機械設計加工中的要點分析

孫彥紅

摘 要：文章解析了在機器策劃生產中對物料的選用以及規范化的使用，對機器制造配件外表層物理力學功能的要素與機器制造中潤滑劑的使用。

關鍵詞：機械設計；材料；標準化；冷作硬化；殘余應力

在市場經濟環境下，單位要想在挑戰中利于不敗之地，憑借的就是品質強、成本低的商品。機器策劃作業的關鍵性，不僅因為它是制造措施預備作業的第一項，還因為它對商品的品質以及成本有著關鍵的作用，盡管對商品成本產生作用的要素有許多，不過關鍵是和策劃、生產以及原材料相關。

1 機器策劃中對原料的選用

1.1 機器配件物料的選用要符合根本需求

1.1.1 使用功能需求

物料在運用程序中的體現就是運用功能，選擇物料是想獲得最基礎的需求。不一樣的配件需要的運用性能不同，一些零件需要強度高的，一些需要耐磨性能好的，一些就沒有太嚴厲的功能需求，只要好看的外形。所以，在選擇物料過程中，關鍵的就是按照配件的需求對物料的性能進行挑選。

1.1.2 技術功能需求

（1）熱生產技術功能。熱生產技術功能關鍵是鑄造功能、鍛造功能、連接功能以及熱處置功能。（2）切削生產功能。金屬的切削生產功能普遍使用道具耐用度為六十分鐘是的切削效率V60來表述，V60的高低和切削功能成正比。

1.1.3 經濟功能需求

（1）物料價值。物料價值在商品整體成本中占據很大的分量，達到百分之三十到百分之七十。（2）提升物料的運用效果。例如使用精鑄造、模鍛、冷拉毛坯，能夠降低切削生產面物料的消耗。（3）配件的生產以及修理成本要盡可能少。（4）使用組合構造。例如蝸輪齒圈使用耐磨性能高的珍貴金屬，別的位置可以使用低成本的物料。（5）物料的科學代替使用。對制造大量的工件，要想到國內能源現狀，物料源地要豐盛，盡可能不用國內缺少要從其他地區進口的物料；盡可能使用強度高的鑄鐵替換鋼，使用熱處置方式等性能強的碳鋼取代合金。

1.2 機器配件物料選用的方式

1.2.1 選擇材料對商品使用時間成本的作用，明顯，物料的選擇在很大程度上對商品使用時間成本的每個構成都存在著作用。項目實施中，在確保商品科學效用的根本上，盡管大多是選擇價格低廉的物料，能夠減少商品的使用時間成本；不過我們也要清楚，一些時候選擇成本盡管不低不過功能更佳的物料，因為商品自身體重少，增加運用時間，降低修理成本、低消耗等很多部分的有利要素，從商品生命時間成本的方面思考，反而更合算。

1.2.2 生產方式的選用是物料選用程序中一個關鍵的要素，就是要把構造策劃、物料選用和要選用的生產方式當做一個不可分的統一性來看。選擇物料時不光要想到配件在每一項生產程序中使用的成本，更關鍵是要進行整體的思考全部的生產制造程序要使用的成本和。

2 機器策劃規范化是提升商品品質減少成本的關鍵方法

2.1 機器配件是設備的根本構造元素，針對機器配件策劃作業來講，規范化的影響很關鍵。

（1）能夠使用最優異的方式在專門制造的工廠中對需求量大的配件開展大量的、全面的生產，以提升品質，減少成本。（2）統籌物料以及配件的功能目標，可以開展對比，同時提升配件功能的可信度。（3）使用規范構造和配件，能夠簡易策劃作業，減少策劃時間，提升策劃品質。

2.2 做好策劃過程中的規范化作業

減少商品成本的關鍵方式，在市場經濟制度下，制造商要按照市場的需要更改，持續改革商品種類，提升商品品質，減少物料的使用，提升經濟利潤。要完成這些宗旨，都要遵循規范化，一定要使用規范化措施，做好商品策劃這一步驟，才可以增加單位在市場經濟挑戰中能夠存活，增快新商品研發。

3 影響機加工件表面層物理力學性能的因素

3.1 表面層金相組織的變化

機器制造程序中，制造時使用的熱量很多已經轉變成熱能提升了生產外表的溫度，如果溫度提升到金相分子改變的邊緣時，外表的金相分子就會出現改變。普遍的切削制造，切削熱幾乎都隨切屑流失，所以作用不大。不過對磨削制造來講，因為單位面積上出現的切削熱量是普遍切削方式的幾十倍，切削位置的高溫就會導致外表金相的改變。

影響磨削燒傷的因素有：

（1）砂輪材料。對于硬度太高的砂輪，鈍化磨料顆粒不易脫落，砂輪容易被切削堵塞。因此，一般用軟砂輪好。（2）磨削用量當磨削深度增大時，工件表面及表面下不同深度的溫度都將提高，容易造成燒傷；當工件縱向進給量增大時，磨削區溫度增高，但熱源作用時間減小，因而可減輕燒傷。但提高工件速度會導致其表面粗糙度值增大。提高砂輪速度可彌補此不足。實踐證明，同時提高工件速度和砂輪速度可減輕工件表面燒傷。（3）冷卻方式采用切削液帶走磨削區熱量可避免燒傷。但由于旋轉的砂輪表面上產生強大的氣流層，切削液不易附著，以致沒有多少切削液能進入磨削區。因此，可采用高壓大流量的冷卻方式，一方面可增加冷卻效果，另一方面可以對砂輪表面進行沖洗，使切屑不致堵塞砂輪。

3.2 加工表面的冷作硬化加工過程中表面層金屬產生塑性變形，使晶體間產生剪切滑移，晶格嚴重扭曲，并產生晶粒的拉長、破碎和纖維化，引起材料的強化，其強度和硬度均有所提高，這種變化的結果稱為冷作硬化。加工表面層冷作硬化指標以硬化層深度、表面層的顯微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化層的深度也越大。影響冷作硬化的主要因素：

（1）切削用量。切削速度增大，刀具與工件接觸擠壓時間短，塑性變形小。速度大時溫度也會增高，有助于冷硬的恢復，冷硬較弱。進給量增大時切削力增加，塑性變形也增加，硬化加強。但當進給量較小時，由于刀具刃口圓角在加工表面單位長度上的擠壓次數增多，硬化程度也會增大。

（2）刀具。刀具刃口圓弧半徑增加，對表層擠壓作用大，使冷硬增加；刀具副后刀面磨損增加，對已加工表面摩擦增大，使冷硬增加；刀具前角加大可減小塑性變形，使冷硬減小。

（3）工件材料。工件材料的硬度越低，塑性變形越大，切削后冷作硬化現象越嚴重。

3.3 表面層的殘余應力

切削過程中金屬材料的表層組織發生形狀和組織變化時，在表層金屬與基體材料交界處將會產生相互平衡的彈性應力，該應力就是表面殘余應力。表面層的殘余應力的產生，主要有以下三種原因：

（1）冷態塑性變形引起的殘余應力。在切削力作用下，已加工表面發生強烈的塑性變形，表面層金屬體積發生變化，此時基體金屬受到影響而處于彈性變形狀態。切削力去除后，基體金屬趨向恢復，但受到已產生塑性變形的表面層的限制，恢復不到原狀，因而在表面層產生殘余應力。

（2）熱態塑性變形引起的殘余應力。工件被加工表面在切削熱的作用下產生熱膨脹，此時基體金屬溫度較低，因此表層產生熱壓應力。當切削過程結束時，表面溫度下降，由于表層已產生熱塑性變形并受到基體的限制，因而產生殘余拉應力。

4 結束語

在市場經濟環境下，為了能夠給單位提供更好的服務，機器發展愈來愈優異，種類愈來愈多。這就需要我們在策劃機器時，對物料的選用、規范化的運用提升到另一個高度，在制造程序中，降低對外表物理學功能產生作用的要素和潤滑劑的科學使用。爭取將我們制造成本掌握在最佳的水準，進而提升單位的經濟利潤。

參考文獻

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