機械設計加工中問題與對策

戴霄軼

摘 要：機械加工是借助一種機械設備對工件的外形尺寸或性能進行改變從而制造出理想產品的過程。機械設計加工過程精細復雜，難免會出現很多的問題，這就要求我們及時發現并解決問題。

關鍵詞：機械加工；質量控制；常見問題；策略

一、機械設計中需要注意的問題

機械設計是機械產品性能實現的第一步，也是十分關鍵的一步，設計缺陷將導致重大損失和工程事故。

（一）機械材料的選擇

在機械設計中必須要選擇性價比高、合適的材料，以提高機械設計的水平和滿足不同的實踐應用。一方面，最根本的就是滿足不同環境下的使用性能需求，例如：制藥設備要求與藥品直接接觸的生產設備表面應當平整光潔易清洗或消毒耐腐蝕，不得與藥品發生化學反應、吸附藥品或向藥品中釋放物質，并且耐腐蝕，方便維修、容易清洗。另一方面，工藝性能的也需要考慮在內，因為鑄造性能、鍛造性能、焊接性能和熱處理性能、以及切削加工性能不僅僅影響到了機械產品的加工制造工序，也將直接影響到產品的生產成本。

（二）科學的工藝流程

科學合理的機械設計加工工藝規程的制定可以有效地保障零件的質量尤其是表面質量，提高產品各方面性能，有效降低生產中的成本。盡量減少由于加工時間過長而導致的對加工零件的不利影響，應盡量保障能夠一次性完成對零件的加工處理。零件表面留下的殘余應力對于零件的作用有著直接的影響，零件表面最終加工工序不同對于零件的表面質量影響也不一樣，因此需要選擇合適的零件加工工序。設計出科學合理的加工流程和工序無疑是十分必要和迫切的。

（三）標準化的產品設計

首先就是零件的標準化，通過對零件的尺寸、結構要素、材料性能、檢驗方法、設計方法、制圖要求等制定出各式各樣的市場統一標準的產品。在一些專門工業化生產的工廠用最先進的方法對那些用途最廣的零件進行大量、集中的制造，以提高質量、降低成本。事實上，對于零件統一的性能指標能夠提高零件性能，增加零件使用可靠性。采用標準結構及零部件可以簡化設計工作流程、縮短設計周期。

（四）個性化的產品定制

不同的機械產品在實際工作中對其性能和產品的要求是千差萬別的。所有的材料都不可能滿足機械設計加工所需要的一切性能要求，這就要求設計人員在實際的工作中權衡利弊輕重選擇合適的材料和工藝流程.例如在制藥設備設計加工中就要考慮到醫藥生產安全級別。其實GMP除了對機械材質要求比較高之外，還需要產生粉塵的設備應有捕集除塵措施設備，原料半成品不能與潤滑劑冷卻劑相接觸。個性化設計加工機械產品滿足生活生產需要是未來的機械設計加工的一個方向。

二、機械加工中需要注意的問題

機械加工可在很大程度上彌補因原材料導致的影響；技術較差，那么無論所使用的材料的如何高品質，那都可能無法取得理想的效果，甚至還可能導致浪費大量材料。

（一）表面質量控制

機械加工中表面粗糙會影響到產品的耐磨性、腐蝕性、疲勞強度、甚至會出現裂紋造成產品報廢。機械產品表面粗糙度較小，則可能致使機械產品的耐磨性發生變化，而粗糙度較大，則可能致使其耐磨性較差。這就要求在材料加工過程中能夠采用合適的加工技術，例如在精密超精密和光整加工時應選擇最小的徑向進給量，而在選擇砂輪工作速度時，則以較大為最佳。此外，工件的速度、切削工具的選擇需要考慮在內。表面殘余應力會導致裂紋的出現，故在應當采取有效的措施，來控制殘余應力，例如：增大刀具前角減小刃口圓弧半徑等都是效果較佳的方法。

（二）節能減耗

機械加工工藝的能量消耗問題一直是很多企業忽略的問題，在提倡節能降耗的今天，企業逐漸對機械加工工藝的能耗問題加以重視。無論是切削加工還是壓力加工，這兩種工藝過程都十分消耗能量。原因有兩個：一方面，企業對員工的績效考核側重于工作態度和熱情，導致員工只注意高效工作不愿去顧及能量的消耗。另外，一些企業選擇的零件加工機器設備陳舊或者不科學的工藝流程。在一些中小型的機械加工企業，多以單件小批量生產產品為主。這樣使得工人在機床上進行產品加工時需要按照單件產品逐一進行加工，不能形成加工流水線，也無法成組的進行加工，這樣必須會造成企業加工的能耗增加。

（三）震動消除和利用

導致振動產生的原因有許多方面，主要有3種類型：自由振動、強迫振動、自激振動。實際的機械加工中，盡量減小其影響。例如：選擇消除震動對刀具切削過程中的影響，從而提高零件的表面質量。另外恰當地對振動的加以利用，還可以通過改變切削速度來實現，使切削速度變得有規律性，這樣能夠提高加工工件的表面質量。當切削速度在20～60m/min的范圍內，振幅增大得很快，當速度高于或者低于此范圍后，振動逐漸減弱，振幅減少。所以，切削過程中要選擇合理的與切削過程相關的參數是十分重要的。還可以將各個部件根據特有的固定頻率進行分析，然后進行合理的安排，同時還可以將系統的阻力進行加大。對于刀具要提高其抗振性，對于工件提高其剛性，主要是將工件的彎曲剛性提高。

（四）加工過程中的防火安全

機械加工中火災防范必不可少，造成這樣的原因很多。一方面在實際的工作中未能設置安全防護措施，比如高溫防護等，導致設備溫度過高造成火災，另一方面在實際的機械加工中未能制定相關的應急預案，導致火災事故損失嚴重。第三，機械加工工作人員缺乏比較全面的安全教育，導致工作人員的安全意識不高，在實際的工作中不能做到預防火災，導致火災問題比較嚴重。

三、結束語

影響機械設計加工質量與效率因素還有許多，如潤滑劑的使用問題等等。本文著重就最為關鍵的問題加以分析，并提出了一些相應對策。在實際操作中只有我們不斷發現并改進目前機械設計加工上的問題，研究并解決問題，才能嚴格規范機械產品的質量，才能提升企業生產效率，使得企業在市場競爭中脫穎而出。

參考文獻：

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