機械設計加工中常見問題及解決策略初探

胡素芳

（南京佳仕奇機械有限公司，江蘇 南京 211164）

1 機械設計加工中常見問題的分析

1.1 機械表面質量不高

當前對機械設備的質量評判首要環節就是對其表面質量進行檢測，質量不僅對機械設備的使用效果有著極大的影響，還會對機械設備自身的壽命有著較大的影響，尤其是那些對機械表面的抗摩擦性、抗腐蝕性、抗撞擊性有著較高要求的，而這些指標對于機械的使用效率、使用效果有著較大的影響。影響機械表面質量問題的主要因素包括：材料選擇、加工制造。如果選擇的材料韌性較大，這樣在切削過程中極易出現結構變形、表面粗糙；若選擇的材料脆性較大，這樣在切割過程中又容易出現結構斷裂、碎屑掉落等情況。

1.2 機械加工精度不高

當前機械設備在很多領域都有廣泛的應用，例如，建筑建設、石油化工、航天航空工程、火力發電、零件加工、工業生產、醫療手術、食品工程等，而隨著科技的發展，相關領域對于機械設備的應用也朝著自動化方向發展，這就對機械加工的精度提出了更高的要求。而導致機械加工精度問題的客觀因素有機床故障、機床磨損、刀具磨損、刀具變形，如果機械加工精度不符合要求，就會導致機械質量問題和運行故障。

1.3 經濟、環保效益性不高

機械制造屬于重工業領域，在設計加工過程中需要消耗大量的成本，而且在制造過程中還需要消耗材料資源、電力資源、人力資源等，這些都是間接的成本支出，在此過程中不可避免地會出現浪費情況，這就對最終的經濟效益產生較大影響。同時，在機械制造過程中還會產生粉塵污染、噪音污染、光污染等，不僅對外界空氣環境產生不良影響，還會對操作人員的身體健康帶來危害。

2 機械設計加工中常見問題的解決對策分析

2.1 提升機械設計的標準

當前相關領域對于機械設計都制定了對應的規范標準，所以進行設計時必須要嚴格的遵循相關的規范標準，從而最大程度保證設計的科學性與合理性。在具體的設計過程中，需要對機械結構參數進行嚴格的校核、計算、設置，這樣才能夠保證機械性能和功能滿足應用的需求，使其在相關領域的應用效果更好、效率更高、成本更低。

2.2 合理的選擇機械材料

機械設備主要由金屬與非金屬材料制備而成，所以材料的選擇對于機械設備質量和性能有著決定性的影響，一方面要根據機械用途、功能、設計要求選擇低成本與合適的材料，保證材料的力學性能、強度、剛性、材質等符合規定的標準，這樣就能夠為機械設備質量奠定基礎；另一方面，要對鋼材市場進行深入的了解，明確市場價格的波動情況，選擇質量有保障的實力生產商合作，盡可能減少成本的支出，這樣不僅能夠保障機械制造的經濟性，還能強化機械制造的質量。

2.3 強化機械加工的精度

雖然相關領域對于機械加工的精度有著較高的要求，但是目前我國的機械加工工藝技術還不夠成熟，這就給機械產品的質量帶來一定程度的影響。為了強化機械加工的精度，就要對加工制造過程實施嚴格的控制，盡可能減少加工過程出現的誤差，確保加工的精準度與設計的要求保持一致，同時還要對影響加工精度的因素進行深入的分析，并針對其中的問題提出對應的解決對策，如此便可采取先進、有效的防范措施，在提升加工質量和效率的同時，還能夠使加工精度得到顯著的提高。在機械加工過程中，對于零件加工質量起到決定性影響的就是夾具，如果夾具自身的設計不夠精準，就難以保證機械加工的精準度。所以在夾具的制造過程中，必須確保夾具設計的合理性和準確性，首先對夾具的尺寸進行精準的測量，盡可能減少夾具設計誤差的發生。而機械加工誤差的發生主要有以下因素所致，其中包括：內部應力、刀具磨損、熱變形、系統應力等，為了強化機械加工精準度，可采用轉移原始誤差法、均化原始誤差法、誤差補償法及分化原始誤差法等對誤差進行有效的控制。機械加工夾具設計圖如圖1。

2.4 提升機械表面質量

圖1 機械加工夾具設計

有些人錯誤地認為機械表面的光滑度對于機械的功能、應用效果無任何影響，但是通過大量的試驗研究得出，機械表面的光滑度對于機械的使用壽命有著嚴重的影響。所以在機械設計過程中，要注重對機械表面質量的提升，通常機械表面越粗糙，其使用壽命就越短；機械表面越光滑，其使用壽命就越長，為此在機械加工過程中，盡可能選擇圓弧半徑大、副偏角小的刀具，同時，還可配合修光刃、精車刀對機械表面的質量進行有效的控制，在機械加工過程中切削的速度越快，機械表面就越光滑；機械加工過程中切削速度越慢，機械表面就越粗糙度，所以，要根據機械制造的目標對切削速度進行控制，而且在機械加工過程中，還要對刀具表面的磨損程度、切削用量等進行嚴格的控制，其中切削用量三要素包括切削速度、進給量、切削深度，具體的選擇原則：在粗加工過程中，采用低的切削速度，大的進給量、切削深度；在精加工過程中，采用大的切削速度，小的進給量、切削深度，這些對策都能夠顯著地提升機械表面的質量。機械切削刀具如圖2。

2.5 強化綠色設計方案的應用

圖2 機械切削刀具

機械產品的質量很大程度上取決于機械設計，其作為機械制造的首要環節，不僅對機械設備的使用性能、應用功能、使用狀態等有著較大的影響，還對資源的消耗、成本的支出、環境的影響都是非常嚴峻的，所以要在機械設計中融入綠色設計方案，確保機械制造過程更加節約、環保。根據機械制造要求對其相關的數據參數進行分析、計算，機械零部件的尺寸、結構、運行原理等也要符合機械設備使用要求。在現階段的機械設計加工過程中，對于模塊化設計、生命周期設計、可拆卸設計等也都進行了有效的應用，通過模塊重組后的新系統，不僅能夠提升機械零件的利用率，還能夠促進機械產品性能的不斷優化；在機械設計過程中應用生命周期設計模式，既能夠發揮出環保、節能的功效，還能夠很大程度上強化機械產品的功能；在機械設計過程中，應用可拆卸設計模式，不僅能夠強化機械零件拆卸的便利性，還能夠實現機械設計的重復性。

3 結語

當前我國在生產、生活過程中離不開機械設備的應用，其不僅能夠提升操作的效果和效率，還能夠緩解人工操作的壓力。但是，機械設備能否發揮出應用的效用，主要取決于機械設計加工的科學性、合理性，為了確保機械產品的質量符合規定的標準，就要對設計加工過程中出現的問題進行分析，并基于此提出對應的應對措施，這樣就能夠顯著提升機械制造的水平。