機械設計與機械加工中常見問題及改善措施分析

周麗霞

摘要：近年來，工業產業的優化升級，為與之對應的機械加工行業提出更高的基準，技術人員、操控設備等必須進行不斷的革新，才可最大程度提高機械產品的加工精度，促進行業領域的發展。然而，在機械設計與加工中，往往出現成品與預期設計圖紙不符合的情況，影響此類問題的因素很多，如待加工零件表層質量問題、加工參數問題、零件基準化問題等。針對上述問題，機械加工企業必須采用較為合理的管控手段，對每一項加工工序進行嚴格審核，提高產品加工質量，為我國加工工業的發展奠定堅實基礎。

關鍵詞：機械設計;機械加工;常見問題;改善措施分析

引言

對于機械設計加工，設計人員應當對質量這一最終目標和要求予以充分的考慮，重視其中出現的問題，提高加工精度、水平和質量，以滿足市場的要求。

一、機械設計與機械加工論述

（一）機械設計

機械設計通過對機械制造設備的工作機理進行探究，然后通過各項工藝之間的契合制定出完整的工件生產文件，如材料、尺寸、潤滑等工序。機械設計是機械生產的前提，同時也是機械設備質量、性能的重要體現，機械設計過程中，制定出完整的計劃可有效降低加工成本，提供設備的穩定性。一般來講，針對同一個零部件進行設計時，一般需制定多種設計方案，考慮到機械設備質量性能與零部件的精準性，技術人員應對零部件設計圖紙的可行性進行探究，確保整體加工階段進行的完整性。從近幾十年的設計轉變來分析，我國機械加工設計已經取得重大突破，特別是在計算機軟件技術的支持下，圖紙文件的設計也從傳統的紙張轉移到平臺系統中，技術人員可對設計文件多維度考量，提高設計的精準度，減少后續加工工序的繁瑣度。

（二）機械加工

機械加工是指零件由原料轉變為成品的過程，通過對原料進行尺寸、性能上的改變，為零件賦予新的功能屬性。不同零件所需的加工工序具有較大差異性，如復雜類零件需要經過多種工序組合來實現加工，且每一項制作工藝必須遵循相應的基準才可實現有效契合。在現代化技術的支持下，機械加工由傳統的人工操作大部分進入到自動化、智能化操控中，工作人員只需通過指令參數的設定，便可令設備運作來加工出所需的零件，提高產品加工質量。

二、機械設計加工中存在的問題

（一）操作流程缺乏預案

機械加工操作流程是否規范，決定著產品的質量，制定科學、有效的操作預案是十分必要的。在機械加工設計之前，對在加工過程中可能發生的情況和不可抗力做出準確的預判。經過嚴格的測算，預估出理論計算數值與正常操作之間的誤差，盡可能地將這種誤差值降到最低點。造成誤差的原因多種多樣，既有人為的主觀因素，也有一些客觀因素。如機器年久失修，腐蝕嚴重。設備發熱導熱，工具本身的因素，系統受力不均衡等多方面客觀情況。雖然誤差的出現不可避免，但是仍然要竭盡所能，規避風險，將誤差降至最小范圍內，確保機械加工的產品更加精準。

（二）缺乏完善的質量監控體系

生產質量是企業生存與發展的命脈，是企業的立業之本。技術人員要加強責任感，嚴把質量關。要樹立工匠精神，要把生產質量放在心中，質量的好壞直接影響產品的工藝。由于生產材料特性的緣故，塑性材料制作的機械產品很容易變形，會導致產品表面不平滑。另外，一些脆性材料的特點也會造成產品表面出現很多附著物，產品容易折斷。生產加工過程中，由于壓力變大也會改變產品的組織結構，導致機械產品表面凹凸不平。為了提高機械加工產品的質量，必須要考慮到每個加工設計產品的材料屬性，精準定位，嚴把質量關，確保機械加工設計出來的每一個產品都是合格的，將產品的損耗率降至最低。

（三）產品變形

在機械加工過程中經常會出現產品變形的情況，主要集中在位置、大小、性質等三方面的改變上。首先，為了使機械加工的產品被牢牢地控制在卡機上，使機械在加工產品的時候可以控制住，要求在加工的時候要產生強大的內力。但是，就會出現一個弊端，在加工完成的時候機械產品由于內力的作用，就會偏離原來的樣子，變成新的形狀。其次，在受熱的過程中，零部件由于受到溫度的影響，產品可能會出現彎曲的情況，造成中間高、兩邊低的現象?？梢酝ㄟ^科學有效的方法，采用高效的機械設備，盡量降低機械產品變形的程度。

三、機械設計加工中相關問題的解決策略

（一）制定科學合理的加工流程

對于機械設計加工，可通過制定科學有效的加工流程來降低加工成本，并有效保障加工產品的質量，大幅度縮短機械加工周期，使產品質量由于加工時間過長而受到影響的情況得以避免。對于機械設計加工操作，應當一次性完成，避免影響零件的加工質量，這就需要選擇合適的加工方法和加工工序。

（二）選擇合適的加工材料

對于加工零件的材料，需要進行合理的選擇，科學合理的加工材料不僅能夠使產品設計加工質量得到有效提高，降低生產成本，還能對機械設計加工的使用需求以及工藝性能得到滿足。對于材料的選擇，應當對材料的性價比進行充分的考慮，在降低成本的同時提高產品的質量，有效提高企業的市場競爭力。

（三）選擇合適的刀具和潤滑劑

在機械設計加工過程中，刀具極大程度上影響著機械加工的生產過程。不同材料有著不同刀具的選擇要求，應當根據表面硬度和粗糙程度選擇合適的刀具。應當選擇合適的潤滑劑，比如有純油性潤滑劑和水溶性潤滑劑，而在進行機械加工時，高速鋼刀的低速切削和硬度鋼刀的高速切削可使用純油性潤滑劑。

（四）選擇合適的切削參數

對于機械設計加工過程，切削參數選擇得合理與否也對產品質量產生重要的影響。對于零件的切削過程，應當對加工零件的材質屬性和特點進行有效的判斷，然后對切削參數進行合理的設置，使表面加工過程中產生的積屑和殘留大幅度減少，降低切削產生的力度和溫度。

（五）提升機械設計技能

隨著經濟水平的不斷提高，企業以及消費者對于機械設計加工產品的要求也越來越高。我們必須要不斷進取，要針對產品的性能不停地完善機械產品的結構、大小以及功能，使機械產品更加精準，力求使每一個機械設計產品都達到極致。機械設計工作者要制定科學、統一的機械設計制造流程，提高員工的業務能力和水平，盡最大可能提升產品的生產質量。設計加工每一個環節都要做到絲絲入扣。例如，在機械設計加工之前，要組織專家和行業管理者進行專業會談，制定完善的產品設計規劃書。在機械加工設計過程中，嚴格執行規劃書的尺寸大小和形狀，確保不出紕漏，保障機械設計加工過程的順利進行，也為產品質量嚴把“第一道”關卡。

結語

綜上所述，機械加工設計中，技術人員需通過產品性能來適配各項操作工序，確保各項加工工序可形成精準契合，提高產品的質量。在現場加工中，影響零部件加工質量的因素較多，為減少企業的生產成本，應從材料選取、工藝選取、切削加工、潤滑劑與冷卻劑、專業人才等方面，進行相應考量，依據產品性能制定較為完善的管控計劃，進一步提高加工質量。期待在未來發展過程中，機械加工與現代化技術進行深度融合，真正的實現自動化、精度化加工。

參考文獻：

[1]龔玲麗，劉超.我國機械數控加工技術現狀及提升對策探討[J].內燃機與配件，2020（01）：62-63.

[2]胡素芳.機械設計加工中常見問題及解決策略初探[J].中國設備工程，2019（20）：92-93.

[3]王少鵬，胡裕祺，徐曉東.試述機械加工過程中常見問題及優化措施[J].南方農機，2019，50（09）：143.

[4]張珂.淺談機械加工領域中絲錐的應用[C].河南省汽車工程學會.第十五屆河南省汽車工程科技學術研討會論文集.河南省汽車工程學會：河南省汽車工程學會，2018：259-261.