機械設計與機械加工問(wèn)題及改善措施

摘要：機械設計與加工是工業(yè)化發(fā)展的核心，產(chǎn)品的質(zhì)量、精度、效率等決定中生產(chǎn)企業(yè)在社會(huì )市場(chǎng)中的地位。要想***大限度的提高產(chǎn)品質(zhì)量，應從設計與加工兩個(gè)層面進(jìn)行衡量，通過(guò)制定相應的基準規范加工工序?；诖?，文章對機械設計與機械加工進(jìn)行論述，指出設計與加工過(guò)程中存在的問(wèn)題，并對改善措施進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：機械設計；機械加工；常見(jiàn)問(wèn)題；改善措施
近年來(lái)，工業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級，為與之對應的機械加工行業(yè)提出更高的基準，技術(shù)人員、操控設備等必須進(jìn)行不斷的革新，才可***大程度提高機械產(chǎn)品的加工精度，促進(jìn)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)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(lèi)問(wèn)題的因素很多，如待加工零件表層質(zhì)量問(wèn)題、加工參數問(wèn)題、零件基準化問(wèn)題等。針對上述問(wèn)題，機械加工企業(yè)必須采用較為合理的管控手段，對每一項加工工序進(jìn)行嚴格審核，提高產(chǎn)品加工質(zhì)量，為我國加工工業(yè)的發(fā)展奠定堅實(shí)基礎。

1機械設計與機械加工論述
1.1機械設計。機械設計通過(guò)對機械制造設備的工作機理進(jìn)行探究，然后通過(guò)各項工藝之間的契合制定出完整的工件生產(chǎn)文件，如材料、尺寸、潤滑等工序。機械設計是機械生產(chǎn)的前提，同時(shí)也是機械設備質(zhì)量、性能的重要體現，機械設計過(guò)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(lái)講，針對同一個(gè)零部件進(jìn)行設計時(shí)，一般需制定多種設計方案，考慮到機械設備質(zhì)量性能與零部件的精準性，技術(shù)人員應對零部件設計圖紙的可行性進(jìn)行探究，確保整體加工階段進(jìn)行的完整性。從近幾十年的設計轉變來(lái)分析，我國機械加工設計已經(jīng)取得重大突破，特別是在計算機軟件技術(shù)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(shù)人員可對設計文件***度考量，提高設計的精準度，減少后續加工工序的繁瑣度。1.2機械加工。機械加工是指零件由原料轉變?yōu)槌善返倪^(guò)程，通過(guò)對原料進(jìn)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(lèi)零件需要經(jīng)過(guò)多種工序組合來(lái)實(shí)現加工，且每一項制作工藝必須遵循相應的基準才可實(shí)現有效契合。在現代化技術(shù)的支持下，機械加工由傳統的人工操作大部分進(jìn)入到自動(dòng)化、智能化操控中，工作人員只需通過(guò)指令參數的設定，便可令設備運作來(lái)加工出所需的零件，提高產(chǎn)品加工質(zhì)量。

2機械設計與機械加工中常見(jiàn)問(wèn)題
2.1材料與結構不對稱(chēng)。對于機械加工來(lái)講，文件設計與自身機械性能影響加工質(zhì)量***主要的因素，以機械結構為基底，如從不同角度進(jìn)行設計與分析，產(chǎn)生的加工難度也具有較大差異性，同時(shí)，加工精度、成品性能也略有不同。在此種問(wèn)題下，要求設計者必須對機械設備進(jìn)行全方面了解，清楚的認知到機械加工過(guò)程中每一個(gè)機械部件所產(chǎn)生效果。從材料方面來(lái)講，不同材質(zhì)原料間性能的差異性，決定著(zhù)零件本身的質(zhì)量性能，如切削工藝、打磨工藝等，都將在一定程度上改變零件的質(zhì)量。2.2基準化問(wèn)題。機械零件的設計是以市場(chǎng)需求為主的，產(chǎn)品在制作過(guò)程中，應嚴格遵循基準的設計參數，如尺寸、性能、工藝等，確保每一項操作工序的規范性。然而，在實(shí)際加工過(guò)程中，受到多方面因素的影響，產(chǎn)品實(shí)際加工階段并未能滿(mǎn)足預期設計階段，如機械設備經(jīng)由長(cháng)時(shí)間的加工，設備零部件造成一定的磨損，導致加工精度下降，盡管可將成品質(zhì)量控制在有效誤差內，在一定程度上仍然降低零件的性能質(zhì)量。特別是對于精密化零部件來(lái)講，即便是加工過(guò)程出現幾微米的誤差，也可能造成嚴重的蝴蝶效應。這就需要設計者在圖紙設計過(guò)程中，應針對產(chǎn)品及設備進(jìn)行全方面考慮，然后逐步檢測可能發(fā)生的問(wèn)題，盡可能的減少設計與加工周期，***大限度的提升產(chǎn)品質(zhì)量。2.3加工精度問(wèn)題。與基準化問(wèn)題相比，加工精度是相對于機械設備系統來(lái)講的，企業(yè)在進(jìn)行加工時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量性能越高，證明其在社會(huì )市場(chǎng)中競爭力也就越強。然而現場(chǎng)加工與預期設計是存在一定誤差的，且此類(lèi)誤差不可避免，除上文提到的系統磨損原因，還包括系統內部的熱變形、受力點(diǎn)形變、機械裝夾問(wèn)題等因素。如設計人員并未考慮到零部件本身的承受能力，采取錯誤的加工方式，在切削過(guò)程將加大熱變形產(chǎn)生的幾率，令零部件與加工刀具之間產(chǎn)生相對位置，此種情況將直接令零部件產(chǎn)生較大的誤差。此外，如操作人員在裝夾過(guò)程中零部件錯誤裝夾時(shí)，則必然造成額外的加工事故，嚴重增加了加工成本。2.4零件質(zhì)量問(wèn)題。零件原料質(zhì)量是影響產(chǎn)品質(zhì)量性能的重要因素，當零件表面結構穩定性不高時(shí)，產(chǎn)品形狀、物理性能等也將呈現出較低狀態(tài)。從加工角度來(lái)看，零件質(zhì)量與刀具、原料之間具有較大的聯(lián)動(dòng)性，如刀具材質(zhì)與原料材質(zhì)不匹配的話(huà)，則在實(shí)際加工過(guò)程中，材料之間的契合性將降低，由合金鋼材質(zhì)刀具加工鑄鐵類(lèi)刀具可知，當切削度較大且切削時(shí)間較短時(shí)，則零部件極易產(chǎn)生塑性變形，當零部件內存在一定加工熱量時(shí)，熱變形處在極限承受值內，將令部件本身面臨著(zhù)脫離***的風(fēng)險，當刀具離開(kāi)零件表面時(shí)，零部件將出現表面質(zhì)量問(wèn)題。特別是在對具有一定脆性的材料進(jìn)行加工時(shí)，機械切削階段，極易令零件表面產(chǎn)生碎粒的現象。上述問(wèn)題將加大企業(yè)廢品產(chǎn)生的幾率，增加企業(yè)的運行負擔。2.5性?xún)r(jià)比問(wèn)題。零部件加工與市場(chǎng)需求具有很大的關(guān)系，如價(jià)格、質(zhì)量、市場(chǎng)需求度等，都將成為產(chǎn)品加工的考量基準。隨著(zhù)新技術(shù)、新工序的融合，產(chǎn)品質(zhì)量基準也正在逐步提升，但部分企業(yè)加工生產(chǎn)期間，受到自身的局限性，如技術(shù)人員專(zhuān)業(yè)性不足、設備更新不及時(shí)等，令產(chǎn)品的加工與產(chǎn)出不成正比，間接加大產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

3機械設計與機械加工的改善措施研究
3.1材料選取方面。材料選取主要以刀具材料、部件材料為主。對于成品的零部件來(lái)講，材料的質(zhì)量性能直接決定著(zhù)后續的應用，為此，在對刀具材料進(jìn)行選擇時(shí)，應先依據原材料特性、加工工藝等來(lái)正確擇取，例如在對鍛件鋼制材料進(jìn)行粗加工時(shí)，應選擇YW的刀具，而在進(jìn)行精加工后，則應選取T15的刀具。在對部件材料進(jìn)行選擇時(shí)，其主要是以應用性能為主，在保證質(zhì)量的前提下，***大限度的降低成本損耗。同時(shí)，應對部件的加工時(shí)間與加工工序等進(jìn)行分析，確保材料質(zhì)量性能滿(mǎn)足使用需求。此外，設計人員應依據產(chǎn)品的加工數量，正確計算刀具材料加工期間所產(chǎn)生自然損耗，盡量縮減加工誤差，降低生產(chǎn)成本。3.2工藝選取方面。加工工藝是零部件生產(chǎn)的重要基準，正確、合理工藝的選取，可提高零部件加工指令，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。為此，在對加工工藝進(jìn)行制定時(shí)，應以成本管控為主，盡量擇取自動(dòng)化生產(chǎn)工序，降低工作人員的投入量，***大限度的降低因人為因素導致的零部件加工風(fēng)險，針對部分簡(jiǎn)單結構的部件，應盡量選取一次成型的加工，避免聯(lián)動(dòng)工序操控產(chǎn)生誤差，影響零部件產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，應依據產(chǎn)品使用性能，選取對應的加工工藝，通過(guò)優(yōu)化零部件表面的預應力、疲勞強度等來(lái)提高產(chǎn)品的韌性。相對于獨立的滑動(dòng)部件來(lái)講，為***大限度的提高部件之間的摩擦力，應選取相應的拉應力工藝，并應將摩擦系數所產(chǎn)生的加工誤差納入到設計體系內，增強零部件的生命周期。3.3切削加工方面。當前，機械設計與切削加工中，多數以自動(dòng)化為主，通過(guò)相應的參數設定對零部件進(jìn)行大批量加工。切削加工作為零部件產(chǎn)品加工中的重要工序，在對零部件產(chǎn)品的切削用量進(jìn)行計算時(shí)，應對零部件的性能進(jìn)行多角度分析，避免零件加工出的成品與預期設計存在較大的誤差。從機械加工角度來(lái)看，刀具、切削工序、切削類(lèi)型等與產(chǎn)品質(zhì)量具有較大關(guān)聯(lián)性，如想***大限度的提高零部件加工質(zhì)量，可從切削速率與深度為出發(fā)點(diǎn)，將材料的韌性、剛度、熱處理形式等作為輔助條件，降低零部件生產(chǎn)的消耗量，同時(shí)也提高各項零部件加工過(guò)程中精度性，實(shí)現高效率、智能化的生產(chǎn)加工。3.4潤滑劑與冷卻劑方面。機械加工是利用刀具對原料進(jìn)行切削，機械設備高速運轉過(guò)程中，將產(chǎn)生較高的熱量，令部件產(chǎn)生局部溫度過(guò)程的現象，使零部件內部韌性降低，當內部結構組織損壞到一定程度后，將加大部件失效的風(fēng)險。為此，應依據零部件的性能選取相應規格的冷卻劑，在加工過(guò)程中對冷卻劑進(jìn)行噴灑，此舉即可降低零部件表面的溫度，也可對機械刀具形成很好的防護作用，提高加工精度。在加工潤滑方面，技術(shù)人員不僅應在切削液中添加相應的潤滑劑，還應依據機械設備的使用工況，對機械設備易生銹的契合部位抹上潤滑劑，防止機械設備在運行過(guò)程中出現銹蝕現象，降低整體工作效率。3.5專(zhuān)業(yè)人才方面。工作人員作為技術(shù)施行的重要載體，對于工作人員來(lái)講，其操作工序決定著(zhù)***終操控結果，盡管目前執行的是自動(dòng)化、智能化，但在實(shí)際加工過(guò)程中，要想***大限度的提高產(chǎn)品加工效率，需對設備操控人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化培訓，保證相應的操控技能可滿(mǎn)足加工生產(chǎn)需求。在現場(chǎng)加工操控過(guò)程中，工作人員應對成品部件、原料、工序等進(jìn)行正確了解，明確加工生產(chǎn)過(guò)程中可能出現的問(wèn)題，然后制定相應的管控策略，確保每一項操控工序與設計參數相符。同時(shí)，工作人員應定期對機械設備進(jìn)行檢測，對磨損度較大的零件進(jìn)行分析，查驗某一個(gè)生產(chǎn)周期內機械設備的損耗，并及時(shí)對部件進(jìn)行更換處理，確保每一項工序的設定，可發(fā)揮出應有的價(jià)值，為企業(yè)創(chuàng )造出更多的經(jīng)濟效益。

4結語(yǔ)
綜上所述，機械加工設計中，技術(shù)人員需通過(guò)產(chǎn)品性能來(lái)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(chǎn)品的質(zhì)量。在現場(chǎng)加工中，影響零部件加工質(zhì)量的因素較多，為減少企業(yè)的生產(chǎn)成本，應從材料選取、工藝選取、切削加工、潤滑劑與冷卻劑、專(zhuān)業(yè)人才等方面，進(jìn)行相應考量，依據產(chǎn)品性能制定較為完善的管控計劃，進(jìn)一步提高加工質(zhì)量。期待在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，機械加工與現代化技術(shù)進(jìn)行深度融合，真正的實(shí)現自動(dòng)化、精度化加工。

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