机械设计加工中应注意的几个问题

杨敬彪 樊红岩

摘要：在市场经济中，为了更好满足企业的发展，机械产品越来越先进，品种越来越多:这就要求我们在机械设计当中，对材料的选择;标准化的应用提高到一个新的认识，在加工过程中，减少影响表面层物理力学性能的因素努力把我们加工成本降到合理的水平，从而提高企业的经济效益，本文主要对机械设计加工中应注意的几个问题进行了叙述，仅供参考。

关键词：机械设计；加工；材料选择

中图分类号：F407文献标识码： A

一、现代机械设计与传统设计特点比较

传统机械设计思维比较被动，现代机械设计有较强的自主性。传统的机械设计依靠的以往的设计经验，思维方式比较落后。随着科学技术的不断发展，人们需要不断更新自己的观念，要运行科学技术创造出新的产品。

传统设计注重机械本身的预定功能。现代机械设计要置身在大系统中，而且要对系统做出合理设计，并将系统功能进行合理分配。在机械设计中要考虑到人的心理因素，做好最好的机械设计方案。

现代机械设计强化了传统机械设计强度要求。在机械设计中有限单元的断裂的研究成果在现代机械设计中得到了广泛的应用。在现代机械设计领域中设计者要不断强化自己的设计能力。

传统设计周期长、耗费大，现代机械设计周期短、对能源耗费小。传统机械设计要根据预先设计的方案进行设计，然后制定设计方案。传统的设计方法耗费的时间的比较长，耗费的资金比较多。现代的机械设计方法要结合一定的条件，运用科学的优化方法和原理设计出最佳方案。

传统的设计受思维约束，在现代的设计中利用计算机改变了这种现状。传统的机械设计需要很长的时间，现代机械设计可以减少时间，提高工作效率。在做出设计方案时利用计算机可以完善后续工作，设计师可以及时修改方案。通过计算机技术可以对设计方案进行优化。

二、机械设计加工中常见的问题及原因分析

1、机械产品表面质量难以保证

机械加工出的产品的表面质量关乎产品的性能和使用寿命。从目前的实际情况来看，制约机械产品零件表面质量的因素以制作材料本身的性质和材料的切削用量为主。零件所用的材料的韧性越好，金属材料的塑性越好，零件表面也就因此而越粗糙。如果生产零件所用的材料为塑性材料，那么在用刀具进行加工的过程中就难免会引起塑性变形，加之刀具的切削以及零件分离时产生的撕裂作用，将会使零件得表面更加粗糙。同样的道理，如果零件所用的材料是脆性的材料，那么在材料切削的过程中就会呈现出碎粒状，着也会使零件的表更加粗糙。总之，零件的物理性能的有很多影响因素，主要可以从以下两个方面来概括，即零件表面的冷作硬化以及材料内部组织的结构变化。另外，在进行机械零件的加工时不可避免会产生部分残余应力，在一定程度上也会影响机械加工的产品的表面质量。

2、加工精度不高

通过对机械加工的过程进行分析，影响机械产品加工精度主要有一下几种因素：采用相近的加工运动而引起的误差、采用近似的刀具而导致的差误、机床本身的几何误差和磨损对产品加工精度产生的影响、夹具与刀具制造时产生的误差以及磨损等造成的误差、工艺系统因受热而变形所引起的误差，因为误差在加工的过程中不可能消除，所以唯有研究导致误差产生的原因，然后有效避免，才有可能改善加工精度不高的问题，从而保证所生产产品的质量。

3、产品性价比不是最高

由于未能综合地考虑机械设计和加工的过程中的不利因素，导致机械产品的综合成本太高，性价比没有得到保障，从而导致产品在市场竞争中没有绝对优势，也就不可能及时地占据市场优势。

三、机械设计加工中各项问题的对策

1、机械设计加工中材料的选用

1.1选择性价比高的材料

加工零件中的材料是控制成品质量的主要途径之一，针对不同产品，有着不同质量的材料。因生产厂家需要盈利，在选取材料时是不能够以最优选取的，首先需要对产品的应用性能做出合理判别。比如产品是锁芯时，就不需要对其外观进行控制，应着重选择坚固的材料；对于钟表之类的话，材料外观需要着重考虑。

1.2选择易于加工的材料

在对加工材料成本考虑的同时，也要对材料的加工工艺性进行考虑。即使选择的材料成本极低、性价比极高，如果厂家所拥有的加工设备对其选材加工难度较大的话，延误工时不说，还会导致设备损耗严重。因此在挑选材料的同时，要兼顾加工的便捷性。

2、提高机械设计标准化水平

2.1工艺上的标准化

生产厂家如果能够提升生产工艺，既可以使加工能够批量生产，亦可以简化其设计结构，无论是使用效率上还是生产效率上都有极高的提升。

2.2机械设计的实时性

科技是在一直发展的，在发展道路上，市场对其产品的要求也是不断变化的。因此，在机械设计方面，还需要与时俱进，伴随市场要求随时进行调整。如果一个企业的设计能够与时俱进，就可以快速占领市场份额，扩大企业影响力。

3、机械加工材料表面物理性质的把握

3.1表层金相组织变化

在热切削与切削力同时进行作用时，会产生较高的温度，如果超过金相组织的临界点，就会引起表层金相组织的相变，导致工件产生质量隐患。

3.2冷作硬化

利用冷加工在工件表面层发生不可逆的变形后，会对金属周边的质量进行压缩，增强其硬度与精度，这就是冷作硬化效果。因此，在加工过程中，对冷作硬化的把握要严格控制。

4、润滑剂的合理选择与运用

润滑剂在机械设计加工中起到非常重要的作用，它能够将工件的成品形状、加工精度与加工面的微观不平整度提升几倍。在进行切削、冲压、研磨等工序时，几乎全部需要金属加工润滑剂的参与。

4.1润滑剂的作用及技术要求

在机械设计加工中使用润滑剂能够有效抑制加工设备的损耗速度，将加工精度与加工面的微观不平整度提高，并且能够防止加工对象出现锈蚀或腐蚀的现象。因此，金属切削润滑剂至少要满足以下几个要求：

冷却性。对金属类工件进行切削时，会产生大量切削热量，这些热量不仅能破坏工件的物理结构，对其表面色泽也有重大影响。因此，润滑剂的冷却性是非常重要的。

润滑性。两个金属物件在运动时施加的载荷是非常强大的，如果不对其接触表面进行润滑，会导致工件表面粗糙、设备损耗极大。因此，润滑性不仅能提高工件质量，也能极有效延长加工设备寿命。

清洁性。切削过程中会产生大量金属碎屑，堆积过多会造成工件与加工设备锈蚀，因此需要及时对其清洁。

防蚀性。几乎所有润滑剂的构成都有水，水与润滑剂中的部分添加剂都会对金属产生腐蚀，因此，防蚀性是润滑剂中不可缺少的要素。

4.2润滑剂的选择

不同的加工对象，需要应用不同的润滑剂才能达到最优效果。润滑剂分类繁多，宏观上可分为固体润滑剂和液体润滑剂，液体润滑剂又分为纯油性润滑剂与水溶性润滑剂等小类。它们都有着不同的应用对象。在使用时，可以根据技术人员的加工经验来使用，也能参照机床等加工设备的说明书上采用。通常情况下，低速切削采用纯油性，反之则用水溶性；如果加工设备供油不畅，则采用纯油性，通常情况下采用水溶性。在对润滑剂进行选择后，再根据加工对象的材料与质量要求来进行润滑剂的确定。在机械设备进行生产时，不论是设备还是工件都会有一定损耗，随着设备性能的提高，其工作强度也会进行一定提高，这就要求厂家采用性能好、功能多的润滑剂。润滑剂在机械设计加工中起到不可忽视的作用，因此，在厂家生产加工时，还需要对润滑剂进行慎重选择与合理的应用。

结束语

在机械化程度越来越高的情况下，机械设计加工所面临的问题也越来越多，这就需要对出现的问题进行具体的、科学的分析。只有企业在结合自身的特点分析出现的问题的时候，才能推动问题的解决。因此，对于出现的问题，一定要运用科学合理的方法进行分析，从而找出解决问题的最佳方法。从而达到提升机械产品精度目的，最终实现提高机械产品的质量、提升企业经济效益的目的。

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