论机械设计加工中应注意的问题

2016-01-28姚鹤王凡刘子杨张凯

大科技 2016年6期

关键词：表面层润滑剂机械设计

姚鹤王凡刘子杨张凯

（北华航天工业学院河北廊坊市 065000）

论机械设计加工中应注意的问题

姚鹤王凡刘子杨张凯

（北华航天工业学院河北廊坊市 065000）

随着经济社会的高速发展，机械化的水平越来越高，我通过调查研究，总结出了在机械设计加工中应注意的问题。在本文中我主要分析了材料的选择在机械设计制造过程中的重要性，以及机械设计标准化在提高效益方面发挥的重要作用，笔者还分析了影响机加工件表面层物理力学性能的因素以及机械加工中润滑剂的应用等问题。

机械设计；材料；标准化；力学性能；润滑剂

引言

当今市场经济模式下，企业要在如此激烈的竞争中取胜，高质量、低成本的产品是他们最根本的依靠。机械设计工作是生产技术准备工作的第一步，它还将严重影响产品的质量和成本，所以机械设计工作非常重要，我们就要非常重视机械设计加工中出现的问题，并努力找出解决问题的方法。

1 材料选择在机械设计中尤为重要

在机械零件的设计与制造过程中，能否进行正确的材料选择，会直接影响到零件的使用性能、寿命及零件的制造成本。

1.1 应选择满足基本要求的机械零件

1.1.1 使用性能要求

使用性能是材料在使用过程中的表现，是选材时应满足的要求。不同零件所要求的使用性能不尽相同，高强度、高耐磨性、美观是我们经常了解到的几个基本的性能要求。因此，我们必须准确地判断零件的使用性能，来制造出符合要求的零部件。

1.1.2 工艺性能要求

材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力就是材料的工艺性，这要求材料在加工制造时首先能够造出成品来，还要方便制造，保质保量地完成零件的加工制造。

1.1.3 经济性能要求

经济效益的充分实现是生产的最终目的，所以选用材料时还应注意降低零件的总成本，来实现最大的经济效益。

1.2 选择机械零件材料的方法

选材对产品寿命周期成本的影响很大，材料的选用对产品寿命周期成本的各个组成部分影响很大。在保证产品合理性能的前提下，选用价格便宜的材料可以使产品的寿命周期成本降低；但是成本虽高但性能更优的材料，因为其产品的自重减轻、维修费用减少等优势，会使产品的寿命周期成本降低，增加经济效益。

2 机械设计标准化是提高产品质量降低成本的主要途径

（1）机器的基本组成要素是机械零件，在机械零件的设计工作中，机械设计标准化这一原则是很重要的。根据零件的尺寸、结构、性能、检验设计方法、制图要求等制定出行业中共同遵守的标准就是零件设计的标准化。标准化能够带来许多益处：

①可以对最需要的或用途最广的零件进行大批量的制造，提高质量、降低成本，带来更大的经济效益。

②可以统一零件的性能指标，方便了零部件之间的比较，也有利于提高零件性能的可靠性，更好地促进相关零件的生产。

③有利于简化零件或材料的设计工作，设计周期可以缩短，使设计者更加注重提升零件的设计质量，生产出更好地机械产品。

（2）做好设计阶段的标准化工作是降低产品成本，提高经济效益的重要途径。

生产厂家应根据市场的需求更新产品的品种，适应经济的发展，也能大大提高生产厂家的经济效益。这就要求设计阶段的标准化程序来保证产品更好地适应市场的需求与发展，这样企业在市场竞争中才能更好更快地发展。

3 影响机加工件表面层物理力学性能的因素

机械加工中工件容易受到切削力和切削热的影响致使工件表层的物理力学性能变化很大，主要为表面层的金相组织和硬度的变化及表面层出现的残余应力。

3.1 表面层金相组织的变化

机械加工过程中，加工时使加工表面出现温度升高的现象。当温度到达金相组织变化的临界点时，表面层金相组织也会随之变化。对于磨削加工来说，切削区的高温对表面层金属相变的影响也是巨大的。

3.2 表面层的冷作硬化

在加工金属材料的过程中，表面层金属产生变形，这种变化的结果被称为冷作硬化。在一般情况下，硬化程度越大，硬化层的深度也越大。

3.3 表面层的残余应力

在材料的切削过程中，金属材料的表层组织会发生变化，这就会在表层金属与基体材料交界处产生弹性应力，该应力就是表面层的残余应力。表面层的残余应力的产生的原因主要有以下三种：冷态塑性变形引起的残余应力，热态塑性变形引起的残余应力和金相组织变化引起的残余应力。

4 润滑剂的特性及应用

我们要对工件进行切削、研磨、冲压、轧制和拉拔等，使工件满足我们的使用要求，金属加工润滑剂是金属在加工工艺过程中所使用的润滑冷却材料，它能帮助方便我们更好地使用零件，方便我们生产工作的进行。

4.1 润滑剂的作用和技术要求

我们使用润滑剂的主要目的是：①延长材料的使用寿命；②改善工件表面的光洁度；③促进切削过程顺利进行，以方便整个工作的顺利进行；④及时冷却刀具和工件等；⑤增强操作的安全性；⑥减轻工件的腐蚀和锈蚀，节约生产成本；⑦提高工作效率，以便降低成本，提高经济效益。所以为了实现以上的目标，润滑剂的冷却性能、润滑性能、清洗性能和防锈性能必须非常好，来更好地实现生产和使用的价值。

4.2 金属切削润滑剂的选择

我们在选择金属切削润滑剂时，要选择符合切削加工工艺条件及要求的润滑剂，一般我们会选取纯油性或水溶性的切削润滑剂。我们也可以根据机床供应商的推荐来选择相应的切削润滑剂。其次，我们也可以根据常规经验来进行选取，可以让有经验的工作人员去进行选取，在选择时，我们还要根据加工材料的性质来进行决策，被加工的材料物理化学性质不尽相同，会产生切削的难易和切削液相容性的问题，要对加工难度大的材料进行相应的特殊处理。我们还要根据使用的刀具来选择不同的润滑剂，如使用高速钢刀具来低速切削时，要使用纯硬质合金刀具进行高速切削时，要使用水溶性的润滑剂；此外，根据被加工工件的材质及对工件的加工精度的要求等选取切削液的品种也是非常有必要的。机械设备工作强度的提高对润滑剂性能的要求也越来越高，一种润滑剂要具有多种功能的需求非常紧迫，选用合适的润滑剂对于提高工作效率，提高经济效益具有非常重要的作用。实践证明，润滑剂在减小机械磨损，延长机械使用寿命等方面有着非常重要的作用。