邵秀美

摘 要：在社會發(fā)展中，單位想獲得較高的競爭力，所依賴的便是高收入低成本的產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計作業(yè)占有舉足輕重的地位，不單單體現(xiàn)在它被作為生產(chǎn)預(yù)備作業(yè)的開始，更在于它與產(chǎn)品品質(zhì)與投入息息相關(guān)文章剖析了在機(jī)械設(shè)計生產(chǎn)過程中對原料的選擇，規(guī)范化的實施，關(guān)系到機(jī)械加工對于產(chǎn)品的作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；材料；標(biāo)準(zhǔn)化；冷作硬化

1 機(jī)械設(shè)計中對材料的選擇

1.1 機(jī)械零件材料的選擇應(yīng)滿足基本要求

1.1.1 產(chǎn)品功效的需求。原材料在產(chǎn)品使用中的體現(xiàn)就是產(chǎn)品的效果，被認(rèn)為是初步選擇時不可忽視的一點。不一樣的部件所規(guī)定的具體能效不同，有些部件需求是強(qiáng)度大，但是有的就要求耐磨，還有的沒有特殊要求。所以，在原材料選擇的時候，第一點要注重的就是對于效能的具體規(guī)定。

1.1.2 做工要細(xì)致。選材的可操作性能直接顯現(xiàn)的就是原料自身可以承受各種作業(yè)的需要，就是讓所選擇的原料在作業(yè)實施的時候第一時間可以塑造成型，而且在比較方便快速成型的基礎(chǔ)上還可以確保品質(zhì)優(yōu)良。

（1）熱加工作業(yè)品質(zhì)。熱加工作業(yè)說的是鑄造作業(yè)、錘煉作業(yè)、焊接作業(yè)以及加熱作業(yè)。（2）切削作業(yè)效果。金屬切割加工作業(yè)效果大部分運(yùn)用刀具其效率大約在60分鐘，這個時間越長說明這個金屬的效能越優(yōu)越。

1.1.3 經(jīng)濟(jì)性能要求。部件原料的選擇應(yīng)該立足于用最少的成本換取最大的利益。因此，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時，在選擇部件原料時要本著節(jié)約成本的原則。

（1）原料花銷。原料花銷在產(chǎn)品總花銷中最多，高到百分之三十到百分之七十。（2）增強(qiáng)原料的使用效率。例如考慮精細(xì)作業(yè)、磨具作業(yè)降低切割作業(yè)導(dǎo)致的原料浪費。（3）部件的作業(yè)與維護(hù)花銷必須最小。（4）運(yùn)用綜合用料。例如制造一個大的部件在關(guān)鍵部位使用貴重原料在不重要的部位可以適當(dāng)采用便宜的原料。（5）原料有效替換。在生產(chǎn)作業(yè)較多的情況下，應(yīng)結(jié)合我們原料情況，原料資源要求比較多，盡可能杜絕使用稀缺原料，想辦法利用我們現(xiàn)有的材料來替代這些稀缺材料，當(dāng)然這些都是在確保品質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

1.2 機(jī)械零件材料選擇的方法

1.2.1 選材對產(chǎn)品壽命周期成本的影響?？梢悦黠@看出，原料的花銷很大程度上關(guān)系到產(chǎn)品使用時間，而這些和零部件之間息息相關(guān)。作業(yè)進(jìn)行時，必須在確保產(chǎn)品品質(zhì)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用一些廉價的原料，很大程度上會縮短產(chǎn)品使用時間；如果采取成本花銷高但性能最優(yōu)越的原料，因為它的各個零部件恰如其分，且運(yùn)作剛好，磨損較小等很多原因的關(guān)系反而這樣的產(chǎn)品使用時間更長。

1.2.2 作業(yè)手段的確定被認(rèn)為是原料確認(rèn)作業(yè)中一個不可忽視的元素，也就是說可以把部位設(shè)計、原料確定和它能夠采用的作業(yè)手段當(dāng)作一個密不可分的個體來看。原料確定不單單要涉及到零部件作業(yè)的花銷，還必須考慮到這個作業(yè)路線所關(guān)系到的全部作業(yè)的花銷。

2 機(jī)械設(shè)計規(guī)范化是增強(qiáng)產(chǎn)品品質(zhì)減少花銷的重中之重

2.1 機(jī)械部件被認(rèn)為是整個器械的基礎(chǔ)，在器械部件設(shè)計作業(yè)中，規(guī)范化變得至關(guān)重要。部件規(guī)范化，是利用對部件大小、構(gòu)置基因、原料效果、檢測手段、設(shè)計手段、制圖需要等，確定出人們行事的準(zhǔn)則。規(guī)范化的好處在于：

2.1.1 可以用最好的方法在專業(yè)單位中對一些使用范圍最大的部件實施大批次、集中的作業(yè)，來增強(qiáng)品質(zhì)、減小花銷。

2.1.2 科學(xué)的原料與部件的功效標(biāo)準(zhǔn)，可以增強(qiáng)零部件功效。

2.1.3 運(yùn)用規(guī)范化構(gòu)置零部件，能夠精簡設(shè)計作業(yè)，減少設(shè)計作業(yè)的時間，增強(qiáng)產(chǎn)品整體品質(zhì)。

2.2 搞好設(shè)計階段的標(biāo)準(zhǔn)化工作是降低產(chǎn)品成本的重要途徑

在社會主義市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流中，生產(chǎn)單位緊跟時代發(fā)展，不停的變更產(chǎn)品，增強(qiáng)產(chǎn)品品質(zhì)，把資源花銷放到最小，增加整體收益。想要到達(dá)這些目標(biāo)，就必須實現(xiàn)規(guī)范化，一定實施規(guī)范方法，嚴(yán)肅產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)。

3 影響機(jī)加工件表面層物理力學(xué)性能的因素

3.1 表面層金相組織的變化

機(jī)械作業(yè)整個程序中，在作業(yè)地點因為作業(yè)時需要的熱量大都變成了熱能讓作業(yè)原料整體體溫升高。這個具體溫度如果達(dá)到它所承受的極點，這個原料勢必會有一定的變化。普通的切削作業(yè)，切削熱度很多都隨著碎屑流失掉了，所以對產(chǎn)品作用不大。如果放在磨削作業(yè)中，因為部分位置所有的切削熱要相較于普通切削手段大很多，切削部位的溫度勢必使表層金屬變化。涉及到這一部分的原因有：

3.1.1 砂輪材料。對于硬度太高的砂輪，鈍化磨料顆粒不易脫落，砂輪容易被切削堵塞。因此，一般用軟砂輪好。

3.1.2 磨削用量。當(dāng)磨削深度增大時，工件表面及表面下不同深度的溫度都將提高，容易造成燒傷；當(dāng)工件縱向進(jìn)給量增大時，磨削區(qū)溫度增高，但熱源作用時間減小，因而可減輕燒傷。但提高工件速度會導(dǎo)致其表面粗糙度值增大。提高砂輪速度可彌補(bǔ)此不足。實踐證明，同時提高工件速度和砂輪速度可減輕工件表面燒傷。

3.1.3 冷卻方式。采用切削液帶走磨削區(qū)熱量可避免燒傷。但由于旋轉(zhuǎn)的砂輪表面上產(chǎn)生強(qiáng)大的氣流層，切削液不易附著，以致沒有多少切削液能進(jìn)入磨削區(qū)。因此，可采用高壓大流量的冷卻方式，一方面可增加冷卻效果，另一方面可以對砂輪表面進(jìn)行沖洗，使切屑不致堵塞砂輪。

3.2 加工表面的冷作硬化

3.2.1 切削用量。切削速度增大，刀具與工件接觸擠壓時間短，塑性變形小。速度大時溫度也會增高，有助于冷硬的恢復(fù)，冷硬較弱。進(jìn)給量增大時切削力增加，塑性變形也增加，硬化加強(qiáng)。但當(dāng)進(jìn)給量較小時，由于刀具刃口圓角在加工表面單位長度上的擠壓次數(shù)增多，硬化程度也會增大。

3.2.2 刀具。刀具刃口圓弧半徑增加，對表層擠壓作用大，使冷硬增加；刀具副后刀面磨損增加，對已加工表面摩擦增大，使冷硬增加；刀具前角加大可減小塑性變形，使冷硬減小。

3.2.3 工件材料。工件材料的硬度越低，塑性變形越大，切削后冷作硬化現(xiàn)象越嚴(yán)重。

3.3 表面層的殘余應(yīng)力的原因

3.3.1 冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力。在切削力作用下，已加工表面發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形，表面層金屬體積發(fā)生變化，此時基體金屬受到影響而處于彈性變形狀態(tài)。切削力去除后，基體金屬趨向恢復(fù)，但受到已產(chǎn)生塑性變形的表面層的限制，恢復(fù)不到原狀，因而在表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

3.3.2 熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力。工件被加工表面在切削熱的作用下產(chǎn)生熱膨脹，此時基體金屬溫度較低，因此表層產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。當(dāng)切削過程結(jié)束時，表面溫度下降，由于表層已產(chǎn)生熱塑性變形并受到基體的限制，因而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。

3.3.3 金相組織變化引起的殘余應(yīng)力。切削時產(chǎn)生高溫會引起表面層金相組織變化。由于不同的金相組織有不同的密度，表面層金相組織變化引起體積變化，當(dāng)表面層體積膨脹時，因受到基體的限制，產(chǎn)生了壓應(yīng)力。表面層體積縮小，則產(chǎn)生拉應(yīng)力。

總之，在市場經(jīng)濟(jì)中，為了更好滿足企業(yè)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品越來越先進(jìn)，品種越來越多。這就要求我們在機(jī)械設(shè)計當(dāng)中，對材料的選擇、標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用提高到一個新的認(rèn)識，在加工過程中，減少影響表面層物理力學(xué)性能的因素努力把我們加工成本降到合理的水平，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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