宋孟濤　張鐵山

摘 要：文章由表及里詳細(xì)的剖析了在機(jī)械設(shè)計(jì)加工中物料選用的重要性，通過分析配件外表層對機(jī)器產(chǎn)生的影響及生產(chǎn)過程中物理因素的影響，強(qiáng)調(diào)了機(jī)械規(guī)范化使用的重要性，總結(jié)了機(jī)器生產(chǎn)的幾個(gè)要點(diǎn)，對企業(yè)生產(chǎn)有極大的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)化；冷作硬化；殘余應(yīng)力

科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使各行各業(yè)的競爭也越來越激烈，在社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的大背景下，企業(yè)要想取得長遠(yuǎn)的發(fā)展，必須靠生產(chǎn)出的物美價(jià)廉的產(chǎn)品。這就強(qiáng)調(diào)了機(jī)械作業(yè)的重要性，它不僅是生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)還是影響成本的最關(guān)鍵因素。影響成本和品質(zhì)的主要因素有：策劃、生產(chǎn)、以及原材料。

1 機(jī)械策劃中對原料的選用

1.1 機(jī)械配件物料的選用要符合根本需求

1.1.1 使用功能需求。生產(chǎn)商品首先要選擇物料，物料不僅決定了成本，影響著商品的使用，因此，選擇物料應(yīng)由專業(yè)人士來完成。不同的機(jī)械所需物料發(fā)揮的用途不同，如：有些要求高潤滑性的，有些要求防滑的，而有些在用途上沒有具體的要求，只需要有漂亮的外觀。但選擇物流時(shí)必須本著因材制宜的原則。

1.1.2 技術(shù)功能需求

（1）熱生產(chǎn)技術(shù)功能。熱生產(chǎn)技術(shù)功能關(guān)鍵是鑄造功能、鍛造功能、連接功能以及熱處置功能。（2）切削生產(chǎn)功能。金屬的切削生產(chǎn)功能普遍使用道具耐用度為六十分鐘時(shí)的切削效率V60來表述，V60的高低和切削功能成正比。

1.1.3 經(jīng)濟(jì)功能需求

（1）物料價(jià)值。物料價(jià)值在商品整體成本中占據(jù)很大的份量，達(dá)到百分之三十到百分之七十。（2）提升物料的運(yùn)用效果。例如使用精鑄造、模鍛、冷拉毛坯，能夠降低切削生產(chǎn)面物料的消耗。（3）配件的生產(chǎn)以及修理成本要盡可能少。（4）使用組合構(gòu)造。例如蝸輪齒圈使用耐磨性能高的珍貴金屬，別的位置可以使用低成本的物料。（5）物料的科學(xué)代替使用。對制造大量的工件，要考慮到國內(nèi)能源現(xiàn)狀，物料源地要豐盛，盡可能不用國內(nèi)缺少要從其他地區(qū)進(jìn)口的物料；盡可能使用強(qiáng)度高的鑄鐵替換鋼，使用熱處置方式等性能強(qiáng)的碳鋼取代合金。

1.2 機(jī)械配件物料選用的方式

1.2.1 機(jī)械的每個(gè)細(xì)小配件在工作過程中都發(fā)揮著不可忽視的作用，因此，配件物料的選用嚴(yán)重影響著機(jī)械使用壽命，即時(shí)間成本。生產(chǎn)過程中，在保證科學(xué)合理生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，盡量選擇價(jià)低的配件，以降低成本；但不排除在某些情況下，我們也會(huì)選擇價(jià)格相對比較高但質(zhì)優(yōu)的產(chǎn)品，這樣可以減少設(shè)備的維修次數(shù)，綜合起來，也是降低成本的措施。

1.2.2 生產(chǎn)方式的選用是物料選用程序中一個(gè)關(guān)鍵的要素，就是要把構(gòu)造策劃、物料選用和要選用的生產(chǎn)方式當(dāng)做一個(gè)不可分的統(tǒng)一性來看。選擇物料時(shí)不光要想到配件在每一項(xiàng)生產(chǎn)程序中使用的成本，更關(guān)鍵是要進(jìn)行整體的思考全部的生產(chǎn)制造程序要使用的成本和。

2 機(jī)械策劃規(guī)范化是提升商品品質(zhì)減少成本的關(guān)鍵方法

2.1 機(jī)械配件決定了機(jī)械的使用壽命，進(jìn)而間接的影響了生產(chǎn)出的產(chǎn)品的品質(zhì)，因此，必須規(guī)范化的選擇機(jī)械配件。

（1）企業(yè)最好能夠針對需求量大，更新速度快的配件建立專門的生產(chǎn)流水線，這樣不僅可以降低成本，還有效的保證了質(zhì)量。（2）對于物料要明確其功能及屬性，以保證在使用時(shí)按需使用，提高生產(chǎn)效率。（3）規(guī)范化的構(gòu)造和配件，能夠?yàn)椴邉澴鳂I(yè)提供便利條件，提高策劃的時(shí)效性和高效性。

2.2 做好策劃過程中的規(guī)范化作業(yè)

只有制定科學(xué)、合理、規(guī)范的操作步驟，才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的最高化，品質(zhì)最優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益最大化。當(dāng)今市場已由賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場，消費(fèi)者的消費(fèi)趨向多樣化，這就要求企業(yè)生產(chǎn)要以市場需求為主導(dǎo)，生產(chǎn)品類繁多的創(chuàng)新型產(chǎn)品，才能在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地。而這，必須靠規(guī)范性的商品策劃來實(shí)現(xiàn)。

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

工廠中大功率的機(jī)械工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很多熱量使機(jī)械表層的溫度升高，如果溫度提升到金相分子改變的邊緣時(shí)，外表的金相分子就會(huì)出現(xiàn)改變。普遍的切削制造，切削熱幾乎都隨切屑流失，所以作用不大。不過對磨削制造來講，因?yàn)閱挝幻娣e上出現(xiàn)的切削熱量是普遍切削方式的幾十倍，切削位置的高溫就會(huì)導(dǎo)致外表金相的改變。

影響磨削燒傷的因素有：

（1）砂輪材料。砂輪材料應(yīng)盡量選用軟砂輪，較軟的砂輪在磨料鈍化時(shí)比較容易脫落，磨料顆粒不會(huì)粘附在砂輪上。（2）提高砂輪速度。實(shí)踐證明，磨削深度越大，被磨削工件表面及內(nèi)部的熱量越大，尤其是增加工件縱向磨削時(shí)，熱源作用面積小，會(huì)伴隨著更高熱量的產(chǎn)生，解決這一問題的有效措施是提高砂輪速度，此舉可有效減少工件燒傷。（3）冷卻。除上述兩點(diǎn)外，我們還需要采取外部冷卻的方式來降低熱量?，F(xiàn)在廣泛使用的冷卻方式主要有加切削液和高壓大流量法，但快速切削產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流嚴(yán)重影響切削液的附著，從而降低了熱量散發(fā)的速度，而高壓大流量法不僅保證了冷卻效果，還能清洗砂輪，真正實(shí)現(xiàn)了兩全其美。

3.2 加工表面的冷作硬化加工過程中表面層金屬產(chǎn)生塑性變形，使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格嚴(yán)重扭曲，并產(chǎn)生晶粒的拉長、破碎和纖維化，引起材料的強(qiáng)化，其強(qiáng)度和硬度均有所提高，這種變化的結(jié)果稱為冷作硬化。加工表面層冷作硬化指標(biāo)以硬化層深度、表面層的顯微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化層的深度也越大。影響冷作硬化的主要因素：

（1）切削用量。為增加工作效率，我們會(huì)盡可能的提高切削速度，不僅如此，提高速度使刀具與工件擠壓時(shí)間短，也避免了塑性變形。速度大時(shí)溫度也會(huì)增高，有助于冷硬的恢復(fù)，冷硬較弱。進(jìn)給量增大時(shí)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(shí)，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(huì)增大。

（2）刀具。刀具主要影響材料的冷硬度。如：刃口圓弧半徑減小，會(huì)減少對工件表層的擠壓，進(jìn)而減少冷硬；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）工件材料。要選用高硬度的工件材料，以防止材料變形及切削后的冷硬化現(xiàn)象。

3.3 表面層的殘余應(yīng)力

切削的過程中金屬件在高壓高溫的物理?xiàng)l件下，其表面形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生變化，尤其是切削機(jī)械與金屬材料相接觸處，會(huì)產(chǎn)生一種互相的彈性應(yīng)力，即表面殘余應(yīng)力。其產(chǎn)生的主要原因有以下幾種：

（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(shí)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。

（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(shí)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(shí)，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。

4 結(jié)束語

在全球化市場競爭的社會(huì)大背景下，企業(yè)想有立足之地只有靠生產(chǎn)出的物美價(jià)廉的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)大批量、高效率的生產(chǎn)必須借助機(jī)械化生產(chǎn)模式。而我們所要研究的是如何使更好的運(yùn)行，減少機(jī)械的損壞與維修，這就需要我們在策劃機(jī)械時(shí)，首先選好物料和配件，然后在使用過程中盡量避免物理因素的損毀，規(guī)范、合理的使用機(jī)械，樹立成本意識，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。

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