姚鶴 王凡 劉子楊 張凱

（北華航天工業(yè)學(xué)院 河北廊坊市 065000）

論機械設(shè)計加工中應(yīng)注意的問題

姚鶴 王凡 劉子楊 張凱

（北華航天工業(yè)學(xué)院 河北廊坊市 065000）

隨著經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，機械化的水平越來越高，我通過調(diào)查研究，總結(jié)出了在機械設(shè)計加工中應(yīng)注意的問題。在本文中我主要分析了材料的選擇在機械設(shè)計制造過程中的重要性，以及機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化在提高效益方面發(fā)揮的重要作用，筆者還分析了影響機加工件表面層物理力學(xué)性能的因素以及機械加工中潤滑劑的應(yīng)用等問題。

機械設(shè)計；材料；標(biāo)準(zhǔn)化；力學(xué)性能；潤滑劑

引言

當(dāng)今市場經(jīng)濟模式下，企業(yè)要在如此激烈的競爭中取勝，高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品是他們最根本的依靠。機械設(shè)計工作是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的第一步，它還將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，所以機械設(shè)計工作非常重要，我們就要非常重視機械設(shè)計加工中出現(xiàn)的問題，并努力找出解決問題的方法。

1 材料選擇在機械設(shè)計中尤為重要

在機械零件的設(shè)計與制造過程中，能否進(jìn)行正確的材料選擇，會直接影響到零件的使用性能、壽命及零件的制造成本。

1.1 應(yīng)選擇滿足基本要求的機械零件

1.1.1 使用性能要求

使用性能是材料在使用過程中的表現(xiàn)，是選材時應(yīng)滿足的要求。不同零件所要求的使用性能不盡相同，高強度、高耐磨性、美觀是我們經(jīng)常了解到的幾個基本的性能要求。因此，我們必須準(zhǔn)確地判斷零件的使用性能，來制造出符合要求的零部件。

1.1.2 工藝性能要求

材料本身能夠適應(yīng)各種加工工藝要求的能力就是材料的工藝性，這要求材料在加工制造時首先能夠造出成品來，還要方便制造，保質(zhì)保量地完成零件的加工制造。

1.1.3 經(jīng)濟性能要求

經(jīng)濟效益的充分實現(xiàn)是生產(chǎn)的最終目的，所以選用材料時還應(yīng)注意降低零件的總成本，來實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益。

1.2 選擇機械零件材料的方法

選材對產(chǎn)品壽命周期成本的影響很大，材料的選用對產(chǎn)品壽命周期成本的各個組成部分影響很大。在保證產(chǎn)品合理性能的前提下，選用價格便宜的材料可以使產(chǎn)品的壽命周期成本降低；但是成本雖高但性能更優(yōu)的材料，因為其產(chǎn)品的自重減輕、維修費用減少等優(yōu)勢，會使產(chǎn)品的壽命周期成本降低，增加經(jīng)濟效益。

2 機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化是提高產(chǎn)品質(zhì)量降低成本的主要途徑

（1）機器的基本組成要素是機械零件，在機械零件的設(shè)計工作中，機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化這一原則是很重要的。根據(jù)零件的尺寸、結(jié)構(gòu)、性能、檢驗設(shè)計方法、制圖要求等制定出行業(yè)中共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)就是零件設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化能夠帶來許多益處：

①可以對最需要的或用途最廣的零件進(jìn)行大批量的制造，提高質(zhì)量、降低成本，帶來更大的經(jīng)濟效益。

②可以統(tǒng)一零件的性能指標(biāo)，方便了零部件之間的比較，也有利于提高零件性能的可靠性，更好地促進(jìn)相關(guān)零件的生產(chǎn)。

③有利于簡化零件或材料的設(shè)計工作，設(shè)計周期可以縮短，使設(shè)計者更加注重提升零件的設(shè)計質(zhì)量，生產(chǎn)出更好地機械產(chǎn)品。

（2）做好設(shè)計階段的標(biāo)準(zhǔn)化工作是降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟效益的重要途徑。

生產(chǎn)廠家應(yīng)根據(jù)市場的需求更新產(chǎn)品的品種，適應(yīng)經(jīng)濟的發(fā)展，也能大大提高生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟效益。這就要求設(shè)計階段的標(biāo)準(zhǔn)化程序來保證產(chǎn)品更好地適應(yīng)市場的需求與發(fā)展，這樣企業(yè)在市場競爭中才能更好更快地發(fā)展。

3 影響機加工件表面層物理力學(xué)性能的因素

機械加工中工件容易受到切削力和切削熱的影響致使工件表層的物理力學(xué)性能變化很大，主要為表面層的金相組織和硬度的變化及表面層出現(xiàn)的殘余應(yīng)力。

3.1 表面層金相組織的變化

機械加工過程中，加工時使加工表面出現(xiàn)溫度升高的現(xiàn)象。當(dāng)溫度到達(dá)金相組織變化的臨界點時，表面層金相組織也會隨之變化。對于磨削加工來說，切削區(qū)的高溫對表面層金屬相變的影響也是巨大的。

3.2 表面層的冷作硬化

在加工金屬材料的過程中，表面層金屬產(chǎn)生變形，這種變化的結(jié)果被稱為冷作硬化。在一般情況下，硬化程度越大，硬化層的深度也越大。

3.3 表面層的殘余應(yīng)力

在材料的切削過程中，金屬材料的表層組織會發(fā)生變化，這就會在表層金屬與基體材料交界處產(chǎn)生彈性應(yīng)力，該應(yīng)力就是表面層的殘余應(yīng)力。表面層的殘余應(yīng)力的產(chǎn)生的原因主要有以下三種：冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力，熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力和金相組織變化引起的殘余應(yīng)力。

4 潤滑劑的特性及應(yīng)用

我們要對工件進(jìn)行切削、研磨、沖壓、軋制和拉拔等，使工件滿足我們的使用要求，金屬加工潤滑劑是金屬在加工工藝過程中所使用的潤滑冷卻材料，它能幫助方便我們更好地使用零件，方便我們生產(chǎn)工作的進(jìn)行。

4.1 潤滑劑的作用和技術(shù)要求

我們使用潤滑劑的主要目的是：①延長材料的使用壽命；②改善工件表面的光潔度；③促進(jìn)切削過程順利進(jìn)行，以方便整個工作的順利進(jìn)行；④及時冷卻刀具和工件等；⑤增強操作的安全性；⑥減輕工件的腐蝕和銹蝕，節(jié)約生產(chǎn)成本；⑦提高工作效率，以便降低成本，提高經(jīng)濟效益。所以為了實現(xiàn)以上的目標(biāo)，潤滑劑的冷卻性能、潤滑性能、清洗性能和防銹性能必須非常好，來更好地實現(xiàn)生產(chǎn)和使用的價值。

4.2 金屬切削潤滑劑的選擇

我們在選擇金屬切削潤滑劑時，要選擇符合切削加工工藝條件及要求的潤滑劑，一般我們會選取純油性或水溶性的切削潤滑劑。我們也可以根據(jù)機床供應(yīng)商的推薦來選擇相應(yīng)的切削潤滑劑。其次，我們也可以根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗來進(jìn)行選取，可以讓有經(jīng)驗的工作人員去進(jìn)行選取，在選擇時，我們還要根據(jù)加工材料的性質(zhì)來進(jìn)行決策，被加工的材料物理化學(xué)性質(zhì)不盡相同，會產(chǎn)生切削的難易和切削液相容性的問題，要對加工難度大的材料進(jìn)行相應(yīng)的特殊處理。我們還要根據(jù)使用的刀具來選擇不同的潤滑劑，如使用高速鋼刀具來低速切削時，要使用純硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行高速切削時，要使用水溶性的潤滑劑；此外，根據(jù)被加工工件的材質(zhì)及對工件的加工精度的要求等選取切削液的品種也是非常有必要的。機械設(shè)備工作強度的提高對潤滑劑性能的要求也越來越高，一種潤滑劑要具有多種功能的需求非常緊迫，選用合適的潤滑劑對于提高工作效率，提高經(jīng)濟效益具有非常重要的作用。實踐證明，潤滑劑在減小機械磨損，延長機械使用壽命等方面有著非常重要的作用。

5 結(jié)語

隨著科技的不斷進(jìn)步，機械產(chǎn)品也越來越先進(jìn)，在機械設(shè)計中，我們要將選擇材料方面以及標(biāo)準(zhǔn)化方面重點推進(jìn)，在加工過程中，注意減少影響表面層物理力學(xué)性能的因素，還要合理運用潤滑劑，以此把加工成本降到最低，也能提高生產(chǎn)效率，最終將會提高企業(yè)整體的經(jīng)濟效益。

TH122

A

1004-7344（2016）06-0277-01

2016-2-10

姚鶴（1995-），女，漢族，黑龍江齊齊哈爾人。