摘 要：機械的設(shè)計和加工是一項復(fù)雜的工作，因為從機械設(shè)計工作的開始一直到最后機械加工的成型，這中間的每一環(huán)節(jié)都會影響到生產(chǎn)產(chǎn)品的成果和性能。所以，加強對機械設(shè)計和加工過程的管理，把控好每一處的生產(chǎn)細(xì)節(jié)，提高機械設(shè)計加工的技術(shù)，有利于提高最終生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，同時提高生產(chǎn)的工作效率。同時也為了幫助機械企業(yè)未來的發(fā)展，提升機械設(shè)計的水平，分析出機械設(shè)備的不同種類，以此能夠滿足機械產(chǎn)品的各種需求。本文在分析機械設(shè)計與加工上存在的各種問題，并提出了針對于機械加工和設(shè)計存在問題的解決措施，希望會對機械的設(shè)計與加工工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：機械加工；機械設(shè)計；問題與措施

中圖分類號：TH122 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0247-02

1 引 言

機械加工與設(shè)計是一項復(fù)雜的、含有技術(shù)性的工作過程，簡單來說就是進行機械設(shè)計工作之后，將生產(chǎn)產(chǎn)品投入別的的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的過程。對組成機械的零件之間進行巧妙的設(shè)計配合，呈現(xiàn)出完美的機械設(shè)計與加工的成果。在機械產(chǎn)品設(shè)計和機械加工的實際生產(chǎn)過程中，存在著眾多的影響因素，而這些因素最終都會導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量出現(xiàn)差錯。在這些眾多的因素中，大概可以總結(jié)出以下幾點：機械加工的精細(xì)度、組成零件的質(zhì)量、機械設(shè)計的準(zhǔn)確性、生產(chǎn)產(chǎn)品的性價比等等。總結(jié)出大致的問題所在，就需要進一步的分析怎么樣避免、減少這些影響機械設(shè)計與加工的問題。對于一個需要不斷進步的機械加工企業(yè)來說，及時的處理機械設(shè)計和加工中存在的問題是非常有必要的。

2 機械設(shè)計與機械加工中存在的問題

2.1 機械設(shè)計結(jié)構(gòu)與材料問題

影響機械加工最常見的問題就是機械的結(jié)構(gòu)設(shè)計與機械的材料，相同的機械結(jié)構(gòu)會因為設(shè)計師的設(shè)計想法不同，而造成機械加工的操作難易程度不同，導(dǎo)致產(chǎn)品最終加工成果的精確度不同。所以，機械的設(shè)計者在設(shè)計中要考慮到結(jié)構(gòu)的組成對于加工時的影響和生產(chǎn)產(chǎn)品準(zhǔn)確度的影響。在機械的材料方面，設(shè)計師要挑選出最符合機械加工的材料，選材料的同時也要考慮到材料是否可以利用以及是否可以切割，通過這些細(xì)節(jié)來提高生產(chǎn)產(chǎn)品的成品精度。

2.2 機械設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化問題

機械制作行業(yè)都要遵守著機械零件標(biāo)準(zhǔn)化的準(zhǔn)則，機械零件標(biāo)準(zhǔn)化是指在零件的尺寸、零件的基本性能、零件的加工方式、最終的檢驗標(biāo)準(zhǔn)等多方面來下手。這是因為設(shè)計師采用了統(tǒng)一的機械零件標(biāo)準(zhǔn)，同時規(guī)范了機械零件的使用，使得機械加工可以快速完成，降低了機械加工的周期，同時也使得零件的檢驗變得有據(jù)可依，提高生產(chǎn)產(chǎn)品的可靠性。

2.3 機械加工精度的問題

目前，大多數(shù)的機械加工企業(yè)都在面臨著機械加工的精度難以提高的問題。造成了機械加工和實際的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之間存在著很大的誤差，最終影響到機械加工的精確度。機械加工中的幾何誤差、加工中引起的變形導(dǎo)致的誤差等等是目前影響機械加工精確度的主要影響因素。其中機械加工的幾何誤差是指由于機床、刀具而產(chǎn)生的制造誤差、安裝零件的誤差、使用中的折舊、磨損誤差；而制作時的定位差錯則是指工件的裝夾誤差；此外還有，在機械加工的整個過程中，加工的零件受到外力而產(chǎn)生的變化，工件距離之間產(chǎn)生的變化等等。這些微小的因素都會導(dǎo)致機械加工最終的形狀和設(shè)計的尺寸產(chǎn)生巨大的差異。因此，為了達(dá)到機械設(shè)計預(yù)計的標(biāo)準(zhǔn)，機械加工時要盡可能的增加加工的精度，將預(yù)計的精準(zhǔn)度最大程度的控制在預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，從而達(dá)到提高機械加工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，滿足在機械設(shè)計時提出的各種要求。

2.4 機械加工時零件表面質(zhì)量問題

一般來說，零件表面質(zhì)量的高低會體現(xiàn)在零件的幾何形狀上和基本的性能上，若表面的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，零件的表面會很粗糙，既不耐磨也不耐腐蝕，使得零件使用壽命大大的降低。影響零件表面質(zhì)量問題大致分為以下幾點：材料是否匹配、材料的選擇等。除此之外，零件材料在分割時要選用配套的工具。例如，對于超硬的材料一般選用金屬陶瓷刀，對于鑄鐵類材料選用硬質(zhì)合金鋼刀；在切割塑性材料時，為了避免因為切割不當(dāng)而造成的變形和刀具與材料之間的撕拉作用等，可以選擇較小的切割用量；切割脆性材料則是要避免會產(chǎn)生碎料，影響零件表面質(zhì)量等等具體的操作。所以，保證零件表面質(zhì)量足夠好，會減少零件出現(xiàn)次品的可能性。

2.5 產(chǎn)品性價比的問題

在機械加工市場的強大競爭下，產(chǎn)品需要兼顧價格和質(zhì)量兩方面因素。所以，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也要考慮到產(chǎn)品的性價比，使得產(chǎn)品的市場競爭力得到提高。一般來說，機械化加工的精度、機械加工的自動化水平低下會使得零件質(zhì)量水平高低不同，也會產(chǎn)生較多的次品；其次，機械加工的設(shè)備情況和工作人員的操作水平都會影響到生產(chǎn)的周期、工作的效率，生產(chǎn)的成本；除此之外，機械零部件的標(biāo)準(zhǔn)化低下也會使得后期維護成本大大提高。

3 機械設(shè)計與機械加工的改善措施

3.1 科學(xué)地選擇材料

機械設(shè)計與加工所涉及到的材料一般分為零件材料和刀具材料，零部件材料是產(chǎn)品性能的直接影響者，刀具材料則是要配合零部材料來進行選擇。在選擇零部材料時，先要考慮材料的使用性能，之后考慮材料的經(jīng)濟性、美觀性。例如，對于渦輪蝸桿的選擇，要考慮到散熱性能差、易磨損的特性，所以要選擇耐磨、抗膠合的材料，每個材料的選擇都要參考到基本的使用需求。

3.2 遵循科學(xué)的加工工藝

科學(xué)的加工工藝可以幫助提高零部件的質(zhì)量，更可以使得零部件的性價比得到增加。在工作人員制定加工工藝的路線時，首先的標(biāo)準(zhǔn)是要盡量減少人工的操作，采用自動化生產(chǎn)的方案，這樣可以避免了因人工操作不當(dāng)而帶來誤差。除此之外，設(shè)計步驟最好避免對零部件進行多次加工，最好是一次通過的處理，使得加工效率得到提高。還可以根據(jù)零部件的基本性能，采用最合適的加工步驟。例如，如果該部件在工作中會受到交錯的負(fù)載，應(yīng)該采用使得工件最后剩余壓應(yīng)力的方案；對于相對滑動的部件，則可以選用使得工件最后剩余拉應(yīng)力的方案。

3.3 設(shè)計合理的切削用量

在工作人員進行機械設(shè)計和加工之前，應(yīng)該明確的計算出每一個步驟的切削的具體用量。在設(shè)計切削的用量時，要考慮影響切削用量的各個因素之后，再進行合理的預(yù)算。一般情況下，影響切削的重要因素大致有：工件的剛性、切削的效率、工件的精度、機床的使用情況和壽命、刀具的基礎(chǔ)條件等等。在這些因素中，影響最深遠(yuǎn)的兩個因素就是切削零件的速度和切削零件的深度。同時在保證生產(chǎn)工件的質(zhì)量能夠過關(guān)的基本要求下，還要盡最大可能幫助加快生產(chǎn)工件的速度，也就是要做到提高刀具與零件的匹配度，加快刀具的切削速度，讓切削的深度等于工件加工剩余量。除此之外，刀具和工件之間相互擠壓的時間也要盡可能的減少，避免造成零件的變形。所以，工作人員只有通過合適的安排，才可以減少工作環(huán)節(jié)之間的差錯，達(dá)到提高工作效率的目的。

3.4 科學(xué)地選用潤滑劑

在整個機械加工過程中，潤滑劑在其中的作用是必不可少的，它主要起到了幫助冷卻零件和潤滑零件的作用，減少零件之間的相互摩擦，避免工具產(chǎn)生磨損。除此之外，潤滑劑還有保護金屬生產(chǎn)工具的作用，也就是幫助清理加工時產(chǎn)生的金屬碎屑，避免因為金屬碎屑的存在而腐蝕了相關(guān)的金屬生產(chǎn)工具。同樣的在零件切削的加工過程中，潤滑劑也起到了這樣的作用。但是，潤滑劑的用量和使用情況出現(xiàn)問題的話，反而會給零件帶來一些負(fù)面的影響。一般來說，一些基礎(chǔ)的操作加工工藝會在操作區(qū)域放出大量的熱量，會對刀具產(chǎn)生很大的磨損，造成切削精度不夠。所以，潤滑劑的使用需要依據(jù)零件的材料和處理方案來決定，以此來避免零件出現(xiàn)變形的情況，在保證零件的生產(chǎn)質(zhì)量的同時，也大大的加快了零件加工的速度。例如，在切削45#鋼工件，從多種角度出發(fā)選擇了乳化液作為潤滑劑，這樣的選擇不僅僅是降低了生產(chǎn)成本，也是最符合實際機械生產(chǎn)的狀況。

3.5 機械產(chǎn)品設(shè)計加工標(biāo)準(zhǔn)化、批量化

在競爭激烈的市場上，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)該增加生產(chǎn)產(chǎn)品的速度，在保證量的同時也要保質(zhì)。所以，機械生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)化、批量化的生產(chǎn)手段，也就是采用大量生產(chǎn)的方法來占據(jù)更多的市場，達(dá)到增加市場競爭力的目的。面對社會巨大的需求之下，市場可能會同時需要相同的生產(chǎn)產(chǎn)品。而采用相同的技術(shù)手段和標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)之外，還可以將相同的生產(chǎn)產(chǎn)品進行比較，達(dá)到保證生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

4 結(jié)束語

在競爭激烈的社會中，機械設(shè)計與加工的行業(yè)若是想要加快發(fā)展，走向更高一層，需要提升自身的市場競爭力，應(yīng)該要從提升機械加工水平做起，設(shè)計加工出性價比很高的機械產(chǎn)品。機械制造行業(yè)不僅僅要讓參與生產(chǎn)的機械設(shè)備足夠精細(xì)外，還要改善機械設(shè)計和加工之間存在的不足之處。除此之外，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)過程都會給機械加工帶來不同的難題，這就要求參與機械設(shè)計的工作人員提前考慮生產(chǎn)的實際情況，達(dá)到生產(chǎn)出高精度產(chǎn)品的目標(biāo)。最終達(dá)到生產(chǎn)出使用壽命長、好操作、快速適應(yīng)生產(chǎn)要求的機械產(chǎn)品的目標(biāo)，促進機械加工企業(yè)的發(fā)展。

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收稿日期：2018-10-6

作者簡介：林玉山（1972-），男，工程師，本科，主要從事機械設(shè)計與加工工作。