机械设计与机械加工问题及改善措施_优秀论文

1、 机械设计与机械加工问题及改善措施摘要：机械设计与加工是工业化发展的核心, 产品的质量、精度、效率等决定中生产企业在社会市场中的地位。要想最大限度的提高产品质量, 应从设计与加工两个层面进行衡量, 通过制定相应的基准规范加工工序。基于此, 文章对机械设计与机械加工进行论述, 指出设计与加工过程中存在的问题, 并对改善措施进行研究。关键词：机械设计；机械加工；常见问题；改善措施近年来, 工业产业的优化升级, 为与之对应的机械加工行业提出更高的基准, 技术人员、操控设备等必须进行不断的革新, 才可最大程度提高机械产品的加工精度, 促进行业领域的发展。然而, 在机械设计与加工中, 往往出现成品与预期

2、设计图纸不符合的情况, 影响此类问题的因素很多, 如待加工零件表层质量问题、加工参数问题、零件基准化问题等。针对上述问题, 机械加工企业必须采用较为合理的管控手段, 对每一项加工工序进行严格审核, 提高产品加工质量, 为我国加工工业的发展奠定坚实基础。1机械设计与机械加工论述1.1机械设计。机械设计通过对机械制造设备的工作机理进行探究, 然后通过各项工艺之间的契合制定出完整的工件生产文件, 如材料、尺寸、润滑等工序。机械设计是机械生产的前提, 同时也是机械设备质量、性能的重要体现, 机械设计过程中, 制定出完整的计划可有效降低加工成本, 提供设备的稳定性。一般来讲, 针对同一个零部件进行设计时

3、, 一般需制定多种设计方案, 考虑到机械设备质量性能与零部件的精准性, 技术人员应对零部件设计图纸的可行性进行探究, 确保整体加工阶段进行的完整性。从近几十年的设计转变来分析, 我国机械加工设计已经取得重大突破, 特别是在计算机软件技术的支持下, 图纸文件的设计也从传统的纸张转移到平台系统中, 技术人员可对设计文件多维度考量, 提高设计的精准度, 减少后续加工工序的繁琐度。1.2机械加工。机械加工是指零件由原料转变为成品的过程, 通过对原料进行尺寸、性能上的改变, 为零件赋予新的功能属性。不同零件所需的加工工序具有较大差异性, 如复杂类零件需要经过多种工序组合来实现加工, 且每一项制作工艺必须

4、遵循相应的基准才可实现有效契合。在现代化技术的支持下, 机械加工由传统的人工操作大部分进入到自动化、智能化操控中, 工作人员只需通过指令参数的设定, 便可令设备运作来加工出所需的零件, 提高产品加工质量。2机械设计与机械加工中常见问题2.1材料与结构不对称。对于机械加工来讲, 文件设计与自身机械性能影响加工质量最主要的因素, 以机械结构为基底, 如从不同角度进行设计与分析, 产生的加工难度也具有较大差异性, 同时, 加工精度、成品性能也略有不同。在此种问题下, 要求设计者必须对机械设备进行全方面了解, 清楚的认知到机械加工过程中每一个机械部件所产生效果。从材料方面来讲, 不同材质原料间性能的差

5、异性, 决定着零件本身的质量性能, 如切削工艺、打磨工艺等, 都将在一定程度上改变零件的质量。2.2基准化问题。机械零件的设计是以市场需求为主的, 产品在制作过程中, 应严格遵循基准的设计参数, 如尺寸、性能、工艺等, 确保每一项操作工序的规范性。然而, 在实际加工过程中, 受到多方面因素的影响, 产品实际加工阶段并未能满足预期设计阶段, 如机械设备经由长时间的加工, 设备零部件造成一定的磨损, 导致加工精度下降, 尽管可将成品质量控制在有效误差内, 在一定程度上仍然降低零件的性能质量。特别是对于精密化零部件来讲, 即便是加工过程出现几微米的误差, 也可能造成严重的蝴蝶效应。这就需要设计者在图

6、纸设计过程中, 应针对产品及设备进行全方面考虑, 然后逐步检测可能发生的问题, 尽可能的减少设计与加工周期, 最大限度的提升产品质量。2.3加工精度问题。与基准化问题相比, 加工精度是相对于机械设备系统来讲的, 企业在进行加工时, 产品质量性能越高, 证明其在社会市场中竞争力也就越强。然而现场加工与预期设计是存在一定误差的, 且此类误差不可避免, 除上文提到的系统磨损原因, 还包括系统内部的热变形、受力点形变、机械装夹问题等因素。如设计人员并未考虑到零部件本身的承受能力, 采取错误的加工方式, 在切削过程将加大热变形产生的几率, 令零部件与加工刀具之间产生相对位置, 此种情况将直接令零部件产生

7、较大的误差。此外, 如操作人员在装夹过程中零部件错误装夹时, 则必然造成额外的加工事故, 严重增加了加工成本。2.4零件质量问题。零件原料质量是影响产品质量性能的重要因素, 当零件表面结构稳定性不高时, 产品形状、物理性能等也将呈现出较低状态。从加工角度来看, 零件质量与刀具、原料之间具有较大的联动性, 如刀具材质与原料材质不匹配的话, 则在实际加工过程中, 材料之间的契合性将降低, 由合金钢材质刀具加工铸铁类刀具可知, 当切削度较大且切削时间较短时, 则零部件极易产生塑性变形, 当零部件内存在一定加工热量时, 热变形处在极限承受值内, 将令部件本身面临着脱离分裂的风险, 当刀具离开零件表面时

8、, 零部件将出现表面质量问题。特别是在对具有一定脆性的材料进行加工时, 机械切削阶段, 极易令零件表面产生碎粒的现象。上述问题将加大企业废品产生的几率, 增加企业的运行负担。2.5性价比问题。零部件加工与市场需求具有很大的关系, 如价格、质量、市场需求度等, 都将成为产品加工的考量基准。随着新技术、新工序的融合, 产品质量基准也正在逐步提升, 但部分企业加工生产期间, 受到自身的局限性, 如技术人员专业性不足、设备更新不及时等, 令产品的加工与产出不成正比, 间接加大产品的生产成本。3机械设计与机械加工的改善措施研究3.1材料选取方面。材料选取主要以刀具材料、部件材料为主。对于成品的零部件来讲

9、, 材料的质量性能直接决定着后续的应用, 为此, 在对刀具材料进行选择时, 应先依据原材料特性、加工工艺等来正确择取, 例如在对锻件钢制材料进行粗加工时, 应选择YW的刀具, 而在进行精加工后, 则应选取T15的刀具。在对部件材料进行选择时, 其主要是以应用性能为主, 在保证质量的前提下, 最大限度的降低成本损耗。同时, 应对部件的加工时间与加工工序等进行分析, 确保材料质量性能满足使用需求。此外, 设计人员应依据产品的加工数量, 正确计算刀具材料加工期间所产生自然损耗, 尽量缩减加工误差, 降低生产成本。3.2工艺选取方面。加工工艺是零部件生产的重要基准, 正确、合理工艺的选取, 可提高零部

10、件加工指令, 提升企业的经济效益。为此, 在对加工工艺进行制定时, 应以成本管控为主, 尽量择取自动化生产工序, 降低工作人员的投入量, 最大限度的降低因人为因素导致的零部件加工风险, 针对部分简单结构的部件, 应尽量选取一次成型的加工, 避免联动工序操控产生误差, 影响零部件产品的质量。此外, 应依据产品使用性能, 选取对应的加工工艺, 通过优化零部件表面的预应力、疲劳强度等来提高产品的韧性。相对于独立的滑动部件来讲, 为最大限度的提高部件之间的摩擦力, 应选取相应的拉应力工艺, 并应将摩擦系数所产生的加工误差纳入到设计体系内, 增强零部件的生命周期。3.3切削加工方面。当前, 机械设计与切

11、削加工中, 多数以自动化为主, 通过相应的参数设定对零部件进行大批量加工。切削加工作为零部件产品加工中的重要工序, 在对零部件产品的切削用量进行计算时, 应对零部件的性能进行多角度分析, 避免零件加工出的成品与预期设计存在较大的误差。从机械加工角度来看, 刀具、切削工序、切削类型等与产品质量具有较大关联性, 如想最大限度的提高零部件加工质量, 可从切削速率与深度为出发点, 将材料的韧性、刚度、热处理形式等作为辅助条件, 降低零部件生产的消耗量, 同时也提高各项零部件加工过程中精度性, 实现高效率、智能化的生产加工。3.4润滑剂与冷却剂方面。机械加工是利用刀具对原料进行切削, 机械设备高速运转过

12、程中, 将产生较高的热量, 令部件产生局部温度过程的现象, 使零部件内部韧性降低, 当内部结构组织损坏到一定程度后, 将加大部件失效的风险。为此, 应依据零部件的性能选取相应规格的冷却剂, 在加工过程中对冷却剂进行喷洒, 此举即可降低零部件表面的温度, 也可对机械刀具形成很好的防护作用, 提高加工精度。在加工润滑方面, 技术人员不仅应在切削液中添加相应的润滑剂, 还应依据机械设备的使用工况, 对机械设备易生锈的契合部位抹上润滑剂, 防止机械设备在运行过程中出现锈蚀现象, 降低整体工作效率。3.5专业人才方面。工作人员作为技术施行的重要载体, 对于工作人员来讲, 其操作工序决定着最终操控结果,

13、尽管目前执行的是自动化、智能化, 但在实际加工过程中, 要想最大限度的提高产品加工效率, 需对设备操控人员进行专业化培训, 保证相应的操控技能可满足加工生产需求。在现场加工操控过程中, 工作人员应对成品部件、原料、工序等进行正确了解, 明确加工生产过程中可能出现的问题, 然后制定相应的管控策略, 确保每一项操控工序与设计参数相符。同时, 工作人员应定期对机械设备进行检测, 对磨损度较大的零件进行分析, 查验某一个生产周期内机械设备的损耗, 并及时对部件进行更换处理, 确保每一项工序的设定, 可发挥出应有的价值, 为企业创造出更多的经济效益。4结语综上所述, 机械加工设计中, 技术人员需通过产品

14、性能来适配各项操作工序, 确保各项加工工序可形成精准契合, 提高产品的质量。在现场加工中, 影响零部件加工质量的因素较多, 为减少企业的生产成本, 应从材料选取、工艺选取、切削加工、润滑剂与冷却剂、专业人才等方面, 进行相应考量, 依据产品性能制定较为完善的管控计划, 进一步提高加工质量。期待在未来发展过程中, 机械加工与现代化技术进行深度融合, 真正的实现自动化、精度化加工。参考文献：1龚玲丽,刘超.我国机械数控加工技术现状及提升对策探讨J.内燃机与配件, 2020（01）：62-63.2胡素芳.机械设计加工中常见问题及解决策略初探J.中国设备工程, 2019（20）：92-93.3王少鹏, 胡裕祺, 徐晓东.试述机械加工过程中常见问题及优化措