机械设计加工中问题与对策

　　摘要：机械加工是借助一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变从而制造出理想产品的过程。机械设计加工过程精细复杂，难免会出现很多的问题，这就要求我们及时发现并解决问题。
　　关键词：机械加工；质量控制；常见问题；策略
　　一、机械设计中需要注意的问题
　　机械设计是机械产品性能实现的第一步，也是十分关键的一步，设计缺陷将导致重大损失和工程事故。
　　（一）机械材料的选择
　　在机械设计中必须要选择性价比高、合适的材料，以提高机械设计的水平和满足不同的实践应用。一方面，最根本的就是满足不同环境下的使用性能需求，例如：制药设备要求与药品直接接触的生产设备表面应当平整光洁易清洗或消毒耐腐蚀，不得与药品发生化学反应、吸附药品或向药品中释放物质，并且耐腐蚀，方便维修、容易清洗。另一方面，工艺性能的也需要考虑在内，因为铸造性能、锻造性能、焊接性能和热处理性能、以及切削加工性能不仅仅影响到了机械产品的加工制造工序，也将直接影响到产品的生产成本。
　　（二）科学的工艺流程
　　科学合理的机械设计加工工艺规程的制定可以有效地保障零件的质量尤其是表面质量，提高产品各方面性能，有效降低生产中的成本。尽量减少由于加工时间过长而导致的对加工零件的不利影响，应尽量保障能够一次性完成对零件的加工处理。零件表面留下的残余应力对于零件的作用有着直接的影响，零件表面最终加工工序不同对于零件的表面质量影响也不一样，因此需要选择合适的零件加工工序。设计出科学合理的加工流程和工序无疑是十分必要和迫切的。
　　（三）标准化的产品设计
　　首先就是零件的标准化，通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等制定出各式各样的市场统一标准的产品。在一些专门工业化生产的工厂用最先进的方法对那些用途最广的零件进行大量、集中的制造，以提高质量、降低成本。事实上，对于零件统一的性能指标能够提高零件性能，增加零件使用可靠性。采用标准结构及零部件可以简化设计工作流程、缩短设计周期。
　　（四）个性化的产品定制
　　不同的机械产品在实际工作中对其性能和产品的要求是千差万别的。所有的材料都不可能满足机械设计加工所需要的一切性能要求，这就要求设计人员在实际的工作中权衡利弊轻重选择合适的材料和工艺流程。例如在制药设备设计加工中就要考虑到医药生产安全级别。其实GMP除了对机械材质要求比较高之外，还需要产生粉尘的设备应有捕集除尘措施设备，原料半成品不能与润滑剂冷却剂相接触。个性化设计加工机械产品满足生活生产需要是未来的机械设计加工的一个方向。
　　二、机械加工中需要注意的问题
　　机械加工可在很大程度上弥补因原材料导致的影响；技术较差，那么无论所使用的材料的如何高品质，那都可能无法取得理想的效果，甚至还可能导致浪费大量材料。
　　（一）表面质量控制
　　机械加工中表面粗糙会影响到产品的耐磨性、腐蚀性、疲劳强度、甚至会出现裂纹造成产品报废。机械产品表面粗糙度较小，则可能致使机械产品的耐磨性发生变化，而粗糙度较大，则可能致使其耐磨性较差。这就要求在材料加工过程中能够采用合适的加工技术，例如在精密超精密和光整加工时应选择最小的径向进给量，而在选择砂轮工作速度时，则以较大为最佳。此外，工件的速度、切削工具的选择需要考虑在内。表面残余应力会导致裂纹的出现，故在应当采取有效的措施，来控制残余应力，例如：增大刀具前角减小刃口圆弧半径等都是效果较佳的方法。
　　（二）节能减耗
　　机械加工工艺的能量消耗问题一直是很多企业忽略的问题，在提倡节能降耗的今天，企业逐渐对机械加工工艺的能耗问题加以重视。无论是切削加工还是压力加工，这两种工艺过程都十分消耗能量。原因有两个：一方面，企业对员工的绩效考核侧重于工作态度和热情，导致员工只注意高效工作不愿去顾及能量的消耗。另外，一些企业选择的零件加工机器设备陈旧或者不科学的工艺流程。在一些中小型的机械加工企业，多以单件小批量生产产品为主。这样使得工人在机床上进行产品加工时需要按照单件产品逐一进行加工，不能形成加工流水线，也无法成组的进行加工，这样必须会造成企业加工的能耗增加。
　　（三）震动消除和利用
　　导致振动产生的原因有许多方面，主要有3种类型：自由振动、强迫振动、自激振动。实际的机械加工中，尽量减小其影响。例如：选择消除震动对刀具切削过程中的影响，从而提高零件的表面质量。另外恰当地对振动的加以利用，还可以通过改变切削速度来实现，使切削速度变得有规律性，这样能够提高加工工件的表面质量。当切削速度在20～60mmin的范围内，振幅增大得很快，当速度高于或者低于此范围后，振动逐渐减弱，振幅减少。所以，切削过程中要选择合理的与切削过程相关的参数是十分重要的。还可以将各个部件根据特有的固定频率进行分析，然后进行合理的安排，同时还可以将系统的阻力进行加大。对于刀具要提高其抗振性，对于工件提高其刚性，主要是将工件的弯曲刚性提高。
　　（四）加工过程中的防火安全
　　机械加工中火灾防范必不可少，造成这样的原因很多。一方面在实际的工作中未能设置安全防护措施，比如高温防护等，导致设备温度过高造成火灾，另一方面在实际的机械加工中未能制定相关的应急预案，导致火灾事故损失严重。第三，机械加工工作人员缺乏比较全面的安全教育，导致工作人员的安全意识不高，在实际的工作中不能做到预防火灾，导致火灾问题比较严重。
　　三、结束语
　　影响机械设计加工质量与效率因素还有许多，如润滑剂的使用问题等等。本文着重就最为关键的问题加以分析，并提出了一些相应对策。在实际操作中只有我们不断发现并改进目前机械设计加工上的问题，研究并解决问题，才能严格规范机械产品的质量，才能提升企业生产效率，使得企业在市场竞争中脱颖而出。
　　参考文献：
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　　〔2〕张华，徐桂珍。浅谈机械加工工艺的节能降耗〔J〕。中国资源综合利用，2012，01：6061。