機械設計加工中的問題分析

沈 麗

（新鄉職業技術學院，河南 新鄉 453006）

機械設計是應用新原理和新方法來創造或改進機械產品，以此來實現機器的某些特定功能。企業在面對愈發激烈的競爭環境時，以先進的設計理念和加工方法來提高機械產品的性能和質量，從而在增強企業實力的同時推動機械制造行業的穩步發展。

1 機械設計加工中常見的問題

機械設計加工中最關鍵的點是對工藝規程設計步驟的把握，通過對工作圖的研究分析，根據零件的生產綱領確定零件的生產類型及毛坯額的種類，擬定零件加工的工藝路線，做好充分的加工前準備工作。在設計加工的整個過程中，機械設計的相關理念對于加工方法、技藝、步驟等具有科學的指導作用，因此，只有加強對機械設計加工的理論研究，明確各關鍵步驟的具體含義，才能確保機械設計加工的順利實施［1］。

機械設計加工中應當注意的問題主要有：新出的圖紙必須按照相關規定來執行，設計加工要符合機械通用技術條件，確保工件的加工表面不存在擦傷、碰傷、溝痕、燒傷等缺陷或劃線，成品或半成品工件不應有毛刺和銳邊等；充分了解常用材料機械加工的性能，根據實際需求選擇適合的機械零件原材料；注意通用技術條件只需要在總圖或部件、零件圖上注明，如在總體技術要求中寫明“未注明尺寸公差及形位公差按YC/T13-mK執行”；在新產品的設計階段要對產品及其組成部分進行重要度分級（關鍵特性、重要特性、一般特性），從而將產品的適用性要求分解到產品的技術要求上以及零部件和部件特性上，從設計上將產品的質量提升一個檔次。

此外，裝配接觸面過長、薄壁套零件變形、增加加工裝卡臺階等也是在設計加工中應當注意的問題。

2 提高機械設計加工效率的策略

2.1 選擇適合的機械零件原材料

要提高機械設計加工的效率、提高機械成品的性能和質量，首先要選擇滿足設計需求的機械零件材料，并充分了解零件材料在使用性能、經濟性能、工藝性能等方面的性能及參數，從而選擇適合的機械零件原材料，從零件原材料選擇上做到制造成本的控制和提升機械產品的性能及質量。此外，選擇合適的機械零件材料具有一定的方法，在充分考慮其使用周期的基礎上來對其進行成本控制，從而降低其加工成本［2］。

2.2 建立統一的設計水平標準

建立統一的設計水平標準是有效提高機械設計標準化水平的重要措施，機械零件的標準化和設計階段的標準化，都將在提升機械產品性能和質量的同時降低其生產成本。

2.2.1 實現機械零件的標準化

實現機械零件的標準化，就要在零件的尺寸、結構、性能、檢驗方法、設計方法、制圖要求等方面制定出合理統一的標準，以此來實現對用途廣泛零件的大批量生產和集中制造，實現材料和零件的性能指標統一，從而提高零件質量和性能，提升設計水平，簡化設計工作，縮短設計周期，降低成本。

2.2.2 實現設計階段的標準化

實現設計階段標準化，一方面需要建立統一的零、部件標準化體系，另一方面需要企業密切關注市場信息，設計要根據市場需求進行創新和變革，從而研發設計出適合市場發展的新產品，這樣才能增強企業的核心競爭力，促使企業更好更快地發展。

2.3 綜合考慮相關聯的物理因素

機械加工是與物理學聯系緊密的過程，因此在設計加工的過程中要兼顧加工件表面層物理力學性能因素，綜合考慮相關聯的物理因素，完善加工工藝，提升產品的質量和性能。在實際設計加工中可以從以下幾個方面來考慮。

2.3.1 切削力和切削熱能

零部件表面層金相組織變化是切削力和切削熱能對零部件加工時產生的表面物理力學性能影響，而過硬的砂輪可能會引發切削堵塞，因此在實際加工過程中可以選擇軟砂輪來進行作業，并通過加快工件速度和砂輪速度來避免零部件表面溫度過高，同時依靠高壓大流量冷卻的方式來強化零部件的降溫效果，盡可能地減少砂輪切削堵塞問題的出現。

2.3.2 加工表面冷作硬化

晶體間滑移、晶格變形、晶粒變長、晶粒破損、晶體纖維化狀況等現象是部分零部件在加工過程中容易出現的表層金屬塑性變形問題，因此，在加工過程中要綜合考慮這些因素來進行切削作業，避免切削不當導致零部件強度與硬度的增加，從而增加了加工難度。

2.3.3 零件表面殘余應力

在對零部件進行切削操作的過程中，冷態塑性變形、熱態塑性變形和金相組織變化等會導致零部件表面組織產生形變，表層和基體銜接處由于相互平衡作用產生彈性應力，這也是在實際加工過程中應當注意的問題。

2.4 潤滑劑的特性和應用

機械設計加工過程中對潤滑劑的使用是為了對零部件進行潤滑冷卻，從而實現對工件的切削、沖壓、研磨、拉拔、軋制等作業，讓工件的形狀、尺寸、精度、質量等更符合設計要求，因此，在設計加工前期要對潤滑劑的特性和應用進行系統的分析。

2.4.1 潤滑劑的作用

潤滑劑的作用是在對工件進行切削時來延長刀具的使用壽命，實現設計對于工件的形狀、尺度、精度、表面質量等的要求，通過潤滑冷卻及時帶走切削熱能，并及時排除切屑，保證切削順利操作；此外，潤滑劑還有提高切削效率、防止機床和工件腐蝕的效用，很大程度上起到了降低加工成本的作用。

2.4.2 潤滑劑的性能

在對工件進行切削時，選擇的潤滑劑必須具備以下四個性能，即冷卻性能、潤滑性能、清洗性能、防銹性能，潤滑劑只有具備了這四個主要性能，才能更好地對工件和刀具進行均勻降溫冷卻，減少阻力，提高切割效率，并讓切口更加光滑平整，及時帶走切削過程中的切屑，防止工件部分堵塞，提高了工件的質量，真正有助于提高機械產品性能，并起到降低成本的重要作用。

2.4.3 潤滑劑的選擇

潤滑劑要根據切削時不同的需求來進行選擇，比如，根據切削加工工藝條件來選用純油性或水融性切削潤滑劑，根據加工工件材質和精度、粗糙度要求來選用切削液類型等，從而盡可能減小機械磨損，延長機械的使用壽命。

3 結語

在機械設計加工過程中應該注意的主要問題是對其零部件的選擇和潤滑劑選擇，只有綜合零部件的使用性能、經濟性能、工藝性能和潤滑劑的綜合性能，才能在設計加工過程中提升產品的質量和使用性能，并實現企業對設計加工過程中的成本控制。

［1］馬韶洋.機械設計加工中應注意的幾個問題淺談［J］.數字化用戶：工程技術，2013（15）：112-114.

［2］程錦鋒.探析當前機械設計加工過程中存在的問題及其對策［J］.課程教育研究，2015（10）：45-47.