論機(jī)械設(shè)計(jì)加工中應(yīng)注意的問(wèn)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）

論機(jī)械設(shè)計(jì)加工中應(yīng)注意的問(wèn)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(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，機(jī)械化的水平越來(lái)越高，我通過(guò)調(diào)查研究，總結(jié)出了在機(jī)械設(shè)計(jì)加工中應(yīng)注意的問(wèn)題。在本文中我主要分析了材料的選擇在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的重要性，以及機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)加工件表面層物理力學(xué)性能的因素以及機(jī)械加工中潤(rùn)滑劑的應(yīng)用等問(wèn)題。

機(jī)械設(shè)計(jì)；材料；標(biāo)準(zhǔn)化；力學(xué)性能；潤(rùn)滑劑

引言

當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)模式下，企業(yè)要在如此激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取勝，高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品是他們最根本的依靠。機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)工作非常重要，我們就要非常重視機(jī)械設(shè)計(jì)加工中出現(xiàn)的問(wèn)題，并努力找出解決問(wèn)題的方法。

1 材料選擇在機(jī)械設(shè)計(jì)中尤為重要

在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，能否進(jìn)行正確的材料選擇，會(huì)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(jī)械零件

1.1.1 使用性能要求

使用性能是材料在使用過(guò)程中的表現(xiàn)，是選材時(shí)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(qiáng)度、高耐磨性、美觀是我們經(jīng)常了解到的幾個(gè)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(lái)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(shí)首先能夠造出成品來(lái)，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(jì)性能要求

經(jīng)濟(jì)效益的充分實(shí)現(xiàn)是生產(chǎn)的最終目的，所以選用材料時(shí)還應(yīng)注意降低零件的總成本，來(lái)實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 選擇機(jī)械零件材料的方法

選材對(duì)產(chǎn)品壽命周期成本的影響很大，材料的選用對(duì)產(chǎn)品壽命周期成本的各個(gè)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(jià)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?yàn)槠洚a(chǎn)品的自重減輕、維修費(fèi)用減少等優(yōu)勢(shì)，會(huì)使產(chǎn)品的壽命周期成本降低，增加經(jīng)濟(jì)效益。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)器的基本組成要素是機(jī)械零件，在機(jī)械零件的設(shè)計(jì)工作中，機(jī)械設(shè)計(jì)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(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化能夠帶來(lái)許多益處：

①可以對(duì)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(lái)更大的經(jīng)濟(jì)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(jiǎn)化零件或材料的設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)周期可以縮短，使設(shè)計(jì)者更加注重提升零件的設(shè)計(jì)質(zhì)量，生產(chǎn)出更好地機(jī)械產(chǎn)品。

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

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

3 影響機(jī)加工件表面層物理力學(xué)性能的因素

機(jī)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(jī)械加工過(guò)程中，加工時(shí)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(diǎn)時(shí)，表面層金相組織也會(huì)隨之變化。對(duì)于磨削加工來(lái)說(shuō)，切削區(qū)的高溫對(duì)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(guò)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(guò)程中，金屬材料的表層組織會(huì)發(fā)生變化，這就會(huì)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(rùn)滑劑的特性及應(yīng)用

我們要對(duì)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(rùn)滑劑是金屬在加工工藝過(guò)程中所使用的潤(rùn)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(rùn)滑劑的作用和技術(shù)要求

我們使用潤(rùn)滑劑的主要目的是：①延長(zhǎng)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(guò)程順利進(jìn)行，以方便整個(gè)工作的順利進(jìn)行；④及時(shí)冷卻刀具和工件等；⑤增強(qiáng)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(jì)效益。所以為了實(shí)現(xiàn)以上的目標(biāo)，潤(rùn)滑劑的冷卻性能、潤(rùn)滑性能、清洗性能和防銹性能必須非常好，來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和使用的價(jià)值。

4.2 金屬切削潤(rùn)滑劑的選擇

我們?cè)谶x擇金屬切削潤(rùn)滑劑時(shí)，要選擇符合切削加工工藝條件及要求的潤(rùn)滑劑，一般我們會(huì)選取純油性或水溶性的切削潤(rùn)滑劑。我們也可以根據(jù)機(jī)床供應(yīng)商的推薦來(lái)選擇相應(yīng)的切削潤(rùn)滑劑。其次，我們也可以根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行選取，可以讓有經(jīng)驗(yàn)的工作人員去進(jìn)行選取，在選擇時(shí)，我們還要根據(jù)加工材料的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行決策，被加工的材料物理化學(xué)性質(zhì)不盡相同，會(huì)產(chǎn)生切削的難易和切削液相容性的問(wèn)題，要對(duì)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(lái)選擇不同的潤(rùn)滑劑，如使用高速鋼刀具來(lái)低速切削時(shí)，要使用純硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行高速切削時(shí)，要使用水溶性的潤(rùn)滑劑；此外，根據(jù)被加工工件的材質(zhì)及對(duì)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(jī)械設(shè)備工作強(qiáng)度的提高對(duì)潤(rùn)滑劑性能的要求也越來(lái)越高，一種潤(rùn)滑劑要具有多種功能的需求非常緊迫，選用合適的潤(rùn)滑劑對(duì)于提高工作效率，提高經(jīng)濟(jì)效益具有非常重要的作用。實(shí)踐證明，潤(rùn)滑劑在減小機(jī)械磨損，延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命等方面有著非常重要的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的不斷進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品也越來(lái)越先進(jìn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，我們要將選擇材料方面以及標(biāo)準(zhǔn)化方面重點(diǎn)推進(jìn)，在加工過(guò)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(yùn)用潤(rùn)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(huì)提高企業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)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。