機械設計加工中應注意的問題探討

黃晨輝

（南京鋼鐵聯(lián)合有限公司第二煉鋼廠，江蘇南京 210000）

0 引言

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的繁榮發(fā)展，機械設計市場的競爭壓力與日俱增，為此，相關企業(yè)要想提升核心競爭優(yōu)勢，搶占市場份額，應在提升機械加工效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量的基礎上，合理壓縮成本，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。然而，絕大多數(shù)企業(yè)仍沿用傳統(tǒng)機械設計加工模式，使得綜合加工效率低下，且加工精度無法滿足，特定產(chǎn)品性價比失衡，進而喪失市場競爭力。

1 機械設計加工基本概念

機械設計加工是指根據(jù)特定生產(chǎn)需求，利用機械設備改變加工件的尺寸、外觀及功能。機械設計加工是一個長期性、動態(tài)化的運作流程，需要專業(yè)技術人員掌握扎實的技能，具備豐富的實踐經(jīng)驗，并結合實際生產(chǎn)需求，選擇適宜的機械加工模式。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，人們對機械設計加工的標準要求也不斷提高，為此，相關企業(yè)需利用有限的資金，最大限度的保障機械加工產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。

2 傳統(tǒng)機械設計與現(xiàn)代機械設計對比

隨著科技水平的提高與創(chuàng)新，計算機技術被拓展應用到多個領域，并取得了良好的成效。為此，機械設計行業(yè)也應秉承與時俱進的基本原則，高效整合多元化技術，推進行業(yè)的快速發(fā)展。與傳統(tǒng)設計相比，現(xiàn)代機械設計的優(yōu)勢集中體現(xiàn)在4 個方面。

（1）具有較強的自主選擇性。傳統(tǒng)機械設計多按照既定模式執(zhí)行設計，整體設計工作過于標準化，完全處于被動發(fā)展態(tài)勢。而現(xiàn)代機械設計則具有極強的自主選擇性，能為專業(yè)技術人員提供充足的回旋調(diào)整空間，并允許將個人理念融合到機械設計中，避免盲目的依托設計經(jīng)驗執(zhí)行操作，進而創(chuàng)造出具有個性化特征的產(chǎn)品。

（2）基本功能完善。傳統(tǒng)機械設計過分依賴機械設備的功能屬性，存在極大的局限性。在現(xiàn)代機械設計中，設計人員面對的是一個龐大且精密的機械系統(tǒng)，以系統(tǒng)各項基本功能為核心，可結合自身掌握的專業(yè)技術與實踐經(jīng)驗，優(yōu)化功能分配。

（3）可根據(jù)實際需求創(chuàng)造產(chǎn)品。傳統(tǒng)機械設計受到綜合條件的制約，僅能采用有限元的模式，而在現(xiàn)代機械設計體系中，設計人員可根據(jù)各類需求，創(chuàng)造強度等級各異的產(chǎn)品。

（4）綜合效益高。傳統(tǒng)機械設計需要消耗大量的時間，且機械磨損率與人力資源成本較高。而現(xiàn)代機械設計則具有綜合效率高、運作周期短、資源利用率高、成本損耗小等優(yōu)勢特征。

3 機械設計加工中的重點問題

3.1 機械零件質(zhì)量缺乏保障

一個完整的機械產(chǎn)品是由大量機械零件按照既定排列規(guī)律組合而成，這些機械零件的質(zhì)量直接決定了整個產(chǎn)品的質(zhì)量等級。在機械加工過程中，一旦零件的質(zhì)量出現(xiàn)問題，會在很大程度上影響機械加工效果，嚴重情況下，還會出現(xiàn)結構形變、扭曲或脆裂等問題，進而導致機械加工產(chǎn)品質(zhì)量不達標。此外，加工設備性能安全也會在一定程度上影響機械加工效率與產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 機械設計加工的精確度有限

機械加工精度對機械產(chǎn)品質(zhì)量的影響同樣不容小覷。如果缺乏對機械加工精度的控制，就會導致機械產(chǎn)品質(zhì)量不符合要求。在機械設計加工階段，影響精度標準的因素是多樣化的，如理論誤差、技術操作誤差等。盡管這些誤差都會在不同程度上影響機械加工精度，但從各特定角度進行客觀分析可知，這種影響是微乎其微的。除此之外，人為因素也是影響機械加工精度的關鍵因素，為此，在機械設計加工階段，要盡可能的減小人為因素的干預，保障機械產(chǎn)品質(zhì)量。

3.3 機械加工產(chǎn)品性價比失衡

機械設計加工是一個對精密度要求較高的綜合性技能操作項目。相關技術人員需具備極強的安全責任意識，全方位考量各類因素，并結合實際加工生產(chǎn)需求，優(yōu)化改進機械設計加工工藝，強化機械產(chǎn)品質(zhì)量。然而，諸多企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中，仍沿用低效率、高能耗的加工設備，導致機械產(chǎn)品性價比失衡，制約企業(yè)的綜合發(fā)展。由此可見，在機械設計加工過程中，必須著重注意機械產(chǎn)品的性價比。

4 提升機械設計加工水平的策略

4.1 選擇適宜的機械加工材料

在機械設計加工領域中，生產(chǎn)材料發(fā)揮著不可替代的作用。材料的性能標準直接決定了整個機械產(chǎn)品的質(zhì)量等級。為此，在機械設計階段，要結合實際需求，嚴格篩選生產(chǎn)材料。

4.2 確保機械材料與使用性能匹配

在選擇生產(chǎn)材料時，先要考慮材料的實用特性。不同材料的屬性特征存在較大差異，或耐久性突出；或耐磨損性強；或抗形變能力強等。因此生產(chǎn)材料的選擇需兼顧生產(chǎn)需求與實用價值，確保其充分發(fā)揮特定優(yōu)勢。

4.3 確保機械材料與工藝性能匹配

生產(chǎn)材料的工藝性是指材料的屬性能夠滿足加熱、冷卻、切削或打磨等一系列處理措施的需求。只有嚴格把控生產(chǎn)材料的工藝性能，才能保證機械加工產(chǎn)品質(zhì)量。

4.4 確保機械材料滿足經(jīng)濟效益

在選擇生產(chǎn)材料時，要秉承經(jīng)濟性原則，綜合考量如下內(nèi)容：材料的商品價值、加工成本及維護保養(yǎng)成本等，避免綜合成本超預算。與此同時，創(chuàng)新工作思路，按照材料的屬性特征進行分類，提高材料的綜合利用效率。針對商品價格較高的材料，可以選擇性能類似、質(zhì)量安全等級接近的低成本材料替代，進而合理壓縮生產(chǎn)成本。總而言之，在篩選材料的過程中，必須客觀衡量材料的性價比，保證機械加工產(chǎn)品質(zhì)量。

4.5 提升機械設計綜合水平

隨著時代的發(fā)展，標準化成為機械設計加工行業(yè)的主流趨勢。設立標準化體制，可確保機械零件加工尺寸、規(guī)格及性能的規(guī)范化，避免資源的過度損耗，壓縮生產(chǎn)成本，保障機械產(chǎn)品質(zhì)量。在機械設計過程中，應結合實際生產(chǎn)需求，采取標準化手段嚴格把控產(chǎn)品設計，且逐步精簡設計，縮短運作周期，從而節(jié)約成本，提升綜合設計水平。

4.6 嚴格控制機械設計加工零件的物理屬性

（1）表層金相組織發(fā)生改變。反復進行磨削、鍛造等機械加工作業(yè)，會導致作業(yè)面局部溫度驟增，進而引發(fā)表面層金相組織的改變。由于砂輪結構硬度較大，產(chǎn)生的抗力效應會在一定程度上阻礙切削，為此，在加工過程中，建議采用軟砂輪，并加大工件作業(yè)面積、調(diào)整砂輪轉(zhuǎn)動速率，以降低工件作業(yè)面溫度，同時，配合使用高壓大流量冷卻，可進一步強化降溫效果。

（2）機械零件加工表面冷作硬化。在加工過程中，部分機械零件會產(chǎn)生表面層金屬中塑性形狀改變問題，進而導致晶體位移與晶格形態(tài)損壞，引起強度增加。

（3）機械零件表面層殘余應力。在切削、鍛造機械生產(chǎn)材料的過程中，由于其結構表層組織產(chǎn)生非自然規(guī)律性變化，基體與表層連接部位會產(chǎn)生一定強度的彈性應力，在機械作業(yè)的影響下，形成表面層殘余應力。

4.7 完善機械設計加工規(guī)程

在機械設計加工作業(yè)過程中，為減小不利因素引起的負面效應，應當確保操作工藝流程的科學合理性，進而合理壓縮機械設計加工成本，保證機械產(chǎn)品質(zhì)量，延長使用壽命。在實際作業(yè)過程中，應結合生產(chǎn)需求，設定機械設計加工周期，力求最大限度的縮短運作周期，降低機械零件磨損率。此外，技術操作人員還要盡可能的保證一次性完工，以防出現(xiàn)不必要的麻煩。

以某航空制造企業(yè)為例，自2003 年正式引入企業(yè)生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)后，在生產(chǎn)計劃與庫存管理等方便均實現(xiàn)了以資源管理計劃為核心的管理模式，但基于車間現(xiàn)場管理能力偏弱，使得渦輪、油缸等機械零件的加工生產(chǎn)效率不盡如人意。為此，企業(yè)采取了如下措施：基于以往機械設計加工實踐經(jīng)驗，不斷完善加工生產(chǎn)流程，縮短產(chǎn)品設計周期，壓縮生產(chǎn)加工成本。針對同類型零件的加工作業(yè)，準確記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)參數(shù)，調(diào)整加工工序，最大限度的減少各類制約因素的干預。

4.8 結合生產(chǎn)需求優(yōu)選潤滑劑

當下，市場中的各類潤滑劑琳瑯滿目，故而機械設計加工技術人員應當結合實際需求，選擇適宜的潤滑劑品牌。在機械設計加工階段，除了要綜合考量加工流程、加工精確度及金屬材料性能等因素外，還需明確潤滑劑的特性要求。采用高速鋼刀進行低速運轉(zhuǎn)時，且選擇適宜的純油性潤滑劑，在應用硬質(zhì)合金刀具進行高速運轉(zhuǎn)時，需要采用普通水溶性潤滑劑。

4.9 加大對技術操作人員的管理強度

在機械設計加工過程中，技術操作人員是影響整體加工生產(chǎn)作業(yè)的關鍵因素。因而在機械設計加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，必須加大對技術人員管理的重視力度，結合生產(chǎn)作業(yè)規(guī)程，采取一系列控制措施，消除人為因素的影響，提高機械設計加工效率。技術操作人員是機械加工的參與者與執(zhí)行者，在整個生產(chǎn)周期內(nèi)發(fā)揮著至關重要的作用。為此，有必要加強對技術操作人員的管理，嚴格約束其實際行為，確保其遵照操作標準規(guī)范執(zhí)行，進而避免因操作不當誘發(fā)的質(zhì)量問題。此外，還應強化對技術人員的培訓，不斷提高特定崗位人員專業(yè)技能水平，讓其準確掌握各類機械設備的操作規(guī)程與核心技術，以此提高機械設計加工效率，強化機械加工產(chǎn)品質(zhì)量。

5 結語

綜上所述，機械設計加工應當結合實際生產(chǎn)加工需求進行全面化的分析，綜合考量多方面制約因素，提升整體機械設計加工水平。從相關企業(yè)發(fā)展角度來說，要根據(jù)經(jīng)營規(guī)模及生產(chǎn)壓力，積極引進創(chuàng)新型機械加工設備，優(yōu)選機床和刀具，然后采取切實可行的管理手段，保證經(jīng)濟效益的最大化。