机械设计加工问题及策略

1机械设计加工中常见的问题及原因分析

1.1机械产品表面质量难以保证

机械加工出的产品的表面质量关乎产品的性能和使用寿命。从目前的实际情况来看，制约机械产品零件表面质量的因素以制作材料本身的性质和材料的切削用量为主。零件所用的材料的韧性越好，金属材料的塑性越好，零件表面也就因此而越粗糙。如果生产零件所用的材料为塑性材料，那么在用刀具进行加工的过程中就难免会引起塑性变形，加之刀具的切削以及零件分离时产生的撕裂作用，将会使零件得表面更加粗糙。同样的道理，如果零件所用的材料是脆性的材料，那么在材料切削的过程中就会呈现出碎粒状，着也会使零件的表更加粗糙。总之，零件的物理性能的有很多影响因素，主要可以从以下两个方面来概括，即零件表面的冷作硬化以及材料内部组织的结构变化。另外，在进行机械零件的加工时不可避免会产生部分残余应力，在一定程度上也会影响机械加工的产品的表面质量。

1.2加工精度不高

通过对机械加工的过程进行分析，影响机械产品加工精度主要有一下几种因素：采用相近的加工运动而引起的误差、采用近似的刀具而导致的差误、机床本身的几何误差和磨损对产品加工精度产生的影响、夹具与刀具制造时产生的误差以及磨损等造成的误差、工艺系统因受热而变形所引起的误差，因为误差在加工的过程中不可能消除，所以唯有研究导致误差产生的原因，然后有效避免，才有可能改善加工精度不高的问题，从而保证所生产产品的质量。

1.3产品性价比不是最高

由于未能综合地考虑机械设计和加工的过程中的不利因素，导致机械产品的综合成本太高，性价比没有得到保障，从而导致产品在市场竞争中没有绝对优势，也就不可能及时地占据市场优势。

2机械设计加工中各项问题的对策

要想解决在机械设计加工的过程中所存在的各种问题，必须找出问题出现的原因，从各种影响因素入手，才能实现对症下药，药到病除，各个击破。下文将在上文多机械设计加工过程中存在的问题的分析和探讨的前提条件下，提出相应的解决问题的对策。

2.1科学地选择材料

在机械的设计和加过程中，选择材料是极为重要的一步，如果可以科学地选择加工材料，既可以有效地减少生产成本，提升机械产品的质量，还能满足材料的性能的需求。在选择材料的时候，要对材料的、工艺和使用性能进行综合考虑，结合加工和生产方式以及生产工艺等因素，在各种可选材料中选择具有最高性价比的材料。这样，一方面有效地降低了成本，提高产品的质量和市场竞争力，同时也遵循了标准化的生产方式。

2.2制定科学的加工工序

科学的机械设计和加工工艺规程不仅能够使机械零件的表面质量得到有效的保障，提高其各方面的性能，同时还可以降低加工成本。这就要求加工者尽量减少因过长的加工时间而导致对零件的负面影响，同时还要尽量实现零件的一次性加工和处理。另外，由于对零件表面的残余应力直接影响零件的作用，所以不同的对零件表面的最终加工方法和工序会对机械零件的表面质量产生不同的影响，因此在机械设计加工过程中要选择科学的加工工序。

2.3使用合适的刀具

合理地选择加工刀具对所加工产品的表面质量也有着非常重要的影响，所以对于不同材质的材料以及表面硬度和粗糙度的不同要求，要选择合适的刀具。

2.4选择合适的切削参数

机械设计和加工的过程中，切削也是其中一个十分重要的因素，比如说切削的深度和速度对加工产品的表面质量有着直接的影响，因而在对零件进行切削的过程中要根据材料机器特性选择科学合理的切削速度和深度。适当的切削参数可以有效减少加工过程中所产生的积屑瘤，同时科学地使用切削液可以有效地降低切削时的温度以及力度。

2.5正确地使用润滑剂

2.5.1了解润滑剂使用的作用与性能

在加工金属材料以使之变成所需要的产品的过程中，需要利用润滑剂对加工对象进行有效的冷却。在切削、冲压以及研磨、轧制过程中使用润滑剂，能够有效提高刀具地使用寿命，提高加工零件的精密度和零件表面的光洁效果，并及时清除金属碎屑，有效驱散多余热量，对于提高加工、生产效率，降低成本等各个方面都有着积极作用。所选择的润滑剂要具备清洗、防锈防腐蚀、冷却和润滑的功能：冷却功能的实现主要是通过减少工件与刀具之间所产生的摩擦力及利用水质的切削液使热量散发出去来实现；具备良好性能的金属润滑剂可以减小砂轮同材料、刀具同工件之间的摩擦力，减少对能量的消耗，可以明显增加刀具的使用期限、预防工件表面的积屑瘤和提高光洁效果；使用润滑剂可以将金属粉末和切屑等废弃物彻底清理出去，有效保证工件的精密度及质量，有助于增加砂轮和刀具的使用年限。

2.5.2正确选择润滑剂

在对金属切削润滑剂进行选择时，必须结合具体的情况，在选择过程中必须综合考虑所加工零件的生产和加工流程，以此来确定选择水溶性润滑剂还是纯油性润滑剂，这一过程可以结合将要使用机床的厂家的合理建议来确定。当然，选择润滑剂也可以结合自己的实际操作和工作经验进行，比如说，如果选择高速钢刀具来进行低速切削时一般应该选择纯油性的润滑剂；如果使用硬质的合金刀具来进行高速切削时则应该使用水溶性的润滑剂；在切削液不容易有效地到达切削方的情况下，建议选择纯油性的金属切削液，其他的类型则可以选择水溶性的润滑剂。在确定了即将使用的相关类型润滑剂以后，还应该具体考虑金属材料的类型以及所加工零部件的精密度要求等，以进一步地细化、选择润滑剂的品牌。在目前业界的机械设计与加工工作中，零件、产品的精密度得以不断地上升，润滑剂起到了重要的作用。科学地选择性能匹配、合适的润滑剂，可以有效地提高机床和切削刀具的寿命、提高产品的精密度。总之，在机械设计和加工领域，要想提高机械产品的市场竞争力，必须要在提高产品质量上下功夫，相关企业应该采取科学的加工材料、制定科学的加工工序、科学地运用金属润滑剂等一系列措施，实现成本最低化、质量最优化，从而占据市场优势地位，获得最大的经济效益。（本文来自于《科技创新与应用》杂志。《科技创新与应用》杂志简介详见。）

3结束语

综上所述，在当前激烈的市场竞争中，产品质量才是企业的核心竞争力。对于机械设计加工产业来说，机械设计和加工过程中依旧存在着很多制约产品质量和企业可持续发展的问题，对此，这些企业应该采取有效的对策来解决这些问题，以提高产品质量和企业竞争力，比如文中所提到的科学选材、制定科学的工序、科学运用金属润滑剂等，真正实现机械设计和加工水平的提高。当然，机械设计加工中应该注意的问题是因时而异的，这也就需要企业结合自身实际，全面系统地分析和研究容易出现的问题，并及时探究相应的解决对策，在提高产品质量的同时提高企业的市场竞争力和经济效益，推动企业的可持续发展。

作者：王清成 范高锋 李赵胜 单位：山东立业机械装备有限公司