1機(jī)械設(shè)計(jì)加工中常見的問題及原因分析

1.1機(jī)械產(chǎn)品表面質(zhì)量難以保證

機(jī)械加工出的產(chǎn)品的表面質(zhì)量關(guān)乎產(chǎn)品的性能和使用壽命。從目前的實(shí)際情況來看，制約機(jī)械產(chǎn)品零件表面質(zhì)量的因素以制作材料本身的性質(zhì)和材料的切削用量為主。零件所用的材料的韌性越好，金屬材料的塑性越好，零件表面也就因此而越粗糙。如果生產(chǎn)零件所用的材料為塑性材料，那么在用刀具進(jìn)行加工的過程中就難免會(huì)引起塑性變形，加之刀具的切削以及零件分離時(shí)產(chǎn)生的撕裂作用，將會(huì)使零件得表面更加粗糙。同樣的道理，如果零件所用的材料是脆性的材料，那么在材料切削的過程中就會(huì)呈現(xiàn)出碎粒狀，著也會(huì)使零件的表更加粗糙。總之，零件的物理性能的有很多影響因素，主要可以從以下兩個(gè)方面來概括，即零件表面的冷作硬化以及材料內(nèi)部組織的結(jié)構(gòu)變化。另外，在進(jìn)行機(jī)械零件的加工時(shí)不可避免會(huì)產(chǎn)生部分殘余應(yīng)力，在一定程度上也會(huì)影響機(jī)械加工的產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

1.2加工精度不高

通過對(duì)機(jī)械加工的過程進(jìn)行分析，影響機(jī)械產(chǎn)品加工精度主要有一下幾種因素：采用相近的加工運(yùn)動(dòng)而引起的誤差、采用近似的刀具而導(dǎo)致的差誤、機(jī)床本身的幾何誤差和磨損對(duì)產(chǎn)品加工精度產(chǎn)生的影響、夾具與刀具制造時(shí)產(chǎn)生的誤差以及磨損等造成的誤差、工藝系統(tǒng)因受熱而變形所引起的誤差，因?yàn)檎`差在加工的過程中不可能消除，所以唯有研究導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的原因，然后有效避免，才有可能改善加工精度不高的問題，從而保證所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.3產(chǎn)品性價(jià)比不是最高

由于未能綜合地考慮機(jī)械設(shè)計(jì)和加工的過程中的不利因素，導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)品的綜合成本太高，性價(jià)比沒有得到保障，從而導(dǎo)致產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中沒有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，也就不可能及時(shí)地占據(jù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

2機(jī)械設(shè)計(jì)加工中各項(xiàng)問題的對(duì)策

要想解決在機(jī)械設(shè)計(jì)加工的過程中所存在的各種問題，必須找出問題出現(xiàn)的原因，從各種影響因素入手，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)癥下藥，藥到病除，各個(gè)擊破。下文將在上文多機(jī)械設(shè)計(jì)加工過程中存在的問題的分析和探討的前提條件下，提出相應(yīng)的解決問題的對(duì)策。

2.1科學(xué)地選擇材料

在機(jī)械的設(shè)計(jì)和加過程中，選擇材料是極為重要的一步，如果可以科學(xué)地選擇加工材料，既可以有效地減少生產(chǎn)成本，提升機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，還能滿足材料的性能的需求。在選擇材料的時(shí)候，要對(duì)材料的、工藝和使用性能進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合加工和生產(chǎn)方式以及生產(chǎn)工藝等因素，在各種可選材料中選擇具有最高性價(jià)比的材料。這樣，一方面有效地降低了成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也遵循了標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)方式。

2.2制定科學(xué)的加工工序

科學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)和加工工藝規(guī)程不僅能夠使機(jī)械零件的表面質(zhì)量得到有效的保障，提高其各方面的性能，同時(shí)還可以降低加工成本。這就要求加工者盡量減少因過長(zhǎng)的加工時(shí)間而導(dǎo)致對(duì)零件的負(fù)面影響，同時(shí)還要盡量實(shí)現(xiàn)零件的一次性加工和處理。另外，由于對(duì)零件表面的殘余應(yīng)力直接影響零件的作用，所以不同的對(duì)零件表面的最終加工方法和工序會(huì)對(duì)機(jī)械零件的表面質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)加工過程中要選擇科學(xué)的加工工序。

2.3使用合適的刀具

合理地選擇加工刀具對(duì)所加工產(chǎn)品的表面質(zhì)量也有著非常重要的影響，所以對(duì)于不同材質(zhì)的材料以及表面硬度和粗糙度的不同要求，要選擇合適的刀具。

2.4選擇合適的切削參數(shù)

機(jī)械設(shè)計(jì)和加工的過程中，切削也是其中一個(gè)十分重要的因素，比如說切削的深度和速度對(duì)加工產(chǎn)品的表面質(zhì)量有著直接的影響，因而在對(duì)零件進(jìn)行切削的過程中要根據(jù)材料機(jī)器特性選擇科學(xué)合理的切削速度和深度。適當(dāng)?shù)那邢鲄?shù)可以有效減少加工過程中所產(chǎn)生的積屑瘤，同時(shí)科學(xué)地使用切削液可以有效地降低切削時(shí)的溫度以及力度。

2.5正確地使用潤(rùn)滑劑

2.5.1了解潤(rùn)滑劑使用的作用與性能

在加工金屬材料以使之變成所需要的產(chǎn)品的過程中，需要利用潤(rùn)滑劑對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行有效的冷卻。在切削、沖壓以及研磨、軋制過程中使用潤(rùn)滑劑，能夠有效提高刀具地使用壽命，提高加工零件的精密度和零件表面的光潔效果，并及時(shí)清除金屬碎屑，有效驅(qū)散多余熱量，對(duì)于提高加工、生產(chǎn)效率，降低成本等各個(gè)方面都有著積極作用。所選擇的潤(rùn)滑劑要具備清洗、防銹防腐蝕、冷卻和潤(rùn)滑的功能：冷卻功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過減少工件與刀具之間所產(chǎn)生的摩擦力及利用水質(zhì)的切削液使熱量散發(fā)出去來實(shí)現(xiàn)；具備良好性能的金屬潤(rùn)滑劑可以減小砂輪同材料、刀具同工件之間的摩擦力，減少對(duì)能量的消耗，可以明顯增加刀具的使用期限、預(yù)防工件表面的積屑瘤和提高光潔效果；使用潤(rùn)滑劑可以將金屬粉末和切屑等廢棄物徹底清理出去，有效保證工件的精密度及質(zhì)量，有助于增加砂輪和刀具的使用年限。

2.5.2正確選擇潤(rùn)滑劑

在對(duì)金屬切削潤(rùn)滑劑進(jìn)行選擇時(shí)，必須結(jié)合具體的情況，在選擇過程中必須綜合考慮所加工零件的生產(chǎn)和加工流程，以此來確定選擇水溶性潤(rùn)滑劑還是純油性潤(rùn)滑劑，這一過程可以結(jié)合將要使用機(jī)床的廠家的合理建議來確定。當(dāng)然，選擇潤(rùn)滑劑也可以結(jié)合自己的實(shí)際操作和工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，比如說，如果選擇高速鋼刀具來進(jìn)行低速切削時(shí)一般應(yīng)該選擇純油性的潤(rùn)滑劑；如果使用硬質(zhì)的合金刀具來進(jìn)行高速切削時(shí)則應(yīng)該使用水溶性的潤(rùn)滑劑；在切削液不容易有效地到達(dá)切削方的情況下，建議選擇純油性的金屬切削液，其他的類型則可以選擇水溶性的潤(rùn)滑劑。在確定了即將使用的相關(guān)類型潤(rùn)滑劑以后，還應(yīng)該具體考慮金屬材料的類型以及所加工零部件的精密度要求等，以進(jìn)一步地細(xì)化、選擇潤(rùn)滑劑的品牌。在目前業(yè)界的機(jī)械設(shè)計(jì)與加工工作中，零件、產(chǎn)品的精密度得以不斷地上升，潤(rùn)滑劑起到了重要的作用。科學(xué)地選擇性能匹配、合適的潤(rùn)滑劑，可以有效地提高機(jī)床和切削刀具的壽命、提高產(chǎn)品的精密度。總之，在機(jī)械設(shè)計(jì)和加工領(lǐng)域，要想提高機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，必須要在提高產(chǎn)品質(zhì)量上下功夫，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該采取科學(xué)的加工材料、制定科學(xué)的加工工序、科學(xué)地運(yùn)用金屬潤(rùn)滑劑等一系列措施，實(shí)現(xiàn)成本最低化、質(zhì)量最優(yōu)化，從而占據(jù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。（本文來自于《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》雜志。《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》雜志簡(jiǎn)介詳見。）

3結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，產(chǎn)品質(zhì)量才是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)加工產(chǎn)業(yè)來說，機(jī)械設(shè)計(jì)和加工過程中依舊存在著很多制約產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的問題，對(duì)此，這些企業(yè)應(yīng)該采取有效的對(duì)策來解決這些問題，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，比如文中所提到的科學(xué)選材、制定科學(xué)的工序、科學(xué)運(yùn)用金屬潤(rùn)滑劑等，真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)和加工水平的提高。當(dāng)然，機(jī)械設(shè)計(jì)加工中應(yīng)該注意的問題是因時(shí)而異的，這也就需要企業(yè)結(jié)合自身實(shí)際，全面系統(tǒng)地分析和研究容易出現(xiàn)的問題，并及時(shí)探究相應(yīng)的解決對(duì)策，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

作者：王清成 范高鋒 李趙勝 單位：山東立業(yè)機(jī)械裝備有限公司