机械设计与机械加工中常见问题及改善措施分析

辛洪斌

摘 要：目前，我国是社会经济迅猛发展的新时期，机械设计与加工是工业化发展的核心，产品的质量、精度、效率等决定中生产企业在社会市场中的地位。要想最大限度的提高产品质量，应从设计与加工两个层面进行衡量，通过制定相应的基准规范加工工序。基于此，文章对机械设计与机械加工进行论述，指出设计与加工过程中存在的问题，并对改善措施进行研究。

关键词：机械设计;机械加工;常见问题;改善措施

我国机器制造业的发展随着科技的发展在不断加深。在机械制造行业，有效的利用机器设备不但可以降低成本、提高资源使用效率，还可以减少时间方面的消耗，实现质量和效率的双重最优解。在这个基础上，我国机械制造工艺及其合理性的重要程度不言而喻，这对我国工业发展的大局起着至关重要的作用，有助于推动工业和自动化技术的全面发展。

1机械设计与机械加工中常见问题

1.1操作流程方面的问题

操作是机械设计加工中涉及的关键性问题，操作流程的合理性直接关系着机械产品的质量。因此在机械设计加工中，技术人员需要对零部件加工实际操作可能与标准操作出现的偏差进行预估，这些偏差可能是测量工具误差、工艺系统受力情况、人为因素、刀具磨损等多方面因素造成。要尽可能地进行预先计算，如此才能针对可能出现的误差在操作中做好防控，尽可能地将误差控制到最低，提高机械设计加工的精确度。

1.2零件表面质量难以保证

深入分析研究机械加工零件表面质量的影响因素，对零件表面质量的提高以及次品率的降低有着重要的作用。目前，机械设计加工的切削用量和材料的性质是影响零件表面质量的主要因素，越大的切削用量会造成越大的材料变形和表面粗糙度变差。在机械加工过程中，使用刀具加工塑性零件时会由于受力而使得加工零件产生变形，而且零件和刀具的切隔分离还会产生受力作用，从而对零件的表面质量产生影响。在进行机械设计加工时，产品的冷却变形以及零件内部组织发生的变化等多种因素也会对加工零件的物理性能产生影响。

1.3加工精度问题

与基准化问题相比，加工精度是相对于机械设备系统来讲的，企业在进行加工时，产品质量性能越高，证明其在社会市场中竞争力也就越强。然而现场加工与预期设计是存在一定误差的，且此类误差不可避免，除上文提到的系统磨损原因，还包括系统内部的热变形、受力点形变、机械装夹问题等因素。如设计人员并未考虑到零部件本身的承受能力，采取错误的加工方式，在切削过程将加大热变形产生的几率，令零部件与加工刀具之间产生相对位置，此种情况将直接令零部件产生较大的误差。此外，如操作人员在装夹过程中零部件错误装夹时，则必然造成额外的加工事故，严重增加了加工成本。

2机械设计与机械加工的改善措施研究

2.1创新观念，提升产值

技术是第一生产力，只有不断提升企业的生产加工技术，才能生产出质量上乘、价格低廉的机械设计产品。要大胆出新，勇于改革创新，发挥主观能动性，要具有工匠情怀，要不遗余力的做好每一项工作。在机械加工设计的过程中，合理控制加工成本，加强对于生产过程中的质量监督，增强企业员工的安全责任意识，坚持“保质量出精品”的原则，切实有效地将机械设计制造工作落到实处。只有产品过硬，才能提升机械设计制造加工产品的知名度，才能够在激烈的市场竞争中占得一席之地。

2.2提升机械制造中加工工艺的水平

加工工艺作为衡量我国机械制造生产工艺合理性的重要指标，是评价相关零部件的精准度以及确定机械制造工艺合理性的重要標准。在当前“微观不平衡”的加工工艺标准下，良好的加工工艺可以有效地调动加工产品的物理、化学性能，确保产品的有效应用以及相关的安全性能。在具体的机械制造实践中，加工工艺要求产品的表层质量符合相关的标准，在工具的选用、安全标准的确定甚至细微到零部件产品的刀具要求等方面，要确保加工产品符合市场的要求，具有相关的加工工艺设定，这样可以优化产品以及零部件的相关，在零部件的选用上，表层的加工工艺可以从圆弧等方面入手深入加工。表层的加工工艺会出现先关表层的切削和变形，这要求在机械制造工艺加工过程中，有效地控制相关刀具、零部件的宽度，用精准、科学的眼光看待表层的加工。正确有效的利用相关的加工工艺设定，做好表面的加工工艺相关工作，提高产品的相关精准度，进而提升产品和零部件的质量。

2.3工艺选取方面

加工工艺是零部件生产的重要基准，正确、合理工艺的选取，可提高零部件质量和加工效率，提升企业的经济效益。为此，在对加工工艺进行制定时，应以成本管控为主，尽量择取自动化生产工序，降低工作人员的投入量，最大限度的降低因人为因素导致的零部件加工风险，针对部分简单结构的部件，应尽量选取一次成型的加工，避免联动工序操控产生误差，影响零部件产品的质量。此外，应依据产品使用性能，选取对应的加工工艺，通过优化零部件表面的预应力、疲劳强度等来提高产品的韧性。相对于独立的滑动部件来讲，为最大限度的提高部件之间的摩擦力，应选取相应的拉应力工艺，并应将摩擦系数所产生的加工误差纳入到设计体系内，增强零部件的生命周期。

2.4选择合适的刀具和润滑剂

在机械设计加工过程中，刀具极大程度上影响着机械加工的生产过程。不同材料有着不同刀具的选择要求，应当根据表面硬度和粗糙程度选择合适的刀具。应当选择合适的润滑剂，比如有纯油性润滑剂和水溶性润滑剂，而在进行机械加工时，高速钢刀的低速切削和硬质合金钢刀的高速切削可使用纯油性润滑剂。

2.5对材料进行合理的选择

材料选用的合理性以及质量直接影响着机械设计加工的效益，想要保障机械产品生产质量，必须要选择合理的材料。一般情况下，机械设计加工所选择的材料除了要具备最基本的加工性能之外，还需符合机械产品生产的相关要求，并考虑到生产制作的经济性。在具体选材的过程中，可以从材料的铸造性能、压力和加工性能、切削加工性能、热处理性能等诸多方面进行综合考虑，结合实际情况选择最佳材料。不同机械产品的设计加工要求不同，所选的材料也存在差异性，合理的材料选搭，才能保障机械产品生产的质量。对于机械加工设计而言，科学选择材料的意义有两方面，一方面选材关系着成本，乃至于影响着企业的发展。当前机械设计领域的产品类型十分多样，前期设计的合理性决定了最终的质量，只有保障材料的合理应用才能获得理想的加工成果。另一方面选材决定了机械产品的质量，在机械设计加工领域，不同材料相互作用的情况十分常见，在前期设计工作中，对材料进行合理选用是产品性能的重要保障，可以有效减少加工过程中存在的不利因素，避免质量问题的发生。

3.结语

为了改进机械加工设计中存在的问题，设计工作者要创新机械加工设计理念，积极探索适合于机械产品的原材料，做到产品效能的最优化;既要提升加工产品的质量，更要重视加工设计后的保养问题，重视设备的保养，延长机械设备的使用年限，降低财力成本，促进机械设计加工业的长足发展。

参考文献：

[1]龚玲丽，刘超.我国机械数控加工技术现状及提升对策探讨[J].内燃机与配件，2020（01）：62-63.

[2]胡素芳.机械设计加工中常见问题及解决策略初探[J].中国设备工程，2019（20）：92-93.

[3]王少鹏，胡裕祺，徐晓东.试述机械加工过程中常见问题及优化措施[J].南方农机，2019，50（09）：143.

[4]张珂.浅谈机械加工领域中丝锥的应用[C].河南省汽车工程学会.第十五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集.河南省汽车工程学会：河南省汽车工程学会，2018：259-261.