机械设计加工中常见问题及优化措施研究

时间：2024-04-25

方得安

杭州春来科技有限公司浙江杭州 310000

现阶段，机械工业化程度需要使用可便捷操作、高效安全、经济环保的机械设备，更需要配合以优化的机械制造加工工艺加上合理的机械设计制造方案，才能满足机械工业化水平积极稳步发展的需求。而合理的机械制造加工工艺，有利于降低机械制造的投资成本，更利于保障最终生产产品的质量，在一定程度上避免了资源的浪费，因此需要根据客户实际的要求不断完善机械设计制造方案。所以，相关机械设计工作人员一定要不断地学习不断地丰富自身的设计水平和机械制造加工工艺知识，唯有对于产品进行不间断的开发和创新，长久的经验积累设计出合理化的机械设计制造的加工工艺，才能够使得机械生产企业获得最大化的经济利益和社会效益。

1 机械设计加工中的常见问题

1.1 质量控制的影响

任何机械零件的加工环节，都需要采用有效的管理机制，对加工工艺进行全过程的质量管理。如果选用的加工工艺与零件本身特性不符，或是在使用相关工艺过程中，没有做好相关参数的调整和检查，都将影响零件的加工精度和质量。在绝大多数零件加工环节中，对零件的加工精度都有非常高的要求，为了保证加工精度，需要加强对加工工艺及加工过程的控制[1]。

1.2 加工零件质量欠佳

机械加工机器虽然具有较高的加工效率，但是，却不具备人主观能动性的独特优势，因此，机械加工过程中的机器仅仅凭借着机械化对零部件进行参数的制造和切割，生产出来的零部件产品并非每一件都达到机械制造标准，零部件变形、受到磨损等都会导致生产出来的变为废料。机械加工过程大多都是以提前在机器中输入的数据参数为准，因此，对零部件进行切削或分离的时候也是按照参数机械化进行，这样一来，有些零部件在切削或分离的过程中便很容易出现碎裂的问题。除此之外，机械加工切削分离会在机器中留下多多少少的残渣，这些残渣同样也会与零部件产生摩擦，从而也会使得零部件加工质量欠佳，受到磨损的零部件加工产品其使用寿命也无法保障。

1.3 环境因素的影响

在现代零件加工产业中，由于零件精度要求全面提升，环境因素对加工质量的影响也越来越明显。在精细化零件加工过程中，温度、湿度、扬尘等环境因素，都可能直接影响加工质量。比如，温度的变化会导致原材料因热胀冷缩而发生形变，而对精细化的零件来说，任何细微的形变都可能导致其相关参数精度不达标。而湿度过高的空气中存在一些水蒸气，加上空气中扬尘的存在，可能会腐蚀零部件材料，或导致零部件加工过程中出现杂质，影响加工质量[2]。因此，如今在部分高精度零部件加工中，都会通过现代技术创建一个恒温、干燥、无杂质的环境。

2 机械设计加工中常见问题的优化措施

2.1 提高加工方法及改进技术手段

机械制造加工工艺是由加工机械零件时所运用的各种方法和采取所有技术手段组成的。仍以切削加工为例，其工艺就包括了去皮的加工方法、后续加工工序的安排、每道工序加工余量的确定、每道工序装夹及定位的方法、每道工序设备/刀具/夹具等工艺装备的选择以及切削液种类用量等等。对于不同类型的机械加工产品采用的加工方法和技术手段，肯定不尽相同。而设计人员要做的是对于不同类型的产品根据其性能要求，详细分析出与现有产品的加工工艺方法不同，结合现有技术手段，合理制定出最优化的加工制造工艺设计方案。比如精密齿轮产品，因要求配合精度提高，相当于增加了齿轮制造的标准，因此设计人员就不能完全借用以前的加工工艺，需要及时调整再热处理后增加精滚齿工艺，这样使得加工出的齿轮提高了齿面的粗糙度从而满足了配合精度。如果实际生产中不提高加工方法及改进技术手段，如前文所说的增加齿轮的精滚齿工艺，就会导致实际生产的齿轮不满足性能要求，严重会引起实际使用中的失效等事故。

2.2 做好工序集中和分散

如果加工环节确定了加工工艺和方式，应当根据设计图纸，对所需要的材料、设备、技术人员进行协调安排，并制定有效的加工计划。在这个过程中，应当做好各类工序的集中和分散，集中是指多个技术人员或资源集中于一个加工环节开展加工活动，而分散则是指对相对独立的加工步骤进行单独设置、同步进行。工序的集中是为了确保各部分参数、工艺符合设计要求，而工序的有机分散，是为了提升机械零件加工的效率[3]。

2.3 设置较为精确的切削参数，保证加工工艺精度

机械加工过程中免不了切削工序，而切削过程也是最容易影响加工工艺精度的，因此，机械设计加工企业应该在进行切削之前充分考虑各种影响因素，并对切削参数进行精确的计算和设置，无论是切削工具的选用还是切削速度和深度都要恰到好处，从而减少对加工工艺精度的不利影响。在选择切削工具的时候，每种零部件的刚度不同自然需要的切削工具也会有所差异，因此，选用切削工具应该主要以零部件的刚度为依据。而切削的速度和深度也需要进行严格的把控，在切削的时候可以使用切削液来平衡温度和摩擦，尽可能将影响加工工艺精度的因素降低。