机械设计加工中应注意的几个问题

机械设计加工中应注意的几个问题

机械设计加工是利用机床、压铸机等机械设备对物体进行加工的过程。通常，机械设计加工对零件质量的要求颇为严格，在加工过程中需要严格对待每个步骤。因此只有对加工的材料严格把握、对加工的方法科学选用，才能制造出性能优越的零件。

标签： 机械；设计加工；注意问题

引言：

随着机械产品不断地革新，机械加工过程中需要注意的问题越来越很多，譬如生产成本、工艺性能等。当中机械设计加工过程受到多种因素影响，要想确保所加工的产品质量佳、成本最低、性价比最高，就必须在加工中控制各种影响因素，把加工成本降到合理的水平，从而提高产品的经济效益。

1、机械设计加工中材料的选用

在机械零件的设计与制造过程中，材料选择是否得当，直接影响到零件的使用性能、使用寿命及制造成本。当碰到零件的材料选择问题时，一般都是参考相同零件或类似零件的用材方案，选择一种传统上使用的材料（这种方法称为经验选材法）。

1.1选择性价比高的材料。加工零件中的材料选择是控制成品质量的主要途径之一。材料选择是否得当直接影响到零件的使用性能、使用寿命及制造成本。针对不同产品有着不同质量的材料。因生产厂家需要盈利，在选取材料时是不能够以最优选取的。首先需要对产品的应用性能做出合理判别，比如产品是锁芯时，就不需要对其外观进行控制，应着重选择坚固的材料；对于钟表之类的话，材料外观需要着重考虑。

1.2工艺性能。要求材料的工艺性反映的是材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力，即要求所选材料在加工制造时首先能够造出成品来，并且能够便于制造、同时必须保证质量。

（1）热加工工艺性能。热加工工艺性能主要指铸造性能、锻造性能、焊接性能和热处理性能。（2）切削加工性能。金属的切削加工性能一般用刀具耐用度为60min时的切削速度V60来表示，V60越高，则金属的切削性能越好。

1.3选择易于加工的材料。在对加工材料成本考虑的同时，也要对材料的加工工艺性进行考虑。如果选择的材料成本极低、性价比极高，但是厂家所拥有的加工设备对其选材加工难度较大的话，不仅延误工时而且还会导致设备损耗严重。因此在挑选材料的同时，要兼顾加工的便捷性。

1.4在机械设计中提高标准化水平的实时性。科技是在一直发展的，在发展道路上，市场对其产品的要求也是不断变化的。因此，在机械设计方面，还需要与时俱进，伴随市场要求随时进行调整。如果一个企业的设计能够与时俱进，就可以快速占领市场份額，扩大企业影响力。

2、机加工件表面层物理力学性能因素

2.1在机械零部件加工生产的过程中，切削力和切削热能够对零部件表面物理力学性能产生影响。首先是表面层金相组织发生变化。磨削加工导致工作部位温度升高进而导致表面层金相组织发生变化，过硬的砂轮会引发切削堵塞，建议使用软砂轮，还要通过同时加大工件速度以及砂轮速度的方式避免工件表面温度过高，辅之以高压大流量冷却的方式提高降温效果以及消除砂轮切屑堵塞现象。其次是零部件加工表面冷作硬化。一些零部件在进行加工时出现了表面层金属的塑性变形状况，导致晶体间出现滑移，晶格出现变形，引发晶粒出现变长、破损以及出现纤维化状况，导致材料强化，从而增加了强度与硬度。另外，零部件表面层残余应力也要引起注意，其主要是由冷态塑性变形、热态塑性变形、金相组织变化等方面因素引起的。具体表现为在对零部件材料进行切削过程中，其表面组织会出现形状或者组织上的变化，表层和基体衔接处会因相互平衡作用出现弹性应力。

3、润滑剂的合理选择与运用

润滑剂在机械设计加工中起到非常重要的作用，它能够将工件的成品形状、加工精度与加工面的微观不平整度提升几倍。在进行切削、冲压、研磨等工序时，几乎全部都需要金属加工润滑剂的参与。

3.1润滑剂的选择。了解润滑剂使用的作用与性能。在对金属材料进行加工使之成为所需零部件的过程中，需要金属加工润滑剂进行有效的冷却。在切削、研磨、冲压、轧制等操作中使用金属润滑剂，能将金属碎屑及时清除、驱散热量，从而能够有效的提高刀具使用期限，提高工件生产精密度，提高零部件表面光洁效果，减缓机床及工件腐蚀程度，并且对于提升生产效率、压降生产成本等都发挥着重要的作用。所选择的金属润滑剂应当具备冷却、润滑、清洗以及防锈防腐蚀的功能。性能良好的润滑剂能够将刀具与工件、砂轮与材料之间的摩擦变小，减少能量消耗，对于增加刀具使用期限、提高工件表面光洁效果以及预防积屑瘤等方面都有着明显的作用；润滑剂在使用中能够将切屑以及金属粉末等彻底清洗出去，保持工件良好的质量和精密度，有助于提高刀具和砂轮的使用期限；水容易引发锈蚀，因此水基型金属切削润滑剂还应当具备较强的防锈蚀功能。

3.2正确选择金属切削润滑剂。在金属切削润滑剂的选择上面大有讲究，要结合具体情况进行，在选择的过程中一定要结合零部件加工生产的工艺流程来综合考虑，确定选择纯油性或者是水溶性润滑剂，可以结合使用机床厂家的建议确定。选择还可以结合实际操作状况以及积累的经验来进行，如使用高速钢刀具开展低速切削一般推荐使用纯油性润滑剂，而使用硬质合金刀具开展高速切削操作则推荐使用水溶性润滑剂，在出现切削液难以有效到达切削区域状态下，建议使

用纯油性金属切削液，其余类型可以使用水溶性润滑剂。确定相关类型与种类的润滑剂之后，还应当具体结合金属材料类型、零部件加工精密度要求以及相关性能，进一步细化润滑剂的品种或者品牌。在当前机械设计与加工中，零部件的精密度不断上升，润滑剂具有重要的功能，科学选择性能匹配的润滑剂，对于提高刀具和机床使用期限、增加零部件精密度等方面作用明显。

4、科学正确使用加工工具

机械设计加工过程中，加工工具的使用是非常重要的。从大的原则来讲，工具的使用都是根据实际加工需要而选择确定的。比如刀具的选择，就要根据零件表面对硬度的不同要求、对粗糙度的不同要求，合理的选择刀具。再如，对润滑剂的选择和使用，要根据加工需要科学选择润滑剂的类型和品牌，将加工的流程、精确度，金属材料的类型以及零件的相关性能考虑进去，择优确定用什么润滑剂。

5、结束语

机械设计加工需注意的问题当然是因时而异、因人而异。这就需要设计加工企业紧密结合自身的实际情况，对常见的问题进行全面系统的分析研究，探究与问题相关联的各种因素，为适应社会经济的发展需求，需在机械设计当中，对材料的选择标准化的应用提高到一个新的认识，并综合运用经济、技术、管理等手段，推动机械设计加工科学化发展，进而不断制造出性价比高、市场竟争力强的产品。

参考文献：

[1]张健.机械设计加工中的常见问题分析[J].科技创业家，2013，21：29.

[2]戴华丽.对机械设计加工过程中注意点的分析【J】.电子世界，2012（23）