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機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工問題及改善措施

發(fā)布時(shí)間:2020-10-27點(diǎn)擊:3504

機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工問題及改善措施

機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工問題及改善措施

摘要:機(jī)械設(shè)計(jì)與加工是工業(yè)化發(fā)展的核心,產(chǎn)品的質(zhì)量、精度、效率等決定中生產(chǎn)企業(yè)在社會(huì)市場(chǎng)中的地位。要想***大限度的提高產(chǎn)品質(zhì)量,應(yīng)從設(shè)計(jì)與加工兩個(gè)層面進(jìn)行衡量,通過制定相應(yīng)的基準(zhǔn)規(guī)范加工工序?;诖耍恼聦?duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工進(jìn)行論述,指出設(shè)計(jì)與加工過程中存在的問題,并對(duì)改善措施進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);機(jī)械加工;常見問題;改善措施
近年來,工業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級(jí),為與之對(duì)應(yīng)的機(jī)械加工行業(yè)提出更高的基準(zhǔn),技術(shù)人員、操控設(shè)備等必須進(jìn)行不斷的革新,才可***大程度提高機(jī)械產(chǎn)品的加工精度,促進(jìn)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。然而,在機(jī)械設(shè)計(jì)與加工中,往往出現(xiàn)成品與預(yù)期設(shè)計(jì)圖紙不符合的情況,影響此類問題的因素很多,如待加工零件表層質(zhì)量問題、加工參數(shù)問題、零件基準(zhǔn)化問題等。針對(duì)上述問題,機(jī)械加工企業(yè)必須采用較為合理的管控手段,對(duì)每一項(xiàng)加工工序進(jìn)行嚴(yán)格審核,提高產(chǎn)品加工質(zhì)量,為我國(guó)加工工業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工論述
1.1機(jī)械設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械制造設(shè)備的工作機(jī)理進(jìn)行探究,然后通過各項(xiàng)工藝之間的契合制定出完整的工件生產(chǎn)文件,如材料、尺寸、潤(rùn)滑等工序。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械生產(chǎn)的前提,同時(shí)也是機(jī)械設(shè)備質(zhì)量、性能的重要體現(xiàn),機(jī)械設(shè)計(jì)過程中,制定出完整的計(jì)劃可有效降低加工成本,提供設(shè)備的穩(wěn)定性。一般來講,針對(duì)同一個(gè)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),一般需制定多種設(shè)計(jì)方案,考慮到機(jī)械設(shè)備質(zhì)量性能與零部件的精準(zhǔn)性,技術(shù)人員應(yīng)對(duì)零部件設(shè)計(jì)圖紙的可行性進(jìn)行探究,確保整體加工階段進(jìn)行的完整性。從近幾十年的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變來分析,我國(guó)機(jī)械加工設(shè)計(jì)已經(jīng)取得重大突破,特別是在計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的支持下,圖紙文件的設(shè)計(jì)也從傳統(tǒng)的紙張轉(zhuǎn)移到平臺(tái)系統(tǒng)中,技術(shù)人員可對(duì)設(shè)計(jì)文件***度考量,提高設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度,減少后續(xù)加工工序的繁瑣度。1.2機(jī)械加工。機(jī)械加工是指零件由原料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返倪^程,通過對(duì)原料進(jìn)行尺寸、性能上的改變,為零件賦予新的功能屬性。不同零件所需的加工工序具有較大差異性,如復(fù)雜類零件需要經(jīng)過多種工序組合來實(shí)現(xiàn)加工,且每一項(xiàng)制作工藝必須遵循相應(yīng)的基準(zhǔn)才可實(shí)現(xiàn)有效契合。在現(xiàn)代化技術(shù)的支持下,機(jī)械加工由傳統(tǒng)的人工操作大部分進(jìn)入到自動(dòng)化、智能化操控中,工作人員只需通過指令參數(shù)的設(shè)定,便可令設(shè)備運(yùn)作來加工出所需的零件,提高產(chǎn)品加工質(zhì)量。

2機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工中常見問題
2.1材料與結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。對(duì)于機(jī)械加工來講,文件設(shè)計(jì)與自身機(jī)械性能影響加工質(zhì)量***主要的因素,以機(jī)械結(jié)構(gòu)為基底,如從不同角度進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析,產(chǎn)生的加工難度也具有較大差異性,同時(shí),加工精度、成品性能也略有不同。在此種問題下,要求設(shè)計(jì)者必須對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全方面了解,清楚的認(rèn)知到機(jī)械加工過程中每一個(gè)機(jī)械部件所產(chǎn)生效果。從材料方面來講,不同材質(zhì)原料間性能的差異性,決定著零件本身的質(zhì)量性能,如切削工藝、打磨工藝等,都將在一定程度上改變零件的質(zhì)量。2.2基準(zhǔn)化問題。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)是以市場(chǎng)需求為主的,產(chǎn)品在制作過程中,應(yīng)嚴(yán)格遵循基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)參數(shù),如尺寸、性能、工藝等,確保每一項(xiàng)操作工序的規(guī)范性。然而,在實(shí)際加工過程中,受到多方面因素的影響,產(chǎn)品實(shí)際加工階段并未能滿足預(yù)期設(shè)計(jì)階段,如機(jī)械設(shè)備經(jīng)由長(zhǎng)時(shí)間的加工,設(shè)備零部件造成一定的磨損,導(dǎo)致加工精度下降,盡管可將成品質(zhì)量控制在有效誤差內(nèi),在一定程度上仍然降低零件的性能質(zhì)量。特別是對(duì)于精密化零部件來講,即便是加工過程出現(xiàn)幾微米的誤差,也可能造成嚴(yán)重的蝴蝶效應(yīng)。這就需要設(shè)計(jì)者在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中,應(yīng)針對(duì)產(chǎn)品及設(shè)備進(jìn)行全方面考慮,然后逐步檢測(cè)可能發(fā)生的問題,盡可能的減少設(shè)計(jì)與加工周期,***大限度的提升產(chǎn)品質(zhì)量。2.3加工精度問題。與基準(zhǔn)化問題相比,加工精度是相對(duì)于機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)來講的,企業(yè)在進(jìn)行加工時(shí),產(chǎn)品質(zhì)量性能越高,證明其在社會(huì)市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力也就越強(qiáng)。然而現(xiàn)場(chǎng)加工與預(yù)期設(shè)計(jì)是存在一定誤差的,且此類誤差不可避免,除上文提到的系統(tǒng)磨損原因,還包括系統(tǒng)內(nèi)部的熱變形、受力點(diǎn)形變、機(jī)械裝夾問題等因素。如設(shè)計(jì)人員并未考慮到零部件本身的承受能力,采取錯(cuò)誤的加工方式,在切削過程將加大熱變形產(chǎn)生的幾率,令零部件與加工刀具之間產(chǎn)生相對(duì)位置,此種情況將直接令零部件產(chǎn)生較大的誤差。此外,如操作人員在裝夾過程中零部件錯(cuò)誤裝夾時(shí),則必然造成額外的加工事故,嚴(yán)重增加了加工成本。2.4零件質(zhì)量問題。零件原料質(zhì)量是影響產(chǎn)品質(zhì)量性能的重要因素,當(dāng)零件表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不高時(shí),產(chǎn)品形狀、物理性能等也將呈現(xiàn)出較低狀態(tài)。從加工角度來看,零件質(zhì)量與刀具、原料之間具有較大的聯(lián)動(dòng)性,如刀具材質(zhì)與原料材質(zhì)不匹配的話,則在實(shí)際加工過程中,材料之間的契合性將降低,由合金鋼材質(zhì)刀具加工鑄鐵類刀具可知,當(dāng)切削度較大且切削時(shí)間較短時(shí),則零部件極易產(chǎn)生塑性變形,當(dāng)零部件內(nèi)存在一定加工熱量時(shí),熱變形處在極限承受值內(nèi),將令部件本身面臨著脫離***的風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)?shù)毒唠x開零件表面時(shí),零部件將出現(xiàn)表面質(zhì)量問題。特別是在對(duì)具有一定脆性的材料進(jìn)行加工時(shí),機(jī)械切削階段,極易令零件表面產(chǎn)生碎粒的現(xiàn)象。上述問題將加大企業(yè)廢品產(chǎn)生的幾率,增加企業(yè)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。2.5性價(jià)比問題。零部件加工與市場(chǎng)需求具有很大的關(guān)系,如價(jià)格、質(zhì)量、市場(chǎng)需求度等,都將成為產(chǎn)品加工的考量基準(zhǔn)。隨著新技術(shù)、新工序的融合,產(chǎn)品質(zhì)量基準(zhǔn)也正在逐步提升,但部分企業(yè)加工生產(chǎn)期間,受到自身的局限性,如技術(shù)人員專業(yè)性不足、設(shè)備更新不及時(shí)等,令產(chǎn)品的加工與產(chǎn)出不成正比,間接加大產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

3機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工的改善措施研究
3.1材料選取方面。材料選取主要以刀具材料、部件材料為主。對(duì)于成品的零部件來講,材料的質(zhì)量性能直接決定著后續(xù)的應(yīng)用,為此,在對(duì)刀具材料進(jìn)行選擇時(shí),應(yīng)先依據(jù)原材料特性、加工工藝等來正確擇取,例如在對(duì)鍛件鋼制材料進(jìn)行粗加工時(shí),應(yīng)選擇YW的刀具,而在進(jìn)行精加工后,則應(yīng)選取T15的刀具。在對(duì)部件材料進(jìn)行選擇時(shí),其主要是以應(yīng)用性能為主,在保證質(zhì)量的前提下,***大限度的降低成本損耗。同時(shí),應(yīng)對(duì)部件的加工時(shí)間與加工工序等進(jìn)行分析,確保材料質(zhì)量性能滿足使用需求。此外,設(shè)計(jì)人員應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品的加工數(shù)量,正確計(jì)算刀具材料加工期間所產(chǎn)生自然損耗,盡量縮減加工誤差,降低生產(chǎn)成本。3.2工藝選取方面。加工工藝是零部件生產(chǎn)的重要基準(zhǔn),正確、合理工藝的選取,可提高零部件加工指令,提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為此,在對(duì)加工工藝進(jìn)行制定時(shí),應(yīng)以成本管控為主,盡量擇取自動(dòng)化生產(chǎn)工序,降低工作人員的投入量,***大限度的降低因人為因素導(dǎo)致的零部件加工風(fēng)險(xiǎn),針對(duì)部分簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的部件,應(yīng)盡量選取一次成型的加工,避免聯(lián)動(dòng)工序操控產(chǎn)生誤差,影響零部件產(chǎn)品的質(zhì)量。此外,應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品使用性能,選取對(duì)應(yīng)的加工工藝,通過優(yōu)化零部件表面的預(yù)應(yīng)力、疲勞強(qiáng)度等來提高產(chǎn)品的韌性。相對(duì)于獨(dú)立的滑動(dòng)部件來講,為***大限度的提高部件之間的摩擦力,應(yīng)選取相應(yīng)的拉應(yīng)力工藝,并應(yīng)將摩擦系數(shù)所產(chǎn)生的加工誤差納入到設(shè)計(jì)體系內(nèi),增強(qiáng)零部件的生命周期。3.3切削加工方面。當(dāng)前,機(jī)械設(shè)計(jì)與切削加工中,多數(shù)以自動(dòng)化為主,通過相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定對(duì)零部件進(jìn)行大批量加工。切削加工作為零部件產(chǎn)品加工中的重要工序,在對(duì)零部件產(chǎn)品的切削用量進(jìn)行計(jì)算時(shí),應(yīng)對(duì)零部件的性能進(jìn)行多角度分析,避免零件加工出的成品與預(yù)期設(shè)計(jì)存在較大的誤差。從機(jī)械加工角度來看,刀具、切削工序、切削類型等與產(chǎn)品質(zhì)量具有較大關(guān)聯(lián)性,如想***大限度的提高零部件加工質(zhì)量,可從切削速率與深度為出發(fā)點(diǎn),將材料的韌性、剛度、熱處理形式等作為輔助條件,降低零部件生產(chǎn)的消耗量,同時(shí)也提高各項(xiàng)零部件加工過程中精度性,實(shí)現(xiàn)高效率、智能化的生產(chǎn)加工。3.4潤(rùn)滑劑與冷卻劑方面。機(jī)械加工是利用刀具對(duì)原料進(jìn)行切削,機(jī)械設(shè)備高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,將產(chǎn)生較高的熱量,令部件產(chǎn)生局部溫度過程的現(xiàn)象,使零部件內(nèi)部韌性降低,當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織損壞到一定程度后,將加大部件失效的風(fēng)險(xiǎn)。為此,應(yīng)依據(jù)零部件的性能選取相應(yīng)規(guī)格的冷卻劑,在加工過程中對(duì)冷卻劑進(jìn)行噴灑,此舉即可降低零部件表面的溫度,也可對(duì)機(jī)械刀具形成很好的防護(hù)作用,提高加工精度。在加工潤(rùn)滑方面,技術(shù)人員不僅應(yīng)在切削液中添加相應(yīng)的潤(rùn)滑劑,還應(yīng)依據(jù)機(jī)械設(shè)備的使用工況,對(duì)機(jī)械設(shè)備易生銹的契合部位抹上潤(rùn)滑劑,防止機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,降低整體工作效率。3.5專業(yè)人才方面。工作人員作為技術(shù)施行的重要載體,對(duì)于工作人員來講,其操作工序決定著***終操控結(jié)果,盡管目前執(zhí)行的是自動(dòng)化、智能化,但在實(shí)際加工過程中,要想***大限度的提高產(chǎn)品加工效率,需對(duì)設(shè)備操控人員進(jìn)行專業(yè)化培訓(xùn),保證相應(yīng)的操控技能可滿足加工生產(chǎn)需求。在現(xiàn)場(chǎng)加工操控過程中,工作人員應(yīng)對(duì)成品部件、原料、工序等進(jìn)行正確了解,明確加工生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的問題,然后制定相應(yīng)的管控策略,確保每一項(xiàng)操控工序與設(shè)計(jì)參數(shù)相符。同時(shí),工作人員應(yīng)定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),對(duì)磨損度較大的零件進(jìn)行分析,查驗(yàn)?zāi)骋粋€(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)機(jī)械設(shè)備的損耗,并及時(shí)對(duì)部件進(jìn)行更換處理,確保每一項(xiàng)工序的設(shè)定,可發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值,為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4結(jié)語
綜上所述,機(jī)械加工設(shè)計(jì)中,技術(shù)人員需通過產(chǎn)品性能來適配各項(xiàng)操作工序,確保各項(xiàng)加工工序可形成精準(zhǔn)契合,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。在現(xiàn)場(chǎng)加工中,影響零部件加工質(zhì)量的因素較多,為減少企業(yè)的生產(chǎn)成本,應(yīng)從材料選取、工藝選取、切削加工、潤(rùn)滑劑與冷卻劑、專業(yè)人才等方面,進(jìn)行相應(yīng)考量,依據(jù)產(chǎn)品性能制定較為完善的管控計(jì)劃,進(jìn)一步提高加工質(zhì)量。期待在未來發(fā)展過程中,機(jī)械加工與現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行深度融合,真正的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、精度化加工。


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