机械零件加工中的几个问题

郑爱权

（苏州健雄职业技术学院，苏州 215411）

机械零件加工中的几个问题

郑爱权

（苏州健雄职业技术学院，苏州 215411）

在机械设计加工过程中，需要注重材料的选择、标准化作业等，只有注重这些问题，才能最终提升机械设计加工的整体质量。

机械设计 加工 生产质量

随着市场经济的不断发展，任何企业在市场中都会面临着激烈的竞争，特别是一些同质行业的涌现，更加剧了企业之间的竞争。企业如果想在激烈的市场竞争中获得生存与发展的机会，就必须注重优化和提升生产效率、改良生产质量，降低生产成本。对于机械设计加工而言，影响质量及效率的因素是众多的。不仅包括生产材料的质量，同时也包括生产技术的标准及规范与否，生产工序的统一科学与否以及影响机加工件表面层物理力学性能的因素等。因此，在机械设计加工的过程中，应该科学把握这些问题，并采用规范化、统一化、科学化的生产工艺来提升机械设计加工的整体质量。

1 材料选择及运用的科学性

在机械设计加工过程中，材料的质量起着基础性的作用。只有保障材料的质量，按照生产标准采购科学的材料，才能最终提升机械设计加工的整体质量。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）。当无先例可循，同时对材料的性能（如耐腐蚀性能等）又无特殊要求时，设计者仅仅根据简单的计算和手册提供的数据，信手选定一种较万能的材料。但在实践中，很多机械设计加工的工作人员，在选择材料的过程中大都比较盲目和随便。这严重影响了机械加工设计的生产质量及成本控制。

1.1 材料应该满足的基本要求

在机械设计加工过程中，材料的作用非常关键，直接关系着机械设计加工出来的产品的使用性能及使用质量，同时也关乎着机械设计加工的整体成本。

在机械设计加工中，材料应该满足以下要求。

首先，根据使用性能科学选择材料。在机械设计加工中，不同类型、不同性质的材料其性能千差万别，同时在使用中人们对材料的使用性能也各有偏好。比如，有的材料具有非常好的强度，有的材料的韧性比较高，有的材料比较耐磨，而有的材料外观比较漂亮。在机械设计加工过程中，应该根据材料不同的使用方向，选择不同使用性能的材料。

其次，加工制造的便捷性和规范化。对于机械设计加工而言，材料是基础性环节。选购材料的目的不是直接运用材料，而是通过一定的流程化工艺，将材料改造成人们想要的模型，直至批量化生产应用。因此，在选择材料过程中，还应该根据材料自身的工艺性，确保材料便于加工，便于生产制造，同时还能够节约成本和保障质量。此外，对于机械加工设计中的零部件的材料应该满足热加工工艺及金属切割工艺，这是常见两种功能。

最后，在机械设计加工过程中，材料的选择还应该满足优化整合的要求。所谓的优化整合是指人们常说的“好钢用到刀刃上”。对于性能要求较高的零部件可以采用比较昂贵、质量较好的重金属或稀缺金属材质；而对于一般化的区域，可以采用价格低廉的材料。通过这种整合与优化，能够极大程度地节省机械加工设计的投入和支出。

1.2 材料选择的基本方法

在机械加工设计过程中，材料的选择方法应该满足成本的要求，同时应该满足整体的生产工艺性，从而达到经济与高效的合理并重。

首先，在机械设计加工过程中，对于材料的选择不能仅仅关注经济节约，还应该关注材料的整体运营周期。实践证明，一些看似经济的材料，由于质量不高，使用周期缩短，反倒会增加生产总成本。因此，在选择材料的过程中，应该将材料的经济性、工艺性等统一，选择生产周期适中且价格适中的材料，从而满足机械加工设计的基本需求。

其次，在选择材料的过程中，还应该结合制造方法来整体提升材料的质量及成本控制，将各个区域的零部件的材料性能放在整体的生产流程及制造环节中来考量，以更有助于选择科学合理的材料。

2 通过机械零部件的标准化来提升机械设计加工的整体质量

在机械设计加工过程中，零部件的标准化非常关键，也非常突出。因为任何机械设备都是由大小不同、性能各异的零部件组成的，只有确保零部件的标准化，才能最终提升机械设计加工的整体质量，才能最终达到成本节约的目的。

首先，应该采用标准化的零部件。零部件的标准化主要是指零部件在加工制造过程中，需要满足一定的工艺，需要结合零部件未来的使用方向，从尺寸大小、质量质地、设计元素等多方面全面考量。只有这样才能将标准化的零部件运用于机械设备中，从而在机械设备发挥作用时，有效提升机械设计加工的质量。

其次，在机械设计加工过程中，对于零部件的生产工作，应该交由大型的专门化企业进行生产制造。通过这样的批量化大生产，才能有效提升机械设计加工的整体质量，才能实现成本的节约与高效。此外，在零部件生产制造的环节中，对于零部件的材料应该尽可能采用统一的材料，通过材料的一致性，通过材料性能的稳定性，最终提升材料的整体稳定性。实践中，一些生产企业为了减少成本，在零部件生产材料的选择上，往往选择材料性能不一的生产材料，将这些生产材料运用在零部件中，虽然能够实现零部件生产的经济性，但由于材料性质的不一致，使用中往往难以比较。同时，一些不同性质的材料，在利用中还容易发生排斥等问题。

最后，在零部件设计环节中，应该保障设计图纸的规范性和科学性，加强设计图纸的审核。在设计图纸投入生产环节后，应该首先生产制造样品，通过对样品的把关与检测及时发现设计图纸中存在的问题。同时，为了提升机械设计的整体质量，还应该确保设计工作的统一化和科学化，不断更新设计方法，研发新的设计手段，加强市场分析与调研，确保机械设计出来的产品符合市场需求，避免滞销或者其他相关问题的产生。

3 精确把握工件表面层物理力学性能的因素

机械设计加工的零件或者工件是由基础材料经过一定的技术处理及加工制造演变产生的。在这一过程中，机械加工工件的表层物理性能会发生较大改变。在机械加工过程中，应该精准把握影响工件表面物理力学性能的因素，从而规避不良因素的负面影响，有效保障机械设计加工的整体质量。

3.1 工件表面温度较高影响金相组织

在机械加工过程中，由于切削等物理作用会产生大量的热量，这些热量如果聚焦在工件表层未能及时消散或者转移，则工件表面因温度较高会直接影响工件表面的金相组织，造成工件脆性增强，柔韧性降低。在一般化的工件加工过程中，摩擦或切削产生的热量会随着加工碎屑的转移而转移，但在磨削加工过程中，其工件表层的温度会比一般的切削作业增大数倍。工件表面的金相组织变化是一定的。但是，为了减缓工件表面温度的升高，在磨削加工过程中，应该注意以下事项。

首先，选择质地比较软的磨砂。在一般化的磨削加工中，由于砂轮的质地较硬，摩擦度高，因此很容易造成工件碎屑的滞留，从而造成工件表面的温度升高。通过软砂轮的运用，则有助于碎屑的及时排出，不利于碎屑自身热量的聚集。

其次，双向提升速度来减少磨削烧伤。在磨削加工过程中，砂轮的速度和工件的速度应该一并提升。通过双向速度的提升，有助于减少工件的磨削烧伤，从而提升工件的整体质量。

最后，在冷却过程中，应该改变传统的冷却方法，采用高压大冲量的方式进行冷却处理。通过这样的冷却方式，一方面能够增加工件的冷却效果，迅速降低工件表面的温度，减少磨削烧伤的程度，另一方面采还能够及时清理工件碎屑，避免工件碎屑的滞留，从而利用碎屑的排解来达到消热的目的。

3.2 晶格变形引发的冷作硬化

在机械加工过程中，机械零部件对工件的加工改造很容易造成工件性能的变化，特别是工件发生塑性变形，引发晶格的变形，最终产生冷作硬化。这种状态下，工件的使用性能和使用质量都会受到影响。因此，为了减少冷作硬化的发生、提升工件的使用性能，应该采用科学的方式来避免冷作硬化。

首先，采用科学的方式和手段来保障切削用量和切削速度。在切削过程中，切削速度快时，刀具与工件的接触时间较短，可以在一定程度上避免冷却硬化，冷作硬化也会减弱。同时，保障一定的切削量，也能够在一定程度上较少冷作硬化的发生。

其次，选择前角较广的刀具。在刀具的使用过程中，广度角的刀具能够较少冷作硬化的发生。

最后，选择硬度适中或偏高的工件材料。

4 通过金属加工润滑剂的运用来提升加工质量

在机械加工过程中，对工件的加工改造属于物理作用，通过金属加工润滑剂的运用，能够在很大程度上提升机械加工的质量，从而从整体上保障机械加工的规范性和统一性。

首先，应该根据机械的加工工艺及工件的性能来选择科学的润滑剂。一般而言，润滑剂以油或者水等原材料组成。在选择润滑剂的过程中，应该根据机械加工工艺及材料来选择适合的润滑剂，有效提升润滑效果和加工质量。例如，使用高速钢刀具进行低速切削时，通常采用纯油性；使用硬质合金刀具进行高速切削时，通常可以采用水溶性。

其次，在润滑剂的选择过程中，应该结合润滑剂的品种及性能来抉择。不同品牌的润滑剂或者切削液的使用侧重点存在较大区别，为了判断和筛选最适合的润滑液，还应该根据机械加工的整体流程来进行定性选择。

最后，在机械加工过程中，同一种刀具可以切削不同性能的工件。因此，这就要求在润滑液的选择中，应该结合工件与刀具之间的摩擦效果来选择。只有这样才能综合性地提升切削质量，也才能减少工件表面的温度变化，从而有效提升工件的加工质量。

5 总结

在机械设计加工过程中，为了有效提升机械设计加工的质量，应该采用科学规范的材料，选择规范化的设计流程以及注重工件表面物理性能的改良，注重金属加工润滑液的使用，从而综合性地提升机械设计加工的质量。

[1]王杰，程明远，李士晓.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技信息，2011，（11）：96-97.

[2]李赵胜.论机电工程在电力安装过程中的关键作用[J].科技创新与应用，2014，（11）：82-83.

Several Problems in the Machining of Mechanical Parts

ZHENG Aiquan
(Chien-shiung Institute of Technology, Suzhou 215411)

In the process of mechanical design and processing, need to pay attention to the choice of materials, standardized operations, etc.. Only focus on these issues, in order to ultimately enhance the overall quality of mechanical design and processing.

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江苏省高校机电一体化技术品牌专业建设工程资助项目（项目编号：PPZY2015B188）。