机械设计加工中的常见问题及对策探讨

张润廉

摘 要：机械设计加工环节的质量控制很重要，稍有纰漏，就会出现设计加工问题，导致机械外型或性能不符合机械生产要求，相应的该环节的生产效率也会受到影响。所以相关人员在机械生产环节中，要着重注意设计加工环节，对其中的常见问题进行分析和了解，并在实际采取对策解决问题的同时。保证设计加工质量。

关键词：机械；设计加工；问题；对策；

机械设计加工常见问题主要有四方面，精密度、材质、表面质量以及产品性价比，解决对策除了要起到有的放矢作用，还要起到提高设计加工效率效果。本文主要针对机械设计加工中的常见问题及对策进行探讨。

一.机械设计加工中的常见问题分析

1、产品表面质量问题及原因分析

机械设计加工产品的表面质量不合格，在使用过程中，接受外界压力或外界环境变化影响时，就容易出现机械故障问题，机械表面还会牵扯到很多性能问题，表面不合格的机械产品不能出厂。产品表面不能保持一定的平整度和质量原因是多方面的，比如材质问题，材料切削用量等，后者造成的影响比较大，所以要将其作为重点研究对象[1]。切削速度和背吃刀量以及进给量是切削用量成果的影响因素。这三种要素用在不同的步骤和时间段，所要达成的目标成果也是不一样的。比如在精加工环节中，背吃刀量是第一个确定的要素，确定参考依据是粗加工余量，接着是进给量选择，确定的参考依据是经历加工环节的机械表面粗糙度。最后才是切削速度，对其进行调整的参考依据是刀具耐用度符合生产要求。这三个要素所对应的参考依据要求不同，要素选择也不同。在实际中，机械表面加工材料材质以及加工状态不同，工件表面质量受到的影响也不同。在机械产品中，有的材质为塑料性质，这种材料在加工中，经常会出现积屑瘤，产品表面质量更难得到保证。

2、精密度过低问题及原因分析

机械产品精度高，在尺寸以及其他方面最大程度接近标准要求，这些产品和机械整体的匹配度会很高，在利用起来，发生故障的可能性也会小些。在实际中，机械的加工精度往往会很低，有时机械产品在尺寸上会和标准规范有误差，机床本身在运行时也会产生几何误差，机床也会产生磨损。这些误差都会降低产品精密度。要保证机械加工精密度，还要将这些会影响精密度的情况考虑进去。

3、产品性价比不高问题及原因分析

性价比高意味着机械产品物美价廉、生产成本低，既符合卖家经济利益要求，又符合买家经济适用性要求。但在实际中，机械生产产品性价比不高，成本和質量是呈辩证统一关系的，如果要降低成本，除了降低材料价格外，还可以选择改善加工工艺[2]。很多厂家往往追求高利润，而选择低价不符合质量要求的材料，所以产品质量不高，性价比低。

4、材质问题

机械设计加工的对象是产品原材料，原材料材质不符合生产要求，产品的精密度以及质量都得不到保证。如果机械加工产品材料要求质地硬，而选择的材料质地软，很容易在加工环节就出现产品折断问题。材质过硬也会影响产品的韧度，此外在选择材料时还要考虑材料表面和性能是否会受到外界温度变化影响，材料在加工中是否会受到残余应力影响，表面粗糙度是否会在加工中得到改善等问题。

二.机械设计加工中问题解决对策

1、选择优质材料

选择优质材料，材料加工精度和性价比有可能都得到保证，产品使用寿命也会长。这样的优质材料在性能上满足以下几方面，其一热加工工艺性能，材料在加工环节中，接受锻造和焊接以及热处理操作很正常，这些操作过程都需要材料处于高温环境中，或直接与热温度相接触，所以材料必须耐热，在热加工环节中依旧保持原有性能[3]。其二切削加工性能，原材料在变成产品规定尺寸前，会经历金属切削加工，在此环节，选用的刀具和参数都是规定好的，要保证材料在这种条件下，依旧保持原状，即使参数指标升高，材料性能也不能下降。除了性能满足要求，在价格方面，也不能太高，以避免性价比太低问题。在材料加工设计中，会有很多材料成为废品材料，这时还需要进行二次筛选利用。机械零件材料的使用周期要长，使机械产品维修几率变低。

2、对加工工序进行优化

机械产品表面粗糙度和质量，产品性能表现以及生产成本等全部出现在加工工序中，如果工序能得到优化和改善，这些指标都能得到合理处理。在现实工序中，经常会出现重复加工次数过多问题，工序中残余应力过大问题，以及零件质量得不到保证的问题。所以在工序优化中，需要对工序步骤进行简化，对工艺进行升级，对零件表面的残余应力进行处理，使不同零件表面不同加工方法带来的质量问题能少一些。

3、对刀具进行合理选择

刀具会对机械产品进行切削，如果刀具不合格，切削速度等要素也不能符合要求，产品的精度也会受到影响。所以在机械加工设计时，首先要选择合理的刀具，选择的参考标准：可以看刀尖，看其圆弧是否符合要求，不能选择圆弧过大或过小的刀具[4]。还要看修光刃是否满足要求，刀具整体是否与要加工的材质相符合，而不是在硬度上或其他方面出现矛盾。如此刀具在使用中，可以满足切削速度，也可以保护刀具不会受到损坏。合格的刀具会保证产品表面质量。

4、对切削参数进行设计

在机械产品表面质量问题分析中，主要对切削三个要素的相关参数进行了分析，切削参数是影响产品表面质量的因素，如果能对其进行控制，切削力度和温度也不会与生产要求相悖。在对产品进行精加工设计时，背吃刀量应该是逐渐降低的，该参数的调整要以粗加工余量为参考。在该参数调整的过程中，加工的精密度会越来越高，表面质量也会和参数呈反比。工件表面粗糙度比较大时，进给量参数就应小一些，进给量和切削厚度有关，两者呈正相关，在实际中，产品加工要求切削厚度不能过小，所以进给量也不能太小。否则这会导致刀具受到磨损，且磨损越来越严重。切削速度参数在选择时，应用对象应该是表面比较平整的产品，在切削的过程中，还要注意材料受到的热应力和刀具给予的冲击力。如果工件的刚性和其他性能满足不了生产要求，还需要对切削速度进行调整，主要向小处调整。

5、合理使用润滑剂

机械在进行切割锻造等操作环节中，刀具与原材料直接接触，会产生磨损，产品表面可能无法保持完好无损，可能会有小缺口，刀具也会有很严重的磨损，所以在加工设计中，还要用到润滑剂。该润滑剂在机械加工设计中的作用有两个，一方面是冷却作用，对切削热能进行消散，使刀具局部避免出现烧伤现象，刀具保持完整，材料表面在加工时，受到的影响才大。另一方面润滑性能，主要减少刀具在切削过程中的摩擦情况，使刀具和工件之间可以保持一定距离，不会发生粘着现象，如此刀具使用周期会延长[5]。有了润滑剂，零件的尺寸精度可以提高，工件表面的粗糙度可以减少。

结语

机械设计加工中的问题必须为操作人员所熟知，相关的解决措施也要为操作人员所掌握，设计加工的精度、表面的光洁度以及尺寸规模等方面会更加适应生产要求，这些问题得到解决，机械设备维修成本也会降低，产品质量也能满足生产要求。

参考文献：

[1]颜清友，郑云鹏.机械设计加工中的常见问题及解决对策[J].南方农机，2017，48（24）：104.

[2]胡林.机械设计加工中的常见问题分析[J].建材与装饰，2017（04）：80-81.

[3]李涛.关于机械设计加工中的常见问题分析[J].科技经济导刊，2017（03）：103.

[4]吕明来，左路.机械设计加工中的常见问题及解决措施[J].黑龙江科技信息，2016（18）：43.

[5]陈庆华.对机械设计加工中的常见问题研究[J].科技展望，2014（11）：79.