江苏卓茂智能科技有限公司;1 南通威信船用配件有限公司;2江苏南通 226000
摘要:为了促进机械行业的发展，我国对于机械设计加工十分重视。但是，唯有提高机械设计加工水平，注意机械设计加工中存在的问题，才能确保机械加工的质量，提高机械产品的运行稳定性。本文介绍了机械加工制造的特点，重点分析了机械设计加工过程需要注意的问题，并且结合问题提出有效的应对策略，进而为机械设计加工研究奠定基础。
关键词：机械设计；加工制造；加工工序；注意问题
引言
对于市场经济背景下的企业，其企业形象以及社会声誉需要良好的产品进行塑造，因而如何运用机械设计知识设计出良好性能及高性价比产品，并且通过精准的工艺加工出产品的总体模型这一问题自然成为很多制造类企业所关注的重点。对于机械设计加工过程，由于本身在设计、制造加工方案以及材料等多各方面的选择不同，最终效果也会有明显区别，并且出现不同设计出现各种不同加工问题的现象也难以避免，故文章对不同设计加工过程中的常见问题进行了归类分析。
一、机械设计加工制造的特点
机械设计加工制造的特点，具体有以下几方面：
（1）创新特点。现阶段的机械设计加工与传统的方法不同，随着信息技术的发展，机械设计加工融入电子信息技术，企业注重设计加工过程的方法创新与技术创新，提高了机械设计加工的性能与质量。
（2）要素配合特征。现代机械设计加工注重各个要素之间的配合，实现了设计加工过程的整体融合，采用新的加工理念，提高了环境与人员之间的配合度。在机械设计加工前期，要计算好各个要素之间的关系，如设计、加工、维修、回收等，统一做好计划。
（3）设计功能多样化特点。现代机械设计融入了多方面的元素，设计范围得到拓展，设计内容具有创新性与代表性，对于促进我国机械行业发展具有积极作用。提高机械设计加工的科学性，可以提升机械产品的工作效率与使用期限，确保产品质量，促进企业的发展。
二、机械设计加工过程的常见问题分析
总体来说，机械设计加工过程中出现的问题随机性极高，且问题之间的相互联系不甚紧密，但是也不难发现，针对一些主流的设计材料或者常见的加工方法，其问题多半有相同或者类似之处，可以用一些整体描述对其进行概括。文章认为常见的机械设计加工问题有三类：
（一）机械加工精度达不到设计要求。
在实际加工问题上，会出现由于客观因素导致的固有误差，也可能出现由于人为操作导致的加工误差；对于前者，应该在保证产品的预期成本以及生产效率的基础上优化加工方案，或者在性能允许的前提下降低设计要求，以最大程度减轻误差对于产品的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如对于车床加工件，由于车床加工是采用使工件绕中轴旋转同时刀具进刀进行切削的方法，因而如果要求零件的加工速度较快必然会在零件表面留下加工纹路，影响表面粗糙度等参数；在这种问题出现时，一方面要考虑零件表面的设计粗糙度是否存在改善空间，并且就能否降低加工速度以保证零件质量进行讨论；另一方面也应该检验在加工过程中是否加工人员在工序选择上存在问题，或者是没有考虑到材料的特殊性，如塑性材料由于其易变形的特点使其表面加工粗糙度一般很大，而脆性材料也因为表面容易出现碎粒进而使表面变粗糙等等，对于这些材料的加工需要考虑其他加工方案以降低人为操作所带来的误差。
（二）机械零件材料性能参数发生改变，从而影响力学性能。
在加工过程中由于很多加工工艺采用刀具和工件的相对高速运动来进行加工，因而在切削力与切削热的作用下，工件会发生一些材料参数方面的改变。首先，在一些加工过程中（多发于磨削加工），由于刀具与工件之间摩擦产生大量的热，且不同于切削加工中摩擦热可以随切屑消散的现象，磨削加工产生的热量很难散布到外界，从而会导致材料的表面层发生相变，不仅其尺寸精度难以保证，其力学性能也会发生改变；此外，由于较大的切削力，晶体材料也容易由于表面层产生塑性变形从而使晶体之间切向移动从而产生冷作硬化现象，材料硬度提高但塑性大大降低，不利于进行后续的塑性加工；再次，在切削过程中金属材料还容易由于塑性变形以及组织变化产生残余应力，这些都会使加工零件的实际力学参数与理论值产生较大的偏差，从而妨碍加工过程，甚至直接影响到产品的质量。
（三）产品加工成本过高。
部分机械设计方案以及加工方案的选择没有较好地就人力成本、材料成本、加工成本等与时间成本进行综合考虑，从而出现产品加工成本远超预期的现象，给产品的价格定位带来较大的困难；此外，有些设计加工过程过于注重生产速度，使产品的次品率大大提高，有些不合格产品只能够报废再生产，也会使生产加工成本大大增加，不利于企业产品市场竞争力的提高。
三、机械设计加工问题的解决方法
（一）选择合适的材料。
在进行设计加工时，需要充分考虑材料这一要素，首先要在产品的预期力学性能上进行考虑，选择最合适的零件材料，避免选择材料性能差、加工成本过高（如硬度过大、脆性过强）的材料；其次，要考虑到所采用的加工方案对材料可能造成的影响，如热应变、冷作硬化等等，要保证经过加工之后材料性能仍然符合加工的预期，避免产品质量由之受到影响。通过设计统一的材料选用标准可以有效提高选材效率，并且规避一些材料选择不合理情况的出现。
（二）设计最合理的加工方案。
在设计加工方案时，一定要考虑到两个方面的内容：第一，要确保加工方法、刀具以及整体流程的最优化，如根据不同表面粗糙度要求选择不同刀具，或者针对一些可能产生过大摩擦热的加工环节采用润滑剂润滑并辅助散热等等，保证加工工件的尺寸参数以及性能参数保持在设计的预期误差范围之内；第二，要在设计加工方案时也应留出一定的加工余量，对一些不需要采取精加工的零件可以将其尺寸、形状公差范围扩大，并且将表面粗糙度调整到更高的等级上；对一些可能在加工过程中出现尺寸变化或者性能变化的零件则需要进行标注说明，如在下料时可以选择总体尺寸的最小值以应对在切削加工时出现的受热膨胀现象等。合理的加工方案设计将会很大程度上降低在实际加工过程中常见问题的不利影响。
(三）根据经验采用最佳的加工参数。
诸如进给量、加工深度、加工时间等一系列参数的选择，应该在充分考虑材料和以往经验的基础上，选择能够权衡质量与加工速度的方案；如对于光滑面加工，如果采用润滑剂降温，则可以提高加工时间以保证表面的粗糙度，而对于一些金属轴、杆的加工则可以适当提高加工速度，并且严格控制切削液的使用量，避免零件表面有过多应力残留从而影响整个零件的性能或者产生积屑瘤等现象的发生。
结语：
在机械设计加工过程误差的出现可以说是不可避免的。对于设计和加工人员来说，在问题出现之后应努力采取最合适的应对方案，以保证性能和预期成本受到的影响降到最低，而这就要求每一位设计加工人员保持对常见问题的清醒认识和较高的敏感度，对加工过程中的一些潜在要素进行科学控制，保证产品具有较高的质量和性价比，提高企业的利润空间，也为行业的整体发展贡献自身的力量。
参考文献：
[1] 王晓宇.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].时代教育，2017(17)：203.
[2] 贺敏鹏，高重乐，何西荣，等.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技风，2017(18)：178.
论文作者:保林娟1,渠萍萍2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/17
标签：加工论文; 机械设计论文; 材料论文; 产品论文; 零件论文; 表面论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第30期论文;