機械設計與機械加工中常見問題及改善措施論文
隨著人們自身素質提升，接觸到措施的地方越來越多，措施是指針對問題的解決辦法、方式、方案、途徑，可以分為非常措施、應變措施、預防措施、強制措施、安全措施。什么樣的措施才是有效的呢？以下是小編收集整理的機械設計與機械加工中常見問題及改善措施論文，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
機械設計與機械加工中常見問題及改善措施論文 篇1
【摘要】
機械設計與機械加工是一個復雜的制造過程，從最初的設計圖紙到最后的成形產品，任何一個環節都將影響產品的最終性能。嚴格把控設計與加工工序，逐步提升設計與加工水平，有利于提高機械設計與機械加工產品的最終質量和生產效率。本文就機械設計與加工過程中存在的主要問題進行分析總結，并初步提出其解決措施。
【關鍵詞】
機械設計;機械加工;加工精度;表面質量
1.引言
影響機械設計與機械加工的因素比較多，這些因素直接或者間接的影響著產品的質量。在這些看似復雜沒有規律的影響因素中總能找出一些普遍性存在的問題，包括加工精度、零件表面質量、設計標準化、產品的性價比、潤滑劑等。如何有效的去克服和減少這些普遍存在的問題，如何深入分析研究這些影響因素，對于一個加工企業的發展來說顯得尤為重要。本文就機械設計加工過程中典型的機械加工精度問題、零件表面問題、設計標準化問題、性價比問題進行分析總結，并初步提出解決方案。
2.機械設計與機械加工中存在的問題
2.1機械設計結構與材料問題
機械結構與材料是影響機械加工的常見問題。同樣效用的結構，設計思路不一樣會導致加工難易程度不同，進而加工精度也會不同，這就提示著設計者在設計時不僅要考慮結構的效用還要考慮結構加工時的難易程度與加工的精度；至于材料方面，對于某個機器或機器部件來說可選用的材料可能有幾種，各種材料的切削加工性各不相同，設計者在設計時不能僅考慮材料的可用性還要考慮材料的可切削性，從而提高產品的精度。
2.2設計標準化問題
機械零件標準化是制造企業需要共同遵循的標準，它包括零件尺寸、材料性能、加工工藝、檢驗要求等眾多方面。設計者采用統一的標準結構及零部件，統一的材料和零件性能指標，可以大大減少設計周期，提高零件可靠性。
2.3機械加工精度問題
機械加工精度不高是加工企業普遍存在且難以解決的一個問題，機械加工與設計標準之間總存在著一定誤差，從而影響加工精度。影響加工精度的主要因素可分為機械加工系統的幾何誤差，工件裝夾誤差，機械加工系統受力和受熱變形引起的加工誤差等。機械加工系統的幾何誤差包括機床、夾具和刀具等的制造誤差、安裝誤差及使用過程中因磨損造成的誤差[1]；工件裝夾誤差主要是定位不正確引起的誤差；在加工過程中，加工系統受切削力和切削熱量等作用產生變形，使工件與刀具之間的相對位置發生變化，影響工件最終的形狀和尺寸精度。機械設計加工精度只能最大程度的提高，盡可能的去滿足設計標準，把精度控制在允許標準范圍內，進而不斷地提升產品在生產階段的整體質量。
2.4零件表面質量問題
零件的表面質量直接影響表面的微觀幾何形狀和表面物理力學性能，表面質量越差，零件表面越粗糙，耐磨耐腐蝕性能越差，進而影響使用性能和使用壽命。目前影響零件表面質量的主要因素有刀具材料與工件材料的匹配問題、切削用量和工件材料的選用問題等。根據零部件的材料，選擇相應的`刀具進行切削，例如在實際生產中，硬質合金鋼類的刀具常用于鑄鐵類零件加工，金屬陶瓷刀具常用于超硬材料的加工等。對于塑性材料，如果選用較大的切削用量，難免會使零部件發生塑性變形，并且在在切屑加工結束時，刀具和零部件的分離會產生撕裂作用，影響零部件的表面質量。對于脆性材料，在切削過程中，容易產生斷續的碎粒，影響零部件的表面質量。機械設計加工階段，控制零件的表面質量，降低次品的出現幾率，深入的分析表面質量的影響因素，對制造企業來說具有重要意義。
2.5產品性價比問題
在市場競爭中，產品的價格和產品質量一樣也重要。在保證產品質量的前提下，提高產品的性價比，才能提高市場競爭力。影響產品性價比的因素主要包括三個方面，首先由于機械加工精度不高、加工過程的自動化水平較低等造成了零部件的質量參差不齊，廢品率較高；其次，由于加工設備落后和操作人員不熟練造成零部件的生產周期較長，生產效率較低，導致生產成本較高；最后，由于機械零部件標準化程度較低，造成其后期的維修及替換成本較高。
3.改善措施
3.1科學地選擇材料
材料包括零部件材料和刀具材料兩方面。零部件的材料直接影響使用性能，在選用時，首先利用經驗依據零部件的使用性能選擇一系列材料，然后再根據經濟型、美觀性等確定最終的材料。例如，蝸輪蝸桿傳動效率較低、散熱性能較差，失效形式主要為磨損、膠合及點蝕，因此在選擇蝸桿蝸輪的材料時，材料副應該具有良好的減磨和跑合性能、抗膠合性能。在實際的生產中，渦輪齒圈的材料一般選用青銅或鑄鐵，而蝸桿常選用合金鋼或碳鋼。刀具的材料是根據工件的材料及加工方法來確定的，例如45鋼鍛件在粗車時，選用YW材質的刀具，而在精車時，選用YT15材質的刀具。
3.2遵循科學地加工工藝
科學地設計工藝路線，不僅可以提高零部件的質量，而且還可以提高零部件的性價比。在制定工藝路線時，一方面，盡可能的提高生產的自動化水平，減少人工的操作，降低人為因素的影響；另一方面，盡可能減少零部件加工工序，盡量一次性加工和處理，提高加工精度和加工效率。最重要的是，根據零部件的具體使用性能，選擇適當的最終工序加工方法，改變工件表層的殘余應力的性質[2]。例如，在工作中受交變載荷作用的工件，為了提升其抗疲勞強度，應該選擇使工件產生殘余壓應力而避免殘余拉應力的最終工序加工方法，而對于相對滑動的兩工件，為了提高工件抵抗滑動摩擦的能力，應該選擇使工件表面存在拉應力的最終工序工藝。另外，在實際生產中，常采用滾壓加工的方法提高工件的承載能力和疲勞強度，采用噴丸強化的方法提高工件的疲勞強度和使用壽命。
3.3設計合理的切削用量
在機械設計與加工過程中，程序員運用模具數控程序設計時，首當其沖應當對各道工序的切削用量進行明確。而在選擇切削用量時，應當將可能對切削產生影響的各項因素進行綜合考慮，合理地設計和確定切削用量。一般而言，影響切削條件的因素有：機床、工具、以及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預期壽命及最大生產率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數量；機床的壽命等等。在眾多因素中南，設置切削速度和切削深度是最為重要的兩大因素[3]。為了提高工件的加工效率，在滿足質量要求的前提下，盡可能地提高刀具的切削速度，并且盡可能使切削深度等于工件的加工余量。另外，還要盡可能的縮短刀具和工件的擠壓時間，最大程度的降低工件塑性變形。只有合理的設置，才能確保各環節不出問題，從而更大的提高效率。
3.4科學地選用潤滑劑
潤滑劑在整個加工過程中起到冷卻與潤滑的作用[4]。在切削加工過程中，切削液的使用起到了很好的冷卻和潤滑作用。但是，如果潤滑劑選擇存在失誤或者沒有控制好潤滑劑的使用量，便會帶來一些負面影響。一般而言，在常見的切削、研磨、沖壓以及拉拔等加工工藝，在加工區域會產生大量的熱能，這對刀具的使用壽命和精度控制都是不利的[5]。根據工件的材料及加工方法，科學地選擇潤滑劑可以改善工件表層的熱變形，提高加工質量和加工效率。例如45#鋼工件在切削加工時，不能選擇水溶液作為潤滑劑，從經濟成本角度出發，乳化液較切削油成本低，因此選擇乳化液作為潤滑劑。
4.總結
在十三五規劃期間，制造企業要想快步的邁向中高端，提高核心的市場競爭力，必須能提高自己的加工水平，制造出更高質量更高性價比的產品。除了更加精密的制造設備，制造企業還需要盡量去改善機械設計與機械加工過程存在的問題，優化自己的機械設計與機械加工過程。具體而言，應盡可能地從科學地選擇材料、遵循科學地加工工藝、設計合理的切削用量、科學地選用潤滑劑等多個方面入手，確保機械設計和機械加工的每一個過程不出現問題，最終保證制造出的產品符合標準規范，滿足各行各業對機械類產品的需求。
參考文獻
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[5]滕軍生.芻議機械設計中的常見問題及改善[J].企業技術開發,2014,15:30+34.
機械設計與機械加工中常見問題及改善措施論文 篇2
摘要：
機械設計制造工藝及精密加工技術在現代化制造行業中占據著重要地位, 精密化的機械加工可以有效提高機械零件的尺寸精度和表面質量, 進而滿足現代化機械生產的各種需求。論文分析了機械設計制造的概況, 介紹了精密化機械加工的種類和特點, 列舉了幾項精密加工技術在制造業中的應用, 點明了制造行業發展精密化加工的重要性。
關鍵詞：
機械設計; 制造工藝; 精密加工技術;
1 引言
隨著科學技術的不斷進步, 各種機械設備對于零件精度的要求越來越高, 同時伴隨經濟全球化的發展, 制造業的市場競爭日益激烈, 制造行業想要在市場中站穩腳步, 不斷發展, 就必須提高自身產品的質量。大力發展現代化機械制造工藝精密化加工技術是提高機械加工產品質量的關鍵措施, 所以制造業要想在激烈的市場競爭中站穩腳跟, 提高市場競爭力, 就必須對精密加工技術展開深入的研究。
2 機械設計制造工藝的概況
現階段我國的機械設計制造工藝主要是通過機器設備采取切削、銑削、鉆、磨等加工方式, 對零件毛坯進行加工, 最終使毛坯達到設計要求, 用于生產。傳統的機器設備在控制零件尺寸精度以及整體質量方面還有所欠缺。隨著現代化機械加工技術的發展, 更多先進的機械加工技術應用到機械制造當中, 其中精密化的機械加工技術可以有效提高機械零件的表面質量和尺寸精度。進行精密化機械加工技術研究就需要從機械制造設備方面入手, 只有不斷改善機械設備的工作性能和設備自身的精度, 才能從根本上減少零件加工過程中的誤差。此外, 現代化的機械加工設備還與電氣控制技術完美融合, 電氣控制代替人工控制, 也是提高機械加工精度的有效措施[1]。
3 現代精密加工技術種類
3.1 納米技術
納米技術是融合了工程技術、物理學以及其他高新學科的現代化加工技術。隨著我國現代化機械加工技術的發展, 我國的納米技術也取得了一系列的成就, 比如現代的機械加工設備已經可以在硅片上加工出納米級的線條, 這不僅有利于機械加工制造行業的發展同時對于我國信息技術、電子技術的發展也起到了積極作用, 利用納米加工技術, 可以顯著提高信息儲備工作和電子產品加工與制造工作的質量。
3.2 超精密研磨技術
目前, 超精密研磨技術在各種集成電路板的加工制造中的應用比較廣泛, 現代化的產品對于零件的加工精度要求非常高, 傳統的研磨、拋光技術已經無法滿足加工需求, 因此, 超精密的研磨加工技術應運而生。隨著加工制造技術的不斷發展, 超精密研磨技術也在不斷優化與提高, 例如, 在如今的.超精密加工技術中已經拓展出了一種彈性發射的加工技術, 應用原子級別的加工方式, 進一步提高了機械加工的精度, 推動了我國機械制造行業的發展[2]。
3.3 模具技術
機械制造行業的加工方式有很多種, 除了對零件直接進行機械加工之外, 還可以通過模具成型的方式完成零件的加工工作。目前, 許多電氣設備中的關鍵零件都是通過模具加工的方式制造而成的, 為了提高零件的精度, 就需要對模具進行優化和改進, 提高模具的加工精度。通過精密化加工技術對模具的精度加以改進, 進而提高零件的尺寸精度與表面質量, 使設備的性能得到進一步的提高。
4 現代化機械設計制造工藝及精密加工技術特點
4.1 關聯性
機械產品的制造過程不僅需要先進的生產制造技術還需要有科學、合理的制造工藝作為加工過程的技術指導, 因此, 機械設計制造工藝與精密化加工技術之間有著密切的關聯性。機械加工工作是由加工技術和加工工藝結合之后完成的, 合理的加工工藝能夠有效提高機械零件的精度和質量, 而先進的機械加工技術則是在更進一步地提高零件或產品的整體質量。
因此, 在實際的加工過程當中, 要注意兩者之間的關聯性, 結合精密化加工技術的特點制定出更加科學合理的加工工藝, 進而提高加工效率, 使制造企業快速發展[3]。
4.2 系統性
現代化的機械加工制造工作是一項系統性的工作, 例如產品的加工工藝、加工技術以及之后的銷售、保養、檢修工作, 都是緊緊圍繞產品的精度要求和質量進行的。隨著各行各業對于產品要求的不斷提高, 為了減少產品制造過程中的誤差, 現代化機械制造設備中逐漸融入了一些高科技的電子技術, 通過自動控制代替人工控制, 進而使整個機械制造的過程更加的系統化, 現代機械設計制造工藝與精密加工技術之間的關聯性也得到了體現。在進行機械產品設計時, 需要不斷促使技術完善, 保證整個生產過程的高效性。
4.3 全球性
經濟全球化的進程不斷深入, 我國制造行業不僅僅要在國內市場站穩腳步, 更重要的是不斷開辟國際市場, 通過學習和引進國際上的先進機械制造技術, 提升我國制造業的技術水平, 最終迎合全球化的發展趨勢。機械制造工藝及精密加工技術也包含著全球化的特點, 隨著“工業4.0”時代的到來, 世界各國都加大了對于制造業的研究力度, 我國的制造行業應該抓住這次機遇, 努力提高自己的制造水平, 最終在國際市場上占據不敗之地。
5 機械設計制造工藝及精密加工技術的應用
5.1 超精密研磨技術
通過將超精密研磨技術與傳統的研磨加工技術相比較, 可以發現, 超精密的研磨技術加工工序明顯減少, 但加工質量卻有了顯著的提高, 超精密研磨技術主要是利用原子級的拋光硅片對零件進行加工, 省去了磨削、研磨以及拋光等加工過程, 可以一次性的完成對零件的加工, 有效縮短了加工時間, 提高了生產效率和生產質量。目前, 我國已經將超精密研磨技術應用在各個加工制造領域, 例如太陽能電池板、高清液晶顯示器等, 極大程度地推進了我國高新技術產業的發展。
5.2 微細加工技術
現如今, 大多數的機械設備正朝著細微化、精細化的方向發展, 所以其內部零件的體積也在不斷縮小, 變得更加精致, 傳統的機械加工設備在生產大型機械零件的方面有明顯的優勢。大多數大型機械零件尺寸精度要求比較低, 所以對加工設備的要求也相對較低, 但是隨著機械加工細微化的發展, 傳統的加工設備已經無法順利完成機械加工任務。細微化的機械零件主要用于高新產業當中, 所以對零件的精度要求非常高, 只有應用精密化的機械加工才可以生產出符合要求的機械零件。
6 結語
隨著我國政府對于現代化制造業的重視程度不斷提高, 通過傳統的機械加工技術與加工工藝生產出的機械零件已經無法滿足人們對于產品質量和精度的要求, 只有大力發展新型的機械制造工藝和技術才能使我國的制造業不斷發展, 創造更多的社會效益和經濟效益。現代制造業在經營過程中, 只有學習先進的技術和經驗, 不斷將處于科學前沿的制造技術應用到實際生產中, 才能使企業更快的發展與進步, 最終實現“中國制造2025”的戰略目標。
參考文獻
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[3]尤永生.現代機械制造工藝與精密加工技術淺析[J].中國設備工程, 2017 (01) :100-101.
機械設計與機械加工中常見問題及改善措施論文 篇3
引言
近些年來,我國科技水平不斷提高,與此同時對機械加工與設計的要求也相應提高。為了在激烈的市場競爭中獲得一席之地,機械的加工與設計不僅需要提高其工作效率,也要在高效率工作下,嚴格保證其質量。在這種情況下,機械加工與設計人員需要做好嚴格的生產與檢驗工作。在機械加工與設計之前做好詳細的考慮,保證機械生產與加工每個步驟有序完成。并采用現代技術降低損耗,高質高量的完成生產。在工作中遇到問題,不要恐慌,積極應對,在機械開展工作之前應該做好備案,減少問題發生的概率,努力生產出最優產品。
1中小型機械加工與設計中存在的問題
機械加工與設計中,總會出現各種各樣的問題。可能是操作人員的操作問題,有可能是機器的磨損等問題。機械設計師應該對問題進行總結分析,減少問題發生的概率。本文對中小型機械設計與加工中常出現的問題進行了總結。
1.1操作過程中易出現的問題
操作誤差:機械加工與設計的整個操作流程關系到產品的質量,因此應該引起關注。在機械加工與設計時不可避免的總會出現實際操作與標準操作之間的差距。這些問題的產生不是人為的原因,而是因為機械的老化或工藝系統受力情況等原因造成的。工作人員為了保證機械設計與加工正常操作,提高產品質量,應該在機械工作之前,做好預估,雖然這樣在實際工作之前,還是難免有誤差,但是在做好預案的前提下出現的誤差會降到最小,機械設計加工數據也會更準確。產品變形:在機械設計與加工時操作過程中還經常出現的一個問題是產品變形的問題。產品的變形是因為機械大小、位置、性質等原因發生的變化。關于產品的變形原因可歸結為以下三個方面:一是機械產品加工過程中,會有強大的內力將其吸住進行加工,但是當工作完成之后,卡爪會放下加工后的產品,形成沖力,造成產品的變形;二是機械產品在進行熱處理后,因為其物理特性,很容易出現中間高、兩邊低的情況;三是機械在進行加工操作時,因為其本身的誤差造成的產品變形,但是工作人員可以通過提前預案,控制誤差,減少可能造成產品變形的因素,如使用高質量的加工器材減少造成產品變形的可能性。
1.2產品質量方面易出現的問題
材料選擇上:機械設計與加工材料的選擇至關重要。材料選擇的好生產出來的產品質量才能過硬。如果材料選擇質量較差,那么在機械設計與加工過程中出現問題的概率較大,影響整個加工生產,影響產品的質量。機械設計與加工的材料的選擇須注意兩個方面,一方面為材料的硬度,另外一方面是材料的耐加工性。如果材料的硬度不夠,那么生產出來的產品不耐用,如果材料的耐加工性不強,那么在加工的過程中極容易造成產品的變形。如某加工廠在材料的選擇時,沒有充分考慮到材料的鑄造性能,結果材料在加工中,因為熔點較高,結晶溫度過大,造成產品難生產,生產出來的產品不達標,給加工廠造成巨大損失。質量監管上:在機械加工與設計中,應確保零件質量的完好無損,若在機械設計加工之時,零件質量不能保證,不能正常完成工作,那么生產出來的產品可能是無用的,甚至延誤整個工期,造成整體系統性能效率的降低,讓機械產品的使用年限大大的降低。在機械設計與加工時應注意塑性的材料其產品很容易變形,因此造成切割質量產品表面不夠光滑,而硬性材料因為其硬度過于大,因此在切割時容易出現細碎;在機械產品冷卻之后進行加工也可能出現組織結構變形的問題,導致生產出來的產品粗糙、不光滑。因此,在在機械加工時應嚴守質量問題,保證生產出來的產品是光滑的,壽命周期長的。
1.3新技術的開發與應用
市場經濟體制下,要想在市場上獲得一席之地,就必須不斷提高勞動生產率。機械設計與加工市場同樣如此,也應不斷提高其勞動生產效率,降低生產成本,生產出價格低、質量好的產品,這樣才能在激烈的市場競爭中脫穎而出。機械設計與加工應不斷提高機械產品的質量,扭轉傳統的產品開發模式,加快產品生產速度,從而在市場中因為其獨特的優勢而被認可。
2中小型機械設計與加工問題解決措施
雖然在中小型機械設計與加工中存在各種各樣的問題,但是問題的出現必有其原因,因此工作人員應勤于在機械設計與加工之前做好預案,出現問題時做好總結,以提高機械設計與加工出來的產品質量的保證。
2.1機械設計與加工操作問題具體辦法
模擬實驗:在進行大批量產品生產之前,可進行試驗模擬,觀看模擬中可能出現的問題,從而早做打算,提出解決方案。這樣在生產過程中才能減少問題發生的概率,提高生產產品的質量,降低損耗。新型的機械產品開發也能夠使用這樣的模擬實驗,強化新型機械的設計理念,提高機械產品的勞動生產率,從而生產出質量更好的'產品,通過模擬,找好問題的所在,提高勞動生產率,提高產品質量。
設置合理參數:機械設計與加工中,需設置合理的參數,合理的參數的設置能夠保證生產出來的產品表面光滑,時間耐用。參數的科學設置直接關系到機械工作中切削的深度、速度、時間等問題,因此在機械開展工作之前,應首先確定好削割的時間、速度、深度等數值,從而保證機械的精細化作業。
利用處理工具:機械加工設計中,需科學的使用處理工具,根據生產的產品與機械的工作選擇合適的處理工具,加快產品生產的進度與精度。如在機械加工不能觸及的地方,可選擇小刀等精細工具進行加工,從而保證生產的產品精細,精準。
2.2機械設計與加工產品質量問題解決辦法
謹慎選擇材料:在機械設計與加工之前,應做好材料的選擇,材料選擇得好能夠提高產品的質量,降低生產的難度,降低生產的消耗,從而提高整個的勞動效率。在材料的選擇上應主要從材料的加工性能、切削性能、熱處理性能幾個方面做重點考慮,并結合實際的生產需要選擇不同質地的生產材料,為不同的機器選擇不同的材料,這樣在保證機械設計與加工正常工作的前提下,生產出來的產品質量是達標的。
定期保養設備:機械設計與加工中所使用到的設備應定期保養,保證機械正常作業。如清理機械周圍的碎屑,使用中注意機器散熱、定期進行維護等。如有部分機械在使用一段時間之后,就會發出聲響,運轉不順暢,這種情況下,可使用潤滑劑加快機械的運轉,保證機械產品的質量,延長其壽命。例如有某工廠的機械設備應使用時間過長,熱度極速上升,影響使用壽命,發現這種情況之后,其工作人員使用潤滑劑對設備進行了冷卻,從而延長了刀具使用的壽命,降低了生產中的損耗。
2.3機械設計與加工致力于提高新技術
著力于提高生產技術:在整個機械設計與加工中,其勞動生產效率的提高是根本,因此廠家應著力于跟上時代的步伐,不斷的開拓新的技術理念,加強機械生產效率的監管,致力于在不降低產品質量的情況下提高勞動生產效率,提升市場競爭力,提高市場占有率�？蓛灮讬C械設計與加工設備,大力弘揚機械設計加工工藝的推廣,讓整個的產品設計符合市場的需要,符合時代的要求。
提高設計水平:機械設計與加工是一項高精準化作業,也是一項復雜的勞動,不斷的提高其精準度,提高其勞動生產率,降低消耗,提高生產出來的產品是機械設計與加工的主要目標。不斷提高機械的設計水平從而讓機械根據已設定好的統一標準進行作業,提高整個工程產品的產量與質量。如在開展機械設計加工之前,有固定的組織機構進行商討,制定出一整套的產品生產計劃,并讓機械按照統一的計劃進行生產,從而保證生產出來的質量上乘。
3結論
綜上所述,可以看出,在中小型機械設計與加工過程中,首先認真對待材料的選擇,其次,致力于勞動生產技術的提高,使用新技術、新方法進行生產;再次使用處理工具,處理機械處理不了的問題;設置參數,確定切割深度、切割時間等;定期對設備保養,保證設備的正常運轉;進行模擬實驗,將可能發生的問題做好預案,減少問題發生的概率。采取以上措施,強化中小型機械設計與加工的精準度與工作效率,促進產品質量的提升。
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