机械设计研发及机械加工质量技术控制

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1前言

目前我国机械行业蓬勃发展，自主机械行业大量产生，民主品牌逐渐走人世界视野，相应的机械的设计研发和机械加工质量技术的控制必将面临巨大的挑战。其中设计研发工作是企业创新工作的一个重要组成部分，无论是新产品的制造，还是新技术的实施，都要有新的机械设备的支持。使机械设备的设计研发工作科学，合理，规范地展开，促进技术创新整体水平的提高。

2机械设计研发的过程

2．1机械设备设计研发的目的

机械设备设计研发的目的归纳起来讲，就是根据用途和实际需要，设计研发出能有效地实现一种或多种功能的机械装备，满足社会的需求。

2．2机械设备设计研发的基本步骤

一般来说，机械设备设计研发应按如下步骤进行：

(1)需求申请：机械设备的设计研发，首先必须有需求，由需求者提出申请。

(2)需求的确认：机械设备的需求申请必须由主管部门或领导确认并批准。设计研发任务书的下达：机械设备的需求申请被确认批准后，必须将需求申请中的具体要求细化成设计研发任务的内容和要求，使设计研发者明确任务及目标，便于组织实施，并将任务书下达到承担任务的部门。

(3)组建设计研发项目组：承担设计研发任务的部门收到设计研发任务书后，应根据任务书的内容、要求，选配适当的各类专业人员，组成设计研发项目组，并明确项目组成员的各自责任。

(4)初步确定方案：设计研发项目组根据设计任务书，组织对设计研发方案的讨论，并形成最初的设计方案。如果是大型或成套的机械设备，应先进行小样机或关键功能部件的方案设计。

(5)方案草图的设计(形成总图及部分主要部件图)：根据初步拟定的方案，有关人员进行相关部分的草图设计。

(6)设计方案草图的评审：设计草图完成后，项目组应再次组织相关人员对设计方案展开评审，对方案的关键环节和主要部分的合理眭进行深入研讨，并综合各方面的建议和意见，形成修改方案。

(7)方案修改、正式设计：根据修改方案，对原设计方案进行修正，并开展正式设计。

(8)图纸审核、批准：设计完成后，由相关人员进行审核，经领导批准后正式出图。

(9)交付加工制造：图纸设计完成后，交付加工单位加工制造之前，要与加工制造单位针对图纸做深入沟通，对图纸上的一些疑问进行磋商，确保加工制造单位对设计思路和要求有较清楚的认识，并且便于施工。

(1O)跟踪加工制造过程：图纸交付加工后，设计人员应与加工制造单位保持经常性的沟通，及时了解加工进度及遇到的问题，除了对出现的问题做出及时反应外，还应对问题做好详细记录，以备今后查阅和参考。

(11)机械设备的验收：机械设备加工制造完成后，设计人员应到加工制造单位进行设备验收，尽可能让机械设备进行连续试运转，观察其运行动作和可靠性是否达到设计要求，发现问题要求加工制造单位及时纠正。验收合格后，方能允许发货，以避免设备到达安装场地后发现问题难以处理。

(12)机械设备的安装、调试：机械设备到达安装现场后，设计人员应亲临现场，对设备安装、调试的全过程进行监控、跟踪和技术指导，这一时期的工作对于设计人员来说既很重要也非常必要。可以说，安装、调试阶段的工作质量，对机械设备的最终使用效果起着极为重要的作用。

(13)试产鉴定：机械设备安装、调试完成后，设计人员与生产管理人员共同组织机械设备的试产，并对其使用效果进行评价和鉴定。如果达到使用要求，交付使用，如未达到要求，需找到原因，采取措施，修正调试后再行试产，直至满足要求。

3设计研发需注意的事项

在上述设计研发程序的执行过程中，每个阶段都有自己的工作重点，都应正确把握方法，确保设计研发取得良好的效果。在整个过程中特别要注意系统性、科学性和合理性。

3．1改进研制阶段的工作方法

研制阶段是设计方案实现的基础阶段，机械设备制造质量的高低，直接影响到能否取得设计的预期效果，甚至影响到设备能否正常使用。在此阶段，除了制造加工的承担单位应当注意严格按照图纸设计要求合理安造工艺外，还应当加强设计者与制造者之间的沟通。设计者应积极、主动地经常关心制造过程的情况，与制造者共同商讨合理的加工工艺方法，并虚心听取制造现场技术人员及工人的意见和建议，及时对零件结构、加工精度等做适当的调整。

3．2改进安装调试使用阶段的工作方法

机械设备的安装调试使用阶段是设计研制过程的最后阶段，设计研制项目是否能达到预期目的，效果如何，在此阶段能见分晓。在此阶段，设计人员一定要亲临施工现场，对安装调试的全过程进行技术指导和监控，及时处理现场出现的各种技术问题。这一阶段也是设计人员积累经验，获取第一手资料的最佳阶段。对设计人员设计水平，处理现场问题能力的提高起着极重要的作用。安装、调试结束后，紧跟着要进行试产鉴定，通过设备实际使用效果的评价或产品质量的检验，确定机械设备是否达到使用要求。

4机械加工精度的内涵

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符合的程度它们之间的差异称为加工误差，加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差越大加工精度越低，误差越小加工精度越高。加工精度包括三个方面内容：

(1)尺寸精度：指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度；

(2)形状精度：指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度；

(3)位置精度：指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想。

5机械加工产生误差原因分析

5．1机床的几何误差

加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。

(1)主轴回转误差，机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。

(2)导轨误差，导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一

(3)传动链误差，传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。

5．2刀具的几何误差

刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时．刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度t而对一般刀具，其制造误差对工件加工精度无直接影响。夹具的几何误差：夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响。

5．3定位误差

在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。