机械设计加工优化策略探析

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摘要:一直以来，机械设计与加工会直接影响机械产品的使用性能和质量。但是机械加工会因为多种因素受到影响，这对机械企业会产生一定的阻碍。为了提高机械设计加工水平，就应该找准机械设计加工之中存在的问题，才能够提出优化策略，帮助机械产品提高质量，确保其使用安全性。希望通过本文的分析，能够对机械设计加工有一个更为全面的认识与了解，从而找准优化策略，让机械设计加工更加满足机械零部件的质量要求。

关键词:机械设计;加工;优化

随着机械设计行业竞争的日益加剧，企业想要占据竞争有利位置，就需要在现有的设计基础上，站在专业的角度来分析机械设计加工之中存在的问题，从而找到相对应的优化处理措施，利用合理的技术来改善设计加工，这样才能够利用最少的资源获取最大的效益，进而满足零件加工质量的要求。

1机械设计加工问题

1．1性价比低

随着各个领域对机械产品需求量的不断攀升，机械生产企业之间的竞争也在不断加剧，而消费者在购买机械产品的时候，偏向于产品本身的性价比。但是在产品性能方面，因为设计加工损耗较多、设计加工质量差、加工工艺落后等原因，直接影响到机械设计产品的性能。在价格方面，因为加工方案不满足实际要求、加工存在误差，所以，也容易增加机械设计的加工成本。两个方面的原因叠加，就使得产品的性价比无法满足市场的发展要求［1］。

1．2质量不达标

机械设计加工质量决定了投入使用之后机械零部件的各方面性能，如果设计加工质量不满足要求，就会影响机械设备的安全使用与使用寿命。但是在实际的设计加工中，会有多种因素对其产生影响，导致加工零部件质量无法达标。主要是因为在设计加工中，需要一部分塑性和脆性材料，但是因为脆性材料本身缺少延展性，加工中容易出现零件碎块，对机械零部件的质量和光滑度产生影响。而塑性材料本身的稳定性和硬度偏差，所以，在加工的过程中也容易出现扭曲变形的问题，再加上刀具的作用，容易出现大范围的撕裂，降低零部件的安全性和耐久性。

1．3精度较低

机械设计加工精度会对产品质量产生影响。但是实际的设计加工中，因为对刀具、夹具等使用操作不够规范，会直接损坏机械零部件，产生较大的加工误差。另外，在加工的时候，机械零部件的温度较高，原材料因为受热会出现扭曲变形，这些因素都会直接影响机械设计加工精度［2］。

2机械加工设计优化策略

2．1机械材料需满足性能要求

2．1．1材料选择的要求

第一，材料应该满足性能要求。在材料选择中，应该注意材料使用性能是否可以满足机械零件的加工要求，不同材料，其使用性能有所不同，如部分材料拥有压缩性能，部分材料有利于机械设计整体效果的提升，部分材料能够拥有较高的质量控制性能。在选择材料的时候，就可以按照机械零件要求和设计方案来选择。第二，材料设计需要满足工艺性能要求。材料选择需要满足加工过程的要求，能够承受不同的加工工艺，包含切削加工工艺性能和热加工工艺性能。在设计零部件的时候，应该根据零部件的实际类型来选择相应的工序。第三，材料设计需要满足经济性能。材料在负荷工艺性能和使用要求满足的前提下，应该有效的控制成本，尽可能降低材料成本。在切削加工中，尽可能减少材料切削面的浪费，提升其利用率。保证选择材料方案后，零部件组合应该选择拥有良好磨损能力的材料，其余的部件则可以考虑摩擦性能一般的金属。

2．1．2材料选择的方法

材料选择会对产品寿命周期成本产生影响。在选择材料时，满足性能前提下，尽量选择价格低廉的材料，这样可以缩短产品的寿命周期。有些材料虽然成本高，但是其性能良好，可以满足机械产品质量以及延长产品寿命的要求，进而降低后期的维护费用，提高经济效益。所以，材料选择应该考虑性价比，同时综合的考虑维修、成本、市场等诸多因素。

2．2机加工表面物理力学性能因素需要合理统筹设计

2．2．1加工金属的表面金相组织变化

在机械零部件加工中会有切削热量和切削力产生，这样会对零件表面物理力学性能产生影响，这样会改变材料原本的基本性能。在零件加工中，因为摩擦生热，就会提高零件表层温度，当温度上升到材料的熔点上限之后，表层的金相组织会发生变化。在磨削过程中这种现象很明显。所以，最好选择软砂轮进行磨削。同时，通过流量增大、切削液加压等方式，避免出现切屑堵塞的现象。

2．2．2加工金属表面的冷作硬化

在机械加工中，因为刀具作用，零部件表面层金属会有晶体间滑移的问题，同时也会出现晶粒产生变长、纤维化或者是破损的现象，导致材料强度与硬度增加。在零部件的塑性加工中，应该做好零部件表层金属的处理，尽量避免出现断裂、扭曲等问题。

2．2．3加工金属表面产生的残余应力

在进行机械零件的切削加工中，因为热态塑性变形、金相组织变化等因素的影响，机件表层金属和机体的衔接会有弹性应力的变化。在加工过程中，应该将机件表面的残余应力消除。

2．3机械设计加工中有效的控制润滑剂

2．3．1润滑剂的作用

在进行切削加工的时候，因为机械部件的磨损，会对机械零件加工精准度产生影响。另外，在加工中，金属碎屑会附着在砂轮表面等加工工具上，这样会影响加工产品的质量，将使用期限缩短，降低加工精准度。因此，在加工设计中需要考虑到金属润滑剂的使用，从而减少磨损现象，降低摩擦，这样也可以做好金属屑和粉末的减少。另外，适当天津唉润滑剂，会有水质切削液的产生，驱散大量的热量，从而冷却机械加工件，增强表面的光洁性，减少工件和机床的腐蚀度。

2．3．2合理选择金属润滑剂

在机械加工设计中，选择润滑剂需要考虑到防锈仿佛是、清洗、冷却等功能。另外，还要注意到润滑剂的匹配度。在金属润滑剂选择中，应该根据实际的情况来选择。在选择中，需要确定使用的润滑剂是水溶性还是纯油性，同时还需要根据机床生产厂家和机械加工工艺流程来进行综合化考虑。在具体的操作中，在高速钢刀的低速切削之中，推荐使用纯油性的润滑剂，在硬质何进刀具的高速切削中推荐使用水溶性润滑家。在确定了润滑剂的种类之后，还应该考虑到金属材料的类型，加工零部件的性能与加工精密度，从而进一步考虑选择哪一种品牌。

3结语

在进行机械加工设计中，应该考虑机械加工设计的效果，能够针对常见的问题，将加工优化的要点确定出来，这样才能够从多个方面入手，对加工流程以及加工材料的选择等多个方面进行合理的优化，从而将设计加工的规范性提高，确保零件加工质量不会受到任何因素的影响，最终满足机械设计加工的整体质量要求。

作者:侯宪法 单位:中航飞机股份有限公司西安飞机分公司设备工程总厂

参考文献:

［1］魏海龙．机械设计加工中应注意的问题分析［J］．科技创新与应用，2014(23):115．

［2］欧阳宇星．刍议机械设计加工中应注意的几个问题［J］．文理导航(下旬)，2015(11):11．