對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程中注意點(diǎn)的分析

1、<p>　　對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)加工過(guò)程中注意點(diǎn)的分析</p><p>　　【摘 要】：本文對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中材料的選擇，標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)用以及及機(jī)械加工中潤(rùn)滑劑的應(yīng)用以及影響機(jī)加工件表面層物理力學(xué)性能的因素等作了簡(jiǎn)要的分析與研究，以保證機(jī)械加工設(shè)計(jì)制造中產(chǎn)品的質(zhì)量。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】：機(jī)械設(shè)計(jì)；材料；標(biāo)準(zhǔn)化；潤(rùn)滑劑 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TH1

2、22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中，企業(yè)如何你才能夠占有一席之地，靠的就是低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品。 </p><p>　　影響產(chǎn)品成本、質(zhì)量的因素有很多，但主要是與原料、設(shè)計(jì)與制造有關(guān)。生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的第一步即是機(jī)械設(shè)計(jì)的工作，它對(duì)于產(chǎn)品的成本與質(zhì)量的影響非常大，

3、如何做好機(jī)械設(shè)計(jì)中工作問(wèn)題就顯得尤為重要。 </p><p>　　一、機(jī)械設(shè)計(jì)加工中對(duì)材料的選擇要求 </p><p>　　在機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，材料的選擇直接影響到零件的及制造成本、使用壽命及使用性能。因此，材料的選擇非常重要，一般選用材料時(shí)是參考其他相同或者類(lèi)似的零件進(jìn)行選擇，為經(jīng)驗(yàn)選材法，而當(dāng)無(wú)相同或類(lèi)似零件時(shí)，就需要根據(jù)計(jì)算及手冊(cè)提供的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行材料的選擇，不管材料如何選擇，都

4、應(yīng)該滿(mǎn)足基本的性能、質(zhì)量、使用的要求。 </p><p>　　1.工藝性能的要求 </p><p>　　材料的工藝性指的是材料本身適應(yīng)各種加工工藝要求的能力，即要求所選擇的材料在加工制造時(shí)，便于制造，同時(shí)必須保證質(zhì)量，最終制造出成品來(lái)。金屬的切削加工性能一般是用刀具耐用度為60min時(shí)的切削速度V60來(lái)表示，V60越高則金屬的切削性能越好；材料的熱加工工藝性能主要指鍛造性能、鑄造性能、熱處

5、理性能和焊接性能。 </p><p>　　2.使用性能的要求 </p><p>　　即材料在使用的過(guò)程中性能的表現(xiàn)，它是選材時(shí)應(yīng)考慮滿(mǎn)足的根本要求。不同的零件所要求的使用性能是不一樣的，有的零件要求有比較高的耐磨性，有的零件則要求有比較高的強(qiáng)度，有的零件僅僅要求擁有漂亮的外觀，而無(wú)性能方面的要求。因此，要準(zhǔn)確地判斷零件所要求的主要使用性能，確保材料選擇的合理性是選材時(shí)首要的任務(wù)。 <

6、/p><p>　　3.經(jīng)濟(jì)性能的要求 </p><p>　　在滿(mǎn)足使用性能的前提下，零件材料的選擇要以最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。材料的價(jià)格在產(chǎn)品的總成本中占有比較大比的比重，一般約占產(chǎn)品總成本的30%~70%；零件的維修與加工費(fèi)用等要盡量的低；要盡量的提高材料利用率，如用模鍛、精鑄、冷拉毛坯等都可以減少加工切削材料時(shí)的浪費(fèi)，提高了材料的利用效率；采用組合的結(jié)構(gòu)，如蝸輪齒圈其他部分則采用廉價(jià)

7、的材料，而本身采用減磨性好的貴重金屬；對(duì)生產(chǎn)批量大的零件要考慮材料的合理代用，盡量用高強(qiáng)度鑄鐵代替鋼，用熱處理方法等強(qiáng)化的碳鋼代替合金。 </p><p>　　機(jī)械零件材料選擇的方法 </p><p>　　材料選擇方法是機(jī)械制造方法的選擇過(guò)程中一個(gè)不可分割的因素，即應(yīng)將材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其可用的加工方法作為一個(gè)有機(jī)的整體看待。選材時(shí)應(yīng)綜合考慮其整個(gè)加工路線(xiàn)所涉及的全部加工工序之總成本。而

8、不是僅僅考慮零件的某單項(xiàng)加工工序的成本。材料的選用情況極大地影響了產(chǎn)品的壽命周期成本各個(gè)組成部分。工程實(shí)踐當(dāng)中，在保證產(chǎn)品合理的功能或性能的前提下，雖然一般的是選用材料價(jià)格比較便宜的，以達(dá)到降低產(chǎn)品壽命周期成本的目的，但與此同時(shí)我們更應(yīng)考慮的是，有時(shí)若選用成本雖高但是其性能更優(yōu)的材料，由于產(chǎn)品能源費(fèi)用降低、維修費(fèi)用減少、使用壽命延長(zhǎng)、自重減輕等多方面的有利因素，從整個(gè)產(chǎn)品的壽命周期成本角度考慮反而是經(jīng)濟(jì)的。這就要求我們?cè)趯?duì)材料進(jìn)行選擇時(shí)

9、，需經(jīng)過(guò)多方面的對(duì)比，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化是提高產(chǎn)品質(zhì)量降低成本的主要途徑 </p><p>　　所謂零件的標(biāo)準(zhǔn)化，就是通過(guò)對(duì)零件的尺寸、材料性能、設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)要素、制圖要求、檢驗(yàn)方法等，制定出大家共同遵守的各式各樣的標(biāo)準(zhǔn)。 機(jī)械零件是機(jī)器的基本組成要素，于機(jī)械零件設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)化的作用是非常重要的。標(biāo)準(zhǔn)化帶來(lái)的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

10、（1）采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)的零部件，可以縮短設(shè)計(jì)的周期，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的工作，提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。（2）統(tǒng)一零件與材料的性能指標(biāo)，使其能夠進(jìn)行比較，提高了零件性能的可靠性。（3）能在專(zhuān)門(mén)化的工廠以最先進(jìn)的方法對(duì)那些用途最廣的零件進(jìn)行集中的、大量的制造，提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。 </p><p>　　在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的體制下，生產(chǎn)廠家應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)的不同需求及需求量的變化，不斷地更新產(chǎn)品的品種，降低消耗的物資，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，

11、以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。這些目的的實(shí)現(xiàn)都離不開(kāi)機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，搞好機(jī)械設(shè)計(jì)階段的標(biāo)準(zhǔn)化工作是降低生產(chǎn)產(chǎn)品成本的重要途徑，必須用標(biāo)準(zhǔn)化手段從嚴(yán)把好產(chǎn)品設(shè)計(jì)這一關(guān)，加快新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，才能使企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中求得生存和發(fā)展。 </p><p>　　四、影響機(jī)加工工件表面層物理力學(xué)性能的因素 </p><p>　　機(jī)械加工過(guò)程中由于工件受到切削熱和切削力的作用，其表面層的物理力學(xué)性能將產(chǎn)生很大的變

12、化，這些變化主要表現(xiàn)為表面層金相組織的變化、表面層出現(xiàn)的殘余應(yīng)力及硬度的變化。 </p><p>　　1.表面層金相組織的變化 </p><p>　　由于消耗的熱量在加工過(guò)程中絕大部分轉(zhuǎn)化為熱能，使加工工件的表面溫度升高。當(dāng)溫度超過(guò)金相組織變化的臨界點(diǎn)時(shí)，表面層的金相組織就會(huì)發(fā)生變化。一般，切削熱大部分被切屑帶走，因此影響也較小，但對(duì)磨削加工來(lái)說(shuō)由于單位面積上產(chǎn)生的切削熱比一般切削方法大幾

13、十倍，切削區(qū)的高溫將引起表面層金屬的相變。 </p><p>　　2.表面層的殘余應(yīng)力 </p><p>　　切削過(guò)程中金屬材料的表層組織發(fā)生組織或形狀變化時(shí)，在基體材料與表層金屬交界處將會(huì)產(chǎn)生相互平衡的彈性應(yīng)力，該應(yīng)力就是表面殘余應(yīng)力，其產(chǎn)生主要有以下三種原因：（1）切削時(shí)產(chǎn)生高溫會(huì)引起表面層金相組織的變化，由于金相組織不同，其密度也有所不同，表面層金相組織變化引起體積變化，當(dāng)表面層體積

14、膨脹時(shí)，因受到基體的限制，產(chǎn)生了壓應(yīng)力表面層體積縮小，則產(chǎn)生拉應(yīng)力。（2）在切削力作用下，冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力，已加工表面發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形，表面層金屬的體積發(fā)生變化，此時(shí)基體金屬受到影響而處于彈性變形的狀態(tài)。切削力去除以后，基體金屬開(kāi)始恢復(fù)，但受到已產(chǎn)生塑性變形的表面層不能恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，因而在表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。（3）熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力，工件被加工表面在切削熱的作用下產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)，基體金屬的溫度比較低，因此表層產(chǎn)生

15、熱壓應(yīng)力。當(dāng)切削過(guò)程結(jié)束時(shí)，表面溫度下降，由于表層已產(chǎn)生熱塑性變形并受到基體的限制，因而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。 </p><p>　　3.加工表面的冷作硬化 </p><p>　　加工過(guò)程中表面層金屬產(chǎn)生塑性變形，晶體間產(chǎn)生剪切滑移，嚴(yán)重扭曲晶格，并產(chǎn)生晶粒的纖維化拉長(zhǎng)和破碎，引起材料的強(qiáng)化，其硬度和強(qiáng)度均有所提高，這種變化的結(jié)果稱(chēng)為冷作硬化。加工表面層冷作硬化指標(biāo)以硬化程度、硬化層深度及表面層

16、的顯微硬度表示，一般硬化程度越大硬化層的深度也越大。 </p><p>　　五、潤(rùn)滑捐的特性及應(yīng)用 </p><p>　　為了使工件得到所期望的表面質(zhì)量、幾何形狀和尺寸精度。需要對(duì)工件進(jìn)行研磨、切削、拉拔沖壓和軋制等，金屬加工潤(rùn)滑劑是金屬在加工工藝過(guò)程中所使用的潤(rùn)滑冷卻材料。 </p><p><b>　　1.潤(rùn)滑劑的目的 </b></p

17、><p>　　使用的金屬切屑潤(rùn)滑劑的主要目的是：(1) 防止加工工件和機(jī)床之間產(chǎn)生銹蝕和腐蝕；(2)改善加工工件表面的光潔度；(3)及時(shí)帶走產(chǎn)生的切屑熱，迅速均勻冷卻加工工件和刀具等；（4）延長(zhǎng)刀具的使用壽命；(5)提高切削加工的效率，以降低生產(chǎn)成本;(6)保證和提高工件的加工尺寸精度；(7)及時(shí)排除金屬屑，確保切削過(guò)程順利進(jìn)行。 </p><p>　　2.金屬切削潤(rùn)滑劑的選擇 </p&

18、gt;<p>　　選擇金屬切削潤(rùn)滑劑，首先要根據(jù)切削加工的工藝要求及條件，初步判斷選取水溶性或純油性切削潤(rùn)滑劑。通常我們可以根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選取，另外，還可以根據(jù)機(jī)床供應(yīng)商的推薦來(lái)選擇。對(duì)于使用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行高速切削時(shí)，通常采用的是水溶性的金屬切削液：對(duì)于切削液不容易達(dá)到切削區(qū)或供液困難時(shí)可以采用純油性的金屬切削液． </p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b></p&

19、gt;<p>　　總之，為了更好滿(mǎn)足企業(yè)的發(fā)展需求，這就要求我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)選擇材料的標(biāo)準(zhǔn)化提高到一個(gè)新的水平，在加工過(guò)程中，減少影響表面層物理力學(xué)性能的因素。努力把我們加工成本降到合理的水平，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]李占周.金屬切削用潤(rùn)滑劑的使用及發(fā)展趨勢(shì).東方電