机械零件设计及加工工艺研究

机械零件设计及加工工艺研究

甘永兴

甘永兴

中交天和机械设备制造有限公司江苏省苏州市常熟市215500

摘要：现阶段，我国制造行业迅速发展起来，极大地促进了工业产业的进步，而机械零件是机械产品设计的基础，更是机械产品使用的关键所在。该文根据以往的工作经验，对机械零件结构合理性设计的基本原则进行总结，并从毛坯的合理选择、零件结构的合理简化、减少零件加工面、提升零件的设计精度四方面，论述了机械设计过程中零件结构合理性设计的具体方法。

关键词：机械设计；零件结构；加工工艺

引言

机械零件的精度是机械加工的重要指标，一般是指加工后零件的几何参数与预期参数之间的兼容性，适合度越高，加工精度越高。零件的加工精度就是机床的加工状态，零件的加工精度始终是此过程中非常重要的问题。为了确保部件的加工精度，必须严格遵循每个步骤的处理过程，科学合理地控制加工过程。然而，在传统的加工过程中，不可避免地存在着这些因素，所以要想办法提高加工精度。

1机械加工工艺对零件加工精度的含义

机械加工工艺是指通过采用机械化的加工工艺方式来改变零件毛坯的形状及尺寸的一种操作手段，目前我国大部分机械加工工艺中车床的运行采用的是数控方式。通过采用机械加工工艺能使零件毛坯变成工件所需要的零件，但是零件多少有严格的大小和形状等要求，一旦机械加工中存在出现了一些误差，会导致零件加工精度大大降低。目前我国大部分机械加工工艺中采用的操作步骤为用即将加工的零部件进行粗加工，然后再精加工并包装起来形成一个整体的零件。零件加工精度的判断取决于其实际尺寸和要求数据是否吻合，当零件三种几何参数与要求的几何参数一致即可认为其精度达到了要求。

2零件加工精度的影响因素

2.1内部因素

内部因素是影响零件加工精度的一个重要方面，主要是指生产工具不符合标准。加工过程中需要不同类型的刀具和机床，由于固定尺寸的工具经过长期使用，反复摩擦导致尺寸变形，其本身的制造误差直接影响产品的加工精度。其次，如果设备本身存在误差，加之长期使用会使加工精度降低，从而导致加工出现误差。对于内部因素，我们必须时刻关注机械加工系统在使用过程中出现的问题，定期对机械系统进行维护，检查易磨损的工具和夹具等机械零件。磨损太严重的部件必须立即更换。

2.2产品因素

变形是机械加工中经常出现的问题。变形主要是机械的尺寸、位置发生了变化，大致有三种情况，第一，机械在加工过程中会产生强大的内部径向力，可以将机械零部件固定牢固，确保其可以正常切割，从而使加工过程顺利完成。零部件经过加工，就可以变成多边形或椭圆形。第二，在机械的热处理之后，部件容易出现两端低、中间高的弯曲现象；第三，机械在切割时是弹性的，导致机械变形。虽然机械在设计和生产中不可避免地存在变形问题，但机械的变形程度可以通过科学合理的方法控制，并且通过使用技术含量高的机械设备可以减少机械的变形。

2.3受力因素

加工过程中，工件需要进行定位，机床设备和工件发生挤压，虽然变化量小，但零件在挤压的情况下也会产生形变，电机使用的外力也改变了机床零件的形状，降低了加工精度。如果受力发生了变化，应当及时采取措施进行有效调整。通过及时维护机械化系统，来标准化零件加工过程。可以采用固定装置和工具之类的大支撑力来加固。

3提高机械设计和加工质量的有效对策

3.1减少零件加工面

在机械零件结构设计过程中，应进一步降低加工面积，这样一来，整体零件的加工量也会得到大幅度降低，提升加工效率。在实际工作中，还会出现很多零件结构定位，此时，工作人员需要确保整个零件加工精度能够得到大幅提升，并且对零件装配进行有效控制，长此以往，会增加零件的加工量和加工难度。为此，工作人员在加工工作开始之前，对整个零件结构进行适当调整，进而将零件定位到一个端面之中，提升定位的合理性，为整体加工工作提供便利的同时，提升加工精准度。除此之外，在具体的机械零件加工过程中，工作人员需要注意的地方有很多，例如不能在封交的内表面开展加工工作。一般来说，机械零件的内部加工本身存在很大难度，其内部表面处于半封闭状态，不利于加工工作的全面开展。因此，工作人员一定要避免这种情况的出现。

3.2实施第一个处理和检查系统

在产品加工过程中，由于各种质量问题批量返修或报废，然后重新设计和加工制造。这不仅给制造商带来麻烦，而且还增加了二次设计和加工的成本。因此，有必要确保设计和加工的质量，避免批量修复。在报废后避免重新设计和处理。这可以实现第一个处理和检查系统，实现成本节约，及早发现各种错误操作问题，分析错误操作的原因，纠正它们，或者做出改进以避免合格产品的出现。在新产品投入加工之前，必须进行过程测试，准确选择工艺路线，并准确设置工艺参数。通常，第一处理和检查系统的实施可以避免修复和报废的发生，质量控制更有效，并确保经济效益。

3.3提升零件的设计精度

在机械零件加工完成之后，相关参数与零件设计参数保持同步，这也充分证明了零件本身具备较高精度，能够与机械设备相匹配，还可以进一步提升机器的使用效率和价值。从这里也可以看出，零件加工精度与零件加工质量息息相关，但在具体设计过程中，其加工精度容易受到很多因素的影响。例如，在空腔类零件设计和加工过程中，很容易受到外力的影响，进而导致整个零件出现变形问题。为了避免这种情况的出现，零件加工精度的提升显得十分重要。设计人员在零件设计过程中可以将其结构改成盒状，将原来的开口端设计成闭口端，只有这样，才能将零件的薄弱区强度提升，避免变形情况的出现。为此，设计人员应该从零件的稳定性角度入手，实现零件结构的全面优化，提升精度。

3.4减小加工工艺热变形和受力变形

由于零件在加工中很容易受力和热影响而导致变形，因此在采用机械加工工艺过程中，要合理控制好机床和零件间的距离，减少加工工艺热变形和受力变形。在具体的机械加工中，可以提前对加工的零件进行预热，以此来减少由于机械加工过程中产生温差而导致的热变形。同时可以在机械加工过程中准备好合适的冷却润滑液，一旦机械加工过程中出现了热变形和受力变形问题，可以及时解决，减少热变形和受力变形带来的损害。

结语

机械加工工艺精度的提高才能够进一步提升零件的生产和加工质量，因此，在实际加工过程中，如若想让机械零件能有更好的精度，就需要对其加工过程中产生的误差进行深入的分析，进而找出产生误差的原因，从而针对于原因寻找合理的工艺来降低相应的误差，继而可以减少误差给零件加工产生的不良影响。同时，在实际优化机械加工工艺过程中，应该充分考虑到企业的实际情况，尽可能的引进一些先进的制造工艺，创建并完善良好的管理技术，从而促进相关工作效率的不断提升，并完善提升零件的生产质量，将其可以融入到整个加工过程中，进而开辟能够降低生产成本，提升企业收益，提高零件质量的有效途径和办法，实现企业可持续发展的目标。

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