机械设计与加工研究

机械设计与加工研究

摘要:

机械设计与加工是关系到机械质量优劣的重要环节,机械质量直接关系着我国制造业的发展以及施工过程中的安全与否,本文对机械设计与加工中存在的问题进行了分析,并提出了合理化建议,为今后的机械设计加工提供参考。

关键词:

机械设计;问题;解决对策

0引言

随着科学技术的发展,机械设备越来越精密,而设备零部件的设计与加工将直接决定着设备的精度。影响机械设计加工因素有加工精度、零件表面质量、设计标准化、产品的性价比、润滑剂等,本文将对上述因素进行分析,希望可以减少设计、加工过程中各种问题的发生,从多方面着手,提高机械产品的整体质量。

1定义

机械设计是设计者依据设备的用途,对设备工作原理、机械结构、零件特征、润滑方式等进行构思、分析、计算,从而对设备综合技术经济效果进行优化,最终将其转化为设备制造依据的具体过程。机械加工是指对工件的外形、尺寸、性能等进行改变的过程。

2机械设计与加工中存在的问题研究

2.1机械设计加工精确度研究

机械设备要想适应产业经济的飞速发展,其设计加工就必须更为严谨,加工精度、设计标准化、产品性价比等都需要进一步提高。但受各种因素的综合影响,其结果往往差强人意,机械加工与设备标准之间存在的误差、安装定位不准产生的误差、使用磨损造成的误差、冷热加工产生的误差等等。在操作过程当中严格依照相关标准,想方设法提高加工精度,将误差减少到最小,不断提升产品的整体质量。

2.2零部件精度偏低

机械设备中零部件的精度将对设备精度产生直接影响,这是因为设备是零部件按照一定的工艺进行装备组装的。机械零部件在加工过程中不可避免地要受到力的作用、热量的作用等等,这些都是影响零件精度的因素,尤其机床主轴回转误差,会对零部件的外形、尺寸的精度产生很大影响。例如主轴的轴向撺动,使零部件加工端面产生平面度误差;主轴的纯角度摆动,使零部件产生圆柱度误差;纯径向的圆跳动,使零部件产生圆度误差。

3机械设计与加工的有效策略研究

3.1改进加工精度的具体措施

首先,机床是机械加工过程中使用的主要设备,机床对机械设备进行加工的各个环节中加工精确度的高低是影响机械设备精确度的重要因素,例如:德国西门子品牌机床在轴承等标准件上的精度选项更多,操作工程中可根据机械设备的差异进行不同精度的调整,加工工程中稳定性也相对较高,其加工精确度比许多国内数控机床更高。再比如,薄壁零件的装夹方法,由于其易变型的特点,因此在装夹过程中经常采用的是轴向装夹法,减少误差。以乳化液泵曲轴为例,乳化液泵曲轴在工作过程中受力较为复杂,惯性力、惯性力矩、压力、交变负荷冲击等同时作用,导致乳化液泵曲轴易出现轴颈磨损、裂纹、弯扭变形等损伤。曲轴磨损后进行修复时,常用方法有磨削法、等离子电镀法、激光熔覆法等,其中电镀法一般应用于磨损较为严重的情况;激光熔覆技术在曲轴再制造方面的作用较为显著,与等离子电镀法相比,激光熔覆技术粉末利用率高,热影响区小,结合强度也比喷涂法更高。其次,机械加工设备中不可避免地存在部分精确度比较低的设备,即便精确度比较高的设备,在使用一段时间后,也难免会出现由于磨损等因素而导致的精确度降低现象,操作人员需要根据机械加工设备的具体情况进行误差补偿,从而抵消已有误差,换言之,即在已存在误差的基础上,制造新的误差,使新误差抵消原始误差,从而得到精确度比较高的产品。例如刀具磨损误差,刀具在使用一段时间后就会产生磨损,可以通过在机床控制界面进行有效设置,实现刀具在原有的坐标系中进行X、Z轴的补偿移动,以减少加工误差。最后,机械设备需要实践经验丰富的操作人员,通过对加工工艺步骤进行分解,降低最终零件出现超差的概率,最大程度上提高零件精确度。

3.2提高零部件精度的措施分析

机械加工过程受传动力、切削力、重力等力的作用,零部件的精度或多或少都会受到影响,例如,刀杆容易受力变形使刀具的刚度出现差异,进而影响加工精度,这种情况下应适当降低加工系统载荷,降低刀杆受力作用,以消除影响;工件的刚度低于机床、刀具刚度时,工件也易变形,影响零部件精度,此时应严格控制机床材料选用,减少外力影响,增强系统的机械强度。在加工过程中残余应力对零部件的加工精度的影响及消除措施。

4结论

机械设计加工中存在的问题不胜枚举,机械设计加工企业应根据实际情况,因地、因人、因时而异,针对不同问题积极探索不同的解决途径,同时更新机械加工设备,选择合适的刀具、机床,综合运用管理、技术、经济等手段,规避各种影响因素,规范机械设计加工流程,在工作过程中不断提高机械设计加工产品的质量和使用性能。

作者:张方东 单位:山西机电职业技术学院

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