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摘 要:机械加工过程中需要注意的问题有很多,综合考虑加工成本、加工工艺等性能之后,可以发现机械设计加工过程会受到多种因素的影响,要想确保所加工的产品质量最佳、成本最低、性价比最高,就必须在加工中控制各种影响因素,同时本文有针对性地提出了一些机械设计加工中需要注意的事项。
关键词:机械设计加工;原因分析;加工精度;表面质量
在市场经济中,企业要在竞争中处于不败之地,靠的就是高质量、低成本的产品。机械设计工作的重要性,不仅在于它是生产技术准备工作的第一步,而且还在于它将严重影响产品的质量和成本,虽然影响产品成本的因素很多,但主要与设计、制造和原料有关。
一、机械设计加工中经常出现的问题与原因分析
1.加工精度不高
针对各种机械加工过程的分析,影响加工精度的因素主要有:采用近似的加工运动造成的误差、采用类同的刀具轮廓导致的误差、机床几何误差及磨损对加工精度的影响、刀具和夹具的制造误差及磨损、工艺系统受力变形引起的误差、工艺系统受热变形引起的误差,由于差在机械加工过程中无法消除,所以只能通过研究误差出现的原因,然后采取有效措施进行避免,才能保证加工产品的质量。
2.机械加工零件
表面质量不能保证机械加工零件的表面质量与零件的性能、使用情况和寿命有着密不可分的关系,研究机械加工零件表面质量的影响因素对于提高零件表面质量和降低加工过程中的次品率有着十分重要的作用,从目前来看,影响机械加工零件表面粗糙度的因素主要是材料的性质和切削用量。零件的材料韧性越好,金属的塑性变形越大,导致零件的表面就会越粗糙。如果零件的材料是塑性材料,在刀具加工过程中难免会造成塑性变形,再加上刀具切削与零件分离的撕裂作用,将会增加零件表面的粗糙度。如果零件的材料为脆性材料,材料的切削过程会呈现为断续的碎粒状,也会增加零件表面的粗糙度;影响机械加工零件物理机械性能的因素有很多,但概括起来主要有两个方面,即零件表面冷作硬化和零件表面材料组织结构的改变。另外在机械加工零件加工时会产生表面层的残余应力,对于机械加工零件的表面质量也会产生一定的影响。
3. 产品性价比不是最高
由于在机械设计加工过程中没有综合考虑各方面的影响因素而导致产品的各项成本过高,性价比不能保证最优,从而使所生产的产品在激烈的市场竞争中不具备绝对优势,进而不能及时抢占市场机遇。
二、机械设计加工中的注意事项
1. 使用性能要求:
材料在使用过程中的表现,即使用性能,是选材时应考虑满足的根本要求。不同零件所要求的使用性能是很不一样的,有的零件主要要求高强度,有的则要求高的耐磨性,有的甚至无严格的性能要求,仅仅要求有美丽的外观。因此,在选材时,首要的任务就是准确地判断零件所要求的主要使用性能。
2. 工艺性能要求
材料的工艺性反映的是材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力,即要求所选材料在加工制造时首先能够造出成品来,并且能够便于制造、同时必须保证质量。热加工工艺性能 热加工工艺性能主要指铸造性能、锻造性能、焊接性能和热处理性能。切削加工性能 金属的切削加工性能一般用刀具耐用度为60min时的切削速度V60来表示,V60越高,则金属的切削性能越好。
3. 经济性能要求
零件材料的选择要以最小的耗费取得最大的经济效益。同时,在满足使用性能的前提下,选用材料还应注意尽量降低零件的总成本。
1)材料价格 材料价格在产品总成本中占较大比重,达30%~70%。
2)提高材料的利用率 如用精铸、模锻、冷拉毛坯,可以减少切削加工面材料的浪费。
3)零件的加工和维修费用等要尽量低。
4)采用组合结构 如蜗轮齿圈采用减磨性好的贵重金属,而其他部分采用廉价的材料。
4. 机械零件材料选择的方法
选材对产品寿命周期成本的影响 显然,材料的选用极大地影响了产品寿命周期成本的各个组成部分。工程实践中,在保证产品合理功能(或性能)的前提下,虽然一般是选用价格便宜的材料,可降低产品的寿命周期成本;但同时我们更应注意的是,有时若选用成本虽高但性能更优的材料,由于产品的自重减轻、使用寿命延长、维修费用减少、能源费用降低等多方面的有利因素,从产品寿命周期成本角度考虑,反而是经济的。
制造方法的选择是材料选择过程中一个不可分割的因素,即应将结构设计、材料选择及其可用的加工方法作为一个有机的整体看待。选材时不仅要考虑零件的某单项加工工序的成本,更重要的是应综合考虑其整个加工路线所涉及的全部加工工序之总成本。
5. 选择合适的刀具
合理选择刀具对零件的表面质量十分重要。针对不同的材料,不同表面硬度要求及不同表面粗糙度要求,合理选择合适而经济的刀具。
正确使用加工用润滑剂润滑剂的种类很多,需要结合具体加工情况进行合理选择适合的类型和品牌。在选择的过程中需要结合零部件加工生产的工艺流程、金属材料类型、零部件加工精密度要求以及相关性能来综合考虑,确定选择纯油性还是水溶性润滑剂,一般使用高速钢刀具进行低速切削时可以使用纯油性润滑剂,使用硬质合金刀具进行高速切削操作时可以使用水溶性润滑剂,在切削液难以有效到达切削区域的情况下,可以使用纯油性金属切削液。
三、机械设计标准化是提高产品质量降低成本的主要途径
机械零件是机器的基本组成要素,对于机械零件设计工作来说,标准化的作用是很重要的。所谓零件的标准化,就是通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等,制定出各式各样的大家共同遵守的标准。标准化带来的优越性表现在:(1)能以最先进的方法在专门化工厂对那些用途最广的零件进行大量的、集中的制造,以提高质量、降低成本。(2)统一材料和零件的性能指标,使其能够进行比较,并提高零件性能的可靠性。(3)采用标准结构及零、部件,可以简化设计工作,缩短设计周期,提高设计质量。
四、结语
搞好设计阶段的标准化工作是降低产品成本的重要途径在市场经济体制下,生产厂家应根据市场的需求变化,不断更新产品品种,提高产品质量,降低物资消耗,提高经济效益。要达到这些目的,都离不开标准化,必须用标准化手段,从严把好产品设计这一关,才能使企业在市场竞争中求得生存和发展,加快新产品开发。
关键词:机械设计加工;原因分析;加工精度;表面质量
在市场经济中,企业要在竞争中处于不败之地,靠的就是高质量、低成本的产品。机械设计工作的重要性,不仅在于它是生产技术准备工作的第一步,而且还在于它将严重影响产品的质量和成本,虽然影响产品成本的因素很多,但主要与设计、制造和原料有关。
一、机械设计加工中经常出现的问题与原因分析
1.加工精度不高
针对各种机械加工过程的分析,影响加工精度的因素主要有:采用近似的加工运动造成的误差、采用类同的刀具轮廓导致的误差、机床几何误差及磨损对加工精度的影响、刀具和夹具的制造误差及磨损、工艺系统受力变形引起的误差、工艺系统受热变形引起的误差,由于差在机械加工过程中无法消除,所以只能通过研究误差出现的原因,然后采取有效措施进行避免,才能保证加工产品的质量。
2.机械加工零件
表面质量不能保证机械加工零件的表面质量与零件的性能、使用情况和寿命有着密不可分的关系,研究机械加工零件表面质量的影响因素对于提高零件表面质量和降低加工过程中的次品率有着十分重要的作用,从目前来看,影响机械加工零件表面粗糙度的因素主要是材料的性质和切削用量。零件的材料韧性越好,金属的塑性变形越大,导致零件的表面就会越粗糙。如果零件的材料是塑性材料,在刀具加工过程中难免会造成塑性变形,再加上刀具切削与零件分离的撕裂作用,将会增加零件表面的粗糙度。如果零件的材料为脆性材料,材料的切削过程会呈现为断续的碎粒状,也会增加零件表面的粗糙度;影响机械加工零件物理机械性能的因素有很多,但概括起来主要有两个方面,即零件表面冷作硬化和零件表面材料组织结构的改变。另外在机械加工零件加工时会产生表面层的残余应力,对于机械加工零件的表面质量也会产生一定的影响。
3. 产品性价比不是最高
由于在机械设计加工过程中没有综合考虑各方面的影响因素而导致产品的各项成本过高,性价比不能保证最优,从而使所生产的产品在激烈的市场竞争中不具备绝对优势,进而不能及时抢占市场机遇。
二、机械设计加工中的注意事项
1. 使用性能要求:
材料在使用过程中的表现,即使用性能,是选材时应考虑满足的根本要求。不同零件所要求的使用性能是很不一样的,有的零件主要要求高强度,有的则要求高的耐磨性,有的甚至无严格的性能要求,仅仅要求有美丽的外观。因此,在选材时,首要的任务就是准确地判断零件所要求的主要使用性能。
2. 工艺性能要求
材料的工艺性反映的是材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力,即要求所选材料在加工制造时首先能够造出成品来,并且能够便于制造、同时必须保证质量。热加工工艺性能 热加工工艺性能主要指铸造性能、锻造性能、焊接性能和热处理性能。切削加工性能 金属的切削加工性能一般用刀具耐用度为60min时的切削速度V60来表示,V60越高,则金属的切削性能越好。
3. 经济性能要求
零件材料的选择要以最小的耗费取得最大的经济效益。同时,在满足使用性能的前提下,选用材料还应注意尽量降低零件的总成本。
1)材料价格 材料价格在产品总成本中占较大比重,达30%~70%。
2)提高材料的利用率 如用精铸、模锻、冷拉毛坯,可以减少切削加工面材料的浪费。
3)零件的加工和维修费用等要尽量低。
4)采用组合结构 如蜗轮齿圈采用减磨性好的贵重金属,而其他部分采用廉价的材料。
4. 机械零件材料选择的方法
选材对产品寿命周期成本的影响 显然,材料的选用极大地影响了产品寿命周期成本的各个组成部分。工程实践中,在保证产品合理功能(或性能)的前提下,虽然一般是选用价格便宜的材料,可降低产品的寿命周期成本;但同时我们更应注意的是,有时若选用成本虽高但性能更优的材料,由于产品的自重减轻、使用寿命延长、维修费用减少、能源费用降低等多方面的有利因素,从产品寿命周期成本角度考虑,反而是经济的。
制造方法的选择是材料选择过程中一个不可分割的因素,即应将结构设计、材料选择及其可用的加工方法作为一个有机的整体看待。选材时不仅要考虑零件的某单项加工工序的成本,更重要的是应综合考虑其整个加工路线所涉及的全部加工工序之总成本。
5. 选择合适的刀具
合理选择刀具对零件的表面质量十分重要。针对不同的材料,不同表面硬度要求及不同表面粗糙度要求,合理选择合适而经济的刀具。
正确使用加工用润滑剂润滑剂的种类很多,需要结合具体加工情况进行合理选择适合的类型和品牌。在选择的过程中需要结合零部件加工生产的工艺流程、金属材料类型、零部件加工精密度要求以及相关性能来综合考虑,确定选择纯油性还是水溶性润滑剂,一般使用高速钢刀具进行低速切削时可以使用纯油性润滑剂,使用硬质合金刀具进行高速切削操作时可以使用水溶性润滑剂,在切削液难以有效到达切削区域的情况下,可以使用纯油性金属切削液。
三、机械设计标准化是提高产品质量降低成本的主要途径
机械零件是机器的基本组成要素,对于机械零件设计工作来说,标准化的作用是很重要的。所谓零件的标准化,就是通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等,制定出各式各样的大家共同遵守的标准。标准化带来的优越性表现在:(1)能以最先进的方法在专门化工厂对那些用途最广的零件进行大量的、集中的制造,以提高质量、降低成本。(2)统一材料和零件的性能指标,使其能够进行比较,并提高零件性能的可靠性。(3)采用标准结构及零、部件,可以简化设计工作,缩短设计周期,提高设计质量。
四、结语
搞好设计阶段的标准化工作是降低产品成本的重要途径在市场经济体制下,生产厂家应根据市场的需求变化,不断更新产品品种,提高产品质量,降低物资消耗,提高经济效益。要达到这些目的,都离不开标准化,必须用标准化手段,从严把好产品设计这一关,才能使企业在市场竞争中求得生存和发展,加快新产品开发。