机械设计加工中的要点分析

摘 要：文章解析了在机器策划生产中对物料的选用以及规范化的使用，对机器制造配件外表层物理力学功能的要素与机器制造中剂的使用。

关键词：机械设计；材料；标准化；冷作硬化；残余应力

在市场经济环境下，单位要想在挑战中利于不败之地，凭借的就是品质强、成本低的商品。机器策划作业的关键性，不仅因为它是制造措施预备作业的第一项，还因为它对商品的品质以及成本有着关键的作用，尽管对商品成本产生作用的要素有许多，不过关键是和策划、生产以及原材料相关。

1 机器策划中对原料的选用

1.1 机器配件物料的选用要符合根本需求

1.1.1 使用功能需求

物料在运用程序中的体现就是运用功能，选择物料是想获得最基础的需求。不一样的配件需要的运用性能不同，一些零件需要强度高的，一些需要耐磨性能好的，一些就没有太严厉的功能需求，只要好看的外形。所以，在选择物料过程中，关键的就是按照配件的需求对物料的性能进行挑选。

1.1.2 技术功能需求

（1）热生产技术功能。热生产技术功能关键是铸造功能、锻造功能、连接功能以及热处置功能。（2）切削生产功能。金属的切削生产功能普遍使用道具耐用度为六十分钟是的切削效率V60来表述，V60的高低和切削功能成正比。

1.1.3 经济功能需求

（1）物料价值。物料价值在商品整体成本中占据很大的分量，达到百分之三十到百分之七十。（2）提升物料的运用效果。例如使用精铸造、模锻、冷拉毛坯，能够降低切削生产面物料的消耗。（3）配件的生产以及修理成本要尽可能少。（4）使用组合构造。例如蜗轮齿圈使用耐磨性能高的珍贵金属，别的位置可以使用低成本的物料。（5）物料的科学代替使用。对制造大量的工件，要想到国内能源现状，物料源地要丰盛，尽可能不用国内缺少要从其他地区进口的物料；尽可能使用强度高的铸铁替换钢，使用热处置方式等性能强的碳钢取代合金。

1.2 机器配件物料选用的方式

1.2.1 选择材料对商品使用时间成本的作用，明显，物料的选择在很大程度上对商品使用时间成本的每个构成都存在着作用。项目实施中，在确保商品科学效用的根本上，尽管大多是选择价格低廉的物料，能够减少商品的使用时间成本；不过我们也要清楚，一些时候选择成本尽管不低不过功能更佳的物料，因为商品自身体重少，增加运用时间，降低修理成本、低消耗等很多部分的有利要素，从商品生命时间成本的方面思考，反而更合算。

1.2.2 生产方式的选用是物料选用程序中一个关键的要素，就是要把构造策划、物料选用和要选用的生产方式当做一个不可分的统一性来看。选择物料时不光要想到配件在每一项生产程序中使用的成本，更关键是要进行整体的思考全部的生产制造程序要使用的成本和。

2 机器策划规范化是提升商品品质减少成本的关键方法

2.1 机器配件是设备的根本构造元素，针对机器配件策划作业来讲，规范化的影响很关键。

（1）能够使用最优异的方式在专门制造的工厂中对需求量大的配件开展大量的、全面的生产，以提升品质，减少成本。（2）统筹物料以及配件的功能目标，可以开展对比，同时提升配件功能的可信度。（3）使用规范构造和配件，能够简易策划作业，减少策划时间，提升策划品质。

2.2 做好策划过程中的规范化作业

减少商品成本的关键方式，在市场经济制度下，制造商要按照市场的需要更改，持续改革商品种类，提升商品品质，减少物料的使用，提升经济利润。要完成这些宗旨，都要遵循规范化，一定要使用规范化措施，做好商品策划这一步骤，才可以增加单位在市场经济挑战中能够存活，增快新商品研发。

3 影响机加工件表面层物理力学性能的因素

3.1 表面层金相组织的变化

机器制造程序中，制造时使用的热量很多已经转变成热能提升了生产外表的温度，如果温度提升到金相分子改变的边缘时，外表的金相分子就会出现改变。普遍的切削制造，切削热几乎都随切屑流失，所以作用不大。不过对磨削制造来讲，因为单位面积上出现的切削热量是普遍切削方式的几十倍，切削位置的高温就会导致外表金相的改变。

影响磨削烧伤的因素有：

（1）砂轮材料。对于硬度太高的砂轮，钝化磨料颗粒不易脱落，砂轮容易被切削堵塞。因此，一般用软砂轮好。（2）磨削用量当磨削深度增大时，工件表面及表面下不同深度的温度都将提高，容易造成烧伤；当工件纵向进给量增大时，磨削区温度增高，但热源作用时间减小，因而可减轻烧伤。但提高工件速度会导致其表面粗糙度值增大。提高砂轮速度可弥补此不足。实践证明，同时提高工件速度和砂轮速度可减轻工件表面烧伤。（3）冷却方式采用切削液带走磨削区热量可避免烧伤。但由于旋转的砂轮表面上产生强大的气流层，切削液不易附着，以致没有多少切削液能进入磨削区。因此，可采用高压大流量的冷却方式，一方面可增加冷却效果，另一方面可以对砂轮表面进行冲洗，使切屑不致堵塞砂轮。

3.2 加工表面的冷作硬化加工过程中表面层金属产生塑性变形，使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化，引起材料的强化，其强度和硬度均有所提高，这种变化的结果称为冷作硬化。加工表面层冷作硬化指标以硬化层深度、表面层的显微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化层的深度也越大。影响冷作硬化的主要因素：

（1）切削用量。切削速度增大，刀具与工件接触挤压时间短，塑性变形小。速度大时温度也会增高，有助于冷硬的恢复，冷硬较弱。进给量增大时切削力增加，塑性变形也增加，硬化加强。但当进给量较小时，由于刀具刃口圆角在加工表面单位长度上的挤压次数增多，硬化程度也会增大。

（2）刀具。刀具刃口圆弧半径增加，对表层挤压作用大，使冷硬增加；刀具副后刀面磨损增加，对已加工表面摩擦增大，使冷硬增加；刀具前角加大可减小塑性变形，使冷硬减小。

（3）工件材料。工件材料的硬度越低，塑性变形越大，切削后冷作硬化现象越严重。

3.3 表面层的残余应力

切削过程中金属材料的表层组织发生形状和组织变化时，在表层金属与基体材料交界处将会产生相互平衡的弹性应力，该应力就是表面残余应力。表面层的残余应力的产生，主要有以下三种原因：

（1）冷态塑性变形引起的残余应力。在切削力作用下，已加工表面发生强烈的塑性变形，表面层金属体积发生变化，此时基体金属受到影响而处于弹性变形状态。切削力去除后，基体金属趋向恢复，但受到已产生塑性变形的表面层的限制，恢复不到原状，因而在表面层产生残余应力。

（2）热态塑性变形引起的残余应力。工件被加工表面在切削热的作用下产生热膨胀，此时基体金属温度较低，因此表层产生热压应力。当切削过程结束时，表面温度下降，由于表层已产生热塑性变形并受到基体的限制，因而产生残余拉应力。

4 结束语

在市场经济环境下，为了能够给单位提供更好的服务，机器发展愈来愈优异，种类愈来愈多。这就需要我们在策划机器时，对物料的选用、规范化的运用提升到另一个高度，在制造程序中，降低对外表物理学功能产生作用的要素和剂的科学使用。争取将我们制造成本掌握在最佳的水准，进而提升单位的经济利润。

参考文献

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