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机械设计与加工中存在的问题探究江朝虎（国营长虹机械厂，广西桂林541003）【摘要】随着机械化生产技术的广泛应用，对机械加工的各个环节提出了更为严苛的要求，任何环节的各项因素均会对产品的质量与性能形成直接影响。
而设计与加工作为机械设备生产中的重要环节，对机械性能表现起到决定性作用。
所以，一定要进一步完善机械设计与加工的工序，确保机械设计与加工的产品质量，为工业生产提供更好服务。
基于此，本文将针对机械设计与加工中存在的主要问题进行分析，并针对问题提出具体的改善对策，以期为相关从业者提供参考借鉴。
关键词：机械设计；机械加工；问题；改善对策中图分类号：TH16文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.05.092Research on the Problems Existing in Mechanical Design and MachiningJiang Chaohu（State-run Changhong Machinery Factory,Guilin,Guangxi541003,CHN）【Abstract】With the extensive application of mechanized production technology,more stringent requirements have been put forward for each link of mechanical processing.Every factor in any link will have a direct impact on product quality and performance.The design and processing of mechanical equipment as an important part of the production of mechanical performance plays a decisive role.Therefore,we must further improve the process of mechanical design and processing,to ensure the quality of mechanical design and processing products,for industrial production to provide better services.Based on this,this paper will analyze the main problems in mechanical design and processing,and put forward specific measures to improve the prob⁃lem,in order to provide reference for relevant practitioners.Key words:machine design；machine processing；problem；improvement countermeasure机械设计作为机器设备生产中的重要环节，要综合考量机器设备的多方面需求，结合需求以图文结合的形式表现出来，为后面的加工制造指明方向。
圆锥加工缺陷的几种情况圆锥加工缺陷是制造业中常见的问题之一，它会对产品质量和性能产生负面影响。
下面我将以人类的视角为您描述几种圆锥加工缺陷的情况。
情景一：表面粗糙度过高当圆锥加工过程中，刀具与工件之间的接触不够平滑时，就会导致表面粗糙度过高的问题。
这种情况下，工件的表面会出现凹凸不平、划痕和毛刺等缺陷。
这样的圆锥加工缺陷会影响产品的美观度和使用寿命，同时也会增加后续加工和涂装的难度。
情景二：圆锥度偏差过大当圆锥加工的工具或设备存在问题时，就会导致圆锥度偏差过大的情况。
这种缺陷会导致工件的底部直径与顶部直径之间存在明显的差异，使得工件无法正常安装或使用。
圆锥度偏差过大还会导致工件在运转时出现不稳定、振动和噪音等问题，降低了产品的可靠性和稳定性。
情景三：圆锥表面存在裂纹在圆锥加工过程中，如果刀具使用不当或工件材料存在缺陷，就有可能导致圆锥表面出现裂纹。
这种情况下，工件的强度和耐久性将大大降低，甚至会导致工件在使用过程中突然断裂，造成严重的安全事故。
因此，及时发现和修复圆锥表面的裂纹是非常重要的。
情景四：圆锥加工尺寸不准确在圆锥加工过程中，如果设备或工具的精度不够高，就会导致圆锥加工尺寸不准确的问题。
这种情况下，工件的尺寸可能会超出允许范围，无法满足设计要求。
圆锥加工尺寸不准确还会导致工件之间的配合不良，影响产品的装配和使用效果。
总结：圆锥加工缺陷是制造业中常见的问题，它会对产品质量和性能产生负面影响。
表面粗糙度过高、圆锥度偏差过大、圆锥表面存在裂纹和圆锥加工尺寸不准确是常见的圆锥加工缺陷情况。
为了避免这些缺陷的出现，制造企业应加强设备和工具的维护保养，提高加工技术和操作技能，严格控制各项加工参数，并对加工过程进行严格的质量检查和监控。
只有这样，才能确保圆锥加工的质量和产品的可靠性。
锻件缺陷的主要原因及处理一、原材料的主要缺陷及其引起的锻件缺陷锻造用的原材料为铸锭、轧材、挤材及锻坯。
而轧材、挤材及锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工成的半成品。
一般情况下，铸锭的内部缺陷或表面缺陷的出现有时是不可避免的。
例如，内部的成分与组织偏析等。
原材料存在的各种缺陷，不仅会影响锻件的成形，而且将影响锻件的最终质量。
根据不完全的统计，在航空工业系统中，导致航空锻件报废的诸多原因中，由于原材料固有缺陷引起的约占一半左右。
因此，千万不可忽视原材料的质量控制工作。
由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷通常有:1.表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方向一致。
造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露到表面上和向内部深处发展。
又如在轧制时，坯料的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可能沿划痕开裂等等。
这种裂纹若在锻造前不去掉，锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。
2.折叠折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角的折缝。
对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，四周有脱碳。
折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或开裂。
3.结疤结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的薄膜。
结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即为结疤。
锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成为锻件表面缺陷。
4.层状断口层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。
层状断口多发生在合金钢(铬镍钢、铬镍钨钢等)，碳钢中也有发现。
这种缺陷的产生是由于钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层状。
如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。
层状断口越严重，钢的塑性、韧性越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具有明显的层片状缺陷是不合格的。
渗碳渗碳热处理渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。
相似的还有低温渗氮处理。
这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
概述渗碳（carburizing/carburization）是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。
渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。
工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。
最早是用固体渗碳介质渗碳。
液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。
美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。
30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。
60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。
至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。
分类按含碳介质的不同﹐渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳﹑液体渗碳﹑和碳氮共渗（氰化）。
气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内，通入气体渗剂（甲烷、乙烷等）或液体渗剂（煤油或苯、酒精、丙酮等），在高温下分解出活性碳原子，渗入工件表面，以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺。
固体渗碳是将工件和固体渗碳剂（木炭加促进剂组成）一起装在密闭的渗碳箱中，将箱放入加热炉中加热到渗碳温度，并保温一定时间，使活性碳原子渗人工件表面的一种最早的渗碳方法。
液体渗碳是利用液体介质进行渗碳，常用的液体渗碳介质有：碳化硅，―603‖渗碳剂等。
锻件毛坯等温正火常见缺陷及解决办法锻件毛坯等温正火常见缺陷及解决办法文/张军改·河北东安精工股份有限公司等温正火是近年来汽车齿轮用钢预先热处理的一种方法，在实际操作中常常出现一些热处理缺陷，给后续机加工和最终热处理带来不良影响。
本文通过大量实践，总结了锻件毛坯等温正火中常见缺陷及解决办法。
正火和普通正火正火是将钢加热到Ac3（或Accm）以上适当温度（一般增加30～50℃），保温以后在空气中冷却得到珠光体类组织的热处理工艺。
其目的是消除或改善坯料制备时所造成的各种组织缺陷，获得最有利于切削加工的组织和硬度，改善组织中各组成相的形态和分布，细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。
常用作齿轮用钢的预先热处理，但因其冷却方式是在空气中连续冷却，珠光体类组织形成温度跨度大，组织均匀性差，硬度离散度大，机加工性能不好，容易导致最终热处理变形。
因此，近年来汽车用齿轮钢件普遍采用等温正火作为其预先热处理。
等温正火是指将工件加热到Ac3或Accm以上30～50℃，保温适当时间后快冷至珠光体转变区的某一温度保温，以获得珠光体型组织，然后在空气中冷却的正火工艺。
与普通正火相比，等温正火因其组织转变是在恒定温度下完成的，容易控制非平衡组织（如贝氏体）的形成，使硬度更加均匀，可获得较理想的显微组织，提高机加工精度，减小机加工变形，延长机加工刀具寿命，减少最终热处理变形和开裂倾向，保证最终热处理质量。
但是，如果等温正火工艺参数选择不合适，也会产生各种热处理缺陷，给机加工和最终热处理带来不良影响。
经过多年实践，以下我们总结出等温正火的一些常见缺陷和解决办法。
晶粒细碎、不均晶粒细碎、不均缺陷如图1所示，该缺陷常出现在20CrMnTi材质中，因为这种材质中含有细化晶粒的Ti元素，具有阻止晶粒长大作用。
如果温度不够高，或保温时间不够长，会造成晶粒来不及长大；或部分晶粒长大，但另一部分晶粒还来不及长大。
形成的主要原因是：⑴加热温度低；⑵保温时间短；⑶锻坯快速冷却形成原始组织中有贝氏体或马氏体等，并在正火时难以转变所致。
机械设计与机械加工中常见问题及改善措施分析摘要：近年来，工业产业的优化升级对相应的机械加工行业提出了更高的标准。
必须不断创新技术人员和控制设备，最大限度地提高机械产品的加工精度，促进行业的发展。
但在机械设计加工中，成品与预期设计图纸不符，影响这类问题的因素很多，如表面质量问题、工艺参数问题、零件标准化问题等，机械加工企业必须采取合理的控制手段，严格审查各加工工序，提高产品加工质量，为中国加工产业的发展奠定坚实的基础。
关键词：机械设计；机械加工；常见问题；改善措施分析1 机械设计与机械加工论述1.1 机械设计机械设计通过对机械制造设备工作机理的探讨，再通过工艺协议制定出完整的生产文件，如材料、尺寸、润滑等工艺。
机械设计是机械生产的前提，也是机械设备质量和性能的重要体现。
在机械设计过程中，一个完整的方案可以有效地降低加工成本，提供设备的稳定性。
一般来说，在设计同一零件时，一般需要多种设计方案。
考虑到机械设备的质量和性能以及零件的精度，技术人员应探讨零件设计图纸的可行性，以确保整个加工阶段的完整性。
从近几十年的设计变革来看，我国在机械设计方面取得了很大的突破。
特别是在计算机软件技术的支持下，图纸文档的设计也从传统的纸质化向平台化转变。
技术人员可以从多个维度考虑设计文件，提高设计的准确性，减少后续处理过程的复杂性。
1.2机加工机加工是指将零件从原材料变为成品的过程。
通过改变原材料的尺寸和性能，赋予零件新的功能属性。
不同零件所需的加工程序有很大的不同。
例如，复杂零件需要通过多种工艺组合进行加工。
每个制造过程必须遵循相应的标准，以实现有效的合规性。
在现代技术的支持下，机械加工大多由传统的手工操作转向自动化、智能化控制。
只有通过设置命令参数，工作人员才能使设备运转，加工出所需零件，提高产品加工质量。
2.机械设计与机械加工中存在的问题2.1机械设计结构与材料问题机械结构和材料是影响机械加工的常见问题。
对于相同用途的结构，不同的设计思想会导致不同的加工难度和加工精度，这说明设计者不仅要考虑结构的用途，还要考虑结构的加工难度和加工精度。
