機械設計研發及機械加工質量技術控制

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1前言

目前我國機械行業蓬勃發展，自主機械行業大量產生，民主品牌逐漸走人世界視野，相應的機械的設計研發和機械加工質量技術的控制必將面臨巨大的挑戰。其中設計研發工作是企業創新工作的一個重要組成部分，無論是新產品的制造，還是新技術的實施，都要有新的機械設備的支持。使機械設備的設計研發工作科學，合理，規范地展開，促進技術創新整體水平的提高。

2機械設計研發的過程

2．1機械設備設計研發的目的

機械設備設計研發的目的歸納起來講，就是根據用途和實際需要，設計研發出能有效地實現一種或多種功能的機械裝備，滿足社會的需求。

2．2機械設備設計研發的基本步驟

一般來說，機械設備設計研發應按如下步驟進行：

(1)需求申請：機械設備的設計研發，首先必須有需求，由需求者提出申請。

(2)需求的確認：機械設備的需求申請必須由主管部門或領導確認并批準。設計研發任務書的下達：機械設備的需求申請被確認批準后，必須將需求申請中的具體要求細化成設計研發任務的內容和要求，使設計研發者明確任務及目標，便于組織實施，并將任務書下達到承擔任務的部門。

(3)組建設計研發項目組：承擔設計研發任務的部門收到設計研發任務書后，應根據任務書的內容、要求，選配適當的各類專業人員，組成設計研發項目組，并明確項目組成員的各自責任。

(4)初步確定方案：設計研發項目組根據設計任務書，組織對設計研發方案的討論，并形成最初的設計方案。如果是大型或成套的機械設備，應先進行小樣機或關鍵功能部件的方案設計。

(5)方案草圖的設計(形成總圖及部分主要部件圖)：根據初步擬定的方案，有關人員進行相關部分的草圖設計。

(6)設計方案草圖的評審：設計草圖完成后，項目組應再次組織相關人員對設計方案展開評審，對方案的關鍵環節和主要部分的合理眭進行深入研討，并綜合各方面的建議和意見，形成修改方案。

(7)方案修改、正式設計：根據修改方案，對原設計方案進行修正，并開展正式設計。

(8)圖紙審核、批準：設計完成后，由相關人員進行審核，經領導批準后正式出圖。

(9)交付加工制造：圖紙設計完成后，交付加工單位加工制造之前，要與加工制造單位針對圖紙做深入溝通，對圖紙上的一些疑問進行磋商，確保加工制造單位對設計思路和要求有較清楚的認識，并且便于施工。

(1O)跟蹤加工制造過程：圖紙交付加工后，設計人員應與加工制造單位保持經常性的溝通，及時了解加工進度及遇到的問題，除了對出現的問題做出及時反應外，還應對問題做好詳細記錄，以備今后查閱和參考。

(11)機械設備的驗收：機械設備加工制造完成后，設計人員應到加工制造單位進行設備驗收，盡可能讓機械設備進行連續試運轉，觀察其運行動作和可靠性是否達到設計要求，發現問題要求加工制造單位及時糾正。驗收合格后，方能允許發貨，以避免設備到達安裝場地后發現問題難以處理。

(12)機械設備的安裝、調試：機械設備到達安裝現場后，設計人員應親臨現場，對設備安裝、調試的全過程進行監控、跟蹤和技術指導，這一時期的工作對于設計人員來說既很重要也非常必要?？梢哉f，安裝、調試階段的工作質量，對機械設備的最終使用效果起著極為重要的作用。

(13)試產鑒定：機械設備安裝、調試完成后，設計人員與生產管理人員共同組織機械設備的試產，并對其使用效果進行評價和鑒定。如果達到使用要求，交付使用，如未達到要求，需找到原因，采取措施，修正調試后再行試產，直至滿足要求。

3設計研發需注意的事項

在上述設計研發程序的執行過程中，每個階段都有自己的工作重點，都應正確把握方法，確保設計研發取得良好的效果。在整個過程中特別要注意系統性、科學性和合理性。

3．1改進研制階段的工作方法

研制階段是設計方案實現的基礎階段，機械設備制造質量的高低，直接影響到能否取得設計的預期效果，甚至影響到設備能否正常使用。在此階段，除了制造加工的承擔單位應當注意嚴格按照圖紙設計要求合理安造工藝外，還應當加強設計者與制造者之間的溝通。設計者應積極、主動地經常關心制造過程的情況，與制造者共同商討合理的加工工藝方法，并虛心聽取制造現場技術人員及工人的意見和建議，及時對零件結構、加工精度等做適當的調整。

3．2改進安裝調試使用階段的工作方法

機械設備的安裝調試使用階段是設計研制過程的最后階段，設計研制項目是否能達到預期目的，效果如何，在此階段能見分曉。在此階段，設計人員一定要親臨施工現場，對安裝調試的全過程進行技術指導和監控，及時處理現場出現的各種技術問題。這一階段也是設計人員積累經驗，獲取第一手資料的最佳階段。對設計人員設計水平，處理現場問題能力的提高起著極重要的作用。安裝、調試結束后，緊跟著要進行試產鑒定，通過設備實際使用效果的評價或產品質量的檢驗，確定機械設備是否達到使用要求。

4機械加工精度的內涵

機械加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數相符合的程度它們之間的差異稱為加工誤差，加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低，誤差越小加工精度越高。加工精度包括三個方面內容：

(1)尺寸精度：指加工后零件的實際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度；

(2)形狀精度：指加工后的零件表面的實際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度；

(3)位置精度：指加工后零件有關表面之間的實際位置與理想。

5機械加工產生誤差原因分析

5．1機床的幾何誤差

加工中刀具相對于工件的成形運動一般都是通過機床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機床的精度。機床制造誤差對工件加工精度影響較大的有：主軸回轉誤差、導軌誤差和傳動鏈誤差。機床的磨損將使機床工作精度下降。

(1)主軸回轉誤差，機床主軸是裝夾工件或刀具的基準，并將運動和動力傳給工件或刀具，主軸回轉誤差將直接影響被加工工件的精度。

(2)導軌誤差，導軌是機床上確定各機床部件相對位置關系的基準，也是機床運動的基準。除了導軌本身的制造誤差外，導軌的不均勻磨損和安裝質量，也使造成導軌誤差的重要因素。導軌磨損是機床精度下降的主要原因之一

(3)傳動鏈誤差，傳動鏈誤差是指傳動鏈始末兩端傳動元件間相對運動的誤差。一般用傳動鏈末端元件的轉角誤差來衡量。

5．2刀具的幾何誤差

刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工時．刀具的制造誤差會直接影響工件的加工精度t而對一般刀具，其制造誤差對工件加工精度無直接影響。夾具的幾何誤差：夾具的作用時使工件相當于刀具和機床具有正確的位置，因此夾具的制造誤差對工件的加工精度有很大影響。

5．3定位誤差

在零件圖上用來確定某一表面尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。