董艳秋
国营长虹机械厂 广西 桂林 541002
摘要：随着当前我国机械制造行业的不断发展，在实际加工生产制造过程中，对于机械设备以及加工技术都有了更高的要求。基于此，本文围绕机械设计研发以及加工质量展开探讨，介绍了机械设计研发的重点，探讨了机械设计的研发方向，结合实际情况从多个方面分析了影响机械加工质量的技术原因，并结合实际问题提出了机械加工质量技术控制策略。
关键词：机械；设计研发；加工质量；技术控制
引言：对于机械制造企业而言，合理应用机械加工技术，保障机械加工质量是企业发展和进步的重要内容，而机械设备作为执行机械加工和生产的工具，其设计研发直接影响着我国机械加工水平以及行业发展，同时，想要进一步保障机械加工质量，还需要结合实际情况做好加工技术的控制。因此，加强对于机械设计研发以及加工质量技术控制的探讨是十分有必要的。
一、机械设计研发重点
（一）技术性
机械设备的设计研发其主要目的是能够满足机械加工以及生产制造要求，因此保障设备的技术性是设计研发的主要内容，也是核心部分。在进行机械设计研发的过程中，必须结合设备的使用目的、功能特点以及所需要达到的要求，有针对性地进行设备的设计和研发，保障设备设计的性能、参数以及技术等都能够符合行业规范以及相关技术标准，充分发挥设备的生产加工作用。
（二）标准性
机械设计研发对于后续设备的使用以及功能的有效发挥都有着直接影响，因此想要保障设备设计的科学性、合理性以及实用性，就需要保障设备设计能够符合相关标准。设计的标准化主要包括以下两个方面。一方面，在实际进行机械设计的过程中，必然会涉及计量符号、单位、参数等方面的设计，为保障使用的便利性以及后续操作的规范性，在进行设备设计的过程中，需要相关设计人员严格按照行业标准规范确定单位、尺度等参数；另一方面，机械设备设计影响着设备的使用，以及后续产品生产和加工的质量精度，因此在实际进行设计研发的过程中，需要尽可能地控制好设计的误差，严格按照相关标准和使用需求进行设备设计，将误差控制在最小范围之内。
（三）安全性
保障设备的安全性是机械设计研发的前提基础，也是机械设计最为重要的原则之一，在实际进行机械设计的过程中，需要注意的安全问题主要包括以下几个方面。首先，零件设计安全，由于机械设备中包含大量零件，不仅数量较多，而且种类繁杂，因此为保障设备使用安全，需要对零件的材料、规格、型号以及质量等多方面问题进行综合考虑，避免后续设备使用过程中出现零件散落、破损、变形的情况，威胁生产加工安全。其次，操作安全，在进行机械设计的过程中，需要加强对于实际操作流程的考量分析，保障操作的安全性。最后，环境安全，机械设备的设计还需要考虑到设备使用过程中对于周围环境的影响，需要尽可能降低设备噪音以及污染排放等。
二、机械设计研发方向
（一）智能性
随着当前科学技术以及信息技术水平的不断发展，机械生产加工对于设备的自动化以及智能化有了更高的要求，为进一步提升机械生产加工效率、保障生产安全、延长设备寿命，需在进行机械设计研发的过程中，合理进行多项技术的综合应用，提高实际生产加工效率，同时还需要设备具备一定的故障诊断和预警功能，降低设备故障出现的概率，以此保障运行安全，避免设备维修对生产加工进度造成的影响。
（二）节能性
在我国绿色可持续发展战略的指导之下，当前各行各业都在逐渐向着节能环保的方向发展，机械行业也是如此，因此，未来我国机械设计研发也将会不断朝着环保节能方向发展。一方面，在机械设计研发时要尽量选择环保型材料和元件，并加强资源循环利用方面的设计；另一方面，要充分考虑设备运行使用过程中以及到达使用寿命之后对于生态环境的影响。
（三）精密性
随着社会的不断发展，对于机械加工的质量以及精密度有了更高的要求，这就需要在进行机械设计的过程中，进一步加强对于设备技术工艺方面的设计，保障其精密性，以此满足实际生产加工需求[1]。
三、影响机械加工质量的技术原因
（一）原始几何误差
生产加工产品的精度是评判产品加工质量的重要标准。而原始几何误差是影响机械加工质量最主要的技术原因之一，主要指的就是制造过程中加工的精度，是由机械设备引起的加工质量问题，其主要存在的误差包括机床和刀具两个方面。
机床几何误差。机床的精度会对生产加工零件的精度产生最为直接地影响，机床上的各种部件、结构都是影响产品精度的重要因素，例如传动链、导轨以及主轴等都可能会存在一定误差，这就会给加工的精度和质量带来一定误差影响。以传动链误差为例，其主要指的是传动链两端元件的误差，在实际加工过程中，由于其两端元件运动误差的存在，会导致产品加工精度与其设计精度之间存在一定差异。
刀具几何误差。刀具误差也是导致机械设备加工精度下降的主要原因，事实上，刀具本身的精度是相对较高的，但是刀具的装夹位置与机床之间却不可避免地存在一定误差，在装夹刀具的过程中难以有效保障二者之间位置的精准性，因此就会影响到产品的加工精度。
（二）定位存在误差
在实际进行机械加工的过程中，为了更好的保障产品加工精度，需要在加工前明确定位基准。在此过程中就可能会出现定位误差，定位误差主要有以下两种类型。其一，定位基准的确定主要是根据所需要加工产品的几何情况进行的，若设计基准与实际定位的基准不重合，那么就说明出现了明显的基准误差，导致加工定位不准确，影响到产品加工精度。其二，定位副作为定位过程中的重要部分，由夹具定位元件以及工件定位面共同构成，若在二者配合的过程中存在间隙，或者相关零件制造存在误差，那么就会影响到产品位置，进而降低加工精度。
（三）受力受热变形
受力变形就是指在实际加工的过程中，机床部件、刀具以及工件等受到外力影响导致变形，进而影响到加工的精度，其主要影响因素为机床部件、刀具以及工件的刚度。第一，机床部件刚度，在实际加工过程中，所使用到的机床零件相对较多，在加工时各种因素、零部件以及结构相互碰撞之下，可能会使得机床部件承受一定外力，导致变形，对实际加工精度产生一定影响。第二，刀具刚度，刀具作为机械加工过程中的必备工具，在实际加工时其刚度可能会受到加工操作的影响，尤其是外圆车刀，在按照法线方向运行时，其刚度会发生一定程度的变化，并且在一定条件下会引起刀具发生形变，进而影响加工质量。第三，加工零件刚度，若零件刚度比机床或者刀具小，那么在进行切削等操作时，就很可能会引起工件变形，使得加工精度下降。
受热变形就是指温度变化对于机械加工的影响，这种热变形对于大件以及精密加工的影响较为明显。经过对相关精密零件加工的调查和研究发现，很多精密加工都是由于温度影响，极大地提高了产品误差率。在实际进行机械加工时，由于摩擦以及设备运行等原因，无论是机床、刀具还是工件的温度都会有所上升，进而对加工精度产生一定影响。
（四）加工工序影响
加工工序就是指相关加工技术以及工艺的应用顺序，在实际机械加工过程中，若出现环节缺失、重复或者顺序颠倒等情况，都会对加工质量有一定影响。在机械加工时，相关工作人员往往会按照自身工作经验对重点加工环节进行检查，但是却会忽视对于加工工序的核验，影响产品质量。此外，很多操作人员由于对加工工序的认识和理解不到位，缺乏对于工序控制方面的重视，给产品加工带来一定质量隐患。
四、机械加工质量技术控制策略
（一）提高制造加工精度
精度作为衡量机械加工质量的重要标准之一，想要保障机械加工质量，就需要提高机械加工的精度。对此，机械加工企业需要加强对于产品精度的控制，积极借助先进科学技术手段和设备保障产品加工精度，同时，做好机械设备的控制管理，尽可能的避免原始误差。
结合机械加工实际内容，在进行产品精度控制的过程中，需要加强对于产品形状、尺寸以及位置的关注，例如，在实际加工时，可利用数字化设备、三维扫描技术、红外控制技术等加强对于产品精度的控制。同时，进一步提升企业加工水平和质量，需要积极引进现代化加工设备，不断提升机械加工质量标准。除此之外，还需要加强对于机械设备的设计研究，进一步提升机械设备中各个零部件的精密程度，例如各种工具、量具、刀具以及机床等，降低各种原始几何误差给机械加工带来的负面影响，以此保障产品加工精度。
（二）误差处理有效策略
常见的误差处理技术方法包括以下两种，一种为误差补偿法，另一种为均化误差法。
其中误差补偿法主要是针对原始误差引起的精度问题，由于其较好的误差处理效果，因此在当前机械加工方面有着十分广泛地应用。该技术的主要应用原理就是通过人为有针对性地创造出一种新的误差，以此来抵消原始误差，以此降低原始误差所带来的负面影响，甚至完全抵消误差，最终到达提高加工精度的目的。这种误差补偿方式，对于资金费用的需求相对较小，而且效果较好，因此是当前提高机械加工精度，保障加工质量的重要措施。在实际应用误差补偿技术进行误差处理的过程中，主要包括分析误差以及误差源、建立误差模型、误差补偿执行以及效果评价几个步骤。
均化误差法的原理就是根据误差产生的原因和相应规律，对工序进行优化和重组，以此达到缩小误差的目的。在实际使用均化误差法的过程中，需要先对加工工具和加工产品进行详细检查和分析比较，并从中得到相应差异数据，然后再通过基准加工、修正加工等方法，进行处理，以此减小误差影响，进一步提升加工的精度。
（三）优化机械加工工艺
机械加工工艺是影响加工质量的关键性因素，若工艺水平不达标，将会直接影响到产品的质量，通过不断优化加工工艺，能够进一步提升机械加工的质量，因此加强对于机械加工工艺的研究是十分有必要的。首先，在实际开展机械加工之前，需要相关技术人员明确工件加工的精度质量要求，了解工艺应用的重难点，同时还需要对机械加工工艺进行反复商讨和验证，逐步优化加工工艺，以此保障工艺应用的合理性以及实用性。其次，除了要对加工工艺本身进行研究、试验以及优化之外，还需要加强对于外部加工环境以及相关条件的控制，避免由于外界温度、湿度以及供电情况等影响到加工工艺的应用和执行，在实际加工作业之前，需要对加工设备以及供电情况等进行检查，保障机械设备的正常运行，同时还需要加强对于环境温度以及湿度的监控，合理进行加工工艺的控制和调整，进一步保障机械加工的精度和质量。最后，为保障加工工艺的执行情况和效果，需要对技术人员以及操作人员进行培训，保障其具备机械加工生产的操作能力和执行能力，明确工艺应用的要点和相关规范，确保在实际进行机械加工的过程中，能够保质保量地完成机械加工作业，减少人为因素给机械加工带来的负面影响。
（四）合理控制加工工序
加工工序与加工工艺一样，都是机械加工过程中的重要内容，也是影响加工质量的关键性因素。在实际加工过程中，为进一步保障加工质量，要求相关操作人员必须按照指定工艺规范以及工序要求进行严格操作。对于技术人员而言，必须反复对加工工序的流程进行检查、试验，保障加工质量效果，此外在实际加工过程中，还需要加强对于重点加工环节的检验、监督，确保加工工序符合产品质量要求以及技术规范。对于操作人员而言，需要在实际加工之前，明确加工工序以及工艺操作规范，以及不同工序对于加工质量的影响，充分了解每一道加工工序的实际操作要求、技术规范以及相应产品质量标准，保障机械加工质量[2]。
结束语：综上所述，随着我国现代化技术水平的提升，机械设计研发将会朝着智能化、节能化以及精密化的方向不断发展，在此过程中为确保机械设备功能的有效发挥，保障加工质量，还需要提高制造加工的精密度，解决可能存在的误差问题，优化加工工艺，同时合理安排加工工序。相信随着机械设计水平以及加工技术的不断提升，我国机械加工行业将会得到更好的发展。
参考文献：
[1]崔子梓，刘备，冯超，等.基于新研发机械产品的可靠性设计[J].机械工程师，2021（04）:111-112+115.
[2]刘振华.轻工业杭州机电设计研究院有限公司：轻工重点设计研究单位[J].造纸信息，2020（10）:114.
作者简介：董艳秋（1980.05--）；性别：女，籍贯：吉林长春人，学历：本科，毕业于空军工程大学；现有职称：中级工程师；研究方向：质量工程