论提高机械加工生产率的措施
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作者: 曹育富
【摘要】科学技术的不断进步推动着整个社会生产力的向前发展，借助于各类现代化机械设备，企业的生产效率和人们的工作水平有了极大的提高。在社会经济形势的发展趋势下，如何通过改进和优化机械加工技术水平、提高机械生产效率是企业经济持续发展的根本途径。文中分析了机械产品的加工质量对生产效果的影响，分别从机械产品的设计、产品建造工艺以及自动化设备的使用等多方面入手，论述了提高机械加工生产效率的科学方法和对策。
【关键词】机械加工；生产效率；工艺；措施
【中图分类号】F270 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0210-01
企业劳动生产效率的提高是多方面因素综合作用的结果，既与机械设备的选择因素有关，又与人员组织管理因素有关。在现代科技力量的作用下，机械设备的生产效率对整个机械加工企业经济效益的获取占据举足轻重的地位。提高机械的生产效率本质就是在保证机械产品质量的条件下，通过引入先进的制造工艺方法，最终达到降低机械生产加工成本、提高设备的生产效率。
1、机械产品的加工质量对生产效果的影响
精密机械产品在企业生产过程中的不断运用，提高了企业的生产加工水平，满足了生产精度要求。机械产品的加工质量对被加工物件的物理指标、化学性能及工件的强度和刚度等指标产生直接影响，机械产品的运行效果、作业过程的可靠性以及使用寿命很大一部分是由产品关键部件的制造质量来决定的。
1.1 机械产品表面加工质量对生产效果的影响
机械部件的磨损过程大致可经历三个时期，即初期磨合阶段的磨损、机械正常运转产生的磨损以及机械运转时间久剧烈磨损时期。通常机械产品在初始运行阶段，如果加工出来的零部件表面质量不够圆滑，在机器运转的过程中，各个零部件之间表面的接触面积就会增大，产生相应的摩擦效应。零部件在接触的部位随着运转时间和速度的变化，工件的弹性变形和塑性变形能力逐渐降低，严重时产生剪切破坏，造成机械故障。
一般来说，机械设备关键部位的零部件都要求表面尽量平滑，如果机械重要部位零部件表面过于粗糙，在一定的荷载作用下，零部件之间的凹凸状况就很容易表现出来，产生较大的应力集中现象，从而产生疲劳破坏。通常情况下，机械产品加工表面粗糙度值越大，在摩擦力作用下机械表面的裂纹就越深，受到的疲劳破坏性就越大。
此外，机械产品加工表面粗糙度也对零部件的耐腐蚀性产生影响。零部件表面长期所处的环境变化，从某种程度上来说容易受到腐蚀性物质的侵蚀，腐蚀性物质的积聚大小与零部件的表面粗糙度成一定的正比关系。同样，机械产品的零部件表面的光滑度对各部件之间的有效连接度也产生着影响，如果零部件加工表面较粗糙，部件间的有效空隙将变大，影响配件间的有效作用功。
1.2 机械产品的物理性能对生产效果的影响
机械工件在切割过程中，因采用的切削刀具种类不同，造成的产品切割误差与切割中零部件的损害程度也不同。众所周知，机械零部件在切割加工过程中，工件受到切削剪切应力和切削摩擦生热的作用，零部件表面的物理机械性能发生质的变化。当切削温度超过工件所承受的热动力作用时，零部件内部的组织结构就会发生变化，进而影响机械加工产品的工作效能。
机械产品在进行加工时，因刀具切割作用方式不同改变零部件原有的纹理，产生严重的塑性变形现象。切割过后，与切割刀具相接触的部分在受到剪切应力产生相互挤压现象，在这种作用力下，工件的强度和刚度提高、塑形变形能力增加、阻变能力得到增强。在刀具切割作用力下，如果工件表面的切割产生的温度超过相变温度时，零部件表面的强度和硬度降低、并伴随有相应的残余应力，工件的金属内层产生严重的塑性变形。
2、提高机械加工生产效率的科学方法和对策
机械产品加工的第一要务是保障产品的制造质量，通过引入先进的生产制造工艺，来达到降低产品生产成本、提高机械生产效率的目的。机械加工生产效率的提高是多方面因素综合作用的结果，涉及到机械产品的设计质量、毛坯成形工艺的选择、产品建造工艺以及生产加工过程的管理。机械加工生产率工艺的提高可以从下面几个环节进行：
2.1 改进机械设计工艺，降低加工难度系数
机械产品在设计过程中，应注意结合当前科技水平优化设计质量，在满足产品各项指标性能的前提下，优先选择工艺性能较好的物料，以便降低工件加工过程的难度系数，进而提高工件的加工效率，获取更大的经济价值。
在进行产品工艺结构设计时，为了使机械零部件有较好的适用性，设计时应尽量按照相关的标准进行，使用企业已经掌握的熟练加工技术，提高与标准化配件、系列化的零部件结合度。在加工企业已设计的零部件基础上加工和改造，这样即满足了新的工艺要求，又能使设计出的同型零部件得到延续。对于复杂的零部件几何结构应尽量采用形状简单的工件代替，以简化工件的加工工序、提高测量精度，进而满足各部件之间的结合精度和装配精度要求。
2.2 提升产品加工工艺措施，减少工件切削时间
机械零部件的切割加工技术直接对材料切削的时间造成影响，在产品切削加工过程中，切割刀具与工件表面发生物理、化学作用，对材料的组织结构易造成损坏，应尽量采用非切削加工方法来制造零部件。大量的工程实践表明，利用非切削加工方法建造出的零部件在质量上、工艺上要比切削加工方法精度要高。
在大批量机械产品加工时，工件所占用的加工时间较多，可通过改进工艺技术和有效组织加工管理来缩短单位时间内工件的加工时间。新型切割工艺的进步，使得工件的切削速度不断提高、切削用量消耗减少，硬质合金车刀的工件切削速度高达200m/min，陶瓷刀具的工件切削速度高达500m/min。与此同时，工件的磨削速度也有了很大的进步，目前国内已产生的高速磨削机床和砂轮磨削速度已高达60m/s，国外生产的磨削机床速度达到90～120m/s，使得机械加工生产效率得到有效提升。
2.3 引进先进的自动化制造设备，提高加工水平
先进的自动化控制系统可有效地满足被加工对象在精度、质量和效率方面的要求，是各种系统装备的有效组合。采用计算机智能控制和人工输入相结合的制造方式，不仅可以减轻人员的工作强度，还可有效地缩短工件的加工周期、降低加工制造成本。在自动化制造系统的控制下，产品零部件的加工流程都是自动循环作业的，工件的加工全过程数据实时显示在控制系统中，有效提高了作业精度、减少人工作业误差。
这种高效、有序的加工方式在大批量零部件的制造过程中优势更加突出，通过将加工专用机床、刀具、刀架以及组合机床与计算机智能终端相连接，实现零部件加工过程的流水线操作。同样，自动化控制系统因控制系统的灵活性，还可实现对单个机械零部件的小批量生产。此外，还可通过增加双工作台的方式，减少加工过程中的辅助时间；一个工作台用于专门加工工件，另一个工作台用来装配零部件，从而提高数控机床的运转效率，提高工件的加工生产效率。
3、结束语
机械加工生产效率的提高不仅是工艺方面的问题，还与产品的工艺设计、使用的材料以及加工制造方式有关，加工企业只有结合自身实际，充分利用现有资源、因地制宜，才能提高加工效率，降低生产加工成本。文中分析了机械产品的加工质量对生产效率的影响因素，分别从改进机械设计工艺，提升产品加工工艺措施，引进先进的自动化制造设备等多角度论述了提高机械加工生产效率的科学措施。
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