淺談機(jī)械制造中機(jī)械設(shè)計(jì)的作用

張贊

摘要：作為動(dòng)態(tài)的機(jī)械，機(jī)械工程也是工程社會(huì)發(fā)展動(dòng)力的一個(gè)關(guān)鍵因素，同時(shí)，在機(jī)械發(fā)展過程中起到了鋪墊性作用。作為機(jī)械工程的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)也決定了機(jī)械制造應(yīng)該如何發(fā)展，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)也屬于創(chuàng)造性的工作之一。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；機(jī)械設(shè)計(jì)；作用

就傳統(tǒng)意義來說，機(jī)械設(shè)計(jì)人員主要是根據(jù)機(jī)械原理來進(jìn)行機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方式、結(jié)構(gòu)、力的傳遞方式以及能量等組織的構(gòu)思。然后在根據(jù)制造所需要的設(shè)計(jì)，讓其作為設(shè)計(jì)的方案依據(jù)。從技術(shù)層面上來看，機(jī)械設(shè)計(jì)主要是包含了設(shè)計(jì)原理、力學(xué)分析、工程制圖、液壓氣動(dòng)等控制設(shè)計(jì)，甚至還包含了機(jī)電一體化等方面。雖然涉及到更多設(shè)備的支持，但是機(jī)械最基本的制造還是將機(jī)械設(shè)計(jì)作為主要依據(jù)。本文就機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械制造中的作用進(jìn)行具體分析。

1.機(jī)械制造中機(jī)械沒計(jì)的準(zhǔn)則

1.1技術(shù)性能準(zhǔn)則

技術(shù)性能方面除開機(jī)械性能之外，也包含了在制造以及使用過程當(dāng)中機(jī)械所涉及到的所有星星，技術(shù)性能不僅包含了動(dòng)態(tài)，還包含了靜態(tài)性能。而技術(shù)性能準(zhǔn)則就成為技術(shù)技能應(yīng)當(dāng)達(dá)到的要求。

1.2標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則

每一個(gè)行業(yè)都有著紫森的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，在機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)包含了：第一，概念標(biāo)準(zhǔn)化，也就是在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中能夠把握好字母符號(hào)、專業(yè)術(shù)語(yǔ)以及其余專業(yè)性表述的規(guī)范；第二，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該遵循統(tǒng)一規(guī)定來進(jìn)行原材料、設(shè)備以及零部件的選擇；第三，方法標(biāo)準(zhǔn)化，在機(jī)械制造的機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，試驗(yàn)方法、測(cè)量以及操作都應(yīng)該根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。

1.3可靠性準(zhǔn)則

在機(jī)械正常的工作情況下，可靠性指的是在預(yù)期的使用壽命之類，其功能完成的可能性有多大。所謂的可靠性準(zhǔn)則指的是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)商應(yīng)該滿足的要求。

1.4安全性準(zhǔn)則

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到機(jī)械制造當(dāng)中的安全性問題，其準(zhǔn)則在于：第一，生產(chǎn)安全性，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該考慮到人員生產(chǎn)的安全性；第二，零件安全性指的是在額定的外負(fù)載條件下，機(jī)械制造當(dāng)中所使用的零件不會(huì)出現(xiàn)斷裂、重讀磨損或者是嚴(yán)重變形等情況；第三，整機(jī)的安全性指的是在正常的操作下，機(jī)械不會(huì)出現(xiàn)任何的故障，并且可以將所有的功能發(fā)揮出來；第四，環(huán)境安全性，機(jī)械設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮到人為的污染、危害以及機(jī)器對(duì)周邊環(huán)境的危害。

2.機(jī)械制造中機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)分析

2.1初期計(jì)劃設(shè)計(jì)分析

在初期的機(jī)械制造的機(jī)械設(shè)計(jì)階段，也類似于計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)需求分析，也就是在設(shè)計(jì)之初，要針對(duì)機(jī)器設(shè)計(jì)做好調(diào)查與分析。從分析的要求以及研究中對(duì)機(jī)器的功能加以了解。這樣，作為初期階段，才能夠在設(shè)計(jì)以及制造的過程中對(duì)其規(guī)定約束條件。

2.2設(shè)計(jì)方案分析

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，方案設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的部分，方案時(shí)設(shè)計(jì)靈魂所在，決定了設(shè)計(jì)的成敗。在這樣的設(shè)計(jì)階段上，所需要處理的問題較多。一般來說，主要是針對(duì)理論與實(shí)際之間的矛盾。方案設(shè)計(jì)不僅要滿足機(jī)器本身的要求與性能，同時(shí)還要考慮到檢驗(yàn)者對(duì)于機(jī)器的認(rèn)識(shí)、創(chuàng)新等。在這個(gè)階段中，也可以將其簡(jiǎn)單的定格在：工作原理定義-基本結(jié)構(gòu)-設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)方式-選取和設(shè)計(jì)零部件-設(shè)計(jì)工程制圖-檢查初步設(shè)計(jì)。

2.3主要技術(shù)設(shè)計(jì)分析

在機(jī)械制造機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)分析當(dāng)中，技術(shù)設(shè)計(jì)分析對(duì)于技術(shù)層面的要求相對(duì)較高。在這一個(gè)階段需要做好設(shè)計(jì)圖紙的計(jì)算與核對(duì)、總圖和草圖之間的核對(duì)分析與對(duì)比。另外，對(duì)于每一個(gè)部分，從嚴(yán)格意義上來說，也需要核對(duì)其設(shè)計(jì)，不允許疏漏的存在，如果出現(xiàn)，就應(yīng)該做好相應(yīng)的校對(duì)。

2.4現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)

目前，社會(huì)中的機(jī)械產(chǎn)品對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)提出的要求更高，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)而言，其技術(shù)也出現(xiàn)了一定的轉(zhuǎn)變。第一，機(jī)械制造的產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加傾向于智能化。智能化主要是利用CAD設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)等技術(shù)手段來進(jìn)行產(chǎn)品的模擬設(shè)計(jì)，并且通過多媒體等對(duì)于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能等方面進(jìn)行模擬演示；第二，更加系統(tǒng)化。系統(tǒng)化要求了機(jī)械產(chǎn)品每一個(gè)部件都存在內(nèi)在的聯(lián)系，從而形成統(tǒng)一的整體，并且還要具備一定的層次性，如此才能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)任務(wù)完成；第三，模塊化。模塊化的設(shè)計(jì)理念相對(duì)簡(jiǎn)單，也就是組合具有一定實(shí)現(xiàn)功能的模塊，這樣也有利于產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)；第四，產(chǎn)品的特性設(shè)計(jì)。根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際特性，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)就可以開展產(chǎn)品的知識(shí)構(gòu)建和邏輯推理，這樣子才能夠?qū)a(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)形成。

3.機(jī)械制造中機(jī)械設(shè)計(jì)的作用——以計(jì)算機(jī)應(yīng)用來分析

在機(jī)械制造機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，想要發(fā)揮出機(jī)械設(shè)計(jì)作用，就需要融入計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。在開展機(jī)械設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)任務(wù)的制定是前期工作，主要是根據(jù)用戶的需要、科研成果以及市場(chǎng)需求，設(shè)計(jì)部門就可以針對(duì)具體的情況來擬定可行方案，比較之間的利弊。對(duì)于機(jī)械制造而言，設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)的合理制定，意義風(fēng)范，任務(wù)目標(biāo)如果事物，很可能帶來經(jīng)濟(jì)方面的損失，甚至是破壞整個(gè)計(jì)劃，反之，就需要確定總體的設(shè)計(jì)方案，也就是將應(yīng)用的工作原理以及相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)型式確定下來。等待確定了種方案之后，還需要根據(jù)機(jī)構(gòu)學(xué)的知識(shí)，選擇合理的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在零件圖的繪制過程中，還需要開展兩項(xiàng)工作：第一，進(jìn)行工藝性的審核，這樣有利于機(jī)械加工，也能夠降低成本；第二，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的審核，這樣可以確保零件結(jié)構(gòu)尺寸、公差以及要素的相互配合，確保熱處理?xiàng)l件、標(biāo)準(zhǔn)等都能滿足要求。在完成零件圖后，需要做好圖紙的核對(duì)處理，這對(duì)于整個(gè)工作是很重要的，通過圖紙的審核與校對(duì)，才能讓加工裝配更加順利，最可靠的校對(duì)方法是根據(jù)繪制好的零件圖，重新繪制一張總裝配圖，將矛盾都體現(xiàn)出來。

但是，上述的流程也無(wú)法將所有的問題解決，所以，應(yīng)該將設(shè)計(jì)的視野進(jìn)一步拓寬，完成更加合理、優(yōu)秀的草圖，從而發(fā)揮出機(jī)械制造中設(shè)計(jì)的作用。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以通過經(jīng)濟(jì)性以及有效性的設(shè)計(jì)方案來提升設(shè)計(jì)：第一，在軟件的選擇上，盡量選擇先進(jìn)的CAD模式，并且找到最優(yōu)化的參數(shù)，確保計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)化，保障機(jī)械設(shè)備性能的可靠性與穩(wěn)定性；第二，為了方便零件集合以及整修，應(yīng)該選擇通用的，來源廣泛的材料；第三，注意技術(shù)元素科學(xué)化的調(diào)動(dòng)；第四，零件結(jié)構(gòu)應(yīng)該傾向于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，效果能夠充分地顯示，方便拆裝和故障的查處。另外，在機(jī)械設(shè)計(jì)上，還要考慮到各種限制條件之下機(jī)械的設(shè)計(jì)，也就是開展優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是，設(shè)計(jì)的優(yōu)化需要考慮到諸多方面的要求，主要是包含了：最低的成本、最好的性能、最小的尺寸、最佳的可靠性、最少的污染、最低的消耗，而其中的相對(duì)重要性主要是因?yàn)闄C(jī)械的用途與種類的不同而存在差異。作為設(shè)計(jì)人員，就需要針對(duì)實(shí)際情況，做好統(tǒng)籌兼顧，確保設(shè)計(jì)的機(jī)械能夠保持最佳掛的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。設(shè)計(jì)的發(fā)展方向也能夠從主觀方面轉(zhuǎn)移到客觀方面。比如：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，往往會(huì)依賴于手動(dòng)繪畫，并且內(nèi)容也是以原本的經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，對(duì)于數(shù)值的掌控基本上是依靠人的記憶與思維。但是，現(xiàn)代社會(huì)下，在機(jī)械創(chuàng)造當(dāng)中融入了計(jì)算機(jī)技術(shù)，也就體現(xiàn)出了預(yù)想立體化展現(xiàn)的能力，對(duì)于更改的地方，只需要將數(shù)值改變，就可以立刻觀察實(shí)際情況，這樣也避免了發(fā)僧不利因素，有利于選擇的最優(yōu)化與多樣化。

4.結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械制造領(lǐng)域中，機(jī)械設(shè)計(jì)的作用不容忽視，作為設(shè)計(jì)人員在必要的設(shè)計(jì)能力掌握之外，還應(yīng)該保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鍪聭B(tài)度，認(rèn)識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)并非那么容易，才能夠?qū)⑵渥饔冒l(fā)揮得淋漓盡致。

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