淺談非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計方案的擬定及零件的合理設(shè)計

摘 要：在機械設(shè)計過程中，非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計是其中非常重要的一項內(nèi)容，由于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備國家還沒有定型的標(biāo)準(zhǔn)，這就給設(shè)計工作帶來較大的難度，對設(shè)計人員具有較高的要求，而且成本較高，工藝通用性較差，對工人技術(shù)要求也較高，在設(shè)計生產(chǎn)廠無法進(jìn)行批量生產(chǎn)，只能根據(jù)具體的設(shè)計圖紙來進(jìn)行制造。文中從非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備參數(shù)的確定入手，分析了非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計方案的擬定，并進(jìn)一步對非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的零件的合理設(shè)計進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備；參數(shù)；設(shè)計方案；零件；結(jié)構(gòu)；尺寸；材料

前言

非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備即非標(biāo)設(shè)備，其種類具有多樣化，工作條件具有較大差別，無法進(jìn)行批量生產(chǎn)，在專用工、夾、量和模具配置上具有較大的難度，原材料在供應(yīng)上也無法達(dá)到計劃供應(yīng)的要求。這就決定了在非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計時具有較大的難度，不僅缺乏現(xiàn)成的設(shè)備資料，而且還很難提前進(jìn)行必要的模擬試驗，所以需要在非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計時提前擬定設(shè)計方案，對其零件進(jìn)行合理設(shè)計，確保能夠滿足用戶的不同需求。

1 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備參數(shù)的確定

在對非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計前，需要對設(shè)備的工作效率、傳動功率、主軸轉(zhuǎn)速、往復(fù)運動速度及工作行程等具體參數(shù)進(jìn)行提前確定，通過對原始參數(shù)進(jìn)行確定后，可以有效的避免結(jié)構(gòu)的變化而導(dǎo)致設(shè)計方案變動的問題發(fā)生。對于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備參數(shù)，通常情況下都是由使用單位來提供，這是由于使用單位對于設(shè)備的使用條件較為熟悉，所提出的參數(shù)能夠與實際要求具有較好的符合性。但當(dāng)使用單位所提供的參數(shù)和設(shè)計要求具有不合理性時，則需要深入的調(diào)查研究，由設(shè)計人員與使用單位共同來商定非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的參數(shù)。

2 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計方案的擬定

2.1 確定工作原理

在非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計的原理選擇時，可以根據(jù)具體的條件不同及要求的綜合性指標(biāo)不同來選擇工作原理，對于一些傳統(tǒng)的工作原理，當(dāng)其能夠起到較好效果時也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]。同時還需要在設(shè)計時還需要勇于嘗試和創(chuàng)新，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，確保工作性能的提升，選擇具有較好經(jīng)濟(jì)效益的工作原理。作為一名非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計者，需要加強對新技術(shù)的應(yīng)用，在進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計時，需要將一些較為成熟的新技術(shù)和先進(jìn)的經(jīng)驗在設(shè)計中進(jìn)行應(yīng)用，確保所設(shè)計出來的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的性能得以提升，確保其經(jīng)濟(jì)效益能夠?qū)崿F(xiàn)。

2.2 確定結(jié)構(gòu)方案

有了正確的工作原理后，要想確保其實現(xiàn)，則需要通過不同的結(jié)構(gòu)方案來實現(xiàn)。這就需要設(shè)計人員需要對不同的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行分析和比較，通用沖理論知識和實踐經(jīng)驗來對各種方案的優(yōu)劣進(jìn)行判別，從而做出取舍，選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。在對結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇時，并不一定復(fù)雜的結(jié)構(gòu)就能夠確保設(shè)備工作性能的良好性，往往簡單的結(jié)構(gòu)更能夠有效的解決設(shè)計中的存在的問題。在具體對結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行確定時，通常需要注意以下幾個方面的問題：（1）可以適當(dāng)?shù)倪x擇機構(gòu)及傳動形式，確保所擬定的機構(gòu)不僅要與選定的工作有的是相符合，同時還要與機構(gòu)運動學(xué)規(guī)律相符。（2）需要對各零部件的相對位置進(jìn)行合理布置，在滿足便利進(jìn)行操作、安裝及維修的基礎(chǔ)上，要盡可能的對結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行縮小。（3）為了節(jié)省工作量，在零部件選擇時，盡量采用外購標(biāo)準(zhǔn)件、本廠零部件及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的零部件，通過這些零部件來對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改裝，不僅有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，而且對于生產(chǎn)成本和維護(hù)成本的降低也具有極為重要的意義。（4）一些非標(biāo)設(shè)備相對復(fù)雜，在這種情況下，則可以利用組合結(jié)構(gòu)，由多個部件來對設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，這樣不僅有利于裝配和拆卸，而且還能夠盡量的縮短生產(chǎn)周期，為后期設(shè)備的修改和改裝帶來較大的便利。（5）在實際工作中，可以根據(jù)自身的經(jīng)驗和專業(yè)知識，對各零部件實際的裝配和加工過程進(jìn)行設(shè)想，從而從結(jié)構(gòu)上對零件的工藝性進(jìn)行改進(jìn)，有效的解決裝配和加工過程中可能存在的問題。

3 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零件的合理設(shè)計

3.1 合理確定零件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸

在對零件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸進(jìn)行確定時，不僅會受制于零件的工作性能、裝配關(guān)系和工藝性的影響，而且還需要考慮強度和剛度的要求，這些要求之間往往會相互制約，所以在實際設(shè)計過程中，設(shè)計需要需要保證零部件結(jié)構(gòu)既定的工作性能的基礎(chǔ)上，在零件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸設(shè)計上可以根據(jù)具體情況來進(jìn)行確定。

在具體設(shè)計過程中，盡可能對零件的形狀進(jìn)行簡化，從而有效的保證零件的加工工藝性，而且還有利于零件加工余量的減少，有利于加工成本的降低。對于非標(biāo)設(shè)備，由于其在生產(chǎn)時多數(shù)情況下都是單件進(jìn)行，鋼制毛坯往往都會選擇現(xiàn)成的材料、板料及其它型鋼，這樣就只需要減少零件最大外形尺寸就能夠有效的降低材料的消耗。另外，在加工時還盡可能利用工廠現(xiàn)有的設(shè)備來進(jìn)行加工，這樣可以有效的減少安裝及換刀的次數(shù)。

3.2 合理選擇材料及毛坯種類

為滿足零件的作用要求，應(yīng)了解并掌握各種材料的特性及應(yīng)用范圍，根據(jù)零件的使用要求、加工性能及材料經(jīng)驗等具體條件，以及類似零件的制造和使用的經(jīng)驗來選取合適的材料。

對一般非標(biāo)設(shè)計，減少零件尺寸及重量在多數(shù)情況下不是主要的，因此對受力較大的零件也不一定要采用高強度合金鋼，而常用廉價的碳素鋼來制造，或采取適當(dāng)?shù)臒崽幚砘虮砻嫣幚韥硖岣卟牧系哪承┬阅芤赃_(dá)到材料的使用要求。例如：采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火或用中碳鋼經(jīng)表面淬火來提高表面硬度制造耐磨零件；或選用適當(dāng)?shù)谋砻驽儗右蕴岣吡慵哪湍バ?、耐腐蝕性及耐調(diào)度性能；采用噴丸強化處理來提高碳素鋼的疲勞強度等。材料的經(jīng)驗性反映在材料制造的總成本上，而不是僅材料本身的絕對價格，所以只有對滿足使用要求的材料、相應(yīng)的加工及熱處理等方面作全面的經(jīng)驗分析，才能判定選取哪種材料比較合適。例如采用低碳鋼進(jìn)行滲碳淬火或采取中碳鋼進(jìn)行調(diào)頻淬火，就需為單個或少量零件專門進(jìn)行滲碳或配制感應(yīng)加熱線圈，這種情況下，選取價格較高而熱處理簡單的材料更為合理。

零件的材料選擇應(yīng)注意就地取材的原則，應(yīng)在制造時盡可能采取庫存材料的品種規(guī)格，或制造時盡可能以庫存的材料代替缺少的材料，以避免為少量材料的采購供應(yīng)而造成人、財及時間的浪費。此外，應(yīng)可能縮減所用材料的品種，材料品種過多，在供應(yīng)、生產(chǎn)及管理等方面都造成困難，引起成本增加。特別是在設(shè)計和制造過程中，會經(jīng)常遇到材料代用的問題，原則上應(yīng)以優(yōu)材代劣材。在這種過程中，并不是隨便借用較差材料來代用，也不能以優(yōu)材來代替劣材，需要正確選擇代用材料，確保設(shè)備的性能，使設(shè)計出來的非標(biāo)設(shè)備能夠正常的工作，避免不必要的浪費情況發(fā)生。

4 結(jié)束語

非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計技術(shù)性較強，整個過程中具有繁雜性，而且非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備種類較多，具有單件及小批量的特點，這就對非標(biāo)設(shè)備設(shè)計人員提出了較高的要求，需要加強專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，注意日常工作中經(jīng)驗的積累，從而確保設(shè)計的質(zhì)量，更好的滿足不同用戶的需求。

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作者簡介：季平，身份證號碼：130322196611190036。