解析機(jī)械設(shè)計(jì)制造的注意要點(diǎn)

婁慧鐸（黑龍江龍煤礦業(yè)工程設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 雙鴨山 155100）

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解析機(jī)械設(shè)計(jì)制造的注意要點(diǎn)

婁慧鐸
（黑龍江龍煤礦業(yè)工程設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 雙鴨山 155100）

摘要：工業(yè)化發(fā)展，離不開(kāi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步。機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量直接影響著機(jī)械的工作性能，并決定了機(jī)械的工作和生產(chǎn)效率。本文對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)該注意的要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作的開(kāi)展提供資料參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；設(shè)計(jì)；制造；注意要點(diǎn)

我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造歷史由來(lái)已久，諸如紡紗機(jī)、地動(dòng)儀等機(jī)械更是引領(lǐng)了世界科技的發(fā)展。但西方在工業(yè)革命之后，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)發(fā)展迅猛。雖然我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)一直沒(méi)有停下前進(jìn)的腳步，但相比于西方發(fā)達(dá)的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域仍然有一定差距。現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)制造，要求設(shè)計(jì)人員不僅能夠掌握物力、化學(xué)、機(jī)械、自動(dòng)化等多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還要求機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)以完成設(shè)計(jì)目的為靶向，以提高機(jī)械工作效率和可靠性為目的，做好機(jī)械的整體和局部設(shè)計(jì)?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)作為科技水平的反應(yīng)，已然成為影響社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的關(guān)鍵。

1　提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的剛度、強(qiáng)度和精度

機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展直接影響工業(yè)化社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。想要以提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量來(lái)推動(dòng)工業(yè)社會(huì)發(fā)展，就必須保證機(jī)械設(shè)備向著高效率、高精度、高質(zhì)量的方向發(fā)展。這就要求機(jī)械設(shè)備制造在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮好設(shè)備的剛度、強(qiáng)度和精度。機(jī)械設(shè)備的剛度是指材料和結(jié)構(gòu)抵抗彈性變形的能力，反應(yīng)在機(jī)械設(shè)備上影響著設(shè)備的生產(chǎn)效率和精度。機(jī)械設(shè)備的剛度主要與設(shè)備整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和刀具等關(guān)鍵零部件材料選擇有關(guān)系，因而在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中要通過(guò)材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提高設(shè)備的剛度。

強(qiáng)度是機(jī)械零部件首先應(yīng)該滿(mǎn)足的要求，是指零部件抵御材料或結(jié)構(gòu)破壞力的能力，機(jī)械零部件的強(qiáng)度，影響了機(jī)械設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)效率，提高機(jī)械設(shè)備的強(qiáng)度，也需要從結(jié)構(gòu)和材料兩方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。而高精度則是由機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整體工藝水平?jīng)Q定的，機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量、材料質(zhì)量和機(jī)械結(jié)構(gòu)工作質(zhì)量都會(huì)影響到機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)精度，而機(jī)械設(shè)備的精度將對(duì)所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量帶來(lái)直接影響。

2　鑄造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鑄造是機(jī)械制造生產(chǎn)零部件的重要技術(shù)，零部件鑄造質(zhì)量影響著零部件的強(qiáng)度、精度和剛度。設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)械分型面設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單，鑄件的表面最好不要內(nèi)凹現(xiàn)象，在大型鑄件上集中機(jī)械的表面凸臺(tái)，并且外表面沒(méi)有小的凸出部分。改變妨礙起模的結(jié)構(gòu)（如圖1中，a圖采用挖沙造型，b圖則去掉了不必要的外圓角，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化），避免使用較薄且較大的水平面和會(huì)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力的形狀，否則會(huì)影響外觀。

保持鑄件壁厚度均勻，鑄件壁厚外壁厚大于內(nèi)壁，鑄件壁厚度是慢慢逐步增加的。兩壁相交的夾角不宜過(guò)小，鑄件內(nèi)腔使用造芯，不用型芯撐，為提高鑄件質(zhì)量，在鑄件的孔邊使用凸臺(tái)鑄件結(jié)構(gòu)。穿通鑄件的孔，合理布置加強(qiáng)肋，保證鑄件自由收縮。綜合考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少缺陷肋產(chǎn)生的受力，簡(jiǎn)單設(shè)置肋，處理好鑄件合理傳力與支持。

圖1　鑄造結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化

3　考慮人機(jī)學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

機(jī)械設(shè)備的主要使用目的是提高人的生產(chǎn)效率，因而其操作、保養(yǎng)、維護(hù)都是由工人來(lái)完成的。在機(jī)械設(shè)備制造中，要考慮好人機(jī)學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，保證機(jī)械設(shè)備的外形、操作、生產(chǎn)參數(shù)顯示符合人的工作習(xí)慣要求。例如，合理調(diào)整控制按鈕的大小，并將關(guān)鍵控制按鈕設(shè)計(jì)在操作臺(tái)附近。做好操縱桿、儀表盤(pán)的位置設(shè)計(jì)，以提高操作者的操作效率。

除此之外，還要做好操作臺(tái)座椅的設(shè)計(jì)，以給操作人員提供更加舒適的工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)提高操作人員操作舒適性，提高生產(chǎn)效率的目的。

4　做好機(jī)械設(shè)備的散熱、防腐、隔音設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)備時(shí)將能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)作生產(chǎn)產(chǎn)品的一種裝置，因而機(jī)械設(shè)備在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中必然會(huì)發(fā)生熱量。做好機(jī)械設(shè)備的散熱，有利于提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命、工作效率和工作時(shí)長(zhǎng)，提高生產(chǎn)效率。散熱處理的關(guān)鍵在于潤(rùn)滑和發(fā)熱部位的散熱，當(dāng)今機(jī)械設(shè)備散熱主要有風(fēng)冷、水冷等方式，在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)熱量大小合理選擇。

機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造的防腐不僅要在材料選擇上下功夫，還需要做好設(shè)備零部件和整體的防腐漆涂層設(shè)計(jì)，在提高防腐效果的同時(shí)使設(shè)備的視覺(jué)效果得到優(yōu)化。噪音是振動(dòng)產(chǎn)生的，隔音則主要是降低機(jī)械設(shè)備熱交換管道、軸與其他部件、連接管、零件連接位置的磨損和相對(duì)位移，并對(duì)零件進(jìn)行平衡測(cè)試，減少噪音。

5　機(jī)械零部件的熱處理方面的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，降低主要配料的尺寸， 從而保持產(chǎn)品表面不被加工工件表面齊平， 使加工表面長(zhǎng)度不同。復(fù)雜組裝件改變表面的精度， 產(chǎn)品主要結(jié)構(gòu)不要求形狀精度使用工具， 要求寬松，但同時(shí)形狀也要考慮影響 鑄件的誤差。方便處理組合物的復(fù)雜的設(shè)計(jì)表面， 保證內(nèi)表面的外表面的設(shè)計(jì)組成部分少，少用復(fù)雜的倒角非圓形部和最小化部件形狀，不測(cè)量這些部件，因?yàn)檫@些部件不能維持基部結(jié)構(gòu)。

6　機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先要保證與設(shè)計(jì)圖紙相一致。再次寄出上，由于大鑄件上表面是簡(jiǎn)單的機(jī)械式和投影面投射在凹形表面和機(jī)械上，因而零件突出部位小。在設(shè)計(jì)中要確保鑄件厚度的漸進(jìn)，并確保鑄件外壁厚度大于內(nèi)壁。除此之外，還要做好肋骨的安排，保證鑄件在組裝中能夠自如收縮，避免鑄件不符合組裝結(jié)構(gòu)要求，造成鑄件報(bào)廢，浪費(fèi)資源。

7　優(yōu)先選擇綠色化機(jī)械設(shè)計(jì)

綠色化機(jī)械設(shè)計(jì)理念是指在機(jī)械設(shè)計(jì)中，盡量降低部件生產(chǎn)中資源和物資的消耗。綠色機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)水平提出了更高的要求，要求設(shè)計(jì)人員要細(xì)致掌握質(zhì)量、成本、性能之間的關(guān)系，并從諸多的設(shè)計(jì)方案中，選擇出經(jīng)濟(jì)性最好，質(zhì)量最佳的設(shè)計(jì)方案。

為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中的能源節(jié)約和綠色環(huán)保，在設(shè)計(jì)中還要提前考慮好產(chǎn)品替代、環(huán)境污染等問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，在確保零件質(zhì)量的前提下，降低資源和能源的投入，減小生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響，為企業(yè)創(chuàng)造更大的利潤(rùn)。

綜上所述，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量，是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，一定要做好結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和精度設(shè)計(jì)、鑄造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人機(jī)學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、散熱防腐和隔音設(shè)計(jì)等工作，不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造質(zhì)量，為我國(guó)工業(yè)化發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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Points to note of mechanical design and manufacturing

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122;TH16

文章編號(hào)：1009-797X(2016)12-0048-02

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.020

作者簡(jiǎn)介：婁慧鐸（1970－），男，本科學(xué)歷，工程師職稱(chēng)，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化工作。

收稿日期：2016-05-06