論現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法

宋曉彬

【摘要】機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要的因素。隨著時(shí)代的發(fā)展，多種技術(shù)的更新?lián)Q代，機(jī)械設(shè)計(jì)也有了更多的創(chuàng)新途徑。當(dāng)今時(shí)代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的要求越來(lái)越嚴(yán)，選擇上也越來(lái)越挑剔。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)從機(jī)械設(shè)計(jì)的方方面面入手以順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，其中包括在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中基于對(duì)產(chǎn)品外觀和各種性能的要求所做的創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】方法研究 機(jī)械 現(xiàn)代 設(shè)計(jì)

一、基于產(chǎn)品全方位優(yōu)化的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)

（一）基于產(chǎn)品穩(wěn)定性的機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新

產(chǎn)品的穩(wěn)定性對(duì)于產(chǎn)品而言可謂是評(píng)價(jià)其性能好壞的關(guān)鍵之所在，如果一臺(tái)機(jī)器頻繁出現(xiàn)故障，那么即使它運(yùn)作時(shí)再流暢，它也無(wú)法算得上是一臺(tái)好產(chǎn)品。通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新來(lái)提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，就要運(yùn)用到現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)理念?，F(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)包括了現(xiàn)代科技的眾多因素，如函數(shù)、數(shù)學(xué)理論、信息技術(shù)等，通過(guò)最新型的設(shè)計(jì)途徑得出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，以滿足工業(yè)發(fā)展的新要求，這里得要求主要指針對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新。從原件人手，使機(jī)械設(shè)備在零件上具備更標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，在部件上更加通用，在設(shè)備整體上更加系統(tǒng)，這就要用到變型設(shè)計(jì)。變型設(shè)計(jì)就是在原有產(chǎn)品的類型基礎(chǔ)上，在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)，其中又包括縱系列和橫系列，涉及機(jī)械產(chǎn)品設(shè)備的尺寸、參數(shù)和功能。要增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性，很重要的一點(diǎn)就是機(jī)械設(shè)備內(nèi)部元件的固化，這涉及到不同的工藝方法，使用不同的工藝裝配出來(lái)的產(chǎn)品最終在穩(wěn)定性上會(huì)有很大差異，需要具體情況進(jìn)行具體分析，需要工藝適當(dāng)更改以滿足產(chǎn)品性能要求.這就要求對(duì)零件的加工工藝和熱處理工藝能夠合理選擇并在一定程度上予以改良，也就是對(duì)機(jī)械設(shè)備工藝方法進(jìn)行科學(xué)變?cè)?/p>

（二）基于產(chǎn)品環(huán)保性能的機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新

隨著環(huán)保觀念逐漸深入人心，機(jī)械設(shè)計(jì)也無(wú)法不與環(huán)保聯(lián)系起來(lái)，綠色環(huán)保機(jī)械逐漸步人人們的視野。相應(yīng)地，如何設(shè)計(jì)出符合環(huán)保要求的機(jī)械產(chǎn)品也成為機(jī)械設(shè)計(jì)的一大突破點(diǎn)。從材料選擇人手，要盡量考慮選用可回收、易分解、可再生的環(huán)保材料。除此之外，結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要滿足無(wú)毒無(wú)害的選配要求，還以提高機(jī)械材料的再生率為宗旨，盡量遵循低能耗、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染的原則，盡可能提高機(jī)械設(shè)備的耐久性能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化高效率。就環(huán)保來(lái)說(shuō)，最為長(zhǎng)久的就是節(jié)能設(shè)計(jì)，如果機(jī)械設(shè)備能做到節(jié)能，那可以說(shuō)是“一勞永逸”。要做到節(jié)能，可以考慮采用雙泵分合流技術(shù)、液壓負(fù)荷傳感技術(shù)和靜液驅(qū)動(dòng)技術(shù)等設(shè)計(jì)方式達(dá)到高效節(jié)能的目的。談到電機(jī)，如何選擇電機(jī)也很重要。應(yīng)當(dāng)選擇噪音小，油耗少，排放少的電機(jī)。如果噪音不能避免，那就要增加機(jī)械設(shè)計(jì)中的降噪處理環(huán)節(jié)，這也可以成為機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的一個(gè)思考方向。

（三）基于產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益的機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新

所謂經(jīng)濟(jì)效益，就是要達(dá)到利益最大化，達(dá)到利益最大化可以從機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中和機(jī)械設(shè)計(jì)的成果著手。一方面來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合市場(chǎng)需求和客戶要求，科學(xué)、合理地控制機(jī)械工程設(shè)計(jì)成本。要做到節(jié)約成本，首先就應(yīng)當(dāng)從原材料人手。固然，選擇價(jià)格低廉且品質(zhì)優(yōu)良的原材料最為符合要求，可是事實(shí)上這樣的材料并不好找，再者不同的材料擁有各自不同的功能，而這些原材料對(duì)于工藝加工的要求又不盡相同，只有通過(guò)加工以后才能得到最后想要的理想材料，才能夠達(dá)到參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣一來(lái)找到替換的材料難度極其大。這時(shí)就是就要運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新了。為什么這么說(shuō)呢？其實(shí)就是對(duì)于這些不可加工的材料可以運(yùn)用材料變?cè)ㄟM(jìn)行新的方案的設(shè)計(jì)和研究，此處所謂的變?cè)ň褪歉淖円环N變量或兩種變量從而達(dá)到最后的結(jié)果不變的道理來(lái)實(shí)現(xiàn)接卸設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的。

二、現(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)的突破點(diǎn)

（一）機(jī)械設(shè)計(jì)人員思維的創(chuàng)新

機(jī)械設(shè)計(jì)人員的思維創(chuàng)新可以說(shuō)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的根本。最為根本的思維上的突破應(yīng)當(dāng)就是人工智能的使用，其中包括CAD技術(shù)、基于ASP的Internet接口方案、基于Browser/Server的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型、SQS Server數(shù)據(jù)庫(kù)等，其中以CAD技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的使用最為常見(jiàn)。除了人工智能以外，就設(shè)計(jì)人員的自身思維來(lái)講也可以有所突破，這里頭最難的就是設(shè)計(jì)人員思維的立體性，也就是思維的聯(lián)動(dòng)性。之所以要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維的立體性，保持思維的層次性立體性，實(shí)現(xiàn)橫向、豎向和逆向思維的統(tǒng)一，就是為做到在設(shè)計(jì)時(shí)權(quán)衡利弊，選擇最優(yōu)方案。再就是老生常談的話題了，即思維的突破性、獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用性。也就是說(shuō)，要求設(shè)計(jì)人員不要囿于固有思維套路，而要積極探尋，爭(zhēng)取研發(fā)出更優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，但與此同時(shí)還不能罔顧機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際，紙上談兵?？偟膩?lái)說(shuō)，就是設(shè)計(jì)人員要在符合實(shí)際的情況下開(kāi)拓自身思維，力求更完美的設(shè)計(jì)方案。

（二）探索創(chuàng)新之于機(jī)械設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)

說(shuō)到機(jī)械設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的方法創(chuàng)新，其實(shí)有很多，接下來(lái)列舉幾例。比如說(shuō)立足于分析機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上，研究參數(shù)化設(shè)計(jì)方法再轉(zhuǎn)變到CAE模型的CAD/CAE轉(zhuǎn)換機(jī)制，是一種有效的雙向機(jī)制。再比如說(shuō)，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的反求設(shè)計(jì)，這主要是針對(duì)減少誤差和數(shù)據(jù)還原而設(shè)計(jì)的。還有三維CAD技術(shù)的大量運(yùn)用，再加上之前談到過(guò)的各個(gè)環(huán)節(jié)變?cè)ǖ撵`活運(yùn)用及其各種變型方法在實(shí)踐中的大量運(yùn)用，以及和CAD/CAE轉(zhuǎn)換機(jī)制類似的同樣立足于IT技術(shù)的CAM技術(shù)的運(yùn)用和運(yùn)用IT技術(shù)的同時(shí)需要設(shè)計(jì)人員積極配合的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù)，后者主要是利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸特性，這樣一來(lái)不僅能夠掌握動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，還便于設(shè)計(jì)人員建立相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行探討、比對(duì)、研究。每個(gè)方法的運(yùn)用范圍或有重疊，交叉，但是他們各自又具備彼此所不能取代的優(yōu)點(diǎn)，他們對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的探索創(chuàng)新來(lái)說(shuō)都很重要。

三、結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新，于當(dāng)代而言必不可少，它不僅僅是一個(gè)時(shí)髦詞匯，更是能夠帶來(lái)直接的、直觀的好處的一個(gè)過(guò)程。所以，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)也離不開(kāi)創(chuàng)新環(huán)節(jié)。作為一個(gè)專業(yè)性較強(qiáng)的領(lǐng)域，機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新立足于設(shè)計(jì)人員的基本素質(zhì)，設(shè)計(jì)者的高水平專業(yè)素養(yǎng)是必不可少的，再加上他們思維的主觀突破，這樣才能形成創(chuàng)新的最原始條件。有了這個(gè)基礎(chǔ)之后，再立足于原材料的選取、設(shè)計(jì)過(guò)程中的環(huán)?；幚怼a(chǎn)品的外觀及性能進(jìn)行設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的全方位優(yōu)化，如此一來(lái)才能真正做到現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]王歡，孫玉民，馬勝利.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新途徑分析[J].機(jī)械化工，2015（15）.

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