對現(xiàn)代化機械設(shè)計方法與過程的探討討論

岳峰

摘要：在現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)當中，機械設(shè)備具有十分重要的作用。在我國信息、科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，使得機械設(shè)計制造技術(shù)也在此當中獲得了快速的發(fā)展。其中，設(shè)計的方法與過程十分關(guān)鍵，將直接關(guān)系到最終機械設(shè)備的使用效果，也是具體機械生產(chǎn)當中非常重要的工作內(nèi)容，需要能夠引起重視。在本文中，將就現(xiàn)代化機械設(shè)計方法與過程進行一定的研究。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代化機械設(shè)計;方法;過程

0? 引言

機械設(shè)備是現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)當中的重要設(shè)備類型，在現(xiàn)今行業(yè)快速發(fā)展的情況下，對于機械產(chǎn)品設(shè)計也具有了更高的要求。在該情況下，即需要能夠充分做好設(shè)計理論以及設(shè)計過程把握，以創(chuàng)新方式的應(yīng)用做好機械設(shè)計工作，更好的滿足實際生產(chǎn)需求。

1? 機械設(shè)計發(fā)展

在以往機械設(shè)計當中，在理論方法上存在較為傳統(tǒng)的情況，具體來說，即是對單一機械設(shè)計方法進行應(yīng)用，應(yīng)用的為傳統(tǒng)計算公式，根據(jù)傳統(tǒng)規(guī)定與以往經(jīng)驗開展定向設(shè)計，無法保證產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，且在模式上也存在較為落后的情況。在新的技術(shù)與需求背景下，對于機械設(shè)計具有了更高的要求，需要能夠積極做好設(shè)計方式的轉(zhuǎn)變與優(yōu)化。

近年來，機械設(shè)計技術(shù)一直處于快速的創(chuàng)新發(fā)展過程當中，相關(guān)產(chǎn)品具有了更快的更新?lián)Q代速度。為了能夠?qū)θ罕姷奈镔|(zhì)需求做出保證，設(shè)計者即需要能夠積極做好創(chuàng)新工作，對具有更高性能的產(chǎn)品進行研究。同傳統(tǒng)方式相比，現(xiàn)代法具有更強的主動性，能夠在對時代發(fā)展相適應(yīng)的基礎(chǔ)上，對群眾的物質(zhì)方面需求進行滿足。同時，現(xiàn)今設(shè)計也具有了更短的時間以及更低的成本。在以往設(shè)計當中，主要是根據(jù)方案對樣品機器進行制造，在經(jīng)過比對后對二次方案進行制定，在多次重復(fù)后制造出符合需求的產(chǎn)品，但對于該方式來說，具有較久的設(shè)計時間與費用。在現(xiàn)代方式中，則將根據(jù)電腦為基礎(chǔ)進行仿真設(shè)計，在優(yōu)化后滿足規(guī)定要求，在成本、時間需求方面更低。

2? 設(shè)計過程

在現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的過程中，我國的機械制造行業(yè)也獲得了快速的進步。在具體機械設(shè)計當中，設(shè)計過程是必須遵循的一項內(nèi)容，也是良好完成設(shè)計目標的關(guān)鍵。具體來說，在機械設(shè)計當中的過程可以分為4部分，其分別為：第一，項目設(shè)計前期階段。這是機械設(shè)計工作開展的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，能夠為后續(xù)設(shè)計工作的進行打下了良好的基礎(chǔ)。在具體前期階段工作中，需要能夠做好實地考察以及市場調(diào)研工作，強化分析市場因素，做好可行性研究，對科學(xué)的計劃方案進行制定;第二，方案設(shè)計分析。在該環(huán)節(jié)中，主要是對系統(tǒng)運行原理、功能總體與功能組合要素等方面進行分析，在綜合分析的基礎(chǔ)上做好最佳設(shè)計方案的確定;第三，技術(shù)設(shè)計。在該環(huán)節(jié)中，將對機械設(shè)計中不同環(huán)節(jié)的實驗數(shù)據(jù)模型、結(jié)構(gòu)部署與選型設(shè)計等方面內(nèi)容進行分析，以此為施工設(shè)計活動的進行提供數(shù)據(jù)方面的支持?？梢哉f，在實際機械設(shè)計活動進行中，其中的不同環(huán)節(jié)都會對機械設(shè)計經(jīng)濟效益以及設(shè)計合理性產(chǎn)生影響，需要能夠在不同環(huán)節(jié)當中做好對應(yīng)工作，加強分析，以此對人們的多樣化需求進行滿足。

3? 機械設(shè)計方法

3.1 系統(tǒng)分析方法

在以往機械設(shè)計當中，將客體實現(xiàn)對多個單獨模塊的劃分，之后再對不同模塊進行單獨的研究。其優(yōu)點，能夠具有較強的針對性，但也存在一定的缺陷與不足，即不同組織間存在的交流較少，進而影響到總體成效，并因此在獲得的結(jié)論方面存在缺少系統(tǒng)性等問題的情況。在現(xiàn)今設(shè)計方式當中，對于整體性具有更高的強調(diào)，即使用系統(tǒng)工程法進行研究，并對系統(tǒng)運行、生產(chǎn)狀態(tài)相結(jié)合，在保證不會影響實際條件的基礎(chǔ)上，做好合理方案的制定，保證所設(shè)計出的產(chǎn)品能夠達到預(yù)期。

3.2 優(yōu)化設(shè)計方法

在以往機械設(shè)計中，主要是在保持產(chǎn)品特定條件的基礎(chǔ)上做好方案的擬定，對產(chǎn)品安全性能分析，同時包括有使用時間與強度等，最終做好尺寸的確定。在現(xiàn)今設(shè)計中，即可以在原有的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品流通等處于設(shè)計后期的內(nèi)容也進行考慮，更注重產(chǎn)品的綜合性。在實際設(shè)計當中，對數(shù)學(xué)模型進行建立是經(jīng)常應(yīng)用到的方式，能夠?qū)?fù)雜設(shè)計內(nèi)容實現(xiàn)對數(shù)學(xué)知識的轉(zhuǎn)變，以模型為基礎(chǔ)更好的進行優(yōu)化設(shè)計。

3.3 有限元分析

該方式在力學(xué)領(lǐng)域、熱學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用后，目前在機械設(shè)計領(lǐng)域當中也具有了較多的應(yīng)用。具體來說，即是將對象實現(xiàn)對一定形狀單元的拆分，保證不同單元間具有相互聯(lián)系、彼此分離的特點，之后對對象變量進行分析，在形成計算求解后獲得所需的數(shù)據(jù)。

3.4 反求工程設(shè)計

這是現(xiàn)今機械設(shè)計領(lǐng)域當中應(yīng)用較多的方式，在實際應(yīng)用過程當中，將初步拆分已經(jīng)設(shè)計完成的產(chǎn)品，對具體的設(shè)計原理進行分析，以該原理為基礎(chǔ)對類似產(chǎn)品進行設(shè)計的方式，具有逆向分析特點。我國作為世界大國，對于機械產(chǎn)品具有較大的需求量，且具有較好的市場發(fā)展前景，但在生產(chǎn)工藝方面存在一定的落后情況，研發(fā)團隊無論是在素養(yǎng)還是能力方面都有待提升，并因此對整體制造水平產(chǎn)生影響。在該情況下，則可以通過高性能機械設(shè)備的采購，對其以逆向的方式研究分析，在經(jīng)過優(yōu)化后對先進設(shè)備進行研制，能夠在對研發(fā)時間有效縮短的情況下，實現(xiàn)技術(shù)的進一步發(fā)展。

4? 設(shè)計創(chuàng)新方法

在現(xiàn)今科技水平快速發(fā)展的情況下，機械設(shè)計對于設(shè)計精準度、設(shè)計理念以及產(chǎn)品質(zhì)量也具有了更高的要求。要想更好的實現(xiàn)目標，即需要做好以下創(chuàng)新方法的應(yīng)用：

第一，計算機輔助設(shè)計。

在該設(shè)計方式中，通過電子技術(shù)優(yōu)化機械設(shè)計過程，使整個設(shè)計具有更為完善的特點。在具體以計算機進行輔助設(shè)計時，需要經(jīng)過建設(shè)模型、項目分析以及處理圖形等環(huán)節(jié)，通過CAD等技術(shù)的應(yīng)用將機械設(shè)計當中的物理模型實現(xiàn)對數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)變，以此以更為精確的方式研究產(chǎn)品運行系數(shù)與狀態(tài)，實現(xiàn)對產(chǎn)品的優(yōu)化處理。

第二，變形設(shè)計。

即是在原始機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上做好優(yōu)化設(shè)計工作，以此起到不斷增加機械產(chǎn)品衍生品種類的效果。具體方式，即是對原有機械產(chǎn)品在形式、大小與原理等方面做好創(chuàng)新設(shè)計，在對產(chǎn)品適用性不斷提升的基礎(chǔ)上，起到提升產(chǎn)品利用效率的效果。

第三，并行設(shè)計。

該方式在實際應(yīng)用中，在設(shè)計流程順暢性、節(jié)約設(shè)計時間等方面都具有較好的效果。在實際應(yīng)用中，在將工程教學(xué)、輔助設(shè)計為依據(jù)的基礎(chǔ)上，使機械能夠向著一體化的方向發(fā)展，以此實現(xiàn)機械設(shè)計效果的提升。

第四，制造工藝創(chuàng)新。

對于機械設(shè)備來說，其在經(jīng)過設(shè)計制造完成后，其在操作流程、功能原理方面則將進入到模式化狀態(tài)當中。從現(xiàn)實角度看來，技術(shù)創(chuàng)新正是機械設(shè)備制造當中的重點，在新技術(shù)形成、成熟后，則將進入到高頻度的使用當中，在該過程當中，則很難獲得突破性進展。為了能夠?qū)υ摲N問題進行有效的解決，則可以在制造工藝上入手強化創(chuàng)新與開發(fā)，積極提升設(shè)備構(gòu)造當中組成部分、工藝的技術(shù)性開發(fā)，在提升功能性的基礎(chǔ)上強化機械設(shè)備整體性，使機械設(shè)計在實際應(yīng)用中也能夠獲得創(chuàng)新。

第五，自動化提升。

在設(shè)備創(chuàng)新設(shè)計當中，不僅需要能夠在基層層面對操作便捷性進行提升，且需要能夠?qū)ψ詣踊鞒淘O(shè)計方式進行應(yīng)用，以此起到解放人員勞動力的效果，使自動化智能功能對部分需要人工完成的內(nèi)容進行替代。在機械設(shè)備系統(tǒng)當中，該種自動化方式的應(yīng)用，不僅能夠?qū)υO(shè)備整體效率進行提升，且能夠較好的滿足工作在精確性方面的要求，在對設(shè)備智能化、自動化創(chuàng)新理念提升的基礎(chǔ)上，使機械設(shè)計在運轉(zhuǎn)流程中獲得創(chuàng)新。

第六，信息平臺支持。

對于機械設(shè)計理念來說，雖然是工作人員個人的工作經(jīng)驗與智慧，在實際設(shè)計當中，要想更好的實現(xiàn)該種設(shè)計理念，也需要能夠應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)以及信息技術(shù)，在創(chuàng)新效果上發(fā)揮良好的輔助作用。對于機械設(shè)備設(shè)計這項工作來說，其自身即是具有細致、繁瑣特征的活動，通過綜合化網(wǎng)絡(luò)平臺的建立，則能夠幫助我們對先進設(shè)計理念進行積極的吸收，更好的保障產(chǎn)品品質(zhì)。

5? 設(shè)計發(fā)展趨勢

在未來發(fā)展中，機械設(shè)計將向著以下方向發(fā)展：

第一，智能化。

在時代發(fā)展的過程中，新技術(shù)的出現(xiàn)將為機械設(shè)計提供新的機遇。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)普及的過程中，也使得機械設(shè)計獲得了快速的發(fā)展。在未來一定時間內(nèi)，智能化將成為我國機械設(shè)計當中的重要發(fā)展方向，是未來發(fā)展的主要趨勢。

第二，精密化。

在社會發(fā)展中，人們的認知、需求方面也發(fā)生了較大的變化，如更多對精細化具有重視，更多的對產(chǎn)品品質(zhì)具有關(guān)注等。尤其是對于航空用品以及專業(yè)用品機械來說，在設(shè)計精確性方面更是具有非常高的要求，使得精密化將成為未來行業(yè)發(fā)展當中的重要趨勢，對于產(chǎn)品品質(zhì)以及使用效果的提升都具有十分重要的作用。

第三，綠色化。

在經(jīng)濟發(fā)展當中，人們對于環(huán)保、生態(tài)具有了更高的要求，更加關(guān)注生態(tài)健康。近年來，國家對于環(huán)保發(fā)展也提出了更高的要求，采取一系列措施推廣綠色產(chǎn)品、發(fā)展環(huán)保事業(yè)。在未來機械設(shè)計當中，即需要能夠?qū)h(huán)保理念良好的融入到其中，以此對具體設(shè)計、制造當中對于生態(tài)環(huán)境造成的污染進行降低。

第四，前瞻融合設(shè)計。

在未來機械設(shè)計當中，前瞻性是需要重點考慮的點。在產(chǎn)品的設(shè)計環(huán)節(jié)中，即需要能夠全面考察產(chǎn)品在市場當中的應(yīng)用環(huán)境、使用人群以及需求程度等方面內(nèi)容，科學(xué)考量外界相關(guān)因素，在充分體現(xiàn)出前瞻性的基礎(chǔ)上，保證所設(shè)計出的產(chǎn)品能夠擁有應(yīng)用市場，保障企業(yè)經(jīng)濟效益。

同時，在現(xiàn)今機械設(shè)計當中，在方法理論層面還屬于新興學(xué)科，將對傳統(tǒng)機械設(shè)計的很多部分進行改變，這時需要能夠?qū)⒔徊嫘灾R的把握為依據(jù)，充分做好現(xiàn)代機械設(shè)計理念的融合。具體來說，即是在機械設(shè)計層面做好電氣自動化、計算機與力學(xué)知識內(nèi)容的融合，不斷豐富機械設(shè)計理念，體現(xiàn)出產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)新性。

6? 結(jié)束語

在上文中，我們對現(xiàn)代化機械設(shè)計方法與過程進行了一定的研究。在實際設(shè)計當中，即需要能夠做好設(shè)計理念的把握，在做好設(shè)計方式創(chuàng)新的基礎(chǔ)上更好的滿足機械行業(yè)發(fā)展需求，設(shè)計出具有高質(zhì)量、具有競爭力的機械產(chǎn)品。

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