機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械制造中的重要性淺析

劉宇 秦磊 侯典淋

摘要：設(shè)計(jì)技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比而言，本身就包含了設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新的理念和思路。任何一件事物的創(chuàng)新都離不開思維的創(chuàng)新，機(jī)械設(shè)計(jì)也不例外，創(chuàng)新思維是機(jī)械設(shè)計(jì)不斷向前發(fā)展的根本。作為機(jī)械設(shè)計(jì)的從業(yè)人員，要善于把理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，并且運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)出符合大眾需求的高品質(zhì)機(jī)械產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);分析研究

引言

在科學(xué)技術(shù)多元化發(fā)展的背景下，機(jī)械制造技術(shù)的水平不斷提高。在一定程度上，該領(lǐng)域的智能化機(jī)械設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)水平取得了很大的成果。即使跟發(fā)達(dá)的國(guó)家相比較還是屬于發(fā)展緩慢的，但如果跟之前比較有很大的進(jìn)步的，并且取得了巨大發(fā)展以及突破，自動(dòng)化賀智能化都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了?？梢姡谥悄苤圃鞎r(shí)代的背景下，可以從技術(shù)機(jī)制的構(gòu)建、創(chuàng)新、發(fā)展等方面入手建立機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的體系，也與國(guó)家環(huán)保設(shè)計(jì)相呼應(yīng)。根據(jù)以上情況，更加保證了技術(shù)的應(yīng)用效果，從而實(shí)現(xiàn)了社會(huì)的效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

1機(jī)械設(shè)計(jì)理論和方法的發(fā)展進(jìn)程

立足于世界發(fā)展角度，將機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展劃分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段為機(jī)械設(shè)計(jì)初期階段，從19世紀(jì)至20世紀(jì)中段，該階段主要應(yīng)用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念傳統(tǒng)，設(shè)計(jì)方法過于單一，依賴于計(jì)算公式開展定向設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平不高，無法全面促進(jìn)設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步，從而導(dǎo)致新產(chǎn)品的研發(fā)速度比較慢。在發(fā)展過程中受到技術(shù)條件影響，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)的成本比較高，設(shè)計(jì)效率低下，不能滿足市場(chǎng)需求。在發(fā)展到20世紀(jì)中段，不斷凸顯出機(jī)械產(chǎn)品的缺點(diǎn)，為了處理該問題，必須優(yōu)化改進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)理念，促使機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)入到第二發(fā)展階段。在新發(fā)展階段中開始大量應(yīng)用新型技術(shù)，以此處理傳統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的不足，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化發(fā)展，提升機(jī)械制造水平。

2機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的重要性

2.1程序性

從機(jī)械設(shè)計(jì)的過程來看，它更加重視產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到銷售的一體化設(shè)計(jì)，因此這就需要設(shè)計(jì)者從產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)以及施工總體設(shè)計(jì)等步驟進(jìn)行全面的考慮，從而更加體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)方法的程序性。

2.2創(chuàng)造性

當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)處在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化增長(zhǎng)動(dòng)力的攻關(guān)期。供給側(cè)創(chuàng)新不足導(dǎo)致很多關(guān)鍵設(shè)備，核心技術(shù)和高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口，核心技術(shù)被“卡脖子”的事情時(shí)有發(fā)生。解決這一問題的關(guān)鍵在提高科技創(chuàng)新能力，提高供給側(cè)體系質(zhì)量。因此機(jī)械設(shè)計(jì)要敢于打破常規(guī)，突破傳統(tǒng)思維，探索新方法，新原理，并且依托先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和工具，來開發(fā)出高品質(zhì)的，具有原創(chuàng)性的新產(chǎn)品。

2.3安全性

作業(yè)安全是保障施工作業(yè)順利開展的重要前提條件。在設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備時(shí)，需要考慮以下三方面的安全：（1）零件安全。儀器安全的基礎(chǔ)就是零件安全。如果零件性能均能夠滿足機(jī)械設(shè)備的使用需求，自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備就能保持平穩(wěn)運(yùn)行。（2）作業(yè)安全。工作人員的人身安全是需要考慮的重點(diǎn)對(duì)象。（3）環(huán)境安全，由于機(jī)械工廠易對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成影響，因此，要做好防范從工作。

2.4高效性

運(yùn)用技術(shù)設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品，在質(zhì)量檢測(cè)時(shí)可以直接使用計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行模擬使用，這樣設(shè)計(jì)者可以直接看到自己設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量水平，同時(shí)節(jié)約了很多設(shè)計(jì)時(shí)間。除此之外機(jī)械設(shè)計(jì)可以縮短前期準(zhǔn)備和細(xì)節(jié)工作的時(shí)間，大大提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。

3機(jī)械設(shè)計(jì)方法分析

3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿生類比設(shè)計(jì)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法需要不斷創(chuàng)新完善，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)手法進(jìn)行優(yōu)化，通過數(shù)學(xué)理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)充實(shí)理論依據(jù)。在設(shè)計(jì)研究過程中制定優(yōu)化創(chuàng)新方案。設(shè)計(jì)人員可以利用計(jì)算機(jī)模型開展模擬化設(shè)計(jì)，通過數(shù)學(xué)方法開展線性與非線性分析，以此處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題，找尋最佳設(shè)計(jì)方式。在現(xiàn)代機(jī)械研發(fā)中也可應(yīng)用仿生類比設(shè)計(jì)手法，此種方法通過仿生學(xué)原理和利弊分析法激發(fā)靈感，設(shè)計(jì)人員可以將機(jī)械產(chǎn)品與動(dòng)植物聯(lián)系在一起探索二者之間的共同點(diǎn)，以此發(fā)散思維，確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)的獨(dú)特性。

3.2有限元分析方法

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元分析方法迅速發(fā)展成為設(shè)計(jì)計(jì)算方法重要組成部分，這種方法的使用原理是將設(shè)計(jì)產(chǎn)品分成有限的、獨(dú)立的、相互聯(lián)結(jié)的三個(gè)部分，這些被分出的部分大多都是一些比較常見的形狀。例如在有限元分析方法中，如果被分析的產(chǎn)品是平面的，就可以把它劃分到四邊形里面，如果要分析到產(chǎn)品是立體的，就可以把它劃分到六面體里面。在劃分完產(chǎn)品單元后，設(shè)計(jì)人員接下來就要確定所分析產(chǎn)品的每個(gè)變量，然后將分析出的產(chǎn)品變量應(yīng)用的單元函數(shù)中，并進(jìn)行求解，最后再將列出的單元方程連立求解。

3.3移植技術(shù)與變形設(shè)計(jì)法

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，變形設(shè)計(jì)屬于重要?jiǎng)?chuàng)新方式。綜合分析產(chǎn)品工作原理，功能與結(jié)構(gòu)，拓寬機(jī)械種類，開展多樣化的功能渠道，在此基礎(chǔ)之上研發(fā)多種類型的產(chǎn)品，以此加強(qiáng)產(chǎn)品性能。在現(xiàn)代科技發(fā)展過程中，其他領(lǐng)域也出現(xiàn)了多種先進(jìn)方式，設(shè)計(jì)人員可通過移植設(shè)計(jì)法開展優(yōu)化設(shè)計(jì)。比如在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中可以融入雜技道具設(shè)計(jì)手法，通過機(jī)械模塊化設(shè)計(jì)理念，提升機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的獨(dú)特性。設(shè)計(jì)人員可以通過此種方法聯(lián)合其他領(lǐng)域的設(shè)計(jì)理念，有效結(jié)合實(shí)際生活理論，操作技藝與工藝手法，將其合理利用到現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，研發(fā)出滿足現(xiàn)代機(jī)械應(yīng)用的方法。

3.4系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中，一般都是將要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品分為幾個(gè)模塊，分別進(jìn)行探討研究。但在一個(gè)公司內(nèi)各部門之間并不能做到及時(shí)交流，這種現(xiàn)象導(dǎo)致各部門設(shè)計(jì)出的部件產(chǎn)品都是獨(dú)立存在的，片面不完整的。而系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法要求，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中是一個(gè)完整的整體，要用系統(tǒng)完整的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在確立好設(shè)計(jì)方案后還要把產(chǎn)品的制造過程和運(yùn)行情況都考慮進(jìn)去。

4結(jié)束語

機(jī)械制造的過程涉及多個(gè)方面，制造過程中的合理設(shè)計(jì)在機(jī)械制造過程當(dāng)中起著十分重要的作用。所以我們必須根據(jù)實(shí)際情況，不斷強(qiáng)化精益的生產(chǎn)工藝，改進(jìn)老舊工藝。其中機(jī)械工藝的合理化也是提高生產(chǎn)的效率、保證生產(chǎn)的質(zhì)量中的重要環(huán)節(jié)。在不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)過程當(dāng)中，改進(jìn)其機(jī)械制造的工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1]單小眉.綠色設(shè)計(jì)理念在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用探析[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（24）：49.

[2]劉富文.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的未來應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（24）：53.

[3]姜毓依儂.淺談機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（23）：198.

[4]李享睿.探索自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的重要性[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（12）：186-187.

（作者單位：賽輪（沈陽）輪胎有限公司）