復(fù)雜鑄件結(jié)構(gòu)與工藝的協(xié)同設(shè)計(jì)研究

羅添 李維超

摘要：當(dāng)前階段，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)取得了快速的發(fā)展。相應(yīng)的，也帶動(dòng)了各種科學(xué)技術(shù)水平的提升。在進(jìn)行一些機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)件設(shè)計(jì)的過程中，也需要充分的結(jié)合一些新式的工藝協(xié)同設(shè)計(jì)方法的優(yōu)勢(shì)，從而進(jìn)一步的提升產(chǎn)品的整體性能，發(fā)揮其積極作用。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，由于其設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)流程等方面的內(nèi)容還存在著明顯的不合理性，在產(chǎn)品應(yīng)用的過程中，便會(huì)出現(xiàn)諸多的問題。其不僅在一定程度上影響了整個(gè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工作的有序開展，同時(shí)還極大的限制了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。為此，本篇文章在經(jīng)過了大量的研究和調(diào)查之后完成，主要從工藝協(xié)同設(shè)計(jì)理念的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，淺析其未來的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜鑄件結(jié)構(gòu);工藝技術(shù);協(xié)同設(shè)計(jì)

近年來，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，出現(xiàn)了諸多的數(shù)字化設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)理念，將其和一些分析的理念、制造技術(shù)以及其他的一些工藝設(shè)計(jì)方式進(jìn)行有效的結(jié)合，不僅是未來社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，也是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的重要力量。當(dāng)前階段，國(guó)內(nèi)外一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)、科技水平高的企業(yè)已經(jīng)運(yùn)用了復(fù)雜鑄件結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)的方式，有效的提升了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。但是從另一方面來看，當(dāng)前階段，我國(guó)和其他發(fā)達(dá)的歐美等資本主義國(guó)家之間還存在著巨大的差距，在一些設(shè)計(jì)理念和技術(shù)的應(yīng)用過程中還存在著一定的問題。由此可見：研究復(fù)雜鑄件結(jié)構(gòu)與工藝的協(xié)同設(shè)計(jì)具有積極的社會(huì)意義，希望本篇文章的發(fā)表能夠?qū)ο嚓P(guān)的工作者產(chǎn)生一定的啟示。

一、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式及其特點(diǎn)

根據(jù)相關(guān)的調(diào)查和研究可以發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)階段的復(fù)雜鑄件產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過程中，主要的目的還是為了滿足基本的使用需求，缺乏了對(duì)產(chǎn)品和制造工藝的經(jīng)濟(jì)性的考慮，從而導(dǎo)致了工藝性能較差、質(zhì)量低的問題，嚴(yán)重的影響了產(chǎn)品的使用效果。另外，由于設(shè)計(jì)流程的不合理性，還導(dǎo)致了工藝成本的增加，在最終的產(chǎn)品效果和性能方面，也和最初的設(shè)計(jì)之間初夏了較大的出入。本篇文章主要結(jié)合某型號(hào)的鐵路貨車搖枕作為研究對(duì)象，進(jìn)行具體的說明。

1.在產(chǎn)品性能方面的差異性

此次選擇的搖枕，可以發(fā)現(xiàn)在其側(cè)壁和內(nèi)部筋的部位均為豎直性的結(jié)構(gòu)。然而，在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)過程中，為了更好提升其使用的性能，需要將其進(jìn)行拔模處理。在此過程中，整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，從而嚴(yán)重的影響了設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度。

2.傳統(tǒng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)制造工藝的影響

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念的影響下，鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和其制造的工藝設(shè)計(jì)分別是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師和工藝設(shè)計(jì)師根據(jù)自己的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合具體的工作需求基礎(chǔ)之上所完成的。如果一旦完成了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，那么其制造的工藝和制造的成本便將無(wú)法改變。

在進(jìn)行此次產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，搖枕的枕壁部位厚度較大，很容易產(chǎn)生一些縮孔、縮松等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了產(chǎn)品出現(xiàn)了傾向性的問題。如果選擇直接在底壁的下方部位進(jìn)行獨(dú)立澆灌的方式，將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法使用冒口的部位進(jìn)行補(bǔ)縮性的處理。為此，為了有效的提升關(guān)鍵部位的致密度性，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候，只能夠選擇放置冷鐵的方式。但是從另一方面來看，這種方式雖然能夠滿足相關(guān)的工作需求。卻會(huì)嚴(yán)重的增加產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工期，導(dǎo)致大量的時(shí)間成本、人力成本、資金成本的投入，甚至出現(xiàn)了廢品的問題。

二、復(fù)雜鑄件結(jié)構(gòu)與工藝結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)及其特點(diǎn)

根據(jù)對(duì)相關(guān)的調(diào)查和研究可以發(fā)現(xiàn)：國(guó)外的一些設(shè)計(jì)師在進(jìn)行鑄件產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，經(jīng)常會(huì)采取多個(gè)學(xué)科之間相互協(xié)調(diào)的方式，從而達(dá)到對(duì)鑄件產(chǎn)品性能優(yōu)化的目的。比如：結(jié)合一些數(shù)字化的分析方式、虛擬的制造工藝和分析的軟件等，對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)。從其積極作用來看，能夠在完成各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作之后，進(jìn)一步的提升產(chǎn)品的整體性能，從而有效的避免了在傳統(tǒng)的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中所出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性差大的問題。

比如：選取國(guó)外的結(jié)構(gòu)搖枕，對(duì)其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)：在進(jìn)行該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，融合了拔模斜度、工藝筋等新式的工藝設(shè)計(jì)方式。充分的發(fā)揮新式的生產(chǎn)工藝的優(yōu)勢(shì)，有效的提升了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。在這種設(shè)計(jì)方式應(yīng)用的過程中，不需要進(jìn)行冷鐵的放置，便可以有效的滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。從而大大的降低了生產(chǎn)的成本，避免了在傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中廢鐵現(xiàn)象的發(fā)生。

三、國(guó)內(nèi)復(fù)雜鑄件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計(jì)的未來發(fā)展趨勢(shì)分析

今后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中，主要從以下五個(gè)方面來進(jìn)行具體的 考慮。首先，需要設(shè)計(jì)師根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求和具體的應(yīng)用進(jìn)行綜合性的考慮，設(shè)計(jì)出其基本的結(jié)構(gòu)。其次，鑄件設(shè)計(jì)師在對(duì)此進(jìn)行了研究和審查之后，提出一些整改性的意見，從而更好的提升產(chǎn)品的性能。再次，在二者的意見統(tǒng)一之后，還需要借助一些拔模、工藝筋等新式工藝的優(yōu)勢(shì)。另外，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行三維模型的建設(shè)和模擬。利用一些基礎(chǔ)的力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理對(duì)模型進(jìn)行分析，借助輔助性和計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)工藝推動(dòng)制造業(yè)的快速發(fā)展。最后，還可以借助計(jì)算機(jī)協(xié)同算法和優(yōu)勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行再次的檢測(cè)，進(jìn)一步的提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。

由此可見：將傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)理念和新式的設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行有效的結(jié)合，已經(jīng)成為了未來社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。結(jié)合不同鑄件結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，將其投入到工作中，能夠推動(dòng)行業(yè)的快速發(fā)展，提升經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)?，這種協(xié)同式的工藝設(shè)計(jì)理念和方式，能夠有效的提升工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少不必要的時(shí)間、人力、資源成本的投入，從而為企業(yè)的發(fā)展帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益，提升其競(jìng)爭(zhēng)力。

總體來看，在今后的工作中，數(shù)字化信息技術(shù)的應(yīng)用、工藝設(shè)計(jì)理念的協(xié)同應(yīng)用已經(jīng)成為了一種社會(huì)必然的趨勢(shì)。為此，相關(guān)的工作人員需要不斷的提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，能夠?qū)ΜF(xiàn)階段使用的各種設(shè)計(jì)工藝和其設(shè)備有著較為正確的認(rèn)知，并能夠借助其優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步的提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)性能，更好的推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平的提升奠定良好的基礎(chǔ)。

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