簡析機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計

張志剛

摘要：機械工程作為一個非常重要的科學(xué)，主要有機械制造、機械設(shè)計、機械電子組成，是以自然科學(xué)為基礎(chǔ)的通過長時間生產(chǎn)實踐過程中不斷結(jié)合、優(yōu)化所產(chǎn)生的。機械工程作為經(jīng)濟發(fā)展中最為重要的一個環(huán)節(jié)得到了越來越多的重視，機械工作影響著各行各業(yè)的方方面面，通過機械工程的幫助可以有效的加快工作效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。作為一種基礎(chǔ)行業(yè)，機械工程是大多數(shù)行業(yè)的發(fā)展前提，機械工程得到先進的生產(chǎn)技術(shù)，也會促進其他行業(yè)的發(fā)展，因此就需要重視我國機械工程行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械結(jié)構(gòu);設(shè)計;創(chuàng)新

引言

由于機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程相對比較繁雜，眾多因素都可能影響到設(shè)計活動。鑒于此，要加強機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新，保證機械結(jié)構(gòu)設(shè)計層次明顯提高。在創(chuàng)新思維的指導(dǎo)下，不斷提高機械結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、合理性。在行業(yè)設(shè)計規(guī)范統(tǒng)一指導(dǎo)下，走創(chuàng)新化的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計之路，不僅能推動國內(nèi)機械制造行業(yè)的發(fā)展，同時還能有效促進科技與機械之間的融合。

一、機械設(shè)計

通過對機械制造設(shè)備的工作機理進行探究，然后通過各項工藝之間的契合制定出完整的工件生產(chǎn)文件，如材料、尺寸、潤滑等工序。機械設(shè)計是機械生產(chǎn)的前提，同時也是機械設(shè)備質(zhì)量、性能的重要體現(xiàn)，機械設(shè)計過程中，制定出完整的計劃可有效降低加工成本，保證設(shè)備的穩(wěn)定性。一般來講，針對同一個零部件進行設(shè)計時，一般需制定多種設(shè)計方案，考慮到機械設(shè)備質(zhì)量性能與零部件的精準(zhǔn)性，技術(shù)人員應(yīng)對零部件設(shè)計圖紙的可行性進行探究，確保整體加工階段的完整性。從近幾十年的設(shè)計轉(zhuǎn)變來分析，我國機械加工設(shè)計已經(jīng)取得重大突破，特別是在計算機軟件技術(shù)的支持下，圖紙文件的設(shè)計也從傳統(tǒng)的紙張轉(zhuǎn)移到平臺系統(tǒng)中，技術(shù)人員可對設(shè)計文件多維度考量，提高設(shè)計的精準(zhǔn)度，減少后續(xù)加工工序的繁瑣度。

二、 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

（1）功能設(shè)計要點。機械制造的本質(zhì)目標(biāo)就是為生產(chǎn)工作的效率提升創(chuàng)造良好的條件。但是在機械制造的早期，機械性能的設(shè)計不但需要與實際需求相一致，并且還需要將創(chuàng)新的理念加以切實的引用。設(shè)計出的結(jié)果需要達到相關(guān)行政機構(gòu)制定的標(biāo)準(zhǔn)水平，才能從根本上確保產(chǎn)品的綜合性能和實用性。（2）質(zhì)量控制要點。針對產(chǎn)品質(zhì)量實施監(jiān)督管控工作并非是單純的對產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)以及產(chǎn)品材質(zhì)實施監(jiān)督管控，最為重要的是需要對產(chǎn)品的各項參數(shù)加以切實的管控和監(jiān)督，這些參數(shù)都是判斷產(chǎn)品質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)。只有在生產(chǎn)過程中密切關(guān)注這些參數(shù)并且加以切實的管控，才可以有效的保證產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，還需要安排專人對機械產(chǎn)品的綜合性能、質(zhì)量加以高效的管控，避免在機械產(chǎn)品的實際運用中遇到問題而制約生產(chǎn)工作的正常進行。（3）優(yōu)化與創(chuàng)新設(shè)計。在經(jīng)濟全球化發(fā)展的帶動下，國內(nèi)的機械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也遇到了一定的困難，在較為嚴(yán)峻的市場競爭趨勢下，機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展務(wù)必要具備良好的創(chuàng)新技術(shù)才能夠保證國際市場中的地位。

三、創(chuàng)新設(shè)計在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

（一）數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

目前，我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)在進行數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要充分明確機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要核心部件就是主軸，其次才是機械的傳動機構(gòu)和一些相關(guān)的支撐部件。這三方面的設(shè)計需求是具有一定的可靠性，同時加強自身的制造精度，以此來實現(xiàn)和滿足數(shù)控機床在實際應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性和抗震性。再加上傳動結(jié)構(gòu)和相關(guān)的變速系統(tǒng)應(yīng)用主要是為了幫助數(shù)控機床能夠更好的實現(xiàn)自動化控制，而其中主軸部件則是機械結(jié)構(gòu)中最主要的一項環(huán)節(jié)，其自身的質(zhì)量直接決定了數(shù)控機床內(nèi)部主軸的轉(zhuǎn)速。近幾年，市場上主要是觸角式混合接觸軸承，其應(yīng)用的范圍比較廣，綜合性能比較強，最高的轉(zhuǎn)速可以達到30000r/min。所以，在我國機械設(shè)計過程中，為了能夠最大化的提升主軸的回轉(zhuǎn)精準(zhǔn)度，保證其支撐導(dǎo)軌、動導(dǎo)軌體和滑塊的位置完全處于精準(zhǔn)的狀態(tài)。同時在一定程度上為了能夠滿足貼塑導(dǎo)軌在具體應(yīng)用中的精準(zhǔn)性和轉(zhuǎn)動速度，通常都會優(yōu)先采用圓弧齒齒形帶，并安裝有效的張力輪，這樣一來便可以通過小密度的工程塑料來進行全面的制作，同時為了能夠充分的保障驅(qū)動軸上的帶輪直接安裝到電機上。

（二）材料選取方面

材料選取主要以刀具材料、部件材料為主。對于成品的零部件來講，材料的質(zhì)量性能直接決定著后續(xù)的應(yīng)用，為此，在對刀具材料進行選擇時，應(yīng)先依據(jù)原材料特性、加工工藝等來正確擇取，例如在對鍛件鋼制材料進行粗加工時，應(yīng)選擇YW的刀具，而在進行精加工后，則應(yīng)選取T15的刀具。在對部件材料進行選擇時，其主要是以應(yīng)用性能為主，在保證質(zhì)量的前提下，最大限度的降低成本損耗。同時，應(yīng)對部件的加工時間與加工工序等進行分析，確保材料質(zhì)量性能滿足使用需求。此外，設(shè)計人員應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品的加工數(shù)量，正確計算刀具材料加工期間所產(chǎn)生自然損耗，盡量縮減加工誤差，降低生產(chǎn)成本。

（三）機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的位置變元

位置變元，其實質(zhì)就是在開展機械結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的時候，借助最前沿的專業(yè)技術(shù)，對所有零部件的位置加以綜合的分析，最終確定每個部件的具體位置，這樣才能更好的保證達到前期制定的效果。諸如，在實施機械設(shè)備部件安裝操作的時候，要對整個設(shè)備的運行情況加以分析，最終找到最佳的部件安設(shè)位置，還需要盡可能的將部件的位置設(shè)置在中間，利用這種安裝形式可以更好的規(guī)避機械設(shè)備零部件發(fā)生形變的情況，并且提升部件的穩(wěn)固性，這也充分的說明了合理的實施位置變元，不但可以提升設(shè)備空間的利用效率，并且能夠有效的保證設(shè)備穩(wěn)定的運行。

（四） 整合人工智能

在深度研究機械設(shè)計自動化關(guān)鍵與核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上，相關(guān)人員也要重視不同地區(qū)不同機械設(shè)計自動化特征，加強研究、分析的力度，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建一個系統(tǒng)性、完善性、高水平的技術(shù)整合模型?，F(xiàn)如今，人工智能作為信息社會內(nèi)的新生事物，逐漸闖入人們的視線范圍中，且在快速發(fā)展進程中小有成就。為確保我國機械設(shè)計水平能緊隨時代發(fā)展腳步，就需要以人工智能為支撐進行創(chuàng)新設(shè)計，力爭在自動化生產(chǎn)中將智能化系統(tǒng)優(yōu)勢發(fā)揮至最大化，將人工智能與自動化技術(shù)能效疊加，最大限度的提升機械設(shè)計水平。人工智能可以使機械設(shè)備實現(xiàn)智能化操作，且可以智能化的檢測出機械設(shè)備運行階段的常見故障，使原本較為單一的自動化技術(shù)富有更強大的活力，運作模式復(fù)雜化但不失系統(tǒng)性，逐漸形成融合式的管理系統(tǒng)。人工智能有診斷機械故障的功能，其先把機械監(jiān)測到數(shù)據(jù)經(jīng)人機界面整合至系統(tǒng)內(nèi)，而后基于正向推理機制和規(guī)則獲得相關(guān)的診斷結(jié)果，并給出專家意見，最后經(jīng)減縮獲得既往和最相似的案例，測算出相似度，完成機械設(shè)備故障的診斷任務(wù)。

結(jié)束語

在我國經(jīng)濟發(fā)展的過程中，機械制造業(yè)起到了不可忽視的作用。當(dāng)前時代，世界經(jīng)濟一體化的速度不斷加快，這對我國機械制造業(yè)帶來了更大的壓力，因此通過機械制造與機械設(shè)計創(chuàng)新能夠有效的加強我國企業(yè)的市場競爭力。機械工程作為一種基礎(chǔ)工作，影響著各行各業(yè)，通過機械工程技術(shù)的進步，能夠有效的帶動其他行業(yè)的技術(shù)進步，這對我國的科技發(fā)展起到非常好的帶頭作用。

參考文獻：

[1] 李彥.現(xiàn)代設(shè)計方法在機械創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用探討[J].湖北農(nóng)機化，2018（05）：60-61.

[2] 戴偉鵬 . 簡析機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計 [J]. 南方農(nóng)機，2020，51（3）：90.