機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

李歡

摘? 要：機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以幫助產(chǎn)品進(jìn)行功能創(chuàng)新與多樣的提高，從而滿足人們的實(shí)際使用需求。所以，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要時(shí)刻創(chuàng)新，確保機(jī)械結(jié)構(gòu)除了高精準(zhǔn)的特色之外，還有足夠的創(chuàng)新性，進(jìn)而才能在機(jī)械設(shè)備市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)十分重要，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞決定了機(jī)械設(shè)備的性能，因此，設(shè)計(jì)時(shí)需要在材料、尺寸與多方面因素的基礎(chǔ)上，進(jìn)行設(shè)計(jì)質(zhì)量的保障。

關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu);創(chuàng)新設(shè)計(jì);應(yīng)用

引言

隨著信息技術(shù)的應(yīng)用，人們的工作和生活都開(kāi)始變得更加便捷，這對(duì)于社會(huì)中各個(gè)行業(yè)的發(fā)展也都帶來(lái)了更多的動(dòng)力。在信息技術(shù)的帶動(dòng)下，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展。由此可見(jiàn)，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)和制造而言，信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)其產(chǎn)生了巨大影響意義，而隨著信息技術(shù)的良好發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造也將實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。所以在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造進(jìn)行研究的過(guò)程中，我們有必要對(duì)信息技術(shù)及其在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造發(fā)展中所起到的重要作用進(jìn)行分析，以此來(lái)促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域的良好發(fā)展。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造的特點(diǎn)

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造時(shí)，機(jī)械的特點(diǎn)就是能夠完善施工的方案和加強(qiáng)功能，此外，在進(jìn)行機(jī)械改革后，提高了機(jī)械使用的效率。同時(shí)在結(jié)合了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)后，更增強(qiáng)了其設(shè)計(jì)效能。例如，在計(jì)算機(jī)的使用中，CAD功能有著明顯的加強(qiáng)，特別是其運(yùn)行能力和準(zhǔn)確度。在創(chuàng)新后的機(jī)械中，其具備了智能性，能夠使得機(jī)械按照制定的程序進(jìn)行工作。此外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，它還能夠有效結(jié)合不同的技術(shù)特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造中，只重視機(jī)械的功能性和完整性，常常忽略了機(jī)械制造過(guò)程中的環(huán)保和資源使用等問(wèn)題。由于機(jī)械制造工序繁多、加工原理相對(duì)復(fù)雜，因此，在零配件的生產(chǎn)過(guò)程中，每種機(jī)械設(shè)備、測(cè)量用儀器量具、輔助工具以及相關(guān)技術(shù)方法等都會(huì)存在誤差。因此，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和選擇生產(chǎn)技術(shù)方案時(shí)，需要充分了解每個(gè)工序誤差的潛在形成因素，從而選擇合理的方法對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效控制，確保所有誤差在加工過(guò)程中得到控制，使零配件的最終工藝參數(shù)誤差不會(huì)超出設(shè)計(jì)要求，保證產(chǎn)品理想的合格率和高品質(zhì)。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

2.1組合創(chuàng)新法

創(chuàng)新思維中的組合創(chuàng)新法可分為兩種不同的方式：一種是模塊組合法;另一種是形態(tài)矩陣法。模塊組合法是指機(jī)械設(shè)備中的結(jié)構(gòu)、功能及運(yùn)行原理相近的零部件，對(duì)其進(jìn)行歸整和分類，形成具有相同標(biāo)準(zhǔn)的配件，在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中針對(duì)損壞部件進(jìn)行更換，從而避免因零部件的損壞而造成設(shè)備報(bào)廢。在一定程度上不僅有效降低資源的浪費(fèi)同時(shí)還提高了設(shè)備的使用效率。形態(tài)矩陣法是通過(guò)將設(shè)計(jì)過(guò)程中難以解決的復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行分類，對(duì)各種復(fù)雜和困難的問(wèn)題進(jìn)行分解和重組，根據(jù)不同的特點(diǎn)形成形態(tài)矩陣，從而獲取更多的設(shè)計(jì)方案，形態(tài)矩陣法一般使用于大型機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方案中。

2.2凸顯智能技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的融合作用

在智能制造時(shí)代的大背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)該有效地融合智能技術(shù)，將這些設(shè)計(jì)技術(shù)的作用得以最大化發(fā)揮。為了使機(jī)械制造達(dá)到智能化以及自動(dòng)化的目的，需要采用多元化的機(jī)械技術(shù)應(yīng)用模式，對(duì)技術(shù)進(jìn)行定期升級(jí)。這樣機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用效率得到提高，同時(shí)技術(shù)層面也更為精湛。一般而言，在設(shè)計(jì)正能化技術(shù)時(shí)，需要考慮到產(chǎn)品的性能以及質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。對(duì)已經(jīng)投入到市場(chǎng)的產(chǎn)品，可以派工作人員對(duì)這些產(chǎn)品的故障產(chǎn)生情況進(jìn)行記錄，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，從而為智能化的生產(chǎn)工作帶來(lái)更多的數(shù)據(jù)支持。到下次進(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)，就能將這些問(wèn)題進(jìn)行合理規(guī)避。除此之外，對(duì)智能化、自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備也需要定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)待不同的設(shè)備要采取正確的養(yǎng)護(hù)方式。在材料應(yīng)用上要多使用一些防腐蝕的材料，防止斷裂以及磨損情況的發(fā)生。

2.3結(jié)構(gòu)變異化設(shè)計(jì)

使用變異化設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，獨(dú)立設(shè)計(jì)方案時(shí)需要滿足技術(shù)要素的支持。正常情況下，材料、聯(lián)結(jié)點(diǎn)與零件形狀等要素都屬于結(jié)構(gòu)技術(shù)，下面就從功能面、材料種類與聯(lián)接點(diǎn)進(jìn)行分析。（1）功能面。利用零件間的關(guān)系與位置進(jìn)行功能作用的發(fā)揮。零件的表面控制了零件的形狀，為了確保其作用的有效發(fā)揮，零件中的功能面會(huì)偏多。機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，零件的表面、零件與加工物體之間會(huì)頻繁的進(jìn)行接觸摩擦，而這些接觸摩擦的零件表面就屬于功能面。功能面會(huì)對(duì)機(jī)械性能產(chǎn)生本質(zhì)的影響，利用變異化設(shè)計(jì)進(jìn)行各種方案的呈現(xiàn)，從而帶來(lái)不同的效果。順序、尺寸、位置、數(shù)量與形狀等參數(shù)會(huì)對(duì)功能表面帶來(lái)影響，各個(gè)參數(shù)在變異的情況下都會(huì)產(chǎn)生不一樣的功能面效果。（2）材料的種類。在加工工藝各不相同時(shí)，首先需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的確認(rèn)，再進(jìn)行材料的科學(xué)選擇，按照不同的材料進(jìn)行工藝的明確，并在工藝確定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。材料選擇時(shí)需要考慮其成本高低、質(zhì)量好壞與性能強(qiáng)弱等情況。在設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)，首先要確認(rèn)材料的性能，例如鑄鐵材料，其抗壓性能強(qiáng)，抗拉性能卻很弱，所以，在使用鑄鐵材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要保持其抗壓狀態(tài)。（3）聯(lián)接點(diǎn)。零件在互相不接觸的前提下會(huì)包含六個(gè)自由度，當(dāng)零件進(jìn)行互相聯(lián)接時(shí)，會(huì)對(duì)自由度產(chǎn)生多少不等的局限性，保留有需要的自由度，讓其維持原有運(yùn)動(dòng)關(guān)系工作，再針對(duì)其他的自由度展開(kāi)創(chuàng)新與改變。聯(lián)接指的是零件之間在摩擦接觸時(shí)，方法的不同會(huì)導(dǎo)致零件功能面產(chǎn)生不一樣的功能面形態(tài)，而零件之間不同的緊固力也會(huì)造成自由度的不同。

2.4生態(tài)化的設(shè)計(jì)

在機(jī)械制造設(shè)計(jì)中，有種新型的設(shè)計(jì)方式是生態(tài)化設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是減少資源的損耗、降低污染、不影響使用壽命等低碳環(huán)保的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式。同時(shí)，這種方法在多種領(lǐng)域已經(jīng)受到了廣泛的應(yīng)用，尤其是交通設(shè)備、機(jī)械制造、電子信息等方面。此外，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，選擇材料是極其重要的環(huán)節(jié)，需要考慮的方面有：減少資源的使用，避免浪費(fèi)，優(yōu)先考慮可降解或者可再利用的材料;選擇的材料應(yīng)當(dāng)滿足低碳環(huán)保的理念，低污染、無(wú)毒害的條件。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造中，經(jīng)常產(chǎn)生大量污染環(huán)境的廢棄物和噪聲等污染，同時(shí)還極大地危害人們的身體健康。

2.5結(jié)構(gòu)便捷化設(shè)計(jì)

（1）加工結(jié)構(gòu)構(gòu)型。在設(shè)計(jì)機(jī)械零件過(guò)程中，需要進(jìn)行裝卡工序、測(cè)量工序與加工工序效率的提升，從而進(jìn)行成本的降低。加工面的外形設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單實(shí)用的樣式，才能方便裝卡和拆卸道具，避免發(fā)生斜面鉆孔的情況。因此，可以使用零件組合的方法，在提高使用效果的同時(shí)，還能進(jìn)行時(shí)間與成本的節(jié)約。（2）簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是為了可以簡(jiǎn)化零件結(jié)構(gòu)，滿足了設(shè)備去修之后，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，可以加快拆卸設(shè)備與維修設(shè)備的速度，提高工作效率，防止在設(shè)備運(yùn)行時(shí)間產(chǎn)生對(duì)經(jīng)濟(jì)利益造成影響的故障。例如有著強(qiáng)度較小、柔性較大特點(diǎn)的塑料結(jié)構(gòu)，如果使用螺紋進(jìn)行零件間的聯(lián)接，則會(huì)導(dǎo)致其承受不住外力而引發(fā)斷裂情況，而且還有著繁瑣的加工與裝卸工序，所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該有效利用塑料的優(yōu)勢(shì)，利用搭鉤凹槽進(jìn)行聯(lián)接，以提高裝配與拆卸過(guò)程的便捷性與效率性。

結(jié)語(yǔ)

綜上可得，機(jī)械制造的工藝技術(shù)高效化與機(jī)械設(shè)計(jì)方式相聯(lián)系，應(yīng)以低碳環(huán)保為理念的設(shè)計(jì)方式、以高加工精度為基礎(chǔ)、將產(chǎn)品質(zhì)量放在首位、不斷完善技術(shù)手段，提高制造產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足社會(huì)發(fā)展的需求，從而推動(dòng)機(jī)械企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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