浅析机械设计在机械设计与制造中的重要性 赵永刚

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:赵永刚
[导读] 摘要:机械设计方法是在传统机械设计方法的基础上进行的完善和发展,这个系统的主动性比较强,设计需要的时间短,消耗低的优点。
        安徽理工大学  安徽省淮南市  232001
        摘要:机械设计方法是在传统机械设计方法的基础上进行的完善和发展,这个系统的主动性比较强,设计需要的时间短,消耗低的优点。除了这些,机械设计方法在产品的制造、报废、回收等方面都比传统机械设计方法要好。同时这种设计方法在设计过程中可以吸取很多领域和学科知识,并将这些优秀的资源应用到自己的产品设计中,机械设计方法的优点不仅体现在独特的创造性,它还会将不同的优秀科学技术完美的融合在一个设计产品里。
        关键词:机械设计;机械设计制造;重要性
        1机械设计在机械设计与制造中的重要性
        (1)程序性:从机械设计的过程来看,它更加重视产品从设计到生产再到销售的一体化设计,因此这就需要设计者从产品规划、产品方案的设计、技术设计以及施工总体设计等步骤进行全面的考虑,从而更加体现机械设计方法的程序性。(2)系统性:从设计系统的角度来分析,机械设计更加注重使用系统工程来进行处理问题,因此在设计的过程中力求将各个部分进行关联,使其成为一个有机的整体,从而使整个系统得到最优化的处理,使系统与外界也能产生相应的联系。(3)创造性:当前我国经济处在转变经济发展方式,优化经济结构,转化增长动力的攻关期。供给侧创新不足导致很多关键设备,核心技术和高端产品依赖进口,核心技术被“卡脖子”的事情时有发生。解决这一问题的关键在提高科技创新能力,提高供给侧体系质量。因此机械设计要敢于打破常规,突破传统思维,探索新方法,新原理,并且依托先进的设计技术和工具,来开发出高品质的,具有原创性的新产品。(4)高效性:运用技术设计出的机械产品,在质量检测时可以直接使用计算机直接进行模拟使用,这样设计者可以直接看到自己设计产品的质量水平,同时节约了很多设计时间。除此之外机械设计可以缩短前期准备和细节工作的时间,大大提高了设计人员的工作效率。(5)优化性:机械设计技术力求通过不断优化相关的理论和技术,达到技术系统的优化,从而使参数、结构、系统整体等都得到最优化的处理,进而使产品具备高性能、低成本的特点。
        2对现代机械设计的分析
        机械设计是完成一系列机械制造和加工的核心指导,因此对这一环节的工作进行技术上的创新和改革能够在很大程度上促进后续工作的顺利开展,大致可以将现代机械的设计分析分为以下2点。
        2.1设计阶段
        在机械正式投入制造之前,首先要完成的目标是对机械制造图纸的设计和规划,这一阶段的主要工作在于对比和核算图纸中所需要的一切数据,包括制造工艺程序、机械加工理念、采用的技术和方法、整体结构的构建等。在设计阶段主要依靠的技术是现代化的计算机网络,借助计算机的数据处理能力,对设计图纸的合理性进行分析和评估,并且能够站在整体工程的基础上对设计的改进和完善提供建设性的意见和建议,辅助图纸的优化改进。并且在这一过程中要注重理论和实践的结合,要树立新思路和新方法,让机械制造具有鲜明的时代特征。
        2.2方案分析
        现代机械设计之所以依赖计算机系统,除了需要优化设计的图纸之外,还要对方案的可行性进行分析,包括人员的分配、生产的营销方向、生产的模拟、机械制造的结构、加工中所依靠的原理等。这一过程需要借助数字化的信息处理技术,在这种技术的指导下,相关主体可以就不同的设计方案进行分析和比较,并且数字化技术也会对方案的可行性进行分析。同时,数字化技术可以将选定的设计方案进行具体的模拟和演练,这样就能在很大程度上节省决策的时间,并且这种方法也可以得知在实施方案的过程中可能会出现的问题,而后制定合理的备用措施进行解决。
        3机械设计方法分析
        3.1系统分析设计方法
        在传统的设计方法中,一般都是将要设计的产品分为几个模块,分别进行探讨研究。但在一个公司内各部门之间并不能做到及时交流,这种现象导致各部门设计出的部件产品都是独立存在的,片面不完整的。

而系统分析设计方法要求,产品在设计过程中是一个完整的整体,要用系统完整的方法进行设计,在确立好设计方案后还要把产品的制造过程和运行情况都考虑进去。要想设计出一个好产品,就要把系统开发、制造、运行三个方面综合考虑,这样设计生产出的產品才能符合社会需要。
        3.2优化设计方法
        传统的设计方法是根据人的经验和想法直接确定方案的设计模式,已经不再符合机械设计。优化设计方法不仅要考虑所设计产品的结构,同时还要把所设计产品的运输和流通等都考虑全面。要完成一个优秀的机械化设计方案,需把优化设计中的数学模型和设计方法都运用到其中。因为优化涉及的方法是以数学模型为基础,以计算机技术为工具,在探究数学模型的过程中找到设计产品的最佳方案,所以机械设计人员在设计产品前首先要建立一个完整的数学模型,这样一个复杂的机械问题就转变为了数学建模问题。设计人员在选出最佳方案后,应用计算机软件将设计的数学模型求出解,然后再将求出的结果应用到机械产品设计中,从而满足产品设计的各种需求。
        3.3有限元分析方法
        随着计算机技术的发展,有限元分析方法迅速发展成为设计计算方法重要组成部分,这种方法的使用原理是将设计产品分成有限的、独立的、相互联结的三个部分,这些被分出的部分大多都是一些比较常见的形状。例如在有限元分析方法中,如果被分析的产品是平面的,就可以把它划分到四边形里面,如果要分析到产品是立体的,就可以把它划分到六面体里面。在划分完产品单元后,设计人员接下来就要确定所分析产品的每个变量,然后将分析出的产品变量应用的单元函数中,并进行求解,最后再将列出的单元方程连立求解。
        4加强机械制造加工工艺设计合理化的有效策略
        4.1严格执行机械设计的准则
        机械设计要严格遵循标准化、安全化、技术性的三大准则。标准化原则就是严格按照概念标准执行,并依据实物的形态进行标准化的改良,并注重操作方法的标准化。执行程度大体分为推荐执行和必须执行两大类。根据应用的范围不同,可分为国家标准、企业标准、行业标准。安全化标准就是要保障施工人员的安全,确保各项功能顺利执行,预防污染和确保零件平稳运行。技术准则就是保障机械设计过程涉及的相关技术要达到标准要求,并严格执行机械设计各项规范要求,是提升产品的整体质量,并推进机械制造业可持续健康发展的关键。
        4.2控制加工精度
        加工精度就是指零件加工后的尺寸、位置、形状等参数与标准零件的集合参数相符的程度。由于当前的技术水平欠缺,两者之间会存在一定程度的误差。因此,相关的设计人员应该对存在的误差进行科学合理的分析,并总结其中的规律,并对存在的问题和漏洞进行相应的记录,采取相应的措施来避免误差的出现。同时,设计人员应该加强对测定工具的合理选择,依据机械产品的结构特点,合理优化加工工具,严格控制加工的精度,保障机械产品的质量达到合理化的标准。
        结束语
        设计技术与传统的机械设计相比而言,本身就包含了设计方法创新的理念和思路。任何一件事物的创新都离不开思维的创新,机械设计也不例外,创新思维是机械设计不断向前发展的根本。作为机械设计的从业人员,要善于把理论知识和实践经验相结合,并且运用先进的计算机技术,设计出符合大众需求的高品质机械产品。
        参考文献:
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        [2]魏慧荣.提高机械设计制造及其自动化的有效途径[J].南方农机,2019,50(01):195.
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        [4]任国朋,李俊皓,王瑞.机械设计和机械制造技术研究[J].科学技术创新,2019(01):155-156.
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