摘要：眾所周知，機(jī)械制造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)一定的方案繪制出具體的結(jié)構(gòu)圖，并實(shí)現(xiàn)所需功能。這個(gè)過程也就是將抽象的工作原理具體為機(jī)械構(gòu)建的過程，因此，設(shè)計(jì)質(zhì)量與最終的機(jī)械產(chǎn)品有著直接的關(guān)系。本文就當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本要求和質(zhì)量控制要點(diǎn)為基礎(chǔ)，以機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些創(chuàng)新方式展開討論。

關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用；變?cè)ǎ粌?yōu)化設(shè)計(jì)

引言

作為我國當(dāng)前的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)來講非常重要。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅關(guān)系著機(jī)械產(chǎn)品的最終可靠性與實(shí)用性，更關(guān)系著我國機(jī)械制造水平的高低和機(jī)械制造行業(yè)的未來發(fā)展。包括機(jī)械構(gòu)件的材料、形狀、尺寸等方面的內(nèi)容，都是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮到的問題。而一些創(chuàng)新的設(shè)計(jì)不僅能夠優(yōu)化傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的弊端，更是促進(jìn)機(jī)械制造可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

1.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求

1.1功能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

眾所周知，機(jī)械制造的主要目的就是滿足人們對(duì)于機(jī)械的功能需求對(duì)原材料進(jìn)行加工并形成成品的一個(gè)過程。作為機(jī)械制造的初始階段，機(jī)械的功能設(shè)計(jì)不僅要滿足客戶的實(shí)際需求，更要展現(xiàn)出創(chuàng)新性，要求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品必須滿足相關(guān)的機(jī)械工作原理，還要保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性、工藝力學(xué)以及材料力學(xué)和裝配性能等相關(guān)因素的要求。

1.2質(zhì)量控制要點(diǎn)

機(jī)械在鑄造的過程中不僅要考慮到功能的實(shí)現(xiàn)，更多的還要考慮到產(chǎn)品的最終質(zhì)量。包括產(chǎn)品的精度、剛度以及結(jié)構(gòu)力學(xué)等標(biāo)準(zhǔn)是否符合，針對(duì)會(huì)影響機(jī)械產(chǎn)品制造質(zhì)量的因素進(jìn)行分析。一方面，通過控制這些質(zhì)量影響因素來控制機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性價(jià)比，有效保障其質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。另一方面，還要充分考慮到機(jī)械的操作便捷性、外觀以及安全特性和節(jié)能環(huán)保等方面的內(nèi)容。因產(chǎn)品的質(zhì)量不僅是由施工工藝和材料來決定的，所以要做到全面的考慮。

1.3優(yōu)化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)

隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造市場(chǎng)的競(jìng)爭也愈發(fā)激烈。因此，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式已經(jīng)成為機(jī)械制造企業(yè)的有力競(jìng)爭，在產(chǎn)品中引入創(chuàng)造性的思維和其他的學(xué)科技術(shù)，進(jìn)一步應(yīng)用于機(jī)械制造的優(yōu)化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，有效的提高機(jī)械技術(shù)產(chǎn)品的競(jìng)爭力。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提是有大量的可能性方案，和優(yōu)化空間，包括對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、材料以及連接方式、尺寸形狀等方面的優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

2.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法

2.1材料、數(shù)量變?cè)?/p>

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，材料的選擇有很多種，針對(duì)不同的材料會(huì)沿用不同的加工工藝和結(jié)構(gòu)類型設(shè)計(jì)以及零件尺寸確立。機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以通過調(diào)整材料比的方式，制定出不同的結(jié)構(gòu)方案。另外，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)元素也較多，包括加工面和工作面、輪廓面以及輪廓線甚至零件本身等很多元素。機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以通過對(duì)結(jié)構(gòu)中的元素?cái)?shù)量進(jìn)行調(diào)整和改變，以實(shí)現(xiàn)改變機(jī)械結(jié)構(gòu)的目的，達(dá)到創(chuàng)新的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.2位置、尺寸、形狀變?cè)?/p>

前面提到，機(jī)械產(chǎn)品的位置、尺寸以及形狀設(shè)計(jì)是影響最終機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的最主要因素。針對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各個(gè)元素的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整和改變，以獲得更加優(yōu)化的設(shè)計(jì)。例如，機(jī)械產(chǎn)品的零件非常多，在安排零件的焊縫位置時(shí)，應(yīng)對(duì)應(yīng)中性軸或者靠近中性軸等位置，避免增大收縮力或者導(dǎo)致變形彎曲。另外，通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的零件尺寸變?cè)?，?duì)其角度、長度以及距離等因素進(jìn)行調(diào)整，或者對(duì)機(jī)械構(gòu)建和零件進(jìn)行改變，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出最佳的方案。此外，還可以通過改變機(jī)械的結(jié)構(gòu)零件表面和整體形狀、輪廓以及零件的規(guī)格、類型等內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體創(chuàng)新優(yōu)化效果，也是創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的途徑之一。

3.機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)創(chuàng)新方法的運(yùn)用需要注意的事項(xiàng)

3.1保障結(jié)構(gòu)的社會(huì)效益與系統(tǒng)可行性

就當(dāng)前的情況來看，對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)采用的是變?cè)ǖ姆绞剑ㄟ^改變和調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)因素，來獲得創(chuàng)新的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。但事實(shí)上，在利用變?cè)ǖ慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還必須基于市場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)際需求，在性能、經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行充分考慮。變?cè)ㄑ芯康膬?nèi)容包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)量、形狀、材料位置以及裝配連接變?cè)?，主要通過對(duì)這些元素進(jìn)行變?cè)獊碓O(shè)計(jì)出更多的優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。但作為企業(yè)來講，機(jī)械生產(chǎn)的目的就是要滿足市場(chǎng)需求，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的就是保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，從而實(shí)現(xiàn)提高企業(yè)競(jìng)爭力的目標(biāo)。所以，在對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的工作中，應(yīng)充分考慮用戶的實(shí)際需求和企業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況，保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的社會(huì)效益與系統(tǒng)可行性。

3.2綜合分析成本需求和制造工藝內(nèi)容

其實(shí)，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅包括對(duì)結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)造以及材料的調(diào)整和改變，還包括制造工藝、功能等方面的設(shè)計(jì)創(chuàng)新。機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新性評(píng)估作為機(jī)械制造行業(yè)的重點(diǎn)工作，逐漸開始受到行業(yè)內(nèi)的關(guān)注。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和機(jī)械制圖、建模等技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械創(chuàng)新工作越來越得到重視，很多企業(yè)都加大了對(duì)其的成本投入，導(dǎo)致其成本不斷增加。因此，控制好機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本需求，再針對(duì)性的進(jìn)行創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為了當(dāng)前發(fā)展的趨向。

4.結(jié)語

綜上所述，創(chuàng)新設(shè)計(jì)是當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向，通過變?cè)ǖ姆绞綄?duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)中的各因素進(jìn)行調(diào)整和改變，以實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此創(chuàng)造出更多更優(yōu)秀的機(jī)械成品。

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作者簡介：林榮森（1991—），男，漢，湖北恩施人，本科，武昌工學(xué)院學(xué)生，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。