【摘要】在機(jī)械設(shè)計現(xiàn)代化進(jìn)程中，設(shè)計者需要科學(xué)分析現(xiàn)代化設(shè)計要求，根據(jù)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)與市場的需求，創(chuàng)新設(shè)計形式，優(yōu)化設(shè)計方案，同時，還要在設(shè)計方案中指導(dǎo)機(jī)械加工人員更好地開展相關(guān)工作，以此提升機(jī)械設(shè)計質(zhì)量與可靠性。本文對現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新方法進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計；創(chuàng)新；方法

隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，在創(chuàng)設(shè)設(shè)計理念的同時，設(shè)計師也應(yīng)該將智能化的因素引入到設(shè)計中來。通過建立模型的方法，來描述機(jī)械產(chǎn)品的各種工況行為進(jìn)行了解，對設(shè)計產(chǎn)品的性能、設(shè)計進(jìn)行合理性和最優(yōu)性的考慮，力爭讓用戶獲得更為優(yōu)越的使用體驗(yàn)。

1、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計特點(diǎn)分析

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計（Mechaical Creative Design ，MCD）是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果，進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計出具有新穎、創(chuàng)造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或機(jī)械產(chǎn)品（裝置）的一種實(shí)踐活動。在傳統(tǒng)形式的機(jī)械設(shè)計中，大多數(shù)情況下是由設(shè)計人員，結(jié)合自身設(shè)計經(jīng)驗(yàn)開展設(shè)計工作，其機(jī)械設(shè)計思想當(dāng)中往往會出現(xiàn)很多主觀判斷，這種情況下，設(shè)計人員必須要擁有較強(qiáng)的機(jī)械設(shè)計與管理水平。在工業(yè)技術(shù)得到快速發(fā)展的背景下，機(jī)械已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會各行業(yè)中，有著較為開放性的表現(xiàn)形式。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計期間，為了在一定程度上降低設(shè)計失誤率，不斷提升工作效率，相關(guān)工作人員大力探索新穎化的設(shè)計技術(shù)，盡量多的結(jié)合總目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，在不同階段，采取不同設(shè)計方案，在真正完成上一環(huán)節(jié)之后才可以開始下一環(huán)節(jié)，這樣就會降低工作效率。在新型機(jī)械設(shè)計中，工作人員將設(shè)計數(shù)據(jù)以及方案內(nèi)容有效導(dǎo)入計算機(jī)，然后做出立體化圖形，并在數(shù)據(jù)內(nèi)容基礎(chǔ)上做出適當(dāng)修改，最終確定設(shè)計方案，增強(qiáng)設(shè)計內(nèi)容的科學(xué)性，促進(jìn)工作效率的不斷提升。

2、機(jī)械設(shè)備設(shè)計研發(fā)流程

機(jī)械設(shè)備的設(shè)計研發(fā)階段決定一個機(jī)械設(shè)備的全壽命周期中最重要的形成環(huán)節(jié)，主要工作是根據(jù)客戶提出的實(shí)際需要和應(yīng)用，設(shè)計研發(fā)出來的能有效的實(shí)現(xiàn)一種或多種滿足客戶需求功能的機(jī)械裝備，而在此過程如何創(chuàng)新和設(shè)計是需要重點(diǎn)優(yōu)先考慮的事情。

第一步，跟一般的設(shè)計研發(fā)步驟相似，由需求應(yīng)用單位的人員提出設(shè)計研發(fā)申請，創(chuàng)新性的分析和研究實(shí)現(xiàn)客戶需求的方法，考慮到性價比和發(fā)展性；第二步，等到設(shè)計研發(fā)申請經(jīng)過設(shè)計負(fù)責(zé)部門商議研究得到批準(zhǔn)以后，設(shè)計人員必須將申請中的需求細(xì)化分解任務(wù)，細(xì)化到設(shè)計研發(fā)任務(wù)的具體內(nèi)容和要求；第三步，相關(guān)的各方接到任務(wù)的部門根據(jù)任務(wù)書要求，挑選人員，成立專項部門進(jìn)行創(chuàng)新性研發(fā)。

在設(shè)備制造之前，設(shè)計部門要與加工制造單位進(jìn)行細(xì)致有效的溝通，確保設(shè)計中的細(xì)節(jié)不被忽略，做到綠色加工制造，引入系統(tǒng)制造工程概念，確保下游加工制造單位對設(shè)計思路和要求有較清楚的認(rèn)識，也為日后順利施工奠定基礎(chǔ)。在機(jī)械設(shè)備的制造過程中，設(shè)計人員應(yīng)與加工制造單位保持及時有效的溝通，跟蹤加工進(jìn)度，并第一時間解決制造過程中遇到的情況，做好記錄工作以備今后查閱和參考。

設(shè)備加工制造完成后，設(shè)計人員進(jìn)行驗(yàn)收，之后進(jìn)行試產(chǎn)運(yùn)行鑒定，對使用效果進(jìn)行綜合評估，并做好記錄。機(jī)械設(shè)備試產(chǎn)達(dá)標(biāo)后，設(shè)計人員要及時跟進(jìn)，認(rèn)真完成日常操作、設(shè)備工藝、日后維護(hù)的相關(guān)圖紙和資料交付工作，并進(jìn)行必要的培訓(xùn)。正式交付使用后，設(shè)計人員還應(yīng)經(jīng)常主動了解機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行記錄，并分析問題所在，及時制定完善功能的方案，在合適的時候進(jìn)行改造和優(yōu)化，為日后的設(shè)計積累經(jīng)驗(yàn)。

3、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新方法

3.1機(jī)械的變型設(shè)計方法

所謂的變型設(shè)計，就是指的在原有機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)之上再進(jìn)行新的開發(fā)，從而使得機(jī)械零部件的規(guī)格能夠標(biāo)準(zhǔn)， 同時機(jī)械產(chǎn)品部件能夠更加的通用化。如果要使得機(jī)械產(chǎn)品的功能、原理以及結(jié)構(gòu)都相同，但是其尺寸和性能參數(shù)卻存在著較大的區(qū)別，那么就可以通過變型設(shè)計來實(shí)現(xiàn)，這種情況被稱為縱系列產(chǎn)品的涉及變型。而如果在基礎(chǔ)型產(chǎn)品的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步對于功能進(jìn)行擴(kuò)展，就稱為橫系列產(chǎn)品的設(shè)計變型。除此之外，如果是對于具有先進(jìn)動力參數(shù)的不同類型的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計，就稱為跨系列產(chǎn)品的設(shè)計變型。所以現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的變型設(shè)計實(shí)質(zhì)上就是在保證產(chǎn)品原有基本功能以及原理保持不變的情況下，依據(jù)使用者的實(shí)際需要，再對于其它的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而設(shè)計出更加完善的機(jī)械產(chǎn)品。

在應(yīng)用變型設(shè)計方法來進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的時候， 產(chǎn)品三維參數(shù)化變型設(shè)計是一個非常常見的方法，它是以拓?fù)浼s束、尺寸約束、工程約束驅(qū)動作為技術(shù)基礎(chǔ)的變型設(shè)計方法。在傳統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計之中，只會對于部分的特征驅(qū)動尺寸進(jìn)行一定的修改，然后使得其它的關(guān)聯(lián)尺寸能夠得到相應(yīng)的調(diào)整，從而得到結(jié)構(gòu)相同但是尺寸不同的系列三維模型。但是三維參數(shù)化變型設(shè)計在傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計的基礎(chǔ)之上，還包含了三維參數(shù)化模型驅(qū)動后與之相關(guān)聯(lián)的工程圖的視圖位置、比例、尺寸、注釋等相關(guān)信息的自動更新。

3.2 計算機(jī)輔助設(shè)計方法

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的過程中，計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也變得更加的深入，在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計之中，往往都是利用CAD 來輔助機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計，通過對于CAD 的應(yīng)用能夠進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的三維建模、圖形處理等內(nèi)容。但是隨著應(yīng)用的進(jìn)一步深入，當(dāng)前有限元分析方法在機(jī)械設(shè)計中也得到了廣泛的應(yīng)用，通過對于有限元方法的應(yīng)用， 能夠更好地對于機(jī)械產(chǎn)品各個零部件的受力情況進(jìn)行分析， 同時也能夠分析其在各種工況下的工作狀態(tài)， 從而在設(shè)計階段對機(jī)械產(chǎn)品的各項參數(shù)進(jìn)行有效地調(diào)整， 使其能夠適應(yīng)各種工況。有限元方法就是利用已知量來探求無限未知量的一種方法， 而且有限元計算的精度較高，其計算的效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出人工計算，所以當(dāng)前在機(jī)械設(shè)計之中， 有限元方法也是一種非常重要的創(chuàng)新方式。

3.3 并行設(shè)計方法

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計往往都是采用的串行設(shè)計方法，但是這種設(shè)計方法的設(shè)計周期較長而且成本較高， 所以當(dāng)代并行設(shè)計方法在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域之中得到了有效地應(yīng)用，所謂的并行設(shè)計，就是指的一種集成化、系統(tǒng)化的設(shè)計方法，其以工程數(shù)學(xué)和計算機(jī)作為基礎(chǔ)，建立起協(xié)同模式來進(jìn)行設(shè)計， 從而有效地實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計制造的一體化，并且還能夠更好地降低機(jī)械產(chǎn)品的成本，提高其質(zhì)量。

3.4 智能化方法的創(chuàng)新設(shè)計

智能化方法的創(chuàng)新設(shè)計從智能系統(tǒng)的角度，創(chuàng)造新的概念設(shè)計可視為在大的設(shè)計空間內(nèi)基于知識的搜索。

創(chuàng)新設(shè)計過程基本步驟如圖所示：

實(shí)體構(gòu)造→機(jī)械系統(tǒng)模型→運(yùn)動鏈圖譜→初步模擬→模型細(xì)化→參數(shù)輸出→優(yōu)化設(shè)計

總而言之，創(chuàng)新可以大大推動人類文明進(jìn)步，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。整個機(jī)械工程中，機(jī)械設(shè)計屬于關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，可以決定機(jī)械產(chǎn)品性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃福敏，張軍.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新方法研究[J].黑龍江科學(xué)，2017（06）.

[2]張琦.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新方法研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（14）.

[3]王頂言.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新研究[J].祖國，2017（01）.