何平

【摘 要】機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械設(shè)備類(lèi)的產(chǎn)品具有優(yōu)化作用，是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中較為重要的環(huán)節(jié)，其主要內(nèi)容是對(duì)產(chǎn)品的外形、內(nèi)部整體構(gòu)造等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)?；诖?，本文提出了創(chuàng)新設(shè)計(jì)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、流程分析、簡(jiǎn)化產(chǎn)品維修操作四種機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械產(chǎn)品；設(shè)結(jié)構(gòu)計(jì)要點(diǎn)；創(chuàng)新方案

機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的各個(gè)功能具有重要作用，是機(jī)械的工作原理變成技術(shù)圖紙的關(guān)鍵過(guò)程，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)具體情況，確定結(jié)構(gòu)件的材料、形狀等內(nèi)容，工作人員應(yīng)深入了解機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，優(yōu)化傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的弊端，從而促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

一、機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要素

機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是，設(shè)計(jì)人員根據(jù)總體設(shè)計(jì)的規(guī)定，確定、繪制能夠反映產(chǎn)品所需功能的結(jié)構(gòu)方案，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員需要確定產(chǎn)品所使用的材料、產(chǎn)品大小等內(nèi)容。工作人員在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)了解以下機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基本要素：第一，幾何要素。產(chǎn)品的幾何圖形以及組裝模式對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)具有決定性的作用，所以設(shè)計(jì)師需要對(duì)產(chǎn)品的幾何參數(shù)進(jìn)行分析，避免出現(xiàn)尺寸的誤差。第二，零件銜接。部件組裝在機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，是設(shè)計(jì)人員需要考慮的一項(xiàng)重要因素，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要考慮產(chǎn)品的美觀性，還需對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行充分的分析，保證零件銜接的位置，不影響產(chǎn)品的性能與外觀。第三，結(jié)構(gòu)件的材料。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，工作人員可以選擇的材料眾多，其中不同材料的性質(zhì)之間具有差異性，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合功能要求，選擇合適的材料，并且根據(jù)材料，確定加工工藝的需求[1]。

二、機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）創(chuàng)新設(shè)計(jì)

在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，創(chuàng)新是其中的特定因素，設(shè)計(jì)人員在確定機(jī)械產(chǎn)品的性能后，在技術(shù)、材料等方面對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而使其滿(mǎn)足各種要求，提升性?xún)r(jià)比。其中變?cè)ㄊ菣C(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有創(chuàng)造性的一種新方法，需要設(shè)計(jì)人員注意一下幾點(diǎn)：第一，保證結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)可行性。變?cè)ǖ闹饕绞绞牵O(shè)計(jì)人員通過(guò)改變、調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要素，得到新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，在運(yùn)用此種方法的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮產(chǎn)品在應(yīng)用中的實(shí)際需求，從而改變機(jī)械產(chǎn)品的性能。第二，機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。企業(yè)運(yùn)用機(jī)械產(chǎn)品的主要目的是，產(chǎn)品能夠?yàn)楣編?lái)利益。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員應(yīng)根據(jù)企業(yè)需求，運(yùn)用變?cè)ǎx擇性?xún)r(jià)比較高的材料，充分考慮用戶(hù)的實(shí)際需求和企業(yè)發(fā)展情況[2]。

（二）保證產(chǎn)品質(zhì)量

在設(shè)計(jì)師進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的質(zhì)量。首先，設(shè)計(jì)師需要注意減少產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的局部壓力傳播，避免產(chǎn)品出現(xiàn)部件變形的情況，影響其穩(wěn)定性。其次，保證零件截面尺寸的變化應(yīng)與其內(nèi)應(yīng)力變化相適應(yīng)，使各截面的強(qiáng)度相等，并且按等強(qiáng)度原理設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，使材料得到充分的利用，降低成本。再次，裝配是產(chǎn)品制造過(guò)程中的重要工序，零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)裝配的質(zhì)量、成本有直接的影響，在進(jìn)行接卸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，工作人員應(yīng)充分考慮裝配的設(shè)計(jì)，保證零件準(zhǔn)確的定位、避免雙重配合。另外，在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員需要保證整機(jī)應(yīng)能分解成若干可單獨(dú)裝配的單元，從而縮短裝配周期，便于逐級(jí)技術(shù)檢驗(yàn)和維修。最后，考慮加工工藝的設(shè)計(jì)。為保證產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)，使其達(dá)到要求的性能，設(shè)計(jì)人員需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，保證產(chǎn)品有良好的加工工藝性，主要方法是確保零部件的結(jié)構(gòu)易于加工制造。工作人員需要充分考慮造型、精度、熱處理等方面可能對(duì)零部件結(jié)構(gòu)的工藝性有制約作用的內(nèi)容。

（三）流程分析

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一個(gè)從整體到局部細(xì)化的過(guò)程，需要充分考慮客戶(hù)的需求，確定產(chǎn)品材質(zhì)，包括其硬度、耐磨性、韌性等方面，同時(shí)工作人員需要考慮采取何種工藝或方法來(lái)成型。其中流程的分析對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體時(shí)間成本以及水平的提升都有一定的保障，所以工作人員應(yīng)根據(jù)客戶(hù)要求、產(chǎn)品性能特點(diǎn)等方面，制定設(shè)計(jì)流程。第一，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行可行性分析并對(duì)有關(guān)技術(shù)資料進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上，確定設(shè)計(jì)對(duì)象的主要性能指標(biāo)和主要設(shè)計(jì)參數(shù)，編制設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。第二，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的工作原理和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，進(jìn)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算其運(yùn)動(dòng)參效和動(dòng)力參數(shù)。

（四）簡(jiǎn)化產(chǎn)品維修操作

設(shè)計(jì)師在進(jìn)行接卸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行分析權(quán)衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能，以簡(jiǎn)化產(chǎn)品和維修操作，并盡可能減少產(chǎn)品層次和組成單元的數(shù)量，同時(shí)簡(jiǎn)化零件的形狀，從而降低對(duì)維修人員技能水平的要求和工作量。以鄆城廢舊鋼筋下料機(jī)中的下料手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例。工作人員在了解其使用特點(diǎn)后，使用PLC或者繼電器控制，能讓機(jī)械手的控制方式得以強(qiáng)化。PLC控制多是以PLC為依托，將計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和通信技術(shù)三者融為一體。由于自動(dòng)控制系統(tǒng)之間要相互通用，所以結(jié)構(gòu)就偏于簡(jiǎn)單，編程過(guò)程也耗時(shí)較短?，F(xiàn)在繼電控制由于故障率偏大，所以消耗的功率也很大，在控制方式略顯死板的情況下，傳統(tǒng)的繼電器控制方式已經(jīng)被淘汰。目前只能推行優(yōu)勢(shì)化控制，微機(jī)控制使用的比較多，這就使整個(gè)控制出現(xiàn)抗干擾能力差的局面，后期維修困難，所以采用PLC控制的多為高新技術(shù)或者電子行業(yè)了，簡(jiǎn)化維修操作過(guò)程。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)械制造業(yè)中具有重要作用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)通過(guò)各種方式，提高自身能力水平，并熟練掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的后續(xù)維修工作，從而優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張興晨，姚王奇.機(jī)械類(lèi)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要素設(shè)計(jì)要點(diǎn)淺談[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（07）：87-88.

[2]曾大開(kāi).創(chuàng)新設(shè)計(jì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2018，9（16）：58-59.