解析機械設計制造的注意要點

婁慧鐸（黑龍江龍煤礦業工程設計研究院，黑龍江 雙鴨山 155100）

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解析機械設計制造的注意要點

婁慧鐸
（黑龍江龍煤礦業工程設計研究院，黑龍江 雙鴨山 155100）

摘要：工業化發展，離不開機械設計制造技術的進步。機械設計制造質量直接影響著機械的工作性能，并決定了機械的工作和生產效率。本文對機械設計制造中應該注意的要點進行詳細分析，為機械設計制造工作的開展提供資料參考。

關鍵詞：機械；設計；制造；注意要點

我國機械設計制造歷史由來已久，諸如紡紗機、地動儀等機械更是引領了世界科技的發展。但西方在工業革命之后，機械設計制造業發展迅猛。雖然我國改革開放以來一直沒有停下前進的腳步，但相比于西方發達的現代機械設計制造領域仍然有一定差距。現代的機械設計制造，要求設計人員不僅能夠掌握物力、化學、機械、自動化等多專業知識，還要求機械設計時以完成設計目的為靶向，以提高機械工作效率和可靠性為目的，做好機械的整體和局部設計。科學技術是第一生產力，機械設計制造技術作為科技水平的反應，已然成為影響社會進步和發展的關鍵。

1　提高結構設計的剛度、強度和精度

機械設計制造技術的發展直接影響工業化社會發展進程。想要以提高機械設計制造質量來推動工業社會發展，就必須保證機械設備向著高效率、高精度、高質量的方向發展。這就要求機械設備制造在設計時要考慮好設備的剛度、強度和精度。機械設備的剛度是指材料和結構抵抗彈性變形的能力，反應在機械設備上影響著設備的生產效率和精度。機械設備的剛度主要與設備整體結構穩定性和刀具等關鍵零部件材料選擇有關系，因而在機械設計制造中要通過材料和結構的優化提高設備的剛度。

強度是機械零部件首先應該滿足的要求，是指零部件抵御材料或結構破壞力的能力，機械零部件的強度，影響了機械設備的使用壽命和生產效率，提高機械設備的強度，也需要從結構和材料兩方面進行優化設計。而高精度則是由機械設計制造的整體工藝水平決定的，機械設計質量、材料質量和機械結構工作質量都會影響到機械設備的生產精度，而機械設備的精度將對所生產產品的質量帶來直接影響。

2　鑄造結構設計

鑄造是機械制造生產零部件的重要技術，零部件鑄造質量影響著零部件的強度、精度和剛度。設計過程中，機械分型面設計要簡單，鑄件的表面最好不要內凹現象，在大型鑄件上集中機械的表面凸臺，并且外表面沒有小的凸出部分。改變妨礙起模的結構（如圖1中，a圖采用挖沙造型，b圖則去掉了不必要的外圓角，實現了結構的簡化），避免使用較薄且較大的水平面和會產生較大內應力的形狀，否則會影響外觀。

保持鑄件壁厚度均勻，鑄件壁厚外壁厚大于內壁，鑄件壁厚度是慢慢逐步增加的。兩壁相交的夾角不宜過小，鑄件內腔使用造芯，不用型芯撐，為提高鑄件質量，在鑄件的孔邊使用凸臺鑄件結構。穿通鑄件的孔，合理布置加強肋，保證鑄件自由收縮。綜合考慮結構的穩定性，減少缺陷肋產生的受力，簡單設置肋，處理好鑄件合理傳力與支持。

圖1　鑄造結構的簡化

3　考慮人機學的結構設計問題

機械設備的主要使用目的是提高人的生產效率，因而其操作、保養、維護都是由工人來完成的。在機械設備制造中，要考慮好人機學的結構設計問題，保證機械設備的外形、操作、生產參數顯示符合人的工作習慣要求。例如，合理調整控制按鈕的大小，并將關鍵控制按鈕設計在操作臺附近。做好操縱桿、儀表盤的位置設計，以提高操作者的操作效率。

除此之外，還要做好操作臺座椅的設計，以給操作人員提供更加舒適的工作環境，實現提高操作人員操作舒適性，提高生產效率的目的。

4　做好機械設備的散熱、防腐、隔音設計

機械設備時將能量轉化為機械動作生產產品的一種裝置，因而機械設備在能量轉換過程中必然會發生熱量。做好機械設備的散熱，有利于提高機械設備的使用壽命、工作效率和工作時長，提高生產效率。散熱處理的關鍵在于潤滑和發熱部位的散熱，當今機械設備散熱主要有風冷、水冷等方式，在設計時要根據熱量大小合理選擇。

機械設備設計制造的防腐不僅要在材料選擇上下功夫，還需要做好設備零部件和整體的防腐漆涂層設計，在提高防腐效果的同時使設備的視覺效果得到優化。噪音是振動產生的，隔音則主要是降低機械設備熱交換管道、軸與其他部件、連接管、零件連接位置的磨損和相對位移，并對零件進行平衡測試，減少噪音。

5　機械零部件的熱處理方面的設計

設計機械產品時，降低主要配料的尺寸， 從而保持產品表面不被加工工件表面齊平， 使加工表面長度不同。復雜組裝件改變表面的精度， 產品主要結構不要求形狀精度使用工具， 要求寬松，但同時形狀也要考慮影響 鑄件的誤差。方便處理組合物的復雜的設計表面， 保證內表面的外表面的設計組成部分少，少用復雜的倒角非圓形部和最小化部件形狀，不測量這些部件，因為這些部件不能維持基部結構。

6　機械零部件的結構設計

機械零部件的結構設計，首先要保證與設計圖紙相一致。再次寄出上，由于大鑄件上表面是簡單的機械式和投影面投射在凹形表面和機械上，因而零件突出部位小。在設計中要確保鑄件厚度的漸進，并確保鑄件外壁厚度大于內壁。除此之外，還要做好肋骨的安排，保證鑄件在組裝中能夠自如收縮，避免鑄件不符合組裝結構要求，造成鑄件報廢，浪費資源。

7　優先選擇綠色化機械設計

綠色化機械設計理念是指在機械設計中，盡量降低部件生產中資源和物資的消耗。綠色機械設計對機械設計水平提出了更高的要求，要求設計人員要細致掌握質量、成本、性能之間的關系，并從諸多的設計方案中，選擇出經濟性最好，質量最佳的設計方案。

為了實現生產中的能源節約和綠色環保，在設計中還要提前考慮好產品替代、環境污染等問題，并實現模塊化生產，在確保零件質量的前提下，降低資源和能源的投入，減小生產對環境的影響，為企業創造更大的利潤。

綜上所述，提高機械設計制造質量，是提高生產效率的關鍵。在機械設計制造中，一定要做好結構強度和精度設計、鑄造結構設計、人機學結構設計、散熱防腐和隔音設計等工作，不斷提高機械設計制造質量，為我國工業化發展打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 王燚. 關于機械設計制造的注意要點探討[J]. 電子制作，2015(03).

[2] 沈健. 機械設計制造及其自動化的發展方向研究[J]. 山東工業技術，2016(04).

(P-01)

Points to note of mechanical design and manufacturing

中圖分類號：TH122;TH16

文章編號：1009-797X(2016)12-0048-02

文獻標識碼：A

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.020

作者簡介：婁慧鐸（1970－），男，本科學歷，工程師職稱，主要從事機械設計制造及其自動化工作。

收稿日期：2016-05-06