機(jī)械設(shè)計(jì)制造的注意要點(diǎn)分析

唐文偉

摘 要：對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域而言，機(jī)械設(shè)計(jì)制造是重要的組成部分，同時(shí)這也是工業(yè)領(lǐng)域的難點(diǎn)，所以在實(shí)際工作中必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造注意要點(diǎn)分析，并且加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐工作的積極探索。只有在工作中將機(jī)械設(shè)計(jì)制造中問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格把握，才能促進(jìn)設(shè)計(jì)水平的不斷提升，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；注意要點(diǎn)；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.037

機(jī)械的出現(xiàn)有效幫助人們的完成比較復(fù)雜的工作，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)量，機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中，各個(gè)部件之間始終處于相對(duì)運(yùn)用的狀態(tài)，所以機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中必須保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量以及運(yùn)行的穩(wěn)定性。一旦機(jī)械中出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)直接影響后期的使用效果，并且為使用者帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人身安全。所以在進(jìn)行機(jī)械制造之前必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行了解和分析，保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮設(shè)備的最大價(jià)值。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的要點(diǎn)

1.1 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度

對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)而言必須有用一定的強(qiáng)度，這是機(jī)械設(shè)計(jì)制造必須具備的基礎(chǔ)條件，為了提高機(jī)械的強(qiáng)度，在進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，可以選擇強(qiáng)度比較高的材料，并且使零件可以具備足夠的截面尺寸，在將零件的截面設(shè)計(jì)出合理的形狀，增大截面的慣性矩。另外還可以采用熱處理以及化學(xué)熱處理的方法以提高材料的力學(xué)性能。為了提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的高度除以上措施外還可以提高零件的精度，這一手段可以降低工作時(shí)的動(dòng)載荷，并且對(duì)于機(jī)器中的零部件位置進(jìn)行合理分配，能夠減少零件的荷載。機(jī)械機(jī)構(gòu)中的零件在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意鑄鐵件無(wú)法承受比較大的拉伸力，所以在制造中避免出現(xiàn)彎曲應(yīng)力。

除了對(duì)強(qiáng)度有較高的要求以外，還要對(duì)剛度進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，零件中的剛度可以分為中體變形剛度和表面接觸剛度，為了提高機(jī)械制造中所有零件的整體變形剛度，可以采取的措施是增大零件的截面尺寸，也可以采用增大截面的慣性矩的方式提高零件強(qiáng)度。提高整體變形剛度還可以縮短支撐跨距，這一手段主要是減少撓曲變形的發(fā)生。如果是提高接觸剛度，可以利用增加貼合面的手段，降低壓力，并且還可以利用精加工的形式降低表面的不平衡度。

1.2 結(jié)構(gòu)的精度

精度設(shè)計(jì)是比較重要的環(huán)節(jié)，必須保證加工誤差和磨損量不會(huì)出現(xiàn)疊加現(xiàn)象，對(duì)精度的設(shè)計(jì)必須具備比較高的導(dǎo)軌，而導(dǎo)軌的實(shí)現(xiàn)則需要采用大量的滾珠做為支撐。同時(shí)在進(jìn)行精度計(jì)算時(shí)，要保證摩擦力在兩條導(dǎo)軌上實(shí)現(xiàn)力矩平衡，這就需要作用在導(dǎo)軌上的力施加在所受摩擦力的正壓力中心上。

1.3 人機(jī)結(jié)構(gòu)的分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造最終目的是為人服務(wù)，所設(shè)計(jì)的方案必須方便人們的操作，并且能夠使用舒適的姿勢(shì)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的工作。人機(jī)結(jié)構(gòu)的是必須實(shí)現(xiàn)人性化，所以機(jī)械的操作手柄處應(yīng)當(dāng)設(shè)置儀表顯示器，根據(jù)工作臺(tái)的高度和人體的協(xié)調(diào)性分析，操作桿不宜設(shè)計(jì)太大的力矩。機(jī)械中按鈕的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與人的使用和裝置的布局相協(xié)調(diào)，裝置臺(tái)中設(shè)置可以調(diào)節(jié)亮度的設(shè)備，保證人體可以清晰的看到儀表數(shù)據(jù)，為了方便操作人員的休息，還可以設(shè)置合適的座椅。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的要點(diǎn)分析

2.1 壽命分析

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作中影響機(jī)械零件壽命的主要因素是材料出現(xiàn)疲勞、腐蝕等現(xiàn)象，或者運(yùn)動(dòng)零部件表面磨損嚴(yán)重等。大多數(shù)的機(jī)械零部件都是在變應(yīng)力的作用下運(yùn)作的，所以疲勞是引起零件損壞失效的重要原因。對(duì)零件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，首要考慮的也是疲勞問(wèn)題。零部件產(chǎn)生疲勞的主要的影響因素是應(yīng)力作用過(guò)于集中，零部件的尺寸和表面質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，并且環(huán)境也是影響因素之一。所以在設(shè)計(jì)制造時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免以上問(wèn)題的出現(xiàn)，分析強(qiáng)度數(shù)據(jù)合理設(shè)計(jì)尺寸并保證零部件的表面的粗糙程度。

2.2 鑄造結(jié)構(gòu)的分析

鑄造在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中受到廣泛使用，所以對(duì)鑄造結(jié)構(gòu)的分析是十分重要的。在分析鑄造結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)于澆筑的位置應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持幾個(gè)方面的原則。其一是鑄件中主要的工作面、寬大的平面以及壁薄面大的平面都要朝下放置。其二容易產(chǎn)生縮孔的鑄件必須將截面比較厚的部位置于分型附件上部。其三，最大程度上減少型芯的數(shù)量，并且加強(qiáng)對(duì)型芯的檢查和固定工作。

2.3 熱處理分析

熱處理受零件的結(jié)構(gòu)和形狀影響比較大，所以在進(jìn)行零件設(shè)計(jì)時(shí)要注意孔洞和鍵槽位置的安排、尖角和棱角的問(wèn)題，并且在對(duì)零件進(jìn)行熱處理時(shí)，還應(yīng)當(dāng)采用封閉式對(duì)稱性結(jié)構(gòu)以及組合結(jié)構(gòu)。

在進(jìn)行熱處理工藝時(shí)，為了確定熱處理的工序位置，首先要對(duì)熱處理中退火、正火以及調(diào)質(zhì)等做好準(zhǔn)備，熱處理最終階段包括淬火回火以及化學(xué)熱處理等階段，所以在這一環(huán)節(jié)中，一般將這最終階段安排在半精加工方式以后，進(jìn)行精加工之前。熱處理工序位置的安排應(yīng)當(dāng)與工藝過(guò)程和毛坯的選擇等聯(lián)系起來(lái)，合理增減熱處理工序。

2.4 散熱、腐蝕以及降噪等問(wèn)題

機(jī)械設(shè)計(jì)制造中合理的機(jī)械機(jī)構(gòu)可以提高工作效率，所以為了保證機(jī)械效率，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，注意溫度對(duì)零部件的影響，尤其是在使用淬硬材料時(shí)，必須保證溫度在規(guī)定范圍內(nèi)。腐蝕問(wèn)題可以在不同材料的連接處預(yù)留出把一部分的管材，以備后期的更換做準(zhǔn)備。降低噪音的影響可以改善機(jī)械的結(jié)構(gòu)，以此降低機(jī)械的振動(dòng)頻率，達(dá)到降低噪聲的效果。

2.5 設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)化

進(jìn)行機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方式能夠能夠保證設(shè)計(jì)和制造的質(zhì)量，并且標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)可以將最先進(jìn)的方法對(duì)使用比較廣泛的零部件進(jìn)行批量生產(chǎn)和制造，提高制造質(zhì)量節(jié)省生產(chǎn)成本。另外標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和制造更加方便材料和零件的性能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，并且提高零件的實(shí)用性和可靠性。采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)和零部件，大大節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，并且在最大程度上縮短制造周期，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)機(jī)器的維修的保養(yǎng)工作節(jié)省大量時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械產(chǎn)品在進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，需要綜合考慮各方面的影響，零件強(qiáng)度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)、剛度和精度能否保障生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)機(jī)械的使用壽命，鑄造結(jié)構(gòu)以及熱處理和散熱等問(wèn)題是否得到有效控制，在將這些因素進(jìn)行完善以后，在設(shè)計(jì)和制造中還要進(jìn)行及時(shí)的檢查和維護(hù)，不斷提高設(shè)計(jì)和制造工藝，使流程不斷改進(jìn)和優(yōu)化。為保證制造的機(jī)械產(chǎn)品滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行靈活運(yùn)用，只有這樣才能保證生產(chǎn)制造的安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)活動(dòng)和環(huán)境的協(xié)調(diào)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

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