現代機械設計技術問題芻議

李志華

摘要：工業生產中，機械所發揮的作用是巨大的。機械設計影響機械性能的關鍵。本文將對機械設計的相關問題進行分析，以供參考。

關鍵詞：現代機械設計；問題；方法

1.前言

機械設計是機械工業的基礎，機械設計是否科學合理，直接決定了機械的性能是否滿足需要。

2.機械工藝設計

2.1機械工藝設計概念

（1）工件或者零件制造加工的步驟包括機械加工工藝流程、采用機械加工、直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等方法，這種過程稱為機械加工工藝過程。例如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統的流程。

（2）機械加工工藝是在工件加工流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使零件成為成品或半成品，加工的每個步驟，每個流程的如下：粗加工包括毛坯制造、打磨等，精加工分為車、鉗工、銑床等，每個步驟都需要詳細的數據。

2.2機械工藝設計流程

加工過程規范是零件加工過程和操作方法的過程文件之一。加工過程的內容是在特定的生產環境下，以合理的形式寫出比較合理的過程和操作方法的過程。加工工藝規范包括：工件加工工藝，每道工序的具體內容以及所使用的設備和工藝設備，工件檢驗項目和檢驗方法，切削量，時間配額等。

3.現代機械設計中需要注意的問題

3.1機械設計之前要對設計任務有一個清晰的認識，并仔細收集相關信息和數據。為了理解這種機械設計的目的，機械的功能，用途和特性等都是根據市場需求設計的，以滿足市場對機械的需求。相關的數據和數據是機械設計的基礎。有必要根據機械設計任務書和相關數據的要求進行設計。

3.2盡可能設計新的解決方案和結構，與客戶和領導者討論，最后選擇最佳解決方案。機械設計是為了滿足顧客的需求，所以它與顧客的意見是分不開的。經過多次討論，我們可以確定最佳設計。同時，要注意各種專業知識相互配合的原則。負責機械設計的部門應當按照任務書的要求，機器的內容和功能特點合理選擇人員，并采用互補原則。充分發揮各類專業人才的優勢，相互促進，設計科學規劃。

3.3應對機械設計草圖進行分析比較，并以嚴謹謹慎的態度對待改進。根據分析后的初步設計和開發計劃，組織相關人員進行各部分的草圖設計。草圖設計完畢后，組織研究隊進行審查，充分聽取有關人員，領導及其他有關人員的意見和建議。有必要對存在缺陷的領域進行合理的討論和改進，最終制定各方面的變化建議。

3.4機械設計只是整個機器制造的第一步。機械設計的質量直接影響到以下機械制造和其他環節。因此，機械設計草圖的成功完成并不代表機械設計過程的結束。機械設計貫穿整個機器制造過程。換句話說，機械設計師還必須與制造商溝通，積極主動關心制造過程，與制造商討論合理的加工方法，并聽取制造現場技術人員和工人的意見和建議，以便及時調整零件結構，加工精度等。

4.機械選材用材料

4.1現代機械設計原則

（1）功能滿意原則

顧客想要購買的不是產品本身，而是產品的功能。該功能實際上反映了客戶的某些需求。機械設計的目的是構建可執行指定功能的機械產品。如果產品不具備所需功能，則設計會失去其價值。滿足功能是各種產品設計的首要原則。

（2）質量保證原則

質量是產品的生命，確保質量是產品設計的重要原則。產品質量主要取決于性能和可靠性，所以這些原則主要包括：性能指標，可靠性，強度原則，剛度原則，穩定性，耐磨性，耐腐蝕性，抗蠕變性，動態特性，平衡特性，熱性能等。

（3）工藝優良原則

現代機械設計，技術為本。良好的工藝原則要求設計可以通過生產過程輕松實施。它包括：可制造性，組裝性，可測試性等。

（4）經濟合理性原則

傳統的機械設計原材料消耗大量時間，設計周期長，反復浪費。現代機械設計要求產品的開發成本，制造成本，使用成本和維護成本較低。

（5）可持續性原則

在產品投放市場后，需要考慮環境友好性，環境適應性，人機友好性，可維護性，可安裝性，可拆卸性，可回收性等方面的性能行為。

4.2機械選材的一般程序

（1）要在對零件的工作條件和失效形式以及所選材料的使用壽命等方面進行調研后，再結合力學計算等科學方法對零件進行選擇。

（2）對眾多備選材料的性能進行和制造工藝進行綜合性的評價。

5.機械設計理論和方法

5.1設計元素法

該產品使用五個設計元素進行描述：功能，效果，效果矢量，形狀元素和表面參數。所有產品的特征和特征值都是在產品的五個設計元素值確定后確定的。

5.2圖形建模法

使用新開發的“設計分析與指導系統”KALEIT，產品的功能結構及其相關的抽象信息通過清晰的圖表層次結構進行描述，可以建立系統結構和功能關系的圖形模型，以及功能層加入。設計分為兩個方面：輔助方法和信息交換。信息分析方法可以使用圖形符號，內容豐富的語義模型結構，可以描述整合條件，可以劃分約束類型，可以實現任意關系組合。將設計方法解決方案與信息技術集成，以實現設計過程中不同抽象層之間信息關系的圖形建模。

6.現代機械設計中的優良性能設計技術

首先，現代機械設計中的實驗技術和可靠性設計。其主要重點是監控機械產品和系統的故障，檢測故障原因，并研究消除故障和防止故障的方法，從而確保現代機械設計產品的可靠性。

其次，現代機械設計中的系統動態設計技術。其重點是頻率，動態響應，運動和振動等動態特性的分析，評估和設計，以確保機器在動態變化中保持穩定。此外，它還涉及現代機械設計中的摩擦學設計技術。該技術主要研究和討論機械工程表面是否存在摩擦磨損現象，同時保證機械工程表面的充分潤滑，以保持整個機械設計產品的平穩運行。

最后，在現代機械設計中采用防腐設計技術。其主要目的是確保整個機械設計產品具有抗腐蝕性并且可以長時間使用。基本內容不僅包括防腐蝕，還包括防腐蝕結構和強度設計。另外，良好的性能設計技術還包括現代機器設計中的狀態檢測補償和控制技術。

7.現代機械設計中創建競爭優勢的設計技術

一是現代機械設計中的產品創新技術。創新是現代機械設計產品在激烈的市場競爭中取得優勢的關鍵。這就要求現代機械設計師結合產品的實際功能和質量，充分發揮創意思維，創造出能夠滿足市場需求，客戶需求，同時具有市場競爭力的產品。

其次，在現代機器設計中降低成本的設計技術。為了在激烈的市場競爭中取得優勢并獲得良好的經濟效益，我們必須在保證產品質量和功能的同時充分降低設計成本。同時，在降低成本，保證質量的前提下，還要考慮現代機械設計的速度。隨著市場的不斷變化，產品設計的速度和產品投放市場的技術也是贏得市場份額的重要因素。縮短機械設計周期并降低設計成本是獲得經濟效益的有效途徑。

第三，現代機械設計中的智能設計技術。隨著科學信息技術和數字技術的飛速發展，現代機械設計中對智能自動化設計的要求也提上了日程。ICAD系統不僅具有傳統CAD系統的數值計算和圖形處理能力，而且具有知識處理能力，可以為整個設計過程提供智能計算機支持。

8.結束語

綜上所述，科技水平的提升也將促進現代機械設計技術的不斷進步，對于現代機械設計的研究探討無疑是機械行業具有重要意義的課題，也是我們展望現代機械設計技術發展前景的重要前提。

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