創(chuàng)新設(shè)計(jì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的運(yùn)用

付海茹

(八億橡膠有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277000)

為了不斷發(fā)展，許多企業(yè)都積極創(chuàng)新，不斷提升自身競爭力，對發(fā)展空間進(jìn)行積極拓展。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，市場的發(fā)展逐漸趨向于多元化，為了行業(yè)的發(fā)展，要不斷提高創(chuàng)新意識，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的深度進(jìn)行不斷優(yōu)化和完善，確保設(shè)計(jì)效果的有效提升。在現(xiàn)階段的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)當(dāng)中，創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維具有一定的統(tǒng)一性，在變元法的前提下，使具體操作更加具有可續(xù)行和便捷性，有效樹立設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中的可變因素，將邏輯化思維融入其中，對機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷創(chuàng)新，使實(shí)際應(yīng)用效果得到有效提升。

1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

現(xiàn)階段，要求機(jī)械結(jié)構(gòu)滿足多元化的發(fā)展需求，使其具備良好的功能和性能，以保障工作效率。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念結(jié)構(gòu)單一、應(yīng)用范圍有限。對此，要求設(shè)計(jì)人員提高創(chuàng)新意識，采用新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)方式，打破常規(guī)設(shè)計(jì)理念的限制，對機(jī)械結(jié)構(gòu)的本質(zhì)進(jìn)行創(chuàng)新，提高機(jī)械制造領(lǐng)域的生命力，保證其安全、穩(wěn)定的發(fā)展。

2 對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征及變元法的介紹

就機(jī)械結(jié)構(gòu)來講，必須要在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，對整體設(shè)計(jì)情況進(jìn)行不斷強(qiáng)化，進(jìn)而適當(dāng)?shù)恼{(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)。總的來講，總體設(shè)計(jì)的完善與否對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖的精度有著直接的影響，也和整體設(shè)計(jì)和調(diào)整有著分不開的聯(lián)系，對機(jī)械結(jié)構(gòu)的功能和設(shè)計(jì)原理進(jìn)行不但優(yōu)化和完善。在具體進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了能夠?yàn)楹笃诘慕M裝提供便利，要準(zhǔn)確標(biāo)明相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，檢查并確認(rèn)部件的精準(zhǔn)程度，有效確保嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。在具體設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的過程中，作為創(chuàng)新的一種，變元法得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用該方法必須要深入、全面的來研究機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)，對機(jī)械設(shè)計(jì)的基本框架做到充分掌握，適當(dāng)?shù)膶α悴考M(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。在具體應(yīng)用變元法的時(shí)候，通常情況下會涉及到以下兩個方面的內(nèi)容：首先，標(biāo)注機(jī)械零部件，并對其性能進(jìn)行解釋，對零部件的具體形狀、數(shù)量以及規(guī)格等做到有效確定，還要對相關(guān)工作進(jìn)行重點(diǎn)分析和研究；其次，在具體設(shè)計(jì)階段，需要根據(jù)實(shí)際情況來檢查并適當(dāng)?shù)恼{(diào)整零部件，積極創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而更好的為機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

3 基于變元法深入探討機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在實(shí)際當(dāng)中對變元法進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，必須要對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想和理念進(jìn)行全面分析和研究，對機(jī)械結(jié)構(gòu)的特征進(jìn)行充分明確，和實(shí)際情況相結(jié)合，對設(shè)計(jì)要求做到充分把握，完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從根本上確保機(jī)械結(jié)構(gòu)質(zhì)量，將變元法的設(shè)計(jì)效果充分發(fā)揮出來。

3.1 材料變元

在具體機(jī)械結(jié)構(gòu)的過程中，必須要對設(shè)計(jì)材料進(jìn)行合理確定，由于不同的材料在其特點(diǎn)和性質(zhì)方面存在著本質(zhì)上的區(qū)別，因此在具體進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的過程當(dāng)中，所產(chǎn)生的效果也自然不同。所以，在對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和完善的過程當(dāng)中必須要嚴(yán)格按照材料的具體情況來進(jìn)行，進(jìn)而有效確保設(shè)計(jì)質(zhì)量。如果將鋼材作為機(jī)械結(jié)構(gòu)的主體設(shè)計(jì)材料的話，必須要將鋼材的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，從根本上提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和硬度。而要想實(shí)現(xiàn)這一目的，就必須要對鋼結(jié)構(gòu)的截面尺寸進(jìn)行擴(kuò)大，該方法可以使其性能得到有效提高。和鋼材相比而言，鑄鐵材料的強(qiáng)度和硬度相應(yīng)較差一些，受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的影響，使其性能不能得到有效發(fā)揮，無法從根本上確保產(chǎn)品的使用壽命的質(zhì)量。但是將強(qiáng)筋或者是隔板增加到鑄鐵當(dāng)中，對于機(jī)械機(jī)構(gòu)性能的提升有著一定的促進(jìn)作用。對該變元法進(jìn)行有效應(yīng)用，能夠設(shè)計(jì)材料結(jié)構(gòu)當(dāng)中的變量，進(jìn)而有效確保設(shè)計(jì)效果的提升。

3.2 數(shù)量變元

在具體設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的時(shí)候，必須要結(jié)合具體的設(shè)計(jì)情況和相關(guān)行業(yè)需求來適當(dāng)?shù)牡踝C內(nèi)部元素的具體數(shù)量。在變元法的基礎(chǔ)上，零部件的結(jié)構(gòu)原理通常會涉及到工作面和加工面兩個方面，對于結(jié)構(gòu)原理當(dāng)中零部件的個體以及整體元素也有所涉及。在適當(dāng)?shù)恼{(diào)整并對該元素進(jìn)行使用之后，新產(chǎn)品也隨之產(chǎn)生，所以產(chǎn)品質(zhì)量受這些元素的直接影響。例如，在設(shè)計(jì)直線的時(shí)候，對設(shè)計(jì)最終的實(shí)用性和簡單性更為看重。就其螺絲設(shè)計(jì)而言，要想有效提供其穩(wěn)定性就必須要對增加相應(yīng)的彈簧墊，還可以將緩沖作用充分發(fā)揮出來，完成對元素的整合，使攜帶和安裝的便捷性得到有效提升，使工作量得到了有效控制。在對設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新的過程當(dāng)中，為了可以使零件的使用量盡可能的減少，可以積極進(jìn)行多功能一體化螺絲的開發(fā)和應(yīng)用，使工作效率得到有效提高。這些有效體現(xiàn)了數(shù)量的變元。

3.3 工藝變元在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

許多材料在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中都有應(yīng)用，各部分結(jié)構(gòu)制造的過程當(dāng)中都和實(shí)際情況相結(jié)合來適當(dāng)?shù)倪x擇合適的材料，同時(shí)由于零部件所使用的材料具有一定的差異，導(dǎo)致其具體的加工工藝也會具有一定的差異性，就算是材料相同，在具體加工的過程當(dāng)中，所采用的加工工藝也會存在著本質(zhì)上區(qū)別，其主要目的就是為了采用科學(xué)的加工工藝充分發(fā)揮出材料的作用，如此方可從根本上將機(jī)械的使用效率提升上來。所謂的工藝變元法其實(shí)指的就是對材料的加工方式進(jìn)行改變從而創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。比如，在實(shí)際設(shè)計(jì)模具的過程當(dāng)中，斜頂?shù)囊筝^高，特別是一些精密模具的斜頂尺寸較小，普通滲碳工藝難以滿足設(shè)計(jì)要求，需要采用特殊工藝使材料獲得更佳的剛性，有效確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。

3.4 位置變元

一個機(jī)械往往由很多種不同的器元件組成，器元件由于其各自的聯(lián)系不同、作用不同，其最優(yōu)位置也各有不同。對機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行位置變元，通俗來講就是通過對元件的空間位置進(jìn)行調(diào)動、測試，以確定其最優(yōu)位置，最終達(dá)到整體優(yōu)化的目的。例如在焊接元器件的時(shí)候應(yīng)該把焊接的位置固定在對稱抽的位置，這樣就可以有效防止器元件發(fā)生變形扭曲，增加部件群的整體協(xié)調(diào)性、美觀性，同時(shí)能有效的利用空間，置放其它元件，實(shí)現(xiàn)有限空間的高效利用。

3.5 形狀變元

就實(shí)際設(shè)計(jì)機(jī)械機(jī)構(gòu)而言，形狀的設(shè)計(jì)在其中占據(jù)著重要的位置，通過合理改變機(jī)械結(jié)構(gòu)的表面形狀來對零部件的規(guī)格進(jìn)行合理調(diào)整，從而不斷優(yōu)化和完善機(jī)械機(jī)構(gòu)性能。在設(shè)計(jì)彈簧的過程當(dāng)中，尤其需要注意的就是彈力對零件的壓緊。形狀變元其實(shí)就是在調(diào)整完元器件的形狀之后得到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的所需形狀，在創(chuàng)新理念下，在具體安裝彈簧的過程當(dāng)中，不但可以選擇彈簧的類型，同時(shí)還可適當(dāng)改變壓緊件的形狀。在實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要慎重考量彈簧和零件之間的距離，合理控制壓緊力，從而有效防止影響到結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

4 結(jié)語

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展都離不開創(chuàng)新，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念引入并實(shí)踐應(yīng)用在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化發(fā)展，提高機(jī)械制造能力的重要方式。