機械設計中零件結構合理性設計

李 濤

(齊齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 機械設計中零件結構合理性設計的原則

1.1 應與毛坯成型法相適

不同的毛坯成型工藝適合不同結構形狀的生產過程，所以具體來說毛坯成型工藝會對零件結構產生較大的影響因素，在鑄造成型的過程中一般可以選擇的方式比較多，特別是在芯子制造上通常具有多邊形的特點，且其也為后續復雜的內腔制定提供了保障。其次為了提升設計的最終質量和效果，大多設計人員都會使用空中結構來提升零件的剛性，從而減少材料的使用消耗。如在設計結構較為復雜、多變的箱體上相關人員可以使用焊接的形式來進行，但需要注意在焊接中箱體內腔不能過于復雜，避免因箱體問題對焊接工作造成影響；最后如果加工面和分型面相垂直，相關設計就必須突出結構的斜度。

1.2 應和結構材料相適

材料不同應用的性能也不一樣，所以在實際零件結構的過程中相關設計人員要選擇質量高、符合機械應用工藝性的標準化合格材料。通俗來說，只要產品材料確定了，那么生產的過程也就有了定數，且確定了材料也是直接為設計人員確定產品結構奠定了基礎。如某單位的產品在制作過程中選擇以鑄鐵為主，如果其鑄鐵的鑄造性較高，那么零件就會使用此類生產為主。所以，根據此類產品的結構性能來看其零件應該以薄壁結構形式為主，不能使用實心生產操作方式，此外在凸輪軸制作中如果選擇45鋼為主要材料，那么凸輪軸的制作就會以鍛造成型，只有這樣才能在一定程度上減少工藝制造方面的成本支出，最大限度地發揮出其自身的適用性。

2 機械設計中零件結構合理性設計的方式

2.1 合理設計安全數據

和常見的安全系數法相比來說，標準化設計安全數據主要是根據用戶的要求和實際設計情況出發來制定的設計方案，其中包含了設計的結構，不僅能有效減少加工的時間、減少成產的材料，還能提升企業的生產經濟成本。此外和一般的安全數據對比，標準化設計安全具有一定的優點，而一般安全數據因設計觀念傳統、設備落后，已經不適用現代社會的發展，所以使用機械零件標準化的設計方式不僅可以降低損耗率，優化一般安全數據，還能提升零件的使用壽命，但是雖然標準化設計方式的優點較多，但因使用材料的影響，機械零件也在一定程度上阻礙著標準化設計的推廣使用。

2.2 合理設計機械零件尺寸、荷載等

機械零件自身會因尺寸、承載的強應力情況等呈現多類型的參數數據，特別是對于承載強度和應力情況來說，其大多被認為是正態分布。針對此良好的設計優化方式有著一定的局限性，具體來說就是以指針為主來確認和查看機械零件的準確度，有的工作人員設置使用此類方式為主的生產標準。所以在實際設計中相關熱源必須要以輕重量、低體積設計零件結構為主，結合機械自身的尺寸、硬度以及設計零件的適合情況及時地調整設計的模型，得出標準的數據，并根據得出的數據狀態選擇對應的完善方法，確保設計變量處于特定范圍內。

2.3 降低零件的加工面

現如今在設計機械零件結構時相關設計人員要降低零件的加工面，此類方式也能在減少量度的情況下提升工作的時效性。且目前來看在實際設計零件的過程中常常因種類較多，人員對零件結構容易出現偏差定位，很多人員都是將零件精準度作為主要發展目標，并長期進行關注，這樣一來不僅會提升零件的加工量度，還會增加加工的難度，所以相關人員要根據實際零件生產目標及結構適當地進行完善優化，設置一個特定的范圍，只要零件狀態處于此類范圍內就可以定位合理性，從而提升工作的質量和時效性。此外，對于一些需要精確的零件加工來說，人員還需要注意不能在封膠的內表面開展技工工作。在機械零件加工中還存在內表面封閉等問題，這些都會對加工造成影響，所以相關人員要時刻注意，盡量避免問題的發生。

2.4 提高零件加工的準確度

對零件自身來說，想要更好地將其應用在機械中，首先就是要確保準確度。為了確保零件的準確度和客戶的需求一樣，在機械設計合理化中相關技術人員要提升對設計方式的使用。一是要監測工具的完善方式。在機械制造工藝生產過程中零件的準確度數據是靠著測量工具來獲取的，一旦測量的工具不準確，那么將會對零件產品自身的準確度造成一定影響。所以相關技術人員要結合自身的從業經驗，按照客戶的要求，適當地對測量工具進行完善和調整，以此提升客戶的滿意情況。二是要定期地改善和完善加工工具。在實際機械制造過程中很多工具的使用都會影響零件實驗的準確度，所以相關企業要根據零件結構的不同，及時調整此類工具，從而提升工具和產品之間的融合適用性。最后在零件設計中常常會因變形、磨損等影響產品的準確度，所以在實際機械設計過程中相關人員要使用對應的控制方式，從而最大程度降低誤差的出現，為零件結構合理性設計奠定基礎。

3 結語

由此可見，在機械設計過程中確保零件結構合理性設計是較為重要的內容，且良好的零件結構不僅能確保生產產品的質量，還能提升企業在市場中的競爭力。所以，相關設計人員要拋棄傳統的設計理念，定期對現有技術進行完善優化，改進零件結構，從而確保設計的零件符合先進機械的生產需求。