機械設計在機械制造中的重要性淺析

劉宇 秦磊 侯典淋

摘要：設計技術與傳統(tǒng)的機械設計相比而言，本身就包含了設計方法創(chuàng)新的理念和思路。任何一件事物的創(chuàng)新都離不開思維的創(chuàng)新，機械設計也不例外，創(chuàng)新思維是機械設計不斷向前發(fā)展的根本。作為機械設計的從業(yè)人員，要善于把理論知識和實踐經(jīng)驗相結(jié)合，并且運用先進的計算機技術，設計出符合大眾需求的高品質(zhì)機械產(chǎn)品。

關鍵詞：機械設計;分析研究

引言

在科學技術多元化發(fā)展的背景下，機械制造技術的水平不斷提高。在一定程度上，該領域的智能化機械設計以及生產(chǎn)水平取得了很大的成果。即使跟發(fā)達的國家相比較還是屬于發(fā)展緩慢的，但如果跟之前比較有很大的進步的，并且取得了巨大發(fā)展以及突破，自動化賀智能化都已經(jīng)實現(xiàn)了。可見，在智能制造時代的背景下，可以從技術機制的構建、創(chuàng)新、發(fā)展等方面入手建立機械設計技術優(yōu)化的體系，也與國家環(huán)保設計相呼應。根據(jù)以上情況，更加保證了技術的應用效果，從而實現(xiàn)了社會的效益和經(jīng)濟效益的雙贏。

1機械設計理論和方法的發(fā)展進程

立足于世界發(fā)展角度，將機械設計行業(yè)發(fā)展劃分為兩個階段。第一個階段為機械設計初期階段，從19世紀至20世紀中段，該階段主要應用傳統(tǒng)的設計理念傳統(tǒng)，設計方法過于單一，依賴于計算公式開展定向設計，從而導致機械產(chǎn)品的設計水平不高，無法全面促進設計方法的進步，從而導致新產(chǎn)品的研發(fā)速度比較慢。在發(fā)展過程中受到技術條件影響，導致機械設計的成本比較高，設計效率低下，不能滿足市場需求。在發(fā)展到20世紀中段，不斷凸顯出機械產(chǎn)品的缺點，為了處理該問題，必須優(yōu)化改進傳統(tǒng)機械設計理念，促使機械設計進入到第二發(fā)展階段。在新發(fā)展階段中開始大量應用新型技術，以此處理傳統(tǒng)設計存在的不足，促進機械設計的現(xiàn)代化發(fā)展，提升機械制造水平。

2機械設計在機械設計與制造中的重要性

2.1程序性

從機械設計的過程來看，它更加重視產(chǎn)品從設計到生產(chǎn)再到銷售的一體化設計，因此這就需要設計者從產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品方案的設計、技術設計以及施工總體設計等步驟進行全面的考慮，從而更加體現(xiàn)機械設計方法的程序性。

2.2創(chuàng)造性

當前我國經(jīng)濟處在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構，轉(zhuǎn)化增長動力的攻關期。供給側(cè)創(chuàng)新不足導致很多關鍵設備，核心技術和高端產(chǎn)品依賴進口，核心技術被“卡脖子”的事情時有發(fā)生。解決這一問題的關鍵在提高科技創(chuàng)新能力，提高供給側(cè)體系質(zhì)量。因此機械設計要敢于打破常規(guī)，突破傳統(tǒng)思維，探索新方法，新原理，并且依托先進的設計技術和工具，來開發(fā)出高品質(zhì)的，具有原創(chuàng)性的新產(chǎn)品。

2.3安全性

作業(yè)安全是保障施工作業(yè)順利開展的重要前提條件。在設計自動化機械設備時，需要考慮以下三方面的安全：（1）零件安全。儀器安全的基礎就是零件安全。如果零件性能均能夠滿足機械設備的使用需求，自動化機械設備就能保持平穩(wěn)運行。（2）作業(yè)安全。工作人員的人身安全是需要考慮的重點對象。（3）環(huán)境安全，由于機械工廠易對周邊的生態(tài)環(huán)境造成影響，因此，要做好防范從工作。

2.4高效性

運用技術設計出的機械產(chǎn)品，在質(zhì)量檢測時可以直接使用計算機直接進行模擬使用，這樣設計者可以直接看到自己設計產(chǎn)品的質(zhì)量水平，同時節(jié)約了很多設計時間。除此之外機械設計可以縮短前期準備和細節(jié)工作的時間，大大提高了設計人員的工作效率。

3機械設計方法分析

3.1優(yōu)化設計與仿生類比設計

現(xiàn)代機械設計方法需要不斷創(chuàng)新完善，設計人員還應當對設計手法進行優(yōu)化，通過數(shù)學理論與計算機技術充實理論依據(jù)。在設計研究過程中制定優(yōu)化創(chuàng)新方案。設計人員可以利用計算機模型開展模擬化設計，通過數(shù)學方法開展線性與非線性分析，以此處理產(chǎn)品設計問題，找尋最佳設計方式。在現(xiàn)代機械研發(fā)中也可應用仿生類比設計手法，此種方法通過仿生學原理和利弊分析法激發(fā)靈感，設計人員可以將機械產(chǎn)品與動植物聯(lián)系在一起探索二者之間的共同點，以此發(fā)散思維，確保產(chǎn)品設計的獨特性。

3.2有限元分析方法

隨著計算機技術的發(fā)展，有限元分析方法迅速發(fā)展成為設計計算方法重要組成部分，這種方法的使用原理是將設計產(chǎn)品分成有限的、獨立的、相互聯(lián)結(jié)的三個部分，這些被分出的部分大多都是一些比較常見的形狀。例如在有限元分析方法中，如果被分析的產(chǎn)品是平面的，就可以把它劃分到四邊形里面，如果要分析到產(chǎn)品是立體的，就可以把它劃分到六面體里面。在劃分完產(chǎn)品單元后，設計人員接下來就要確定所分析產(chǎn)品的每個變量，然后將分析出的產(chǎn)品變量應用的單元函數(shù)中，并進行求解，最后再將列出的單元方程連立求解。

3.3移植技術與變形設計法

在現(xiàn)代機械設計中，變形設計屬于重要創(chuàng)新方式。綜合分析產(chǎn)品工作原理，功能與結(jié)構，拓寬機械種類，開展多樣化的功能渠道，在此基礎之上研發(fā)多種類型的產(chǎn)品，以此加強產(chǎn)品性能。在現(xiàn)代科技發(fā)展過程中，其他領域也出現(xiàn)了多種先進方式，設計人員可通過移植設計法開展優(yōu)化設計。比如在現(xiàn)代機械設計中可以融入雜技道具設計手法，通過機械模塊化設計理念，提升機械產(chǎn)品設計的獨特性。設計人員可以通過此種方法聯(lián)合其他領域的設計理念，有效結(jié)合實際生活理論，操作技藝與工藝手法，將其合理利用到現(xiàn)代機械設計中，研發(fā)出滿足現(xiàn)代機械應用的方法。

3.4系統(tǒng)分析設計方法

在傳統(tǒng)的設計方法中，一般都是將要設計的產(chǎn)品分為幾個模塊，分別進行探討研究。但在一個公司內(nèi)各部門之間并不能做到及時交流，這種現(xiàn)象導致各部門設計出的部件產(chǎn)品都是獨立存在的，片面不完整的。而系統(tǒng)分析設計方法要求，產(chǎn)品在設計過程中是一個完整的整體，要用系統(tǒng)完整的方法進行設計，在確立好設計方案后還要把產(chǎn)品的制造過程和運行情況都考慮進去。

4結(jié)束語

機械制造的過程涉及多個方面，制造過程中的合理設計在機械制造過程當中起著十分重要的作用。所以我們必須根據(jù)實際情況，不斷強化精益的生產(chǎn)工藝，改進老舊工藝。其中機械工藝的合理化也是提高生產(chǎn)的效率、保證生產(chǎn)的質(zhì)量中的重要環(huán)節(jié)。在不斷的總結(jié)經(jīng)驗過程當中，改進其機械制造的工藝。

參考文獻：

[1]單小眉.綠色設計理念在機械設計制造中的應用探析[J].南方農(nóng)機，2018，49（24）：49.

[2]劉富文.機械設計制造及其自動化的未來應用[J].南方農(nóng)機，2018，49（24）：53.

[3]姜毓依儂.淺談機械設計制造及其自動化的特點與優(yōu)勢及發(fā)展趨勢[J].南方農(nóng)機，2018，49（23）：198.

[4]李享睿.探索自動化技術在機械設計及制造領域的重要性[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2018（12）：186-187.

（作者單位：賽輪（沈陽）輪胎有限公司）