機(jī)械設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)

李 濤

(齊齊齊哈爾二機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)的原則

1.1 應(yīng)與毛坯成型法相適

不同的毛坯成型工藝適合不同結(jié)構(gòu)形狀的生產(chǎn)過程，所以具體來說毛坯成型工藝會(huì)對(duì)零件結(jié)構(gòu)產(chǎn)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(diǎn)，且其也為后續(xù)復(fù)雜的內(nèi)腔制定提供了保障。其次為了提升設(shè)計(jì)的最終質(zhì)量和效果，大多設(shè)計(jì)人員都會(huì)使用空中結(jié)構(gòu)來提升零件的剛性，從而減少材料的使用消耗。如在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、多變的箱體上相關(guān)人員可以使用焊接的形式來進(jìn)行，但需要注意在焊接中箱體內(nèi)腔不能過于復(fù)雜，避免因箱體問題對(duì)焊接工作造成影響；最后如果加工面和分型面相垂直，相關(guān)設(shè)計(jì)就必須突出結(jié)構(gòu)的斜度。

1.2 應(yīng)和結(jié)構(gòu)材料相適

材料不同應(yīng)用的性能也不一樣，所以在實(shí)際零件結(jié)構(gòu)的過程中相關(guān)設(shè)計(jì)人員要選擇質(zhì)量高、符合機(jī)械應(yīng)用工藝性的標(biāo)準(zhǔn)化合格材料。通俗來說，只要產(chǎn)品材料確定了，那么生產(chǎn)的過程也就有了定數(shù)，且確定了材料也是直接為設(shè)計(jì)人員確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。如某單位的產(chǎn)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(huì)使用此類生產(chǎn)為主。所以，根據(jù)此類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能來看其零件應(yīng)該以薄壁結(jié)構(gòu)形式為主，不能使用實(shí)心生產(chǎn)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(huì)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(fā)揮出其自身的適用性。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)的方式

2.1 合理設(shè)計(jì)安全數(shù)據(jù)

和常見的安全系數(shù)法相比來說，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)安全數(shù)據(jù)主要是根據(jù)用戶的要求和實(shí)際設(shè)計(jì)情況出發(fā)來制定的設(shè)計(jì)方案，其中包含了設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，不僅能有效減少加工的時(shí)間、減少成產(chǎn)的材料，還能提升企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)成本。此外和一般的安全數(shù)據(jù)對(duì)比，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)安全具有一定的優(yōu)點(diǎn)，而一般安全數(shù)據(jù)因設(shè)計(jì)觀念傳統(tǒng)、設(shè)備落后，已經(jīng)不適用現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，所以使用機(jī)械零件標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方式不僅可以降低損耗率，優(yōu)化一般安全數(shù)據(jù)，還能提升零件的使用壽命，但是雖然標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方式的優(yōu)點(diǎn)較多，但因使用材料的影響，機(jī)械零件也在一定程度上阻礙著標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的推廣使用。

2.2 合理設(shè)計(jì)機(jī)械零件尺寸、荷載等

機(jī)械零件自身會(huì)因尺寸、承載的強(qiáng)應(yīng)力情況等呈現(xiàn)多類型的參數(shù)數(shù)據(jù)，特別是對(duì)于承載強(qiáng)度和應(yīng)力情況來說，其大多被認(rèn)為是正態(tài)分布。針對(duì)此良好的設(shè)計(jì)優(yōu)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(rèn)和查看機(jī)械零件的準(zhǔn)確度，有的工作人員設(shè)置使用此類方式為主的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中相關(guān)熱源必須要以輕重量、低體積設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)為主，結(jié)合機(jī)械自身的尺寸、硬度以及設(shè)計(jì)零件的適合情況及時(shí)地調(diào)整設(shè)計(jì)的模型，得出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)得出的數(shù)據(jù)狀態(tài)選擇對(duì)應(yīng)的完善方法，確保設(shè)計(jì)變量處于特定范圍內(nèi)。

2.3 降低零件的加工面

現(xiàn)如今在設(shè)計(jì)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)時(shí)相關(guān)設(shè)計(jì)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(shí)效性。且目前來看在實(shí)際設(shè)計(jì)零件的過程中常常因種類較多，人員對(duì)零件結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)偏差定位，很多人員都是將零件精準(zhǔn)度作為主要發(fā)展目標(biāo)，并長(zhǎng)期進(jìn)行關(guān)注，這樣一來不僅會(huì)提升零件的加工量度，還會(huì)增加加工的難度，所以相關(guān)人員要根據(jù)實(shí)際零件生產(chǎn)目標(biāo)及結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行完善優(yōu)化，設(shè)置一個(gè)特定的范圍，只要零件狀態(tài)處于此類范圍內(nèi)就可以定位合理性，從而提升工作的質(zhì)量和時(shí)效性。此外，對(duì)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(nèi)表面開展技工工作。在機(jī)械零件加工中還存在內(nèi)表面封閉等問題，這些都會(huì)對(duì)加工造成影響，所以相關(guān)人員要時(shí)刻注意，盡量避免問題的發(fā)生。

2.4 提高零件加工的準(zhǔn)確度

對(duì)零件自身來說，想要更好地將其應(yīng)用在機(jī)械中，首先就是要確保準(zhǔn)確度。為了確保零件的準(zhǔn)確度和客戶的需求一樣，在機(jī)械設(shè)計(jì)合理化中相關(guān)技術(shù)人員要提升對(duì)設(shè)計(jì)方式的使用。一是要監(jiān)測(cè)工具的完善方式。在機(jī)械制造工藝生產(chǎn)過程中零件的準(zhǔn)確度數(shù)據(jù)是靠著測(cè)量工具來獲取的，一旦測(cè)量的工具不準(zhǔn)確，那么將會(huì)對(duì)零件產(chǎn)品自身的準(zhǔn)確度造成一定影響。所以相關(guān)技術(shù)人員要結(jié)合自身的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，按照客戶的要求，適當(dāng)?shù)貙?duì)測(cè)量工具進(jìn)行完善和調(diào)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(shí)際機(jī)械制造過程中很多工具的使用都會(huì)影響零件實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度，所以相關(guān)企業(yè)要根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的不同，及時(shí)調(diào)整此類工具，從而提升工具和產(chǎn)品之間的融合適用性。最后在零件設(shè)計(jì)中常常會(huì)因變形、磨損等影響產(chǎn)品的準(zhǔn)確度，所以在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)過程中相關(guān)人員要使用對(duì)應(yīng)的控制方式，從而最大程度降低誤差的出現(xiàn)，為零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

由此可見，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中確保零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)是較為重要的內(nèi)容，且良好的零件結(jié)構(gòu)不僅能確保生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，還能提升企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。所以，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要拋棄傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，定期對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行完善優(yōu)化，改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)，從而確保設(shè)計(jì)的零件符合先進(jìn)機(jī)械的生產(chǎn)需求。