現(xiàn)代機械零部件的創(chuàng)新設(shè)計分析與研究

殷鵬軍

摘要：現(xiàn)代社會下機械零部件的設(shè)計已經(jīng)走向了世界，逐漸往世界化方向發(fā)展，所以對機械產(chǎn)品零部件的設(shè)計就變得尤為重要。自邁入信息化社會以來，我國的機械零部件研究越來越依靠計算機輔助設(shè)計，在很大程度上解決了制作零部件模型時的困難，但是因為各種原因，在計算機輔助下生產(chǎn)出來的零部件與實際需求還是存在著很大的誤差，因此繼續(xù)探索有關(guān)機械零部件的創(chuàng)新設(shè)計是目前首先需要解決的問題。本篇文章首先對機械零部件設(shè)計的重要性進行闡述，然后對機械零部件設(shè)計的技術(shù)特和傳統(tǒng)機械零部件設(shè)計中存在的局限性問題進行分析。最后提出現(xiàn)代機械零部件設(shè)計策略。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機械零部件;創(chuàng)新設(shè)計;機械制造

引言

我國的機械設(shè)計發(fā)展勢頭良好，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)質(zhì)量好，但是和歐美發(fā)達國家相比，我國針對機械設(shè)計的優(yōu)化還有一定的差距，優(yōu)化設(shè)計占機械工程設(shè)計的成果比例非常小，需要重視機械設(shè)計研究。

1機械零部件設(shè)計的重要性

機械設(shè)計的水平正在飛速的提升，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是，通過對傳統(tǒng)、老舊制造工藝的改進，使其產(chǎn)品增加新的能力或改變原有的性能;二是，機械設(shè)計也要堅持以市場為主導(dǎo)，設(shè)計出了符合市場需求的新產(chǎn)品。機械設(shè)計的理論知識是比較復(fù)雜，設(shè)計的精度比較高，市場環(huán)境的變化對機械設(shè)備工作的合理化帶來了很大的困擾。而且，機械制造業(yè)是社會經(jīng)濟發(fā)展的重要動力。為了能夠更加有效的解放社會的勞動力，要提高其生產(chǎn)的效率，在保證國家的綜合實力提高的同時，國家和社會應(yīng)高度重視機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的提高。

2現(xiàn)代機械零部件設(shè)計的技術(shù)特征

2.1關(guān)聯(lián)性

在現(xiàn)階段現(xiàn)代制造機械工藝以及精密加工技術(shù)有很多相關(guān)的技術(shù)，但許多技術(shù)間存在關(guān)聯(lián)，并且每一環(huán)節(jié)都很關(guān)鍵，在設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、加工及銷售產(chǎn)品等環(huán)節(jié)，都可體現(xiàn)出先進性，由于各環(huán)節(jié)間會相互產(chǎn)生影響，現(xiàn)代設(shè)計制造機械技術(shù)以及精密加工技術(shù)會對產(chǎn)品生產(chǎn)有直接影響，其技術(shù)直接聯(lián)系著其水平。

2.2系統(tǒng)性

現(xiàn)階段精密加工技術(shù)和制造機械工藝快速發(fā)展，為各行業(yè)生產(chǎn)提供新的技術(shù)和設(shè)備支撐，能夠體現(xiàn)出其綜合、先進以及跨區(qū)域的特點，機械加工技術(shù)迅速發(fā)展的原因是加工流程更加合理，產(chǎn)品有更高生產(chǎn)效率，并且具備系統(tǒng)化特點，綜合了計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)及傳感技術(shù)等技術(shù)，從而來保證產(chǎn)品的品質(zhì)。

3傳統(tǒng)機械零部件設(shè)計中存在的局限性問題

所謂機械零部件的設(shè)計主要是根據(jù)專業(yè)技術(shù)人員的思維創(chuàng)造能力進行制作的，理論設(shè)計、實驗建模、研究、制造出符合生產(chǎn)規(guī)格方便內(nèi)燃機等機械設(shè)備使用的機械零部件[1]。在以往傳統(tǒng)的機械零部件設(shè)計中，零部件的設(shè)計主要是根據(jù)當(dāng)前機械設(shè)備所需，或者根據(jù)操作人員的技術(shù)經(jīng)驗進行制造的。這個過程沒有對整個內(nèi)燃機進行建模分析，沒有通過力學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)、公式對機械零部件進行細致地研究，在這樣條件下生產(chǎn)出來的機械零部件大多比較粗糙，使用壽命也短，雖然在那個時候這種生產(chǎn)模式確實解決了很多問題，設(shè)計速度和質(zhì)量也比較穩(wěn)定，但是隨著社會的進步，科技的發(fā)展，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式已經(jīng)滿足不了我國對于機械設(shè)備的需求，無論是生產(chǎn)速度還是生產(chǎn)質(zhì)量都得不到技術(shù)上的支持和保障。目前，我國的機械零部件設(shè)備生產(chǎn)已經(jīng)達到了成熟狀態(tài)，零部件的生產(chǎn)速度和精準(zhǔn)度都得到了很大程度上的改善，但是在實際應(yīng)用的過程中還存在著諸多問題，比如零部件因為經(jīng)常摩擦導(dǎo)致?lián)p壞、防腐工作做得不到位、零部件表面斷裂等等。同時在使用的過程中，機械零部件也存在著一定的局限性，在設(shè)計零部件模型的過程中因為設(shè)計人員的思想落后或者專業(yè)技術(shù)不合格導(dǎo)致的零部件設(shè)計不合理情況時常發(fā)生，這就導(dǎo)致了零部件模型粗糙，關(guān)鍵部位設(shè)計不精準(zhǔn)，設(shè)計出來的零部件與實際要求有出入，因此在科技發(fā)達的社會里，我國的生產(chǎn)技術(shù)水平已經(jīng)達到了很高的標(biāo)準(zhǔn)，要想對機械零部件進行創(chuàng)新設(shè)計研究主要的培養(yǎng)方向在于設(shè)計人才上[2]。

4現(xiàn)代機械零部件設(shè)計策略

4.1把握機械設(shè)計內(nèi)容和要求

對于整個機械設(shè)計過程和機械設(shè)備而言，機械零部件設(shè)計都是重要組成部分，只有生產(chǎn)出合格的機械零部件，才能保證機械設(shè)備的具體使用功能，實現(xiàn)設(shè)計的機械性能[4]。在設(shè)計機械零部件時，要考慮到零部件的耐磨性、強度、使用壽命、剛度、耐熱性和精度等，對于生產(chǎn)工藝要求一個明確地要求，制作出嚴(yán)格精準(zhǔn)的零部件裝配圖，保證生產(chǎn)工作可以有效進行。同時在此設(shè)計基礎(chǔ)上再考慮維修便利、設(shè)計成本、生產(chǎn)成本等問題，在設(shè)計完成之后，要對機械零部件進行分析，對該零部件進行防腐處理，延長機械零部件的使用壽命，同時滿足生產(chǎn)共產(chǎn)對于機械設(shè)備的噪聲控制需求和安全需求，用科學(xué)的機械設(shè)計內(nèi)容迎合機械零部件的設(shè)計要求，生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的機械零部件，保證內(nèi)燃機可以穩(wěn)定運行，延長內(nèi)燃機的使用壽命。

4.2對機械零部件的失效形式進行嚴(yán)格的計算

無論哪一種規(guī)格的機械零部件在實際使用的過程中，都會因為不可預(yù)知的意外發(fā)生零部件的失效情況，進而導(dǎo)致內(nèi)燃機無法正常工作[5]。其中主要的失效形式分為、表面壓碎、撕裂、塑性變形、共振、過度彈性等等。要想加強對機械零部件失效形式的管理，就要首先對問題進行分析、檢測，并且通過嚴(yán)格的計算制定出合理有效的解決方案，并且依據(jù)方案對內(nèi)燃機進行相應(yīng)的措施。具體的操作辦法主要分為五步，第一步需要根據(jù)內(nèi)燃機零部件的抵抗斷裂情況進行分析計算，確保內(nèi)燃機零部件的強度要求符合正常的生產(chǎn)要求。第二步就需要技術(shù)人員根據(jù)剛度準(zhǔn)則也就是負荷作用，加強零部件對彈性變形的抵抗能力，確保零部件在抵抗過程中一直處于彈性最大值之內(nèi)。第三步設(shè)計人員需要對零部件的震動穩(wěn)定程度進行計算預(yù)測，保證內(nèi)燃機在工作的過程中不會因為震動幅度過大而導(dǎo)致機械零部件與設(shè)備發(fā)生共振，在測試的過程中要保證機械零部件的振動頻率，確保零部件在工作時的振動頻率可以在允許范圍之內(nèi)。第四步就是有關(guān)機械零部件的耐熱準(zhǔn)則，在內(nèi)燃機進行工作的過程中會產(chǎn)生非常大的熱量，在如此高溫的工作環(huán)境之下就需要機械零部件具有一定強度的耐熱性，防止因為溫度過高導(dǎo)致機械零部件發(fā)生氧化、變形、膠化等問題。第五步需要技術(shù)人員考慮到機械零部件的耐磨能力，因為在內(nèi)燃機工作的過程中，長時間保持機械之間的持續(xù)運動，竟然會出現(xiàn)機械零部件磨損嚴(yán)重的情況，久而久之會對零部件的機構(gòu)形狀、強度都會產(chǎn)生影響，所以在設(shè)計之初就要根據(jù)實際情況采取有效的措施保證零部件的磨損強度，增加內(nèi)燃機的使用壽命。

結(jié)束語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技的不斷進步，工程制造領(lǐng)域也隨之得到了進步發(fā)展，要想加強機械設(shè)備的使用效果就必須加強對機械零部件的創(chuàng)新設(shè)計研究，這直接決定著機械設(shè)備的功能和效果。只有基于科學(xué)的理論和方法才能培養(yǎng)出更好的專業(yè)性人才，研發(fā)出具有科學(xué)性和實用性的科學(xué)設(shè)備，進而促進我國機械領(lǐng)域的不斷發(fā)展，提高我國的經(jīng)濟實力。

參考文獻：

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[4]于繁華，劉仁云，張義民，張曉麗，孫秋成.機械零部件動態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計的群智能算法[J].吉林大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2017，47（06）：1903-1908.

[5]周潤龍.基于虛擬樣機的機械設(shè)計方法[J].科學(xué)家，2017，5（09）：111-112.