面向制造和裝配的食品機械設計探討

蘇波　姚曉賓

摘要：在食品行業，食品機械是重要的設備類型，且覆蓋范圍非常廣，涉及到食品資源的加工、貯藏以及保鮮等環節，將影響到我國食品資源的質量水平。在本文中，將就面向制造和裝配的食品機械設計進行一定的研究。

關鍵詞：面向制造；裝配；食品機械設計

1引言

在我國食品行業不斷發展的情況下，對于食品機械設計也具有了更高的需求。通過該機械的科學設計，不僅能夠保障食品質量，且能夠有效促進機械企業的發展。而就現有情況看來，設計企業在機械設計時存在著缺少兼顧全程的情況，僅僅注重功能的滿足以及原理的設計，并在對機械零部件可制造性、可裝配性產生影響的情況下導致出現較多的浪費。對于該種情況，就需要設計企業能夠做好把握，以新設計理念的應用提升設計水平。

2食品機械設計意義

在我國經濟水平不斷提升的今天，我國的食品行業也在此過程中獲得了快速的發展。但是在每一年，我國都有大量因缺少食品加工機械沒有做好食品的加工、保險以及貯藏而造成大量的損失，而沒有做好深加工綜合利用也具有較大的損失，這部分情況的存在，都對我國食品機械行業的發展以及新機械產品的開發具有了非常高的市場需求。而在個性化需求的影響下，也要求我國的食品機械企業能夠對自身產品進行不斷的調整優化，以此對人們在食品方面的要求進行滿足。具體來說，不僅要保證所設計出的食品機械能夠具有較低的價格以及較高的質量，且同時需要具有較高的售后服務以及較短的交貨期。其中，較短的交貨期，即要求產品具有較短的設計制造流程，且在制造完成之后能夠迅速的投產使用。更好的售后服務，即當設備在運行當中發生故障情況時，能夠以較快的方式做好維修處理，對設備的正常狀態及時換元，以此最大程度降低因設備發生故障所造成的損失。而就我國目前機械制造業來說，還不能夠對這部分需求進行滿足，其中非常重要的一項原因，即在食品機械設計方面還是更多的以原理設計以及基本功能的實現為基礎，在設計之后的加工工藝、機械制造、檢驗維修以及裝配調試方面還沒有做好有效的兼顧，并因此對零部件的可裝配性、可制造性以及產品的可維護性受到了較大的影響，并最終導致出現信息管理困難、質量難以保證、設計反復改動以及開發周期較長等情況，甚至存在在完成設計之后于不能夠投入生產的情況，都將導致嚴重浪費情況的出現。對于上述問題，則需要能夠在食品機械的設計方式以及思想層面做好完善與改進，以此不斷提升我國的食品機械設計水平。

3面向制造和裝配的食品機械設計

3.1設計思路與方法

DFMA，即面向制造創培設計，是機械設計領域當中并行工程的體現，在該設計方式中，其要求在整個設備開發當中都能夠對并行工程思想進行體現。根據該種要求，在實際食品機械設計前，就需要能夠對后續工程制造以及應用當中可能出現的情況進行綜合考慮，以此在實現產品開發效率他生的基礎上有效降低成本。通常情況下，DFMA根據其內容的區分可以將其分為兩大類，即面向裝配設計以及面向制造的設計。在對食品機械進行設計的概念設計或者初始階段，就需要能夠低其可制造性進行充分的考慮，即通過面向制造設計方式的應用實現食品機械產品功能。而到了設備的具體設計階段，則需要做好主要零部件結構的可裝配性問題，即通過面向裝配設計方式的應用對設備的不同部件實現優化，在利于裝配工作開展的情況下提升裝配效率，并在保證能夠對機械產品功能進行滿足的基礎上使用最少的零部件種類以及數量，并避免出現在裝配階段加工，以此方式實現整個機械產品設計與制造成本的降低。

同傳統方式相比，通過面向制造對象裝配設計方式的應用，則能夠在對設備制造零部件使用數量有效減少的情況下實現其裝配時間的縮短，以此在實現機械產品開發周期降低的情況下以迅速的方式將設備投產應用，在對設計綜合效率進行提升的情況下實現整個過程勞動強度以及開發成本的降低。在實際機械設計中，需要全程做好以下原則的遵循：第一，使用模塊化設計，在零部件選擇當中使用標準、簡單且利于安裝的零部件；第二，在盡可能減少所使用零件的數量與種類，保證產品在工作狀態下能夠利于檢驗，并做好其故障問題的快速恢復；第三，在對實際加工成本進行考慮的情況下，通過適當工藝的應用做好不同零部件精度的分配。在對普通裝配人員技能進行充分考慮的情況下，做好裝配過程的簡化處理，并盡可能使用經常應用、具有成熟經驗的結構；第五，取消產品當中可有可無的附加設計，加強產品的可靠性設計，以此延長產品的無故障工作時間。

3.2實例分析

通常情況下，在對普通食品機械進行設計時，其中就具有與上百個機械零部件以及電子元器件，同樣具有較高的復雜程度。如果按照傳統設計方式處理，不僅將大量使用費中標間以及零件過渡設計，且具有維修不便、設計成本過高以及裝配時間過長的問題。

上圖為一個小型液體自動包裝機，其在運行中，通過活塞運動實現對機構的控制，以此保證裝置能夠間歇、定量的開展供料處理。在上圖中，圖示1為撥叉，圖示2為軸套，圖示3為支承座，圖示4為軸，圖示5、6、12為螺母，圖示7為偏心滑塊，圖示8、9、13為平墊圈，圖示10為螺栓，圖示11為擋板，圖示14為銷軸，圖示15為開口銷，圖示16為連桿，圖示17為偏心倒槽。

3.3DFMA分析改造

按照面向制造與裝配原則，對圖1當中機構進行以下方面的改進與分析：第一，對于原有設計，在對軸大致結構尺寸進行確定之后，沒有對軸套標準件進行選擇。對于該種情況，其則同DFMA原則問存在違背情況，需要立即改進。具體改進方面，在對軸結構尺寸進行確定之后，優選能夠對設計要求進行滿足的標準件軸套，之后再對該位置軸的具體尺寸進行確定；第二，支承座加工方面，由于其結構具有不規則特征，在實際加工當中則存在著較大的困難。為了便于后續加工，則需要將中間支承位置同其兩側固定位置保持為同一平面，或者能夠稍稍的向內鎖緊，以此實現部分螺孔端面磨削加工量的減少；第三，撥叉件方面，需要保證其能夠在連桿的帶動下在軸上擺動，受到其同軸在裝配精度方面具有要求，如果設計裝配面過大，則會使撥叉孔內表面與軸外表面具有較高的加工精度成本。對此，則需要對軸向配合長度進行適當的縮短；第四，撥叉功能方面，保證其能夠在一個維度上開口即可，對于左視圖上的開口設計，經過研究為多余設計，需要在改造當中對其取消。

4結束語

在上文中，我們對面向制造和裝配的食品機械設計進行了一定的研究。該設計理念的根本，即在對設計效率進行提升的情況下對整個過程中可能出現的問題進行減少，在對產品開發周期進行降低的基礎上實現產品可靠性以及整體性能的提升。通過該設計方式的應用，則能夠從根本上對傳統設計裝配、制造方面存在的不足問題進行解決，不僅能夠縮短產品開發周期，且能夠有效控制設計成本。在實際工作開展中，設計企業也需要不斷嘗試、積累經驗，以科學設計方式的應用更好的滿足客觀需求。