淺談機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的基本思路

武勇 張曉鑫

摘 要：自21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，社會(huì)不斷進(jìn)步，隨之而來(lái)的是科學(xué)技術(shù)水平與日俱增，先進(jìn)的自動(dòng)化與機(jī)械化在人們的日常生活中扮演著越來(lái)越重要的作用，更成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平評(píng)定的關(guān)鍵因素。因此，社會(huì)對(duì)機(jī)械方面的需求越來(lái)越大，尤其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中思路的選擇這一塊，所以全世界的工程師對(duì)這方面的研究尤為關(guān)注。本文就對(duì)這一研究展開(kāi)探討，明確基本設(shè)計(jì)思路，促進(jìn)社會(huì)機(jī)械化不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；思路；設(shè)計(jì)方法

機(jī)械設(shè)計(jì)，是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步。通俗講就是先策劃一個(gè)即將實(shí)施的項(xiàng)目，然后按照策劃的要求進(jìn)行構(gòu)思、制定方案、繪制圖紙、加工制作、樣機(jī)檢驗(yàn)、驗(yàn)收等整個(gè)環(huán)節(jié)的工作。總而言之就是產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、計(jì)劃預(yù)算、加工制造的一個(gè)整個(gè)過(guò)程。

一.產(chǎn)品規(guī)劃階段

1.1調(diào)查調(diào)研

在此階段，機(jī)械設(shè)計(jì)工作者要和既定客戶(hù)進(jìn)行有效而深入的溝通，聽(tīng)從客戶(hù)的意見(jiàn)，了解客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的需求，具體包括以下內(nèi)容：明確產(chǎn)品的用途及詳細(xì)的使用工況；了解客戶(hù)對(duì)設(shè)備的參數(shù)要求，包括作業(yè)參數(shù)及外形尺寸、安裝尺寸、重量等；明白客戶(hù)對(duì)設(shè)備配置有何要求，包括選用什么材料，選用何種零部件等；客戶(hù)對(duì)設(shè)備價(jià)格的要求，用來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)過(guò)程中的成本控制等。總之，在方案設(shè)計(jì)之前，要精確而深刻的理解客戶(hù)的產(chǎn)品的意見(jiàn)，及時(shí)把握其想法和要求，我們才能按照其要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)等一系列工作，避免返工或其他問(wèn)題發(fā)生。

1.2可行性研究

中國(guó)正處在高速發(fā)展的歷史進(jìn)程中，機(jī)械的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化在此進(jìn)程中起著不可替代的作用，因此，機(jī)械產(chǎn)品一定要具有標(biāo)準(zhǔn)化，可在工作中具有可實(shí)施性，使項(xiàng)目建設(shè)無(wú)論在經(jīng)濟(jì)上還是社會(huì)效益上都是可行的。具體原則如下：

（1）符合國(guó)家現(xiàn)行的技術(shù)政策和產(chǎn)業(yè)政策的要求。

（2）貫徹“先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)可靠”的原則，從實(shí)際情況出發(fā)，做到“高標(biāo)準(zhǔn)、低收入”，達(dá)到“優(yōu)質(zhì)高效”的目的。

（3）嚴(yán)格貫徹國(guó)家、行業(yè)和地區(qū)頒布的有關(guān)法律法規(guī)，做到環(huán)境保護(hù)、安全與工業(yè)衛(wèi)生和消防等措施符合國(guó)家、行業(yè)和地區(qū)的有關(guān)規(guī)定。

（4）項(xiàng)目生產(chǎn)工藝及工藝裝備要成熟、可靠；生產(chǎn)原料供應(yīng)要有保障。

（5）項(xiàng)目產(chǎn)品要具有競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)前景要廣闊。

1.3確定方法，明確任務(wù)需求

在此階段，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部要進(jìn)行討論，并且自我確認(rèn)，在一定周期內(nèi)做出一個(gè)大致的方案，這個(gè)方案可以是很粗糙的，甚至是示意性質(zhì)的方案；然后在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部進(jìn)行溝通，各抒己見(jiàn)，針對(duì)這個(gè)粗糙方案獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策；最后，決策者綜合團(tuán)隊(duì)成員的意見(jiàn)進(jìn)行定稿，并最終形成一個(gè)可以用于和客戶(hù)交流的大致方案，包括對(duì)產(chǎn)品的文字介紹以及相關(guān)圖面表達(dá)。

1.4總圖設(shè)計(jì)

完成以上任務(wù)后，我們可以進(jìn)行總圖的設(shè)計(jì)，在此階段，我們需要根據(jù)產(chǎn)品的布局、結(jié)構(gòu)以及功能參數(shù)等各項(xiàng)要素進(jìn)行方案總圖確認(rèn)。之后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以開(kāi)始真正的分工協(xié)作，讓成員配合完成項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)過(guò)程，最終完成任務(wù)。

二.設(shè)計(jì)階段

產(chǎn)品是機(jī)械設(shè)計(jì)的靈魂，而設(shè)計(jì)是人類(lèi)征服世界改造自然萬(wàn)物的手段之一。現(xiàn)有的各種機(jī)械從設(shè)想到問(wèn)世都要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和制造兩個(gè)基本階段，而機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的重要步驟，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的大小更取決于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。因此合理的設(shè)計(jì)方法是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)計(jì)效率、避免和減少設(shè)計(jì)中不必要的失誤的基石！

2.1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，也叫常規(guī)設(shè)計(jì)，分為初步設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)，施工設(shè)計(jì)三個(gè)基本步驟。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是指以生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和成熟技術(shù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，運(yùn)用長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)實(shí)踐和理論計(jì)算而形成的經(jīng)驗(yàn)、公式、設(shè)計(jì)手冊(cè)等作為設(shè)計(jì)的依據(jù)，著眼于產(chǎn)品的功能和技術(shù)規(guī)范，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式、近似系數(shù)或類(lèi)比方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是依靠設(shè)計(jì)者手工方式來(lái)完成的，它在實(shí)際的生產(chǎn)中大量存在，并且是一種低成本、經(jīng)常性的工作方法。

2.2現(xiàn)代設(shè)計(jì)

現(xiàn)代設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的延伸，實(shí)質(zhì)上是新理論、新方法、新技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。現(xiàn)代設(shè)計(jì)服從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，是以計(jì)算機(jī)為工具，以工程軟件為基礎(chǔ)，以多科學(xué)方法為手段，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不足與缺點(diǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品的成本，也促進(jìn)了產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法主要分為機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法，并行工程設(shè)計(jì)方法，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法。

2.3創(chuàng)新設(shè)計(jì)

創(chuàng)新設(shè)計(jì)，是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新力，利用人類(lèi)已有的相關(guān)科技成果進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計(jì)出具有科學(xué)性、創(chuàng)造性、新穎性及實(shí)用成果性的一種實(shí)踐活動(dòng)。發(fā)揮創(chuàng)造性的思維，將科學(xué)、技術(shù)、文化、藝術(shù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)融匯在設(shè)計(jì)之中，設(shè)計(jì)出具有新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性的新產(chǎn)品。創(chuàng)新的技法包括頭腦風(fēng)暴法，設(shè)問(wèn)類(lèi)技法，聯(lián)想類(lèi)推法，逆向探索法，組合創(chuàng)新法。創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以從以下幾個(gè)側(cè)重點(diǎn)出發(fā)：

1從客戶(hù)需求出發(fā)，客戶(hù)就是上帝，應(yīng)滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。

2從產(chǎn)品功能出發(fā)，賦予老產(chǎn)品以新的功能、新的用途。

3從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，采用新技術(shù)、新思路、新材料，降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

三.加工及生產(chǎn)階段

機(jī)器的加工生產(chǎn)過(guò)程一般是指從原材料（或半成品）制成產(chǎn)品的全部過(guò)程，按照生產(chǎn)順序，可分為毛坯制造，零件加工，裝配等階段。具體指采用機(jī)械加工的方法，改變毛坯形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。工藝過(guò)程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、裝配等工藝過(guò)程。而常見(jiàn)的機(jī)械加工方式有：車(chē)削、銑削、刨削、鉆削、磨削、鏜削、特種加工等。

結(jié)語(yǔ)

本文全方位的討論了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整個(gè)過(guò)程的基本思路，明確了設(shè)計(jì)的基本步驟，準(zhǔn)確而廣泛的談?wù)摿嗽O(shè)計(jì)方法，制定了較為普遍的設(shè)計(jì)整體思路，有利于機(jī)械工作者去整體思考、合理設(shè)計(jì)，有利于機(jī)械行業(yè)的更進(jìn)一步發(fā)展，從而促進(jìn)社會(huì)不斷進(jìn)步。

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（作者單位：燕山大學(xué)里仁學(xué)院）