論現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新方法

宋曉彬

【摘要】機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是機械生產(chǎn)的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。隨著時代的發(fā)展，多種技術(shù)的更新?lián)Q代，機械設(shè)計也有了更多的創(chuàng)新途徑。當(dāng)今時代，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人們對于機械產(chǎn)品的要求越來越嚴(yán)，選擇上也越來越挑剔。所以，機械設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)從機械設(shè)計的方方面面入手以順應(yīng)時代發(fā)展的需求，其中包括在機械設(shè)計過程中基于對產(chǎn)品外觀和各種性能的要求所做的創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】方法研究 機械 現(xiàn)代 設(shè)計

一、基于產(chǎn)品全方位優(yōu)化的機械創(chuàng)新設(shè)計

（一）基于產(chǎn)品穩(wěn)定性的機械設(shè)計創(chuàng)新

產(chǎn)品的穩(wěn)定性對于產(chǎn)品而言可謂是評價其性能好壞的關(guān)鍵之所在，如果一臺機器頻繁出現(xiàn)故障，那么即使它運作時再流暢，它也無法算得上是一臺好產(chǎn)品。通過機械設(shè)計創(chuàng)新來提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，就要運用到現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計理念。現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計包括了現(xiàn)代科技的眾多因素，如函數(shù)、數(shù)學(xué)理論、信息技術(shù)等，通過最新型的設(shè)計途徑得出最優(yōu)化的設(shè)計方案，以滿足工業(yè)發(fā)展的新要求，這里得要求主要指針對產(chǎn)品的穩(wěn)定性進行機械設(shè)計創(chuàng)新。從原件人手，使機械設(shè)備在零件上具備更標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，在部件上更加通用，在設(shè)備整體上更加系統(tǒng)，這就要用到變型設(shè)計。變型設(shè)計就是在原有產(chǎn)品的類型基礎(chǔ)上，在機械設(shè)計時進行深度開發(fā)，其中又包括縱系列和橫系列，涉及機械產(chǎn)品設(shè)備的尺寸、參數(shù)和功能。要增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性，很重要的一點就是機械設(shè)備內(nèi)部元件的固化，這涉及到不同的工藝方法，使用不同的工藝裝配出來的產(chǎn)品最終在穩(wěn)定性上會有很大差異，需要具體情況進行具體分析，需要工藝適當(dāng)更改以滿足產(chǎn)品性能要求.這就要求對零件的加工工藝和熱處理工藝能夠合理選擇并在一定程度上予以改良，也就是對機械設(shè)備工藝方法進行科學(xué)變元。

（二）基于產(chǎn)品環(huán)保性能的機械設(shè)計創(chuàng)新

隨著環(huán)保觀念逐漸深入人心，機械設(shè)計也無法不與環(huán)保聯(lián)系起來，綠色環(huán)保機械逐漸步人人們的視野。相應(yīng)地，如何設(shè)計出符合環(huán)保要求的機械產(chǎn)品也成為機械設(shè)計的一大突破點。從材料選擇人手，要盡量考慮選用可回收、易分解、可再生的環(huán)保材料。除此之外，結(jié)構(gòu)件的設(shè)計要滿足無毒無害的選配要求，還以提高機械材料的再生率為宗旨，盡量遵循低能耗、長壽命、無污染的原則，盡可能提高機械設(shè)備的耐久性能，實現(xiàn)機械化高效率。就環(huán)保來說，最為長久的就是節(jié)能設(shè)計，如果機械設(shè)備能做到節(jié)能，那可以說是“一勞永逸”。要做到節(jié)能，可以考慮采用雙泵分合流技術(shù)、液壓負(fù)荷傳感技術(shù)和靜液驅(qū)動技術(shù)等設(shè)計方式達到高效節(jié)能的目的。談到電機，如何選擇電機也很重要。應(yīng)當(dāng)選擇噪音小，油耗少，排放少的電機。如果噪音不能避免，那就要增加機械設(shè)計中的降噪處理環(huán)節(jié)，這也可以成為機械設(shè)計創(chuàng)新的一個思考方向。

（三）基于產(chǎn)品經(jīng)濟效益的機械設(shè)計創(chuàng)新

所謂經(jīng)濟效益，就是要達到利益最大化，達到利益最大化可以從機械設(shè)計的過程中和機械設(shè)計的成果著手。一方面來說，現(xiàn)代機械工程創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)結(jié)合市場需求和客戶要求，科學(xué)、合理地控制機械工程設(shè)計成本。要做到節(jié)約成本，首先就應(yīng)當(dāng)從原材料人手。固然，選擇價格低廉且品質(zhì)優(yōu)良的原材料最為符合要求，可是事實上這樣的材料并不好找，再者不同的材料擁有各自不同的功能，而這些原材料對于工藝加工的要求又不盡相同，只有通過加工以后才能得到最后想要的理想材料，才能夠達到參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣一來找到替換的材料難度極其大。這時就是就要運用機械設(shè)計創(chuàng)新了。為什么這么說呢？其實就是對于這些不可加工的材料可以運用材料變元法進行新的方案的設(shè)計和研究，此處所謂的變元法就是改變一種變量或兩種變量從而達到最后的結(jié)果不變的道理來實現(xiàn)接卸設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計的。

二、現(xiàn)代機械工程創(chuàng)新設(shè)計的突破點

（一）機械設(shè)計人員思維的創(chuàng)新

機械設(shè)計人員的思維創(chuàng)新可以說是現(xiàn)代機械設(shè)計創(chuàng)新的根本。最為根本的思維上的突破應(yīng)當(dāng)就是人工智能的使用，其中包括CAD技術(shù)、基于ASP的Internet接口方案、基于Browser/Server的網(wǎng)絡(luò)計算模型、SQS Server數(shù)據(jù)庫等，其中以CAD技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的使用最為常見。除了人工智能以外，就設(shè)計人員的自身思維來講也可以有所突破，這里頭最難的就是設(shè)計人員思維的立體性，也就是思維的聯(lián)動性。之所以要實現(xiàn)創(chuàng)新思維的立體性，保持思維的層次性立體性，實現(xiàn)橫向、豎向和逆向思維的統(tǒng)一，就是為做到在設(shè)計時權(quán)衡利弊，選擇最優(yōu)方案。再就是老生常談的話題了，即思維的突破性、獨創(chuàng)性和實用性。也就是說，要求設(shè)計人員不要囿于固有思維套路，而要積極探尋，爭取研發(fā)出更優(yōu)的設(shè)計方案，但與此同時還不能罔顧機械設(shè)計實際，紙上談兵。總的來說，就是設(shè)計人員要在符合實際的情況下開拓自身思維，力求更完美的設(shè)計方案。

（二）探索創(chuàng)新之于機械設(shè)計各環(huán)節(jié)

說到機械設(shè)計各環(huán)節(jié)的方法創(chuàng)新，其實有很多，接下來列舉幾例。比如說立足于分析機械結(jié)構(gòu)設(shè)計流程的基礎(chǔ)上，研究參數(shù)化設(shè)計方法再轉(zhuǎn)變到CAE模型的CAD/CAE轉(zhuǎn)換機制，是一種有效的雙向機制。再比如說，設(shè)計環(huán)節(jié)的反求設(shè)計，這主要是針對減少誤差和數(shù)據(jù)還原而設(shè)計的。還有三維CAD技術(shù)的大量運用，再加上之前談到過的各個環(huán)節(jié)變元法的靈活運用及其各種變型方法在實踐中的大量運用，以及和CAD/CAE轉(zhuǎn)換機制類似的同樣立足于IT技術(shù)的CAM技術(shù)的運用和運用IT技術(shù)的同時需要設(shè)計人員積極配合的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù)，后者主要是利用網(wǎng)絡(luò)實時數(shù)據(jù)的傳輸特性，這樣一來不僅能夠掌握動態(tài)數(shù)據(jù)，還便于設(shè)計人員建立相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺進行探討、比對、研究。每個方法的運用范圍或有重疊，交叉，但是他們各自又具備彼此所不能取代的優(yōu)點，他們對于機械設(shè)計的探索創(chuàng)新來說都很重要。

三、結(jié)語

創(chuàng)新，于當(dāng)代而言必不可少，它不僅僅是一個時髦詞匯，更是能夠帶來直接的、直觀的好處的一個過程。所以，現(xiàn)代機械設(shè)計也離不開創(chuàng)新環(huán)節(jié)。作為一個專業(yè)性較強的領(lǐng)域，機械設(shè)計的創(chuàng)新立足于設(shè)計人員的基本素質(zhì)，設(shè)計者的高水平專業(yè)素養(yǎng)是必不可少的，再加上他們思維的主觀突破，這樣才能形成創(chuàng)新的最原始條件。有了這個基礎(chǔ)之后，再立足于原材料的選取、設(shè)計過程中的環(huán)保化處理、產(chǎn)品的外觀及性能進行設(shè)計環(huán)節(jié)的全方位優(yōu)化，如此一來才能真正做到現(xiàn)代機械設(shè)計的創(chuàng)新。

參考文獻：

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