機械設(shè)計一般原則

1、機械設(shè)計一般原則.txt12 思念是一首詩，讓你在普通的日子里讀出韻律來；思念是一陣雨，讓你在枯燥的日子里濕潤起來；思念是一片陽光，讓你的陰郁的日子里明朗起來。1產(chǎn)品設(shè)計原則合理的設(shè)計應(yīng)該在保證產(chǎn)品必備功能的前提下，使制造成本最低，這也正是本文所要探 索的課題。(l )必須滿足客戶對產(chǎn)品功能和服務(wù)的要求。工程機械提供給客戶的不僅是產(chǎn)品的功能，還包括支持這些功能的售后服務(wù)。因此設(shè)計過程中既要針對產(chǎn)品的不同功能特點，又要使產(chǎn) 品具有良好的維修方便性。(2) 符合國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和有關(guān)的法令、法規(guī)。(3) 堅持標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的“三化”原則。(4) 符合社會對環(huán)境保護的要求。(5) 符合技術(shù)

2、創(chuàng)新的規(guī)律，重視對知識產(chǎn)權(quán)的保護。(6) 從企業(yè)的實際工藝水平和生產(chǎn)能力出發(fā)，強調(diào)設(shè)計與工藝、生產(chǎn)相結(jié)合。產(chǎn)品設(shè)計 不單單是圖樣設(shè)計，還包括工藝設(shè)計和生產(chǎn)設(shè)計。生產(chǎn)設(shè)計應(yīng)主要從以下幾個方面進行研究： 簡化零件的功能或形狀； 最大限度地實現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化； 盡可能使設(shè)計圖紙中所規(guī)定的材料牌號、品種、規(guī)格與現(xiàn)有材料的使用情況一致； 將毛坯工藝與加工工藝更有效地結(jié)合起來考慮； 根據(jù)企業(yè)當(dāng)前正常生產(chǎn)所采用的加工工藝、操作規(guī)則及相關(guān)信息來判斷工藝設(shè)計的合 理性； 選擇成熟加工工藝能保障的尺寸公差和表面粗糙度； 綜合分析與生產(chǎn)過程相關(guān)的信產(chǎn)品設(shè)計的原則和技巧-續(xù)12產(chǎn)品設(shè)計技巧2 . 1采用

3、“三化”原則(1) 零件盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件或用標(biāo)準(zhǔn)件改制或外購件。(2) 設(shè)計花鍵、螺紋時，應(yīng)使之便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具進行加工和檢測，特別應(yīng)優(yōu)先考 慮企業(yè)現(xiàn)有的刀具、量具。(3) 大型結(jié)構(gòu)件、鑄鋼件的設(shè)計，盡量采用不必攻絲的緊固件，如用焊接螺母板代替螺孔。 設(shè)計大型工件時，應(yīng)考慮利用已鎮(zhèn)成的孔作為基準(zhǔn)來焊接螺母板。(4) 盡量選用現(xiàn)有的成熟的零部件，或成熟的結(jié)構(gòu)和工藝方法，使產(chǎn)品系列化、通用化。 用這種“搭積木”的方法，可以加快設(shè)計速度、縮短新產(chǎn)品樣機試制周期，盡早占領(lǐng)市場。(5) 建立企業(yè)自己的“標(biāo)準(zhǔn)件庫”，加快設(shè)計試制進度。筆者所在的企業(yè)現(xiàn)已建立并逐步 完善了 “廠標(biāo)準(zhǔn)件”制度和“廠標(biāo)準(zhǔn)件庫

4、”，將凡是在三個以上主要產(chǎn)品中使用的相同或相似 的零件選定為廠標(biāo)準(zhǔn)件。(6) 盡可能選擇統(tǒng)一的錐度、一致的板厚尺寸和牌號統(tǒng)一的鑄鋼件材料。2 .2從形狀和結(jié)構(gòu)上改進設(shè)計(1) 盡量減少零件。把幾個零件合并成一個零件，例如把焊接件改為沖壓件，以此減少零件的數(shù)里。(2) 將零件設(shè)計成對稱的結(jié)構(gòu)形式。(3) 把幾個產(chǎn)品申使用的形狀相似的零部件，設(shè)計成能夠通用的零部件。(4) 簡化每個零件的形狀， 改進零件外形，減少彎曲的形狀，有時還可以把壓形時難以保 證尺寸精度的零件改為焊接件。2 . 3改進工藝方案(1) 避免沒有必要的切削加工，特別是沒必要的裝夾基準(zhǔn)面的切削加工。焊接件準(zhǔn)備用自動化程度較高的焊接

5、機器人進行焊接時，應(yīng)考慮組成零件的焊前加工, 保證焊接件各組成零件之間的相互位置尺寸，否則誤差太大，機器人將無法自動跟蹤焊接。(2) 在保證零部件可*、合理使用的前提下，降低尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等加 工精度等級要求。(3) 減少零件的彎曲形狀和復(fù)雜程度，降低廢品率和生產(chǎn)制造成本。(4) 型鋼在進行長度下料時，盡量把火焰切割改為型鋼剪切下料；一般板料的火焰切割改為用剪板機剪切下料；長方形條狀工件從四邊剪切改為用條鋼，僅僅是長度上的剪切下料。息，對主要零部件進行必要的價值工程分析。產(chǎn)品設(shè)計的原則和技巧-續(xù)22. 4采用節(jié)省資源、減少污染的工藝技術(shù)(1) 鑄鋼件改為焊接件。鑄造行業(yè)很難徹底

6、地解決環(huán)境污染問題，并且容易產(chǎn)生鑄造缺陷，而采用焊接技術(shù)和焊 接件就可以比較容易地解決這些問題。(2) 在保證零件強度，優(yōu)化板厚尺寸的前提下， 盡量減輕零件重量。 結(jié)構(gòu)焊接件的設(shè)計， 一定要使筋板受力，避免焊縫受力。在結(jié)構(gòu)焊接件的構(gòu)成中使用厚板往往并不是強度的需要， 而是剛度的需要，即焊接時厚板的變形小，或焊接件承載時變形小。一些單獨的厚板往往是可以用薄一些的板加上適當(dāng)?shù)慕畎鍋泶妫@樣不僅減輕了總重，承載能力也會增加。(3) 選擇合理的焊縫長度和焊角大小等參數(shù)。有相當(dāng)一部分設(shè)計人員常常將 “強度焊縫” 與“聯(lián)接焊縫”相互混淆，設(shè)計時往往出現(xiàn)要求焊接件中的焊縫一律焊透、焊角越大越好的傾向。其實

7、選擇焊透還是不必焊透，是設(shè)計人員應(yīng)慎重考慮決定的。應(yīng)仔細(xì)研究焊接件的受 力狀態(tài)，再決定所要采用的焊角尺寸和焊縫長度。能用斷續(xù)焊縫的決不要求在全長方向上滿 焊，這樣一則可以節(jié)省焊接加工成本，二則也可減少焊接變形；能用角焊縫的，盡量不在零 件上開坡口后再焊接，以減少一道開坡口的工序。(4) 采用少切削或無切削加工的工藝方法，以提高工件強度，降低制造成本。對于齒輪 加工，汽車行業(yè)中早已大量采用整體滾鍛、精鍛成齒的方法來減少甚至取消齒形的加工量。 工程機械的驅(qū)動橋差速器齒輪現(xiàn)也已開始采用精鍛齒輪。精鍛使得金屬纖維沿齒形成形方向 包絡(luò)，不象一般齒輪切削齒形時把金屬纖維切斷，精鍛齒輪大大提高了齒輪的承載強

8、度，減 少了切削量，甚至可以不必再進行齒形加工，降低了制造成O(5) 盡可能用焊接件代替一些自由鍛的鍛件。(6) 統(tǒng)一零件的熱處理技術(shù)要求和工藝規(guī)范，以便可以在同一爐中對不同零件同時進行 熱處理，提高電爐利用率；節(jié)約電力消耗。(7) 充分利用鍛件余熱，在鍛后繼續(xù)加熱，直接進行鍛后正火等熱處理。(8) 根據(jù)零件的具體情況，制定合理的熱處理技術(shù)要求。中碳鋼或合金中碳鋼零件采用調(diào)質(zhì)處理，可有效提高和充分發(fā)揮材料的機械強度等性能。但是對于軸徑比較粗大的軸類零件，調(diào)質(zhì)時淬火的有效層只有幾毫米，經(jīng)調(diào)質(zhì)、機械加工后所剩無幾，而心部狀態(tài)實際上并沒有得到很好的改善。所以根據(jù)筆者的經(jīng)驗，© 70以上的實

9、心軸類零件，可以考慮采用正火十機械加工或正火十淬火十磨削外圓的工藝流程。因為軸類 零件往往采用高頻或中頻淬火，加熱只發(fā)生在外圓表層，心部織實際不可能被淬透。若用鹽 浴爐加熱，心部可以被加熱，但材料的淬透性有限，調(diào)質(zhì)時的淬火實際在心部還是淬不透的。而正火可以有效改善零件的整體組織狀態(tài)，細(xì)化心部金相組織，這對有些零件來說已經(jīng)足夠 了。(9) 液壓系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)充分考慮機器的整體布局，液壓油箱的容積以足夠用為原則，使液壓油用量為最少；管路走向簡單緊湊，長度盡可能最短。同理，在設(shè)計電器系統(tǒng)和制動管 路系統(tǒng)時，都應(yīng)使電纜或制動管路走向合理，長度為最短。產(chǎn)品設(shè)計的原則和技巧-續(xù)33結(jié)論產(chǎn)品設(shè)計是個綜合信息處理的復(fù)雜過程，它最終的結(jié)果是把線條、符號、數(shù)字繪制成合理的設(shè)計圖樣，設(shè)計人員應(yīng)從以下幾個方面綜合考慮；(1) 簡化每個零件的形狀，使機器結(jié)構(gòu)簡單；(2) 合并零件的功能，減少零件的種類或數(shù)量；(3) 應(yīng)用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料、新原理來簡化產(chǎn)品結(jié)