浅析机械工程设计及不足的改进方法

浅析机械工程设计及不足的改进方法

陶诚

广西志远节能环保设备有限公司广西柳州545000

摘要：机械工程设计是机械加工制造的前提和基础，对机械设备质量也会产生重要的影响。本文主要分析了机械工程中设计及不足之处进行论述，并采取有效的改进对策，提高机械设计的水平，为开展机械加工制造提供扎实的基础条件，提高市场的竞争力。

关键词：机械工程；机械设计；不足；改进

一、前言

在机械产品生产制造的过程中，机械设计师一个十分关键的环节，对以后进行产品加工具有积极的作用，因此，提高机械工程的设计质量必须重视机械设计工作。

二、机械工程设计的含义及对象

（一）机械工程设计的含义

它是这样一个设计系统，即在由于人为或自然灾害致使设计系统内部和外部环境波动的非正常情况下，实现特殊要求的急需的非现成的机械产品、装备的快速设计系统。机械工程的机械设计是非常重要的问题。所谓机械工程设计是指非现成的而需快速应急的设计，往往包括快速设计与制造，而且是属带灾难约束的非正常情况下的快速设计与制造。

（二）机械工程设计的意义

展机械工程设计研究的目的不仅是提高自身学术水平，更主要是获取较大的经济效益和社会效益。其意义在于：

一是机械工程设计的深入研究将为人们发明创造新机器、新机械提供有效的理论方法；

二是机械工程设计研究能加速机械专家智能化，实现真正的“专家”系统，有利于加速机械工程设计水平向自动化、智能化、最优化、集成化实现；

三是机械设计的机械产品提高了产品在同类产品中的竞争力，特别是当专利产品技术形成产业化的时候，可以创造出较高的经济效益及社会效益；

四是在机械工程设计的实践中培养了设计人员的创造性思维，增强了其创新能力，提高了人们进行机械设计的自觉性及技术上的可操作性，使机械工程创新成为一种工具和手段。这样，就促进了新产品的繁荣与更新，为社会创造了财富。

机械工程设计充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法、技术原理等)进行构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。它包含两个部分：一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等；二是创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产或生活的需要。机械工程设计是建立在现有机械设计学理论基础上，吸收科技哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科的有益知识，经过综合交叉而成的一种设计技术和方法。

三、加强机械工程设计的途径

（一）运用现代的设计方法

如快速设计、模块化设计、协同设计、自适应设计、大规模定制设计等也隐含着快速设计的含义。但是一般很少考虑人为和自然灾害的非正常情况下的特点，特别是考虑设计资源和设计系统本身受损情况。换言之，机械设计有自己的属性和特点，应该在吸取或借鉴现代设计理论、方法和工具中有益的思想、方法基础上，针对机械设计带灾难约束的特点去研究。

（二）坚持模块化设计创新

产品机械结构的模块化，必然带动控制系统的模块化。制造系统的模块化，除加工设备的模块化以外，又将带动物流系统和系统控制的模块化，就是要求在相对独立的不同层次中都实现高度规范化和模块化，给不断按需求重构设备或重构制造系统提供了条件。

解决相似问题的关键是找出相似系统各尺寸参数的相似比。根据各种物理现象的关系式推导出的由物理量组成的无量纲数群为相似准则。与相似准则各参数对应相似比组成的关系式称为相似指标。在基本相似条件基础上，用相似准则、方程分析、量纲分析列出相似比方程，可求得相似比。

模化设计是在开发新产品时，在相似的模拟工作条件下，设计相似的模型进行试验，通过测定模型性能，预测产品原型性能，分析设计的可行性并进行必要的修改，进一步取得最优参数和结构。产品系列设计是在基型设计的基础上，通过相似原理求出系列中其他产品的参数和尺寸。设计步骤是先设计基型产品，确定产品系列是几何相似还是半相似，选择计算级差，求得扩展型产品的参数尺寸，确定系列产品的结构尺寸。几何相似的产品还可按相似关系以生产成本进行估算。

（三）机械设计的研究要具体问题具体分析

机械设计的研究应针对各种机械产品和装备的灾难约束进行具体灾因和特性分析、决定对策，研究设计方法及其实现，提高应急研究的理论水平，从而更好的指导实践；利用上述先进的方法、技术、工具，建立设计系统平台；从而形成其系统理论和体系，并注意在理论与实践相结合的过程中不断地完善。

四、机械设计存在的不足之处

（一）材料选择不合理

没有根据机械设计具体需要选择相应的材料，材料不合格，或者不能很好的适应产品加工需求，影响机械设计水平的提高。

（二）设计流程部规范

完善的设计流程包括：设计规划、制定设计方案、选择参数、完成草图配置、参考参数、产品综合性能等，但是在机械设计中，可能存在没有按照流程进行的情况，影响设计水平的提高。

（三）审计标准没有落实

设计过程中没有严格落实设计标准化，导致产品设计规格不一样，影响设计水平的提高。同时还会提高设计难度，也降低了机械产品的质量。

（四）润滑剂应用部到位

机械产品加工具有精度要求，加工涉及冲压、切割、轧制等工序，为提高这些工序的效果，使用润滑剂是必不可少的工作，但在设计过程中，一些工作人员忽视采用润滑剂，或者使用不合理，对机械加工制造带来负面影响。

五、机械设计存在不足的改进方法

（一）合理选用设计原材料

原材料的选择对机械产品质量的影响是全方位的，也是设计需要重点关注的问题之一。合理选择相应的材料，需要综合考虑机械产品的性能、加工工艺等内容。

（二）科学选择切削方式和机械刀具

合理的选择刀具，能够提高机械零件表面的质量，预防质量缺陷的发生。在选择时应该根据原材料的质量、性能和参数，考虑机械设备表面硬度标准、粗糙标准、选择性能优良、加工便捷的刀具。

（三）提高设计标准水平

机械加工制造的市场十分激烈，为促进产品质量的提高，综合性能的提高，提高机械产品的设计、加工效率，采用标准化设计和加工方式是十分必要的。因此，机械设计必须重视标准化生产，以缩短产品的设计时间，降低设计周期，减少不必要的浪费，促进机械产品性能和质量的提高。

（四）合理使用润滑剂

合理使用润滑剂可以提高产品表面光滑度，减少机床磨损，达到降低机械加工成本，提高生产效率的目的。常用的润滑剂类型包括金属、水溶性、纯油性润滑剂，应结合机械设计的需要合理的选择。

六、结语

总之，机械设计包括机械工程设计在内的一切设计成功的关键，无不在于设计中的创新，而机械设计不仅需要知识和经验，更需要具有强烈的创新意识和创新思维能力。爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切。

参考文献

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