機(jī)械設(shè)計(jì)一般原則

1、機(jī)械設(shè)計(jì)一般原則.txt12 思念是一首詩(shī)，讓你在普通的日子里讀出韻律來(lái)；思念是一陣雨，讓你在枯燥的日子里濕潤(rùn)起來(lái)；思念是一片陽(yáng)光，讓你的陰郁的日子里明朗起來(lái)。1產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則合理的設(shè)計(jì)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(duì)產(chǎn)品功能和服務(wù)的要求。工程機(jī)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(jì)過(guò)程中既要針對(duì)產(chǎn)品的不同功能特點(diǎn)，又要使產(chǎn) 品具有良好的維修方便性。(2) 符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和有關(guān)的法令、法規(guī)。(3) 堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的“三化”原則。(4) 符合社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求。(5) 符合技術(shù)

2、創(chuàng)新的規(guī)律，重視對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。(6) 從企業(yè)的實(shí)際工藝水平和生產(chǎn)能力出發(fā)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)與工藝、生產(chǎn)相結(jié)合。產(chǎn)品設(shè)計(jì) 不單單是圖樣設(shè)計(jì)，還包括工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究： 簡(jiǎn)化零件的功能或形狀； 最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化； 盡可能使設(shè)計(jì)圖紙中所規(guī)定的材料牌號(hào)、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(lái)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(lái)判斷工藝設(shè)計(jì)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(guò)程相關(guān)的信產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則和技巧-續(xù)12產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(gòu)件。(2) 設(shè)計(jì)花鍵、螺紋時(shí)，應(yīng)使之便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具進(jìn)行加工和檢測(cè)，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(jì)，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(jì)大型工件時(shí)，應(yīng)考慮利用已鎮(zhèn)成的孔作為基準(zhǔn)來(lái)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(jì)速度、縮短新產(chǎn)品樣機(jī)試制周期，盡早占領(lǐng)市場(chǎng)。(5) 建立企業(yè)自己的“標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)”，加快設(shè)計(jì)試制進(jìn)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(kù)

4、”，將凡是在三個(gè)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(hào)統(tǒng)一的鑄鋼件材料。2 .2從形狀和結(jié)構(gòu)上改進(jìn)設(shè)計(jì)(1) 盡量減少零件。把幾個(gè)零件合并成一個(gè)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(jì)成對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式。(3) 把幾個(gè)產(chǎn)品申使用的形狀相似的零部件，設(shè)計(jì)成能夠通用的零部件。(4) 簡(jiǎn)化每個(gè)零件的形狀， 改進(jìn)零件外形，減少?gòu)澢男螤睿袝r(shí)還可以把壓形時(shí)難以保 證尺寸精度的零件改為焊接件。2 . 3改進(jìn)工藝方案(1) 避免沒(méi)有必要的切削加工，特別是沒(méi)必要的裝夾基準(zhǔn)面的切削加工。焊接件準(zhǔn)備用自動(dòng)化程度較高的焊接

5、機(jī)器人進(jìn)行焊接時(shí)，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(jī)器人將無(wú)法自動(dòng)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(jí)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(jìn)行長(zhǎng)度下料時(shí)，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(jī)剪切下料；長(zhǎng)方形條狀工件從四邊剪切改為用條鋼，僅僅是長(zhǎng)度上的剪切下料。息，對(duì)主要零部件進(jìn)行必要的價(jià)值工程分析。產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(wèn)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(wèn)題。(2) 在保證零件強(qiáng)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(jì)， 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(qiáng)度的需要， 而是剛度的需要，即焊接時(shí)厚板的變形小，或焊接件承載時(shí)變形小。一些單獨(dú)的厚板往往是可以用薄一些的板加上適當(dāng)?shù)慕畎鍋?lái)代替，這樣不僅減輕了總重，承載能力也會(huì)增加。(3) 選擇合理的焊縫長(zhǎng)度和焊角大小等參數(shù)。有相當(dāng)一部分設(shè)計(jì)人員常常將 “強(qiáng)度焊縫” 與“聯(lián)接焊縫”相互混淆，設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)

7、選擇焊透還是不必焊透，是設(shè)計(jì)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?zèng)Q定所要采用的焊角尺寸和焊縫長(zhǎng)度。能用斷續(xù)焊縫的決不要求在全長(zhǎng)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(kāi)坡口后再焊接，以減少一道開(kāi)坡口的工序。(4) 采用少切削或無(wú)切削加工的工藝方法，以提高工件強(qiáng)度，降低制造成本。對(duì)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(lái)減少甚至取消齒形的加工量。 工程機(jī)械的驅(qū)動(dòng)橋差速器齒輪現(xiàn)也已開(kāi)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(shí)把金屬纖維切斷，精鍛齒輪大大提高了齒輪的承載強(qiáng)

8、度，減 少了切削量，甚至可以不必再進(jìn)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(duì)不同零件同時(shí)進(jìn)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(jìn)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(jī)械強(qiáng)度等性能。但是對(duì)于軸徑比較粗大的軸類零件，調(diào)質(zhì)時(shí)淬火的有效層只有幾毫米，經(jīng)調(diào)質(zhì)、機(jī)械加工后所剩無(wú)幾，而心部狀態(tài)實(shí)際上并沒(méi)有得到很好的改善。所以根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，© 70以上的實(shí)

9、心軸類零件，可以考慮采用正火十機(jī)械加工或正火十淬火十磨削外圓的工藝流程。因?yàn)檩S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(shí)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(shí)的淬火實(shí)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(duì)有些零件來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠 了。(9) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮機(jī)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(jiǎn)單緊湊，長(zhǎng)度盡可能最短。同理，在設(shè)計(jì)電器系統(tǒng)和制動(dòng)管 路系統(tǒng)時(shí)，都應(yīng)使電纜或制動(dòng)管路走向合理，長(zhǎng)度為最短。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則和技巧-續(xù)33結(jié)論產(chǎn)品設(shè)計(jì)是個(gè)綜合信息處理的復(fù)雜過(guò)程，它最終的結(jié)果是把線條、符號(hào)、數(shù)字繪制成合理的設(shè)計(jì)圖樣，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從以下幾個(gè)方面綜合考慮；(1) 簡(jiǎn)化每個(gè)零件的形狀，使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(lái)簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)