苗暢志

秦皇島和信基業(yè)建筑科技有限公司 河北秦皇島 06 6 000

在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中，最關(guān)鍵的就是功能，而功能的好壞取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其最重要的環(huán)節(jié)，是將運(yùn)行原理轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)圖紙的過程，該過程需要對(duì)構(gòu)件的尺寸、材料、形狀、表面、加工技術(shù)、強(qiáng)度、剛度等多個(gè)因素進(jìn)行考慮。

1 機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要素

1.1 結(jié)構(gòu)件的幾何要素

機(jī)械結(jié)構(gòu)所具有的功能主要是通過零件的形狀及各個(gè)部件所處的位置關(guān)系實(shí)現(xiàn)的。零件的幾何形狀主要是由它的表面所形成，一個(gè)零件可能存在多個(gè)表面，其中某些表面可能會(huì)與其他零件表面相接觸。這些表面統(tǒng)稱為菜單面，在各個(gè)菜單面之間存在的聯(lián)結(jié)單元為聯(lián)接表面[1]。在機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，這些菜單面是對(duì)其功能產(chǎn)生影響的核心因素，該部分的設(shè)計(jì)是零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)菜單面進(jìn)行描述的幾何參數(shù)主要有形狀、大小、表面數(shù)量等等。

1.2 結(jié)構(gòu)件之間存在的聯(lián)接

各個(gè)零件之間的相關(guān)主要為間接與直接兩種。若兩個(gè)零件之間存在直接的裝配關(guān)系，就屬于直接相關(guān)，反之為間接相關(guān)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須對(duì)存在直接相關(guān)的兩個(gè)零件部位加以考慮，以選擇材料的最佳形狀、精度、熱處理形式等，同時(shí)還需要對(duì)間接相關(guān)的各個(gè)參數(shù)加以考慮。通常來講，如果某個(gè)零件存在較多的直接相關(guān)零件，則表明其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；而若存在較多的間接相關(guān)零件，則表明其精準(zhǔn)度的要求較高[2]。

1.3 工藝要素

根據(jù)不同的材料屬性與產(chǎn)品特質(zhì)，機(jī)械加工過程中應(yīng)當(dāng)遵循不同標(biāo)準(zhǔn)的工藝處理模式。尤其是對(duì)于需要熱處理加工的零部件而言，為保障機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整性與穩(wěn)定性，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的幾何形狀應(yīng)力應(yīng)具備對(duì)稱性與簡單性，避免鋸齒結(jié)構(gòu)或尖銳的角質(zhì)結(jié)構(gòu)以免增大工藝加工難度。此外對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品材料的區(qū)分也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于加工工藝的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在常見的機(jī)械產(chǎn)品材質(zhì)構(gòu)成中，鋼材材質(zhì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)處理與塑料材質(zhì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)處理應(yīng)具有差異性與針對(duì)性，充分考慮到材料強(qiáng)度與抗壓張力對(duì)產(chǎn)品自身產(chǎn)生的影響。

2 機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要點(diǎn)

2.1 功能需求

機(jī)械產(chǎn)品制造生產(chǎn)的主要目的在于完成人力能力范圍之外的技術(shù)工作，提升生產(chǎn)效率，因此功能需求是機(jī)械結(jié)構(gòu)制造過程中所要考慮的首要因素。通過機(jī)械工作原理的組合運(yùn)用與實(shí)際設(shè)計(jì)方案的穩(wěn)定應(yīng)用，滿足材料力學(xué)、裝配方式與工藝性能等相關(guān)因素對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的綜合要求，是機(jī)械結(jié)構(gòu)制造設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性內(nèi)容。

2.2 完善設(shè)計(jì)內(nèi)容

在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須抓住設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，如產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的體現(xiàn)等，同時(shí)就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的體現(xiàn)來講，其主要體現(xiàn)在技術(shù)、材料及應(yīng)用時(shí)的狀態(tài)上。此外，還需要基于以上這些內(nèi)容來創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中提升產(chǎn)品的安全性及環(huán)保性等性能，同時(shí)還需要有效地控制價(jià)格，促使其具備更強(qiáng)的優(yōu)勢。此外還應(yīng)當(dāng)重視空間的構(gòu)建，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約材料、提高性能的目標(biāo)，從而使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效果得到彰顯[3]。

2.3 質(zhì)量控制

機(jī)械產(chǎn)品的精度、硬度與結(jié)構(gòu)力度是否達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)械結(jié)構(gòu)制造的重要考核標(biāo)準(zhǔn)。在保障產(chǎn)品具備全面的機(jī)械功能的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的使用年限與質(zhì)量控制是衡量機(jī)械產(chǎn)品制造是否達(dá)標(biāo)的重要尺度。在重工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品所承受的重量壓力與材料韌性是機(jī)械產(chǎn)品制造要點(diǎn)與難點(diǎn)。作為注重實(shí)用性原則的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與產(chǎn)品的高質(zhì)量是設(shè)計(jì)方案所應(yīng)達(dá)到的核心要求之一。

2.4 創(chuàng)建系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)功能模塊是經(jīng)由諸多方面相互組合而成的，具體涉及了知識(shí)庫模塊和推理機(jī)模塊。首先，對(duì)知識(shí)庫管理模塊進(jìn)行論述，該項(xiàng)模塊主要是采用DAO組建程序與知識(shí)庫相互連接到一起的，功能表現(xiàn)為可以讓整項(xiàng)電器智能化系統(tǒng)自主訪問知識(shí)庫。知識(shí)庫管理方面是由機(jī)械庫管理和傳感庫2個(gè)方面組成的，在全面管理2個(gè)方面的基礎(chǔ)上達(dá)到電器智能化產(chǎn)品信息管理的目的。推理模塊的作用是為用戶提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和參數(shù)，遵循有關(guān)的思維規(guī)律和知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行控制和調(diào)整。推理模塊中包括機(jī)構(gòu)元推理機(jī)設(shè)計(jì)，一般是以機(jī)構(gòu)組合、并聯(lián)組合和串聯(lián)組合等方面為主進(jìn)行設(shè)計(jì)的，應(yīng)用該項(xiàng)方式來獲取機(jī)構(gòu)元。此外便是傳感器推理機(jī)的設(shè)計(jì)，傳感器推理機(jī)設(shè)計(jì)方面包括了設(shè)計(jì)傳感器推理機(jī)和傳感器推理機(jī)的實(shí)現(xiàn)。

2.5 重點(diǎn)關(guān)注功能分解的設(shè)計(jì)方式

功能分解設(shè)計(jì)方式是一種特殊的模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式，主要包含客戶的要求、產(chǎn)品功能性需求等方面的分析，以及產(chǎn)品概念的拆分，概念集成和方案評(píng)價(jià)等幾個(gè)層面。模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)是以客戶作為主體，并始終為客戶服務(wù)的，所以在進(jìn)行分析過程中必須要時(shí)刻向客戶進(jìn)行交流，結(jié)合客戶的意見來進(jìn)行，保證產(chǎn)品的滿意度，并根據(jù)行業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)狀來進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)[4]。

3 結(jié)語

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)中具有關(guān)鍵性作用，零部件結(jié)構(gòu)的完整與實(shí)際效能的提高對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的效率有著至關(guān)重要的影響。在機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)過程中，創(chuàng)新設(shè)計(jì)是推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的必要途徑，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不僅能順應(yīng)市場多元化發(fā)展，滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械摹肮δ芡庑枨蟆保材芴嵘F(xiàn)有的機(jī)械水平，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。