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机械设计的十二原则-机械设计

发表时间: 2022-02-23 15:25:16

作者: 济南数控模具科技研究所

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对于要设计的机器和单元,设计者在设计过程中必须满足功能、经济性、加工、运输、维护和操作等方面的不同要求。尽管要求在内容上差异很大,但可以总结出一些通用的设计原则用于设计工作,这是尽可能优化解决设计问题的先决条件。设计人员应遵循以下每一个基本原则,并针对特定问题添加额外要求。机械设计

功能性:对技术设备(机器、仪器、零件、组件等)的主要要求是它可以执行给定的任务(功能)。以下其他核心原则均以满足功能需求为前提。

安全性:安全性是指在误操作、过载等情况下保护人和机器免受危险的性能。除了功能性(即完成整体功能的可靠性),安全性也是主要的设计要求。通过采取相应的预防措施(强度设计、引入过载破坏装置的过载保护、按人机工程学设计的部件操作等),机器可以有效地防止危险。

经济性:在功能性和安全性之后,经济性是最重要的要求。影响产品成功的因素有很多,但性价比是决定价值的因素。异型棒材、板材、管材等半成品的应用

以及标准件和商用件,可降低生产成本。如图 1-5 所示,应避免过度提高精加工等级,因为由此带来的使用价值增加与成本增加相比非常小。

材料选择:不同材料的技术性能(强度、密度、弹性、硬度等)有很大差异,需要设计者慎重选择。较低的材料强度必然会导致更大的横截面,除了尺寸之外,还增加了机器的质量。通过选择高强度材料,可以减小产品的横截面,但总的材料成本可以增加一倍(见TB1-1,“材料相对成本”)。如果要求耐磨性高、焊接性好、弹性大、耐腐蚀性强、减振性好等,应注意选用合适的材料。机械设计培训

加工方法:各种不同的加工方法(如铸造、锻造、焊接、粘接)及其优缺点对零件的结构设计有着决定性的影响,设计人员在设计过程中必须认真考虑和选择。这就要求设计人员了解企业现有的各种加工方式,并与加工单位保持密切合作。加工方法的选择也具有决定性意义的是产品的批次(单件、系列或批量加工)。当关键批次nx小于等于时,处理方法1的成本较低;当n>nx时,处理方法2的成本较低。

精度选择:首先要明确铸件等零件的表面是否可以保持粗糙,还是必须根据功能要求进行加工,要达到的表面质量以及如何达到。通常可以对设计进行微小的改动,以减少以前对表面质量的过高要求并降低总体成本。这同样适用于确定所需的公差。规则应该是:“尽可能粗糙,按需精细”,因为提高精度会导致加工成本急剧上。

造型:在当今时代,越来越多的人要求技术产品在满足技术功能的同时还具有美观的造型。这就要求产品外观设计美观、色彩协调,对于消费产品来说,这一点尤为重要。此外,良好的造型还需要以铸件为导向的结构设计,以避免应力集中。

组装:所有零件都应满足简单组装的要求,以降低成本。如果在某些情况下只能按特定顺序进行组装,则设计者应以组装计划的形式进行说明。在大规模生产中,装配应尽可能自动化。应使易损件更换容易,以减少时间和成本。安全的断裂部件应易于更换。

发货:运输方式有多种多样:铁路运输、汽车、货运、船运(装货轮廓、许用尺寸、运输途中通过地道或高架桥时的许用高度)。不要使产品超大或超重,否则应将产品分开并用节约空间的方式包装,船运时尤其要注意这点(总吨位一空间尺寸都是要付费的)。应该设计用于运输的起异环等结构。机械设计

操作:技术装置的操作应尽可能地简单和一目了然。所有的操作设施必须容易使用,必要时用相应的逻辑符号来表示。应该设有误操作防护装置。操作人员的工作位置应该按照人机工程学进行优化,因为操作性能的好坏代表了该设备的水平!

维护:在大多数情况下,一台设备的维护同时就意味着暂时的停产。应将生产的被迫中断减小到***程度以降低损失。因此必须能很快确定设备中需要维护的地方并快速更换损坏零件。良好的可接触性也确保了需要维护的位置容易被观察到(不易接触到的润滑位置容易被“忽视”)。预防性的保养可以对设备的生产中断做到心中有数。

环境保护:一个产品的设计应保证对人身和自然(环境)没有伤害,并使尽可能多的零件能重复使用(面向循环)或能有利于环境保护。

因为车间是根据设计资料(加工图样和零件清单)进行生产的,因此产品的成本在设计阶段就已经确定了。产品开发和规划阶段对成本的主要影响因素。

对制造成本影响***的是设计过程的开始阶段,随着工作的进展对成本的影响越来越小(曲线a);与加工阶段相反,在设计阶段所作的修改可以在不大幅度增加成本的情况下实现(曲线b)。

济南数控模具科技研究所成立于2006年,自成立以来培养了大量的人才,有着良好的口碑,我们实施1对1教学,小班化授课方式,我们还拥有3+3+4教学方式(30%工程师课程精讲+30%一对一辅导图纸练习+40%工厂实训操作)包教包会,随到随学。济南数控模具科技研究所致力于数控编程培训,五轴编程培训,数控机床维修培训,模具设计培训,工业机器人培训,机械设计培训,CNC编程培训等,针对中高等学校应、往届毕业生,开展岗前培训,培养高水平、高技能人才。研究所培训中心实行全日制强化培训,因材施教,手把手教学;强调实践技能培训,在学习期间,进行项目实战、现场操作和理论教学相结合,突出岗位技能培训,使培训内容和岗位相吻合。


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