機(jī)械零件的設(shè)計常按下列步驟進(jìn)行:1)擬定零件的計算簡圖; 2)確定作用在零件上的載荷;3)選擇合適的材料;4)根據(jù)零件可能出現(xiàn)的失效形式,選用相應(yīng)的判定條件,確定零件的形狀和主要尺寸,應(yīng)當(dāng)注意,零件尺寸的計算值一般并不是終采用的數(shù)值,設(shè)計者還要根據(jù)制造零件的工藝要求和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格加以圓整;5)繪制工作圖并標(biāo)注必要的技術(shù)條件。
以上所述為設(shè)計計算。在實(shí)際工作中,也常采用相反的方式——校核計算。這時先參照實(shí)物(或圖紙)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),初步擬定零件的結(jié)構(gòu)和尺寸,然后再用有關(guān)的判定條件進(jìn)行驗(yàn)算。還應(yīng)注意,在一般機(jī)器中,只有一部分零件是通過計算確定其形狀和尺寸的,而其余的零件則僅根據(jù)工藝要求和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行設(shè)計。
機(jī)械設(shè)備外觀設(shè)計,零件的工作情況是指零件所處的環(huán)境特點(diǎn)、工作溫度、摩擦磨損程度等。在濕熱環(huán)境下工作的零件,其材料應(yīng)具有良好防腐蝕能力,可選用不銹鋼、銅合金等。兩配合零件的線性膨脹系數(shù)不能相差過大,一面在溫度變化時產(chǎn)生過大熱應(yīng)力或使配合松動,另一方面要考慮材料機(jī)械性能隨溫度而變化的情況。零件在工作中可能發(fā)生磨損的表面,應(yīng)提高其表面硬度,增加耐磨性,因此應(yīng)選擇淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。
設(shè)計機(jī)械零件時,不僅應(yīng)使其滿足使用要求,即具備所要求的工作能力,同時還應(yīng)當(dāng)滿足生產(chǎn)要求,否則就可能制造不出來,或雖能制造但費(fèi)工費(fèi)料很不經(jīng)濟(jì)。
在具體生產(chǎn)條件下,如所設(shè)計的機(jī)械零件便于加工而加工費(fèi)用又很低,則這樣的零件就稱為具有良好的工藝性。有關(guān)工藝性的基本要求是:
①毛坯選擇合理機(jī)械制造中毛坯制備的方法有:直接利用型材、鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。毛坯的選擇與具體的生產(chǎn)技術(shù)條件有關(guān),一般取決于生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性等。
②結(jié)構(gòu)簡單合理設(shè)計零件的結(jié)構(gòu)形狀時,警好采用簡單的表面(如平面、圓柱面、螺旋面)及其組合,同時還應(yīng)當(dāng)盡量使加工表面數(shù)目少和加工面積小。
③規(guī)定適當(dāng)?shù)闹圃炀燃氨砻娲植诙攘慵募庸べM(fèi)用隨著精度的提高而增加,尤其在精度較高的情況下,這種增加極為顯著。因此,在沒有充分根據(jù)時,不應(yīng)當(dāng)追求高的精度。同理,零件的表面粗糙度也應(yīng)當(dāng)根據(jù)配合表面的實(shí)際需要,作出適當(dāng)?shù)囊?guī)定。
欲設(shè)計出工藝性良好的零件,設(shè)計者就必須與工藝技術(shù)員工相結(jié)合并善于向他們學(xué)習(xí)。此外,在金屬工藝學(xué)課程和手冊中也都提供了一些有關(guān)工藝性的基本知識,可供參考。
為了培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計師的核心創(chuàng)新能力,必須要機(jī)械師加強(qiáng)設(shè)計方面的理念創(chuàng)新工作?;A(chǔ)信息工作人員應(yīng)該建立起完善的綠色設(shè)計資源數(shù)據(jù)庫,對于各個設(shè)計環(huán)節(jié)的環(huán)保細(xì)節(jié)和排放標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫儲存。
機(jī)械設(shè)計師在進(jìn)行新產(chǎn)品的三維技術(shù)開發(fā)時,可以根據(jù)此類型產(chǎn)品中的經(jīng)典2D模型設(shè)計方法為藍(lán)本,吸收傳統(tǒng)設(shè)計活動中的理念,進(jìn)一步推行傳統(tǒng)產(chǎn)品中的3D模型裝配方法創(chuàng)新,在虛擬樣機(jī)的設(shè)計中體現(xiàn)出對于新技術(shù)的探索和革新運(yùn)用。