機械零件的設(shè)計常按下列步驟進行: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。在實際工作中,也常采用相反的方式——校核計算。這時先參照實物(或圖紙)和經(jīng)驗數(shù)據(jù),初步擬定零件的結(jié)構(gòu)和尺寸,然后再用有關(guān)的判定條件進行驗算。還應(yīng)注意,在一般機器中,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)要求進行設(shè)計。
在機器或機械中,任何零件都不是孤立存在的。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中除了研究零件本身的功能和其它特征外,還必須研究零件之間的相互關(guān)系。
零件的相關(guān)分為直接相關(guān)和間接相關(guān)兩類。凡兩零件有直接裝配關(guān)系的,成為直接相關(guān)。沒有直接裝配關(guān)系的相關(guān)成為間接相關(guān)。間接相關(guān)又分為位置相關(guān)和運動相關(guān)兩類。位置相關(guān)是指兩零件在相互位置上有要求,如減速器中兩相鄰的傳動軸,其中心距必須保證一定的精度,兩軸線必須平行,以保證齒輪的正常嚙合。運動相關(guān)是指一零件的運動軌跡與另一零件有關(guān),如車床刀架的運動軌跡必須平行于于主軸的中心線,這是靠床身導(dǎo)軌和主軸軸線相平行來保證的,所以,主軸與導(dǎo)軌之間位置相關(guān);而刀架與主軸之間為運動相關(guān)。
多數(shù)零件都有兩個或更多的直接相關(guān)零件,故每個零件大都具有兩個或多個部位在結(jié)構(gòu)上與其它零件有關(guān)。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,兩零件直接相關(guān)部位必須同時考慮,以便合理地選擇材料的熱處理方式、形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量等。同時還必須考慮滿足間接相關(guān)條件,如進行尺寸鏈和精度計算等。一般來說,若某零件直接相關(guān)零件愈多,其結(jié)構(gòu)就愈復(fù)雜;零件的間接相關(guān)零件愈多,其精度要求愈高。
機械設(shè)計師在設(shè)計的過程中,一定要認真參考規(guī)范設(shè)計的細節(jié)標(biāo)準(zhǔn)問題,保證設(shè)計機械產(chǎn)品符合國家相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn),促進機械產(chǎn)品的節(jié)能、環(huán)保和生產(chǎn)。
在機械產(chǎn)品設(shè)計的三維建模技術(shù)運用中,技術(shù)人員首先要對樣品的設(shè)計參數(shù)進行深入分析,使用3D點數(shù)據(jù)測量的方法,對虛擬樣機的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行前期開發(fā)。參考同類型產(chǎn)品的設(shè)計優(yōu)勢,對采集的點數(shù)據(jù)進行處理,確保產(chǎn)品設(shè)計過程中的各項零件大小、硬度符合規(guī)定。使用CAD曲面構(gòu)造的方式,創(chuàng)建后期的造型。
為了保證機械產(chǎn)品設(shè)計中的零件組合方式的科學(xué)合理,還需要構(gòu)造人員使用CAD軟件牛成NC程序,對機械的各個零件標(biāo)準(zhǔn)進行后期優(yōu)化,對前期的CAD制作參數(shù)進行整理,生成ATL文件,并且將其拆分成單個設(shè)計板塊,將文字和設(shè)計圖片進行對應(yīng)存檔。如果后期生產(chǎn)活動中存在技術(shù)問題,可以及時調(diào)取單個板塊的原始設(shè)計參數(shù),作出有益的修正,確保機械產(chǎn)品使用性能的提高。
使用模具NC加工的方式,保證建模產(chǎn)品的快速成型制造。對成型模具進行前期的技術(shù)測試,在保證生產(chǎn)模具符合設(shè)計的強度需要之后,才能夠開展大批量的生產(chǎn)復(fù)制活動,從而將產(chǎn)品設(shè)計活動中的耗損率降低到較小水平。
在產(chǎn)品的工藝裝配活動中,工作人員需要對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)計流程進行優(yōu)化,對于工模具設(shè)計的方法,應(yīng)該融入新型的理念。推行標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品生產(chǎn),降低標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)過程中的單個產(chǎn)品差異,從而吸引投資商進行外購件的采購。
對于建模產(chǎn)品的制造執(zhí)行與參數(shù)更改,設(shè)計人員應(yīng)該考慮到機械三維設(shè)計模型與實體轉(zhuǎn)化之間的差異,集合公司的設(shè)計人員對參數(shù)更改的方案進行探討,終對產(chǎn)品外觀設(shè)計的更改計劃進行審慎安排。在產(chǎn)品生產(chǎn)尺寸控制的過程中,應(yīng)該對零部件數(shù)控加工代碼進行反復(fù)調(diào)試,確保CAX集成數(shù)據(jù)收集成功。