中职机械设计之我见
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作者:徐风山
摘 要：机械设计是根据设定要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸以及润滑方法等细节进行合理构思、分析和计算以设计出最佳机械产品的工作过程。机械设计作为整个机械生产的第一步，决定了今后整个机械生产过程的质量和效益，该文就机械设计这一方面详细探讨了机械设计在机械生产中的重要性以及机械设计中需要注意的设计要求，并粗略探讨了未来机械设计的发展方向。
关键词：机械设计 制造 重要性 发展
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）08（b）-0237-02
众所周知，机械设计是整个机械流程中重要的组成部分，一个好的机械设计关系着后续生产的质量，因此机械设计在工程中的重要性就不言而喻了。机械设计思路贯穿于整个过程，设计者需要综合各项能力，才能保证机械设计的有效性，另外再加上自动化机械的不断发展，机械设计的未来发展前景很是广阔。
1 机械设计的重要性
机械设计涉及设计、制造、使用以维护等生产过程，一旦在设计中出现疏忽的问题，就很容易在生产过程中出现相应的问题，轻微问题还可修复，但是一旦设计漏洞过大则会导致整个流水线的停滞而造成巨大的损失。设计的机械产品经常用于生产大型的工业产品或者工程项目，所以好的机械设计能够大大提高生产效率以及产品质量，从而潜移默化地给公司或企业带来巨大的经济和生产效益。机械设计时常常都会设计不同的方案，不同的方案在机械生产的不同方面具有不同的优势，设计方案的选用则依靠企业的直接需求，有的机械设计方案主要是最大限度地节省企业经营成本，提高产品的质量;有的机械设计方案则主要是针对产品在现实的具体可操作性，帮助机械设计具有更多的真实性;有的机械设计方案则要注重产品的创新性能，迎合客户及市场需求，提高产品的市场竞争力;有的机械设计方案则要综合上述3种方案特点，以达到最佳方案的筹划。在现实生活经验当中，还没有出现完美的设计方案，设计方案都是会在后期不断修改以适应生产，但是如果没有机械设计直接通过购买机械产品使用，很明显会在工业生产过程中出现很多后续的问题，例如，产品在不断更新当中可能由于机械产品的性能无法满足于现阶段的工业生产导致工业产品无法得到生产，或者是由于机械故障需要等专业人员来维修而造成的工业产品生产的延误等一系列生产问题而增加了企业的生产和经营成本，所以机械设计在设计、制造、使用及维护等方面都有其自身的有用性。首先，在设计方面为企业设计可供生产工业产品的机械产品，其最好适应企业大量工业产品的制造。其次，在制造方面，设计受制造的影响最大，机械设计实际也是为制造服务的，因而需要提供具体的生产方式，例如以什么样的方式铸造、铸造的时候怎么分型号、浇口冒口以什么样的方式安放、零件结构的切削加工过程等一系列加工过程。然后，在使用方面需要针对温度、负荷量、热处理等的控制、在制造过程中的可能出现的一些现象以及制造生产过程的注意事项这些生产相关方面做具体的说明。最后，在维护方面，机器使用的过程中会出现各种各样的故障，机械设计也需要考虑到可能出现的故障，帮助企业排除一些可能的故障，以免企业因为不知故障来源消耗大量时间，从而耗费时间、人力以及金钱成本，降低了工业生产效率。因此，机械设计在整个生产流程当中有不可替代的重要作用。
2 机械设计的设计要求
机械设计在各个方面有很多的设计要求，不管是从机械零件材料的选用以及当地材料的供应情况，还是设计者自身都需要严格的把控。在机械零件材料的选择方面，要考虑是否符合生产使用的主要要求如尺寸、质量，或者能够供振动、冲击、高低温、高速、高负荷等特殊状态下消耗，或者是满足在毛坯制造下铸造、机械加工、热处理以及表面处理等制造要求下的工艺要求，或者是满足材料的合理利用率高、加工费用少、可用其他廉价材料替代高昂材料、材料成本低等一系列经济型要求。在当地材料的供应情况方面，要考虑是否符合机械设计以及机械零件设计的基本要求，对于机械设计要考虑机器使用功能方面的平衡性与协调性以及机器是否能够在较短的时间内投产上市赚回开发投入的成本，对于机械零件设计要注意在有效工作期限内供机器正常可靠性地工作，尽量降低零件的生产与制造成本，尽可能采用标准的通用零件减少制造的工艺编排。
另外，机械产品的设计图纸由设计者所提供，图纸质量的高低受到设计者自身水平高低的影响，设计者如果对生产过程不深入了解，设计图纸投入生产会在加工装配、审图、工艺等方面出现各样问题之后则需要大量开会讨论合理的应对修复方案，因而设计者则需要提升自己的设计素养以适应设计市场要求。设计者需要对制造过程有一定程度的了解，最基本的就是制造全过程如铸、锻、车、钳、铣、刨、磨，然后对每一个制造过程的具体制造细节进行全面性的了解，譬如机械上面安装使用几把刀、刀的转速、走刀的量数甚至是铁屑可能出现的方向等，平时多阅读大量机械设计方面的书籍或文献，在前人设计经验的基础上分析经典的设计案例与设计禁忌，结合自身工作情况思考设计过程中需要特别注意的方面，完善更多机械功能方面的不足，从而在设计时规避一些可能出现的不合理结构，提高机械产品的设计质量。虽然设计师在设计初期都避免不了要模仿优秀的作品，但是不能一味地模仿而丢失了自己鲜明的个性和特征，要在继承优秀元素的同时凭多年工作经验加入自己的思考将一些结构组合、嫁接或变革创新出属于个人风格的产品。最重要的是，设计者要始终坚守自己的道德底线，不能以抄袭别人的设计作品为生，要去用心理解他人的设计意图和理念，体会设计图纸上各个装置之间的关联以及各个零件之间的精密联系，体悟他人巧妙的设计构思。
3 机械设计的未来发展方向
随着智能化不断在人类生活中的大量流行，机械生产方面也逐渐投入智能机械自动化在工程中大量使用，智能机械自动化虽然带来了多功能自动化、省能源、高效率等多种优点，但是相应地也给人类带来了一些不可避免的挑战，最主要的还是智能机械自动化的安全问题，有可能因为智能系统的安全系统遭到破坏，整个生产链受到了巨大的重创，或者在智能系统上存入了大量的生产数据，一旦智能系统遭到入侵就有可能面临着数据泄露、丢失或被窃取的风险，给企业带来巨大的损失。所以，機械设计者除了要了解具体的制造过程，对于现存在的安全风险问题还要多加研究、预测与防范，帮助企业在后续的使用中避免因智能系统安全问题造成不可估量的损失。今后的机械设计要对于智能机械自动化的安全问题不断改造完善，一定程度上又对机械设计者的设计修养提出了更高的设计要求。
除了智能机械自动化的大量投入使用，节能环保问题也在机械设计成为另一需要关注的重点方面，之前的机械制造由于产生大量的废气或废物排放，给大自然增添了许多环境负担，再加上现在绿色环保的口号得到大量的呼吁和提倡，未来机械设计必然要向绿色化方向发展，生产大量的绿色化工业工艺产品，符合绿色环保要求，提高资源利用率，生产废物可回收再循环利用，减少废气排放。
4 结语
综上所述，机械设计在机械生产中的重要性是不言而喻的，机械设计者要在学习前人优秀设计的基础上不断学习提升自我，完善机械智能自动化中生产的不足，节约能源资源，提高产品生产质量，帮助机械工业发展向前跨出一大步。
参考文献
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