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零件的可加工性是機械設計中比較容易忽視的問題,實際上,如果在零件的可加工性方面進行充分的考慮,進行優化設計,簡化零件的形狀,使之便于加工成型,并根據精度要求的不同進行位置的區分,則可以在很大程度上提高零件的精度,使誤差得以減少。
2機械加工的誤差分析
2.1機床自身運轉的制造誤差
作為一種機械,機床本身也存在著誤差,并且隨著使用時間的加長,誤差會越來越大。機床所產生的誤差主要有主軸回轉誤差、導軌的位置誤差、傳動鏈的傳遞誤差。主軸的實際回轉軸線與其理論回轉軸線之間的變動所產生的誤差,即所謂的主軸的回轉誤差,在加工回轉件時,回轉誤差的存在對零件的同軸度、撓度、圓跳動等造成了嚴重的影響,減低了零件的精度。對于機床來說,導軌的位置是決定其加工零件的精度的關鍵要素,導軌的位置誤差的存在對于零件的加工非常不利,分析其位置誤差的產生原因,主要是由于導軌安裝不當而產生的安裝誤差,還有就是導軌自身的制造精度問題,以及導軌在長時間的使用下逐漸產生的變形誤差。傳動鏈為機床運轉傳遞所需要的動力和能量,一旦出現誤差將會對機器的相對運轉造成不利影響,進而影響零件的精度。
2.2機床用具的誤差
機床的用具分為兩種,即刀具和夾具,相比較而言,夾具產生的誤差要遠遠大于刀具產生的誤差。在使用過程中,刀具會產生不同程度的磨損,進而引起零件的加工誤差,不同的機床所使用的刀具也是不同的,因此所引發的零件的誤差程度也不盡相同,一般來說,刀具所導致的誤差并不明顯。而機床夾具在機械加工中是必不可少的輔助設備,其作用就是用來對刀具、零件和機床的位置進行控制,所以夾具產生的誤差較為顯著。
2.3機械加工過程中的定位誤差
基準點不重合以及定位副自身誤差的存在導致在機械加工過程中產生定位誤差。對于機械加工來說,基準點的精準性非常重要,通產要與設計中的基準點重合,否則就會產生很大的誤差,嚴重影響零件的精度。工件的基準面和夾具的定位面組成了定位副,因此,如果夾具的定位面的制造精度不夠,或者定位面上有雜物,就會引起定位不準,從而產生制造誤差。
3降低誤差的措施
為降低零件的誤差,可以采取相應的措施。首先,盡量減少加工中的直接誤差的產生,分析可能出現的誤差,在機械設計之初就對這部分誤差進行充分的考慮,并采取合理措施加以降低或消除,還要針對誤差選擇適當的機床和夾具。其次,有些誤差是不能消除也無法避免的,只能進行補償,這就需要對已知的誤差量進行分析,采取添加原料或加工尺寸留下余量等方式進行誤差的彌補。最后,對于已經加工完成的存在誤差的零件進行分組使用,將加工好的半成品或成品根據其誤差的大小和范圍進行分組匹配或進一步加工,這種方法不僅相對簡單,還具有很強的經濟性。
4結束語
機械系統設計的過程中需要從管理模型出發,按照機械設計管理成熟度模型的具體要求推進各項工作,保證機械制造企業能夠符合生產經營管理的具體要求,按照機械模型標準化的要求推進系統設計,提高對系統的綜合控制和管理能力,為機械系統優化控制創造良好的條件。機械系統設計的過程中需要從現成模型管理出發,保證模型化管理方案能夠符合機械控制的總體要求,推進機械設計管理體系創新,為機械管理體系優化創造良好的平臺。企業管理模式優化控制管理的過程中需要對模型控制的整體思路進行優化,確保整體思路能夠符合管理效益提升的要求,實現機械系統的自動化控制,讓機械系統設計更加符合機械系統管理的要求。機械設計過程中需要不斷改變傳統思維模式,讓思維模式符合機械系統設計體系的具體要求,確保機械系統設計符合模型化控制的全面要求。機械設計模型化的提出對機械系統優化具有積極的作用,并且能夠形成機械控制、機械管理、方案優化與一體,實現目標測算模型的全面控制和優化。
1.1機械設計業務模型探索
機械設計的過程中需要對機械控制功能進行全面的分析,只有把握住機械控制功能,才能對機械功能進行全面的分析,提高機械設計業務管理水平,為機械業務模型控制和優化創造良好的平臺。在新的機械業務管理鏈條控制下,需要對信息流進行優化控制,才能提升機械設計的綜合管理控制能力,為機械綜合控制管理創造良好的內部條件和外部條件。機械設計的過程中業務模型優化需要從價值鏈角度出發,對模型化管理工具進行全面的分析,實現對管理工具的全面控制,提升對機械管理工具的綜合管理能力。
1.2通過IT工具實現機械設計的模型優化
隨著信息技術的發展,機械設計所利用的IT工具越來越多,因此要從云計算、互聯網、大數據等角度出發,充分發揮機械工具的控制管理要求,保證新興IT技術能夠在機械設計中得到全面的應用。IT工具在業務需求控制管理的過程中需要進行流程化管理,確保權責控制能夠符合機械化的具體要求,實現機械的流程化管理和控制,提高對機械控制管理的總體需求,在具體實施的過程中需要從價值創造和管理效率角度出發,實現機械設計的管理模型優化,為管理方案的探索和優化創造良好的條件,通過搜集整理和數據管理分析,保證機械設計能夠符合管理決策控制的要求,實現機械系統的全面優化。機械設計中需要通過軟件診斷和經驗分析等手段,保證模型能夠按照機電一體化控制的要求進行系統設計。機械設計咨詢與機械設計軟件和機械設計軟件服務融合在一起的,需要按照一體化管理和控制的具體要求,積極推進機械系統的綜合控制管理,從機械模型主脈出發,積極穩妥的推進機械系統優化控制。機械設計軟件本身就是一種模型,因此管理模式存在固化現象,需要從全面預算管理的角度出發,解決機械設計中出現的問題,對機械系統進行全面的風險控制,保證機械系統設計符合模型化的具體要求。
2機械設計管理模型控制和優化
機械設計管理過程中需要從全面預算管理的角度出發,控制和優化機械設計的方案,提高機械模型的綜合控制管理水平,對范式有效控制具有積極的作用,通過對機械業務的全面控制,才能對管理模型進行優化,提高對機械系統的綜合管理水平。
2.1機械設計中多業務模型控制
機械設計過程中需要對不同的功能進行不同的分析,確保功能業務能夠被全面的掌控,實現對機械設計的管理模型優化,讓參數能夠符合機械設計中多業務管理的要求,提升對多業務模型的綜合控制管理水平。機械設計要和參數及控制點緊密結合在一起,實現對情景的有效匹配,為機械控制管理和模型優化創造良好的條件。機械系統多業務模型控制管理的過程中需要從風險控制角度出發,按照管理模型的綜合管理要求,提升機械系統的優化管理要求。
2.2機械系統設計的質量模型控制優化
機械系統設計的過程中需要建立完善的質量管理和控制體系,通過對質量模型的優化和管理,實現對算法的全面管理,讓機械系統設計能夠符合質量標準要求,機械系統的質量控制與機械系統的效率是緊密結合在一起的,只有把機械系統的質量和系統的模型融合在一起,才能提升機械系統的綜合控制管理水平,質量控制需要從機械元件出發,對每個元件進行機械模型優化,提高對機械模型的控制管理水平。機械系統模型設計與質量控制要從不同的方案出發,建立完善的質量控制管理體系,為模型管理創造良好的內部環境和外部環境。在機械設計平臺中植入質量管理方案,可以實時對機械系統的質量進行監控,確保機械系統的質量管理能夠符合質量控制的具體要求,實現對模型的全面分析和優化,對模型應用具有重要的作用。機械系統設計質量控制與機械系統模型管理是緊密結合在一起的,需要從不同的方案設計出發,提高機械系統的管理控制能力。
3機械系統設計模型控制和管理機制
機械系統設計模型控制要從模型管理的角度出發,加強管理機制建設,提高對機械系統的控制管理水平,為機械設計系統的綜合管理創造良好的條件。
3.1機械系統設計模型控制
機械系統設計需要從機械控制角度出發,建立完善的機械模型,保證機械系統能夠得到全面的運行。機械系統設計模式控制需要遵循一定的規范,全面提升機械系統的綜合控制、管理功能。機械系統功能模塊設計過程中要從技術創新出發,確保CAD解決方案能夠符合功能設計的總體要求,從機械系統操作角度進行模型控制,按照機械資源管理器的控制理念,提升機械系統的資源控制和管理能力,為機械系統更好的管理文件創造良好的條件。機械系統要實現高質量的模型控制,必須要從資源管理角度出發,促進機械系統模型優化管理工作。機械系統設計要和零件設計、部件設計緊密結合在一起,形成工程模式管理,全面優化機械系統的綜合功能,提高機械系統的優化控制和管理功能。機械系統模型設計過程中需要建立一套完整的動態管理界面,減少不必要的操作流程,提高機械系統設計的控制管理能力。機械模型設計中要從特征模塊出發,建立完善的標準控制管理系統,通過特征模型設計,可以實現對其標準的優化和控制,實現零件系統的信息共享。機械系統設計控制模型優化要與調用標準緊密結合在一起,形成機械配置管理的模式,從部件設計、零件設計、工程圖角度出發,確保機械系統設計能夠符合機械控制管理的具體要求。機械系統設計中需要通過不同的參數組合和變換,提高機械系統的綜合控制管理水平。
3.2機械設計模型管理機制設計
機械設計模型管理機制要從信息資源共享角度出發,建立完善的信息共享平臺,提高機械設計的信息共享能力,為其更好的實現機械控制創造良好的平臺。機械設計模型管理中要利用先進的工具,通過互聯網進行協同控制和管理,保證機械系統能夠得到全面的優化,為機械系統的管理模式創新創造良好的條件。機械設計中信息管理機制建設需要從文件控制管理角度出發,通過實體模型優化控制,確保互聯網信息能夠協同工作,在機械部件設計中進行參數信息管理,使設計能夠符合機械控制管理的具體要求。通過智能零件技術能夠實現系統的自動重復設計,保證智能零件能夠符合創新技術方案設計的具體要求。機械設計模型與管理模式要緊密結合在一起,確保管理模式能夠符合機械設計平臺設計的管理要求,從不同平臺實現信息資源的共享。
4結語
我國雖然是農業大國,但并不是農業強國,我國的農業在發展現代化的過程中非常緩慢,這其中有較多的原因,下面將進行詳述。我國在農業機械方面發展緩慢的原因有多方面,首先是因為生產工具沒有運用到農業中來,最新的生產工具通常使用于土木建筑或者手工業生產。那么在這種情況下農業機械自然得不到較好的發展。我國所使用的先進農業機械主要包括拖拉機、不同規格的犁、不同規格的耙、插秧機、排灌機、拔秧機以及相關的育秧設備,這些農業機械在農業生產中得到了較多的運用,而且極大地提高了農業生產效率。我國現今在農業機械的設計過程中主要是注重產品的實用性,而并沒有注重產品的外觀形狀。所以有的農業機械看起來古老但確十分耐用。出現這種情況的原因主要是由于農業機械的設計人員沒有切合實際的來考慮人民群眾的需求。另外,現今的農業機械還有一個顯著的特點就是笨重低效,農民在使用農業機械的過程中會非常費勁,而且操作極其不靈活。這無疑會影響農民對于農業機械的操作,之所以要在農業機械設計中運用仿生設計就是要改變農業機械傳統的缺點,使其在農業生產中得到更多地運用,并且切實解決農業生產中過度使用人力的情況。
2仿生設計在農業機械設計中的應用意義
通常人們認為仿生設計大多運用于高科技產品中,而不會運用到農業機械的設計與生產過程中,但是這種想法是錯誤的,我國屬于農業大國,人們在耕種的過程中會非常辛苦,將仿生設計運用于農業機械的設計過程中將能夠很好地改善我國農業機械的設計現狀,不僅在外觀上更加美觀,而且在操作性、舒適性方面都會有很大的改善。由于農業機械對于我國的農業生產有著重要意義,所以下面將詳述仿生設計在農業機械設計中的應用意義。
2.1外觀上的仿生設計
仿生設計包含很多方面,仿生的主要目的就是使得農業機械能夠更好地使用。雖然農業機械的工作環境非常惡劣,其沾滿泥土是非常正常的一件事。但是這并不代表其不能設計的更加美觀。傳統的農業機械外觀非常簡陋,沒有好看的色彩也沒有突出的外觀,而且所有的農業機械都存在這一問題,那么給人們的感覺就會很差,在農業生產中也只是機械呆板的操作機器,沒有很好的感覺體驗。但是在農業機械的外觀設計中增加仿生元素就會使得農民在使用機器的過程中倍感親切。不少汽車的外觀設計都是采用仿生設計,不僅是因為采用仿生設計能夠使得其具備更好的性能,而且還會使得其外觀給人很大的震撼。有的汽車造型類似于毒蛇,有的造型類似于鯊魚,這些造型不僅能夠在駕駛的過程中使得汽車具有更好的抓地力而且具有非常靚麗的外觀,使人眼前一亮,這樣無疑會刺激人們的購買欲望。雖然農業機械活動的區域僅限于農田周圍,但是這并不代表其一定不能設計的過于靚麗。欣賞美的事物是人們共同的愛好,那么農民在使用農業機械的過程中也可以欣賞,設計師可以將農業機械的外觀設計成牛的外觀,那么無疑會更加形象,或者設計成為類似變形金剛的形狀,這樣可以促進用戶的購買欲望。外觀是一個產品的形象,如果一個產品沒有好的外觀那么就算其多么實用也沒有較多的人去購買,利用仿生設計就可以很好地解決農業機械的外觀設計。
2.2功能上的仿生設計
人類雖然是地球上的主宰,但是并不代表人類的任何功能都比其他的生物強,其實有很多的生物在部分功能上是遠遠超過人類的,因為這些生物在長達百萬年的進化過程中能夠繼續存活必然有其特別的方面。人類之所以采用仿生設計就是要向其他的生物學習更好的知識,而且仿生技術也是人類發明創新的源頭。仿生學就是在模仿生物的功能,并且利用其功能來解決目前技術上存在的缺陷。人們依據蝙蝠的生理習性發明了雷達,這就是很好的仿生設計。將生物的功能用于自己所需要的地方。那么在農業機械的設計過程中同樣可以采用仿生設計,這還需要農業機械的設計師多在自然界觀察,并在生物的生理習性中找到相關的地方,然后將其運用于農業機械的設計制造中,這樣將有效地改善農業機械的功能。
2.3結構材料上的仿生設計
仿生是全方位的,不僅在外觀和功能上進行仿生,而且還可以從結構和材料上進行仿生。人們可以通過觀察生物的結構和構成來更好的設計相應的儀器,有的生物在結構上非常精巧,而且非常合理,人們就可以根據這種來設計更少材料更大空間的房屋。而且有的生物材料是非常好的,例如土壤動物的脫土原理,人們就模仿這種材料并將其運用于犁體中。這樣在其使用中就可以減少摩擦力并且有效的減少附著的土壤。每一種生物都有其特有的優勢,如果設計人員在日常生活中多多觀察就可以發現其優點,但是并不是每一鐘優點都是人們可以利用的,所以人們的仿生設計才剛剛起步。通過觀察生物的結構以及其自身材料可以為農業機械的仿生設計增加新的靈感與創意。
2.4界面上的仿生設計
在農業機械的設計中,單純的模仿形態、功能以及結構材料等是非常少見的,通常是兩者結合兩兩結合或者是三者結合,這樣生物的優勢就能夠更好的應用于農業機械的設計中,由于人們對于生物的優點越來越清楚,更多的產品運用了仿生設計,而且多學科的滲透與融合使得仿生設計師有了更加廣闊的視野,并且能將自己的想象力和創造力發揮到極致。
3結語
關鍵詞:質量安全;功能設計;成本;規避風險;滿意度
隨著機械設計行業的革新,機械設計管理已經不單純的是產品的功用性管理,更為主要的表現在產品的知識密度,產品的多個功能性,產品的質量絕對安全和產品的推廣價值以及規避高風險性的實用價值管理上來。機械產品的設計首要考慮的是產品的質量安全,其次是產品本身的價值所在,再有就是在設計流程中理論和實踐的相互影響,最終形成產品,通過對管理資源的有效控制達到流程的節約化,直接化和實用性,更好地保證產品使用用戶對新產品的滿意度的提升。
根據當前機械設計企業的行業特點,對于機械設計行業中存在的幾大管理問題做一個簡單的分析。
1機械設計質量安全管理
任何產品的質量安全都是頭等大事,機械設計也不例外。在機械設計行業中,設計人員一定要有嚴謹,負責的工作態度,嚴格按照設計思想,嚴格排查安全隱患,在設計中杜絕因管理疏忽而帶來的安全問題。在機械設計過程中要把安全問題落實到每個人,責任明確,分工具體使質量得到保證,安全隱患消除與萌芽狀態。
2設計工藝流程的規范化管理
機械設計屬于嚴謹的學科范疇,一切的設計行為要遵循科學,遵循設計原理。在整個設計工藝中要考量圖紙的可行性,理論的靈活運用和靈活變通,對于設計所需要數據要進行深入的運算,確保達到數據的嚴密性。對于不確定的數據要進行多個論增,對于不明確的,不理解的理論要加以掌握理解,確保設計工藝的規范化,科學化,工藝流程的萬無一失。只有嚴格地執行規范化的設計工藝流程才能保障設計成果的規范化以及它的市場價值所在。
3機械設計中的誤區以及出現問題的解決
在過去的機械設計的過程中,我們往往注只是重了設計成果的使用性,但是對于設計成果的實用性以及它的多個功能,我們并沒有過多地關注。趕時髦。為求“省事”,追蹤市場新產品和暢銷產品,對顧客的需求一片模糊,又不愿花力氣搞清,你上我也上,一轟而起,一轟而下。缺乏科學而準確的市場(需求)調查、需求分析和產品規劃,是一種盲動行為,失敗的可能性極大。實踐證明,好多機械設計企業經營失敗的根本原因首先是設計人員忽略顧客、缺乏市場調查與可行性認證,它們將導致90%的企業失敗。其他導致失敗的原因還有:由于管理者忽略變化、過分自信、過分自信與傲慢而錯誤地估計市場接受能力、吸收了不必要的合作伙伴、不能跨專業全面思考、企業缺乏長遠的目標與規劃,以及企業的經驗沒有公司和產品的特色。“現在供應,以后修理”。忘記了企業生產的產品(可觸摸的)和服務(不可觸摸的)只能在被顧客接受并使其滿意的前提下才能獲得競爭勝利和實現經濟與社會效益。這是企業缺乏“信譽資本(良好的社會信譽認同感)”的表現,它的嚴重后果是導致企業的成員沒有誠信、弄虛作假,最終使企業。所以企業的管理層應該清楚地知道,信譽資本有多少進展,以便即時采取擴大信譽資本的措施。對機械設計中出現的類似誤區,機械設計人員一定要有高度的市場敏銳感,嚴謹的設計理念,積極負責的工作作風,才能徹底矯正因為設計思維而帶來的對新產品的影響。4核心技術的保護管理
機械產品及其制造系統的創新是提高企業競爭力的關鍵因素。從本世紀初到60年代,機械設計業的競爭是以成本為測度的數量擴張時代,企業核心競爭力因素是成本最低,即規模經濟方式,在這種情況下對大多數進行工業化的國家和地區來講,需要的不是產品創新,而是引進產品與生產設備。70年代到80年代末它轉變為質量的競爭。幾十年的成本與質量的競爭,使多數國家和地區已經實現或可重現至今仍占主流的中低技術產品(占80%~90%的世界產品)的制造,且彼此間質量的差距越來越小,而成本的優勢在發展中國家與地區。在未來的市場競爭中,企業競爭力的主要因素變化為:新產品創新與改進的設計開發能力及其上市的速度;為保證新產品上市速度、產品質量(特別是可靠性與安全性)的控制和成本控制要求創新和改進制造系統及其運作;創新與改進服務及其質量。設計產品及其制造系統和制造過程控制的創新成為提高企業競爭力的關鍵因素,而產品的設計與制造質量、成本、開發上市速度成為企業活動的第一類核心自變量。
5機械設計的風險管理
機械設計是一項高風險投資。新產品的成功創新或改進將有利于形成機械企業新的經濟增長點,促進經濟的發展,有助于合理的產品結構和產業結構形成,以及企業競爭力的提高。但是各國多年的產品開發實踐證明,它是高風險、高投資、高收益的活動。其最突出的特征是高風險性。如何應對這種風險,其主要依托應當是對于新產品的市場前景和潛在前景科學的分析,通過分析和觀察做出有利的判斷,盡可能在設計之初就規避因為設計帶來的市場風險。
6機械設計的成本管理
好的設機械計不但要技術先進,制造可行,操作方便,而且要經濟合理,同樣也要求它易與管理,尤其是對成本的控制。所謂成本管理,其核心就是降低產品的成本。可以說,產品成本的高低,在產品設計的階段就基本上確定了,因此,降低產品成本,永遠是設計人員的一項主要任務,是機械設計領域中的一個永恒的技術經濟問題。設計人員進行產品設計時,必須牢固地樹立經濟效益的觀念,對每一個零部件進行功能成本分析,確定合理的技術指標和成本目標。加強成本管理直接決定企業參與市場競爭的成敗,這個環節至關重要,我們在成本預算中永遠要把最低的成本核算到設計體系中,也就是說最低的成本就是開拓市場最大的資本,由此可見成本管理在機械設計企業舉足輕重的作用。
7機械設計產品的質量評估管理
樹立長效果的評估機制,對于設計成果的安全性能,可靠性,穩定性要有一個明確的認知。通過評估掌握設計過程中的問題解決方法,發現不足,在此基礎上尋求更好的解決方案。為今后的設計打下良好的技術基礎和理論基礎。
8對設計人才團隊的管理
人才永遠是企業獲得核心競爭力的根本保證。為了實現建設機械工業新高地的戰略目標,加快各類人才隊伍,特別是科技人才隊伍的建設,通過企業內在機制的建立和外部環境的改善,充分發揮市場對人才資源配置的基礎性作用,吸引和凝聚各類優秀人才,在企業內部形成優秀人才在數量、結構和綜合素質等方面具有相對優勢的人才高地,為企業的持續發展提供組織保證。此外對于優秀的人才,企業更要做到敢于用,敢于叫他們走出去,請進來,靈活的用人機制無疑是保證機械設計技術人員設計生命力的靈丹妙藥。
9加強知識產權管理
安全是機械設計面臨的重要問題之一,同時安全也是伴隨人們的生產生活而產生的,安全是機械設計的基本要求和前提,機械設計中自動化設備的安全性控制管理需要從不同角度進行處理,確保安全管理能夠落到實處,保證機械設備控制管理能夠符合機械控制管理的預期。機械設計過程中設備安全研發團隊需要綜合考慮各種機械安全因素,通過對生產需求的全面調研,全面優化設備的安全生產線,提高對設備的安全性管理,為機械設計創造良好的設備安全管理環境。機械設計自動化設備安全控制要從設備管理角度出發,對機械設計中的安全風險進行全面的評估,保證機械設備安全性設計工作能夠得到順利的開展。
2機械設計自動化設備安全風險評估
2.1機械設計自動化設備安全評估的基本模式
機械設計自動化設備安全評估要從一系列邏輯控制管理出發,不斷進行機械設計優化,讓機械設計自動化設備能夠符合安全評估的基本要求,對風險評估的各種模式進行分析,對自動化設備的安全控制會產生積極的作用,通過對安全設備進行全面的分析和管理,提高安全設備的綜合控制和管理水平[1]。機械設計自動化設備安全控制需要按照國家相關標準積極開展工作,保證各項工藝能夠在設備安全性設計的工程中得到全面的應用,通過模式優化達到自動化系統設計安全控制的目標。
2.2機械設計自動化設備安全評價
機械設計自動化設備安全評價要對風險進行全面的分析,對機械設備風險評定中的信息進行全面的優化,提高機械設備的綜合安全判斷能力,為機械設備的安全控制管理和設計優化創造良好的條件。機械設計過程中需要把設計方案和設備控制模式緊密結合在一起,提高機械設備的綜合控制管理水平。機械設計自動化設備安全控制要進行風險評估,對機械自動化設備的風險關鍵點進行分析,從而能夠對機械自動化設備進行安全判斷,提高機械設備的安全控制管理水平。機械設備自動化控制管理中要對安全限制進行確定,在不同的機械壽命階段進行機械設備安全控制管理,保證機器能夠正確的操作和使用,提高機械設備的綜合安全判斷和控制能力[2]。通過對機械的正確使用和正確操作,可以發現機械設備安全性問題,從而能夠對機械設備的安全進行分析,提高機械設備的安全控制管理水平。機械設備自動化控制管理要進行定量化分析,保證不同的安全控制指標能夠符合安全管理的要求,實現機械設備的綜合控制管理。機械設計中自動化設備安全控制需要從影響風險的因素出發,對故障情況進行全面的分析,對自動化設備安全控制進行類型分析,確保自動化設備能夠符合安全風險管理的具體要求。機械設計中對自動化設備安全風險評判需要從三個參數進行分析,其一為損傷嚴重度,通過對事故的后果分析,可以對機械設備自動化控制進行分析,確保機械損傷情況符合安全控制管理的要求。機械設計中設備危險的時間和頻次要進行控制,通過對不同的時間周期進行分析,提高機械設計中自動化設備的安全控制管理能力,為機械設備的安全評估創造良好的內部條件和外部條件。機械設備安全自動化控制要從操作周期角度出發,不斷優化方案。其二要從安全管理的風險指標出發,對機械設備進行全面的安全檢測。其三要從避開風險管理的可能性角度出發,確保機械設備能夠得到有效的識別。通過對機械設備的風險評估,提高機械設備的風險等級管理,對風險評估的全過程進行安全管理,實現對機械設備的自動化優化。
2.3機械設計中自動化設備的風險評定
機械設計中要對設備進行自動化安全風險評定,才能更好的減少安全風險,對機械設備的正常運行創造良好的條件。隨著機械自動化水平越來越高,機械設備的風險評價迭代過程越來越復雜,需要從風險識別的全過程出發,不斷加強自動化設備安全管理,提高機械設備的安全自動化控制能力。機械設計中自動化設備的風險識別要從信息確認開始,保證機械設計風險自動化迭代符合安全控制的要求。
3機械設計自動化設備安全控制的基本原則
3.1機械設計自動化設備安全控制要符合機械功能要求
機械設計自動化設備安全控制要從設計的基本原則出發,保證各項安全自動化控制功能符合機械設備的具體要求[3]。機械設計自動化設備安全控制要符合核心功能的要求,保證機械信息和設備控制能夠符合技術指標的要求。機械設備實施的過程中要從制造、設計、安全管理的要求出發,提高機械設備的自動化安全控制管理水平。
3.2機械設計自動化設備安全控制要利用先進技術
機械設計自動化安全控制必須要建立在先進技術的基礎之上,確保機械設計能夠符合安全管理的要求,完成各項機械設備的基本功能,提高機械設備的綜合控制管理能力。機械設計自動化設備安全管理不管從產品還是從系統角度出發,不斷提高機械設備自動化安全控制能力。機械設計自動化設備安全控制要以技術為主,才能保證機械能夠完成智能化功能,同時能夠滿足人性化的安全管理要求[4]。機械設計自動化安全設備管理要對各種加工設備的框架進行優化,從安全管理的角度出發,不斷增加輸出設備的功能。在能量轉換機械設備的過程中需要保證各種能量轉換能夠安全可靠,提高機械設備的安全控制能力。
3.3機械設計自動化設備安全控制效率提升
機械設計自動化控制系統管理過程中要對各種信息進行優化的控制,保證各種自動化產品和設備能夠符合安全功能的要求,從多方面提高安全控制效率,這是機械設計的重要原則之一,必須要從機械設備的實際特點出發,加強其對信息處理的基本能力。機械設備信息控制管理要和機械綜合管理的模式緊密結合在一起,提高對機械設備的綜合控制管理水平,為機械設備的全面優化創造良好的條件。機械設計自動化設備的安全控制,可以提高機械的自動化能力,可以節省機床的數量,不斷提高機械設備的生產效率。
3.4機械設計自動化設備控制要堅持安全性和可靠性原則
機械設計自動化設備控制要從產品故障管理角度出發,保證機械設備能夠進行自動化故障處理,提高機械設備的控制管理能力。機械自動化控制與產品優化是緊密結合在一起,機械自動化產品要和安全智能化控制緊密融合,保證各種機械設備的診斷、處理和監控能夠符合安全控制的基本原則[5]。機械設計自動化設備控制要從操作環節出發,減少機械事故發生的幾率,通過對機械設計自動化設備的安全控制,可以提高機械設備的靈敏度。機械設備安全控制管理要從方便操作的角度出發,不斷優化設計方案,全面保證操作機制能夠符合操作方案的要求。機械設備中各種自動化產品的功能要進行有效的監控,保證操作流程能夠符合設備控制管理的要求。通過對機械設備各種安全程度的控制,達到優化操作的總體目標,從而能夠全面實現機械設備的自動化控制和管理。機械設備自動化控制系統的安全指標要從不同的周期出發,積極引進新的技術方案,從而能夠對安全控制的措施進行全面的分析,提高機械設備的綜合管理水平。
4總結
當前我國機械制造及其自動化技術的亮點在于智能化與自動化,這是其區別于傳統機械設計的最大不同。很多人將機械自動化單純地理解為多種先進技術的簡單疊加,但事實并不是如此。機械自動化是將所有的先進技術與理論經驗有機結合在一起的、體現其整體統一性的智能化技術。隨著科技時代的到來,機械制造及其自動化技術由于其效率高、精度高、升級快等特點,已經逐漸登上歷史的舞臺,被機械行業所重視,日益成為了機械制造主要技術的重要組成部分。
2機械設計制造及其自動化的發展趨勢
2.1虛擬化。
通常情況下,機械制造企業要想獲得一個新產品的最終設計圖紙,必須通過設計、篩選、整合、試驗等多道工序,不僅費時費力,還不利于企業實現資金的優化合理配置,阻礙了企業的進一步發展。隨著信息時代的到來,計算機技術為人們的工作與生活提供了極大的便利,將計算機技術用于機械制造及其自動化技術中,能通過計算機模擬試驗設計方案的可行性,簡化了試驗環節,節省了機械設計時間、減少了人力勞動量、提升了機械設計效率,為企業獲取最大的經濟效益奠定了基礎。除此之外,網絡的普及也為機械制造及其自動化技術的發展做好了鋪墊,技術工作人員能通過網絡無線傳導數據資料,大大節省了設計耗時,幫助設計雙方無障礙地溝通合作,為進一步完善設計方案提供了幫助。
2.2人機一體智能化。
智能化是機械制造及其自動化技術未來重要的發展方向。技術人員要構建出一個方便操作的人機一體化智能系統,以實現先進的智能機器與制造領域專家有機結合的人機智能制造技術。該系統不僅能用于簡單的人工勞動,如篩選、分析、歸納、整理原始數據資料等,還能取代較為高級的人力腦力勞動,如構思、擬定、決策設計方案等,大大節省了技術人員的工作量,利于企業實現人力、物力、財力資源的優化配置,為機械制造業未來的發展奠定了基礎。
2.3節能環保化。
當前全球污染都較為嚴重,我國更是將建設資源節約型、環境友好型社會當成一項基本國策,試圖促進我國經濟更好更快地發展。在機械制造及其自動化技術中體現出節能環保的綠色理念,是時展的必然要求,以實現人與自然的和諧共處。對此,機械行業必須充分認識到環保的重要性,并將其充分融入機械生產的各個環節,從設計到回收都要體現出環保綠色理念,使其與客戶的生產、生活環境相適應相融合,以科學的發展觀為基礎,在機械生產中體現全面發展可持續的發展理念,利用可回收重復利用的材料與清潔能源生產機械設備,使機械行業走向更好更快的發展之路。
2.4微型化。
出于機械設備的實用性能考慮,當前機械多向低能耗、小體積、靈活便利等方向發展,大大節省了儲存空間、減輕了人力搬運勞動強度。由此可見,微型化將會成為機械設備未來發展的必然趨勢。機械生產企業將資金投入于改造大型、笨重、操作靈便較低的機械設備,能減少生產資源的浪費,降低生產、運輸、儲存費用,還能擴大其運用范圍,為機械企業謀求更大的經濟利益打下了堅實的基礎。機械設備微型化除了為機械制造行業的未來發展提供了新思路外,還為其帶來了更大的挑戰,因為設備體積縮小、能耗降低,所以在生產時要求更高的技術支持,操作的精確度也較原有設備有所提升。
2.5網絡化。
隨著網絡技術的迅猛發展,我國機械自動化產品也將順應時代的潮流,逐漸向網絡化方向靠攏。機械行業為了拓寬銷路,可以充分利用網絡資源,將優質、節能、高效的機械設備向全球推售。在設備設計生產環節,還能夠利用網絡的遠程控制與監測管理技術,不斷完善機械設計漏洞,為提高設計性能與使用性能提供條件。
3結束語
智能設計方法、以產品特性為基礎的特性設計方法、模塊結構化設計方法以及系統化的設計方法是設計產品方法的類型。智能化設計方法將產品的設計向高智能時代推送,高端技術科學利用CAD等虛擬技術得以實現。在整體思想過程中,融匯了產品的實施、開發以及規劃,而產品的規劃則是首要階段,確定外部特性的立體模型可采用CAD實現,配置分析產品可按照合成系統的原理,最終將產品加工成型。通過模塊結構化設計方法能夠形成不同產品,以及相異的效果。設計方法的系統化思維體現在統一上,由各個單元組成了設計的整體,各項單元互相獨立,具有層次性和聯系性。根據用戶需求進行實施、設計、規劃、分析、構思,設計方法的系統化將客戶的需求變為在開發產品時的程序和目標。換言之,將系統化設計方法應用于機械設計中,設計過程就是整體系統,而設計作品也應看成一整體系統。
二、機械產品設計多層次規劃原理
在設計產品之前,為有效提升設計成功率以及設計效率,整體而全面地對產品設計進行規劃,通過設計質量檢驗層、設計業務層、設計戰略層等層面來有效實現規劃功能。其中,包括了質量評價的設計、存在問題設計分析、設計過程、設計方法、設計內容、設計目標、設計思想、設計環境等。該設計規劃原理對于整體產品設計工作具有著關鍵的作用及意義,其成果能夠形成指導設計工作或者管理工作的措施或方案。
三、規劃產品設計戰略層
利用與戰略的關系式相輔相成,要想企業發展取得成就,就離不開戰略性目標。該層次具體有設計目標、設計思想與設計環境。
1.設計目標
如果確定的設計目標過高或者過低,都會對企業的終極利益產生影響,不利于產品的優質設計,因此,設計目標是通過實際中設計人員的設計,滿足水平或狀態的描述。在對產品設計目標進行制定時,應對各個影響因素進行充分考慮,分析各項目標因素。技術水平、設計思想、內部資源、市場環境等是對因素產生影響的四個方面,而技術水平和設計思想則被視為軟因素,設計目標的制定從宏觀上受到影響;而內部資源與市場環境則為硬因素,是能夠直接影響產品設計目標的因素。一定要仔細和慎重制定設計目標,因為后續設計任務的實施的可行性會受到設計目標的直接影響。
2.設計思想
設計方法只有在正確的設計思想的指導下才能真正獲得創新,設計的成功來自于科學、正確的設計理念,而產品設計正是以經驗和知識為基礎的一項創新的過程。在設計產品前,必須對設計人員設計工作的順利開展進行指導,事先將設計產品思想確定,將市場作為向導,秉承文化內涵,將科技作為武器,樹立良好、科學的自主創新意識,在科學發展觀的有效指導下開展、完善產品設計。設計原則為設計系統化,設計理念為主觀能動性的充分調動,指導思想為科學發展觀。企業的設計思想可以按照模型進行規劃,要想獲得創新的成果,離不開創新的意識,對其設計思想的促進意義深遠。
3.設計環境
產品設計所處的環境決定了產品設計活動。從以下工作中,我們不難看出對設計環境規劃進行研究所體現的內容。一是產品設計環境的規劃方法的科學提出;二是總結和歸納出影響產品設計環境因素。產品設計環境在諸多方面得以表現,并是客觀存在的。在科學分析產品所處設計環境的前提下,才能進行設計環境的合理配置。為了規避環境威脅,可提出相應的應對措施來克服設計環境中存在的不利因素。產品的研發所具有的含義如下:第一,產品的開發所指的產品具體是什么;第二,在低端、中端、高端等檔次定位中,劃分出在該類產品中所要開發的產品定位。
四、規劃產品設計業務層
1.規劃機械產品設計內容
設計目標的制定受到設計內容的牽制,通常機械產品的設計內容通過機械產品設計流程角度及機械產品結構功能的視角展開分析。從設計流程的視角來看,實際設計機械產品階段的主要內容為樣機實驗、模擬與仿真、裝配設計、零部件設計等詳細設計、方案設計、功能的設計等等。從結構功能的視角來看,分別由控制操縱系統、執行系統、傳動系統、動力系統共同構成。
2.規劃設計內容具體流程
在規劃產品設計內容的過程中,表現了設計任務的確定、設計資源的利用、設計內容的規劃、設計目標的有效分析等。為了提升設計效率,防止重復設計等情況的發生,在規劃設計內容時,需要對已成形的零部件設計資料以及工程設計經驗預先考慮。
3.規劃設計方法
促使工程設計者高效率進行設計工作的具體手段和工具就是科學、有效的設計方法。要完成產品的設計應選擇適當的方法、結合所確定的設計內容和設計目標,這就是規劃產品設計方法目標。下面以降低地基受設備傳來的動載荷為例進行介紹。要將其有效削減,就必須設計隔振,可運用如下公式進行求解:假設傳給地基未隔振的動載荷為Q(t)=Q0sinωt,而N(t)為傳給地基隔振后的動載荷,將一次隔振作為方法,處理Q(t)為內容,O=N(t)定義為設計目標。
4.規劃設計過程
在實際設計工作之前,應制定出合理的規劃,因此有必要嚴謹研究產品設計過程。針對設計目標進行求解的一系列活動就是所謂的設計過程,在設計現代產品與物力、財力、人力息息相關。一般情況下,設計產品過程,可分為四個設計階段,具體為設計概念、具體設計、分析設計、試制樣機。但是,這些設計的過程往往將設計前期規劃忽略,僅注重設計的具體的實施,所以在過程的完整性上存在不足。非完整性和完整性是技術系統中的兩派,技術系統是所有設計工作的統稱。為了提升設計產品的質量,應在完整技術系統中納入設計產品的過程,這樣就可以有效避免設計中存在的隨意性、盲目性和片面性。設計過程管理方法的合理提出、設計計劃的具體制定、設計任務的科學劃分、設計步驟的合理確定是處理好產品設計過程中主要問題的關鍵。在劃分設計任務過程中,同時應結合具體設計團隊與各個子任務,對任務中存在的集成性、并行性、獨立性進行充分考慮。在設計過程中,設計計劃的制定不能忽略。在進行設計計劃的制定時,應對設計活動時間進行估計,將各個子任務所需完成的時間科學地確定,需要形成計劃表,從宏觀上、整體項目中,具體到每項設計內容完成所需要的時間來進行設計。除此之外,還應將管理的理念運用于整體設計過程。在規劃產品設計階段,要重視研發設計項目的復雜性,而復雜性來自于任務組織,同時也來自于工程自身方面。
為了更為全面的研究非專業因素對參數選擇的影響,需要對其進行實驗,主要采用的實驗方式是單因素實驗、正交實驗兩種。單因素實驗主要指的是利用隨機設計樣本之間的比較,統計出各個樣本代表的總數據影響。一般來講,隨機設計的多樣本數據不會去考慮個體之間的差異影響,這僅僅是設計一個處理性因素,但是這樣的處理因素可以擁有兩個或者更多的水平。在實驗的過程中會依照隨機原則對實驗對象進行隨機分配,將它們分配到同一處理環境中的多種水平中去,之后對每一組的實驗效應進行觀察。同時在進行數據采樣時,需要依照某個研究因素在不同水平方面上的分組,從而更好地比較此因素產生的效應。正交實驗主要應用在研究多因素、多水準的環境中,只有面對一些影響相對顯著的因素才采用正交統計法進行實驗,一般是心理素質、學歷、專業分類以及專業化的工作時間四種非專業因素。依據正交性實驗的特點,會從實驗的數據中抽選出一些具有特殊意義、具有明顯代表性的部分進行分析,這些數據點會具有均勻、分散、齊整等特點,在實驗設計中是一種具有高效率、高經濟的統計分析方式。
2實驗數據的分析與總結
在實驗結束后,會對整體實驗進行系統的分析與總結。對于一些學科門類、個人性別、心里素質、專業學歷以及工作時間等單因素來講,一般會采用對比法對實驗結果的相關數據進行分析。通過系統的分析之后,能夠看出這類非專業的因素均對參數的選擇產生一定影響,但是每一項的影響力并不同。實驗者自身的學科門類、性別等會對參數選擇產生較小的影響,而個人的心理素質以及專業學歷、工作時間等都會對參數選擇產生更大的影響力。
(1)學科以及性別因素對參數選擇帶來的影響由于實驗者自身的學科不同,因此參數變化的具體范圍就會不同,其中,工學的學生在選擇范圍上變化過大,理學等其他專業的變化較小,這樣的現象主要是由于不同學科在學習過程中對參數選擇具體作用了解差異導致。同時,實驗者性別對于機械參數的選擇也會產生一定影響,女性一般都是善于模仿、信任依存,而男性會發揚自身的獨立性,具有非常強的自主性,這些因素的差異主要是因為男女自身的生理特點以及心理特點等決定。
(2)工作時間與心理素質對于參數選擇的影響隨著工作時間的不斷累積,對于參數選擇的認識逐漸增加,而參數選擇的變化范圍并不相同,但總體趨勢較為合理,產生的影響也就較為顯著。根據對心理素質實驗者進行實驗的結果表示,心理素質對于參數的選擇影響甚大,這類影響屬于雙向影響。如果是心理素質較好的人員可能在參數的選擇上趨于合理,如果心理素質較為一般,那么參數選擇可能會受到不良方面的影響。
(3)不同專業以及不同學歷的人員對于參數選擇產生的影響對不同專業的人員進行實驗,那么在參數選擇上,變化的范圍應該不同,而且專業不同一定會對參數選擇帶來影響,但是影響的效果較小。一般來講都是專業的不同帶來數據選擇要求的不同,從而產生差異。對不同學歷的人員進行實驗能夠得知,受試驗人員在學歷上的差異對于參數選擇的范圍變化有著非常顯著影響。實驗表明,本科生在選擇參數上趨于保守,研究生的參數選擇會將范圍擴大,但是隨著科研的不斷深入,博士生卻出現了反向發展,他們在進行參數選擇時會將范圍不斷縮小。
在實驗的過程中,主要選擇了心理素質、學歷、專業以及工作時間四個非專業因素作為研究對象進行實驗。利用正交試驗得出數據結果,一般都會采用極差的分析法進行系統分析與探討。值得注意的是,在利用極差分析法對心理素質因素進行分析時,通常會認為其他的因素對于結果產生的影響是趨于均衡的,這就使得大家認為心理素質的差異主要是由心里素質的本身特點所引起的。如果對這四個非專業因素的研究對象進行影響力的排名,依次會是心理素質、工作時間、學歷和專業。影響趨勢都是心理素質越好、工作時間越長,進行參數選擇就會越合理,而學歷越高產生變化就會越來越不同,專業因素帶來的影響總體來講較小。
3結語
1.教師按章節授課,把每章知識孤立分割教學,學生知其然而不知其所以然,所學的知識在學生腦海里是雜亂無章的,無法提起學生的學習興趣。
2.教學手段和方法仍存在不足。雖然CAI等教學課件的引入提高了課堂容量和課堂效率,但從培養學生能力尤其是創新能力上看,效果不顯著。
3.重視理論,重視知識的培養,重視教師的主導作用,因而對綜合分析能力、實際應用能力、創新能力的培養不足,學生主動學習精神較差。
二、機械設計系統教學法研究
系統教學法是以具體機械設備(項目)為背景;以學生、項目和實際經驗為中心,而不是傳統的教師、教材和課程。把整個課程內容在一臺具體機械設備上得到有機的整合,使機械設計各章節內容與課程體系銜接地更加緊湊、順暢。學生開始接觸課程就了解了科 學、嚴謹的設計思想。教師在授課過程中根據相關章節的零部件在機械設備中的作用,通過結合具體實物講述,使學生對相關內容零部件的作用產生較高認識,對每一個零部件的理解與選擇,必然會達到“學有所用”的要求。系統教學法課堂理論教學以改變過去傳統單獨各章節的分散學習,知識體系雜亂無章,使學生出現“知其然不知其所以然”的現象。通過對這些基本內容的學習去掌握有關的設計規律和技術措施,從而使學生具有設計其他通用零部件和某些專有零部件的能力。系統教學法特點:①系統性。整個課程內容作為一個系統,每個章節內容作為要素。②典型性。具體機械設備包含大多數機械設計課程的知識。③目的性。學習通用機械零件的設計與選型。④科學性。根據學生理解具體情況,靈活掌握、實施教學。⑤直觀性。設備結構和各個零部件的作用一目了然。⑥應用性。應用書本理論直接解決設備失效的問題。⑦關聯性。充分體現各個零部件相互關聯關系。
三、機械設計系統教學法實踐
“系統教學法”的核心是一臺具體機械設備,具體如何實施教學,可以根據具體情況靈活掌握。設備應具有形象化、具體化的特點,與傳統教學中的舉例有本質的區別,是把整個課程知識作為一個系統,而系統又是以一臺具體設備而體現的,各章節的知識通過設備零部件的設計和選型來學習。設備零部件具有形象化、具體化的特點,以提升絞車作為一臺具體設備實例教學。課程教學前,學生首先通過視頻了解這臺設備的用途,然后到實驗室參觀,讓學生確實感受到設備的外形。教師上課根據視頻首先介紹其工作原理以及各個部件的功能和作用,讓學生清楚認識到學習這門課程的目的就是要學會這臺機器的設計。在教學中要始終貫穿“使用場合—失效形式—受力分析—強度計算—結構設計”這一主線,本課程的學習分成三個單元進行,機械零件的疲勞強度設計和主要零部件,諸如齒輪傳動的強度計算、軸的設計、滾動軸承的選擇及組合設計、螺紋連接的強度計算及螺栓組連接的受力分析等內容列為重點內容作為減速器的重要組成部分,作為第一單元知識,在課堂上重點講授;而把比較易于理解的某些章節,如機械零件常用材料和選擇原則、過盈連接、摩擦輪傳動等列為一般性內容,安排學生自學。第一單元———減速器。①減速器原理。強調是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置,是一種相對精密的機械,用來降低轉速和增大轉矩,以滿足工作需要。設計減速器時,應根據工作機的選用條件、技術參數、動力機的性能、經濟性等因素。②齒輪。通過視頻和圖片,讓學生理解齒輪的失效形式,然后講解制造齒輪需要材料和熱處理、齒輪的受力和強度計算、齒輪的加工精度和效率、齒輪的和齒輪的設計、材料、加工熱處理。③軸。根據減速器中軸具體結構進行教學,還要結合齒輪的結構和受力分析講授軸的結構,對軸的設計、材料、加工工藝、熱處理和精度公差要結合實際詳細講解,并對軸的失效形式和國內外最新維修方法進行介紹。④鍵連接。結合減速器的齒輪和軸進行教學,解釋鍵的作用,重點學習平鍵和花鍵的選型計算和實效形式,其他類型的鍵作為擴展知識進行介紹。⑤軸承。結合減速器的軸系,解釋軸承的作用,介紹軸承的種類,重點學習軸承的選型計算;結合減速器的工作特點學習軸承的和實效失效形式。⑥螺栓連接。以減速器箱體的各種螺栓為例,學習螺栓連接的種類、應用特點和使用場合、預緊力的作用、防松的措施、引伸學習螺栓的強度計算和提高強度的措施。第二單元———提升絞車其他部件。①聯軸器。首先根據提升絞車介紹各個聯軸器的作用,重點學習聯軸器的選型設計,聯軸器的種類以自學和課堂討論為主。②剎車器。教師簡單介紹提升絞車中剎車器的作用和類型。第三單元———機械其他知識。①帶、鏈和蝸輪蝸桿傳動。學習這部分知識時,要把這三章內容進行整合,改變過去按章節分別教學的方式。首先采用對比法進行教學,就是以齒輪傳動為參照物,重點介紹三種傳動的特點、應用場合,然后再分開單獨學習。②摩擦、磨損及。學習時以減速器為例,講解摩擦和磨損的危害以及的作用。重點學習劑的選用和方式。③機械零件強度。結合齒輪、軸和軸承的失效形式,學習材料的疲勞特性;結合齒輪、軸和軸承的工作中的受力形式,學習交變應力特性。要通過具體減速器齒輪、軸和軸承的失效案例,使學生掌握零件疲勞破壞的危害。
四、結語