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1、机械设计一般原则.txt12思念是一首诗，让你在普通的日子里读出韵律来；思念是一阵雨，让你在枯燥的日子里湿润起来；思念是一片阳光，让你的阴郁的日子里明朗起来。1 产品设计原则合理的设计应该在保证产品必备功能的前提下，使制造成本最低，这也正是本文所要探索的课题。（l ）必须满足客户对产品功能和服务的要求。工程机械提供给客户的不仅是产品的功能，还包括支持这些功能的售后服务。因此设计过程中既要针对产品的不同功能特点，又要使产品具有良好的维修方便性。（2）符合国家的产业发展政策和有关的法令、法规。（3）坚持标准化、通用化、系列化的“三化”原则。（4）符合社会对环境保护的要求。（5）符合技术创新的规律，
2、重视对知识产权的保护。（6）从企业的实际工艺水平和生产能力出发，强调设计与工艺、生产相结合。产品设计不单单是图样设计，还包括工艺设计和生产设计。生产设计应主要从以下几个方面进行研究：简化零件的功能或形状；最大限度地实现产品的标准化、通用化、系列化；尽可能使设计图纸中所规定的材料牌号、品种、规格与现有材料的使用情况一致；将毛坯工艺与加工工艺更有效地结合起来考虑；根据企业当前正常生产所采用的加工工艺、操作规则及相关信息来判断工艺设计的合理性；选择成熟加工工艺能保障的尺寸公差和表面粗糙度；综合分析与生产过程相关的信产品设计的原则和技巧- 续 1 2 产品设计技巧 21 采用“三化”原则（l ）零件尽
3、量选用标准件或用标准件改制或外购件。（2）设计花键、螺纹时，应使之便于采用标准刀具、量具进行加工和检测，特别应优先考虑企业现有的刀具、量具。（3）大型结构件、 铸钢件的设计， 尽量采用不必攻丝的紧固件，如用焊接螺母板代替螺孔。设计大型工件时，应考虑利用已镇成的孔作为基准来焊接螺母板。（4）尽量选用现有的成熟的零部件，或成熟的结构和工艺方法，使产品系列化、通用化。用这种“搭积木”的方法，可以加快设计速度、缩短新产品样机试制周期，尽早占领市场。（5）建立企业自己的“标准件库”，加快设计试制进度。笔者所在的企业现已建立并逐步完善了 “厂标准件” 制度和 “厂标准件库” ，将凡是在三个以上主要产品中使
4、用的相同或相似的零件选定为厂标准件。（6）尽可能选择统一的锥度、一致的板厚尺寸和牌号统一的铸钢件材料。 22 从形状和结构上改进设计（1）尽量减少零件。 把几个零件合并成一个零件，例如把焊接件改为冲压件，以此减少零件的数里。（2）将零件设计成对称的结构形式。（3）把几个产品申使用的形状相似的零部件，设计成能够通用的零部件。（4）简化每个零件的形状，改进零件外形， 减少弯曲的形状，有时还可以把压形时难以保证尺寸精度的零件改为焊接件。 23 改进工艺方案（l ）避免没有必要的切削加工，特别是没必要的装夹基准面的切削加工。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
5、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 焊接件准备用自动化程度较高的焊接机器人进行焊接时，应考虑组成零件的焊前加工，保证焊接件各组成零件之间的相互位置尺寸，否则误差太大，机器人将无法自动跟踪焊接。 (2)在保证零部件可*、合理使用的前提下，降低尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等加工精度等级要求。（3）减少零件的弯曲形状和复杂程度，降低废品率和生产制造成本。（4）型钢在进行长度下料时，尽量把火焰切割改为型钢剪切下料；一般板料的火焰切割改为用剪板机剪切下料；长方形条状工件从四边剪切改为用条钢，仅仅是长度
6、上的剪切下料。息，对主要零部件进行必要的价值工程分析。产品设计的原则和技巧- 续 2 24 采用节省资源、减少污染的工艺技术（l ）铸钢件改为焊接件。铸造行业很难彻底地解决环境污染问题，并且容易产生铸造缺陷，而采用焊接技术和焊接件就可以比较容易地解决这些问题。（2）在保证零件强度，优化板厚尺寸的前提下，尽量减轻零件重量。结构焊接件的设计，一定要使筋板受力，避免焊缝受力。 在结构焊接件的构成中使用厚板往往并不是强度的需要，而是刚度的需要，即焊接时厚板的变形小，或焊接件承载时变形小。一些单独的厚板往往是可以用薄一些的板加上适当的筋板来代替，这样不仅减轻了总重，承载能力也会增加。（3）选择合理的焊缝
7、长度和焊角大小等参数。有相当一部分设计人员常常将“强度焊缝”与“联接焊缝”相互混淆，设计时往往出现要求焊接件中的焊缝一律焊透、焊角越大越好的倾向。其实选择焊透还是不必焊透，是设计人员应慎重考虑决定的。应仔细研究焊接件的受力状态，再决定所要采用的焊角尺寸和焊缝长度。能用断续焊缝的决不要求在全长方向上满焊，这样一则可以节省焊接加工成本，二则也可减少焊接变形；能用角焊缝的，尽量不在零件上开坡口后再焊接，以减少一道开坡口的工序。（4）采用少切削或无切削加工的工艺方法，以提高工件强度，降低制造成本。对于齿轮加工，汽车行业中早已大量采用整体滚锻、精锻成齿的方法来减少甚至取消齿形的加工量。工程机械的驱动桥差
8、速器齿轮现也已开始采用精锻齿轮。精锻使得金属纤维沿齿形成形方向包络，不象一般齿轮切削齿形时把金属纤维切断，精锻齿轮大大提高了齿轮的承载强度，减少了切削量，甚至可以不必再进行齿形加工，降低了制造成本。（5）尽可能用焊接件代替一些自由锻的锻件。（6）统一零件的热处理技术要求和工艺规范，以便可以在同一炉中对不同零件同时进行热处理，提高电炉利用率；节约电力消耗。（7）充分利用锻件余热，在锻后继续加热，直接进行锻后正火等热处理。（8）根据零件的具体情况，制定合理的热处理技术要求。中碳钢或合金中碳钢零件采用调质处理，可有效提高和充分发挥材料的机械强度等性能。但是对于轴径比较粗大的轴类零件，调质时淬火的有效
9、层只有几毫米，经调质、机械加工后所剩无几，而心部状态实际上并没有得到很好的改善。所以根据笔者的经验，70 以上的实心轴类零件，可以考虑采用正火十机械加工或正火十淬火十磨削外圆的工艺流程。因为轴类零件往往采用高频或中频淬火，加热只发生在外圆表层，心部织实际不可能被淬透。若用盐浴炉加热， 心部可以被加热，但材料的淬透性有限，调质时的淬火实际在心部还是淬不透的。而正火可以有效改善零件的整体组织状态，细化心部金相组织，这对有些零件来说已经足够了。 (9)液压系统设计时，应充分考虑机器的整体布局，液压油箱的容积以足够用为原则，使液压油用量为最少；管路走向简单紧凑，长度尽可能最短。同理，在设计电器系统和制
10、动管路系统时，都应使电缆或制动管路走向合理，长度为最短。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 产品设计的原则和技巧- 续 3 3 结论产品设计是个综合信息处理的复杂过程，它最终的结果是把线条、符号、数字绘制成合理的设计图样，设计人员应从以下几个方面综合考虑；（l ）简化每个零件的形状，使机器结构简单；（2）合并零件的功能，减少零件的种类或数量；（3）应用新结构、新工艺、新材料、新原理来简化产品结构，提高产品的可*性；（4）分解部件，研究其装配、组装的最简单的结构；（5）对相似零件进行分组；（6）对相似产品按标准数序列进行产品系列化分析；（7）实现产品零件的通用化和标准化。产品设计人员提高设计质量的关键在于自觉、主动地学习与生产加工过程和加工工艺方面有关的知识，熟练掌握设计技巧。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -