易昌胜 田鹏 黄启红

摘 要：为了提高机械设计技术水平，根据机械设计逐渐复杂化的特点，尤其是对机械产品的高性能，高质量的需求，需要我们不断发掘设计技术在机械设计中的应用，只有这样才能促进机械设计水平快速提高。本文主要围绕下机械设计的创新理念和实践经验展开讨论。机械设计制造作为机械设计与制造的重要部分，对于社会经济有着很大影响。本文主要对机械设计制造方法进行分析，并探讨在机械设计与制造中的重要性。

关键词：机械设计;机械制造;分析研究

设计技术与传统的机械设计相比而言，本身就包含了设计方法创新的理念和思路。任何一件事物的创新都离不开思维的创新，机械设计也不例外，创新思维是机械设计不断向前发展的根本。作为机械设计的从业人员，要善于把理论知识和实践经验相结合，并且运用先进的计算机技术，设计出符合大众需求的高品质机械产品。

一、机械设计在机械设计与制造中的重要性

（1）程序性：从机械设计的过程来看，它更加重视产品从设计到生产再到销售的一体化设计，因此这就需要设计者从产品规划、产品方案的设计、技术设计以及施工总体设计等步骤进行全面的考虑，从而更加体现机械设计方法的程序性。

（2）系统性：从设计系统的角度来分析，机械设计更加注重使用系统工程来进行处理问题，因此在设计的过程中力求将各个部分进行关联，使其成为一个有机的整体，从而使整个系统得到最优化的处理，使系统与外界也能产生相应的联系。

（3）创造性：当前我国经济处在转变经济发展方式，优化经济结构，转化增长动力的攻关期。供给侧创新不足导致很多关键设备，核心技术和高端产品依赖进口，核心技术被“卡脖子”的事情时有发生。解决这一问题的关键在提高科技创新能力，提高供给侧体系质量。因此机械设计要敢于打破常规，突破传统思维，探索新方法，新原理，并且依托先进的设计技术和工具，来开发出高品质的，具有原创性的新产品。

（4）高效性：运用技术设计出的机械产品，在质量检测时可以直接使用计算机直接进行模拟使用，这样设计者可以直接看到自己设计产品的质量水平，同时节约了很多设计时间。除此之外机械设计可以缩短前期准备和细节工作的时间，大大提高了设计人员的工作效率。

（5）优化性：机械设计技术力求通过不断优化相关的理论和技术，达到技术系统的优化，从而使参数、结构、系统整体等都得到最優化的处理，进而使产品具备高性能、低成本的特点。

二、机械设计方法分析

（一）系统分析设计方法

在传统的设计方法中，一般都是将要设计的产品分为几个模块，分别进行探讨研究。但在一个公司内各部门之间并不能做到及时交流，这种现象导致各部门设计出的部件产品都是独立存在的，片面不完整的。而系统分析设计方法要求，产品在设计过程中是一个完整的整体，要用系统完整的方法进行设计，在确立好设计方案后还要把产品的制造过程和运行情况都考虑进去。要想设计出一个好产品，就要把系统开发、制造、运行三个方面综合考虑，这样设计生产出的產品才能符合社会需要。

（二）优化设计方法

传统的设计方法是根据人的经验和想法直接确定方案的设计模式，已经不再符合机械设计。优化设计方法不仅要考虑所设计产品的结构，同时还要把所设计产品的运输和流通等都考虑全面。要完成一个优秀的机械化设计方案，需把优化设计中的数学模型和设计方法都运用到其中。因为优化涉及的方法是以数学模型为基础，以计算机技术为工具，在探究数学模型的过程中找到设计产品的最佳方案，所以机械设计人员在设计产品前首先要建立一个完整的数学模型，这样一个复杂的机械问题就转变为了数学建模问题。设计人员在选出最佳方案后，应用计算机软件将设计的数学模型求出解，然后再将求出的结果应用到机械产品设计中，从而满足产品设计的各种需求。

（三）有限元分析方法

随着计算机技术的发展，有限元分析方法迅速发展成为设计计算方法重要组成部分，这种方法的使用原理是将设计产品分成有限的、独立的、相互联结的三个部分，这些被分出的部分大多都是一些比较常见的形状。例如在有限元分析方法中，如果被分析的产品是平面的，就可以把它划分到四边形里面，如果要分析到产品是立体的，就可以把它划分到六面体里面。在划分完产品单元后，设计人员接下来就要确定所分析产品的每个变量，然后将分析出的产品变量应用的单元函数中，并进行求解，最后再将列出的单元方程连立求解。

（四）机械设计制造技术要点

1. 提高机械加工的精度

对于机械零件来说，精度是对其质量进行衡量的一个非常重要的标准。想要对零件的精确度和与客户需求的符合程度进行保证，就需要在合理化的设计当中，对设计方式进行有效的应用。首先要注意的就是在测量中遇到的一些问题，测量内容是由测量工具获取的，因此在测量工具的精度是非常重要的，但出现问题就会影响到测量的整体精度，因此在进行测量的过程中需要与实际的经验进行有效结合。另外，要与客户的需求进行契合。其次，在加工的过程中，还要对加工工具进行重视，要及时的优化加工的方式，对加工工具的质量进行保证，进而增强工具与产品之间的契合度，减少之间可能会产生的误差。最后，在合理化的机械设计与加工中，需要根据相关的因素采取相适应的控制方式，继而最大程度的减少误差。

2. 确保加工表面的质量

在机械设计的过程中，表面加质量是一项非常重要的内容，这项内容对于加工件的物理化学性能和寿命以及可靠性方面都具有直接性的影响，因此在制造设计的过程中，需要采取有效的措施對其质量进行保证。首先要合理的选择加工的工具，要与加工工件的属性相吻合，从而更好的进行工件的制造，减小工具表面粗糙的程度;其次还要选择会是的切削条件，要根据材料的不同才采用不同的切削速度，进而提高表面的质量;最后要减少表面层的变形，在进行工件加工的时候，要合理的控制后刀面磨损程度和切削用量。

（五）机械制造工艺及流程

1. 零件的定位

零件是机械制造业中重要的组成要素，零件定位的准确性，对于制造过程的精准度及产品的质量起着至关重要的影响。因此，机械制造加工的首要前提就是对零件进行精准的定位。在进行定位的过程中，要对选择的参照物要符合条件，选择的标准也要依据不同种类的零件的使用说明及安装位置进行适当的变化。随着机械制造业产品种类及性能的不断创新与发展，对于制造精度的要求也越来越高，因此，零件的定位工作对于机械产品的质量起着至关重要的作用及影响。

2. 零件的装夹

在机械工艺的加工过程中，为了提升整个工序的标准化，就需要将零件放进机床及磨具等夹具中进行位置的调整，并进行加固处理的工作，确保零件在加工的过程中保持稳定的位置，避免了零件出现变形的现象，这个操作过程就是装夹。装夹在整个零件加工的过程中起着关键的作用，直接决定着零件产品的整体质量和水平，同时也影响着生产的时效性及企业的经济效益。因此，就要保证整个装夹过程的科学严谨，并对各个环节进行实时的把控。

三、结语

总之，机械设计方法是在传统机械设计方法的基础上进行的完善和发展，这个系统的主动性比较强，设计需要的时间短，消耗低的优点。除了这些，机械设计方法在产品的制造、报废、回收等方面都比传统机械设计方法要好。

参考文献：

[1]苏佳楠，冯杨.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].农家科技（上旬刊），2019（1）：198.

[2]孙朝霞，赵建发，付明慧.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].工程建设与设计，2019（4）：176-177.