机械设计中零件结构合理性设计

2020-01-08李涛

湖北农机化 2020年19期

李涛

(齐齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔 161005)

1 机械设计中零件结构合理性设计的原则

1.1 应与毛坯成型法相适

不同的毛坯成型工艺适合不同结构形状的生产过程，所以具体来说毛坯成型工艺会对零件结构产生较大的影响因素，在铸造成型的过程中一般可以选择的方式比较多，特别是在芯子制造上通常具有多边形的特点，且其也为后续复杂的内腔制定提供了保障。其次为了提升设计的最终质量和效果，大多设计人员都会使用空中结构来提升零件的刚性，从而减少材料的使用消耗。如在设计结构较为复杂、多变的箱体上相关人员可以使用焊接的形式来进行，但需要注意在焊接中箱体内腔不能过于复杂，避免因箱体问题对焊接工作造成影响；最后如果加工面和分型面相垂直，相关设计就必须突出结构的斜度。

1.2 应和结构材料相适

材料不同应用的性能也不一样，所以在实际零件结构的过程中相关设计人员要选择质量高、符合机械应用工艺性的标准化合格材料。通俗来说，只要产品材料确定了，那么生产的过程也就有了定数，且确定了材料也是直接为设计人员确定产品结构奠定了基础。如某单位的产品在制作过程中选择以铸铁为主，如果其铸铁的铸造性较高，那么零件就会使用此类生产为主。所以，根据此类产品的结构性能来看其零件应该以薄壁结构形式为主，不能使用实心生产操作方式，此外在凸轮轴制作中如果选择45钢为主要材料，那么凸轮轴的制作就会以锻造成型，只有这样才能在一定程度上减少工艺制造方面的成本支出，最大限度地发挥出其自身的适用性。

2 机械设计中零件结构合理性设计的方式

2.1 合理设计安全数据

和常见的安全系数法相比来说，标准化设计安全数据主要是根据用户的要求和实际设计情况出发来制定的设计方案，其中包含了设计的结构，不仅能有效减少加工的时间、减少成产的材料，还能提升企业的生产经济成本。此外和一般的安全数据对比，标准化设计安全具有一定的优点，而一般安全数据因设计观念传统、设备落后，已经不适用现代社会的发展，所以使用机械零件标准化的设计方式不仅可以降低损耗率，优化一般安全数据，还能提升零件的使用寿命，但是虽然标准化设计方式的优点较多，但因使用材料的影响，机械零件也在一定程度上阻碍着标准化设计的推广使用。

2.2 合理设计机械零件尺寸、荷载等

机械零件自身会因尺寸、承载的强应力情况等呈现多类型的参数数据，特别是对于承载强度和应力情况来说，其大多被认为是正态分布。针对此良好的设计优化方式有着一定的局限性，具体来说就是以指针为主来确认和查看机械零件的准确度，有的工作人员设置使用此类方式为主的生产标准。所以在实际设计中相关热源必须要以轻重量、低体积设计零件结构为主，结合机械自身的尺寸、硬度以及设计零件的适合情况及时地调整设计的模型，得出标准的数据，并根据得出的数据状态选择对应的完善方法，确保设计变量处于特定范围内。

2.3 降低零件的加工面

现如今在设计机械零件结构时相关设计人员要降低零件的加工面，此类方式也能在减少量度的情况下提升工作的时效性。且目前来看在实际设计零件的过程中常常因种类较多，人员对零件结构容易出现偏差定位，很多人员都是将零件精准度作为主要发展目标，并长期进行关注，这样一来不仅会提升零件的加工量度，还会增加加工的难度，所以相关人员要根据实际零件生产目标及结构适当地进行完善优化，设置一个特定的范围，只要零件状态处于此类范围内就可以定位合理性，从而提升工作的质量和时效性。此外，对于一些需要精确的零件加工来说，人员还需要注意不能在封胶的内表面开展技工工作。在机械零件加工中还存在内表面封闭等问题，这些都会对加工造成影响，所以相关人员要时刻注意，尽量避免问题的发生。

2.4 提高零件加工的准确度

对零件自身来说，想要更好地将其应用在机械中，首先就是要确保准确度。为了确保零件的准确度和客户的需求一样，在机械设计合理化中相关技术人员要提升对设计方式的使用。一是要监测工具的完善方式。在机械制造工艺生产过程中零件的准确度数据是靠着测量工具来获取的，一旦测量的工具不准确，那么将会对零件产品自身的准确度造成一定影响。所以相关技术人员要结合自身的从业经验，按照客户的要求，适当地对测量工具进行完善和调整，以此提升客户的满意情况。二是要定期地改善和完善加工工具。在实际机械制造过程中很多工具的使用都会影响零件实验的准确度，所以相关企业要根据零件结构的不同，及时调整此类工具，从而提升工具和产品之间的融合适用性。最后在零件设计中常常会因变形、磨损等影响产品的准确度，所以在实际机械设计过程中相关人员要使用对应的控制方式，从而最大程度降低误差的出现，为零件结构合理性设计奠定基础。