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机械设计流程的优化创新

时间:2015-07-08 来源:未知 作者:小韩 本文字数:1968字

  机械设计涵盖了设计人员、设计程序、设计方法等众多方面,设计过程受多方因素的制约。随着工业化程度的不断加深,现代工业发展需要创新意识的有效参与,在机械设计上也追求求新求变。要实现机械设计的创新化,需要从机械设计的各个方面入手,实现各个设计流程的优化创新。

  1 机械设计人员的创新意识
  
  人是生产和设计的第一要素,因此,要实现机械设计的创新,需要设计人员打破传统的设计思维范式,具备创新意识,并将创新意识融入到具体的设计过程中[1].

  (1)独创性。在机械设计过程中,要不拘泥于现有的传统设计观念,着力研究机械设计中的新理念、新原理、新工艺等,不断形成独创性的新型设计方案,追求设计的层次性创新。

  (2)实用性。设计理念不能脱离机械设计的实际,要满足机械设计的实用性,即生产环节的可操作性和市场环节的适应性。

  (3)突破性。设计理念走出固有的思维套路,借鉴其他领域的新技术,新理念,开发新的设计原理,从而实现机械设计的深化和精细化。

  (4)立体性。也称为联动性,要实现创新思维的立体性发挥,保持思维的层次性立体性,实现横向、竖向和逆向思维的统一,在设计时权衡最优方案。

  2 机械设计环节的优化设计
  
  现代优化设计理念通常以数学规划作为指导理论,借助电脑设备予以实施,在一定的约束范围内,寻找适用于预期设计目标的最优设计方案。现代优化设计包括了现代科技的众多因素,如函数、数学理论、信息技术等,通过最新型的设计途径得出最优化的设计方案,以满足工业发展的新要求。

  现阶段我国在各行业的优化设计方面成果显着,摸索出一系列较为优秀的优化设计程序,因此,机械设计领域也要及时进行优化设计研究,在保持原有性能的前提之上逐步优化,减少设计周期,提高机械设备的生产效率和设计质量,满足科技发展对机械设计新模式的要求。

  3 机械设计环节的变型设计
  
  所谓变型设计,就是指机械设计要在原有产品的类型基础上,进行深度开发,从而使机械设备在零件上具备更标准的规格,在部件上更加通用,在设备整体上更加系统[2].变型设计凭借其先进性和合理性,能够突破原有设计模式,实现设计的精准化。

  变型设计包含了纵系列和横系列两种产品结构的变型设计。

  机械产品设备如在功能原理及产品结构上相同,而只是尺寸及参数有异,就属于纵系列范围;而在同类产品的基础设计上扩展新功能的设计,则属于横系列范围。此外,机械设备的三维参数化变型设计是变型设计的另外一种形式,以拓扑约束、工程约束和尺寸约束作为技术基础。与传统的参数化设计相比,三维参数化变型设计既包含了传统的三维模型,还能自动更新工程视图的尺寸、比例、位置、注释及 BOM 表,对下游工装夹具、NC 代码、工艺规程等关联设计也能进行参数化设计。

  4 机械设计环节的反求设计及 CAD、数据库技术的应用
  
  4.1 反求设计优化要点
  
  在进行这一环节的优化分析时,要注重以下技术问题:

  (1)探究钻研更有效的测量方法及机械设备,以提高精准度,缩小测量的误差。

  (2)开发更加实用化的三维重构方法及软件系统,以提高精准度,缩小计算的误差。

  (3)有效融合数理统计、人工智能及精度设计理论,探索较为独特的设计参数的还原技术,解决原始设计参数的还原难题。

  (4)研究产品主模型技术,满足反求工程 II 要求,构成建模体系,对产品的装配关系加以描述,从而有利于对原始设计参数进行还原。

  (5)为便于实现设计参数的还原,还要进行软件开发,使软件具备机械原型产品的设计和分析功能。

  4.2CAD 技术
  
  机械设计随着科技的进步,尤其是计算机技术的发展,越来越多的借助于 CAD 技术来配合实现设计理想,因此,要做到机械设计的创新,就要做到人机结合,充分利用计算机技术[3].

  在借助 CAD 辅助设计时,要始终将人的能动性放在首位,合理使用计算机,发挥人的创造性,利用计算机的准确性和灵活性,以设计出更加符合机械工作新发展的机械产品。

  4.3 数据库技术
  
  数据库技术的管理软件众多,已普遍应用于各个管理领域中,现代机械设计要创新发展,离不开数据库技术的支持。现代机械设计过程中需要调用各种数据资料,耗费众多时间精力,通过建立完善的数据库系统,可以供设计人员随时使用,节约了人力,为机械设计的创新留出了更大的空间,有利于实现机械设计的高效化。

  5 结语
  
  在创新意识得到普遍重视的现代社会,机械设计领域也要努力实现创新化发展,是推进现代工业与社会经济同步发展。

  设计人员要具备良好的创新意识,在各个设计环节把握住提高创新节点,借助计算机技术,不断设计出更加完备的机械设备,保持机械设计在引领工业发展方面的先进性。

  参考文献:

  [1] 赵洪图 . 试论现代机械设计的创新突破 [J]. 科技致富向导 ,2013(14):60.
  [2] 朱 庆 波 . 现 代 机 械 设 计 的 创 新 方 法 研 究 [J]. 中 国 机械 ,2014(15):142.
  [3] 陈超 , 刘帅 . 现代机械设计的方法及研究进展 [J]. 魅力中国 ,2014(12):243.

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