创新设计在机械结构制造的运用

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1机械结构制造的基本设计要求

（1）功能需求。机械产品制造生产的主要目的在于完成人力能力范围之外的技术工作，提升生产效率，因此功能需求是机械结构制造过程中所要考虑的首要因素。通过机械工作原理的组合运用与实际设计方案的稳定应用，满足材料力学、装配方式与工艺性能等相关因素对机械产品的综合要求，是机械结构制造设计的基础性内容。（2）质量控制。机械产品的精度、硬度与结构力度是否达到工业生产标准是机械结构制造的重要考核标准。在保障产品具备全面的机械功能的基础上，产品的使用年限与质量控制是衡量机械产品制造是否达标的重要尺度。在重工业实际生产过程中，产品所承受的重量压力与材料韧性是机械产品制造要点与难点。作为注重实用性原则的机械工业产品，其结构的稳定性与产品的高质量是设计方案所应达到的核心要求之一。（3）优化提升。作为现代化生产链条中的支柱性产业，机械制造业的产品设计导向与行业发展方向息息相关。在产品中引入创造性思维与跨学科技术，能有效提高机械产品的竞争力，为机械制造行业的未来发展提供有益助力。结构优化设计的前提是要有大量的可能性方案和优化空间，包括要对机械产品的生产工艺、材料、连接方式、尺寸形状等方面进行优化和创新，对于物理属性的改造与设计方案的优化是机械结构制造层面的重要要求。

2机械结构制造的优化创新方案

变元法是目前机械结构制造设计中的主要优化方案，它通过对原有结构中尺寸、工艺与材料的调整测试，将机械产品结构中的各个因素进行微观调整或更换，降低了生产成本的同时提升了产品性能，在机械结构设计上具有创新性与稳定性特征。（1）材料变元。机械制造产品材料的作用、性能、加工方式及加工后的性能都各不相同，利用变元法进行材料的替换与提升，其目的在于寻找最符合机械设计要求的材料，将材料性能和机械本身的性能完全发挥出来，达到最优的设计效果。对材料特性的把握与调整，是机械制造设计所考量的基础性要点。（2）数量变元。通过删减组合零件来达到数量变元，是调整机械产品内部结构的重要手段。加工面、轮廓面与零件主体等多个节点的构建都需要多个机械零件组合来运转，如何达到最优组合方案，降低装配成本，提升生产效率是数量变元设计所考虑的重要问题。（3）几何变元。几何变元是指通过改变机械制造产品的物理属性与表面几何形状来完成创新设计提升。机械元件的变形与调整通常是为了满足机械生产的目的，例如在设计石化设备时，考虑到石油的腐蚀性，为了尽量减少元器件的接触面积，相关元器件应遵循面积最小的原则，尽量设计成球体结构或者圆柱体结构。（4）连接变元。机械连接结构是产品原件组合的重要方式，通过调整连接结构可以实现产品装配的便捷性，也在一定程度上提升了机械产品运行过程中的稳定性。一方面可以通过调整零件的连接方式来直接完成连接变元；另一方面可以通过零部件位置的调整来达到调整连接结构的目的。（5）工艺变元。根据产品材质的不同与元件的特质来进行工艺变元，不仅可以节省材料的使用费用，降低生产成本；也可以在一定程度上优化机械产品的设计方案，通过组合与装配的调整，依据零件的精准度与基本性能，来制定合理的生产标准，保障机械产品制造的质量与安全。

3结论

机械结构设计在机械产品的生产中具有关键性作用，零部件结构的完整与实际效能的提高对于工业生产的效率有着至关重要的影响。在机械产品的研发与生产过程中，创新设计是推动行业进步的必要途径，机械结构设计中的创新设计，不仅能顺应市场多元化发展，满足人们日常生活中的“功能外需求”，也能提升现有的机械水平，实现设计优化，对社会经济发展具有重要意义。

参考文献：

[1]胡臣勇.研究创新设计在机械结构设计中的应用[J]．科技经济导刊，2017(25):70-73.

[2]万胜，王谊平，蒋伍.浅析机械结构设计中的创新设计[J].科技风，2015（03）：110.

作者:魏默冉 孙成栋 齐鹏 单位:北方测盟科技有限公司