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An of he in of is is of to or of It is a of of in of in of or is a in to a a in of of we of as an of be of be a of or of of of a In of of it is in if to at In of of is of to of of of of of is of of to of of a to a of to a be of be of by is a it is as a on be or of at of of in on to as is as In by s be of in to of of In 0 0 a of is a no is In to of by by of or by on As of is to a a by do if a a be It be a be a is be to be an to to a of a to on is to be It is to of no or be to to a On be to a of if be a is no of a be is to A to an be be of be to a of it is to in of by In is up to be It is is in of as be is a be to to if to be a to is by in To be (1) a 2) it be of 3) Is it to 4) it be 5)it a of as 1) a of in a be up to in a (2) of in in to do as in a (3) is is (4) of in a is to a (5) A to as of or as 6) to or (7) an of a to a is (8) a of (9) a be as to be to of a It be a is in or of so it be in of be by so be In a in or to is a is a to do it be of of in a In be or to is a to be a by to In in to at 機(jī)械設(shè)計(jì)概述 制造任何產(chǎn)品的第一步工作都是設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)是一門(mén)通過(guò)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足人類(lèi)需求的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。它是一個(gè)廣闊的工程技術(shù)領(lǐng)域，不僅要研究產(chǎn)品在尺寸、形狀和詳細(xì)結(jié)構(gòu)等方面的基本構(gòu)思，還要考慮產(chǎn)品在制造、銷(xiāo)售和使用等方面的有關(guān)問(wèn)題。 進(jìn)行各種機(jī)械設(shè)計(jì)工作的人員通常被稱(chēng)為設(shè)計(jì)人員或者設(shè)計(jì)工程師。機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。設(shè)計(jì)工 程師不僅在工作上要有創(chuàng)新性，還必須在機(jī)械制圖、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機(jī)械制造工藝等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識(shí)。 以材料的選擇為例。近些年來(lái)，工程材料的選擇已經(jīng)顯得非常重要。此外，選擇過(guò)程應(yīng)該是一個(gè)對(duì)材料的連續(xù)不斷的重新評(píng)價(jià)過(guò)程。新材料不斷出現(xiàn)，而一些原有的材料的可以被利用的數(shù)量可能會(huì)減少。環(huán)境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面經(jīng)常會(huì)對(duì)材料選擇附加新的限制條件。為了減輕重量或者節(jié)約能源，可能會(huì)要求使用不同的材料。來(lái)自國(guó)內(nèi)和國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)、對(duì)產(chǎn)品維修保養(yǎng)方便性要求的提高和顧客的反饋等方面的壓力， 都會(huì)促使人們對(duì)材料進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。由于材料選用不當(dāng)造成的產(chǎn)品責(zé)任訴訟，已經(jīng)產(chǎn)生了深刻的影響。此外，材料與材料加工之間的相互依賴(lài)關(guān)系已經(jīng)被人們認(rèn)識(shí)得更清楚。新的加工方法的出現(xiàn)，通常會(huì)促使人們對(duì)被加工材料進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。因此，為了能在合理的成本和確保質(zhì)量的前提下獲得滿(mǎn)意的結(jié)果，設(shè)計(jì)工程師和制造工程師都必須認(rèn)真仔細(xì)地選擇、確定和使用材料。 在機(jī)械加工方面，銑削和磨削加工是設(shè)計(jì)人員經(jīng)常要考慮的機(jī)械加工方 法 。除了車(chē)削和鉆削，銑削無(wú)疑是應(yīng)用最廣泛的金屬切削方法。銑削非常適合于而且也易于應(yīng)用在任何數(shù)量的零件的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中。在產(chǎn) 品制造過(guò)程中，許許多多種類(lèi)的銑削加工是值得設(shè)計(jì)人員認(rèn)真考慮和選擇的。 磨削是一種應(yīng)用最廣泛的零件精加工方法，用來(lái)獲得非常小的公差和非常低的表面粗糙度。目前，幾乎存在著適合于各種磨削工序的磨床。零件的設(shè)計(jì)特征在很大程度上決定了需要采用的磨床的種類(lèi)。當(dāng)加工成本太高時(shí)，就值得對(duì)零件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使其能夠通過(guò)采用即便宜又具有高生產(chǎn)率的磨削方法加工出來(lái)。例如，在有可能的時(shí)候，可以通過(guò)對(duì)零件的適當(dāng)設(shè)計(jì)，盡量用無(wú)心磨削加工，以獲取經(jīng)濟(jì)效益。 盡管通常認(rèn)為磨削適用于精加工工序，對(duì)那些適合于采用磨削來(lái)完成粗、精加工工序的工件 ，也經(jīng)常采用磨削方法完成全部加工作，而不采用車(chē)削或其他加工方法，因此，許多種類(lèi)的鍛件和其他零件，可以采用磨削的的方法完成其從毛坯到成品的全部加工，這可以顯著地節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用。 此外，對(duì)特種加工工藝的運(yùn)用，也將使設(shè)計(jì)工作變得更大膽和具有創(chuàng)新性。在目前采用的常規(guī)工藝中，材料的去除是依賴(lài)于電動(dòng)機(jī)和硬的刀具材料進(jìn)行的，諸如鋸斷、鉆孔和拉削。常規(guī)的成型加工時(shí)利用電動(dòng)機(jī)、液壓和重力所提供的能量進(jìn)行的。同樣，材料連接的常規(guī)做法是采用諸如燃燒的氣體和電弧等熱能進(jìn)行的。 與之相比，特種加工工藝采用按照以前的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)不是常規(guī)的 能源?，F(xiàn)在材料的去除可以利用電化學(xué)反應(yīng)、高溫等離子、高速液體和磨料射流。過(guò)去非常難進(jìn)行成型加工的材料，現(xiàn)在可以利用大功率的電火花所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，爆炸和沖擊潑進(jìn)行成型加工。采用高頻聲波和電子束可以使材料的聯(lián)接能力有很大的提高。 在過(guò)去的 50年間，人們發(fā)明了 20多種特種加工工藝，并且將其成功的應(yīng)用于生產(chǎn)之中。這么多特種加工工藝存在的原因與許多種常規(guī)加工工藝存在的原因是一樣的。每一種工藝都有它自己的特點(diǎn)和局限性。因而，不存在一種對(duì)任何只在環(huán)境來(lái)說(shuō)都是最好的工藝方法。 采用特種加工工藝或者可以通過(guò)增加重復(fù)精度，減少已損壞工件在加工過(guò)程中的損傷，或者減少對(duì)工件性能的有害影響來(lái)減少采用原來(lái)加工工藝產(chǎn)生的廢品數(shù)量。 如前面所述，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是生產(chǎn)能夠滿(mǎn)足人類(lèi)需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科學(xué)知識(shí)本身并不一定能給人帶來(lái)益處，只有當(dāng)它們被用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在一個(gè)特定產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。 應(yīng)當(dāng)把機(jī)械設(shè)計(jì)看成是設(shè)計(jì)人員運(yùn)用創(chuàng)造性的才能進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析和制訂產(chǎn)品的制造工藝的一個(gè)良機(jī)。掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅 使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個(gè)好的設(shè)計(jì)中做出所需的全部決定。另一方面，應(yīng)該認(rèn)真精確的進(jìn)行所有運(yùn)算。 一個(gè)好的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)新的方法不適用時(shí)，就恢復(fù)采用原來(lái)的方法。因此，設(shè)計(jì)人員必須要有耐心，因?yàn)樗ㄙM(fèi)的時(shí)間和努力并不能保證成功。一個(gè)全新的設(shè)計(jì)，要求拋棄許多陳舊的，為人們所知的方法。由于許多人易于墨守成規(guī)，這樣做并不是一件容易的事情。一位設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該不斷地探索改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的辦法，在此過(guò)程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)原理，將其與未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的新觀念結(jié)合起來(lái)。 在設(shè) 計(jì)的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計(jì)人員不受各種約束，充分發(fā)揮創(chuàng)造性。即使產(chǎn)生了許多不切實(shí)際的想法，也會(huì)在設(shè)計(jì)的早期，即繪制生產(chǎn)圖紙之前被改正掉。只有這樣，才不至于堵塞創(chuàng)新的思路。通常要提出幾套設(shè)計(jì)方案，然后加以比較。很有可能在最后選定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。 另一個(gè)應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的重要問(wèn)題是，設(shè)計(jì)工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進(jìn)行交流和溝通。在開(kāi)始階段，設(shè)計(jì)人員必須就初步設(shè)計(jì)同管理人員進(jìn)行交流和溝通，并得到批準(zhǔn)。這一般式通過(guò)口頭討論，草圖和文字材料進(jìn)行的。為了有效地進(jìn)行交流，需要解決一下問(wèn)題：（ 1）所要設(shè)計(jì)的這個(gè)產(chǎn)品是否真正為人們所需要？（ 2）此產(chǎn)品與其他公司的現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品相比有無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力？（ 3）生產(chǎn)這種產(chǎn)品是否經(jīng)濟(jì)？（ 4）產(chǎn)品的維修是否方便？（ 5）產(chǎn)品有無(wú)銷(xiāo)路？是否可以盈利？ 另外，對(duì)于許多產(chǎn)品的制造管理人員來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化具有如下一些優(yōu)點(diǎn)： 機(jī)電一體化系統(tǒng)中的一組機(jī)器的總產(chǎn)量，通?？梢赃_(dá)到同類(lèi)型機(jī)器單獨(dú)工作環(huán)境下產(chǎn)量的三倍。 2. 減少了主要設(shè)備的費(fèi)用 機(jī)電一體化系統(tǒng)中，因?yàn)樵O(shè)備的利用率高，所以用更少的機(jī)床就可以完成傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)中的工作量。 3. 減少了直接勞動(dòng)力費(fèi)用 由于每一臺(tái)機(jī)器都完全在計(jì)算機(jī)控制下運(yùn)行，所以就不需要進(jìn)行全程監(jiān)視。 機(jī)電一體化系統(tǒng)與傳統(tǒng)車(chē)間相比，在制工件數(shù)明顯減少。 5. 對(duì)改變生產(chǎn)需求的響應(yīng) 一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)固有的靈活性使其能生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，這些不同的產(chǎn)品是由于市場(chǎng)需求的改變或工藝設(shè)計(jì)的變化而提出的。 6. 有維持生產(chǎn)的能力 當(dāng)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)床出故障時(shí)，設(shè)計(jì)許多機(jī)電一體化系統(tǒng)來(lái)合理地降低加工精度等級(jí)。 7. 提高產(chǎn)品質(zhì)量 有時(shí)候，與一個(gè)還沒(méi)有組成協(xié)作系統(tǒng)的機(jī)床比較時(shí)，機(jī)電一體化系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)被忽視了，那就是 它能改善產(chǎn)品的質(zhì)量。 8. 操作的靈活性 操作的靈活性使生產(chǎn)力明顯提高。 9. 生產(chǎn)能力的靈活性 由于對(duì)可利用的占地面積，做了正確的計(jì)劃，一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)最初可為低產(chǎn)量而設(shè)計(jì)，也可以提供需要的附加生產(chǎn)力。 只有時(shí)間才能對(duì)上述問(wèn)題給出正確的答案。但是，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售只能在對(duì)上述問(wèn)題的初步肯定答案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)計(jì)工程師還應(yīng)該通過(guò)零件圖和裝配圖，與制造部門(mén)一起對(duì)最終設(shè)計(jì)方案進(jìn)行溝通。 通常，在制造過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)某個(gè)問(wèn)題?？赡軙?huì)要求對(duì)某個(gè)零件尺寸或公差做一些改進(jìn)，使零件更容易生產(chǎn)。但是，工程上的更改必 須要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員批準(zhǔn)，以保證不會(huì)損傷產(chǎn)品的功能。有時(shí)，在產(chǎn)品的裝配時(shí)或者裝箱外運(yùn)前的實(shí)驗(yàn)中才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的某種缺陷。這些事例恰好說(shuō)明了設(shè)計(jì)室一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程?？偸谴嬖谥玫姆椒▉?lái)完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷努力，尋找這些更好的方法。 一個(gè)有能力的工程師不應(yīng)該害怕再提出自己的方案時(shí)遭到失敗的可能性。事實(shí)上，偶然失敗是肯定會(huì)發(fā)生的，因?yàn)槊恳粋€(gè)真正有創(chuàng)意的設(shè)想似乎總是有失敗或者批評(píng)伴隨著它。從一次失敗中可以學(xué)到很多東西，只有不怕遭受失敗的人們才能夠取得最大的收獲。總之不把方案提交出來(lái)，才是真正的失敗 。