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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 機械設(shè)計概述 制造任何產(chǎn)品的第一步工作都是設(shè)計。機械設(shè)計是一門通過設(shè)計新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品來滿足人類需求的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。它是一個廣闊的工程技術(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、銷售和使用等方面的有關(guān)問題。 進(jìn)行各種機械設(shè)計工作的人員通常被稱為設(shè)計人員或者設(shè)計工程師。機械設(shè)計是一項創(chuàng)造性的工作。設(shè)計工 程師不僅在工作上要有創(chuàng)新性，還必須在機械制圖、運動學(xué)、動力學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機械制造工藝等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識。 以材料的選擇為例。近些年來，工程材料的選擇已經(jīng)顯得非常重要。此外，選擇過程應(yīng)該是一個對材料的連續(xù)不斷的重新評價過程。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)常會對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，可能會要求使用不同的材料。來自國內(nèi)和國際的競爭、對產(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， 都會促使人們對材料進(jìn)行重新評價。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關(guān)系已經(jīng)被人們認(rèn)識得更清楚。新的加工方法的出現(xiàn)，通常會促使人們對被加工材料進(jìn)行重新評價。因此，為了能在合理的成本和確保質(zhì)量的前提下獲得滿意的結(jié)果，設(shè)計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。 在機械加工方面，銑削和磨削加工是設(shè)計人員經(jīng)常要考慮的機械加工方 法 。除了車削和鉆削，銑削無疑是應(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) 品制造過程中，許許多多種類的銑削加工是值得設(shè)計人員認(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)計特征在很大程度上決定了需要采用的磨床的種類。當(dāng)加工成本太高時，就值得對零件進(jìn)行重新設(shè)計，使其能夠通過采用即便宜又具有高生產(chǎn)率的磨削方法加工出來。例如，在有可能的時候，可以通過對零件的適當(dāng)設(shè)計，盡量用無心磨削加工，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，對那些適合于采用磨削來完成粗、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，而不采用車削或其他加工方法，因此，許多種類的鍛件和其他零件，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)約時間和費用。 此外，對特種加工工藝的運用，也將使設(shè)計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，材料的去除是依賴于電動機和硬的刀具材料進(jìn)行的，諸如鋸斷、鉆孔和拉削。常規(guī)的成型加工時利用電動機、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)來說不是常規(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，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和局限性。因而，不存在一種對任何只在環(huán)境來說都是最好的工藝方法。 采用特種加工工藝或者可以通過增加重復(fù)精度，減少已損壞工件在加工過程中的損傷，或者減少對工件性能的有害影響來減少采用原來加工工藝產(chǎn)生的廢品數(shù)量。 如前面所述，機械設(shè)計的目的是生產(chǎn)能夠滿足人類需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科學(xué)知識本身并不一定能給人帶來益處，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)識到在一個特定產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。 應(yīng)當(dāng)把機械設(shè)計看成是設(shè)計人員運用創(chuàng)造性的才能進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)分析和制訂產(chǎn)品的制造工藝的一個良機。掌握工程基礎(chǔ)知識要比熟記一些數(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好的設(shè)計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)行所有運算。 一個好的設(shè)計人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險，當(dāng)新的方法不適用時，就恢復(fù)采用原來的方法。因此，設(shè)計人員必須要有耐心，因為所花費的時間和努力并不能保證成功。一個全新的設(shè)計，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，在此過程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過驗證的設(shè)計原理，將其與未經(jīng)過驗證的新觀念結(jié)合起來。 在設(shè) 計的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計人員不受各種約束，充分發(fā)揮創(chuàng)造性。即使產(chǎn)生了許多不切實際的想法，也會在設(shè)計的早期，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。 另一個應(yīng)該認(rèn)識到的重要問題是，設(shè)計工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進(jìn)行交流和溝通。在開始階段，設(shè)計人員必須就初步設(shè)計同管理人員進(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，需要解決一下問題：（ 1）所要設(shè)計的這個產(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)有同類產(chǎn)品相比有無競爭力？（ 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)品有無銷路？是否可以盈利？ 另外，對于許多產(chǎn)品的制造管理人員來說，機電一體化具有如下一些優(yōu)點： 機電一體化系統(tǒng)中的一組機器的總產(chǎn)量，通?？梢赃_(dá)到同類型機器單獨工作環(huán)境下產(chǎn)量的三倍。 2. 減少了主要設(shè)備的費用 機電一體化系統(tǒng)中，因為設(shè)備的利用率高，所以用更少的機床就可以完成傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)中的工作量。 3. 減少了直接勞動力費用 由于每一臺機器都完全在計算機控制下運行，所以就不需要進(jìn)行全程監(jiān)視。 機電一體化系統(tǒng)與傳統(tǒng)車間相比，在制工件數(shù)明顯減少。 5. 對改變生產(chǎn)需求的響應(yīng) 一個機電一體化系統(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)品是由于市場需求的改變或工藝設(shè)計的變化而提出的。 6. 有維持生產(chǎn)的能力 當(dāng)一臺或多臺機床出故障時，設(shè)計許多機電一體化系統(tǒng)來合理地降低加工精度等級。 7. 提高產(chǎn)品質(zhì)量 有時候，與一個還沒有組成協(xié)作系統(tǒng)的機床比較時，機電一體化系統(tǒng)的一個優(yōu)點被忽視了，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 由于對可利用的占地面積，做了正確的計劃，一個機電一體化系統(tǒng)最初可為低產(chǎn)量而設(shè)計，也可以提供需要的附加生產(chǎn)力。 只有時間才能對上述問題給出正確的答案。但是，產(chǎn)品的設(shè)計、制造和銷售只能在對上述問題的初步肯定答案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)計工程師還應(yīng)該通過零件圖和裝配圖，與制造部門一起對最終設(shè)計方案進(jìn)行溝通。 通常，在制造過程中會出現(xiàn)某個問題。可能會要求對某個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)過設(shè)計人員批準(zhǔn)，以保證不會損傷產(chǎn)品的功能。有時，在產(chǎn)品的裝配時或者裝箱外運前的實驗中才發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的某種缺陷。這些事例恰好說明了設(shè)計室一個動態(tài)過程?？偸谴嬖谥玫姆椒▉硗瓿稍O(shè)計工作，設(shè)計人員應(yīng)該不斷努力，尋找這些更好的方法。 一個有能力的工程師不應(yīng)該害怕再提出自己的方案時遭到失敗的可能性。事實上，偶然失敗是肯定會發(fā)生的，因為每一個真正有創(chuàng)意的設(shè)想似乎總是有失敗或者批評伴隨著它。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?？傊话逊桨柑峤怀鰜?，才是真正的失敗 。