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机械设计的过程中要特别注意

2022-11-28 15:37

  在进行机械设计的过程中要特别注意以下几点:

  1.机器的运动学计算:根据确定的结构方案,确定原动件的参数(功率、额定转速、转化率等);然后做运动学计算,从而确定各运动构件的运动参数(转速、线速度、加速度等)。

  2.机器的动力学计算:结合各部分的结构及运动参数(扭矩、压力、热力等),计算各主要零件所受载荷及屈服强度的大小及特性,并且要对一些重要的或者外形及受力情况复杂的主要零件进行精确的校核计算。

  3.零件的工作能力计算:计算准则须参照零、部件的一般失效情况、工作特性、环境条件等合理地拟定,一般有强度、刚度、振动稳定性、寿命等准则。通过计算或类比,即可决定零、部件的基本尺寸及材料强度等。

  4.装配草图的设计:草图上需对所有零件的外形及尺寸进行结构化设计,并且需要很好地协调各零件的结构及尺寸及其配合公差等因素,全面地考虑所设计零部件的材料、结构、工艺性等,使全部零件有最合理的设计。

  为了满足机械产品性能的高要求,在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析,选择合适的机械设计软件也是非常重要的。目前国内主流的3D设计软件主要有以下几款:

  Solidworks:偏向于机械结构设计,这个软件简单易学,绘图效率高,装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件。不论设计用“自顶而下”方法还是“自底而上”的方法进行装配设计,SolidWorks都将以其易用的操作大幅度地提高设计的效率。

  Pro/Engineer:设计是建立在统一基层上的数据库上,工程中的资料全部来自单一数据库,作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今主流的机械设计软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置。相比Solidworks三维软件,这个软件要稍微难一点,对一些曲面造型和较复杂的结构处理具有较大的优势。

  UG(UnigraphicsNX):它功能强大,可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构,且为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段以及同步建模,所以成为模具行业三维设计的一个主流应用。

  CATIA:它拥有先进的混合建模技术,无论是实体建模还是曲面造型,在智能化的树结构下用户可方便快捷地对产品进行重复修改。CATIA的优势在于赏心悦目的界面,易用而强大的功能在汽车、航空航天、造船等专用行业具有强大的优势。

  Mastercam:它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等多种功能于一身。强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件,同时可靠刀具路径校验功能模拟零件加工的整个过程。所以Mastercam强项在数控加工,简单易用,产生的NC程序简单高效。

  随着科学技术的日益发展,机械设计的未来将会朝向智能化方向发展,需要综合运用到多门学科的理论及思想。传统的机械设计更多地依赖于机械工程师个人的知识、经验和技能,而在智能大数据时代,工程师可以逐渐利用人工智能、大数据、云联网、增材制造等高新技术加快设计的速度和提高设计的质量,更好地满足日益激烈的市场竞争需求。以后会出现各种行业需要的专业、权威、标准的设计库,工程师将设计需求连同材料、制造方法和成本约束等参数输入即可快速生成设计解决方案,通过人工智能系统的不断迭代学习,所生产的设计方案将会越来越成熟和先进,甚至有些复杂的机构形式是传统制造方法无法做到的,而采用先进的增材技术3D打印等制造方法却可以轻易实现。

  在新时代的各种技术革命的影响下,机械设计将变得更加智能化、模块化,机械产品将更加轻量化、绿色化,机械设计工程师移动办公的可能性将大大提高。以后工程师在客户现场沟通对接完客户的意见和要求后,就可以当场打开手机的人工智能机械设计接口,输入相关技术性参数和要求,人工智能调取专家数据库,进行深度学习探索,就可以快速地勾画出一套概念设计的方案,并同客户进一步沟通交流。在人工智能和大数据的加持下,机械设计的周期可以大大缩减,从而让产品可以快速进入市场!