創新設計在機械結構制造的運用

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1機械結構制造的基本設計要求

（1）功能需求。機械產品制造生產的主要目的在于完成人力能力范圍之外的技術工作，提升生產效率，因此功能需求是機械結構制造過程中所要考慮的首要因素。通過機械工作原理的組合運用與實際設計方案的穩定應用，滿足材料力學、裝配方式與工藝性能等相關因素對機械產品的綜合要求，是機械結構制造設計的基礎性內容。（2）質量控制。機械產品的精度、硬度與結構力度是否達到工業生產標準是機械結構制造的重要考核標準。在保障產品具備全面的機械功能的基礎上，產品的使用年限與質量控制是衡量機械產品制造是否達標的重要尺度。在重工業實際生產過程中，產品所承受的重量壓力與材料韌性是機械產品制造要點與難點。作為注重實用性原則的機械工業產品，其結構的穩定性與產品的高質量是設計方案所應達到的核心要求之一。（3）優化提升。作為現代化生產鏈條中的支柱性產業，機械制造業的產品設計導向與行業發展方向息息相關。在產品中引入創造性思維與跨學科技術，能有效提高機械產品的競爭力，為機械制造行業的未來發展提供有益助力。結構優化設計的前提是要有大量的可能性方案和優化空間，包括要對機械產品的生產工藝、材料、連接方式、尺寸形狀等方面進行優化和創新，對于物理屬性的改造與設計方案的優化是機械結構制造層面的重要要求。

2機械結構制造的優化創新方案

變元法是目前機械結構制造設計中的主要優化方案，它通過對原有結構中尺寸、工藝與材料的調整測試，將機械產品結構中的各個因素進行微觀調整或更換，降低了生產成本的同時提升了產品性能，在機械結構設計上具有創新性與穩定性特征。（1）材料變元。機械制造產品材料的作用、性能、加工方式及加工后的性能都各不相同，利用變元法進行材料的替換與提升，其目的在于尋找最符合機械設計要求的材料，將材料性能和機械本身的性能完全發揮出來，達到最優的設計效果。對材料特性的把握與調整，是機械制造設計所考量的基礎性要點。（2）數量變元。通過刪減組合零件來達到數量變元，是調整機械產品內部結構的重要手段。加工面、輪廓面與零件主體等多個節點的構建都需要多個機械零件組合來運轉，如何達到最優組合方案，降低裝配成本，提升生產效率是數量變元設計所考慮的重要問題。（3）幾何變元。幾何變元是指通過改變機械制造產品的物理屬性與表面幾何形狀來完成創新設計提升。機械元件的變形與調整通常是為了滿足機械生產的目的，例如在設計石化設備時，考慮到石油的腐蝕性，為了盡量減少元器件的接觸面積，相關元器件應遵循面積最小的原則，盡量設計成球體結構或者圓柱體結構。（4）連接變元。機械連接結構是產品原件組合的重要方式，通過調整連接結構可以實現產品裝配的便捷性，也在一定程度上提升了機械產品運行過程中的穩定性。一方面可以通過調整零件的連接方式來直接完成連接變元；另一方面可以通過零部件位置的調整來達到調整連接結構的目的。（5）工藝變元。根據產品材質的不同與元件的特質來進行工藝變元，不僅可以節省材料的使用費用，降低生產成本；也可以在一定程度上優化機械產品的設計方案，通過組合與裝配的調整，依據零件的精準度與基本性能，來制定合理的生產標準，保障機械產品制造的質量與安全。

3結論

機械結構設計在機械產品的生產中具有關鍵性作用，零部件結構的完整與實際效能的提高對于工業生產的效率有著至關重要的影響。在機械產品的研發與生產過程中，創新設計是推動行業進步的必要途徑，機械結構設計中的創新設計，不僅能順應市場多元化發展，滿足人們日常生活中的“功能外需求”，也能提升現有的機械水平，實現設計優化，對社會經濟發展具有重要意義。

參考文獻：

[1]胡臣勇.研究創新設計在機械結構設計中的應用[J]．科技經濟導刊，2017(25):70-73.

[2]萬勝，王誼平，蔣伍.淺析機械結構設計中的創新設計[J].科技風，2015（03）：110.

作者:魏默冉 孫成棟 齊鵬 單位:北方測盟科技有限公司