面向制造和装配的制品机械设计

摘要：随着经济的发展，社会科技水平得到了提高，人们在生活中对产品质量提出了更高的要求。我国制造业面临着更多的挑战，而产品在生产过程中，由于设计和制造技术不一致，造成成本的增加和资源的浪费，因此需探讨面向制造和装配的制品机械设计问题。

关键词：机械设计；装配技术；机械制造；制造业；产品质量 文献标识码：A

中图分类号：TS203 文章编号：1009-2374（2016）21-0013-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.006

随着科学技术的发展和进步，社会经济和人民生活水平得到了显著的提高，日常生活中对于产品的质量要求也更加严格。在产品的生产过程中，制造加工技术仍然存在着一些问题，例如产品设计与加工技术不统一，造成资源浪费，产品质量不能得到保证，使产品的维护性、可制造性不高，对企业带来不良的影响。因此需要不断地进行产品设计改革，针对制造和装配的制品机械设计做出研究和探讨，本文介绍了面向制造设计和装配设计的基本内容，简要分析了注意事项。

1 制造设计和装配设计

在机械制造领域应用较多的是面向产品的装配设计和面向产品的制造设计。

1.1 产品装配设计

产品的装配设计是指在产品的设计阶段就需要考虑到的和装配相关的要求和制约，使装配和制约在计算机管理下可以统一为产品模型，这个产品模型为通用的，可以满足装配需要，并且操作简单，可以有效地提高装配效率，降低装配的成本。

1.2 产品制造设计

产品的制造设计是指在产品的设计阶段就需要考虑到与制造相关的要求和制约，并且全面地评价产品设计和工艺设计，在传统的设计基础上进行改革。制造设计需要充分地考虑到制造需求，保证制造出的产品具有环保性和可维护性。

2 面向制造和装配的机械设计思路

在产品的开发设计中，传统的开发模式经常会出现产品设计阶段和产品制造加工阶段的不协调，产生脱节现象，从而对产品和企业造成不利的影响。例如产品的设计改动增大，也就延长了产品的设计周期，浪费了大量的人力和物力。因此，研究者提出了面向制造和面向装配的产品设计模式，这种设计理念可以更加全面、有效地进行产品开发，在产品设计的各个阶段都结合工艺、选材相关的问题。

首先，面向制造和装配的制品机械设计是企业中重要的工作部分，是贯穿企业产品开发过程的关键组成部分。制造业的不断发展使这种开发模式得到了不断应用，虽然在应用中面临出现的新问题，但这种设计思路具有一定的特色，不仅综合了传统的产品开发基础，还考虑到了企业实际的生产能力，使产品设计达到最优化。面向制造和装配的制品机械设计将产品设计、制造与装配有效地结合起来，大大提高了产品设计的成

功率。

其次，面向制造和装配的制品机械设计是将工程思想运用在机械设计中，贯穿机械开发、生产的全过程。在进行机械产品设计之前，设计人员就需要全面考虑，不仅要关注到产品的可装配性和可制造性等相关的因素，还要使设计图纸达到完整和准确，尽量地减少或者避免因为大量修改带来的人力、物力的浪费。这种设计思路分为面向制造和面向装配两个方向的内容。面向制造需要设计人员充分考虑到产品的可制造性，要保证机械产品的使用功能；面向装配设计是需要设计人员首要考虑到机械零件的可装配性，并且有效地提高产品装配率，在保证产品可装配性的同时，还要优化零件。有效地保证机械产品的功能，并且还能够减少零件的种类和数量，为机械生产带来便利。

最后，制品机械的制造不仅可以提高机械产品对资源的利用率，还可以更好地促进制品机械产业的发展，使机械制造业得到更好的发展。现代的机械设计在结合传统设计方法的基础上，做出了更好的改造和发展，有效地减少零件数量，缩短零件的开发周期和装配时间，降低企业的劳动成本。

3 面向制造和装配的制品机械设计

3.1 面向制造和装配的制品机械设计的注意事项

一个制品机械至少会包括几百个零部件和电子元器件，采用传统的机械设计方法在设计时，会存在一些问题，例如设备维修不方便、设计的成本偏高、零部件的过度设计、使用非标件零件、装配的时间过长。在应用面向制造和专配的制品机械设计中需要充分考虑产品的生产周期和使用周期，采取有效的措施来降低成本，缩短开发周期。

在进行制品机械设计的研究和改进中，设计人员需要注意如下的问题：进行模块化设计，这为生产和检验产品提供了便利；在设计中要尽量地减少零件的种类和数量，尽量采用简单的零部件，方便生产装配，并且要使用标准件；尽量简化机械设备，这方便机械检修人员进行机械检修工作，使机械故障迅速修复，方便投入生产；设计人员要考虑到工人的专业技术能力，将装配过程尽量简化；合理分配各个零部件的精度，考虑设备成本；减少多余部分的设计，在生产过程中避免发生故障。

3.2 面向制造和装配的制品机械设计的发展

面向制造和装配的制品机械设计有效地融合了设计、装配、制造和材料，是一个系统性的开发程序，并且这种设计模式也为工艺、设计、制造等提供了协调工作的平台，可以有效地实现并行设计和创新设计，将产品从设计到生产的周期缩短，推动了产品设计、生产和销售的发展。这种设计理念在机械设计中得到了实际的应用，并且受到了更多的重视，广泛地应用于国防和航空领域，取得了很好的效果。

4 应用实例

本文以某个液体自动包装机设计为例子，在设计时，液体充填装置中是通过活塞运动控制机械来实现定量精确供料，这种活塞运动控制机械结构的设计图如图1所示：

根据面向制造和装配的机械设计理念，可对上图所示的机械设计做下面的改进：首先，在设计图中确定了轴的结构和尺寸，但是没有选用标准件的轴套，因此应先将轴的结构尺寸初步确定之后，选择轴套标准件，再来确定轴的具体尺寸和结构；其次，拨叉件是通过连杆带动实现轴上的摆动，因此拨叉件和轴需要具有一定的装配精度，设计图中的装配面较大，会使轴的外表面和拨叉的内表面加工成本过高，可以缩短轴的配合长度；最后，对于支承座的加工较为困难，属于不规则的结构类型，应将中间的支承和两边的固定部分稍微向里缩小一些，来减小固定部分中螺孔面的磨削加工量。

通过以上分析食品机械中一个简单的结构，可以看出零件的标准件应用可以有效地减轻装配强度、降低成本、缩短产品研发周期、加快生产进度，同时装配设计的改进还可以提高装配的效率和可靠性。将这项设计理念应用于产品的整个系统中，可以提高产品的整体设计理念，将产品的设计、生产、装配和维修各个阶段都能够考虑在内，全面而有效地推进食品机械设计。

5 结语

应用面向制造和装配的制品机械设计，可以有效地提高产品设计效率，在满足产品功能和提高产品美观的前提下，节省产品的设计成本，很好地解决了传统产品设计中存在的问题，将产品研发周期大大的缩短，有利于我国机械制造业的发展和进步。在这项设计理念的应用中，需要不断总结经验教训，进行大胆的实践和创新，积极改进设计方法和生产方法，与实际应用进行有效的结合，以满足我国经济发展的需要。

参考文献

[1] 钦成民.面向制造和装配的制品机械设计[J].科学与财富，2013，（9）.

[2] 蔡鹏.面向制造和装配的制品机械设计[J].中国机械，2014，（14）.

[3] 刘江和.面向制造和装配的制品机械设计思路探讨[J].华章，2014，（11）.

作者简介：周立新（1966-），男，辽宁辽阳人，辽宁建筑职业学院实验师，研究方向：机械设计与数控加工。

（责任编辑：黄银芳）