面向制造和装配的食品机械设计探讨

苏波　姚晓宾

摘要：在食品行业，食品机械是重要的设备类型，且覆盖范围非常广，涉及到食品资源的加工、贮藏以及保鲜等环节，将影响到我国食品资源的质量水平。在本文中，将就面向制造和装配的食品机械设计进行一定的研究。

关键词：面向制造；装配；食品机械设计

1引言

在我国食品行业不断发展的情况下，对于食品机械设计也具有了更高的需求。通过该机械的科学设计，不仅能够保障食品质量，且能够有效促进机械企业的发展。而就现有情况看来，设计企业在机械设计时存在着缺少兼顾全程的情况，仅仅注重功能的满足以及原理的设计，并在对机械零部件可制造性、可装配性产生影响的情况下导致出现较多的浪费。对于该种情况，就需要设计企业能够做好把握，以新设计理念的应用提升设计水平。

2食品机械设计意义

在我国经济水平不断提升的今天，我国的食品行业也在此过程中获得了快速的发展。但是在每一年，我国都有大量因缺少食品加工机械没有做好食品的加工、保险以及贮藏而造成大量的损失，而没有做好深加工综合利用也具有较大的损失，这部分情况的存在，都对我国食品机械行业的发展以及新机械产品的开发具有了非常高的市场需求。而在个性化需求的影响下，也要求我国的食品机械企业能够对自身产品进行不断的调整优化，以此对人们在食品方面的要求进行满足。具体来说，不仅要保证所设计出的食品机械能够具有较低的价格以及较高的质量，且同时需要具有较高的售后服务以及较短的交货期。其中，较短的交货期，即要求产品具有较短的设计制造流程，且在制造完成之后能够迅速的投产使用。更好的售后服务，即当设备在运行当中发生故障情况时，能够以较快的方式做好维修处理，对设备的正常状态及时换元，以此最大程度降低因设备发生故障所造成的损失。而就我国目前机械制造业来说，还不能够对这部分需求进行满足，其中非常重要的一项原因，即在食品机械设计方面还是更多的以原理设计以及基本功能的实现为基础，在设计之后的加工工艺、机械制造、检验维修以及装配调试方面还没有做好有效的兼顾，并因此对零部件的可装配性、可制造性以及产品的可维护性受到了较大的影响，并最终导致出现信息管理困难、质量难以保证、设计反复改动以及开发周期较长等情况，甚至存在在完成设计之后于不能够投入生产的情况，都将导致严重浪费情况的出现。对于上述问题，则需要能够在食品机械的设计方式以及思想层面做好完善与改进，以此不断提升我国的食品机械设计水平。

3面向制造和装配的食品机械设计

3.1设计思路与方法

DFMA，即面向制造创培设计，是机械设计领域当中并行工程的体现，在该设计方式中，其要求在整个设备开发当中都能够对并行工程思想进行体现。根据该种要求，在实际食品机械设计前，就需要能够对后续工程制造以及应用当中可能出现的情况进行综合考虑，以此在实现产品开发效率他生的基础上有效降低成本。通常情况下，DFMA根据其内容的区分可以将其分为两大类，即面向装配设计以及面向制造的设计。在对食品机械进行设计的概念设计或者初始阶段，就需要能够低其可制造性进行充分的考虑，即通过面向制造设计方式的应用实现食品机械产品功能。而到了设备的具体设计阶段，则需要做好主要零部件结构的可装配性问题，即通过面向装配设计方式的应用对设备的不同部件实现优化，在利于装配工作开展的情况下提升装配效率，并在保证能够对机械产品功能进行满足的基础上使用最少的零部件种类以及数量，并避免出现在装配阶段加工，以此方式实现整个机械产品设计与制造成本的降低。

同传统方式相比，通过面向制造对象装配设计方式的应用，则能够在对设备制造零部件使用数量有效减少的情况下实现其装配时间的缩短，以此在实现机械产品开发周期降低的情况下以迅速的方式将设备投产应用，在对设计综合效率进行提升的情况下实现整个过程劳动强度以及开发成本的降低。在实际机械设计中，需要全程做好以下原则的遵循：第一，使用模块化设计，在零部件选择当中使用标准、简单且利于安装的零部件；第二，在尽可能减少所使用零件的数量与种类，保证产品在工作状态下能够利于检验，并做好其故障问题的快速恢复；第三，在对实际加工成本进行考虑的情况下，通过适当工艺的应用做好不同零部件精度的分配。在对普通装配人员技能进行充分考虑的情况下，做好装配过程的简化处理，并尽可能使用经常应用、具有成熟经验的结构；第五，取消产品当中可有可无的附加设计，加强产品的可靠性设计，以此延长产品的无故障工作时间。

3.2实例分析

通常情况下，在对普通食品机械进行设计时，其中就具有与上百个机械零部件以及电子元器件，同样具有较高的复杂程度。如果按照传统设计方式处理，不仅将大量使用费中标间以及零件过渡设计，且具有维修不便、设计成本过高以及装配时间过长的问题。

上图为一个小型液体自动包装机，其在运行中，通过活塞运动实现对机构的控制，以此保证装置能够间歇、定量的开展供料处理。在上图中，图示1为拨叉，图示2为轴套，图示3为支承座，图示4为轴，图示5、6、12为螺母，图示7为偏心滑块，图示8、9、13为平垫圈，图示10为螺栓，图示11为挡板，图示14为销轴，图示15为开口销，图示16为连杆，图示17为偏心倒槽。

3.3DFMA分析改造

按照面向制造与装配原则，对图1当中机构进行以下方面的改进与分析：第一，对于原有设计，在对轴大致结构尺寸进行确定之后，没有对轴套标准件进行选择。对于该种情况，其则同DFMA原则问存在违背情况，需要立即改进。具体改进方面，在对轴结构尺寸进行确定之后，優选能够对设计要求进行满足的标准件轴套，之后再对该位置轴的具体尺寸进行确定；第二，支承座加工方面，由于其结构具有不规则特征，在实际加工当中则存在着较大的困难。为了便于后续加工，则需要将中间支承位置同其两侧固定位置保持为同一平面，或者能够稍稍的向内锁紧，以此实现部分螺孔端面磨削加工量的减少；第三，拨叉件方面，需要保证其能够在连杆的带动下在轴上摆动，受到其同轴在装配精度方面具有要求，如果设计装配面过大，则会使拨叉孔内表面与轴外表面具有较高的加工精度成本。对此，则需要对轴向配合长度进行适当的缩短；第四，拨叉功能方面，保证其能够在一个维度上开口即可，对于左视图上的开口设计，经过研究为多余设计，需要在改造当中对其取消。

4结束语

在上文中，我们对面向制造和装配的食品机械设计进行了一定的研究。该设计理念的根本，即在对设计效率进行提升的情况下对整个过程中可能出现的问题进行减少，在对产品开发周期进行降低的基础上实现产品可靠性以及整体性能的提升。通过该设计方式的应用，则能够从根本上对传统设计装配、制造方面存在的不足问题进行解决，不仅能够缩短产品开发周期，且能够有效控制设计成本。在实际工作开展中，设计企业也需要不断尝试、积累经验，以科学设计方式的应用更好的满足客观需求。