机械产品设计的原则和技巧

1 ：机械产品设计原则：合理的设计应该在保证产品必备功能的前提下，如何使制造成本最低，首先要满足以下几个要求

（l）必须满足客户对产品功能和服务的要求。工程机械提供给客户的不仅是产品的功能，还包括支持这些功能的售后服务。因此设计过程中既要针对产品的不同功能特点，又要使产品具有良好的维修方便性。

 （2）符合国家的产业发展政策和有关的法令、法规。

 （3）坚持标准化、通用化、系列化的“三化”原则。

（4）符合社会对环境保护的要求。

（5）符合技术创新的规律，重视对知识产权的保护。

（6）从企业的实际工艺水平和生产能力出发，强调设计与工艺、生产相结合。

2：产品设计不单单是图样设计，还包括工艺设计和生产设计。生产设计应主要从以下几个方面进行研究：

① 简化零件的功能或形状；

② 最大限度地实现产品的“三化”原则；

③ 尽可能使设计图纸中所规定的材料牌号、品种、规格与现有材料的使用情况一致；

④ 将毛坯工艺与加工工艺更有效地结合起来考虑；

⑤ 根据企业当前正常生产所采用的加工工艺、操作规则及相关信息来判断工艺设计的合理性；

⑥ 选择成熟加工工艺能保障的尺寸公差和表面粗糙度；　　

⑦ 综合分析与生产过程相关的信息

3：采用“三化”原则

（l）零件尽量选用标准件或用标准件改制或外购件。

（2）设计花键、螺纹时，应使之便于采用标准刀具、量具进行加工和检测，特别应优先考虑企业现有的刀具、量具。

（3）大型结构件、铸钢件的设计，尽量采用不必攻丝的紧固件，如用焊接螺母板代替螺孔。设计大型工件时，应考虑利用已镇成的孔作为基准来焊接螺母板。

（4）尽量选用现有的成熟的零部件，或成熟的结构和工艺方法，使产品系列化、通用化。用这种“搭积木”的方法，可以加快设计速度、缩短新产品样机试制周期，尽早占领市场。

（5）建立企业自己的“标准件库”，加快设计试制进度。科瑞机械现已建立并逐步完善了“厂标准件”制度和“厂标准件库”，将凡是在三个以上主要产品中使用的相同或相似的零件选定为厂标准件。

（6）尽可能选择统一的锥度、一致的板厚尺寸和牌号统一的铸钢件材料。

4：从形状和结构上改进设计

（1）尽量减少零件。把几个零件合并成一个零件，例如把焊接件改为冲压件，以此减少零件的数量。

（2）将零件设计成对称的结构形式。

（3）把几个产品申使用的形状相似的零部件，设计成能够通用的零部件。

（4）简化每个零件的形状，改进零件外形，减少弯曲的形状，有时还可以把压形时难以保证尺寸精度的零件改为焊接件。

5：改进工艺方案

（l）避免没有必要的切削加工，特别是没必要的装夹基准面的切削加工。焊接件准备用自动化程度较高的焊接机器人进行焊接时，应考虑组成零件的焊前加工，保证焊接件各组成零件之间的相互位置尺寸，否则误差太大，机器人将无法自动跟踪焊接。

(2)在保证零部件合理使用的前提下，可以根据实际需求降低尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等加工精度等级要求。

（3）减少零件的弯曲形状和复杂程度，降低废品率和生产制造成本。

（4）型钢在进行长度下料时，尽量把火焰切割改为型钢剪切下料；一般板料的火焰切割改为用剪板机剪切下料；长方形条状工件从四边剪切改为用条钢，仅仅是长度上的剪切下料。

6：采用节省资源、减少污染的工艺技术

（l）铸钢件改为焊接件。铸造行业很难彻底地解决环境污染问题，并且容易产生铸造缺陷，而采用焊接技术和焊接件就可以比较容易地解决这些问题。

 （2）在保证零件强度，优化板厚尺寸的前提下，尽量减轻零件重量。结构焊接件的设计，一定要使筋板受力，避免焊缝受力。在结构焊接件的构成中使用厚板往往并不是强度的需要，而是刚度的需要，即焊接时厚板的变形小，或焊接件承载时变形小。一些单独的厚板往往是可以用薄一些的板加上适当的筋板来代替，这样不仅减轻了总重，承载能力也会增加。

（3）选择合理的焊缝长度和焊角大小等参数。有相当一部分设计人员常常将“强度焊缝”与“联接焊缝”相互混淆，设计时往往出现要求焊接件中的焊缝一律焊透、焊角越大越好的倾向。其实选择焊透还是不必焊透，是设计人员应慎重考虑决定的。