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現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新途徑的思考論文
機(jī)械設(shè)計涵蓋了設(shè)計人員、設(shè)計程序、設(shè)計方法等眾多方面，設(shè)計過程受多方因素的制約。隨著工業(yè)化程度的不斷加深，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需要創(chuàng)新意識的有效參與，在機(jī)械設(shè)計上也追求求新求變。要實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新化，需要從機(jī)械設(shè)計的各個方面入手，實現(xiàn)各個設(shè)計流程的優(yōu)化創(chuàng)新。
1 機(jī)械設(shè)計人員的創(chuàng)新意識
人是生產(chǎn)和設(shè)計的第一要素，因此，要實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新，需要設(shè)計人員打破傳統(tǒng)的設(shè)計思維范式，具備創(chuàng)新意識，并將創(chuàng)新意識融入到具體的設(shè)計過程中。
(1)獨(dú)創(chuàng)性。在機(jī)械設(shè)計過程中，要不拘泥于現(xiàn)有的傳統(tǒng)設(shè)計觀念，著力研究機(jī)械設(shè)計中的新理念、新原理、新工藝等，不斷形成獨(dú)創(chuàng)性的新型設(shè)計方案，追求設(shè)計的層次性創(chuàng)新。
(2)實用性。設(shè)計理念不能脫離機(jī)械設(shè)計的實際，要滿足機(jī)械設(shè)計的實用性，即生產(chǎn)環(huán)節(jié)的可操作性和市場環(huán)節(jié)的適應(yīng)性。
(3)突破性。設(shè)計理念走出固有的思維套路，借鑒其他領(lǐng)域的新技術(shù)，新理念，開發(fā)新的設(shè)計原理，從而實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計的深化和精細(xì)化。
(4)立體性。也稱為聯(lián)動性，要實現(xiàn)創(chuàng)新思維的立體性發(fā)揮，保持思維的層次性立體性，實現(xiàn)橫向、豎向和逆向思維的統(tǒng)一，在設(shè)計時權(quán)衡最優(yōu)方案。
2 機(jī)械設(shè)計環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計
現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計理念通常以數(shù)學(xué)規(guī)劃作為指導(dǎo)理論，借助電腦設(shè)備予以實施，在一定的約束范圍內(nèi)，尋找適用于預(yù)期設(shè)計目標(biāo)的最優(yōu)設(shè)計方案。現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計包括了現(xiàn)代科技的眾多因素，如函數(shù)、數(shù)學(xué)理論、信息技術(shù)等，通過最新型的設(shè)計途徑得出最優(yōu)化的設(shè)計方案，以滿足工業(yè)發(fā)展的新要求。
現(xiàn)階段我國在各行業(yè)的優(yōu)化設(shè)計方面成果顯著，摸索出一系列較為優(yōu)秀的優(yōu)化設(shè)計程序，因此，機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域也要及時進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計研究，在保持原有性能的前提之上逐步優(yōu)化，減少設(shè)計周期，提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率和設(shè)計質(zhì)量，滿足科技發(fā)展對機(jī)械設(shè)計新模式的要求。
3 機(jī)械設(shè)計環(huán)節(jié)的變型設(shè)計
所謂變型設(shè)計，就是指機(jī)械設(shè)計要在原有產(chǎn)品的類型基礎(chǔ)上，進(jìn)行深度開發(fā)，從而使機(jī)械設(shè)備在零件上具備更標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，在部件上更加通用，在設(shè)備整體上更加系統(tǒng)[2]。變型設(shè)計憑借其先進(jìn)性和合理性，能夠突破原有設(shè)計模式，實現(xiàn)設(shè)計的精準(zhǔn)化。變型設(shè)計包含了縱系列和橫系列兩種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變型設(shè)計。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)備如在功能原理及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上相同，而只是尺寸及參數(shù)有異，就屬于縱系列范圍;而在同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)設(shè)計上擴(kuò)展新功能的設(shè)計，則屬于橫系列范圍。此外，機(jī)械設(shè)備的三維參數(shù)化變型設(shè)計是變型設(shè)計的另外一種形式，以拓?fù)浼s束、工程約束和尺寸約束作為技術(shù)基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計相比，三維參數(shù)化變型設(shè)計既包含了傳統(tǒng)的三維模型，還能自動更新工程視圖的尺寸、比例、位置、注釋及BOM 表，對下游工裝夾具、NC 代碼、工藝規(guī)程等關(guān)聯(lián)設(shè)計也能進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計。
4 機(jī)械設(shè)計環(huán)節(jié)的反求設(shè)計及CAD、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用
4.1 反求設(shè)計優(yōu)化要點
在進(jìn)行這一環(huán)節(jié)的優(yōu)化分析時，要注重以下技術(shù)問題：
(1)探究鉆研更有效的測量方法及機(jī)械設(shè)備，以提高精準(zhǔn)度，縮小測量的誤差。
(2)開發(fā)更加實用化的三維重構(gòu)方法及軟件系統(tǒng)，以提高精準(zhǔn)度，縮小計算的誤差。
(3)有效融合數(shù)理統(tǒng)計、人工智能及精度設(shè)計理論，探索較為獨(dú)特的設(shè)計參數(shù)的還原技術(shù)，解決原始設(shè)計參數(shù)的還原難題。
(4)研究產(chǎn)品主模型技術(shù)，滿足反求工程II 要求，構(gòu)成建模體系，對產(chǎn)品的裝配關(guān)系加以描述，從而有利于對原始設(shè)計參數(shù)進(jìn)行還原。
(5)為便于實現(xiàn)設(shè)計參數(shù)的還原，還要進(jìn)行軟件開發(fā)，使軟件具備機(jī)械原型產(chǎn)品的設(shè)計和分析功能。
4.2CAD 技術(shù)
機(jī)械設(shè)計隨著科技的進(jìn)步，尤其是計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的借助于CAD 技術(shù)來配合實現(xiàn)設(shè)計理想，因此，要做到機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新，就要做到人機(jī)結(jié)合，充分利用計算機(jī)技術(shù)[3]。在借助CAD 輔助設(shè)計時，要始終將人的能動性放在首位，合理使用計算機(jī)，發(fā)揮人的創(chuàng)造性，利用計算機(jī)的準(zhǔn)確性和靈活性，以設(shè)計出更加符合機(jī)械工作新發(fā)展的機(jī)械產(chǎn)品。
4.3 數(shù)據(jù)庫技術(shù)
數(shù)據(jù)庫技術(shù)的管理軟件眾多，已普遍應(yīng)用于各個管理領(lǐng)域中，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計要創(chuàng)新發(fā)展，離不開數(shù)據(jù)庫技術(shù)的支持。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計過程中需要調(diào)用各種數(shù)據(jù)資料，耗費(fèi)眾多時間精力，通過建立完善的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以供設(shè)計人員隨時使用，節(jié)約了人力，為機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新留出了更大的空間，有利于實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計的高效化。
5 結(jié)語
在創(chuàng)新意識得到普遍重視的現(xiàn)代社會，機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域也要努力實現(xiàn)創(chuàng)新化發(fā)展，是推進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)與社會經(jīng)濟(jì)同步發(fā)展。設(shè)計人員要具備良好的創(chuàng)新意識，在各個設(shè)計環(huán)節(jié)把握住提高創(chuàng)新節(jié)點，借助計算機(jī)技術(shù)，不斷設(shè)計出更加完備的機(jī)械設(shè)備，保持機(jī)械設(shè)計在引領(lǐng)工業(yè)發(fā)展方面的先進(jìn)性。
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