对机械结构设计分析

对机械结构设计分析（精选8篇）

对机械结构设计分析 篇1

我是学机械的，对机械设计有着特殊的情感，尤其是创新设计！创新的思维对我们每一个想搞机械设计的人来说更是必需的，然而何为机械创新设计呢？

我们知道在机械系统中，无论是确定技术原理、技术过程或者确定机器系统的功能结构、工作原理、结构布局以至具体零件的尺寸、形状、制造方法等等，都有个求解的问题。所谓求解，就是寻求消除不足之处，达到希望的结果或性能。而创造性设计方法就是提出新方案，探求新解法，它是提高设计质量，开发创新产品的重要基础。机械创新设计不断为机械生产提供更简单有效的生产方法，提高劳动生产率，减少无谓的损耗。机械创新设计是一个永远不过时的课题，创新是不断变化发展的，需要不断去的去经历实践生产的检验。

从20世纪50年代开始，中国工业化的进程就是以建立基于机械制造业的现代工业体系为龙头的，它使当时中国的经济获得迅速的提升。在继美国与俄罗斯之后50年代中国数控机床的研究开发成功、以及精密坐标镗床与螺纹磨床和60年代精密齿轮磨床关键技术的成功开发证明，中资企业有可能建立实现机械和装备产品创新和技术创新的能力。经过28年改革开放，中国经济获得空前的快速发展和举世瞩目的成就。但是，在这个时期大多数中资企业处在创建和改革的时期，还没有来得及进入在新的巿场经济环境条件下创新的轨道，总体的创新能力与世界先进国家之间的差距明显。

而在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，因此机械产品的创新便显得尤为重要。创新设计的机械产品的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。在我国，社会主义制度的优越性决定了创新设计的机械产品能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益，而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等各个新兴领域的发展做出卓越的贡献。技术创新是企业能够在市场竞争中立于不败的一个重要因素，对企业相当重要。技术关乎成本、未来利润，同时，新的技术有可能带来一个企业成为一个新领域的领跑者，但目前大部分的技术创新和大规模的应用技术创新对中国的大部分企业还相当距离。

机械行业技术创新必须建立在市场需求上来定位。也就是说各个行业新产品、新技术应在满足用户获取利润最大化要求的同时，达到自身的发展。主要通过技术要素来开展技术创新工作。

创新设计是在设计中采用新的技术手段、技术原理和非常规的方法进行设计，以满足市场需求，提高产品的竞争能力。高新技术产品的生产大都具有小批量、多品种、多规格、生产工艺复杂、工作条件或环境特殊等特点，因而对一些高新技术机械产品的设计往往不能沿用传统产品设计的老一套方法，需要有针对性地进行创新性设计。创新性设计强调技术要素、才能要素、方法要素。创新设计体现了人们依据社会需要，运用科学技术原理，创造性地构思产品的完整思维过程。

所有的机械创新设计都是在遵守机械设计原则的基础上的升华，机械创新性原则在机械设计方面起到了规范和指导的作用。但是，机械创新性设计技术的应用不是凭空的想象，它只有应用于生产和生活中才能充分发挥创新性思维的社会价值，美化生活。每一项重大的创新设计都对推动了社会发展，尤其是机械创新设计推动社会的工业化生产的发展。但是，实际上，机械创新设计意味着艰苦而扎实的工作，而非异想天开所能解决的事。然而，这并不等于说对人类的创造力要采取消极的态度。有创造力是一件好事，但要记住，创造力并非凭空妄想，而是一种行为的综合，即以新颖、新奇的方法把几种东西结合起来。创造力是为创新服务的，而无法代替创新本身。再有就是，要强调创新是一种艰苦的劳动。对于机械工程来说，创新性思维要应用到生产中，但不是妄想，要有足够的专业知识积淀，机遇总是青睐有准备的人，拥有创造性的想法，要转变为机械创新设计成果，不断实践。创新性机械设计要积极地应用到社会生产中就会有很大的社会效益。

对机械结构设计分析 篇2

作为一项技术性的工作, 机械设计从产生到发展, 已经具有几百年的历史, 随着经济的发展, 科学技术的进步, 机械设计领域也发生了翻天覆地的变化。现代社会对机械产品提出了更高的要求, 对于机械设计的要求也日益增多, 为了满足这些要求, 必然导致与之相关的技术以更快的速度发展和创新, 因此, 三维CAD技术也在不断更新变化中得以快速发展。文章对三维CAD技术在机械设计中的应用以及对于机械设计的影响进行了简要的分析。

1 机械设计和三维CAD技术的含义

1.1 机械设计的含义

机械设计顾名思义也就是指设计机械产品的工作领域, 具体说来就是依据机械的使用要求, 设想、分析并计算机械的运转原理、整体构造、运转模式、能量传递方式、每一个零件的尺寸、材质和形状等等各种方面, 并且将它们转化成为具体的能够作为制造依据的描述。

1.2 三维CAD技术的含义

我们通常所说的CAD, 即计算机辅助设计, 属于先进制造技术的范畴。而三维CAD技术则是在CAD的基础上, 更加深化的、更深层次的、先进的计算机辅助设计技术。作为一项计算机技术, 三维CAD技术也毫不例外, 仍然由软件和硬件两部分组成。作为三维CAD技术的核心, 软件系统具有十分重要的作用, 三维CAD技术所具有的功能都取决于软件系统。而三维CAD技术的物质基础则由硬件系统来承担。

2 三维CAD技术的发展状况

目前, 我国的三维CAD技术已经获得了很好的发展, 无论是硬件方面还是软件方面, 都具有了较高的水准, 几乎不会出现错误, 比较适应当前机械设计发展的需求。现在经常采用的软件如Pro/E、I-DEAS、UG、Solid-Works、Solid-Edge、CADAM、CADDS等, 大多数软件不仅能够完成三维造型, 还具有CAM、CAE等功能, 远远超过了二维CAD技术。经济的发展和科技的进步, 促使计算机的质量和性能也日益提高, 信息技术趋向智能化的处理方式, 再加上多媒体技术的广泛应用, 三维CAD技术也进入了快速、稳定的发展阶段, 向着集成化、开放化、智能化的方向而发展。我国的三维CAD技术虽然已经取得了一定的成效, 然而同世界上的发达国家相比较, 还存在着一定的差距。此外, 人们对于三维CAD技术的要求也越来越高, 因此, 对于三维CAD技术, 需要进行更深入的研究, 运用各种高新科技和技术手段, 不断提高三维CAD的技术水平, 正确地把握三维CAD技术的发展趋势, 使其得到更加广泛的应用。

3 三维CAD技术在机械设计中的应用及影响

3.1 三维CAD技术在机械设计中的应用

在机械设计中, 应用三维CAD技术可以进行三维实体建模、模具的集成制造、工程分析、设计审查与评价、计算机辅助绘图、工程数据库的建立及操作、工程设计信息的处理、检索和交换等方面。

3.2 三维CAD技术对于机械设计的影响

3.2.1 能够缩短机械设计的周期

机械产品通常具有对称性和相似性的特点, 而则具有很强的可复制性和灵活行的优点, 因此, 在利用三维CAD技术来进行机械设计时, 对于相似的零件, 只需要对其中某些参数进行修改, 而其他参数相同的部分就可以继续沿用之前设计出的零件的参数, 例如, 可以利用相邻零件的形状和位置参数, 加以适当的就该, 就可以设计出全新的机械零件, 这样, 就节省了很多时间, 提高零件设计的效率。值得一提的是, 通过采用快速重构的方式, 可以非常有效地节省机械设计的计划时间, 把时间缩短到原来的三分之二, 这就是三维CAD系统所具有的高度变型设计的功能。通过进行高度变形设计, 可以在极短的时间内就设计出全新的机械产品, 使机械设计的速度得以提升, 缩短了机械产品从研发设计到投入生产的时间, 即缩短了机械产品的生产周期。目前, 机械行业的竞争非常激烈, 早日设计出新产品并投产, 就意味着早日获得经济效益。因此, 利用三维CAD技术缩短机械设计的周期, 具有非常深远的意义。

3.2.2 方便直观地装配零件

在三维CAD系统中, 资源查找器中的装配路径查找器具有记录零件之间的装配关系的功能, 因此, 在进行机械零件的装配时, 如果零件之间存在干涉现象, 或是装配不正确, 通过资源查找器就可以对零件的装配实施静干涉检查, 这样就可以及时发现错误, 进而重新装配或者修改设计, 有效避免了全部设计完成后才发现错误, 进而导致所有相关设计都要进行修改的可能性, 因此, 提高设计的效率的同时也保证了设计的正确性。此外, 三维CAD系统还具有隐藏机械零件的功能, 为了观察内部零件的装配结构, 可以将外部零件隐藏, 从而检验装配是否达到要求。

3.2.3 方便直观地修改零件

在某一机械零件设计完成的同时, 通过查看零件环境中的资源查找器, 就可以获得完成该零件的所有指令, 而这些指令包含了设计这个零件的相关信息, 因此, 只要对这些信息中的特定参数进行修改, 就能够完成对零件设计的修改, 其操作非常简单、灵活。而且这种修改不仅仅是在零件环境, 在装配环境也可以进行轻松的修改。通过选择将要修改的零件, 就可以转入零件环境, 从而完成零件修改的过程。

3.2.4 有利于提高机械设计的技术水平和产品质量

在机械产品的设计过程中, 可以采用CAD设计方法进行优化设计, 从而提高设计的技术水平, 而在机械产品的生产过程中, 则可以采用CIMS对产品进行生产制造, 从而提高产品的质量。这也就是所说的机械设计与信息技术有机结合的生产方式。

3.2.5 有利于加强机械设计者的现代化设计意识

三维CAD技术给传统的设计模式带来了根本性的变革, 是一种全新的、有着巨大发展潜力的、以高科技为背景的高端设计技术。三维CAD技术已经被广大企业和设计人员所使用, 因此, 为了更好的掌握和运用这项高端的技术, 必将促进设计人员努力学习理论知识, 不断积累实践经验, 掌握最新的信息、技术、方法, 同时, 作为设计人员, 还要以现代化的思维方式来进行设计, 只有这样, 才能做到机械设计工作的与时俱进, 而不是落后于时代。

4 结束语

制造业的飞速发展推动了机械设计的进步, 而新兴的三维CAD技术在机械设计领域的引入, 则具有划时代的意义。三维CAD技术不仅突破了传统设计模式的限制, 还引入了现代设计理念, 因次, 具有先进性和高科技性的特征, 是推动机械制造业快速健康发展的重要保障。为了摆脱重制造、轻创造的局面, 对三维CAD技术进行更深入的研究和应用势在必行, 从而使机械产品设计、制造的水平得到进一步的提升。

摘要：CAD技术的开发与应用, 在机械设计的发展中具有划时代的意义。通过CAD技术的运用, 将设计人员从繁重的劳动中解脱出来, 不仅提高了设计的效率, 还提高了设计的质量。而CAD技术从二维到三维的进化, 对于机械设计的发展更是具有深远的意义。文章对三维CAD技术和机械设计的含义进行了阐述, 对三维CAD技术的发展状况和对机械设计的影响进行了分析。

关键词：三维CAD技术,机械设计,影响,分析

参考文献

[1]张立荣.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].煤炭技术, 2011 (02) .

[2]温月祥.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].湖南农机, 2011 (07) .

对机械结构设计的创新性探讨 篇3

关键词：机械 结构设计 变元创新 方案探讨

中图分类号：TH112 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0096-01

创新是发展的不竭动力，而机械结构设计是一项非常有创造性的工作。因此，要求从事机械结构设计的工作者，应该具备有效的创新思维与意识，用于在日常的机械结构设计实践工作进行中，去努力创新机械结构的功能完善和用途适宜范围扩大，以达到设计优化最大值，从而为促进行业发展，实现强国之梦做出应有贡献力量。

1 对机械结构设计创新的必要性

随着科技水平的飞速发展，机械制造企业产品同质化的现象非常严重，随着市场竞争加剧，机械制造产品要想占有更多的市场份额，必须对其功能与用途不断改进与完善，以独特的优势在市场中胜出竞争对象的产品，从而取得经济社会效益最大化。这也就要求我们从事机械设计的工作者，要花心思，下苦功夫，将工作重心放在对机械设计上，特别是机械结构设计，利用现代机械设计理念，不断创新方法，优化各种结构模块的组合，构建起满足整个产品系统需要的机械结构，与企业一道去赢得市场的竞争，这也是当下机械设计工作者的一项重要而迫切的工作任务。

2 简要介绍机械结构设计的七种变元创新

起源于德国，用于机械产品结构设计创新的一种变元法，它是一种最为科学简便的新方法，极具富有创造性的内涵，主要含有两个方面：一方面是变化法创新有七个变元内容，指的是材料、数量、位置、尺寸、形状、联接和工艺变无元素[1]；另一方面是变元创新在设计中的运用，是在先期确定机械基本结构的前提条件下，将将这些变元元素进行适当的改变调整，从而研究多种变异和改进新的机械结构方案，达到优化设计的目的。下面，笔者接合自己的实践工作经验，分别介绍七种变元创新具体运用在机械结构设计上创新方案，以便满足机械产品整体系统的要求，这也是当前机械工程结构设计创新工作主要采用的手段。

2.1 材料变元

机械产品的材料变元，主要是指通过考虑对产品材料的选择和替换，促使机械零件尺寸结构随之改变，也就直接导致了机械产品加工工艺的随之变化发生，从而达到改变整个产品结构的目的。此元素设计创新，让我们看到了通过调整材料变元，可以创新出不同结构方案。比如要增加机械产品元件结构的强度和刚度，可采用对铸铁通过加强筋和隔板，对钢材料通过加大零件截面尺寸和对塑料材料要求料件筋板与壁厚相近，并均匀对称的[2]不同结构创新设计方法。

2.2 数量变元

机械产品数量变元，是指考虑到把机械产品整个零件或者零件的每一个轮廓、工作和加工的面、线均视为结构基本元素，通过改变调整这些基本元素的数量，来达到对机械产品结构改变的实现目的。比如：为达到力求简单的目标，我们尽量对铸件结构的形状，采用直线形轮廓的设计。又如：为防止螺钉松脱，我们将螺纹连接结构的螺钉、垫圈等设计成一体化，这样在减少零件数量下，实现了防松措施的目标实现。

2.3 尺寸变元

机械产品的尺寸变元，包括有长度和角度以及距离等内容，我们在利用此元素创新时，可考虑通过改变调整零部件构件的尺寸大小，实现对整体结构改变的效果。比如：这增加对破碎物料的细度，我们将两个对称的动力副在机架上的位置进行了调整，从而实现了改变后对破碎物料的细度，比原有的细小了一半的比例。

2.4 形状变元

机械产品的形状变元，是指我们可以从结构的形状上去考虑对整体形状和主要轮廓、设计表面和所用零件等类型和规格进行尝试改变，从而得到不同的结构创新方案，实现改变机械整体结构的目的。此种元素的创新是在机械设计中，将机械工作原理变成技术图纸的主要过程环节。同时为确保结构方案设计正确可靠，形状变元创新设计还须遵循8大准则，包括防腐蚀、支承、公差配合、应力学、工艺等[3]。比如：热电企业的冷渣机，为达到最大化程度的对高温炉渣的快速降温，我们对滚筒式冷渣机机械产品进行了形状变元的创新，对其原有的一个腔体进行了分腔处置，从而形成多腔式滚筒冷渣机，在工作作业过程中，摊薄了高温炉渣的厚度，实现快速达到理想的降温参数指标。

2.5 联接变元

机械产品的联接变元创新，我们需要考虑应元素的两层含义[4]：一层是需考虑到对元素连接方式的变化，比如说日常用的铆接、胶接、焊接、螺纹接等；二是需要考虑到对每一种连接方法不同联接结构的元素创新，从而获得多种结构类型方案。比如：我们将玩具产品创新设计成卡扣与螺钉相结合的安装方法，这样不但连接可靠，而且拆卸操作也很方便。而对手机的机盖设计，我们将其设计成快速连接拆装的结构，这样就极其方便了用户的操作。

2.6 位置变元

机械产品的位置变元创新，我们需要考虑的是通过对机械产品结构位置的变换，来得到不同的方案设计优化。比如：我们将焊缝零件的焊缝位置安排在靠近中性轴的创新，从而实现了构件不会因收缩减少力矩或弯曲变形。

2.7 工艺变元

机械产品的工艺变元创新，是要充分考虑到各个机械产品零件在制造过程中选用不同的创新工艺，来实现对整体机械产品结构产生的变化。对当前机械人、机械手工艺创新的推广应用，不断提高了加工生产能力和自动化程度，比起传统的机械加工制造，有了很大的进步。

3 对机械结构变元创新设计的优化评测

对变元创新后的各类机械结构设计方案，往往我们要给一个综合评测，通常情况下，采用综合考虑到设计中的七个变元因素，对新的结构设计进行模糊评测。在评测过程中，我们要先在脑海中形成一套基本的设计方案，然后通过建立起一些数学模型，设计者对每一种结构方案进行综合分析，并凭借自己掌握的经验及知识能力进行综合评判。其中，要考虑到一些指标，具体细化为社会效益，工艺性及可操作性、维修性、安全性等方面，同时借助推理、模拟等逻辑方法，最终从多种备用的不同结构方案中，选取一个具有创造性的作为最后优化的创新设计方案。对已确定的结构方案，也可在采用上述评价变元因素基础上，在变元之间联动配合修改，达到更加优化的设计目的。

4 结语

要逐步实现机械结构创新设计，必须要求设计者拥有扎实的专业和技术知识，用敏锐的分析能力和思维创新能力，发挥出极大的想象空间来设计，从而创造出新的机械结构方案，最终实现提高机械产品竞争优势，达到机械制造加工企业的社会经济效益最大化。

参考文献

[1]许瑛琪.关于机械结构创新设计的新思考[J].中国科技纵横，2011（15）.

[2]孙洪伟.谈对机械结构创新设计的分析[J]中小企业管理与科技，2008（8）.

[3]刘扬松.机械结构的创新设计及其优化[J].石油机械，2009（2）.

机械基础课程单元教学设计分析 篇4

摘 要：教师既是教授方法的实施者，也是学习方法的指导者，要合理分配教学任务，运用恰当的教学方法，才能收到良好的教学效果。笔者针对机械基础课程的特点，结合自身的教学实践，以“平面机构运动确定性的判定”教学单元为例，谈谈机械基础课教学单元设计。

关键词：机械基础 单元设计 教学方法

课 题：北京市职业院校教师素质提高工程之优秀青年骨干教师培养计划项目资助。

机械基础课程是职业院校机械类专业的一门重要的技术基础课，它具有很强的综合性、工程性和实践性，在人才培养方案中处于承上启下的地位，是学生学习后续专业课的必要的知识和技能储备，起到桥梁的作用。笔者以“平面机构运动确定性的判定”教学单元为例，谈谈机械基础课教学单元设计。

一、教学目标的设定

通过本次课90分钟的学习，学生能够掌握平面机构自由度的计算方法。以机械创新设计小组学生设计的“摇摆显示屏架”为教学项目载体，从观察机构运动的角度出发，使学生分析和掌握平面连杆机构自由度的计算方法，且会判定复合铰链、局部自由度、虚约束并进行处理，从而总结出判定机构具有确定的相对运动的方法，为分析机械运动功能和设计机械结构打下基础，概括起来分为以下三个方面。

1.知识目标

（1）掌握平面机构自由度的计算方法。

（2）会判定复合铰链、局部自由度、虚约束并进行处理。

（3）掌握判定机构具有确定的相对运动的方法。

2.能力目标

（1）能够判定机构中是否存在复合铰链、局部自由度、虚约束这三种特殊情况，如果有，则会处理后再计算平面机构自由度。

（2）会用平面机构具有确定相对运动的条件判断机构设计得是否合理，是否能够运动，并且是否具有确定的相对运动。

（3）能够通过所学过的知识解决机构设计中的实际问题。

3.思维目标

（1）根据实际问题，分析机构能够运动的条件。

（2）要学会通过平面机构自由度的计算，用平面机构具有确定相对运动的条件判断机构设计得是否合理。

（3）从已有知识出发，善于分析和自主学习，扩大知识范围，掌握思维方法，提高思维能力。

二、教学内容的确定

根据教学目标制定相应教学内容，主要包括以下三方面。

一是平面机构自由度的计算；

二是平面机构中复合铰链、局部自由度、虚约束这三种特殊情况，及其处理办法；

三是平面机构运动确定性的判定。

三、教学学情的分析

对于高职院校一年级的学生而言，他们在理解方式上更偏重于实例的体会。他们喜欢从实际的案例中体会理论，学习知识，得到结论。本教学单元以机械创新设计小组学生自己设计的“摇摆显示屏架”机构为教学项目载体，引入教学内容，分析平面机构的自由度，而不是直接进行理论分析，更大程度地激发学生的学习积极性，调动学生的学习热情。

本单元从学生已有知识出发，以实际案例让学生观察机构的运动，引出新的知识――平面机构的机构自由度计算方法及其三种特殊情况的处理办法，使学生更容易接受和获取新知识。

从零件静止时的分析转变到平面连杆机构运动分析的教学内容，是一个由静到动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生对本节课内容的理解，同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点。这是利用以往所学知识分析问题，也是改变学生学习思路的方式。在教学过程中，应恰当处理借助图形的直观含义和严密的数学推理之间的关系。既要引导学生从直观上发现问题的实质，也要注意对某些关键的结论进行缜密的逻辑推理。

四、教学重点与难点的解决办法

任何一个机构都是若干个构件由运动副连接起来的。为了按一定要求进行运动的传递和转换，当机构的原动件按给定的运动规律运动时，该机构其余构件的运动也都应是完全确定的。为了使所设计的构件能产生相对运动并具有运动确定性，有必要研究平面机构的自由度和机构具有确定运动的条件。

1.教学重点及解决办法

根据本课程的知识和技能结构、学生下一阶段学习的需要及授课时限，决定本次课的教学重点。

（1）平面机构自由度的计算，及其三种特殊情况（复合铰链、局部自由度、虚约束）的处理。本单元重点是让学生会判断平面机构中复合铰链、局部自由度、虚约束这三种特殊情况，并进行处理，目的是能够正确计算平面机构自由度，在进行机构的设计时解决工程实际问题。

（2）平面机构运动确定性的判定。平面机构中要求每个构件相对于机架的运动都是确定的，以使执行构件能够按要求执行相应的运动。本单元的重点是用平面机构具有确定相对运动的条件判断机构设计是否合理，目的是在进行机构设计时考虑机械结构的合理性。

教学重点解决对策：重点讲解；启发主动思考；让学生随堂练习；提供学生参与机会。

例如，机构的复合铰链部分，首先让学生判定抛光机机构的运动确定性，学生得出结论：原动件W=1，自由度F=3，机构运动不确定。而让学生观察抛光机机构的运动动画，发现机构的运动是确定的。问题出在哪里呢？引导学生主动思考，观察机构中构件连接比较特殊的地方，从而发现有3个构件在同一处用转动副连接，引出了对复合铰链的解释和处理办法的学习。最后用正确的方法计算机构的自由度F=W=1>0，得到正确的结论：机构具有确定的相对运动。这样利用真实案例、动画演示启发学生主动思考，分析和解决问题，使学生印象深刻，容易理解所学知识，并且能够及时用所学知识解决实际问题。

2.教学难点及解决办法

根据学生情况以及以往经验，本次课的教学难点是计算平面自由度时虚约束的判断及处理。

教学难点解决对策：根据学生的反映，把握讲解速度；结合多媒体课件和图片；利用提问和练习方式，随堂检验学生掌握程度。

例如，平面机构中的虚约束常出现在以下情况中：转动副连接两构件运动轨迹重合；两构件组成多个转动副、且各转动副轴线重合；两构件组成多个移动副、且各转动副导路平行或者重合；两构件组成多个平面高副、且各高副接触点处公法线重合；对机构运动不起作用的对称部分，如行星轮。每一种情况都配以图片分析讲解，形象直观，便于理解。

五、教学方法的设计

1．任务驱动法

本次课堂教学以“任务驱动”为主线，在讲解本次课程的重点内容平面机构自由度的计算及其三种特殊情况的处理时，将采用“任务驱动法”。实施过程为：设置任务――观察机械创新设计小组的学生设计的“摇摆显示屏架”的运动；布置任务――机构具备什么条件才能具有确定的相对运动，如何判定机构运动的确定性；在对任务进行分析分解、完成任务的过程中，讲解平面机构自由度的计算方法和三种特殊情况的处理，以及判定机构运动确定性条件的使用，将教、学、做一体化，按照“教师布置任务→学生自主分析完成任务→教师指导学生总结”的模式开展。学生不仅掌握了知识点，同时还利用知识点完成了实际的任务，增强了成就感，激发了求知欲望，培养了独立思考、勇于创新的精神，为机构的创新设计提供条件。

2.案例演示法

本单元课程以机械创新设计小组学生设计的“摇摆显示屏架”作为教学案例载体，通过观察机构的运动过程，分析平面机构的自由度及机构运动确定性的判定方法。

该教学方法不是单纯的传授教学知识，而是将知识点融入到实际应用中，使学生不仅掌握了知识，同时也具备了运用知识解决问题的能力。参考以往案例教学的经验，采用案例演示法教授知识，更容易让学生集中精力，有效提高其学习的积极性，加快知识和能力的获取速度。

3.T-P-S法（思考―讨论―分享）

在做综合练习这部分内容时，学生可以通过自己阅读资料思考和学习相关知识，两个人一起讨论完成习题，最后以两人组合给大家讲解分析思路及解题过程。学生能够在完成任务的过程中发现问题、分析问题并解决问题。这种方法可以使每个学生都参与学习，培养独立思考、语言表达等能力，综合解决问题的能力，提高学习的主动性。T-P-S法实施步骤为：独立工作（自己独立学习思考），交流（2个人或更多人讨论交流），成果展示（有多种方式，如展板、汇报等）。

4.分组讨论法

在学习机构运动确定性的判定这部分内容时，学生可以分成小组，按四种不同的情况讨论机构运动的确定性。学生前面已经学过了有关机构自由度计算的内容，可以采用学生自主讨论的方式完成学习。在学习的过程中，鼓励学生分组学习，通过讨论解决问题。这种方法可以提高学生学习的主动性。分组讨论法的实施流程为：教师布置讨论内容，进行临时小组讨论，现场展示讨论结果，学生总结，教师评价。

在课程教学中，教师精心进行教学设计，不断改进教学方法和手段，有助于提高学生的学习兴趣，更好地理解课程内容，为学习专业课程奠定坚实的基础。

参考文献：

对机械结构设计分析 篇5

摘要：分析了金属切削类数控机床主机部分的机械结构特点，对比分析了数控机床与普通机床在机械结构和外观等方面的差异，阐述了数控机床相对于普通机床的结构改进和加工精度、节能环保等的优势。

关键词：数控机床；结构特点 前言

当今世界，综合实力较强的发达国家都对机床行业高度重视，因为机床是一切工业冷加工的基础。无论是汽车工业，还是航天、军工等产品的生产都离不开机床。随着机床技术的飞速发展，机床的种类不断增多、加工精度也不断提高，数控机床、加工中心等先进设备不断地改进完善。数控机床集现代机械制造技术、计算机技术、通讯技术、控制技术、液压气动技术、光电技术于一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性等特点，隶属于关系国家战略地位和体现国家综合国力的重要基础性产业，其先进性和拥有量是衡量一个国家先进制造业整体水平的重要标志。因此，各工业发达国家竞相发展数控机床产业，尤其发展高档数控机床已成为保证国防工业和高技术产业发展的战略物资，同时对提升一个国家的航空、航天、船舶、汽车、模具、电站设备等制造业的国际竞争力，将有着举足轻重的重要影响。所以各国都竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，特别是随着微电子、计算机技术的飞速发展，数控机床也在20世纪8O年代以后加速发展，有力地推动了社会的工业进步。

随着数控机床的飞速发展，已经形成了低、中、高三种格局的广阔市场。目前，我国数控金切机床市场上高、中、低档机床消费比重，在消费量上约为5：50：45，在消费额上约为15：70：15。可以说，国内对高中档数控机床的需求无论在消费量还是消费金额方面都已超过了低档机床。普通机床由于历史原因和区域经济发展还依然服役于一些小规模的加工企业或者老加工企业，但已逐年被淘汰或者技术改造，通过增加数控伺服系统，从而提高效率和加工精度。总之，数控机床替代普通机床装备已是大势所趋。下文主要针对数控机床与普通机床的机械结构做一些对比分析。数控机床的特点

数控在GB中的定义是“用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”。现代数控机床是集高新技术于一体的典型机电一体化加工设备。数控加工设备主要分切削加工、压力加工和特种加工(如数控电火花加工机床等)3类。切削加工类数控机床的加工过程能按预定的程序自动进行。消除了人为的操作误差和实现了手工操作难以达到的控制精度，加工精度还可以用软件来校正和补偿。因此，可以获得比机床精度还要高的加工精度及重复定位精度；工件在一次装夹后，能先后进行粗、精加工，配置自动换刀装置后，还能缩短辅助加工时间、提高生产率；由于机床的运动轨迹受可编程的数字信号控制，因而可以加工单件和小批量且形式复杂的零件，生产准备周期大为缩短。综上所述，数控机床具有精度高、效率高、自动化程度高和柔性好的特点。从数控机床的生产现状和发展趋势看，由于微电子技术、信息处理技术等新技术、新工艺在机床行业的渗透和应用，它与普通机床相比不仅在机械结构 性能方面发生了“质”和“形”的变化，且其外观造型也形成了自身独特的风格和特点。数控机床机械结构设计的特点

数控机床虽然也有普通机床所具有的床身和立柱、导轨、工作台、刀架等部件。但为了与控制系统的高精度、高速度控制相匹配，对机床主机部分的结构设计还提出了高精度、高刚度、低惯量、低摩擦、无问隙、高谐振频率、适当的阻尼比等要求。由于机械结构形式是体现其性能的具体手段，是实现性能的核心因索(当然结构也受材料和工艺的影响)，因此，数控机床的关键部件在结构设计中也有了重大变化。

3．1 基础部件的结构特点

数控机床的基础件主要包括床身、立柱、工作台等支承件，它们的基本功能是支承承载和保持各执行器官的相对位置。数控机床集粗精加工于一体，既要能 够承受粗加工时大吃刀、大走刀的最大切削力、叉要能够保证精加工时的高精度。因此，对基础件的结构设汁在强度、刚度、抗振性、热变形和内应力等都提出了很高的要求。现行生产的数控机床采用的主要措施有：铸件采用全封闭截面，合理布置内部隔板和肋条，含砂造型或填充混凝土等材料，导轨面加宽，车床采用倾斜的床身和导轨还利于排屑，床身、立柱采用钢质焊接结构，可以明显提高其刚度，根据热对称原则布局还能增加散热隔热效果。

3．2 主传动系统的结构特点

主传动系统实现各种刀具和工件所需的切削功率，且在尽可能大的转速范围内保证恒功率输出，同时为使数控机床能获得最佳的切削速度，主传动须在较宽的范围内实现无级变速。现行数控机床采用高性能的直流或交流无级凋速主轴电机，较普通机床的机械分级变速传动链大为简化。对加工精度有直接影响的主轴组件的精度、刚度、抗振性和热变形性能要求，可以通过主轴组件的结构设计和合理的轴承组合及选用高精度专用轴承加以保证。为提高生产率和自动化程度，主轴应有刀具或工件的自动夹紧、放松、切屑清理及主轴准停机构。最近日本叉开发研制了新型的陶瓷主轴，重量轻，热膨胀率低，用在加工中心上，具有高的刚性和精度。

3．3 进给系统结构特点

数控机床的进给系统是由伺服电机驱动，通过滚珠丝杠带动刀具或工件完成各坐标方向的进给运动。为确定进给系统的传动精度和工作稳定性，在设计机械装置时．以“无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度”为原则，具体措施有：①采用低摩擦、轻拖动、高效率的滚珠丝杠和直线滚动导轨；②采用大扭矩、宽调速的伺

服电机直接与丝杠相联接，缩短和简化进给传动链；③通过消隙装置消除齿轮、丝杠、联轴器的传动间隙；④ 对滚动导轨和丝杠预加载荷，预拉伸。

3．4 数控回转工作台和自动交换工作台

数控镗、数控铣和加工中心，采用内部结构具有数控进给驱动机构特点的回转工作台，实现圆周任意角度的分度和进给运动。对多工序数控机床，配置自动交换工作台，进一步缩短辅助加工时间。

3．5 刀架系统

回转刀架，更换主轴换刀和带刀库的自动换刀系统及多刀架、多主轴布局对提高生产效率和自动化水平发挥了重要作用。为使刀具在机床上迅速定位、夹紧，普遍采用标准刀具系统和机夹刀。

3．6 数控附件

机床附件的作用是配合机床实现自动化加工。

数控机床专用的附件有：①对刀仪，② 自动编程机，③自动排屑器，④物料储运及上下料装置，⑤ 自动冷却、润滑及各种新型配套件如导轨防护罩等。数控机床的外观造型特点

数控机床的外观大都采用线型简洁的板块组合式全封闭安全防护罩，配备有现代特征的集操作、显示、控制于一体的操作面板，淘汰了普通机床各种操作手柄、手轮和线型复杂零散的多面型表面形态。安全防护罩可防止高压、大流量冷却液及铁屑飞溅，减少粉尘人侵，隔声降噪，有利于机床的精度保持和环境保护，真正体现了机、电、液一体化的特点。依人机工程学宜人性原则设计的桌面式或悬挂式数控操作面版，是机床与操作者联系和信息交流的唯一界面，指示灯、按钮、按键的数量与排列及CRT的设计，既适合人的操作特性，又利于人机间的协调与交流，通过视觉良好的键面色彩，标准化的象形符号意象抽取，能准确反映和传递两者间的信息。结论 数控机床结构设计反映产品内在功能的深层特性，外观表达的是产品表层特性，对用户而言，深层次的与产品使用密切相关的结构性能要通过表层的外观形态来传递和表达。全封闭防护罩虽然掩盖了机床的主体结构，却至少传达了数控机床这样几个方面的深层内含：①先进的数控数显装置；②对机床的精度和刚度使用的可靠性、安全防护性及环保等有严格要求；③采用先进标准的刀具系统及安装位置合理的自动换刀装置；④ 采用整套商品化、标准化的新型配套件、自动排屑、润滑和冷却装置等。概括为高精度、高效率、高自动化和机电液一体化。

参考文献

[1] <实用数控加工技术)编委会．实用数控加工技术[M]．北京 兵器工业出版杜．1995．

对机械结构设计分析 篇6

液压机械的功能及其结构形式

液压机械是通过流体能进行工作的设备和工具。在重型设备中常见出现。在这类设备中，液压油通过液压泵以很高的压力被传送到设备中的执行机构。而液压泵由发动机或者电动马达驱动。通过操纵各种液压控制阀控制液压油以获得所需的压力或者流量。各液压元件则通过液压管道相连接。

工作介质 液压机所用的工作介质的作用不仅是传递压强，而且保证机器工作部件工作灵敏、可靠、寿命长和泄漏少。液压机对工作介质的基本要求是：①有适宜的流动性和低的可压缩性，以提高传动的效率；②能防锈蚀；③有好的润滑性能；④易于密封；⑤性能稳定，长期工作而不变质。液压机最初用水作为工作介质，以后改用在水中加入少量乳化油而成的乳化液，以增加润滑性和减少锈蚀。19世纪后期出现了以矿物油为工作介质的油压机。油有良好的润滑性、防腐蚀性和适度的粘性，有利于改善液压机的性能。20世纪下半叶出现了新型的水基乳化液，其乳化形态是“油包水”，而不是原来的“水包油”。“油包水”乳化液的外相为油，它的润滑性和防蚀性接近油，且含油量很少，不易燃烧。但水基乳化液价格较贵，限制了它的推广。

一、驱动系统

液压机的驱动系统主要有泵直接驱动和泵-蓄能器驱动两种型式。泵直接驱动 这种驱动 系统的泵向液压缸提供高压工作液体，配流阀用来改变供液方向，溢流阀用来调节系统的限定压强，同时起安全溢流作用。这种驱动系统环节少,结构简单,压强能按所需的工作力自动增减，减少了电能消耗，但须由液压机的最大工作力和最高工作速度来决定泵及其驱动电机的容量。这种型式的驱动系统多用于中小型液压机，也有用泵直接驱动的大型（如120000千牛）自由锻造水压机。泵－蓄能器驱动 在这种驱动系统中有一个或一组蓄能器。当泵所供给的高压工作液有余量时，由蓄能器储存；而当供给量不足于需要时，便由蓄能器补充供给。采用这种系统可以按高压工作液的平均用量选用泵和电动机的容量，但因为工作液高邮万盛液压机材 液压机械的功能及其结构形式的压强是恒定的，电能消耗量较大，并且系统的环节多，结构比较复杂。这种驱动系统多用于大型液压机，或者用一套驱动系统驱动数台液压机。

二、结构型式

按作用力的方向区分，液压机有立式和卧式两种。多数液压机为立式，挤压用液压机

双柱液压机 本系列产品适用于各类零部件的压装、调弯整形、压印压痕、翻边、冲孔及小零件的浅拉伸；金属粉末制品的成型等加工工艺。采用电动控制，设有点动及半自动循环，可保压延时，并具有良好的滑块导向性，操作方便、易于维修、经济耐用。根据用户的需要可增设热工仪表、顶出缸、行程数显、计数等功能。

一、优势

与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势，在工业领域尤其是汽车工业中得到了越来越多的应用。在汽车工业及航空、航天等领域，减轻结构质量以节约运行中的能量是人们长期追求的目标，也是先进制造技术发展的趋势之一。液压成形

（hydroforming）就是为实现结构轻量化的一种先进制造技术。液压成形也被称为“内高压成形”，它的基本原理是以管材作为坯料，在管材内部施加超高压液体同时，对管坯的两端施加轴向推力，进行补料。在两种外力的共同作用下，管坯材料发生塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件。

二、优点

对于空心变截面结构件，传统的制造工艺是先冲压成形两个半片，然后再焊接成整体，而液压成形则可以一次整体成形沿构件截面有变化的空心结构件。与冲压焊接工艺相比，液压成形技术和工艺有以下主要优点：

1.减轻质量，节约材料。对于汽车发动机托架、散热器支架等典型零件，液压成形件比冲压件减轻20%～40%；对于空心阶梯轴类零件，可以减轻40%～50%的重量。2.减少零件和模具数量，降低模具费用。液压成形件高邮万盛液压机材 液压机械的功能及其结构形式

通常只需要1套模具，而冲压件大多需要多套模具。液压成形的发动机托架零件由6个减少到1个，散热器支架零件由17个减少到10个。3.可减少后续机械加工和组装的焊接量。以散热器支架为例，散热面积增加43%，焊点由174个减少到20个，工序由13道减少到6道，生产率提高66%。4.提高强度与刚度，尤其是疲劳强度，如液压成形的散热器支架，其刚度在垂直方向可提高39%，水平方向可提高50%。5.降低生产成本。根据对已应用液压成形零件的统计分析，液压成形件的生产成本比冲压件平均降低15%～20%,模具费用降低20%～30%。

对机械结构设计分析 篇7

1.1 便于零件设计在装配环境下通过三维CAD软

件设计新零件, 不仅快捷方便, 并且还能确保零件配合的精确性, 从而杜防由于单独零件出错而造成装配失败。

1.2 机械设计周期得以缩短使用CAD技术能使设

计周期缩短近三分之一, 并使生产效率和设计得到大幅度的提升。通过三维CAD技术开发设计新机械时, 只需重新制造和设计部分零件即可, 而大多零件设计都承袭以往信息, 从而使机械设计效率提升了三到五倍。

1.3 方便进行零件的修改查找器位于零件环境里,

当机械零件的造型完成时, 资源查找器会将该零件所有命令同时列出, 通过点击命令便能了解零件完成的步骤, 同时通过零件回放将零件造型过程通过动画形式演示出来, 让人能够一目了然。在进行零件的修改时, 同样可以点击相对应命令去完成, 并在装配环境下完成零件的修改, 也就是点击需修改零件便能完成零件修改。

1.4 零件装配更直观方便通过不同装配关系能将各

机械零件都装配起来。在进行装配时, 装配路径查找器里面将零件间的装配关系记录下来了, 假如在装配中产生干涉或者装配不正确, 查找器便会立刻显示, 并对零件装配展开静干涉检查, 假如发现干涉便可及时修改零件, 从而确保设计是正确的。除此之外, 还可将零件隐藏, 在将外部零件隐藏后, 能清楚看到内部装配结构。当某部件或整个机器完成模型装配后, 还可展开运动演示, 对行程有要求的还需对行程是否满足要求进行检验。

2 机械设计受三维CAD技术的影响

2.1 对设计理论更加强调由于机械设计是工程设计

的一部分, 它的工程型和理论性都很强, 而传统设计对经验更加注重, 在设计中较多采用的是经验, 并且主要是进行改型设计, 其设计方式主要是类比和仿照, 而欠缺对设计的创新。但CAD技术不但可以取代设计人员手工设计绘图和计算, 同时还能在机械设计公理、体系和原理的帮助下, 形成新的机械设计体系和理论。

2.2 使机械设计的创新型得以充分发挥在传统设计

中占据较大比重的是改型设计和仿型设计, 它只需对现有资料加以借鉴, 对现有产品的尺寸和结构加以改变, 又或者只需要将引进产品消化, 并对生产进行仿照, 所以常常在开始阶段便步入了常规设计, 欠缺对设计方案的创新构思, 致使产品并未实现质的飞跃。但对三维CAD技术加以利用, 在对方案设计之时, 可以对现代科技理论和专家系统加以充分利用, 通过构建多种机构来进行构型的对比, 进而展开创新, 与此同时, 因为设计的效果逼真、立体感强, 所以能进一步将设计人员新颖的构思激发出来, 从而得出新的具备高科技含量的产品。

2.3 为制造过程信息化的实现奠定基础先进信息处

理技术除了能使设计过程实现计算机化之外, 还能使设计产品在加工制作前, 便可通过三维设计技术来使动态仿真和虚拟组装得以实现, 在产品开工前对产品缺陷进行及时改进, 进而使设计过程和时间缩短, 使设计质量和效率得到提升。除此之外, 伴随信息传输技术不断的发展, 设计图纸和方案已经实现了异地讨论和修改。

2.4 促进设计人员构建现代设计理念彻底更新三维

CAD技术的方法和手段必须建立在先进技术条件下, 通过对设计过程模型和设计对象数学模型的建立, 让方案决策、图纸绘制、设计计算等能够实现计算化, 如此一来不仅需要设计人员具备丰富的经验、最新信息、扎实知识, 同时还需要他们对计算机技能和知识以及科学的设计方法和思想加以熟悉, 及时掌握最新的方法、技术和理论, 从而建立起现代化观念。

3 机械设计中三维CAD技术现存问题

3.1 用CAD技术取代绘图工具, 但真正的设计并未

实现它们只是将手工图纸用计算机进行出图而已, 当然使用计算机出图方便存档、修改, 并且也更规范和美观。但假如只是停留在此阶段, 便会丧失CAD的作用, 这是由于CAD的作用在于辅助设计而非绘图。

3.2 欠缺真正对CAD技术精通的人员由于CAD系

统非常的多样和复杂, 并不是所有设计者都能掌握得很好, 更何况是没有接受过专门CAD培训的人员, 由于他们对CAD大多功能不够了解, 所以他们的设计便会存在各种缺陷。

4 结语

伴随制造业不断的发展, 我国的技术也在不断发展, 怎样由中国制造转变成中国创造还需要对产品设计加以创新才行。

在进行机械设计之时, 未来发展的趋势便是三维的CAD技术, 它也是企业在竞争市场中取胜的关键。总而言之, 三维CAD在机械设计中所发挥的作用是巨大的, 它能使机械设计水平得到进一步的提升。随着三维CAD技术快速的发展, 其必定能适应现代机械设计的要求, 从而为机械设计提供技术支撑。

摘要：本文就机械设计中三维CAD技术的优势进行了大致介绍, 并就CAD技术在设计方法、手段方面的更新进行了阐述, 提出它能使设计质量和效率得到了极大的提升, 此外, 文章还就CAD现存的问题做了一番探讨。

关键词：三维CAD技术,机械设计,影响

参考文献

[1]李银玉.三维CAD技术在机械设计中运用[J].科技资讯, 2012, 25:10.

[2]刘小雄.三维CAD技术在机械设计中应用探讨[J].科技创新与应用, 2013, 08:44.

[3]张立荣.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].煤炭技术, 2011, 02:16-18.

对机械结构设计分析 篇8

[关键词]零件加工分类；工装设计；方法改进

零件加工的工装设计是传统意义上的一种设计，是机械制造工艺与夹具设计和工学共同结合的以人才培养为模式和基础的一种主观因素的设计，它面向的市场更多的是汽车、机械等零部件生产企业从事生产技术工作的技术人员。该设计具有较强的实践性、涉及的范围面比较的广，涵盖的内容非常丰富，并且还具有很大的灵活性，因此，在实践的过程中，必须尽心尽力的完成零件加工的工装设计。通过对机械类零件加工的工装设计的分类统计，机械类典型零件加工的工装设计有如下几种：箱体零件加工，套筒零件加工，圆柱齿轮加工。这些零件都有自身的加工工装设计，以下是对这几种零件加工的工装设计进行了综合的分析。

一、我国机械加工的现状

机械加工的最终加工质量受到很多因素的限制，这些因素都直接或间接地给人们带来了生产和生活上的不便。而最终加工质量的衡量标准中最重要的就是加工精度，所以说分析和改进机械加工过程中影响加工精度的因素有助于提高加工质量、改善经济效益。要真正提高机械加工的加工精度，就要大力提高加工工艺，而认清我国机械加工的现状是分析研究的第一步。随着近些年的不断发展，我国目前存在着多种不同的机械加工工艺：一是传统的切削与磨削的技术继续存在并不断发展，二是引入计算机等高科技的数控、柔性制造系统等自动化的加工工艺得到广泛的应用和完善。不同的加工工艺对加工精度的影响都不同，合理利用多种加工工艺以改善加工质量值得我们去探究。

二、箱体零件加工的工装设计改进

箱体零件加工的工装设计有简单低强度的箱体类零件加工工装设计和高强度复杂的箱体类零件，在研究加工超高强度且复杂的箱体类零件的过程中，明确编制合理的零件加工工装设计的各种详细流程、有效的利用各个车间的共有资源和切削各类刀具、选择合适的装夹定位方案还有分析件热后的变形规律并加以控制和设定合理的切削用量、引入曲线插补优化是对复杂箱体类零件加工的质量和提高生产效率的一种保证。

1.优化典型工装设计准则

优化工装设计的设计准则是对零件工装设计的改进。在考虑零件加工的工装设计顺序时，对于某些有特定特征的工装设计零件，要先安排粗加工和半精加工，然后再安排精细加工和光整加工；而对于某些有不同的特征的工装设计零件，某些特征的粗加工则需要安排在其他特征的半精和精细加工之后，比如越程槽这种辅助特征的粗加工就在主特征的半精加工之后进行；还有对于零件的具有全部特征的工装设计零件，一般是遵循先基准后其他的原则，也就是必须先加工作为基准面的特征，再加工其他地方的表面特征。

2.聚类和辅助加工约束

随着设备可以加工工装设计能力的提高，工序集中原则对影响工艺路线起到重要的作用。按照工序集中的原则，某些具有相同特征的零件加工的工装设计应该安排在一起加工，这样可以大量的节约时间和人力。比如属于相同加工工装设计阶段的特征加工单元、同一方位面的特征、相同类型或需同一把刀具加工的特征等。如零件的正火、退火则就应该安排在粗加工之前或者粗加工和半精加工之间，对于渗碳处理则应该安排在半精加工和精加工之间。在进行合理的零件加工工装设计路线时，不只是要考虑零件的工艺方法、技术要求、保证质量和几何形状等因素，还要考虑工装设计的成本，时间和生产率等问题。这可以使机械类零件加工的工装设计路线更加的合理和适用。从而加快对箱体零件加工工装设计的改进措施。

三、套筒零件加工的工装设计改进

机器中套筒零件的应用在很多方面都发挥了重要作用，常见的套筒零件有液压系统中的液压缸、支承回转轴的各种形式的滑动轴承、内燃机上的汽缸套、夹具中的导向套等。虽然套筒零件的结构、尺寸和用途都不相同，但它们均有一个共同点：结构比较的简单。以下就长薄壁套筒工件的装夹加工工装设计。

长薄壁套筒工件的装夹加工，对不锈钢进行设计时，不锈钢的切削速度会稍微提高一些，这样切削的温度就会比一般的温度高些，若其刀具磨损程度加剧，则它的耐用度就会很大幅度的下降。为了保证合理的刀具耐用度，就必须要降低切削的速度，那么一般就会按加工普通碳钢的40%一60%作为参考。由于加工含碳量较低的不锈钢有较明显的粘刀现象，在切削过程中要选用非常好的润滑效果的润滑油和冷却效果比较好的切削液；选择锯片铣刀切削时，刀齿不要太多，并且它的齿槽还要深一点，尽量要将刀齿磨成错齿，这样对排屑和减少切削力有非常大的帮助。在切削不锈钢工件的时侯，注意的是对工件进行调质处理。通过对不锈钢调质的处理后，可以获得优良的综合力学性能，这样对其切削加工性能比有很大改善。通过正确的操作过程，在某些地方进行适当的改进，这样就可以让机械类零件加工的工装设计得到好的调理。

四、圆柱齿轮加工的工装设计改进

齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一，则在平常生活中，对它工装设计改进就显得更为重要了。平常生活中适用得最多的是圆柱齿轮减速器的工装设计，试验过程中，我们在保证原工装设计的中心距不变、总速比变化比较小的状态下，把两级圆柱齿轮副的速度比重新进行了分配并加大模数和工作齿轮的宽度，再对齿轮材质和热处理等方面进行各方面的改进。

1.改变齿轮的宽度：适当增加各级圆柱齿轮副的工作齿轮宽度，这样可以提高并平衡齿轮接触及弯曲疲劳强度。

2.改变速比的分配：在保证圆柱齿轮副高速级和低速级的中心距不变的情况下，增大高速级速比的同时还要减小低速级速比，这样可以增大两级圆柱齿轮副等各方面的强度。

3.材质和热处理：进行渗碳淬火处理时要合适的选择材料，比如20CrNi2Mo和20CrMnTi的选择。20CrNi2Mo是一种优质低碳的合金钢，经渗碳淬火处理的齿轮齿面后，它的硬度会更高、心部韧性会更好，因此具有比用20CrMnTi材质制作的圆柱齿轮副更加优异的抗点蚀特别是抗弯曲性能。有文献专门针对20CrNi2Mo和20CrMnTi的热处理性能测定还有其弯曲强度试验结果的探究，可以看出20CrNi2Mo的弯曲疲劳极限比20CrMnTi大许多。

五、结语

机械类零件加工的工装设计是一类范围很广的设计，分配的角色也非常的多，这些机械类典型零件加工的工装设计有很多种类型，此处探究的这些类型，都有自身的特色，有的不仅在外表上面，还有内在中，可以两方面进行区分，在进行设计的同时要想到改进的方法，怎样才可以发挥出更高的价值。生活在进行和更新，工装设计也是一样，也需要我们不断的对其反省和改进，这样，我们的技术就会更加的成熟，从而促进了经济的快速发展。

参考文献：

[1]舒晓君 《航空制造技术》[M]起落架复杂箱体零件加工工艺研究.

[2]张鹏飞、何七荣、徐剑、曹罡 长薄壁套筒零件圆周等分槽加工工艺改进[B] 《制造技术与机床》 2010年.