讨论现代机械设计的方法及研究进展

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Discuss the methods of modern mechanical design and research progressxU Hong-yanrGuangdong Coast Machinery Co.，Ltd.，Foshan，Guangdong，528308，China)Abstract：With the advancement of technology and economic development，modern mechanical design of more COB-plex types and structure.Modem mechanical design to achieve the objectives of the function to carry out the investigation，which is divided into the traditional functions，the system functions，operational function，and executive function.Eachfunction has its own characteristics.Analysis and mapping in modeIn mechanical design，the main use of tools is a con-puter.Computer technology to promote the mechanical design to change the direction of dynamic，quantitative，therebyspeeding up the progress of the design to enhance the quality and success rate of the design.This discussion，analysismethods and research progress of modem mechanical design modern mechanical design methods and research progress。

Keywords：modern mechanical design；development trends；design method机械设计是对机械的结构、工作原理、运动方式 ，以及各个零件的尺寸进行分析和计算，将其变成具体的描述形式，作为制作机械的依据。机械设计的目标是为了在特定的条件下组构出最佳的机械，这也称之为优化设计。系统科学和计算机科学促使机械设计水平取得了较快地发展。随着科技的进步，机械设计的方法和理论也有了-定程度的拓展和加强。新型的设计方法和理论不断的综合和交叉 ，使得设计手段更加自动化和精确化。比较于机械设计的发展过程，是从宏观逐步向微观发展 ，从单目标的形式向多 目标发展。

1 现代机械设计的方法(1)三次设计法。三次设计法分为三个主要的过程，即参数设计、容差设计和系统设计。参数设计是优化组合各个功能部分 ，让系统内的各参数达到最佳的组合；从而减小产品所带来的负面影响。容差设计是对机械设计做-个整体的检验 ，保证每-个参数的具体波动范围，减少制作过程中的成本；而系统设计是机械设计的基础部分和核心理念 ，也是机械设计的开始阶段。三次设计法的核心内容是容差设计和参数设计 ，它也是质量最高的设计方法。

(2)普适设计法。普适设计注重总结和积累经验。由于机械设计种类随着时代发展逐渐增多，需要-个系统性的理论收稿日期：2013-03-20作者简介：许鸿艳(1984-)，男，广东湛Lr-A.，大学本科，主要研究方向：机械/机械设计。

方法来归纳和总结。普适设计理论是设计方法中的典型，它建立了系统性的设计方法，在规则、方法和策略中都有确切的设计规则。普适设计理论侧重在机械设计内的结构，是-种立足于经验的方法，其能量输出和输入都是和经验相关。

(3)公理化设计法。公理化设计法立足于决策理论。此方法结合了普适法，吸收了普适法的经验设计。公理化设计法的基础是系统理论，加上科学决策，便可以形成法律公则和科学基础为主的设计方法。即便是缺乏系统经验和知识，公理化设计法依旧能有效地利用。由此看出，公理化设计法比较传统。

- 些机械化设计很复杂，倘若不依据先进的理论方法并不能加以设计。而公理化设计方法却能优化多个复杂类型的机械设计 ，获得良好的设计效果。

(4)电子信息技术设计法。此机械设计方法是由于计算机技术 、通讯技术的发展而形成的。机械设计人员在构思和运算时，可借助于计算机的高速操作能力。传统机械设计多是用手绘图纸的方式，形成设计方案。而电子信息技术设计法具有先进的设计理念和准确的设计步骤。不仅可以降低设计人员的劳动强度 ，加快设计的进度，而且可以提升机械设计的质量。

2 现代机械设计的发展趋势(1)生态化。随着科技的不断发展，人们迓渐认识到环境因素对经济发展的影响程度。由此诞生了绿色生态的理念。现代机械的绿色设计，是最大化的利用资源获得新型的绿色产品设计。产品设计的过程中，以产品环境属性 r下转第 57页)第 40卷第 5期 杨文建：快速成形技术在快速模具制造中的相关应用 57是采用此技术制作的。-般的涂覆材料的熔点不要太高，否则会因熔化不及时，使选择性涂覆区域的涂覆层瘪不均匀。⑤3D打蛹术。该技术是通过喷射可粘结性的液态材料，按照数字模型的要求，逐层打印三维实物的过程。3D技术采用了光固化的原理 ，并且对模型进行分层制作，每-层的制作原理与二维打愈的打印原理基本相同。现在该技术已经在多个领域得到了应用 ，相较于国外 ，我国的 3D技术起步较晚，但是2012年，华中科技大学的史玉升教授已经研制出了3D打印机，并可用来进行-些模具的制造。在我国，这-技术仍然具有很广阔的发展前景。

2 快速成形技术在快速成形模具制造中的应用快速成形模具制造包含直接法和间接法两种制作方法。

这两种方法都适用于金属模和非金属模的制造。下面对这些制作方法分别做-简单介绍。

(1)直接制造金属模。直接制造金属模包括直接制作铸造型壳并渗金属填实和直接沉积成形两种方法。①直接制作铸造型壳、渗金属。SLS制作的金属模具往往具有多孑L性结构，可以采用渗入金属液的方法加以填实。②直接沉积成形∩以采用选域激光烧结技术，将不锈钢粉末包裹在青铜粉末内直接烧结。这种方法不仅解决了制件的强度问题，而且也满足了制件的精度要求。但是工艺较复杂。

(2)间接制造金属模具。间接制造金属模具是利用 RPM先制造出过渡模，然后经过-系列加工工序获得模型的过程。

下面简要介绍两种间接制造金属模具的方法。①金属冷喷涂模。该工艺方法是在样模表面喷涂低熔点雾化金属 ，填补支撑材料空隙，形成模具型腔的过程。具有制作简单 、周期短等优点。②熔模制造法制造钢模。熔模制造法制造钢模时，可分为两种情况考虑，制作单件和多件钢铁型腔的方法并不完全相同。制作单件钢铁型腔时，采用陶瓷砂液浸泡母模并在炉中固化成壳后将母模烧去的处理过程。制造多件钢铁型腔时，可以用金属表面喷镀或符合材料浇注来形模。然后将蜡宁入陶瓷砂液中，用熔化蜡浇注，形成那的过程。这两种制模工艺均可用于制作形状较复杂的模型。

(3)直接或间接制造非金属模具。在非金属模具制造中，可以采用直接制作法，也可以采用间接制作法。直接制造的有注塑模、型腔模等，适用于制作不规则的型腔或者不易加工的形状怪异的型腔。也可以采用原型直接进行熔模铸造，或者直接复制来制作模具。间接制作的主要是-些硅橡胶、树脂、陶瓷等材料的模具。

3 结语快速成形技术的上述显著优势，必然会使其在模具制造方面有更加广阔的应用领域。