非标机械设备产品设计标准研究
颜克成
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颜克成,. 非标机械设备产品设计标准研究[J]. 设计研究,20236. DOI:10.12721/ccn.2023.157006.
摘要: 本文将围绕非标机械设备的基本定义进行分析讨论,提出积木式设计手段、CAD技术、3D打印技术、非标自动化装置等一系列非标机械设备产品设计标准,以此满足不断提高的个性化市场需求,确保非标机械设备产品能够在实际工程中得到有效运用。
关键词: 非标机械设备产品;CAD技术;3D打印技术
DOI:10.12721/ccn.2023.157006
基金资助:

与常见的通用型装置相比,非标设备的单件更小,能够实现批量生产,但随着客户要求的愈发多样化,导致非标设备的生产成本较高,且需要设计理念进行不断更新与优化,因此采用全新的设计方法来进行产品的多元化设计,成为了当前各企业急需解决的问题之一。

一、非标机械设备分析

简单来说非标机械是指能够依照企业需要,进行量身定做的装置,可以实现标准机械无法实现的部分功能,达到标准件难以实现的产量。非标机械并非根据国家所制定的相关文件进行制造的装置,其规格与行业标准不同,无论是在外观上,还是在性能上都不在国家要求的产品目录内,因此从某种角度上来说,非标机械设备是专门为了满足特殊需要所打造的机械,且由于客户需要的不断提高,非标的实际市场份额占比相对较高,其在发展过程中已逐渐脱离了企业技术改造以及配套设备的范围之内,逐渐演变成了占据市场销售比的工业商品[1]。

二、非标机械设备产品设计标准探究

非标机械设计是指利用设计部分特殊机械从而解决问题的方法,企业在生产过程中难以避免的会遇到部分相对特殊的问题,且这些问题大多会成为劳动生产率提升的阻碍,而对于此类瓶颈问题,通常需要依靠设计部分特殊机械来进行克服。因此非标机械设备产品设计的目的可以理解为提高产品质量与效率,确保生产安全。同时为了保证非标机械产品设计的准确合理,需要切实遵守一系列标准与准则。

由于我国的社会发展不断提升,经济实力不断增强,许多制造业对非标机械设备的使用需求也在逐渐提升。为了满足市场需求,许多企业大力开展了非标机械设备产品的制造,在制造过程中不仅要充分考虑非标机械设备产品的稳定性、实用性以及安全性,还要全面把握用户的实际生产需求,使用经济性最佳的手段设计出良好的非标产品,并保证产品本身具有一定的通用性与扩展性,能够便于后续产品的延伸设计以及推广,除此之外在设计过程中,要尽可能采用绿色材料以及环保能源,避免对生态环境造成污染与破坏。为此,本文将围绕以下几点设计原则进行深入讨论。

(一)积木式设计手段

积木式设计方法是指将非标准机械设备产品当做在多个标准零件组成的框架内进行非标准设计的一种装置,该方法的利用是对传统非标机械装置设计的一种改革与创新,属于一项全新的设计观点与方法,能够有效解决以往非标准装置机械在设计时出现的多元化需求,协调好设计时间相对较短的矛盾,切实提高非标设备的设计效率以及设计质量[2]。

(二)结合CAD技术

随着我国信息技术的不断发展,越来越多的企业开始运用计算机辅助设计方法来完成机械设计制造的优化,CAD技术是指利用计算机软件完成机械部件的设计,其灵活性相对较高,能够有效代替以往的手工绘图方法,进一步保证制图精确度与制图效率,在非标机械装置中采用CAD技术,能够完成非标零件的设计,借助数字、图片、文字等多种手段,全方位呈现部件的设计方法,该技术的主要特征与优势完全契合非标机械装置对灵活性的各类要求。通常来说,在实际设计过程中需要借助计算机来进行多种设计方案的复杂计算、推演与对比,之后选出最佳方案。CAD技术可以将各类设计信息存储在系统程序当中,与传统设计方案的分析对比方法相比,其检索效率更快,能够在识别原始草图之后,由计算机进行设计方案的自动生成,从而提高图形样板的制作效率,之后再由设计人员根据实际情况进行工作图内容的修正与判断。此外,技术设计人员还可以借助计算机进行工作图形的后期编辑,实现图形数据的进一步优化与改进,将CAD技术与非标机械设置充分融合,能够起到改造传统产业,发展新兴产业,降低工程造价的作用。

(三)结合3D打印技术

3D打印技术是一种快速成型的技术方法,也可以理解为增材制造,是将数字模型文件作为使用基础,借助粉状金属或者塑料作为可粘合材料,利用逐层打印的方式来完成物体构造。该技术近些年来的应用范围极广,可以借助绘图软件以及3D打印装置在指定空间内完成工件的生产,对非标器件的加工具有极为重要的推动作用,能够有效弥补机械加工时非标零件加工难度较高的不足之处,虽然3D打印技术的优势众多,但也存在一定的限制因素,需要设计员充分认识到该技术在材料方面、机器方面、知识产权方面、道德方面、花费方面所面临的风险与挑战,切实解决相关疑难,确保3D打印技术能够与非标机械设备产品设计有效融合。

(四)实现与非标自动化装置的配合

当前除了非标机械设备应用范围相对较广以外,非标自动化设备的更新频率也在不断提升。正所谓机电不分家,许多非标机械设备除了机械结构以外也需要涉及电气结构以及相应电子设备,因此在进行非标自动化设备的设计过程中,还要充分结合非标自动化的相关技术。只有实现机械与电气自动化的充分融合,才能保证设计后的非标机械自动化设备更加完美有效,能够保持极佳的运行效率。

以非标机械产品在工程中的应用案例作为分析对象,无论任何的非标设备,通常情况都是由传动装置、气动装置、加热装置、电气系统组成,其中传动装置包括电机减速元件、联轴器材、传动基座等标准件,因此在设计时要尽可能采用适合的标准件,以此最大程度简化设计方法,保证传动性能。设计人员需要在已有的标准件基础上进行非标准件的改造,进一步提高设备工作稳定性,降低制造成本,缩短产品制造周期,将设备进一步分解为拥有不同功能的执行机构,比如移载装置,冲压装置,检测装置等。

结论:综上所述,通过对非标机械设备的基本定义进行分析讨论,提出非标机械设备产品设计标准与准则,以此提高产品质量以及工作效率,切实保障操作的安全性,促进机械制造时非标零件以及非标设备的使用灵活性提升。推动我国制造行业的可持续发展。

参考文献:

[1]李宗旺.非标机械设备技术改造与其创新路径分析[J].内燃机与配件,2021(13):206-207.

[2]田维,吴永杰,曹用.非标机械设备设计和制造中的质量问题与优化原则[J].设备监理,2020(03):38-40.