非标机械设备产品及其设计准则

非标机械设备产品及其设计准则

张鑫

关键词：非标机械设备；产品；设计准则

机械设备和机械产品是机械制造行业中必不可少的因素，在日常生产中常使用的机械设备产品多为通用型，其造价一般较高，在使用过程中往往具有相对的局限性，不够灵活。非标机械产品则具有灵活性强的特点，可以根据生产需求进行单独设计和定做，其体积小、造价低，在目前机械制造业中应用较为广泛。

1“非标机械”的定义

“非标机械”就是非标准机械，与标准型机械设备相比，并不具有国家规定的统一行业标准或统一设备制造标准，而是根据生产过程中的实际需要，在标准机械设备上进行改造、增删、重新设计。非标机械设备在外形和性能上可能并不符合国家机械设备标准，但是其在生产过程中依然扮演重要的角色。进入二十一世纪以来，很多产品为追求个性化和“非主流”以吸引用户眼球，在机械制造产品的加工制造过程无法使用标准型机械设备，故定制非标机械设备以实现小批量、个性化生产，以满足产品制造需求。

2非标机械产品和设备设计的准则

目前我国非标准设备设计的基本理念和方法，在市场经济的不断发展中产生了一下几个方面的变化：首先就是衡量非标准设备设计的主要标准就是能否适应市场需要以及满足客户的主要要求。设备的设计者如果在设计的过程中忽略了要设计的设备的实用性、经济性、安全性、稳定性和可操作性，不了解客户的具体需求，把主要目光都聚集在采用某种新技术的先进性，这样就会导致所设计出来的非标准机械设备不具备良好的综合性能，不符合客户的具体要求，对于市场推广有一定的难度，甚至不可行性，所以我们在进行非标准设备的设计时一定要以市场的需要作为准则。所以我们在非标准设备设计中采用最新工艺和最新技术的同时必须与实际的市场需要和条件有效的结合起来。其次就是采用商品化的的标准零配件，全面的提升整体设计和制造工业水平。我们不能因为自己设计的零配件便于非标准设备的改进和创新，就不顾零件的互换性，一味的应用自主设计的零配件这样会浪费非标准设备的研发制作成本和时间。

2.1采用“积木式设计方法”进行设计

“积木式设计方法”是全新的设计观点和设计方法，简单来说就是把非标准设备当做一个在若干个标准的零部件组合起来的的框架上进行的非标准件设计的设备。此设计方法的运用对从事非标准设备的设计、技术的改革创新上来说一种全新的设计理念和参考指方法，为提高我国非标准设备的综合设计水平起到了积极地推动作用。

2.2紧密结合CAD技术

注重设计标准化、模块化和简约化的原则。全部采用AutoCAD、solidworks等三维设计软件进行产品设计，可生成零、部件体积、重量、重心位置等物理量，为相关设计和后续加工提供了可靠依据。所有二维结构图均根据三维数字模型由计算机自动生成，保证了视图与尺寸的准确无误，保证了绘图质量与工作效率的和谐统一。设计完成时即可输出BMP、JPG等格式的产品渲染图。我们在实际的设计中一般要利用计算机对不同的设计方案进行繁杂的计算、分析和对比，最后选出最佳的方案；各种设计信息，无论是以数字形式、文字形式、还是图片形式的，都可以存储在计算机中，帮助我们快速地检索；一般情况下设计人员会用草图做为原始设计，会利用计算机将原始的草图转变为工作图；这样由计算机自动产生的设计方案，可以迅速的做出图形样板，然后再由设计人员对工作图的具体设计做出最后的判断和修改；我们还可以利用计算机对工作图形的后期编辑等相关的图形数据进行改进。而CAD技术与非标机械的有效结合可以改造传统的产业、不断的发展新兴产业、提高工作的生产效率、降低实际工程的造价和产品成本。

2.3紧密结合3D打印技术

3D打印技术是近些年非常流行的技术，最早在机械设计制造中应用最为广泛。3D打印技术通过计算机绘图软件和3D打印机，在一定的空间内完成工件从无到有的生产，对非标准器件加工的意义十分重大，弥补了机械加工制造过程中非标准零件难以加工的不足。3D打印技术未来在非标准机械产品和设备设计和加工中将继续发挥重大作用，因此非标准机械设备的设计与应用离不开3D打印技术的支持。

2.4与非标自动化设备配合

目前，除了非标机械设备的应用较为广阔，非标自动化设备也层出不穷，然而“机”与“电”始终不分离，很多非标机械设备中除了机械结构、气动结构等结构以外，离不开电气结构和电子设备，因此，在设计非标自动化设备的同时，必须要了解非标自动化相关技术和设备，只有机械与电气自动化完美结合，才能设计并制造出更为完美的非标准机械自动化设备。

3非标机械产品在工程实际中的应用

在各行各业中非标准机械的设备几乎根本不会是完全相同的。就算是同一种类的设备，客户每一的需求，都会有新的具体要求和新的设计方案。下面，我们就简单的来谈一下非标准机械设计在工程中的实际应用。无论何种的非标准设备，一般情况下都是由传动装置、液压系统、气动系统、冷却或者加热装置、电气系统来组成非标准设备的专用主体部分。而在传动装置中的所有电机、减速器材、联轴器材、离合器材、传动机座基本都是标准件，我们在设计的过程中，要在最大的可能下采用适合的标准件，这样在一定程度上有效的简化了设计，合理的保证了传动的基本性能，又大大地提高了设计制造的工作量。设计者在设计的过程中，可在已有的标准件上进行非标准件的改进设计，这样不但有效地提高了非标准机械设备的工作稳定性，还在一定程度上降低了非标准机械设备的制造成本，有效地提高了设计的效率、缩短了产品的制造周期，设计者也可以根据设备的具体功能，将设备分解为拥有不同的功能作用的执行机构，例如移载装置，驱动装置，铆接装置，冲压装置，焊接装置，检测装置等。所以，设计者在做不同机械设备的设计的同时，可以根据实际情况中的设计案例，选择同种类的机构设备进行设计，这样的设计思路和工作手法极大地减少了设计工作量，提高了工作的效率。我们以生产同种产品的铆接技术及焊接工艺的不同设备为例子，二者都要有原材料供给装置，与此同时这些原材料需要装入设备中，这个时候就需要利用移载装置，可以根据具体情况选用一样的的机构去实现此项功能。第一个是铆接工艺的移载装置，这两个上料机构的主体机架部分是一样的，抓手部分是不一样的，其中一个是真空吸料，另一个是磁性吸料，我们在设计时可以将机架部分进行直接调用，根据实际气缸外形的尺寸大小对它展开修改就可以，抓手的部分可以根据实际产品的具体情况进行重新设计，这样在一定程度上有效地提高了工作效率和设备的稳定性，然后就是焊接工艺的上料移载装置，这个装置的整体结构同铆接工艺中的磁性上料机构是完全相同，可以直接调用。

4结论

非标机械设备和产品的设计与应用，弥补了机械设计制造行业中使用个性化、小众化设备的不足，增加了机械制造过程中非标准零件和非标准设备使用的灵活性。工业制造水平的持续进步，非标机械设备和产品的应用空间将更为广阔。

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