机械设计工艺流程_机械设计制造流程

机械零件的设计都有哪些步骤方法？

一、机械零件的常规设计方法

机械设计工艺流程_机械设计制造流程

机械设计工艺流程_机械设计制造流程

机械设计工艺流程_机械设计制造流程

1、理论设计

理论设计是根据设计理论和实验数据所进行的设计。它又可分为设计计算和校核计算两类。设计计算是根据零件的工作情况，选定计算准则，按其所规定的要求计算出零件的主要几何尺寸和参数。校核计算是先按其他办法初步拟定出零件的主要尺寸和参数，然后根据计算准则所规定的要求校校零件是否安全。由于校核计算时，已知零件的有关尺寸，因此能计入影响强度的结构因素和尺寸因素，计算结果比较。

2、经验设计

经验设计是根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验，或借助类比方法所进行的设计。这主要适用于使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件，如箱体、机架、传动零件的结构要素等。

3、模型实验设计

这种设计是对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零件，根据初步设计的结果，按比例制成小尺寸的模型，经过实验手段对其各方面的特性进行检验，再根据实验结果对原设计进行逐步修改，从而达到完善的设计。模型实验设计是在设计理论还不成熟，已有的经验又不足以解决设计问题时，为积累新经验、发展新理论和获得好结果而采用的一种设计方法。但这种设计方法费时、耗资，一般只用于特别重要的设计中。

二、机械零件设计的一般步骤

1)选择零件的类型和结构。这要根据零件的使用要求，在熟悉各种零件的类型、特点及应用范围的基础上进行。

2)分析和计算载荷。分析和计算载荷，是根据机器的工作情况，来确定作用在零件上的载荷。

3)选择合适的材料。要根据零件的使用要求、工艺要求和经济性要求来选择合适的材料。

4)确定零件的主要尺寸和参数。根据对零件的失效分析和所确定的计算准则进行计算，便可确定零件的主要尺寸和参数。

5)零件的结构设计。应根据功能要求、工艺要求、标准化要求，确定零件合理的形状和结构尺寸。

6)校核计算。只是对重要的零件且有必要时才进行这种校核计算，以确定零件工作时的安全程度。

7)绘制零件的工作图。

8)编写设计计算说明书。

机械系统设计的过程包括哪些阶段？

机械系统设计的一般过程包括产品规划、系统技术设计和制造销售三个阶段。

1、产品规划

①根据产品发展规划和市场需要提出设计任务书，或由上级主管部门下达任务书。

②调查研究，进行市场调查，收集技术情报和资料，掌握外部环境条件，预测市场趋势。

③进行可行性研究，包括技术研究和费用预测，对市场前景、投资环境、生产条件、生产规模、生产组织、成本与效益等进行全面的分析研究，提出可行性研究报告。

④系统，明确设计任务、目的和要求，搞清外部环境的作用和影响，制订系统开发。

2、系统技术设计

(1)总体设计

分析和确定系统目的与要求，选择工作原理，设计总体方案，对可行的各候选方案进行分析比较，确定佳系统方案，并进行总体布置设计，必要时应针对所选方案进行试验研究(前期试验)。

(2)技术设计

分系统进行子系统的选型和设计，计算和确定主要尺寸，绘制部件装配图和总图，必要时进行试验研究(中期试验)。

(3)工作图设计

绘制全部零件工作图，编写各种技术文件和说明书。

(4)鉴定和评审

对设计进行全面的技术、经济评价，分析内部系统对周围环境的作用和影响。

3、制造销售

(1)样机试制及样机试验(后期试验)

(2)样机鉴定和评审

(3)改进设计

对不能满足系统要求的技术、经济指标进行分析，根据样机鉴定和评审意见修改和完善。

(4)小批试制

对单件生产的产品，经修改、试验、调整后，投入运行考核，并在运行中不断改进和完善。

对大量生产的产品，通过小批试制进一步考核设计的工艺性，并不断修改和完善设计，同时进行工艺装备的准备工作。

(5)定型设计

完善全部工作图、技术文件和工艺文件。

(6)销售

对于前期试验和中期试验，可部分或全部使用机械系统仿真分析的虚拟样机技术，这对缩短开发周期，减小开发成本都大有好处。

(7)产品使用

产品进入使用领域后还可能会暴露一些问题，一般经修改后，产品的设计就日臻完善。

(8)产品报废与回收

产品达到使用寿命(或经济寿命)后，不能继续使用或失去迸一步的使用价值，就必须进行报废处理，对于产品中有回收利用价值的部分经处理后可以进行再制造。这就要求在产品方案设计阶段就要考虑回收利用的问题，进行全生命周期设计。

机械设计的一般步骤是什么？

机械设计是一个创造性的工作过程，同时也是一份尽可能多地利用已有成功经验的工作。只有很好地把继承和创新结合起来，才能设计出高质量的产品，作为产品的设计，要求对产品的工作原理、功能、结构、零部件设计，甚至加工制造和装配方法都确定下来。因此，不同的设计者可能有不同的设计方法和设计步骤。但是，人们根据设计的长期经验，将机械设计分为步骤：动向预测、方案设计、技术设计、施工设计、试生产。

（1）动向预测。

根据实际需要提出所要设计的新产品后，动向预测只是一个和预备阶段，此时所要设计的产品仅是一个模糊的概念。在这阶段中，应对所设计的产品作全面的调查研究和分析。

一件机械产品的发展过程，与任何有生命的个体一样，使希望所生产的产品，能够不断地推广，不断地更新，则在产品发展过程中，就需要考虑发展哪种产品，何时投产等问题，而且必须慎重考虑，周密策划，严格执行，使其能在万无一失的情况下投入市场，并在上市后仍能不断地获取购买者的反映，作为将来改善产品的参考。即在产品生产前，必须对产品的功能、规格、用途、销售市场，及竞争者产品的特性，作系统的调查和分析。从市场的观点来看，产品必须具备比它的材料及加工成本更高的交换价值，否则它将无法在市场上立足。因此在设计前，必须进行情报调研和动向预测，如图4-16所示。在进行非完全新型产品的设计时，调研和预测一般选择一些知名品牌的同类产品作为调研对象，调研项目包括产品功能、市场销售、顾客购买动机等方面。经过产品调研后，明确了本设计产品的优点和不足，然后清点外购件和原材料，收集各零部件的工时定额、材料消耗定额等，计算出各零、部件的目前成本，并初步摸清产品的实际成本。预测改进后的产品投入市场后的竞争能力，做出决策，并写出技术建议。根据技术建议的分析来确定合理地制定产品文件的技术论证和技术经济论证，后签发设计任务书。在设计任务书中，要说明设计对象的用途和特点，从而规定生产率、可靠性和寿命、重量、外廓尺寸、驱动能量、成本等指标。

图4-16设计调查（2）方案设计。

方案设计阶段对设计的成败起关键作用。这个阶段充分地体现出设计工作有多个方案的特点。根据设计任务书提出的对所设计机器的工作要求，首先对能满足工作要求的多种设计原理方案加以分析比较。由于任何工作原理都必须通过一定的运动形式来实现，所以这一步骤也是确定设计所需运动的方案。确定设计原理方案时，可把设计对象当作完整的系统，并将它分成具有各种分功能的机构及零件为子系统和元素，进行系统分析，后选择方案，如图4-17所示。

在这一阶段，要按选择方案所需的技术——经济论证来制定产品总体和主要部件方案，同时要确定关于工作原理、可靠性和强度的问题范围，这些问题必须加以研究，有些要得到实验验证。对设计目标影响不大的结构要素可以作近似计算。如果现在有接近于设计对象的实际样机，就可以不经过计算而拟定各个结构要素。但在方案设计中，为了进行与选择设计方案有关的技术—经济计算，必须充分地估计对终结果有影响的参数。

图4-17设计师在进行方案设计在确定设计原理方案时，还必须体现机械工业的技术发展政策。根据机械的实际工作情况，尽量采用微电子技术和新型材料，设计机电液一体化产品。

（3）技术设计。

在技术设计中，要拟定设计对象的总体和部件，具体确定零件的结构。对所设计的机械产品提出的要求是：制造和维护经济、纵方便而安全、可靠性高和使用寿命长。为了能达到这些要求，零件应满足一些准则，其中重要的准则是：强度、刚度、抗震性、耐磨性、耐热性、工艺性等。标准化对所设计产品的制造成本和运行经济有很大意义。实现了标准化，可使机械产品的成本有所降低，设计周期有所缩短，可靠性则有所提高。

设计人员按照他所绘制的初步设计总图，如图4-18所示，简单计算或估算机械的各主要零件的受力、强度、形状、尺寸和重量等，如发现原来所选的结构不可行或不实际，则要对结构进行调整或修改，此外还要考虑有没有发生过热、过度磨损及过早发生疲劳破坏的危险部位，并采取措施解决。

在技术设计阶段，设想中的产品初步成形了，设计人员通过初步设计总图的绘制，会发现各部分的形状、尺寸和比例等有许多矛盾，当需要加强或改进某一方面时，可能会削弱或恶化另一方面，此时必须权衡取舍，在各方面保持平衡以达到佳综合效果。这时，设计人员的经验起着重要作用。

在修改初步设计的总图的过程中，还需对初步设计进行技术—经济分析，一般原则是：先将那些结构复杂、质量大、尺寸大、材料贵、性能、技术水平低的，以及批量大、工艺复杂、原材料消耗高、成品率低的那些零件进行分析，并据此修改设计，以期得到技术—经济指标高的初步设计总图。

图4-18产品工程图初步设计总图经过反复修改满意后，按比例绘制，凡可能发生干扰碰撞之处要特别注意，必须有足够的各方向视图和剖面，以暴露各方面可能发生的矛盾等。初步设计总图完成后，初估它的制造成本（供审查和报价），进行初步评审。

从初步设计总图到技术设计装配图，需注意：

①尽量采用标准件、通用件或过去已经设计制造的零部件，以节省生产费用。

②确定毛坯材料，以及毛坯是由外厂供应还是本厂生产。

③改进加工和安装工艺，例如，采用成组加工工艺和平行装配作等以降造成本，在设计中使采用先进工艺成为可能。

④按照造型设计原则改进结构。

⑤考虑安全设计要求。

⑥进行技术—经济分析。后，综合上述工作，调整零件尺寸比例，画出技术设计总装图，对于高速运动机械，还需进行系统的动力学验算，内容包括整个结构的固有频率和振型，确定结构承受的外载荷，计算在动载荷作用下的动应力，并采取措施避免共振和减少动应力等。

按照初步评审意见进行修改得到技术设计总装配图，画出每一零件的结构。由于此时零件的尺寸已知，便可较准确地计算出零件承受的载荷，再用零件设计专用程序，计算出零件受载后的应力分布状况，找出其危险点，进行结构改进以降低危险点的峰值应力或对零件的某几个主要尺寸作优化设计。再考虑选用材料、加工和装配要求，确定零件的尺寸，对零件的危险点求出在工作载荷谱下的应力响应，计算疲劳强度和寿命，按寿命要求再修改零件设计。完成润滑设计和电气设计（驱动和控制）等，后画出技术设计总装配图，进行第二次评审。

第二次评审仍应请各方面的专家和使用人员代表共同审核，若此时改变设计，其代价将是很高的，但是若有必须改变之处则一定要改。避免重新绘图的方法，是在设计过程中与使用人员、制造工艺人员和其他有关专家多商量，某些重要的和批量生产的机械，有时要制造一个模型。第二次评审通过后，正式画出技术设计总体装配图和部件图（分装配图）。

（4）施工设计。

根据技术设计总体装配图进行零部件设计。绘出零件图，无遗漏地定出零件上的每一个尺寸，定出公配合，凡是有标准的地方在绘图时都必须符合标准。再按实际的零件尺寸画出施工设计总体装配图。接着，开始校对图样。首先校对零件图的尺寸，检查每张图的尺寸有无遗漏或矛盾，尺寸标注有无错误，每张图与它左邻右舍的图有无矛盾，对照总图检查发生干涉或碰撞的可能性等。再对图样进行工艺性审核，要有熟练的工艺人员将每张图都看过，检查每一个零件是否便于制造，易于安装，对难于或甚至无法加工之处进行修改。一部机器的零件、尺寸、配合等都有标准，设计人员虽然也熟悉标准，但要有专人进行标准审核。此外，还需对图样进行润滑审核，研究润滑方法和润滑剂品种等。后，编出零件清单及说明书等各种技术文件。

（5）试生产。

根据施工设计的图样和各种技术文件试制样机，对样机进行功能试验，并对各项费用进行成本核算，向前反馈，改进设计。对样机进行审批手续，再进行小批量试生产，改进后正式投入小批量生产。

小批量生产的产品投放市场后，如用户对产品的“试售率”和“再售率”都很高，表明产品受用户欢迎，可以批准大批量投产；如“试售率”低，“再售率”高，表明用户对产品不了解，应加强广告宣传，然后再大批量投产；如“试售率”高，“再售率”低，或两者都低，表明产品质量存在问题，应修改设计，提高质量，降低成本。

当产品可以批量生产时，还要研究适合批量生产的工艺并按照此工艺进行批量试生产。批量试生产中，可能发现在工艺性审核中考虑欠周到之处，使批量生产出现困难，难以稳定地保证质量，以及消耗大、成本高等，而且不能单是通过改进加工工艺来解决问题，这就需要对设计作某些相应的修改，以提高机械设计的工艺性，然后才可以开始正式批量或大量生产。当大批产品投入使用后，还要及时从用户那里收集使用和维护的信息，如有必要则对设计作改进修改。

简述机械加工生产线设计内容及设计步骤。

【】：设计内容及步骤：(1)制定工艺方案，(2)选择通用加工设备，设计专用机床；(3)选择、设计物流输送装置；(4)连择设计辅助装置；(5)设计总体布局；(6)绘制总联系尺寸图。

机械制造的工艺流程的一般步骤有哪些？

在机械制造过程中，那些与有原材料转变为工件直接相关的过程称为工艺过程。它包括毛坯、零件、热处理、质量检验和机器装配等。而为保证工艺过程正常进行所需要的、夹具制造，机床调整维修等则属于辅助过程。为了便于工艺规程的编制、执行和组织管理，需要把工艺过程划分为不同层次的单元，分别为工序、装夹、工位、工步和走刀。下面简单介绍下机械制造的工艺流程：

一、工序划分

在机床上对工件连续完成部分工艺过程称为工序，划分工序的依据是地点是否变化和过程是否连续。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产的基本单元。例如在车床上车削轴零件，既可以对每一根轴连续地进行粗工和精工；也可以先对整批轴进行粗工，然后再依次对它们进行精工。在种情形下只包括一个工序，而在第二种情形下由于过程的连续性中断，虽然是在同一台机床上进行的但却成为两个工序。

二、夹具安装

在机械制造工序中，使工件在机床上或在夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程称为装夹。有时工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的内容。例如在车床上切削轴零件，先从一端切削出部分表面，然后调头再切削另一端，这时的工序内容就包括两次夹具安装。

三、工位安排

采用转位夹具、回转作台或在多轴机床上时，工件在机床上一次装夹后要经过若干个位置依次进行，工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序就称为工位。为了减少因多次装夹而带来的装夹误和时间损失，常采用各种回转作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中先后处于几个不同的位置进行。

四、工步制定

在工件表面和切削工具不变的条件下，所连续完成的那一部分工序内容称为工步。整个工艺过程由若干个工序组成，每一个工序可包括一个工步或几个工步。复合工步是为了提高效率，用几把同时完成几个表面的工步，例如组合钻床切削多孔箱体孔。

五、走刀设计

在工件表面上移动一次所完成的工步部分称为走刀。例如轴类零件如果要切去的金属层很厚，则需分几次切削，这时每切削一次就称为一次走刀。因此在切削速度和进给量不变的前提下完成一次进给运动称为一次走刀。