大学机械设计相关论文免费

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　　浅谈包装机械设计的改进方法

　　摘 要：我国包装机械行业的起步相对发达国家较晚，在20世纪70年代的时候才开始这方面的探索。但是我国包装机械行业发展较快，取得了令人瞩目的成就。该文从我国包装机械设计的现状入手，首先分析了发达国家包装机械设计的发展方向，然后研究了包装机械设计的改进方法，为包装机械设计的改进方法研究提供了可参考的意见。

　　关键词：包装机械 设计方法 改进

　　包装机械是机械设备的一种，它符合机械设备的各种特性，但是因为包装机械的特殊性，它比一般性的机械又多了延伸的意义。我国包装机械在经过一段时间的发展后，技术手段正在走向成熟。然而，因为我国制造的包装机械的稳定性和可靠性等问题，在国际上广为诟病。因此，必须改变这种现状，从包装机械的设计入手，优化整个包装机械的行业，以此来促进我国包装机械行业的发展。

　　1 我国包装机械设计的现状

　　1.1 我国包装机械的创新

　　当前，我国包装机械的改进和设计能力不足，即创新能力无法满足时代的需求。所以，我国包装机械的设计大多是模仿国外的同类型机器，然后根据国内的实际情况做一定程度的改动。我国包装机械的改进和设计能力不足的原因主要有以下几种。

　　(1)我国包装机械设计人员的素质不高。我国包装机械的起步较晚，虽然发展得较快，但是并没有掌握真正顶端的科技。设计人员应用的设计理论和参考的设计规范比较陈旧，满足不了包装机械设计创新的需求。

　　(2)科学研究和产业结合不够紧密。我国关于包装机械设计的研究并不少，但很少能够应用在实际的生产中。因此，我国包装机械设计的相关研究无法及时地在生产中实践，验证其可行性。

　　(3)资源配置不合理。我国对包装机械的宏观调控无法和包装机械行业发展的速度相匹配，这导致了资源配置的不合理，阻碍包装机械行业的发展。

　　1.2 我国包装机械设计的方法

　　在我国包装机械设计的行业中，仍然沿用着较为陈旧的方法。具体表现为以下几种。

　　(1)模型模仿性质高。我国包装机械在设计时，往往是根据任务设计书的特征，寻找同类型的样机，在此基础上设计自己的包装机械。整个设计中创新的程度较低，参数模仿的痕迹很明显。

　　(2)性能指标不够自主。我国包装机械在确定设计任务后，机械设备的技能指标和技术性能的数据在很大程度上是仿造样机的参数。因此，设计的包装机械性能和样机相比无太多进步之处。

　　(3)绘制图纸。在完成性能指标参数的设定后，我国的包装机械就开始进行工作原理图的绘制和传动系统图的绘制。这个过程符合机械设计的标准流程，而且这方面的技术我国和发达国家并没有太大的差距。

　　(4)其他设计。机械的设计是一个整体的工程，在设计的时候需要统筹整个机械的工作系统，设计到每一个零件。所以，在绘制完传动系统的图纸和工作原理的图纸后，需要进行关键零部件的设计。然后，设计整个机械的工程图和装配图，最后校核强度和刚度，确定施工图。

　　我国包装机械设计行业还停留在较为陈旧的模式上，缺乏必要的创新和高新技术手段的应用，这是包装机械设计行业发展的最大阻碍。基于此，必须加快自身改革的步伐，参考国际先进的设计经验，结合自身的实际情况创新的应用，这样才可以给我国包装机械设计行业的发展提供源源不断的动力。

　　2 发达国家包装机械设计的发展方向

　　包装机械设计的大国有美国、德国和日本等，它们的包装机械设计技术较为成熟，也经过了较长时间的发展，所以产品的性能要优于我国。它们的设计和生产都是以市场为基础，在充分地了解市场需求后，进行针对性的设计。正因为如此，它们的包装机械有很强的创新性和技术性，也符合市场的需求。美国、日本和德国等在包装机械设计和生产领域领先的国家，它们在发展中有以下主要思路。

　　(1)注重自动化程度。

　　自动化是指降低人在机械设备生产中的作用，加大机械自动化的程度。这是时代发展的必然趋势，而且自动化的生产还可以利用机械手完成较为复杂的操作，让生产的包装机械产品质量更高。再者，自动化的生产对提高产品的柔性也有一定作用，可以使产品满足更多的需求。

　　(2)控制生产成本，着眼于客户的需求。

　　以德国的机械为例，其生产的包装机械可以显著提升产品的产出速率，可靠性也有极强的保证。这就降低了客户生产的成本，使客户的需求得到了满足。

　　(3)采用模块化的设计。

　　模块需要根据种类做出划分，以方便客户的选择。通过这种设计，用户可以选择模块的组合来决定产品的性能，以此来应对市场的快速变化。同时，这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度，用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。

　　(4)产品机械和包装机械的一体化。

　　包装机械是整个生产机械的一部分，以往的分体制使机械间的配合常出现问题，一体化的机械设备很好地解决了这一问题，推动了包装机械的发展。

　　(5)注重计算机仿真技术。

　　计算机的发展给机械设计行业的改革提供了技术支持，各种绘图软件和仿真技术共同推动了机械设计行业的发展。特别是方针技术在机械设计行业的应用，缩短了设计的周期，降低了技术开发的成本，加快了产品发展的速度。

　　(6)高新技术在包装机械中的应用。

　　国外的包装机械注重新科技的机械设计中的应用。以包装机械为例，他们将尖端的计算机技术、设计理论大胆地应用在包装机械中，然后在不断的实践中改进应用的方法，最终实现包装机械行业的进步。

　　3 包装机械设计的改进方法

　　根据上述的分析可以得出，我国包装机械存在设计创新不足和设计方法不够优化的问题。所以，我们需要改进设计的方法，加入我国特色的元素，用技术推动包装机械的发展。以此来满足市场发展的需求，促进我国包装机械设计的发展。 　　3.1 从客户需求入手改进包装机械的设计

　　市场的发展和技术的进步给包装机械的客户提供了更多的考虑空间，所以他们的需求也发生了一定的变化。首先，他们要求提高包装机械生产的效率。生产效率是成本的保障，提高生产的效率就提高了自身的市场竞争力。其次，客户还追求包装机械和生产机械的一体化，要求生产商改变生产的思路和方向。再者，客户还追求包装机械的柔性，要求其能适应多种系统的工作和满足产品变化的需求。除了上述的三点之外，客户对包装机械新的需求还体现在以下几点上。

　　(1)售后要求。

　　机械设备由于运作时间和运作环境的原因，会出现各种问题，影响正常生产。所以，维修的及时性就体现着设备生产生的竞争力。就以目前的情况而言，远程诊断是最常用的一种方式，生厂商通过远程的视频和数据接受判断设备的问题，然后指出维修的措施或者派出专门的维修人员进行设备故障的排除。对于一些大型的包装机械设备和较为先进的包装机械，我国的售后服务多以派出维修人员为主，因为现场情况的复杂和机械的运行参数传输不准确等问题，一直无法较好地处理售后服务。基于此，可以加强传感器在包装机械中的应用，让生产企业可以更好的了解设备运行中的各种参数，不仅可以保护自身的技术，还可以实现远程诊断的目的，方便售后的维修。

　　(2)包装机械的设计对环境的影响要小。

　　当前发展的是可持续的经济，要求机械设备产生的污染物较少，产生的噪声也要小，这就对包装机械内含的科技提出了更高的要求。但是当前我国的包装机械在这方面做得还不够好，设计和生产的包装机械还是以追求利益和生产为主，忽视了机械设备附属的价值。

　　(3)设备购买的成本尽可能少。

　　包装机械设备的竞争力在某种程度体现在价格上，客户想用最低的价格购买性价比最高的产品。这种性价比更多体现在包装机械设备的科技内涵上，包含的科技越高端，其本身的附属价值就越高，同等资源消耗，可以用更快的速度和更高的质量产出更好的商品。

　　基于上述的几点客户需求，我国的包装机械设计行业可以从这些方面入手，改进设计的方法和思路，以此来满足市场的需求，完善自身的发展。

　　3.2 采用模块化设计的思路

　　模块化设计是一种统筹整体和局部的方法，对于包装机械设备性能的优化有着很大的作用。首先，模块化设计及可以简化包装机械的设计过程。包装机械的设计是一个复杂的过程，需要从多个需求入手，然后分别设计相应的功能，最后综合机械设计的原则和指标，完成包装机械的整个设计。

　　但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程，原本的模块是固定的，只要根据功能需求选择相应的模块，然后综合在一起，就可以基本完成整个设计。其次，模块化设计的包装机械产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同，它可以独立存在，随时将最新的技术应用在自身。因此，模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上，生产商可以通过模块设计来替代原本的产品功能，可以符合多种需求，有很强的设计柔性。

　　再者，模块化设计生产包装机械的成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成，再加上设计的柔性较高，可以实现小批量的生产，降低了包装机械的设计制造成本。

　　模块化设计的优点还有便于维修和成本较低。机械产品存在问题之一就是维修和保养困难，有时机械设备的维修和保养花销远远超过了设备本身的价值。包装机械也是如此，面对着维修困难的局面。模块化设计很好地解决了这个问题，使不同模块可以独立地存在，在维修时只需要选择相应的模块就可以，方便了维修的过程。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成，再加上设计的柔性较高，可以实现小批量的生产，降低了包装机械的设计制造成本。

　　当前的机械已经向着自动化和智能化的方向发展，需要满足多种需求。所以，包装机械可以利用模块化设计来优化整个包装机械的性能，尽快追赶发达国家的脚步，完善自身的发展，进而优化整个包装机械设计的行业。

　　3.3 绿色设计和虚拟设计

　　产品的设计是否成功在很大程度上取决于它能否迎合整个市场的需求和社会发展的法向。当前社会高速发展，也带来了很多发展中的问题。所以，人们要求设计的人性化和绿色化，即设计的产品既能满足可持续发展的要求，又能体现以客户为本的宗旨。我国是人口大国，人均资源的占有相对发达国家较少，必须把设计的方向对准广大的群体，追求产品的性价比，从而优化设计的产品。

　　虚拟设计是一种新型的机械设计手段，它是随着计算机技术的发展而兴起的，例如计算机的辅助绘图软件CAD和Solidworks等，它们可以实现在电脑上的三维绘图，然后生成相应的技术指标和性能参数。这种方式不仅可以用来检验设计的故障与瑕疵，还可以简化整个设计的过程。最重要的是，这种设计方式很方便修改，可以根据客户的需求做出各种调整，直到客户满意为止。虚拟设计是在计算机基础上发展起来的，所以它对计算机依赖的程度较高。但是这种依赖却有利于包装机械设计行业的发展，它不仅可以提高设计的速度，还可以将设计的成果进行模拟，检验其在特定环境下的工作状况。

　　基于上述的分析，可以得出，虚拟设计和绿色设计是用现代的科技手段进行传统的包装机械设计。这是时代发展的趋势，也给包装机械设计行业提供了新的发展方向。但是这种设计手段还在逐步的探索和发展中，技术层面并没有真正意义上的成熟。因此，必须加快这方面发展的脚步，不断在实践中完善技术的瑕疵，最终使绿色设计和虚拟设计发挥自身的优势，促进包装机械设计行业的发展。

　　上述几种包装机械设计改进思路都是有成功的经验作为参考的，但是创新技术的应用也不容忽视。我国很多大学都开发出了软件对包装机械进行有限单元分析和优化设计，然而因为企业和大学结合得不紧密，这些软件应用的程度并不高。因此，我国包装机械设计的行业可以开展校企合作的形式，加快新技术的研发，以便于给我国包装机械行业提供源源不断的进步动力。

　　4 结语

　　传统的包装机械生产的批量较大、成本较高、品种较少，这已经适应不了市场的需求，必须加快自身改革的脚步。我国是包装机械设计和生产的大国，如果不改进当前的设计方法，很难取得长远的发展。所以，我国的包装机械设计行业可以在参考国外先进技术的基础上，加快自身设计方法的改进，从而加速我国包装行业的发展。

　　参考文献

　　[1] 张克盛.改进包装机械设计方法的新思路探讨[J].中国包装工业，2015(5)：60-61.

　　[2] 刘守谦.改进包装机械设计方法的新思路[J].轻工机械，2005(4)：1-3.

　　[3] 刘丰.自动包装机械控制系统研究与开发[D].北京邮电大学，2014.

　　[4] 汤建明，曹巨江，孙军艳.论我国药品包装机械的改进思路――概念设计[C]//陕西省机械工程学会、全国制造技术与机床研究会西北分会.制造技术自动化学术会议论文集.2004：4.

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　　浅析机械设计与加工的误差

　　[摘 要]在机械设计与加工的过程中，误差是影响产品质量的主要因素，因此对误差产生的原因和可以采取的措施进行分析显得十分必要，文章通过对机械在加工过程中的变化规律的分析，提出了在机械设计和加工中采取合理的措施降低误差。

　　[关键词]机械设计;加工;误差分析;措施

　　1引言

　　随着社会的发展，人们对机械产品的精度要求越来越高，而降低机械产品的加工误差是提高产品质量和性能的直接途径。在实际的工业生产中，每个零件的生产都是由各种类型的机床连续生产完成的，又因为各个零件的尺寸、形状、规格和技术要求都不相同，所以在加工过程中难免会出现各种类型的误差。如何降低这些影响产品质量与性能的误差呢?本文将从机械设计和加工两个方面对如何降低误差进行研究。

　　2机械设计与加工的误差分析及降低措施

　　2.1机械设计与加工的误差分析概述

　　一个零件从设计到加工直至成型要经过三个阶段，第一个阶段是机械设计阶段：一个零件的设计不仅仅是形状的设计，还要考虑使用什么样的材料，如何进行加工，加工过程中会产生什么样的变化等等，这些都影响着零件的误差;第二个阶段是机械加工阶段：加工过程是产生误差的最主要过程，影响零件误差的因素有加工设备误差，加工工艺误差，测量误差等;第三个阶段是检测阶段：零件完成后要进行质检，不合格的产品将进行报废处理，检测的工具、检测方法和检测人员的素质都影响着零件的误差。

　　2.2 机械设计的误差分析

　　在机械设计过程中，要考虑到零件的误差，为了降低零件的误差，在机械设计过程中需要注意三个方面的问题：首先是机械零件的材料选择问题，机械零件的材料要满足其使用性能、工艺性能和经济性能;其次要选择合适的加工方法，加工方法的不同，机械零件的物理性能也不一样，比如零件的毛胚是采用铸造，还是锻造，采用何种热处理方式，这些都将影响机械零件的加工误差和机械的内应力，最终影响机械零件的使用性能;再次要考虑零件的可加工性，将零件的形状设计成易于加工的类型，将精度要求高的位置与精度要求低的位置区分开，使零件在满足要求的情况下尽可能的降低产生误差的可能。总体来说，设计与加工是相辅相成的，必须结合零件的加工工艺区设计，绝不能脱离加工单纯去设计，那样设计出来的零件必然是造价高且无实用意义的模型。

　　2.3 机械加工的误差分析

　　虽然机械设计中会产生一小部分因各种原因造成的误差，但最主要的误差来源是机械加工，机械设计可以通过形状等的改变对加工误差进行一定程度上的补偿，下面本文对机械加工中的误差产生的几个主要原因进行分析：

　　2.3.1 机床自身运转的制造误差

　　机床本身也是一种机械，其性能随着使用寿命的增长会产生一些误差，主要包括主轴回转误差、导轨的位置误差、传动链的传递误差，其中主轴的回转误差是指主轴的实际回转轴线与其理论回转轴线之间的变动所产生的误差，对回转件的加工精度起到很大的影响，零件的同轴度、挠度、圆跳动等都受到很大的影响;导轨的位置误差来源于两个方面，一是导轨的安装误差，二是导轨自身的制造误差和长时间使用的变形误差，导轨的位置是机床运转的基本依据，其位置误差极大的影响着零件的加工;传动链是整个机床运转的能量传递体系，传动出现误差将影响机器的相对运转，链条与机器传动件之间的摩擦等，也是影响机械加工的主要误差原因之一。

　　2.3.2机床用具的误差

　　机床的用具分为两种，一种是刀具，刀具在使用过程中不可避免的出现自身的磨损，从而导致零件出现误差，不同的机床使用的刀具不一样，对零件的误差造成的影响也不一样，总体来说，一般的刀具对机械加工的误差是极小的，另一种是夹具，机床夹具是机械加工的必须辅助设备，主要用于控制刀具、零件和机床的位置，所以它产生的误差要远远大于刀具。

　　2.3.3机械加工过程中的定位误差

　　机械加工中的定位误差主要出现在基准点不重合和定位副本身存在误差两个方面。在机械零件加工过程中，必须有精准的基准点，一般与设计中的基准点重合，若选用的基准点与设计基准点不一致，就会产生较大的误差;定位副是工件的基准面与夹具的定位面组成，若夹具的定位面制造不精确或粘有杂物，就会产生较早的制造误差。

　　2.3.4 加工过程中的系统误差

　　在机械加工过程中，如果工件材料的刚度低于机床或机床用具的刚度，工件就会因为切削力的作用而变形，从而导致误差。这种误差是可以避免的，机械设计人员应该一开始就考虑到，对加工工艺进行一定的限制。

　　2.4 降低误差的措施

　　要降低零件的误差需要从三个方面着手：一是减少加工中的直接误差，对机械加工中可能出现的误差进行削弱或消除，可以在设计时对这部分误差进行考虑，或者加工时选择合适的机床和夹具;二是对避免不了的误差进行补偿，即根据已知的误差量，通过添加原料或加工尺寸留下余量(原本30mm 的尺寸按 31mm 加工)等对误差进行弥补。三是对产生误差的零件进行分组使用，这种误差处理方法较为简单，也较为经济，这种方法的原理是对已经加工好的半成品或成品，将大的误差分为较细微的小的误差段，根据这些小的误差段对零件进行匹配或进一步的加工，如加过误差偏大的销就要配一个误差偏大的销孔进行匹配。

　　除了这些产生误差的因素外，还有许多其它的因素(如人为操作因素)以及相应的措施，本文因为篇幅关系就不在此一一介绍了。

　　3 结束语

　　在机械设计和加工中，误差是不可避免的一种现象，然而误差却可以降低或削弱，本文通过对机械设计与加工中的误差产生的原因进行详细的分析，提出了相应的预防措施，或通过设计时进行避免、或加工时进行补偿、或产生误差后进行分组处理，为提高零件的精度提供了有效的借鉴。

　　参考文献

　　[1] 冯义连.浅析影响机械零件加工精度的主要因素 [J].科教文汇，2008(9)：262-264.

　　[2] 翟道美，易广斌.影响机械工程加工精度的因素分析[J].黑龙江科技信息，2009(05).

　　[3] 陈永涛，郭双全.浅析机械加工精度影响因素与提高途径[J].科技资讯，2010(15).