產(chǎn)品設(shè)計是識別市場機會、明確定義問題、為問題制定適當?shù)慕鉀Q方案并與實際用戶一起驗證解決方案的過程。 產(chǎn)品設(shè)計是建立在一個名叫“設(shè)計思維”的流行框架上,這是一種以人為中心的創(chuàng)新方法,它融合了人的需求、技術(shù)的可能性和商業(yè)的要求。
設(shè)計機械零件時,不僅應使其滿足使用要求,即具備所要求的工作能力,同時還應當滿足生產(chǎn)要求,否則就可能制造不出來,或雖能制造但費工費料很不經(jīng)濟。 在具體生產(chǎn)條件下,如所設(shè)計的機械零件便于加工而加工費用又很低,則這樣的零件就稱為具有良好的工藝性。有關(guān)工藝性的基本要求是: ①毛坯選擇合理機械制造中毛坯制備的方法有:直接利用型材、鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。毛坯的選擇與具體的生產(chǎn)技術(shù)條件有關(guān),一般取決于生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性等。 ②結(jié)構(gòu)簡單合理設(shè)計零件的結(jié)構(gòu)形狀時,警好采用簡單的表面(如平面、圓柱面、螺旋面)及其組合,同時還應當盡量使加工表面數(shù)目少和加工面積小。 ③規(guī)定適當?shù)闹圃炀燃氨砻娲植诙攘慵募庸べM用隨著精度的提高而增加,尤其在精度較高的情況下,這種增加極為顯著。因此,在沒有充分根據(jù)時,不應當追求高的精度。同理,零件的表面粗糙度也應當根據(jù)配合表面的實際需要,作出適當?shù)囊?guī)定。 欲設(shè)計出工藝性良好的零件,設(shè)計者就必須與工藝技術(shù)員工相結(jié)合并善于向他們學習。此外,在金屬工藝學課程和手冊中也都提供了一些有關(guān)工藝性的基本知識,可供參考。
機械制造中常用的材料是鋼和鑄鐵,其次是有色金屬合金。非金屬材料如塑料、橡膠等,在機械制造中也具有獨特的使用價值。 適用于制作機械零件的材料種類非常之多,在設(shè)計機械零件時,如何從各種各樣的材料中選擇出合適的材料,是一項受多方面因素所制約的復雜的工作。設(shè)計者應根據(jù)零件的用途、工作條件和材料的物理、化學、機械和工藝性能以及經(jīng)濟因素等進行考慮。
機械零件雖然有多種可能的失效形式,但歸納起來主要的為強度、剛度、耐磨性、穩(wěn)定性和溫度的影響等幾個方面的問題。對于各種不同的失效形式,相應地有各種工作能力判定條件。例如:當強度為主要問題時,按強度條件判定,即應力≤許用應力;當剛度為主要問題時,按剛度條件判定,即變形量≤許用變形量。 設(shè)計機械零件時,常根據(jù)一個或幾個可能發(fā)生的主要失效形式,運用相應的判定條件,確定零件的形狀和主要尺寸。