產品設計是識別市場機會、明確定義問題、為問題制定適當的解決方案并與實際用戶一起驗證解決方案的過程。 產品設計是建立在一個名叫“設計思維”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、技術的可能性和商業(yè)的要求。
設計機械零件時,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濟。 在具體生產條件下,如所設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技術條件有關,一般取決于生產批量、材料性能和加工可能性等。 ②結構簡單合理設計零件的結構形狀時,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目少和加工面積小。 ③規(guī)定適當的制造精度及表面粗糙度零件的加工費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配合表面的實際需要,作出適當的規(guī)定。 欲設計出工藝性良好的零件,設計者就必須與工藝技術員工相結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。設計者應根據零件的用途、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。 設計機械零件時,常根據一個或幾個可能發(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。