Tesis de grado 1 en diseño mecánico habla sobre nuevas ideas en el diseño de piezas mecánicas
Resumen: El diseño de piezas mecánicas es una actividad creativa realizada por el ser humano con el fin de lograr ciertas expectativas. objetivos. Se basa en la acumulación de experiencia a largo plazo, a partir de fórmulas empíricas, gráficos, estándares y especificaciones formadas por mecánica, modelos matemáticos y experimentos, y está diseñado mediante cálculo condicional o analogía. El diseño tradicional tiene muchas limitaciones, por lo que el autor propone nuevas ideas para el diseño de piezas mecánicas.
Palabras clave: maquinaria; piezas; diseño; nuevas ideas
El modo tradicional de diseño de piezas mecánicas es el cálculo y el dibujo manual. Aunque muchos diseñadores ya han utilizado gráficos por computadora, todavía se encuentran en las primeras etapas de los gráficos por computadora. Las ventajas de las computadoras en la optimización del diseño de piezas mecánicas se aprovechan al máximo, lo que da como resultado una precisión de diseño deficiente. Debido a las ideas de diseño rígidas, siguen surgiendo problemas durante el proceso de producción y el diseño se modifica y revisa constantemente, lo que resulta en una reducción de la eficiencia.
1. La idea central del diseño: el pensamiento innovador
1.1 Utilizar el pensamiento creativo
La creatividad de los diseñadores es el resultado de diversas habilidades, personalidades y características psicológicas Desempeño integral, que incluye observación, memoria, imaginación, pensamiento, expresión, autocontrol, logros culturales, ideales y creencias, voluntad y carácter, pasatiempos y otros factores. Es una de las fuerzas impulsoras básicas del progreso social y el progreso tecnológico, en el que la imaginación y el pensamiento son el núcleo de la creatividad. Procesa y transforma la información obtenida de la observación y la memoria de forma controlable para crear y expresar nuevas ideas. el centro de toda la actividad creativa. Los diseñadores no consideran el trabajo de diseño como una rutina, pero siempre mantienen un fuerte deseo e impulso por la innovación, dominan los métodos de innovación necesarios, fortalecen el aprendizaje y el ejercicio para desarrollar la creatividad y se convierten en talentos innovadores que satisfacen las necesidades del diseño moderno. El desarrollo de la creatividad puede llevarse a cabo desde los aspectos de cultivar la conciencia innovadora de los diseñadores, mejorar la capacidad de innovación y la práctica innovadora.
1.2 Utilizar el pensamiento divergente
El pensamiento divergente, también conocido como pensamiento radiante, se centra en el problema a resolver. Los pensadores rompen las reglas y consideran los problemas desde diferentes direcciones, ángulos y niveles. . Al proponer diferentes formas de resolver un problema y buscar diferentes respuestas, podrás elegir la mejor solución. Por ejemplo, ¿si se propone? ¿Conectar dos partes juntas? Los métodos convencionales incluyen soldadura, unión, remachado, unión, atornillado, etc. Pero después de pensar con pensamiento divergente, puedes usar fuerza electromagnética, fricción, presión, aspiración, congelación y otros métodos. El uso del pensamiento divergente puede conducir a soluciones mejores y más óptimas a los problemas. El pensamiento divergente es una de las principales formas de pensamiento creativo y es de gran importancia en la innovación tecnológica y el diseño de programas.
1.3 Utilizar el pensamiento innovador
El pensamiento innovador se basa en diversos pensamientos convencionales. Inspirándose en información externa, el cerebro humano reintegra diversa información y produce nuevos resultados. Este es un pensamiento innovador. El proceso de diseño de piezas mecánicas es un proceso innovador. Los diseñadores deben romper las convenciones del pensamiento convencional, perseguir nuevos principios funcionales, nuevos planes, nuevas estructuras, nuevas formas, nuevos materiales y nuevos procesos, y encarnar la innovación en la búsqueda de diferencias y avances.
2. Diseñar científicamente piezas mecánicas.
2.1 Dominar los principales contenidos del diseño de piezas mecánicas
El diseño de piezas mecánicas es una parte importante del diseño mecánico y la base del diseño mecánico general. Varios mecanismos y componentes en equipos mecánicos y sus diversas funciones de movimiento se diseñan cuidadosamente mediante el diseño cuidadoso de piezas mecánicas, dibujos de procesamiento y fabricación de piezas y dibujos de ensamblaje de piezas, y luego mediante un procesamiento fino en el proceso de fabricación mecánica, calificado. Los componentes se ensamblan.
El contenido principal del diseño de piezas mecánicas incluye: de acuerdo con los requisitos del diseño del esquema del equipo mecánico y el diseño general, determinar los requisitos de trabajo, el rendimiento y los parámetros de las piezas, seleccionar la configuración, el material y la precisión de las piezas. piezas, realizar análisis de fallas y cálculos de capacidad de trabajo, dibujar dibujos de piezas y dibujos de ensamblaje. El producto mecánico completo debe cumplir con los requisitos integrales de calidad de las piezas mecánicas en cuanto a resistencia, rigidez, vida útil, resistencia al desgaste, resistencia al calor, estabilidad a las vibraciones, precisión, tecnología de procesamiento y ensamblaje, costos de mantenimiento y producción, así como control de ruido y anticorrosión. Rendimiento, sin contaminación ambiental y otros requisitos de seguridad y protección ambiental.
2.2 Calcular estrictamente los modos de fallo de las piezas mecánicas.
Las piezas mecánicas fallan por diversos motivos, entre ellos fractura, aplastamiento de la superficie, picaduras de la superficie, deformación plástica, deformación elástica excesiva, **vibración, sobrecalentamiento y desgaste excesivo. Por tanto, a la hora de diseñar piezas, primero debemos analizar el fallo de la pieza, predecir la posibilidad de fallo y tomar las medidas correspondientes, incluidos cálculos teóricos y criterios de cálculo.
Los criterios de cálculo comúnmente utilizados son los siguientes: 1. Criterio de resistencia. La resistencia es la capacidad de una pieza mecánica para resistir fracturas, daños por fatiga superficial o deformación plástica excesiva. El segundo es el criterio de rigidez. La rigidez se refiere a la capacidad de una pieza para resistir la deformación elástica bajo carga; el tercero es el criterio de estabilidad a la vibración. Para maquinaria que se mueve a alta velocidad o tiene baja rigidez, evitar * * vibraciones durante el trabajo el cuarto es el estándar de resistencia al calor; Para garantizar que las piezas funcionen normalmente a altas temperaturas, la estructura y los materiales deben diseñarse de manera razonable y, cuando sea necesario, se deben tomar medidas de enfriamiento efectivas. El quinto es el estándar de resistencia al desgaste; La resistencia al desgaste se refiere a la capacidad de las superficies de trabajo de las piezas que están en contacto entre sí y se mueven para resistir el desgaste. Cuando las piezas se desgastan excesivamente, fallarán y serán desechadas. Sólo mediante una consideración exhaustiva se pueden evitar en la medida de lo posible los fallos de las piezas.
2.3 La elección correcta de la rugosidad superficial de las piezas mecánicas
La rugosidad superficial es un índice técnico importante que refleja el error de forma microgeométrica de la superficie de la pieza, y es el principal base para inspeccionar la calidad superficial de la pieza. Que la elección sea razonable está directamente relacionado con la calidad, la vida útil y el costo de producción del producto. El método de analogía es ampliamente utilizado en la selección de rugosidad superficial en el diseño de piezas mecánicas. Este método es sencillo, rápido y eficaz. El más utilizado es adaptar la rugosidad de la superficie al nivel de tolerancia.
En aplicaciones prácticas, para diferentes tipos de máquinas, los requisitos de rugosidad superficial de sus piezas son diferentes cuando las tolerancias dimensionales son las mismas. Ésta es la estabilidad de la cooperación. Para diferentes tipos de máquinas, los requisitos de estabilidad e intercambiabilidad de sus piezas son diferentes. Por lo tanto, en el trabajo de diseño, la elección de la rugosidad de la superficie debe basarse en la realidad y se debe realizar una selección razonable sopesando exhaustivamente la función de la superficie y la economía del proceso de la pieza.
2.4 Optimización integral de los métodos de diseño de piezas mecánicas
Es necesario hacer un uso completo de las teorías y métodos mecánicos como la mecánica, la dinámica mecánica, la tribología, la resistencia estructural mecánica, la dinámica de transmisión, y análisis asistido por computadora Con el desarrollo continuo de la tecnología y las cuestiones técnicas clave del diseño, se están formando una serie de nuevos criterios y métodos de diseño. El diseño asistido por computadora (CAD) es un método de diseño moderno que introduce la tecnología informática en el proceso de diseño y utiliza computadoras para completar la selección, el cálculo, el dibujo y otras operaciones.
La tecnología CAD ha traído grandes cambios al diseño de piezas mecánicas y se ha convertido en una parte importante del diseño mecánico moderno. En la actualidad, la tecnología CAD se está desarrollando en una dirección más profunda y amplia, principalmente de la siguiente manera: CAD inteligente basado en sistemas expertos; integración de sistemas CAD, sistema integrado CAD y CAM (fabricación asistida por computadora) (CAD/CAM); tecnología de modelado; tecnología de diseño orientada a la fabricación basada en ingeniería concurrente: sistema CAD de red distribuida.
Materiales de referencia:
[1]Wang Yueqiang: Investigación sobre la innovación en el diseño de piezas de productos mecánicos modernos[J] Transportation World (Construction and Maintenance Machinery), 2012(06)
[2]Xie Zhikun/Lu Ping/Shi/Liu Bocong: Aplicación de tecnología ligera en el diseño de máquinas herramienta [J] Tecnología de fabricación y máquinas herramienta, 2012(12)
Parte 2 de Discusión de tesis de graduación de diseño mecánico sobre diseño mecánico y automatización de fabricación
Se realizó un análisis comparativo de la automatización mecánica y la tecnología de fabricación mecánica tradicional, y se señaló que el diseño y la fabricación mecánicos inteligentes se han convertido en una tendencia de desarrollo. La automatización mecánica tiene las ventajas de bajo costo, alta eficiencia y multifunción en la fabricación de maquinaria, y puede satisfacer las diversas necesidades de la vida y la producción de las personas. Este artículo analiza los principios de diseño, las ventajas y los beneficios de la automatización mecánica y su dirección de desarrollo.
Palabras clave: Dirección de desarrollo de los principios de automatización de fabricación mecánica
1 La automatización de fabricación mecánica cumple con los principios de diseño.
1.1 Cumplir con los requisitos funcionales de la máquina.
El desarrollo de cualquier producto tiene como objetivo satisfacer las necesidades de las personas, y diferentes productos tienen diferentes prestaciones. Cualquier diseño mecánico debería poder procesar los materiales, la energía y la información de entrada y generar los materiales, la información y la energía necesarios. Los sistemas de automatización mecánica también deberían tener esta función y poder procesar materia, información y energía. Los sistemas de automatización mecánica incluyen productos mecatrónicos y tecnologías mecatrónicas.
Como producto, también incluye diseño, fabricación y funciones específicas que cumplen con los requisitos de uso. La función está determinada por su estructura de conexión orgánica interna.
1.2 Innovar continuamente con tecnología avanzada.
Los productos o sistemas se pueden clasificar según sus diferentes funciones. La máquina de procesamiento es un sistema de materiales que se encarga principalmente del manejo y procesamiento de materiales, ingresa material, energía e información, y principalmente genera la posición y forma cambiadas después del procesamiento. Un sistema que principalmente convierte energía, ingresa energía e información y genera diferentes energías se llama máquina de energía, en la que el motor primario genera energía mecánica. Se centra principalmente en el procesamiento de información, ingresa información y energía y genera información parcial.
Además de las funciones principales necesarias mencionadas anteriormente, el sistema de automatización mecánica también debe tener otras funciones internas, a saber, función de control, función de suministro de energía, función de detección y función de construcción. Basado en los principios de composición funcional anteriores, no solo favorece el diseño o análisis de diversos productos de automatización mecánica, sino que también favorece el desarrollo de ideas y facilita la invención y la innovación.
2 Ventajas y beneficios de los sistemas de automatización mecánica
2.1 Mejora de la capacidad de producción y calidad del trabajo.
Los productos de automatización mecánica tienen funciones de control automático y procesamiento automático de información, y la precisión y sensibilidad de la detección mejoran enormemente. El sistema de control automático puede asegurar que la maquinaria complete las acciones según lo planificado, de modo que el proceso de fabricación no se vea afectado por factores subjetivos del operador, asegurando la mejor calidad del trabajo y un alto índice de calificación del producto. Al mismo tiempo, debido a la automatización de los productos de automatización mecánica, la productividad ha mejorado considerablemente.
2.2 mejora la seguridad y fiabilidad de uso.
El sistema de automatización mecánica dispone de funciones de alarma, monitorización, diagnóstico y protección. Si se encuentran sobrecorriente, sobretensión, sobrecarga, cortocircuito y otras fallas de energía durante el trabajo, el trabajo se puede detener automáticamente para proteger la integridad del equipo mecánico, evitar o reducir accidentes personales y mejorar la seguridad del equipo. Debido al uso de componentes electrónicos en productos de automatización mecánica, la cantidad de piezas móviles y piezas de desgaste en los productos mecánicos se reduce, dándoles mayor sensibilidad y confiabilidad, menores tasas de falla y una vida útil más larga.
2.3 Fácil ajuste y mantenimiento, mejorando el rendimiento.
Al instalar y depurar productos de automatización mecánica, el modo de trabajo se puede cambiar cambiando el programa de control para satisfacer las necesidades de diferentes objetos del usuario y cambios en los parámetros en el sitio. Estos programas de control se pueden ingresar al sistema de control de productos de automatización mecánica de varias maneras sin cambiar ningún componente del producto. Para productos de automatización mecánica con funciones de almacenamiento, se pueden almacenar con anticipación varios conjuntos de diferentes programas de ejecución y luego recibir una entrada de señal de código de acuerdo con diferentes objetos de trabajo, y el trabajo automático se puede realizar de acuerdo con el programa predeterminado especificado. Las funciones de detección automática y monitoreo automático de los productos de automatización mecánica pueden tomar medidas automáticamente para detectar fallas durante el proceso de trabajo y restaurar el trabajo a la normalidad.
2.4 La mejora de las condiciones laborales favorece la automatización de la producción.
Los productos de automatización mecánica son altamente automatizados, intensivos en conocimiento y tecnología. Son una forma importante de liberar a las personas del trabajo físico pesado y pueden acelerar la automatización de fábricas, oficinas, agricultura, transporte y otros. incluso la domótica, promoviendo así la realización de las cuatro modernizaciones de China.
3 La dirección del desarrollo del diseño mecánico, la fabricación y la automatización
3.1 Inteligencia.
La inteligencia es una importante dirección de desarrollo de la tecnología de automatización mecánica en el siglo XXI. ¿Qué se dice aquí? ¿inteligente? Es una descripción del comportamiento de las máquinas, que absorbe nuevas ideas y métodos como la inteligencia artificial, la investigación de operaciones, la informática, las matemáticas difusas, la psicología, la fisiología y la dinámica del caos basadas en la teoría del control. Simule la inteligencia humana para permitirles tener juicio, razonamiento, pensamiento lógico, toma de decisiones independiente y otras habilidades para lograr objetivos de control más elevados. Es cierto que es totalmente posible y necesario equipar los productos de automatización mecánica con inteligencia de bajo nivel o inteligencia humana parcial.
3.2 Modularidad.
La modularización es un proyecto importante y arduo. Dado que existen muchos tipos de productos de automatización mecánica y muchos fabricantes, es muy complejo pero muy importante desarrollar unidades de productos de automatización mecánica con interfaces mecánicas, interfaces eléctricas, interfaces de alimentación e interfaces ambientales estándar. Por ejemplo, desarrollamos una unidad de potencia que integra desaceleración, desaceleración inteligente y motores, una unidad de control con funciones como visión, procesamiento de imágenes, reconocimiento y alcance, y varios dispositivos mecánicos que pueden completar operaciones típicas. De esta manera, se pueden desarrollar rápidamente nuevos productos utilizando unidades estándar y también se puede ampliar la escala de producción.
3.3 Red.
El auge y el rápido desarrollo de la tecnología de redes ha traído enormes cambios a la ciencia y la tecnología, la producción industrial, la política, el ejército, la educación y la vida diaria de las personas. Varias redes integran la economía y la producción globales, y la competencia entre empresas tiende a globalizarse. Una vez que se desarrolla un nuevo producto de automatización mecánica, pronto se venderá bien en todo el mundo siempre que tenga funciones únicas y una calidad confiable. Debido a la popularidad de Internet, varias tecnologías de monitoreo y control remoto basadas en red están en auge, y el dispositivo terminal de control remoto en sí es un producto de automatización mecánica. Las tecnologías Fieldbus y LAN han convertido la conexión en red de electrodomésticos en una tendencia generalizada.
3.4 Miniaturización.
La miniaturización se refiere a la tendencia de la automatización mecánica que se desarrolla en el campo microscópico. En el extranjero se denomina sistema microelectromecánico o sistema de automatización micromecánico, que generalmente se refiere a productos de automatización mecánica con un tamaño geométrico no superior a 1 cm3, y se está desarrollando hasta el nivel de micras y nanómetros. Los productos de automatización micromecánica son de tamaño pequeño, de bajo consumo de energía y de movimiento flexible. Tienen ventajas incomparables en los campos de la biomedicina, el ejército y la información. El cuello de botella en el desarrollo de la automatización micromecanizada radica en la tecnología micromecánica. El procesamiento de productos de automatización micromecánica adopta tecnología de procesamiento fino, es decir, tecnología de ultraprecisión, incluida la tecnología de fotolitografía y la tecnología de grabado.
4 Conclusión
La automatización mecánica moderna tiene el significado de multifunción, alta calidad, alta confiabilidad y bajo consumo de energía en el diseño y la fabricación. Por lo tanto, el diseño y la fabricación de maquinaria son. centrado en maquinaria. Las tecnologías clave de la tecnología de automatización mecánica son la tecnología de detección de sensores, la tecnología de procesamiento de información, la tecnología de servoaccionamiento, la tecnología de control automático, la tecnología de interfaz, la tecnología de maquinaria de precisión y la tecnología de sistemas en general. Los diseñadores no sólo deben estar interesados en la introducción de la tecnología y no sólo ser los difusores de nuevas tecnologías, sino también los creadores de la industrialización de las nuevas tecnologías, abriendo un amplio mundo para el desarrollo de la tecnología mecatrónica.
Referencias:
[1] Wu. La dirección de desarrollo del diseño mecánico, la fabricación y la automatización [J]. Información científica y tecnológica de Heilongjiang, 2013(11):45-46.
[2]Luo Bilong. Investigación sobre la dirección del desarrollo del diseño mecánico, la fabricación y la automatización [J]. Tecnología y empresa, 2013(8):105-106.
Liu Chao. Investigación sobre la dirección del desarrollo del diseño mecánico, la fabricación y la automatización de China [J]. Ciencia y tecnología de Henan, 2013 (6): 66-67.