摘要：机械结构设计是一个非常有创新性的工作，本文讲述了机械结构设计的基本要求，并对机械结构设计创新的必要性和机械创新性设计技术方法进行了简要分析，最后简要分析了家电产品中塑料件结构设计的优化创新。
关键词：机械工程；结构设计；创新设计
引言：作为我国当前的重点产业，机械设计与生产对于机械制造行业来讲非常重要。机械结构设计不仅关系着机械产品的最终可靠性与实用性，更关系着我国机械制造水平的高低和机械制造行业的未来发展。包括机械构件的材料、形状、尺寸等方面的内容，都是机械结构设计需要考虑到的问题。而一些创新的设计不仅能够优化传统机械结构设计的弊端，更是促进机械制造可持续发展的重要手段。
一、机械结构设计的基本要求
1.1功能设计要点
众所周知，机械制造的主要目的就是满足人们对于机械的功能需求对原材料进行加工并形成成品的一个过程。作为机械制造的初始阶段，机械的功能设计不仅要满足客户的实际需求，更要展现出创新性，要求设计的产品必须满足相关的机械工作原理，还要保证产品的稳定性、工艺力学以及材料力学和装配性能等相关因素的要求。
1.2质量控制要点
机械在铸造的过程中不仅要考虑到功能的实现，更多的还要考虑到产品的最终质量。包括产品的精度、刚度以及结构力学等标准是否符合，针对会影响机械产品制造质量的因素进行分析。一方面，通过控制这些质量影响因素来控制机械产品的质量和性价比，有效保障其质量和经济性。另一方面，还要充分考虑到机械的操作便捷性、外观以及安全特性和节能环保等方面的内容。因产品的质量不仅是由施工工艺和材料来决定的，所以要做到全面的考虑。
1.3优化与创新设计
随着机械制造业的不断发展，机械制造市场的竞争也愈发激烈。因此，机械产品结构的创新设计方式已经成为机械制造企业的有力竞争，在产品中引入创造性的思维和其他的学科技术，进一步应用于机械制造的优化设计和创新设计，有效的提高机械技术产品的竞争力。结构优化设计的前提是有大量的可能性方案，和优化空间，包括对机械产品的生产工艺、材料以及连接方式、尺寸形状等方面的优化和创新设计。
二、机械结构设计创新的必要性
随着科技水平的飞速发展，机械制造企业产品同质化的现象非常严重，随着市场竞争加剧，机械制造产品要想占有更多的市场份额，必须对其功能与用途不断改进与完善，以独特的优势在市场中胜出竞争对象的产品，从而取得经济社会效益最大化。这也就要求我们从事机械设计的工作者，要花心思，下苦功夫，将工作重心放在对机械设计上，特别是机械结构设计，利用现代机械设计理念，不断创新方法，优化各种结构模块的组合，构建起满足整个产品系统需要的机械结构，与企业一道去赢得市场的竞争，这也是当下机械设计工作者的一项重要而迫切的工作任务。
三、机械创新性设计技术方法
机械创新设计推动了社会的工业化生产的发展，其创新设计的方法有：①类比法，是进行逻辑推理，找出需要思考研究事物和某一我们熟悉、与之有共同点的事物之间的相似点或不同点，在异中求同或同中求异中实现创新；②观察法，是用敏锐的眼光去看、用科学思维去想。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆人们对研究的对象进行仔细反复的观察，对其综合分析，对对象的本质和规律进行解释研究；③移植法，是把已有的研究成果引用渗透到其他领域中，进行变革、创新；④组合法，是有机的组合两种或两种以上的材料、产品、事物、技术等，使之产生新的成果或事物的创新技法；⑤还原法，是找到事物的原点，创新活动中各种问题的解决途径再从原点出发去寻找；穷举法，是辅助的创新技法，把问题逐一列出，全面展开事物的细节，帮助人们明确创新的方向和目标；⑥集智法，是聚集不同知识结构、不同兴趣爱好、不同工作经历的人，一起来讨论方案、分析问题，从感觉和认识上的差异中形成智力互激、信息互补的氛围，进而有效的实现创新效果。⑦变元法。是一种最为科学简便的新方法，极具富有创造性的内涵，主要含有两个方面：一方面是变化法创新有七个变元内容，指的是材料、数量、位置、尺寸、形状、联接和工艺变无元素；另一方面是变元创新在设计中的运用，是在先期确定机械基本结构的前提条件下，将将这些变元元素进行适当的改变调整，从而研究多种变异和改进新的机械结构方案，达到优化设计的目的。譬如变元法中的尺寸变元，尺寸主要是指距离、角度和长度等，它考虑了变元元件中元素之间的距离、长短度和角度等方面的问题，通过改变机械零件和其构件的尺寸大小，使机械的整体结构发生变化。就因为尺寸变元的主要内容是长度、角度和距离等的变元，这样便是机械的整体结构发生了变化，不同的尺寸对应着一个创新设计，从而起到了改变整体机械构件的效果。具体而言，在一些弯曲工艺里面会使用到尺寸变元，因为每个材料的弯曲弹性变形不一样，所以对元件的弯曲程度不同，角度的要求也不相同，需要在弯曲构件成形之后，然后再对所弯曲的构件进行加工和修复，如果在弯曲构件之前直接确定一个角度，并且构件允许小范围的变形，那么弯曲后就不用再加工修复了。
四、家电产品中塑料件结构设计的优化创新
4.1强度设计优化
强度设计主要靠零件强度设计和连接强度设计这两种方式来实现其设计效果。决定零件强度的因素很多，其一，家电产品塑料件使用材料的壁厚；其二，所使用的塑料件材料的形状；其三，塑料件的加强筋和结构形式；这三个方面的原因是决定零件强度的主要原因。在加强连接强度的过程中可以选择多种方法，其中螺钉联接和卡钩-扣位联接这两种方式是主要的使用方式，要求在把握产品的总体外形尺寸上，从而加强强度设计方案的优化。
4.2适应模具加工制造和注塑方面的设计创新
适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计的创新中，对结构设计师的要求特别严格，结构设计师要充分考虑模具加工制造方面的问题，同时，适应模具加工制造和注塑方面的设计创新和对塑料件设计要以有利于成型、脱模和提高成品质量为设计原则，另外，适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计的创新中结构设计师还要做到在满足几何形状设计的基础上，充分考虑塑料件结构的细节设计，同时还要让它与几何形状设计的思维方法一致。
4.3适应批量生产方面的设计创新分析
家电产品塑料件结构在适应批量生产方面设计，对设计师有很高的要求，要求设计师在设计的过程中必须考虑多方面的问题，首先要考虑生产效率，比如必须能设计出快捷、方便的员工装配和操作形式，提高生产效率；其次工艺结构设计和几何形态设计要使用批量生产结构形态，而且在设计的过程中必须统筹全局，并注意各个部件的设计细节，从而能够有效提高零部件的设计效益。
五、结束语
综上所述，机械结构设计创新具有非常重要的意义，是满足人们需求，促进社会进步与发展的不竭动力。要逐步实现机械结构创新设计，必须要求设计者拥有扎实的专业和技术知识，用敏锐的分析能力和思维创新能力，发挥出极大的想象空间来设计，从而创造出新的机械结构方案，最终实现提高机械产品竞争优势，达到机械制造加工企业的社会经济效益最大化。
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论文作者:余锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/29
标签：机械论文; 结构设计论文; 结构论文; 产品论文; 机械制造论文; 构件论文; 弯曲论文; 《基层建设》2019年第16期论文;