非标自动化设备设计的材料选择分析

张艳辉

摘要：改革开放以来，中国社会得到巨大的发展，各种高新技术设备被广泛应用于企业的生产之中。为了使企业的生产效率得到提高，在生产之中应用了自动化设备。由于某些企业自身的原因，在进行生产时无法使用标准的自动化设备，而是逐渐开始引用非标自动化设备。基于此，文章介绍了非标自动化设备特点，探讨了非标自动化设备设计的材料选择。

关键词：自动化设备；非标设备；材料选择；创新设计

1.非标自动化设备特点

非标自动化设备的主要加工方式是采用普通机床或者数控机床，并采用夹具或者是夹具与刀具结合的方式进行测量。用于测量的装置大多是通用型的。数控机床由于机构的限制很难完全满足产品的精细化要求，为了有效保证加工质量，很多情况下也会采用试切法与划线的方式用来加工。非标自动化设备的产品设计大都计算机绘图软件进行设计，不仅简化了绘图设计的步骤，也极大的提高了绘图的精确性，常用的计算机绘图软件有AutoCAD、SolidWorks等。很多装配图可以利用AutoCAD制图软件依据机械制图标准进行绘制，也可以利用SolidWorks等三维绘图软件转换成二维装配图。无论采用什么样的绘图软件都要保证视图与尺寸设计要符合加工标准，产品的表面粗糙度等数值都要有明确的标注。图纸设计完成后，要按照企业的要求输出产品渲染图，为了提高设备的生产效率，可以对图纸进行染色，方便加工工人识图。

2.非标自动化设备设计的材料选择

2.1功能性材料的选择

在非标自动化设备材料选择时，根据不同部件的功能要求，其所用的材料的性能需求就不同，根据材料特性，做到材料在不同零部件位置上的合理应用，比如，部分零件应该用到支撑力相对较强的位置，而一些临建则需要用在耐磨性能要求较高的地方。还有一些零件是外观件，对外观有较高要求。所以说，机械设计期间，实施材料选择的时候，必须要清楚各个零部件所具有的功能要求，然后结合个性化要求，合理选择性能水平较高的材料。

2.2载荷类型材料的选择和应用

产品运行期间，往往会出现一些非正常问题，比如零部件不可以正常使用，从现象出现原因上进行分析，一个非常关键的原因就在于所选择好的材料具备较差负载力。此外，非标自动化设备正常工作过程中，常常会发生机器突然失效问题，该现象出现的原因一般为材料荷载因素。所以说，为避免以上几种情况的发生就要在非标自动化设备材料的选择上要多下功夫，做好该零件的工作荷载的估算。

2.3适用性以及经济性之间的和谐统一

现阶段，非标自动化设备设计材料选择环节，一个非常重要的内容，那就是要体现出经济性与适用性这两个原则。具体工作过程中，工作人员需要将材料制造方法作为选择标准之一。一般情况下，不同非标自动化设备设计所需要的材料在实际技术要求方面是存在较大差异性，包括铸造工艺流程、焊接工艺流程以及切削方法等工艺要求。所以说，针对不同材料的最终应用，工作人员需要保证其性能的有效发挥，增强其使用性。同时，材料选择工作需要确保零部件性能发挥，最大限度增强材料的经济性能，使非标自动化设备设计工作获得最大化经济效益。

3.非标自动化设备创新设计探究

机械行业的发展无法像电子行业那么迅速，其中一个原因是，电子行业可以通过信息技术的提升而快速发展，机械行业的发展离不开机械原理的应用以及机械材料的提升。机械行业想要得到发展需要依靠工业电气化的辅助，将机械与电气、液压、气动进行有效地结合，加上新型材料的开发与应用，能给机械行业带来新的发展。

3.1提高非标自动化设备设计人员的业务水平

非标自动化设备是根据企业的生产需求来设计制造的，属于一种定制型生产设备；就是说在机械设备市场上，现有的设备无法达到企业生产使用时，就需要定制生产相应的设备。非标自动化设备没有标准的模版，需要依据生产场所和产品特性来进行独立设计。因此，设计非标自动化设备时，设计人员的业务水平非常关键。提升设计人员的业务水平，既能提高企业的满意度，也能提升设备的质量。设计人员根据自身的工作经验，结合专业知识，对非标自动化设备进行设计和细节优化，，并在设计过程中全场跟进，避免出现设计环节的疏忽，进而影响非标自动化设备的使用效率。

3.2使用Solidworks进行非标自动化设备的模块化设计

通过使用积木式设计方法，可以减少非标自动化设备的设计工作量，提高设备可靠性并降低设备生产制造成本。使用Solidworks对非标自动化设备进行设计，可以缩短设计的周期，降低设计工作的难度。如果企业对设备设计不满意或者出现设计失误，Solidworks技术也容易进行修图、改图。在设计非标自动化设备时，常常会反复使用诸如螺丝、轴等元件，通过使用Solidworks建立零部件库可以直接取用这些零部件，提高了设计工作的效率。而Solidworks的使用还能方便对设计图纸的存储以及完成各种视觉角度、效果的图纸输出。

3.3提升和优化非标自动化设备设计使用的材料

为保障设备的功能使用，在非标自动化设备设计中要重视提升设备使用的平衡性和协调性，选择优质材料，避免在设计中出现木桶效应。此外，非标自动化设备设计中也要考虑到材料成本问题。首先要选择能够保证设备在预定使用寿命内可以正常运作的重要零件，部分零件在允许范围内要能够保障设备的日常生产应用，其次要尽可能地降低零件的成本，多采用市场上常见的标准化零件，提升非标自动化设备的通用性。选择零部件时，要考虑零件的抗震动、冲击、耐高温、低温、高速、高负荷性能。在条件允许的情况下，要努力提高零件的生产工艺，节约零件加工成本，使实际使用的非标自动化设备能够更经济实用，节约企业的生产成本，进而提高企业的生产经济效益。

3.4提高设计的耐用性和易操作性

非标自动化设备的设计要紧贴生产需求，考虑到企业工人的使用、操作习惯，提升非标自动化设备的接受度、耐用性与易操作性。好的设计需要延续到后续的使用和维护上。因此，非标自动化设备设计时要重视设备在实际使用时的效果和一些可能出现的操作问题，开阔设计思路，设计易懂、易操作的操作界面，提升使用工人和设备之间的交互性，避免出现设备设计完就被企业淘汰的尴尬情况，企业员工能够快速接受、使用非标自动化设备才能够提升企业的生产效率。此外，设计人员要编写详细的设备使用手册，帮助企业工人根据设备使用手册快速地熟悉设备的操作流程。

3.5整合设备的设计思路

当设计人员完成企业定制的非标自动化设备设计的初稿时，需要对设计稿进行优化，优化现有设计中设备所具有的功能以及其他的附加功能，综合考虑设备的应用需求，使设计的非标自动化设备具备更多的设备应用优势，进而提升设备在机械行业中实际生产应用的广泛性、可靠性、安全性，充分满足企业对非标自动化设备的要求。

结束语

非标自动化设备的设计质量关系着工业企业未来的发展，因此在非标自动化设备设计过程中，要采用先进的设计方法，不断提高设计水平，使非标自动化设备的生产具有较高的效率。

参考文献

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