液壓元件，一般來(lái)說(shuō),是通用的,其功能到處可用，液壓元件設(shè)計(jì)過(guò)程大致有如下十三個(gè)步驟，本文興迪源機(jī)械帶來(lái)液壓元件的設(shè)計(jì)過(guò)程詳解。
一、確定市場(chǎng)方向：
液壓元件,一般來(lái)說(shuō),是通用的,其功能到處可用。所以,企業(yè)生產(chǎn)液壓元多時(shí)候并沒(méi)有明確固定的顧客和應(yīng)用場(chǎng)合,但應(yīng)該首先確定的是面向哪個(gè)市場(chǎng)。
前市場(chǎng)，指的是提供給主機(jī)廠,用在新的主機(jī)上。針對(duì)前市場(chǎng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)相我靈活一些,特別是主機(jī)還處于試制階段,允許液壓元件有較大的改動(dòng)。
一般來(lái)說(shuō),每批訂貨的數(shù)量較多,希望有很高的性能一致性,較高的工作持久性。
后市場(chǎng),指的是供給最終顧客作為替換件。一般,每批數(shù)量不大,對(duì)性能一致性及工作持久性的要求低于前市場(chǎng),對(duì)價(jià)格往往有較苛刻的要求。但由于門(mén)檻低,因此也常被企業(yè)在起步時(shí)選作切入點(diǎn)。
二、調(diào)研現(xiàn)有產(chǎn)品狀況與顧客需求：
了解市場(chǎng)(竟?fàn)帉?duì)手)的價(jià)格、目前制造成本、需求量、可能的訂貨量和發(fā)展趨勢(shì),從而確定是否值得研制。雖說(shuō)這些主要是市場(chǎng)部、銷(xiāo)售部的任務(wù),但設(shè)計(jì)師也應(yīng)該非常清楚,因?yàn)檫@對(duì)以后的工作有很大的影響。
不僅要了解顧客當(dāng)前的期望,還應(yīng)知道顧客昨天的期望,想象出顧客明天的期望。智能手機(jī),就是由于設(shè)計(jì)師想到了顧客還沒(méi)有明確表達(dá)出的期望,正中顧客下懷,所以能在短時(shí)間內(nèi)迅速排擠掉傳統(tǒng)手機(jī)。
三、確定目標(biāo)產(chǎn)品應(yīng)該達(dá)到的性能：
設(shè)計(jì)師應(yīng)該全面、準(zhǔn)確、明確、書(shū)面、清晰、詳細(xì)地表述目標(biāo)產(chǎn)品應(yīng)該達(dá)到的性能。表述過(guò)程,也是深化理解產(chǎn)品性能的過(guò)程。
對(duì)大多數(shù)液壓元件的性能要求,國(guó)內(nèi)有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只應(yīng)該作為最低要求。
四、測(cè)繪樣品：
機(jī)械行業(yè)設(shè)計(jì)師大量的工作是改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品,極少?gòu)牧汩_(kāi)始設(shè)計(jì)。
測(cè)繪樣品測(cè)繪現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和尺寸,從而仿造,又被稱為逆向工程,是國(guó)內(nèi)大多數(shù)液壓元件制造廠目前都在做的。
現(xiàn)代液壓技術(shù)經(jīng)過(guò)上百年的持續(xù)研發(fā),已經(jīng)相當(dāng)成熟,高端產(chǎn)品中高科技含量很高。而目前中國(guó)很多液壓產(chǎn)品離世界先進(jìn)水平還有相當(dāng)?shù)牟罹?。要迅速趕上世界先進(jìn)水平,開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,在相應(yīng)產(chǎn)品或技術(shù)沒(méi)有專(zhuān)利保護(hù)的情況下,從測(cè)繪仿造開(kāi)始,不失為一個(gè)有利的起點(diǎn)。測(cè)繪仿造,只要不侵犯專(zhuān)利,即使在歐美工業(yè)先進(jìn)國(guó)家,也是常有的事。
然而必須認(rèn)識(shí)到,測(cè)繪仿造不能保證液壓性能一模一樣,原因如下。
1)幾何尺寸的測(cè)量一般都是在室溫常壓下進(jìn)行的,而元件實(shí)際壓下發(fā)生的變形是測(cè)不到的。
2)現(xiàn)代液壓元件為了滿足在高壓高速下工作的需要,常會(huì)有一些很細(xì)微的尺寸與形狀變化。
例如,為了提高容積效率,有制造廠把斜盤(pán)柱塞泵的圓柱形柱塞兩端加工出一點(diǎn)弧度(見(jiàn)圖13-1)，以增加柱塞在受到傾斜力時(shí)的密封面積,兩端尺寸僅比中部尺寸小萬(wàn)分之幾。不知道作用原理的話,根本就想不到去測(cè)。
圖13-1斜盤(pán)柱塞泵的柱塞與缸體預(yù)加工出弧度
3)測(cè)繪只能測(cè)有限的幾個(gè)樣品的尺寸,測(cè)不出允許的加工偏差。
4)僅僅測(cè)繪幾何尺寸不可能完全掌握樣品的特性。例如,材料的組成雜質(zhì)空氣含量、熱處理、金相組織狀況等等,對(duì)液壓元件的性能,特別是壓持久性,也都有著十分重要的影響。
5)由三位德國(guó)教授在2013年提出,獲得德國(guó)政府支持和眾多企業(yè)響應(yīng)謂工業(yè)革命4.0,就是要利用現(xiàn)代的手段,低成本最快地滿足顧客的個(gè)性化因此,先進(jìn)產(chǎn)品的更新速度會(huì)越來(lái)越快,新產(chǎn)品會(huì)層出不窮。結(jié)果就是,和該仿照哪個(gè),來(lái)不及抄。
所以,在測(cè)繪樣品的幾何尺寸的同時(shí),更要努力思考,搞懂其工作原要測(cè)試其液壓性能,作為仿制的標(biāo)桿。
五、設(shè)計(jì)原型：
測(cè)繪之后應(yīng)該考慮根據(jù)實(shí)際情況改進(jìn)創(chuàng)新,原因如下。
1)僅測(cè)繪仿造,就只能跟在別人后面走。不改進(jìn)創(chuàng)新,永遠(yuǎn)不會(huì)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
2)專(zhuān)利所限制的也只是一模一樣的照搬。如果能在它的基礎(chǔ)上有所改進(jìn)，那就不但不受原專(zhuān)利限制，反過(guò)來(lái)還可以再申請(qǐng)新專(zhuān)利保護(hù)。
3)世界先進(jìn)水平的產(chǎn)品也是在不斷改進(jìn)中的。憑什么說(shuō),拿來(lái)作為仿造對(duì)象的那個(gè)樣品就是完美無(wú)缺,必須依樣畫(huà)葫蘆,不能再改進(jìn)逾越的呢?
所以,測(cè)繪仿造僅僅只能是研發(fā)的起點(diǎn)而已,絕不應(yīng)該是研發(fā)的終點(diǎn)。
設(shè)計(jì)原型時(shí)要分析確定各部件的材料、熱處理工藝、允許的加工偏差和表面粗糙度,與工藝師探討加工可能性。不能隨意定部件的加工要求：不能隨意定部件的加工要求：如允許偏差±0.05mm與±0.01mm，僅一字之差，加工費(fèi)用就會(huì)差幾倍。
所以,液壓元件設(shè)計(jì)師除了掌握液壓基本原理、液壓基本回路、元件結(jié)構(gòu)原理、液壓特性測(cè)試以外,還需要對(duì)材料特性、熱處理、加工工藝、工裝設(shè)計(jì)、工程（材料）力學(xué)有廣泛深入的了解。
設(shè)計(jì)過(guò)程,也是研發(fā)過(guò)程。多方案探索比較,可以提高研發(fā)能力！
如果產(chǎn)品是供后市場(chǎng)的:接口尺寸一般必須與原件完全一樣,性能、設(shè)定值出要一樣。外形也不能有大的變動(dòng)。但也不是不可以創(chuàng)新。
例如,前幾年,在一種施工機(jī)械上,由于野蠻操作,使用的齒輪泵經(jīng)常壞。一個(gè)替換件生產(chǎn)廠改變了思路:自己改變不了社會(huì)風(fēng)氣,“山不過(guò)來(lái)我過(guò)去”,針對(duì)損壞的原因,在保持連接尺寸的前提下,采取改進(jìn)措施,結(jié)果損壞率大大下降從而獲得了很大的市場(chǎng),甚至主機(jī)廠也來(lái)訂貨。
六、預(yù)估產(chǎn)品性能：
初步設(shè)計(jì)完成后,應(yīng)預(yù)估產(chǎn)品的性能。
有條件的話,可以運(yùn)用有限元分析預(yù)估產(chǎn)品在受到高壓時(shí)的變形、耐壓能力和工作持久性,運(yùn)用流場(chǎng)仿真改善油液流動(dòng)狀況,運(yùn)用多體仿真預(yù)估各種工況時(shí)部件相互間的作用力及影響,等等。
預(yù)估能力是衡量設(shè)計(jì)師的水平、液壓修行的重要標(biāo)尺。沒(méi)有預(yù)估能力的人，不管他讀過(guò)多少書(shū),寫(xiě)過(guò)多少論文,是沒(méi)有資格做液壓設(shè)計(jì)師的。
七、試制與測(cè)試原型：
在原型試制出來(lái)后應(yīng)進(jìn)行關(guān)鍵性能,特別是耐壓性能的測(cè)試。
把測(cè)試結(jié)果與原先預(yù)估的對(duì)比,分析尋找差別的原因。這樣,把理論和實(shí)際結(jié)合起來(lái),用理論解釋實(shí)際問(wèn)題,可以加深對(duì)元件工作的關(guān)鍵因素的理解,從而改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
八、進(jìn)行型式試驗(yàn)：
對(duì)優(yōu)化后的樣品進(jìn)行全面的型式試驗(yàn),把試驗(yàn)結(jié)果與要求對(duì)比,再進(jìn)行必要的改進(jìn)優(yōu)化。
好的產(chǎn)品不是一蹴而就的,而是通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)試用,不斷改進(jìn),才試出來(lái),的改進(jìn)優(yōu)化改出來(lái)的。
九、生產(chǎn)零系列：
所謂零系列,就是使用以后大批量生產(chǎn)的機(jī)器設(shè)備、工裝夾具,先進(jìn)行小批量的試生產(chǎn)。
應(yīng)對(duì)零系列產(chǎn)品進(jìn)行持久性試驗(yàn)。
十、上主機(jī)試驗(yàn)：
把零系列產(chǎn)品裝到主機(jī)上試驗(yàn),必要時(shí)再進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。
十一、投入批量生產(chǎn)：
液壓元件的設(shè)計(jì)主要還是為了批量生產(chǎn)。一個(gè)生產(chǎn)訂單下去,通常是幾百件，幾千件。失敗的設(shè)計(jì),會(huì)給企業(yè),也給個(gè)人帶來(lái)很大的損失。特別是那些錯(cuò)誤,在使用幾個(gè)月以后才暴露出來(lái),而此時(shí)已有大批產(chǎn)品投放到了市場(chǎng),業(yè)的損失就會(huì)極其巨大,簡(jiǎn)直就是噩夢(mèng)。所以,是要慎而慎之,千萬(wàn)避免的。
經(jīng)驗(yàn)表明,前一階段的疏忽,在后一階段常要花數(shù)倍的精力、時(shí)間與費(fèi)用要能彌補(bǔ)。所以,在設(shè)計(jì)階段多花時(shí)間考慮,可以成倍地節(jié)省產(chǎn)品試制改動(dòng)的的和成本。多花一天審查改進(jìn)圖紙,往往可以避免10天20天的返工。急匆短圖紙投入生產(chǎn),往往欲速而不達(dá)。因此,領(lǐng)導(dǎo)要把好關(guān)。
十二、投放市場(chǎng)：
在產(chǎn)品投入批量生產(chǎn),進(jìn)入市場(chǎng)后,設(shè)計(jì)師的工作也還沒(méi)有完成。實(shí)際出現(xiàn)問(wèn)題后,改進(jìn)設(shè)計(jì),排除問(wèn)題,也是設(shè)計(jì)師的職責(zé)。
售后的反映、顧客的投訴是很寶貴的信息,可以幫助產(chǎn)品的改進(jìn)優(yōu)化。
當(dāng)然,也必須認(rèn)識(shí)到,實(shí)際使用中出現(xiàn)的問(wèn)題,很多是由于制造質(zhì)量不一致引起的,主要應(yīng)由生產(chǎn)制造部門(mén)負(fù)責(zé)。但幫助分析問(wèn)題的根源卻也是設(shè)計(jì)容辭的,這也是學(xué)習(xí)提高的好機(jī)會(huì)。
十三、設(shè)計(jì)變型：
由于液壓元件是通用的,面對(duì)的工作條件環(huán)境工況可能是多種多樣的。所以，那壓元件常常需要在一種基型的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出多種變型,以適應(yīng)不同的需要,企業(yè)真正能獲得的利潤(rùn),往往是通過(guò)這些變型。
【興迪源機(jī)械液壓技術(shù)優(yōu)勢(shì)】
興迪源機(jī)械嚴(yán)格按照ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量管理體系和5S管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控和內(nèi)部管理。建立有 “河南省流體壓力成形智能裝備工程技術(shù)研究中心”，核心團(tuán)隊(duì)由數(shù)10名博士、碩士和各高等院校金屬成形專(zhuān)家教授組成，專(zhuān)注于液壓成形核心技術(shù)和產(chǎn)品工藝研發(fā)。
興迪源機(jī)械與中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、南京航空航天大學(xué)等院校開(kāi)展長(zhǎng)期的產(chǎn)、學(xué)、研合作，并共同設(shè)立了“液壓成形技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范基地”，時(shí)刻跟蹤國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先技術(shù)，不斷提升“興迪源”液壓設(shè)備品牌價(jià)值。
部分文段和圖片摘自：
《白話液壓》
作者：張海平
由興迪源機(jī)械編輯
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