液壓元件的設(shè)計(jì)過(guò)程

1.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)液壓元件，很多時(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)相對(duì)比較靈活一些，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)檻較低，因此也常被企業(yè)在起步時(shí)選作切入點(diǎn)。

2.調(diào)研現(xiàn)有產(chǎn)品狀況與顧客需求

了解市場(chǎng)（競(jìng)爭(zhēng)對(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)。

3.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。

4.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)繪現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和尺寸，從而仿造，又被稱(chēng)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)牟罹唷Ｒ杆仝s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)際運(yùn)行在高溫高壓下發(fā)生的變形是測(cè)不到的。

2）現(xiàn)代液壓元件為了滿(mǎn)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(huà)，根本就想不到去測(cè)。

圖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，材料的組成成分、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，特別是耐壓性、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)的所謂工業(yè)革命4.0，就是要利用現(xiàn)代的手段，低成本最快地滿(mǎn)足顧客的個(gè)性化需求。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，不知道該仿照哪個(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，搞懂其工作原理。還要測(cè)試其液壓性能，作為仿制的標(biāo)桿。

5.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：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。