精密机械设计过程中,常因尺寸标注失误、材料选择不当、结构设计不合理等导致错误。以下是一些常见的错误案例:

尺寸标注错误:如火星气候轨道器因不同团队使用不同单位制,导致轨道器进入火星轨道时高度计算错误而坠毁。在一些自动化生产设备设计中,也曾出现过关键零件孔径尺寸标注错误,致使零件无法与其他部件正确配合,要么过大导致连接松动,影响设备稳定性和精度,要么过小无法安装,延误项目进度并增加成本。
材料选择不当:某车企的机械臂支架,采用 7075 - T6 铝合金和 AZ91D 镁合金组合,并用 A2 不锈钢螺栓连接,由于电位差引发电偶腐蚀,镁合金支架在海南湿热环境下 3 个月就被腐蚀成蜂窝煤,损失惨重。还有某厂冲压机连杆使用 45 钢,调质后未做喷丸处理,导致其疲劳寿命大幅降低,20 万次循环就断裂。
轴系设计不合理:在一些轴系结构设计中,存在轴肩高度超出轴承内圈外径,导致轴承拆卸困难;轴段长度大于轮毂宽度,使得零件轴向定位不可靠;螺纹轴段缺少螺纹退刀槽,影响螺纹加工质量等问题。此外,还有轴承安装方向错误、未考虑轴承游隙调整等失误,这些都会影响轴系的正常运行和使用寿命。
圆角设计不合理:部分工程师为追求美观,将台阶过渡位置设计成圆角,若圆角过长,加工时刀具切削刃长度不够,容易出现让刀现象,增加加工难度和成本。这种情况下,若采用普通铣床加工,直角比圆弧角更方便。
孔位设计错误:打孔位置挨着钣金折弯位置,会导致钻孔位置难以保证,若为螺纹孔,还容易使牙变形。另外,孔位靠近焊接区域也不合理,因为焊接位置附近硬度高,加工困难,容易断钻头、丝锥。
未考虑组装工艺:在设计复杂的工业机器人时,若为追求更高的运动精度和负载能力,设计出结构复杂、形状奇特的零部件,却未充分考虑其组装时的可达性和可操作性,可能会使装配工人无法使用常规工具安装,或需花费大量时间调整零部件位置和姿态,增加装配难度和成本,还可能引发装配错误,影响机器人性能。