液压元件的设计过程

1.确定市场方向

液压元件，一般来说，是通用的，其功能到处可用。所以，企业生产液压元件，很多时候并没有明确固定的顾客和应用场合。但应该首先确定的是面向哪个市场。

前市场，指的是提供给主机厂，用在新的主机上。针对前市场的产品设计相对比较灵活一些，特别是主机还处于试制阶段，允许液压元件有较大的改动。

一般来说，每批订货的数量较多，希望有很高的性能一致性，较高的工作持久性。

后市场，指的是供给最终顾客作为替换件。一般，每批数量不大，对性能一致性及工作持久性的要求低于前市场，对价格往往有较苛刻的要求。但由于门槛较低，因此也常被企业在起步时选作切入点。

2.调研现有产品状况与顾客需求

了解市场（竞争对手）的价格、目前制造成本、需求量、可能的订货量和发展趋势，从而确定是否值得研制。虽说这些主要是市场部、销售部的任务，但设计师也应该非常清楚，因为这对以后的工作有很大的影响。

不仅要了解顾客当前的期望，还应知道顾客昨天的期望，想象出顾客明天的期望。智能手机，就是由于设计师想到了顾客还没有明确表达出的期望，正中顾客下怀，所以能在短时间内迅速排挤掉传统手机。

3.确定目标产品应该达到的性能

设计师应该全面、准确、明确、书面、清晰、详细地表述目标产品应该达到的性能。表述过程，也是深化理解产品性能的过程。

对大多数液压元件的性能要求，国内有相应的行业标准。但应该认识到，行业标准只应该作为最低要求。

4.测绘样品

机械行业设计师大量的工作是改进现有产品，极少从零开始设计。

测绘现有产品的结构和尺寸，从而仿造，又被称为逆向工程，是国内大多数液压元件制造厂目前都在做的。

现代液压技术经过上百年的持续研发，已经相当成熟，高端产品中高科技含量很高。而目前中国很多液压产品离世界先进水平还有相当的差距。要迅速赶上世界先进水平，开发新产品，在相应产品或技术没有专利保护的情况下，从测绘仿造开始，不失为一个有利的起点。测绘仿造，只要不侵犯专利，即使在欧美工业先进国家，也是常有的事。

然而必须认识到，测绘仿造不能保证液压性能一模一样。原因如下。

1）几何尺寸的测量一般都是在室温常压下进行的，而元件实际运行在高温高压下发生的变形是测不到的。

2）现代液压元件为了满足在高压高速下工作的需要，常会有一些很细微的尺寸与形状变化。

例如，为了提高容积效率，有制造厂把斜盘柱塞泵的圆柱形柱塞两端加工出一点弧度（见图13-1），以增加柱塞在受到倾斜力时的密封面积，两端尺寸仅比中部尺寸小万分之几。不知道作用原理的话，根本就想不到去测。

图1 斜盘柱塞泵的柱塞与缸体预加工出弧度

3）测绘只能测有限的几个样品的尺寸，测不出允许的加工偏差。

4）仅仅测绘几何尺寸不可能完全掌握样品的特性。例如，材料的组成成分、杂质空气含量、热处理、金相组织状况等等，对液压元件的性能，特别是耐压性、持久性，也都有着十分重要的影响。

5）由三位德国教授在2013 年提出，获得德国政府支持和众多企业响应的所谓工业革命4.0，就是要利用现代的手段，低成本最快地满足顾客的个性化需求。因此，先进产品的更新速度会越来越快，新产品会层出不穷。结果就是，不知道该仿照哪个，来不及抄。

所以，在测绘样品的几何尺寸的同时，更要努力思考，搞懂其工作原理。还要测试其液压性能，作为仿制的标杆。

5.设计原型

测绘之后应该考虑根据实际情况改进创新，原因如下。

1）仅测绘仿造，就只能跟在别人后面走。不改进创新，永远不会有自主知识产权。

2）专利所限制的也只是一模一样的照搬。如果能在它的基础上有所改进，那就不但不受原专利限制，反过来还可以再申请新专利保护。

3）世界先进水平的产品也是在不断改进中的。凭什么说，拿来作为仿造对象的那个样品就是完美无缺，必须依样画葫芦，不能再改进逾越的呢？

所以，测绘仿造仅仅只能是研发的起点而已，绝不应该是研发的终点。

设计原型时要分析确定各部件的材料、热处理工艺、允许的加工偏差和表面粗糙度，与工艺师探讨加工可能性。不能随意定部件的加工要求：如允许偏差±0.05mm 与±0.01mm，仅一字之差，加工费用就会差几倍。