淺論機械制造中的機械設計技術

【摘 要】隨著科技水平的不斷提升，我國機械制造業(yè)取得一定的成績，但是我國的機械設計與制造技術還存在著一定的不足，這些都嚴重的影響到我國機械制造業(yè)的發(fā)展。在機械設計與制造中掌握時代發(fā)展的趨勢，不斷地對設計方法與制造技術進行完善，采用先進的機械制造技術，從而推動我國機械制造水平的提升。

【關鍵詞】機械設計；機械制造；技術

1、我國機械設計制造技術發(fā)展的現(xiàn)狀分析

機械設計制造包括研究產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程。它是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標，包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。我國機械制造業(yè)的快速發(fā)展，主要依靠技術引進和趕超型發(fā)展戰(zhàn)略，嚴重缺乏自主研發(fā)環(huán)節(jié)，這在很大程度上限制了中國機械制造業(yè)的發(fā)展，加之中國勞動力資源豐富而資金相對短缺，致使機械制造業(yè)的科技研發(fā)明顯滯后。雖然中國機械制造業(yè)的產(chǎn)品數(shù)量已經(jīng)位居世界前列，但主要依賴于勞動密集型產(chǎn)品，具有自主知識產(chǎn)權的高、精、尖產(chǎn)品比較少，在國際競爭中取得了相對的劣勢。同時，我國械制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量雖然有了很大程度的提高，但大量的機電產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性、外觀設計、內(nèi)在性能還存在一些問題。所以，就目前實際情況總體來說，中國的制造業(yè)大而不強，中國是制造大國而不是制造強國。

2、機械制造的特點

（一）貫穿生產(chǎn)的整個過程

所謂的先進的制造技術就是指包括計算機技術、自動化技術還有現(xiàn)代的管理系統(tǒng)等方面的技術，同時也包括產(chǎn)品的設計、銷售以及售后服務等等方面的應用。機械制作技術在不斷的吸引先進技術的同時，也對傳統(tǒng)的技術中精華部分進行了改造，使它們能夠得到融合。促使機械制造技術能夠更傾向于信息流、物質(zhì)流等。

（二）面向工業(yè)應用

先進的機械制造技術并不是僅僅是制造過程的本身，它還涉及到許多的方面，從產(chǎn)品的設計，加工以及售后服務等等方面的所有內(nèi)容，使它們構成有機的整體。在對先進的機械制造技術進行應用的時候，應該注意其產(chǎn)生的最好的效果，而且其目標也是為了能夠提高企業(yè)的競爭力和綜合實力，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利益。

（三）市場競爭的三要素

在以前一個新產(chǎn)品上市之后，就會有更多的相同功能的產(chǎn)品緊隨著其上市，這樣就會造成了企業(yè)想要提高市場競爭力的話 ，就必須要增加其產(chǎn)業(yè)量的狀況。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，其轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓵r間、質(zhì)量以及成本組成的三要素。先進的機械制造將這矛盾的三要素進行了有機的結(jié)合，把它們進行了統(tǒng)一。

（四）面向全球的技術

自20世紀90年代初，市場的就更加趨向于全球化的發(fā)展，發(fā)達國家在經(jīng)濟和科技手段等方面爭奪市場，產(chǎn)品的輸出等方面隨著市場經(jīng)濟的形成，競爭越來越激烈，而先進的機械制造手段這時就應運而生了。所以說，一個國家的先進技術手段應該具有世界的先進水平，為該國在國際競爭中提供理論依據(jù)。

3、機械設計的技術分析

機械制造中先進技術分析

3.1 計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術

計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術是20世紀制造領域最杰出的成就之一，也是計算機在制造業(yè)中應用最成功的范例之一，它是一門多學科綜合的技術，也是當今發(fā)展最快的技術之一，目前已經(jīng)形成相關產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM等新技術在制造業(yè)的應用，對制造業(yè)的制造模式和市場形勢產(chǎn)生了巨大影響，促進了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變和制造業(yè)市場形勢的變化。

3.2 數(shù)控加工技術

隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品的形狀和結(jié)構的優(yōu)化，對零件加工質(zhì)量的要求也越來越高。由于產(chǎn)品改型頻繁，在一般機械加工中，單件和中小批量產(chǎn)品所占比重越來越大。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本，要求機床不僅具有較好的通用性和靈活性，而且對加工過程中的自動化提出了更高的要求。數(shù)控加工技術就是在這種環(huán)境下發(fā)展起來的，適用于精度高，零件形狀復雜的單件和中小批量生產(chǎn)的高效、柔性的自動化加工技術。目前，數(shù)控技術發(fā)展迅速，應用領域已從航空航天普及到汽車、機床等制造業(yè)及其他中小批量生產(chǎn)的機械制造行業(yè)中。

3.3 精密與超精密加工技術

隨著航空航天、計算機、材料科學、激光和自動控制系統(tǒng)等高科技產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，綜合應用當今先進的加工技術，使機械加工精度已經(jīng)提高到了0.01μm的亞納米級，并向納米級發(fā)展。精密加工和超精密加工技術是現(xiàn)代制造技術的前沿和主要發(fā)展方向之一，它已經(jīng)成為國際科技競爭中能否取得成功的關鍵技術，尤其是精密加工技術在尖端產(chǎn)品和現(xiàn)代武器制造中有舉足輕重的地位。

3.4 超高速切削、磨削技術

超高速加工技術是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠實現(xiàn)高速運動的高精度、高自動化和高柔性的制造設備，以提高切削速度來達到提高材料去除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進加工技術。具有切削力小、熱變形小、加工精度高和降低加工成本等優(yōu)越性。

3.5 新一代制造裝備技術

1）少無夾具制造技術

在常規(guī)制造系統(tǒng)中，產(chǎn)品生產(chǎn)所需大量夾具不僅耗費大量資金，更嚴重的是延長了產(chǎn)品的準備時間，形成制造過程中的“瓶頸”，這是造成柔性差、響應速度慢、生產(chǎn)成本高、企業(yè)競爭能力弱的主要因素之一。鑒于少無夾具制造技術所具有的重要學術意義和實用價值，國內(nèi)外多個單位均在這一領域開展了研究工作。

2）虛擬軸機床

新型并聯(lián)構型制造裝備虛擬軸機床實質(zhì)上是機器人與機床的混合物，其在結(jié)構上完全不同于傳統(tǒng)的數(shù)控機床，具有模塊化程度高，結(jié)構簡單，速度、動態(tài)響應快，造價低等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)的機床設備一些無法避免的固有缺陷。

3.6 微細制造與納米技術

隨著人們對許多工業(yè)產(chǎn)品的功能集成化和外觀小型化的需求，使零部件的尺寸日趨微小化。這些需求導致了自20世紀70年代起出現(xiàn)了微細加工和納米制造技術，他們促使了微型機器向系統(tǒng)化方向發(fā)展，并形成了有廣闊發(fā)展前景的微機電系統(tǒng)（MEMS）。

4、機械制造技術的發(fā)展趨勢

（一）高精密度

現(xiàn)在追求高技術已經(jīng)成為了機械制造業(yè)的首要發(fā)展方向，當然，其也繼承了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。在吸收傳統(tǒng)生產(chǎn)方式中的優(yōu)點的同時，也不斷的引進新的技術。并且在不斷的努力將高科技技術應用到生產(chǎn)中。自20世紀納米技術出現(xiàn)以來，就標志著機械制造技術有進入到了一個新的階段，其對機械制造技術也有著深遠的影響，比如納米精度加工等等。我國也正朝著更精細的方面發(fā)展。

（二）自動化方向

所謂的機械制造自動化，就是指在機械的生產(chǎn)過程中，能夠自動的對技術進行相應的研究，從而達到自動化的生產(chǎn)目標。并且其能夠幫助生產(chǎn)和投入之間進行快速的轉(zhuǎn)變。自動化的生產(chǎn)也是我國機械制造技術發(fā)展的一個方向。在進行機械自動化的生產(chǎn)中，其也具有能夠降低成本，并且生產(chǎn)產(chǎn)品快的特點。我國應該充分的利用這一技術，對傳統(tǒng)的機床進行改革、加工，使其能夠到達自動化。

（三）其他方面的應用

首先應該向更加精密的技術方向進行；其次應該進行無切削液加工等技術的應用，在簡化程序的同時也能夠減少投資；最后就是要保證 RPM 技術的運用。

結(jié)束語

機械設計制造技術是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志。隨著科技的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡技術的普及，機械設計方法已經(jīng)有了實質(zhì)性改變，科技新成果，不斷豐富著機械設計的思想、理論以及方法，不斷促進了機械設計發(fā)展和變革。在我國，機械制造技術經(jīng)過多年的發(fā)展取得了極大的進步，但是相比較國外一些發(fā)達國家而言，還存在著一定的差距。不斷地完善機械設計與加強機械制造技術，是保證我國機械制走向世界領先水平的前提條件。

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