淺論機(jī)械制造中的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

【摘 要】隨著科技水平的不斷提升，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)取得一定的成績(jī)，但是我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)還存在著一定的不足，這些都嚴(yán)重的影響到我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中掌握時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，不斷地對(duì)設(shè)計(jì)方法與制造技術(shù)進(jìn)行完善，采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，從而推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造水平的提升。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)；機(jī)械制造；技術(shù)

1、我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造包括研究產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過(guò)程。它是以提高質(zhì)量、效益、競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，主要依靠技術(shù)引進(jìn)和趕超型發(fā)展戰(zhàn)略，嚴(yán)重缺乏自主研發(fā)環(huán)節(jié)，這在很大程度上限制了中國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，加之中國(guó)勞動(dòng)力資源豐富而資金相對(duì)短缺，致使機(jī)械制造業(yè)的科技研發(fā)明顯滯后。雖然中國(guó)機(jī)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(dòng)密集型產(chǎn)品，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高、精、尖產(chǎn)品比較少，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取得了相對(duì)的劣勢(shì)。同時(shí)，我國(guó)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(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性、外觀設(shè)計(jì)、內(nèi)在性能還存在一些問(wèn)題。所以，就目前實(shí)際情況總體來(lái)說(shuō)，中國(guó)的制造業(yè)大而不強(qiáng)，中國(guó)是制造大國(guó)而不是制造強(qiáng)國(guó)。

2、機(jī)械制造的特點(diǎn)

（一）貫穿生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程

所謂的先進(jìn)的制造技術(shù)就是指包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)還有現(xiàn)代的管理系統(tǒng)等方面的技術(shù)，同時(shí)也包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、銷售以及售后服務(wù)等等方面的應(yīng)用。機(jī)械制作技術(shù)在不斷的吸引先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的技術(shù)中精華部分進(jìn)行了改造，使它們能夠得到融合。促使機(jī)械制造技術(shù)能夠更傾向于信息流、物質(zhì)流等。

（二）面向工業(yè)應(yīng)用

先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)并不是僅僅是制造過(guò)程的本身，它還涉及到許多的方面，從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，加工以及售后服務(wù)等等方面的所有內(nèi)容，使它們構(gòu)成有機(jī)的整體。在對(duì)先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，應(yīng)該注意其產(chǎn)生的最好的效果，而且其目標(biāo)也是為了能夠提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和綜合實(shí)力，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。

（三）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的三要素

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

（四）面向全球的技術(shù)

自20世紀(jì)90年代初，市場(chǎng)的就更加趨向于全球化的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)濟(jì)和科技手段等方面爭(zhēng)奪市場(chǎng)，產(chǎn)品的輸出等方面隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的形成，競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，而先進(jìn)的機(jī)械制造手段這時(shí)就應(yīng)運(yùn)而生了。所以說(shuō)，一個(gè)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)手段應(yīng)該具有世界的先進(jìn)水平，為該國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中提供理論依據(jù)。

3、機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)分析

機(jī)械制造中先進(jìn)技術(shù)分析

3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)是20世紀(jì)制造領(lǐng)域最杰出的成就之一，也是計(jì)算機(jī)在制造業(yè)中應(yīng)用最成功的范例之一，它是一門(mén)多學(xué)科綜合的技術(shù)，也是當(dāng)今發(fā)展最快的技術(shù)之一，目前已經(jīng)形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM等新技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用，對(duì)制造業(yè)的制造模式和市場(chǎng)形勢(shì)產(chǎn)生了巨大影響，促進(jìn)了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變和制造業(yè)市場(chǎng)形勢(shì)的變化。

3.2 數(shù)控加工技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對(duì)零件加工質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。由于產(chǎn)品改型頻繁，在一般機(jī)械加工中，單件和中小批量產(chǎn)品所占比重越來(lái)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(jī)床不僅具有較好的通用性和靈活性，而且對(duì)加工過(guò)程中的自動(dòng)化提出了更高的要求。數(shù)控加工技術(shù)就是在這種環(huán)境下發(fā)展起來(lái)的，適用于精度高，零件形狀復(fù)雜的單件和中小批量生產(chǎn)的高效、柔性的自動(dòng)化加工技術(shù)。目前，數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域已從航空航天普及到汽車、機(jī)床等制造業(yè)及其他中小批量生產(chǎn)的機(jī)械制造行業(yè)中。

3.3 精密與超精密加工技術(shù)

隨著航空航天、計(jì)算機(jī)、材料科學(xué)、激光和自動(dòng)控制系統(tǒng)等高科技產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，綜合應(yīng)用當(dāng)今先進(jìn)的加工技術(shù)，使機(jī)械加工精度已經(jīng)提高到了0.01μm的亞納米級(jí)，并向納米級(jí)發(fā)展。精密加工和超精密加工技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的前沿和主要發(fā)展方向之一，它已經(jīng)成為國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)中能否取得成功的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是精密加工技術(shù)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(shù)

超高速加工技術(shù)是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的高精度、高自動(dòng)化和高柔性的制造設(shè)備，以提高切削速度來(lái)達(dá)到提高材料去除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進(jìn)加工技術(shù)。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(shù)

1）少無(wú)夾具制造技術(shù)

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(fèi)大量資金，更嚴(yán)重的是延長(zhǎng)了產(chǎn)品的準(zhǔn)備時(shí)間，形成制造過(guò)程中的“瓶頸”，這是造成柔性差、響應(yīng)速度慢、生產(chǎn)成本高、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力弱的主要因素之一。鑒于少無(wú)夾具制造技術(shù)所具有的重要學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值，國(guó)內(nèi)外多個(gè)單位均在這一領(lǐng)域開(kāi)展了研究工作。

2）虛擬軸機(jī)床

新型并聯(lián)構(gòu)型制造裝備虛擬軸機(jī)床實(shí)質(zhì)上是機(jī)器人與機(jī)床的混合物，其在結(jié)構(gòu)上完全不同于傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，具有模塊化程度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備一些無(wú)法避免的固有缺陷。

3.6 微細(xì)制造與納米技術(shù)

隨著人們對(duì)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(dǎo)致了自20世紀(jì)70年代起出現(xiàn)了微細(xì)加工和納米制造技術(shù)，他們促使了微型機(jī)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(jī)電系統(tǒng)（MEMS）。

4、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）高精密度

現(xiàn)在追求高技術(shù)已經(jīng)成為了機(jī)械制造業(yè)的首要發(fā)展方向，當(dāng)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(diǎn)的同時(shí)，也不斷的引進(jìn)新的技術(shù)。并且在不斷的努力將高科技技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中。自20世紀(jì)納米技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，就標(biāo)志著機(jī)械制造技術(shù)有進(jìn)入到了一個(gè)新的階段，其對(duì)機(jī)械制造技術(shù)也有著深遠(yuǎn)的影響，比如納米精度加工等等。我國(guó)也正朝著更精細(xì)的方面發(fā)展。

（二）自動(dòng)化方向

所謂的機(jī)械制造自動(dòng)化，就是指在機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程中，能夠自動(dòng)的對(duì)技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的研究，從而達(dá)到自動(dòng)化的生產(chǎn)目標(biāo)。并且其能夠幫助生產(chǎn)和投入之間進(jìn)行快速的轉(zhuǎn)變。自動(dòng)化的生產(chǎn)也是我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。在進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)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(diǎn)。我國(guó)應(yīng)該充分的利用這一技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)床進(jìn)行改革、加工，使其能夠到達(dá)自動(dòng)化。

（三）其他方面的應(yīng)用

首先應(yīng)該向更加精密的技術(shù)方向進(jìn)行；其次應(yīng)該進(jìn)行無(wú)切削液加工等技術(shù)的應(yīng)用，在簡(jiǎn)化程序的同時(shí)也能夠減少投資；最后就是要保證 RPM 技術(shù)的運(yùn)用。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，機(jī)械設(shè)計(jì)方法已經(jīng)有了實(shí)質(zhì)性改變，科技新成果，不斷豐富著機(jī)械設(shè)計(jì)的思想、理論以及方法，不斷促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展和變革。在我國(guó)，機(jī)械制造技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展取得了極大的進(jìn)步，但是相比較國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家而言，還存在著一定的差距。不斷地完善機(jī)械設(shè)計(jì)與加強(qiáng)機(jī)械制造技術(shù)，是保證我國(guó)機(jī)械制走向世界領(lǐng)先水平的前提條件。

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