探索現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

韋義林

摘 要：隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在不斷更新。機(jī)械設(shè)計(jì)受制于原材料和使用功能等因素，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)需要使用很多不同的設(shè)計(jì)技術(shù)和方法。簡(jiǎn)要闡述了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的重要性和具體的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，希望能為相關(guān)單位提供一些借鑒之處。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；CAD；數(shù)控機(jī)床；機(jī)械制造業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.135

1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新的重要性

傳統(tǒng)意義上的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)早已無(wú)法滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)化和創(chuàng)新化的要求，因此，解決目前機(jī)械設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題、促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。我國(guó)注重現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中高科技的應(yīng)用，并很好地改良了機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械工程得到了很大的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)作為機(jī)械工程的重要組成部分之一，也獲得了很大的提高和進(jìn)步。我國(guó)的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)和理念是建立在以往的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上的，但現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)也是新技術(shù)與新理論結(jié)合的產(chǎn)物。這樣的觀念使很多創(chuàng)新思路和理念在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)中得到了應(yīng)用和發(fā)展。因此，創(chuàng)新現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)具有戰(zhàn)略意義，我們應(yīng)使現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)向著智能化、綠色化、系統(tǒng)和定量化等方向發(fā)展。

2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)綜合運(yùn)用了很多領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)，比如現(xiàn)代力學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等重要的基礎(chǔ)理論。此外，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)還運(yùn)用了機(jī)械電子學(xué)、自動(dòng)化等領(lǐng)域的很多研究理論和成果，特別是在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的狀態(tài)下，計(jì)算機(jī)技術(shù)為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)提供了重要的技術(shù)支持。

2.1 CAD技術(shù)的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的不斷提高，利用計(jì)算機(jī)CAD軟件可進(jìn)行三維建模仿真演示機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品，可實(shí)體演示某一個(gè)機(jī)械的零部件，并進(jìn)行產(chǎn)品性能分析，還可以模擬組裝機(jī)械系統(tǒng)的各個(gè)部件、查閱機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)的資料、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中試驗(yàn)裝配某部件所在的位置。同時(shí)，還可以生成部件裝配圖，利用虛擬裝配分析各個(gè)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品在機(jī)械系統(tǒng)中的性能參數(shù)。機(jī)械CAE系統(tǒng)主要分析工程數(shù)值、優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、評(píng)價(jià)機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)、預(yù)估機(jī)械壽命和動(dòng)力學(xué)仿真等。運(yùn)用CAD技術(shù)解決了現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的造型問(wèn)題后，由CAE系統(tǒng)解決現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、壽命和動(dòng)態(tài)特性等問(wèn)題。CAD技術(shù)徹底更新了機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)手段和方法，擺脫了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)模式的束縛，引進(jìn)了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的觀念。利用CAD技術(shù)可以使現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程得到改善，也可以使現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品擁有三維造型功能；可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)品的敏捷適用化；可動(dòng)態(tài)化控制設(shè)計(jì)現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)品的過(guò)程；可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化，將現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，并應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)集成化管理數(shù)據(jù)。隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造生產(chǎn)的設(shè)備已從普通的機(jī)械機(jī)床發(fā)展到了數(shù)控機(jī)床和數(shù)控加工中心，機(jī)械設(shè)計(jì)也從傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展成為了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)，且在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中大量使用了CAD技術(shù)。將來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)無(wú)圖樣生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一是三維CAD技術(shù)。隨著現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域CAD技術(shù)和其他新技術(shù)越來(lái)越普及，現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展處于前所未有的繁榮階段。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)是一門(mén)較為復(fù)雜的綜合性技術(shù)，它與控制論、自動(dòng)控制等領(lǐng)域都有著非常密切的關(guān)系，特別是控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)影響著自動(dòng)化技術(shù)。為了加快生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品的速度，要使用面向?qū)ο蟮淖詣?dòng)化技術(shù)。合理地利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可異地協(xié)同設(shè)計(jì)現(xiàn)代機(jī)械，同時(shí)，自動(dòng)化裝配演示機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品?？赏ㄟ^(guò)分析運(yùn)動(dòng)進(jìn)行基本的機(jī)構(gòu)識(shí)別，展示機(jī)械內(nèi)部各個(gè)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)后，可通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)提供創(chuàng)新方案，可在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的初期階段運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)提供2種創(chuàng)新方案：在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則下，采取創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)方案；利用自動(dòng)化技術(shù)將現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新方案的功能進(jìn)行改良、分解和重組。在方案的產(chǎn)生原理上都采用符號(hào)形式列出這2種創(chuàng)新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，而對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械概念設(shè)計(jì)初期階段使用符號(hào)的方案，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化則會(huì)將方案進(jìn)一步分解成為機(jī)構(gòu)的基本形式和相互連接這2個(gè)方面。

2.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的不斷更新，計(jì)算機(jī)輔助軟件的可視化界面不斷提高，使得計(jì)算機(jī)的虛擬模擬環(huán)境更加切合現(xiàn)實(shí)，越來(lái)越接近機(jī)械實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)既可以大大減少機(jī)械設(shè)計(jì)成本，也可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率和機(jī)械產(chǎn)品的功能；進(jìn)行三維建模的再次開(kāi)發(fā)，在采取的措施當(dāng)中選擇具有特征性的控制參數(shù)、驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)等，設(shè)計(jì)整體的基本機(jī)械機(jī)構(gòu)的三維造型，使用少量的特征控制參數(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)械機(jī)構(gòu)，并利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)解決基本機(jī)械機(jī)構(gòu)虛擬建模的問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)與各行各業(yè)都有著非常密切的聯(lián)系，且現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)涉及較多的學(xué)科領(lǐng)域?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的設(shè)計(jì)技術(shù)和理念涉及機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容，以及美學(xué)、哲學(xué)等眾多學(xué)科的內(nèi)容。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)只有不斷發(fā)展和創(chuàng)新，才有可能在現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)內(nèi)立有一席之地。因此，要根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)，不斷創(chuàng)新和完善現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，使現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)有更好的發(fā)展前景。在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，要確?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)出的機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)品可滿足其預(yù)設(shè)的效果，以及使其在保證質(zhì)量的前提下盡量降低成本。

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〔編輯：張思楠〕