淺談機械制造教育

陳林

摘要：機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領域已經(jīng)發(fā)展了很多年，積累了不少理論和實踐經(jīng)驗，但隨著社會的發(fā)展，人們的生活水平日益提高，各個方面的個性化需求越加強烈。作為已經(jīng)深入到各行各業(yè)并已成為基礎工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。

關鍵詞：機械制造；設計原則；感想

機械制造，要求產(chǎn)品具有較低的開發(fā)成本和使用費用。從以技術為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變，使技術的發(fā)展更加符合人類社會的需要，從強調(diào)專業(yè)化分工向模糊分工，一專多能轉(zhuǎn)變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。從金字塔的多層管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，減少層次和中間環(huán)節(jié)，從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變，縮短工作周期，提高工作質(zhì)量，從按照功能劃分部門的固定組織形式向動態(tài)的自主管理的小組工作方式轉(zhuǎn)變，機械制造技術的發(fā)展趨勢可以概括為：機械制造自動化；精密工程。

一、我國機械制造業(yè)趨勢與前景

先進制造技術這個概念的提出為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義，但目前公認的認識是：先進制造技術是傳統(tǒng)制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產(chǎn)品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，高效，低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)，并取得理想技術經(jīng)濟效果的制造技術的總稱。

的發(fā)展

二、機械制造業(yè)工藝優(yōu)良原則，指設計能夠且容易通過生產(chǎn)過程實現(xiàn)，它包括：利用現(xiàn)有設備能夠制造出滿足精度等要求的零件，且制造成本低，效率高，可制造性；零件能夠裝配成滿足裝配精度要求的部件和整機，且裝配成本低、效率高，可裝配性；指產(chǎn)品能夠且容易通過適當方式進行有關測試，以評估設計、制造和裝配，可測試性。

三、社會使用原則，考慮產(chǎn)品投放市場后的表現(xiàn)行為，安全性。保證不對人的生命財產(chǎn)造成破壞?？砂惭b性。保證產(chǎn)品使用前安裝容易、可靠，且安裝費用最??；可拆卸性；考慮產(chǎn)品的材料回收和零組件的重新使用；可回收性?？紤]產(chǎn)品報廢及回收方式。環(huán)境友好性；保證產(chǎn)品產(chǎn)生盡可能少的廢水、廢氣、噪聲、射線等，符合環(huán)保法規(guī)，對生態(tài)環(huán)境破壞最小；環(huán)境適應性。適應使用環(huán)境的濕度、溫度、載荷、震動等特殊條件；人機友好性。滿足使用者生理、心理等方面要求，使產(chǎn)品外形美觀，色彩宜人，操作簡單、方便、舒適；可維修性；使產(chǎn)品能夠且易于維修，維修的停機時間、費用、復雜性、人員要求和差錯盡可能最??；

機械可以將能量（或者力）從一個地方轉(zhuǎn)移到另外一個地方。在我們的生活中有數(shù)以

百計的機械包圍著我們，為我們做各種各樣的工作。從小小的楔子和螺絲釘；到人類的身體；

到最智能化的計算機控制的遺傳設備；機械在生活的許多方面承擔著重要的工作。要發(fā)展工業(yè)，就必須有新的動力。所以對我們?nèi)蘸髮W習工作皆有幫助。

四、努力學好工具學科如何研究現(xiàn)代機械，學科耦合，產(chǎn)生新的理論與方法；更為深入地認識各個學科在理論和方法上的發(fā)展，用系統(tǒng)的觀點考查其依賴與滲透；用信息流的觀點觀察機械各部分之間的關系；用動態(tài)的觀點研究機械性能（全壽命周期的要求）。現(xiàn)代設計原則，設計原則是為設計產(chǎn)品應滿足的條件，也是對設計行為的約束。使設計理論具體化和實用化的條件：能反映設計對象有關本質(zhì)方面并能定量描述，有完整的設計準則、設計步驟和各種系數(shù)在實踐或?qū)嶒烌炞C了的選擇方法，能用試驗測定與設計準則有關的指標，設計結(jié)果有實用價值，有良好的再現(xiàn)性。

五、參加活動，展才練志。受設計水平、觀念、體制等限制，傳統(tǒng)設計所考慮的原則著眼于產(chǎn)品的功能和技術范疇，而設計的影響貫穿產(chǎn)品整個生命周期，所以設計原則必須面向生命周期內(nèi)的各個階段?，F(xiàn)代設計原則是傳統(tǒng)設計原則的擴充和完善，兩者并無本質(zhì)區(qū)別?？蓺w納為以下幾類。

第一 功能滿足原則，產(chǎn)品設計的目的是構(gòu)造能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定功能的產(chǎn)品。如果產(chǎn)品不具備要求的功能，設計就失去價值。因此滿足功能是各類產(chǎn)品設計的必要原則。

第二、質(zhì)量保障原則，保證質(zhì)量是產(chǎn)品設計的重要原則。產(chǎn)品質(zhì)量主要由性能和可靠性決定，計算機輔助設計的過程，首先進行功能設計，選擇合適的科學原理或構(gòu)造原理，然后進行產(chǎn)品總圖的初步設計、產(chǎn)品選型和外型的初步設計；從總圖派生出零件，對零件的造型、尺寸、色彩等進行設計，對零件進行有限元分析，使其結(jié)構(gòu)及尺寸與應力狀態(tài)相適應；對零件進行加工模擬，對其性能做出評價、分析和優(yōu)化，最終完成零件的工作圖；虛擬設計能實現(xiàn)在產(chǎn)品加工制造之前，建立產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)模型，并能對其進行修改和評審，以滿足不同客戶的要求。它不僅繼承了傳統(tǒng)CAD設計的優(yōu)點也具備了仿真技術可視化的特點，更能支持協(xié)同工作和并行設計，從而縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期并通過各先進技術的利用和補充，使產(chǎn)品保持技術上的優(yōu)勢。性能指標；可靠性；強度原則，要求產(chǎn)品零件具有抵抗整體斷裂、塑性變形和某些表面損傷的能力。剛度原則。要求在外載作用下產(chǎn)品變形在規(guī)定的彈性變形之內(nèi)；穩(wěn)定性；指產(chǎn)品在外載作用下能夠恢復其平衡的特性；抗磨損性；要求零件在規(guī)定時間內(nèi)材料的磨損量在規(guī)定值以內(nèi)；抗腐蝕性；要求產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下不被周圍介質(zhì)侵蝕的特征；抗蠕變性；要求高溫環(huán)境工作的產(chǎn)品不發(fā)生蠕變或蠕變變形在規(guī)定值以內(nèi)；動態(tài)特性；指在動載荷作用下產(chǎn)品具有良好的抗振特性，以保證產(chǎn)品的平穩(wěn)和低噪聲運行；平衡特性；指旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品具有良好的靜平衡和動平衡特性；熱特性；保證產(chǎn)品具有要求的溫度大小、溫度分布和熱流狀態(tài)，以及熱應力、熱變形在規(guī)定值以內(nèi)。

綜合上述，現(xiàn)代機械設計的發(fā)展趨勢可概括為以下三個方面：性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向發(fā)展；功能上，向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展；層次上，向系統(tǒng)化、復合集成化的方向發(fā)展?，F(xiàn)代機械設計的優(yōu)勢，在于它吸收了各相關學科之長，且綜合運用各學科知識并加以整體優(yōu)化。隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、檢測技術、控制技術等學科的飛速發(fā)展，現(xiàn)代機械設計的內(nèi)涵將更加豐富。設計出的產(chǎn)品將更加符合科學原理、結(jié)構(gòu)更加新穎、更加富有實用價值。

參考文獻：

[1]謝里陽 主編 現(xiàn)代機械設計方法 機械工業(yè)出版社2005-5-1

[2]謝里陽 主編 現(xiàn)代機械設計方法 機械工業(yè)出版社2010-7-1

[3]黃雨華 董遇泰 主編 現(xiàn)代機械設計理論和方法 東北大學出版社2001-1-1