現(xiàn)代機械設(shè)計制造工藝綜述

李巍+彭麗云

[摘 要]按照產(chǎn)品使用要求，機械設(shè)計的結(jié)構(gòu)、形式、工作原理等，展開合理分析和科學計算，并通過機械設(shè)計方法，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的具體運用。在傳統(tǒng)機械設(shè)計中，主要依靠設(shè)計人員手工計算、手工繪圖和檢索資料，產(chǎn)品設(shè)計的周期較長，且無法保證設(shè)計質(zhì)量。近些年來，隨著科學技術(shù)迅猛發(fā)展，機械產(chǎn)品不斷更新，傳統(tǒng)機械設(shè)計方法無法適應新時代發(fā)展，因此催生了現(xiàn)代機械設(shè)計工藝。不斷改變了傳統(tǒng)設(shè)計方法，對設(shè)計理論、設(shè)計方法不斷改進，使產(chǎn)品設(shè)計周期明顯縮短，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。筆者根據(jù)自身多年的機械設(shè)計經(jīng)驗，主要分析現(xiàn)代機械設(shè)計的制造工藝。

[關(guān)鍵詞]現(xiàn)代機械；設(shè)計制造；工藝綜述

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）43-0033-01

1 現(xiàn)代機械設(shè)計技術(shù)的特點

（1）計算機技術(shù)的應用使現(xiàn)代化機械設(shè)計的步驟更加明晰，設(shè)計周期更短；

（2）現(xiàn)代化機械設(shè)計初始階段能及時發(fā)現(xiàn)不良問題，所以機械發(fā)生故障的可能性較低；

（3）現(xiàn)代化機械設(shè)計同時考慮機械產(chǎn)品的動態(tài)與靜態(tài)屬性；

（4）現(xiàn)代化機械設(shè)計能充分利用計算機技術(shù)來實現(xiàn)設(shè)計方案優(yōu)化、系統(tǒng)防真。

2 我國機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，我國的制造業(yè)發(fā)展迅速，從不同方面分析，機械制造業(yè)可以從管理、設(shè)計以及制造工藝等幾個方面進行分析。

2.1 機械制造的管理

計算機管理制度對于機械制造業(yè)而言，是一種未來發(fā)展的方向。組織體制與生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，營造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我國，這種管理機制還是比較匱乏的，只有很少的機械制造企業(yè)進行這樣的管理。因此，我國應該加強機械制造的管理機制。

2.2 機械制造的設(shè)計

工業(yè)發(fā)達國家都會采用先進的設(shè)計方法，并且不斷更新設(shè)計數(shù)據(jù)。尤其是計算機輔助軟件的應用、機械制造技術(shù)的應用，讓更多企業(yè)開始了無圖紙的機械制造。然而，在我國，則缺乏這種先進的計算機軟件技術(shù)，或者是這樣的技術(shù)應用并不廣泛。因此，在這一技術(shù)層面上，我國需要努力與發(fā)展。

2.3 機械制造的工藝分析

機械制造以高精度，高精細加工作為其發(fā)展的趨勢。最新的技術(shù)，如微型加工、納米加工技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)等等。這些技術(shù)都屬于高端的加工技術(shù)，在工業(yè)發(fā)達的國家，這些技術(shù)應用較為廣泛。而在我國，以上技術(shù)應用不多，還處于一種未開發(fā)、甚至是未普及的狀態(tài)。因此，這些高端的技術(shù)在我國有待加強。綜上所述，我國的機械制造技術(shù)還有很大的發(fā)展空間，很多技術(shù)都有待開發(fā)或者是普及。但從技術(shù)層面上而言，相對于機械設(shè)計、機械制造技術(shù)則有更大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>

3 現(xiàn)代機械設(shè)計環(huán)節(jié)

3.1 共用性設(shè)計

設(shè)計人員在保證商業(yè)利潤以及現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件下，產(chǎn)品設(shè)計要盡可能使所有用戶在不同的使用環(huán)境下，都能得到安全舒適的使用效果。這種設(shè)計理念是在無障礙設(shè)計基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，工程領(lǐng)域的以人為中心理念的實踐和延伸。

3.2 并行設(shè)計

并行設(shè)計的主要優(yōu)勢是可以縮短設(shè)計時間，有效降低機械產(chǎn)品的設(shè)計成本。因此相對于傳統(tǒng)的機械設(shè)計的串行設(shè)計過程具有巨大的優(yōu)勢。并行設(shè)計的基本思想是將機械產(chǎn)品從設(shè)計到制造和銷售看成是一個相互聯(lián)系的有機整體，在設(shè)計過程中要對涉及到的各個細節(jié)問題進行統(tǒng)籌考慮。

3.3 逆向工程技術(shù)

逆向工程技術(shù)是指基于精確的幾何測量數(shù)據(jù)，對于機械產(chǎn)品進行實物模型重構(gòu)，從而實現(xiàn)機械產(chǎn)品的設(shè)計。要實施逆向工程主要應該解決形狀反求、材料反求以及工藝反求等三個主要技術(shù)問題。這一工程設(shè)計技術(shù)為機械產(chǎn)品的快速設(shè)計提供了一個重要的技術(shù)支持手段。

3.4 自上而下和自下而上的設(shè)計

自下而上的設(shè)計是指先生產(chǎn)出機械產(chǎn)品的各種零部件，然后再根據(jù)這些部件之間的關(guān)系進行組裝。自上而下的設(shè)計是指先對機械產(chǎn)品的整體布局進行設(shè)計，然后根據(jù)總體布局的要求進行零部件的具體設(shè)計。

3.5 機構(gòu)仿真設(shè)計

機構(gòu)仿真設(shè)計時，設(shè)計者首先要建立零部件的三維模型，其次在對運動部件及其相互約束關(guān)系進行確定，最后再進行機構(gòu)分析。

4 現(xiàn)代機械制造的先進技術(shù)及發(fā)展趨勢分析

4.1 系統(tǒng)化機械設(shè)計

系統(tǒng)化機械設(shè)計方法就是將傳統(tǒng)的幾個設(shè)計步驟進行有機的整合，將原來的多步驟設(shè)計整合為一步設(shè)計。這種設(shè)計方法有效的提高了機械設(shè)計的效率，讓現(xiàn)代原來的機械設(shè)計變的更為方便快捷，增強了現(xiàn)代機械設(shè)計的連貫性。其次，這種系統(tǒng)化的設(shè)計方法仍然保留了各個設(shè)計要素的獨立性，這是對設(shè)計方法進行逐步優(yōu)化的結(jié)果，也正是各個設(shè)計因素的相對獨立性決定了系統(tǒng)化設(shè)計方法可以不影響設(shè)計要素的功能和性質(zhì)；第三，機械設(shè)計雖然表面實現(xiàn)了系統(tǒng)化但是其內(nèi)部仍然存在著必然的聯(lián)系，功能方面仍然存在其自身的層次性，這種設(shè)計方法對于現(xiàn)代機械設(shè)計的發(fā)展有著十分重要的理論意義和實踐價值。

4.2 電器機械的節(jié)能設(shè)計

在當今時代，節(jié)能是一個極富創(chuàng)新的理念，電器設(shè)備的節(jié)能不僅可以節(jié)約國家的電力資源，消費者的經(jīng)濟資源，也可以對環(huán)境的保護起到一個重要的作用。在對電器機械的節(jié)能設(shè)計中，其主要包括了對電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、電器的功能以及電器工藝三方面。在電器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)上要盡量是能夠簡便，不能夠采用過度消耗的零部件，減小電器產(chǎn)品的體積與重量。在電器功能方面，雖說要符合消費者的需求，但是要秉持著人機工程學的原理，降低使用者的使用強度與技術(shù)要求，達到人機和諧的目的。最后在電器工藝上，需要采用現(xiàn)階段的最新的工藝，才能夠?qū)⒉牧系膿p耗降到最低，保證電器產(chǎn)品的節(jié)能。

4.3 現(xiàn)代機械的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計

一般來說，所謂的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計，就是通過利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)機制，將分布在不同地方的設(shè)計資源以及設(shè)計任務(wù)進行統(tǒng)一，以協(xié)同工作中的機制為基礎(chǔ)對信息進行有效的管理，進而完成對機械產(chǎn)品的研發(fā)以及設(shè)計工作。隨著現(xiàn)代IT技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，網(wǎng)絡(luò)時代中的寬帶也得到了很大程度上的提高，所以利用現(xiàn)代化中多媒體實時數(shù)據(jù)的傳輸特性，一方面能夠?qū)C械設(shè)計中的相關(guān)數(shù)據(jù)進行了解，另一方面還能建立起數(shù)據(jù)平臺，這個數(shù)據(jù)平臺是以web為基礎(chǔ)的，進而解決web中數(shù)據(jù)的修改、訪問以及傳輸工作，從而進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，進一步滿足現(xiàn)代機械設(shè)計過程中的技術(shù)要求。

4.4 智能化發(fā)展

智能化是21世紀機械自動化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。智能化是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心里學、生理學和混飩動力學等新思想、新方法、模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，使機械自動化產(chǎn)品具有低級智能或人的部分智能，取代或是協(xié)助人類的工作。

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代機械設(shè)計工藝，主要是完善、補充傳統(tǒng)機械設(shè)計工藝，主動性較強，且設(shè)計周期較短，可明顯降低設(shè)計耗費。通過現(xiàn)代機械設(shè)計方法，不管是產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造，或報廢回收方面，比傳統(tǒng)機械設(shè)計工藝明顯要好。對于現(xiàn)代機械設(shè)計工藝，是諸多學科知識、領(lǐng)域的完美融合，并實際運用于產(chǎn)品設(shè)計中，不僅是單獨個人設(shè)計，還是一個設(shè)計團隊的設(shè)計，在設(shè)計設(shè)計中，運用現(xiàn)代機械設(shè)計方法，確保每個設(shè)計人員做到相互了解，運用模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等設(shè)計工藝，通過設(shè)計工藝的有機融合，方可設(shè)計出完美、優(yōu)質(zhì)的機械產(chǎn)品。

參考文獻

[1] 王秀鳳.現(xiàn)代機械設(shè)計制造工藝綜述[J].科技與企業(yè)，2014，（2）：217-217.

[2] 司倩，翟晨，陳寧等.現(xiàn)代機械設(shè)計制造工藝探究[J].魅力中國，2014，（6）：120-120.