淺析機械設計與機械制造技術(shù)

文/李帥 孫凱

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淺析機械設計與機械制造技術(shù)

文/李帥1孫凱2

1.沈陽市興業(yè)機械廠；2.沈陽上發(fā)汽車零部件有限公司

在當前的信息時代背景下，機械產(chǎn)品的設計與制造正在向著智能化、自動化的方向不斷發(fā)展，因而這也就決定了現(xiàn)代機械產(chǎn)品的特點。即智能化、系統(tǒng)化、模塊化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)基于產(chǎn)品特點的個性化設計。本文對機械設計與機械制造技術(shù)進行了探討分析。

機械設計；機械制造；技術(shù)

機械設計技術(shù)有以下的幾種：工藝的設計、產(chǎn)品方法設計的理論、用料的選擇以及機械結(jié)構(gòu)的設計等?，F(xiàn)代機械設計技術(shù)主要包括系統(tǒng)工程、設計仿真技術(shù)、優(yōu)化設計以及計算機輔助設計可靠性設計等。我國近年來機械設計制造技術(shù)得到了長足的發(fā)展，但是，與傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)達國家相比，我們還存在著十分明顯的差距。由于技術(shù)、管理、投入不足等多方面的的因素，我國的制造業(yè)正承受著國際市場的巨大壓力。利用先進的科技信息技術(shù)、科學思維，以及合理高效的設計方法理論來提升設計的質(zhì)量和水平，對機械設計技術(shù)的進步做出貢獻。

1 我國機械設計制造技術(shù)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。我們?nèi)匀恍枰暤氖?，由于中國底層基礎(chǔ)還十分薄弱，與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國的制造業(yè)仍然存在著一個階段性的整體上的不足。我國機械制造業(yè)的快速發(fā)展，主要依靠技術(shù)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(quán)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 機械制造中先進技術(shù)分析

一計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術(shù)。算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術(shù)是20世紀制造領(lǐng)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(shù)，也是當今發(fā)展最快的技術(shù)之一，目前已經(jīng)形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)。AD/CAM等新技術(shù)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。二是數(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(shù)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(shù)。目前，數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速，應用領(lǐng)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。三是精密與超精密加工技術(shù)。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(shù)，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(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)成為國際科技競爭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。四是超高速切削、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(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。五是新一代制造裝備技術(shù)。（1）虛擬軸機床。新型并聯(lián)構(gòu)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(gòu)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(gòu)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。（2）微細制造與納米技術(shù)。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(shù)，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）。在機械設計中的最為主要的科學技術(shù)就是機械設計制造技術(shù)，機械設計者應該掌握和了解機械設計制造的基礎(chǔ)知識，在此基礎(chǔ)上對產(chǎn)品進行機械設計，根據(jù)色彩、結(jié)構(gòu)等方面機械設計理念的提出，結(jié)合實際的設計元素對作品進行綜合設計，在制作的過程中要按照機械設計制造的客觀規(guī)律，從而設計出更容易被人們所接受的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

3 機械產(chǎn)品的現(xiàn)代設計方法

一是智能化。智能化設計方法的主要特點是：根據(jù)設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以及多媒體等工具進行產(chǎn)品的開發(fā)設計、表達產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。二是系統(tǒng)化。系統(tǒng)化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設計要素既具有獨立性又存在著有機的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設計要素結(jié)合后，即可實現(xiàn)設計系統(tǒng)所需完成的任務。三是模塊化。模塊化設計方法的主要特點是：視具有某種功能的實現(xiàn)為一個結(jié)構(gòu)模塊，通過結(jié)構(gòu)模塊的組合，實現(xiàn)產(chǎn)品的方案設計。四是基于產(chǎn)品特征知識?；诋a(chǎn)品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機實現(xiàn)產(chǎn)品的方案設計。

4 結(jié)束語

綜上所述，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(shù)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(shù)進行完善，采用先進的機械制造技術(shù)，從而推動我國機械制造水平的提升。

[1]張寶坤,王淑霞,王艷.機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].化工裝備技術(shù),2015.