淺析機械設計與機械制造技術

摘 要：近年來我國機械設計與制造技術得到了長足的發(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。本文從分析我國機械設計制造技術發(fā)展的現(xiàn)狀分析入手，對機械設計與機械制造的技術進行了探討分析。

關鍵詞：機械設計；機械制造；技術

1. 我國機械設計制造技術發(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。它是以提高質量、效益、競爭力為目標，包含物質流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。我們仍然需要正視的是，由于中國底層基礎還十分薄弱，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)品的質量雖然有了很大程度的提高，但大量的機電產(chǎn)品的質量可靠性、外觀設計、內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.機械制造業(yè)設計及技術主要內容

2.1 數(shù)字化是核心。隨著科技的進步，尤其是數(shù)字化技術的高速發(fā)展，在機械設計進行之前久能夠圍繞整個設計生命周期進行相應的建模工作。同時可以充分利用計算機技術進行模擬設計，并對產(chǎn)品設計的整個生命周期進行過程模擬，給實際機械設計提供最佳的參考素材。在設計當中，還能夠綜合運用大量的數(shù)字化的設計技術及方法，廣泛應用計算機輔助設計以及數(shù)字管理手段對全部設計的過程進行科學管理，確保資源配置最優(yōu)化、設計效率最大化。

2.2 并行化為最大趨勢。依托計算機支持，機械制造設計團隊能夠實現(xiàn)更多信息的共享，從而打破了時間和空間阻隔障礙。不同地區(qū)的機械設計工作者能夠在同一平臺下實現(xiàn)協(xié)同設計工作。在機械設計的過程中能夠更多地贏得技術方面的支持和幫助，實現(xiàn)各種優(yōu)勢的互助互補，不斷提高設計能力和設計水平。而過去傳統(tǒng)的機械設計往往是單方面串行的設計，每項產(chǎn)品均需要實施分步驟設計，在一個設計步驟完成后，才能夠進行下一個步驟的設計，設計資源利用度不高。此外在設計過程中各個設計環(huán)節(jié)也缺少必要的溝通手段，無法對設計中發(fā)現(xiàn)的問題在第一時間進行修正，使機械設計的開發(fā)周期變得更長，并增加了設計人員的工作量。隨著當前機械大型化、綜合化的發(fā)展，各種機械的構造及功能都變得更加多樣和復雜，機械設計開發(fā)初期確立的思路對于后期影響較大，由于設計過程比較復雜，如果前期的設計思路一旦出現(xiàn)紕漏，那么將很難進行及時的修正。

2.3 智能化成為當前機械設計的迫切要求。隨著自動化技術在機械設計領域的廣泛應用，機械的自動化程度已經(jīng)變得越來越高，相應地對機械自動化設計進程也提出了更高的要求。機械設計師需要充分利用智能技術進行相應的機械設計工作，構建完善的智能化的體系。

3. 機械產(chǎn)品的現(xiàn)代設計方法

3.1 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，以及多媒體等工具進行產(chǎn)品的開發(fā)設計、表達產(chǎn)品的構思、描述產(chǎn)品的結構。

3.2 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，所有的設計要素結合后，即可實現(xiàn)設計系統(tǒng)所需完成的任務。

3.3 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)為一個結構模塊，通過結構模塊的組合，實現(xiàn)產(chǎn)品的方案設計。

3.4 基于產(chǎn)品特征知識

基于產(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域專家的知識和經(jīng)驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領域知識和建立的推理機實現(xiàn)產(chǎn)品的方案設計。

4. 機械制造中先進技術分析案例

4.1 數(shù)控加工技術

隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品的形狀和結構的優(yōu)化，對零件加工質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。目前，數(shù)控技術發(fā)展迅速，應用領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。

4.2 精密與超精密加工技術

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，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是現(xiàn)代制造技術的前沿和主要發(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鍵技術，尤其是精密加工技術在尖端產(chǎn)品和現(xiàn)代武器制造中有舉足輕重的地位。

4.3 超高速切削、磨削技術

超高速加工技術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、加工精度和加工質量的先進加工技術。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。

結束語

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進行完善，采用先進的機械制造技術，從而推動我國機械制造水平的提升。

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作者簡介：

谷雪（1987-），女，遼寧鐵嶺人，大專，研究方向：機械設計。