現(xiàn)代機械設計與機械制造相關技術研究

張瑞健

[摘? ? 要 ]隨著科技的快速發(fā)展，機械制造行業(yè)的不斷進步極大的促進了我國的經濟發(fā)展，方便了人們的生產與生活。本論文根據(jù)機械設計現(xiàn)狀，對機械制造相關技術特點及應用做了具體研究介紹。

[關鍵詞]現(xiàn)代機械;設計;制造技術

[中圖分類號]TH122;TH16[文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）08–00–03

Modern Mechanical Design and Mechanical Manufacturing Related Technology Research

Zhang Rui-jian

[Abstract]With the rapid development of science and technology， the continuous progress of machinery manufacturing industry has greatly promoted the economic development of our country and facilitated people's production and life. In this paper， according to the present situation of mechanical design， the characteristics and application of mechanical manufacturing technology are introduced in detail.

[Keywords]modern machinery; design; manufacturing technology

隨著當今社會科學技術的不斷更新與進步，我國在科研與技術方面也有了顯著的進步，并且通過將其充分應用到工業(yè)各行業(yè)當中，使得我國工業(yè)近幾年發(fā)展迅猛，同時也極大地帶動了我國機械制造業(yè)的競爭與進步。隨著我國現(xiàn)代市場經濟科技競爭的日益加劇，各行各業(yè)想要立足市場就必須不斷提高自身科技水平，完善工藝技術，不斷創(chuàng)新進步，使自身具備一定的競爭實力。通過不斷提高機械化科技水平，企業(yè)充分立足機械生產可以極大提高企業(yè)的相應生產效率，減少人力投入的同時，提高企業(yè)競爭優(yōu)勢，滿足企業(yè)經營效益需求，進一步帶動工業(yè)發(fā)展進步。

1 現(xiàn)代機械設計現(xiàn)狀概括

目前來看，我國在現(xiàn)代化機械設計方面相較于世界其他發(fā)達國家來說，還具有一定的追趕距離。因為我國在現(xiàn)代機械設計方面工業(yè)應用起步較晚，大部分的機械設計仿照著發(fā)達國家的成功案例來進行的，憑借自身實力很難脫離成功案例的參照而獨立設計。因此我國目前為止機械設計的水平有限，無法做到憑借專業(yè)人員自身實力實現(xiàn)自主設計及創(chuàng)新開發(fā)。如果在機械設計發(fā)展的過程中，我國不能及早扭轉這種被動局面，在機械設計方面一味依靠發(fā)達國家技術支持，將很有可能給國內的工業(yè)生產帶來越來越嚴重的損失，甚至導致我國國內工業(yè)生產無法獨立進行，嚴重依賴別國工業(yè)技術投入支持，長此以往，將嚴重影響我國生產獨立性，陷入外交被動局面。但是樂觀來說，我國雖然目前來看現(xiàn)代機械設計的水平還不夠理想，但是在發(fā)展上還存在著很大的進步空間，相信通過各方的支持，專業(yè)設計人員的不斷努力，我國機械設計的水平會得以巨大提升。而且，在現(xiàn)代工業(yè)運行發(fā)展過程中，已經有越來越多的設計從業(yè)人員開始學習研究獨立設計，雖然這個過程非常的艱難，常常出現(xiàn)理論基礎上沒有問題，一經實踐應用卻很難達到質量相關要求的情況，但是通過不斷努力，一定可以使機械設計圖紙與實際制造生產中的質量實現(xiàn)匹配，實現(xiàn)我國機械設計水平的提升。

2 現(xiàn)代機械制造相關技術的特征

相比較來說，傳統(tǒng)的機械設計過程中主要的是依靠專業(yè)設計人員進行手工制造設計，受主觀感受性影響極強，因此，傳統(tǒng)的機械設計質量及效果的好壞主要取決于設計人員的專業(yè)素養(yǎng)。而現(xiàn)代機械設計已經產生了質的飛躍，在充分進行總結吸取經驗教訓的基礎上，密切注重產品各生產要素之間的關系，充分應用現(xiàn)代科學信息技術，通過最優(yōu)的設計方案，有效提高了產品的質量及效率，拓寬了機械設計的應用領域。而且現(xiàn)代機械設計的設計理念及方法是隨著科技的發(fā)展變化而不斷改善更新的，通過在機械設計中各種先進科學技術的應用，專業(yè)技術人員充分把握力學等方面的知識能力，進行有效的設計、修改工作協(xié)調，保證設計工作的效率的同時，避免人力、物力及時間方面的浪費。

3 現(xiàn)代機械設計與機械制造相關技術研究應用

3.1 機械自動化技術分析

在現(xiàn)代機械設計與制造過程中，機械自動化技術的應用十分常見，其在改善了傳統(tǒng)的機械設計模式的基礎上，實現(xiàn)了機械生產制造的自動化，成為現(xiàn)今機械設備的主流配置，通過機械自動化技術的應用，可以有效解放勞動力，提高生產制造的效率，將需要人工完成的部分轉嫁給機械，實現(xiàn)了絕大部分情況下的人工解放，而且，相較于人工來說，機械自動化的應用更加精準、高效，因為自動化機械在收到命令后即可按照相應方式執(zhí)行，可以實現(xiàn)連續(xù)生產，不受人工體能影響，保證生產高效性的同時，還避免了人為失誤，而且對于生產的產品設備還可以自行完善檢驗，對于企業(yè)生產來說，自動化機械的投入應用是非常具有經濟效益的，因為除了基礎的成本、設備資金投入以外，幾乎不需要其他后期成本的支出。這相對于傳統(tǒng)人工模式的生產方式來說，極大地節(jié)省了企業(yè)生產運營成本。另外，我國近些年對機械設計技術經過不斷創(chuàng)新改善，在機械自動化技術應用方面的水平與世界發(fā)達國家基本持平，甚至具有一定的技術領先優(yōu)勢，這對于我國未來的機械設計與制造來說是十分可喜的，需要設計相關人員不斷努力，繼續(xù)創(chuàng)新。

3.2 微型機械傳感技術分析

微型機械加工技術最開始是為了對精密機械的設計及加工，由于人工加工的誤差，所以需要進行機械加工。而伴隨著科學技術的不斷進步，在加工行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。通過對機械傳感技術的運用，對加工精度得到了很大的提升。對加工設備的更新和換代產生了極大地促進作用。使得設備所需空間減小，設備加工所需要的能源降低，產能增加，減少了殘次品的出現(xiàn)。并且通過衛(wèi)星機械加工出的產品具有極強的匹配性，只要設計文件和方案不存在缺陷，加工出的產品就能夠符合設計要求，而且在加工后的產品質量非常高。微型機械傳感技術的運用不僅僅是在精密儀器加工制造方面有效的運用，在電子設備制造行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。其計算機芯片等加工和制作通過微型機械傳感技術能夠使得加工更加精確，而芯片領域的加工和設計的精度在很大程度上決定了產品的性能。提高芯片的設計和加工精度，將計算機性能進行提升，并且降低能耗。而保證這種技術運用到現(xiàn)實的基礎就是通過衛(wèi)星機械傳感技術的運用。

3.3 新型的焊接工藝

在實際的機械制造過程中，需要涉及很多生產工藝和流程，有些機械設計為了滿足實際的使用效果，其機械本身的尺寸非常大并且材料使用相當多，這樣在生產和組裝的過程中需要用到焊接工藝。焊接作業(yè)會對材料產生一種影響區(qū)，叫作熱影響區(qū)，這個影響區(qū)因為受焊接溫度的影響，對材料的物理和化學性能產生一定的影響，所以在眾多的焊接作業(yè)情況下，難免會對機械整體本身造成影響。而氣體保護焊接工藝運用惰性氣體對焊接作業(yè)影響區(qū)進行保護，能夠有效地減少焊縫影響區(qū)，并且在焊接過程中能夠保障材料在高溫情況下不與環(huán)境中的氧等物質進行反應。加強機械設備的材料強度，對設備整體本身的使用效果提供重要的保障。傳統(tǒng)的焊接工藝一般通過“藥”來進行反應，通過高強度的電流來融化鋼鐵和焊條，焊條外部的“藥皮”參與反應。這種焊接方式會對大氣產生嚴重的污染，并且對人體造成危害，如強光對眼睛的刺激作用造成視力減退，作業(yè)過程中可能造成觸電，可能吸入焊接造成的有毒氣體等。并且在特殊的部位不能夠使用傳統(tǒng)的焊接方式。他們對焊接后的表面需要特殊的要求。隨著技術的進步，對焊接工藝進行創(chuàng)新和提升，如鋼鐵的焊接，可以通過鋼鐵表面進行摩擦產生熱量，從而使接觸面的鋼鐵融化，成為新的整體，這種焊接方式通過機械操作，對工作人員的工作安全提供了重要的保障，并且減少焊接過程中對大氣的危害，簡化工作操作。最重要的一點事能夠滿足特殊設備所需的焊接要求，從而保障現(xiàn)代機械設計和制造的多樣性。

3.4 綠色環(huán)保節(jié)能降耗技術

我國經濟已經從快速增長階段進入穩(wěn)定期，在穩(wěn)定期需要轉變經濟增長方式，減少經濟增長對環(huán)境的負面影響。所以機械設計和制造業(yè)需要優(yōu)化產業(yè)結構，提高產能利用率。在制造過程中會產生一些污染物，所以需要改善制造加工過程，減少有害物質的排放，并且在制造過程中提高產品質量，盡量減少殘次品的生產而造成資源和能源的浪費。國家對于環(huán)境污染和治理問題已經制定了相應的政策，在環(huán)境保護和節(jié)能降耗問題做出了重大的調整，并且取得了很大的成果，在科學技術快速發(fā)展的當今社會，機械設計和機械制造加工工藝將會越來越先進，并且對環(huán)境的影響也會也來越小，在未來甚至會消除制造過程中的有害物質的產生，對保護環(huán)境做出貢獻。

3.5 虛擬模型技術

簡單來講虛擬建模是利用計算機技術對設計成果進行模擬建造和使用，從而發(fā)現(xiàn)過程中可能遇到的問題，并且檢驗成果是否符合設計要求和使用要求的一種技術。但是要想使用這種技術，需要進行很多準備，下文介紹虛擬建模所需的工作，并解釋其原理。只有將物理信息轉換成數(shù)字信息才能夠在計算機上利用。因此，需要對材料的基本信息進行構建，輸入材料物質的物理性能和化學性能，輸入設計文件的尺寸、數(shù)量以及結構等方式進行數(shù)字輸入，從而使得計算機能夠運用最基本的信息。通過專業(yè)的模擬軟件模擬機械制造所需的流程，因為計算機的強大運算能力，所以其能夠計算出制造過程中的各種結果，或者人工干預制造過程，使其朝著特定的軌道進行模擬，從而能夠在短時間內對制造過程所可能遇到的情況進行完整模擬。并且對可能造成的后果進行提前分析。對于設計成品的檢驗，也可以通過虛擬模擬技術進行檢驗，計算機可以通過對材料的性能和結構方式進行分析，從而確定機械產品的性能以及運行狀況，這種模擬方式以及運算過程極為復雜，需要大量的前期工作，但是其成果就是極大地節(jié)約實際模擬能源，并且能夠模擬所有可能結果，相信在不久的將來，計算機模擬建模過程將會越來越簡單，能夠在各種行業(yè)運用。

3.6 分類編碼技術

產能和加工產業(yè)結構的不斷優(yōu)化使得工廠代工得到了快速地發(fā)展，這種生產方式能夠極大地優(yōu)化組織結構，減少機械制造的成本投入，并且提高部分材料的質量。由于產品涉及復雜的原材料和零件，所以可以對零件進行分類和編碼，通過專業(yè)生產廠家來代工生產，這樣不僅減少我們所需的成本投入，還能夠提高產品質量，加強機械設備整體的使用效果。

3.7 圖紙分析工藝

在進行機械制造之前，應該圖紙進行充分詳細的分析，從而確定機械制造所需的工藝、流程以及生產條件、前期投入等。并且在此基礎上確定如何進行生產，如某些部件的精度要求非常高，如果進行生產投入將極大地增加成本，所以可以暫時選擇具有相關能力的工廠進行代工，這樣可以在前期保證產品的質量。只有我們在制造前對圖紙進行完整分析，才能夠在實際的制造過程中減少錯誤的發(fā)生。

4 結束語

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，在科學技術不斷進步背景下，人們的生活和生產方式得到了巨大的改變，只有增強自身的能力才能夠加快生產力的發(fā)展，從而保障先進的生產技術為我們所用。通過技術的創(chuàng)新和利用增強我國現(xiàn)代化機械設計和制造的能力，從而保障在未來的競爭中取得成果。

參考文獻

[1] 宋仁杰，周進，魏子曄，等.中國古代典籍中的機械設計方法與創(chuàng)新思維[J].設計，2018（3）：59-64.

[2] 陳秋霞.現(xiàn)代化機械設計制造工藝及精密加工技術[J].設備管理與維修，2018（10）：128-129.

[3] 蔡明.機械制造和機械設計的創(chuàng)新思維[J].商品與質量，2019（6）：9.

[4] 錢景衛(wèi).現(xiàn)代機械設計與機械制造的相關技術分析[J].山東工業(yè)技術，2018（13）：49.

[5] 劉朝陽.現(xiàn)代機械設計與機械制造的相關技術分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（36）：167.