微機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計和制造中的應(yīng)用

武利兵

摘 ?要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)對先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備與制造中，微機(jī)技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用，進(jìn)一步促進(jìn)了現(xiàn)代機(jī)械加工工藝的創(chuàng)新發(fā)展，提升機(jī)械制造業(yè)的技術(shù)和生產(chǎn)力水平，為推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮重要作用。文章主要分析了微機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計和制造中的具體應(yīng)用，旨在為促進(jìn)我國機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升其市場競爭力和適應(yīng)力提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計;機(jī)械制造;微機(jī)技術(shù)

中圖分類號：TH122 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）01-0171-02

Abstract： With the rapid development of modern science and technology， the application of advanced technology in machinery manufacturing is increasingly extensive. In the equipment and manufacturing of scared machinery， microcomputer technology plays an increasingly important role， further promoting the innovation and development of modern machining processes， improving the technology and productivity of machinery manufacturing， and playing an important role in promoting China's economic development. This paper mainly analyzes the specific application of microcomputer technology in mechanical design and manufacturing， and aims to provide a reference for promoting the development of China's machinery manufacturing industry and enhancing its market competitiveness and adaptability.

Keywords： mechanical design; mechanical manufacturing; microcomputer technology

引言

社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展要求社會生產(chǎn)力水平不斷提升，機(jī)械制造業(yè)發(fā)展水平在很大程度上影響社會生產(chǎn)力的發(fā)展水平。傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝弊端凸顯，已經(jīng)難以滿足當(dāng)前我國社會發(fā)展的實(shí)際需求?，F(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)快速發(fā)展，對先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用的深度與廣度越來越高，尤其是微機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計和制造中的應(yīng)用，使得機(jī)械生產(chǎn)、制造、經(jīng)營發(fā)展了顛覆性的變化，逐漸形成了現(xiàn)代技術(shù)機(jī)械制造行業(yè)體系?，F(xiàn)階段，現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用價值越來越被人們所重視，利用微機(jī)技術(shù)等新型科學(xué)技術(shù)作為提升機(jī)械設(shè)計與制造水平的主動力，對于提升機(jī)械使用價值，提高社會生產(chǎn)力發(fā)展水平，促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)快速發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計與制造工藝特征

1.1 設(shè)計工藝結(jié)合

在機(jī)械設(shè)計環(huán)節(jié)，為確保機(jī)械設(shè)計有效性，需要保證在設(shè)計調(diào)查環(huán)節(jié)得到有效保證。在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計中，機(jī)械制造企業(yè)通常會在設(shè)計生產(chǎn)前，根據(jù)設(shè)計調(diào)查的實(shí)際情況記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)中，利用計算機(jī)進(jìn)行自動化計算，從而獲得設(shè)計模板。因此，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計中，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計工藝的有效結(jié)合，提高機(jī)械設(shè)計工藝的先進(jìn)性。

1.2 技術(shù)先進(jìn)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計與制造中，加大了對先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，極大的提升了機(jī)械設(shè)計制造的技術(shù)水平。眾多現(xiàn)代化制造技術(shù)為機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮著巨大的促進(jìn)作用。例如新型復(fù)合材料、高強(qiáng)度刀具等在機(jī)械制造中的應(yīng)用，有效提升了機(jī)械制造生產(chǎn)效率，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，從而提升生產(chǎn)企業(yè)的市場競爭力。

1.3 控制環(huán)境影響

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計與制造的一項重要特征是降低了對環(huán)境的影響。在傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)模式中，人工操作設(shè)計與制造流程勢必會存在資源浪費(fèi)以及環(huán)境污染問題，而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計與制造工藝通過對先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的回收利用，極大地提升了資源利用率，同時降低對環(huán)境的影響。

2 微機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計與制造中的具體應(yīng)用

2.1 CAD/CAM技術(shù)在機(jī)械設(shè)計與制造中的應(yīng)用

隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)逐漸成熟，成為一項重要的計算機(jī)綜合應(yīng)用技術(shù)。在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域，CAD/CAM技術(shù)主要用于兩方面。其一為零件建模。在機(jī)械設(shè)計過程中，零件建模是一項重要基礎(chǔ)工作，可以對機(jī)械制造所需要的零件特征進(jìn)行確定。在零件建模過程中，設(shè)計人員利用自身的空間想象力，再結(jié)合一定的工作經(jīng)驗與技巧，將零件的生產(chǎn)模型構(gòu)建出來。同時，零件與特征間存在層次性的關(guān)系，機(jī)械設(shè)計過程中，不僅需要對整個產(chǎn)品組成的各個零件構(gòu)建模型，并且還需要在零件模型中將各個零件在整體裝配結(jié)構(gòu)中的聯(lián)系性表現(xiàn)出來。所有的機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)成都可以分解為不同類型的零部件，而機(jī)械產(chǎn)品的制造可以說是將多個零部件組裝的過程。因此，無論機(jī)械大小、復(fù)雜與否，都是由大量繁復(fù)的單一零部件組裝而成，以這種方式對機(jī)械設(shè)計和制造簡化，能夠有效提高生產(chǎn)效率。其二為裝配建模。在零件建模完成后，利用CAD/CAM技術(shù)在計算機(jī)上將構(gòu)建的所有零部件模型進(jìn)行組裝，使其在計算機(jī)中生成一個數(shù)字化的裝配模型，則能夠完成裝配建模工作。

CAD/CAM技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用，可以通過計算機(jī)對生產(chǎn)設(shè)備實(shí)施有效的操作與管控，有效提升機(jī)械制造生產(chǎn)效率。在實(shí)際應(yīng)用中，在人機(jī)交互界面中，將機(jī)械零部件的生產(chǎn)加工工藝和工序輸入到計算機(jī)中，CAD/CAM系統(tǒng)能夠自動輸出機(jī)械加工運(yùn)行軌跡與數(shù)控加工程序。這樣一來，有效節(jié)省了編制數(shù)控程序的時間與精力，并且有效降低了錯誤率。因此，CAD/CAM技術(shù)在數(shù)控編程中的應(yīng)用具有非常大的優(yōu)勢，對于提高機(jī)械生產(chǎn)加工效率有重要作用。此外，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用范圍十分廣泛，除了數(shù)控機(jī)床外，其在沖壓機(jī)、焊接機(jī)、線切割等各種生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用也十分廣泛。CAD/CAM技術(shù)以其生產(chǎn)效率高，能夠為機(jī)械加工制造企業(yè)帶來非常高的經(jīng)濟(jì)效益等方面的優(yōu)勢，在機(jī)械設(shè)計與制造中的應(yīng)用越來越廣泛。

以某鼓風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠為例，其在透平壓縮機(jī)的生產(chǎn)中通過對CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用，將報價周期、設(shè)計周期、技術(shù)準(zhǔn)備周期分別縮短了2周、3個月、6個月;并且極大的縮短了機(jī)械產(chǎn)品中的三元葉片壓型模的設(shè)計與制造周期，僅用10天左右的時間，就將原本在11個月左右的設(shè)計與制造周期所需要做的工作完成;同時，將產(chǎn)品的供貨周期縮短了6個月左右。不僅產(chǎn)品的整體生產(chǎn)周期顯著縮短，在應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)后，整機(jī)運(yùn)行效率也得到了明顯的提升。其實(shí)際應(yīng)用充分證明了CAD/CAM技術(shù)在機(jī)械設(shè)計與制造過程中具有非常高的應(yīng)用價值。

2.2 虛擬仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計與制造中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計與制造中的應(yīng)用是對當(dāng)前先進(jìn)計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的重要內(nèi)容。利用虛擬仿真技術(shù)，可以有效提高機(jī)械設(shè)計的合理性與準(zhǔn)確性。通過虛擬仿真技術(shù)，在設(shè)計過程中將機(jī)械重要性能參數(shù)進(jìn)行仿真設(shè)計，充分保證了設(shè)計的科學(xué)性。一方面，利用仿真軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計，在軟件中建立機(jī)械的仿真模型，同時，在軟件中還可以對機(jī)械設(shè)計制造的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，并建立虛擬測試模型，從而進(jìn)行產(chǎn)品應(yīng)用的虛擬測試。通過測試結(jié)果，設(shè)計人員可以充分了解到仿真模型存在的缺陷，從而改進(jìn)設(shè)計方案，提高設(shè)計的科學(xué)性。這樣一來，不僅有效提升的機(jī)械設(shè)計質(zhì)量，并且在很大程度上節(jié)約了研發(fā)成本。另一方面，虛擬仿真技術(shù)的建立基礎(chǔ)就是信息系統(tǒng)，因此，其在對機(jī)械設(shè)計與制造相關(guān)數(shù)據(jù)處理過程中，能夠最大限度的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速、高效處理，進(jìn)而進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)計與制造的質(zhì)量。更重要的是，利用虛擬仿真技術(shù)，機(jī)械設(shè)計與制造相關(guān)工作人員可以對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有更加系統(tǒng)完整的掌握，在模擬演示過程中，更深刻的了解掌握機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)行的實(shí)際情況，從而找準(zhǔn)問題、分析問題、解決問題，保證產(chǎn)品制造的最終質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 人工智能在機(jī)械設(shè)計與制造中的應(yīng)用

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計與制造中，多是利用人工完成生產(chǎn)，因此屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)。同時，在機(jī)械設(shè)計與制造全過程中，涉及范圍廣泛，環(huán)節(jié)十分復(fù)雜，一個產(chǎn)品從設(shè)計到制造的完成，都需要經(jīng)過眾多道細(xì)致工序，任何一個工序存在問題，都可能對產(chǎn)品整體的性能產(chǎn)生直接影響。因此，機(jī)械設(shè)計與制造生產(chǎn)人員往往需要具有非常高的專業(yè)水平。生產(chǎn)人員數(shù)量要求大，質(zhì)量要求高，在很大程度上制約了機(jī)械設(shè)計與制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人工智能的崛起為機(jī)械設(shè)計與制造帶來新的機(jī)遇。一方面，人工智能在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計防范的多樣化發(fā)展，在人工智能系統(tǒng)中，機(jī)械設(shè)計過程實(shí)現(xiàn)了自動化、智能化，其既具有設(shè)計人員對專業(yè)機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)造力，同時，人工智能不同于人類思維具有局限性，在設(shè)計過程中能夠更好的擺脫個人局限，從而進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計方案。此外，人工智能在工作時間、數(shù)據(jù)存儲等諸多方面都具有人不可比擬的優(yōu)勢。另一方面，人工智能在機(jī)械制造中的應(yīng)用，極大的提升了產(chǎn)品生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量。利用人工智能，機(jī)械制造過程可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的自動化控制與處理，并且有效降低外界因素的干擾。此外，人工智能在機(jī)械制造中的應(yīng)用，還可以依據(jù)產(chǎn)品實(shí)際使用需求，對其進(jìn)行自動分析、調(diào)整、優(yōu)化，進(jìn)而保證產(chǎn)品具有更高的適應(yīng)性。更值得注意的是，人工智能的應(yīng)用，對于機(jī)械制造過程中的故障判斷更加精準(zhǔn)，一旦生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生故障，人工智能系統(tǒng)就可以及時做出反應(yīng)，并確定故障位置、記錄故障原因，為后期設(shè)備的修復(fù)與調(diào)試提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

2.4 綠色制造技術(shù)

微機(jī)技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)資源利用率的最大化，有效完成資源的回收利用具有重要作用，其在機(jī)械設(shè)計與制造中的應(yīng)用，極大的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計與制造過程中，對環(huán)境產(chǎn)生的污染以及對資源產(chǎn)生的浪費(fèi)問題，是機(jī)械綠色設(shè)計制造技術(shù)的重要基礎(chǔ)。同時，利用微機(jī)技術(shù)，有效縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，并且可以對毀損的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行高效回收、再制造，充分保障了資源的利用價值最大化。

3 結(jié)束語

隨著微機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其帶動了CAD/CAM技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)等多種現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展，將其應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計與制造中，為機(jī)械設(shè)計與機(jī)械制造提供了更有利的銜接關(guān)系，極大的節(jié)約了機(jī)械設(shè)計與制造成本，縮短生命周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而推動機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為現(xiàn)代機(jī)械制造快速發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

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