現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)中的應(yīng)用與發(fā)展

高關(guān)勝 雷富坤

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)械行業(yè)的發(fā)展也有了前所未有的進(jìn)步。改革開放以來，我國(guó)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展時(shí)期，農(nóng)業(yè)、手工業(yè)以及中性工業(yè)都處于一個(gè)吸收外界知識(shí)、充實(shí)自我和飛速進(jìn)步的階段。因此，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與國(guó)家的總體實(shí)力不斷穩(wěn)步上升，而維持這樣一個(gè)態(tài)勢(shì)的必要條件就是科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì);機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù);應(yīng)用與發(fā)展

引言

工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要構(gòu)成部分，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造是維持企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。因此，為適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的各項(xiàng)要求，本文針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)的分析，對(duì)提高現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)水平，保障機(jī)械產(chǎn)品制造質(zhì)量，明確我國(guó)工業(yè)發(fā)展方向有著重大意義。

1現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)概述

設(shè)計(jì)是思維的變化和應(yīng)用的過程，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過實(shí)踐、類比分析，提高設(shè)計(jì)方案邏輯性、可操作性。不同于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)具有系統(tǒng)性、創(chuàng)造性、綜合性等特點(diǎn)。在當(dāng)前時(shí)期的信息化社會(huì)建設(shè)中，機(jī)械設(shè)計(jì)逐漸趨于智能化和模塊化，所以在現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)中，會(huì)應(yīng)用更多計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以完善機(jī)械產(chǎn)品功能。同時(shí)，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，機(jī)械產(chǎn)品在生產(chǎn)期間，相關(guān)人員會(huì)將產(chǎn)品功能劃分在不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以此確保產(chǎn)品功能的獨(dú)立性，適應(yīng)不同領(lǐng)域?qū)C(jī)械產(chǎn)品的基本要求。但是由于我國(guó)重工業(yè)起步較晚，機(jī)械設(shè)計(jì)本身就落后于其他國(guó)家，在部分機(jī)械產(chǎn)品手工設(shè)計(jì)內(nèi)容中，設(shè)計(jì)人員思維會(huì)存在明顯的固化問題。這些問題嚴(yán)重影響著機(jī)械產(chǎn)品的使用質(zhì)量，自改革開放后，設(shè)計(jì)人員將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和現(xiàn)代生產(chǎn)、信息技術(shù)相結(jié)合，昀大程度提高著機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，為我國(guó)工業(yè)發(fā)展、居民生活帶來更多便利。

2現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)中的發(fā)展

當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)正朝著虛擬化，智能化，簡(jiǎn)便化，數(shù)字化的方向發(fā)展，其中有很多設(shè)計(jì)技術(shù)在處于持續(xù)更新完善中，其現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)中的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）更加智能化。當(dāng)前現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)中的曲面建模，實(shí)體建模，大型組件設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)技術(shù)正處于快速發(fā)展和完善中。（2）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)朝著封裝，接口、集成方向發(fā)展。（3）數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、虛擬制造技術(shù)的深度融合。隨著現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，不但機(jī)械設(shè)計(jì)可以虛擬，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)也可以虛擬，甚至機(jī)械設(shè)備企業(yè)也可以虛擬。通過虛擬技術(shù)模擬機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、使用的完整過程，從而找到機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造中的潛在問題，及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，以提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造效率。（4）信息化技術(shù)的不斷進(jìn)步是的不同的企業(yè)和人員能夠通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同完成一項(xiàng)機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化流程，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率，提升企業(yè)效益的目的。

3現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)中的應(yīng)用與發(fā)展

3.1虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)是一種新型的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，它的誕生和應(yīng)用為機(jī)械設(shè)計(jì)制造帶來了革命性的進(jìn)步。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)集合了三維圖形、聲音等多種媒介，為人們提供了更加接近真實(shí)的體驗(yàn)。該技術(shù)尤其適用于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度較高，設(shè)計(jì)耗時(shí)較長(zhǎng)的大型機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)制造。因?yàn)閷?duì)于這也的機(jī)械設(shè)備，僅僅依靠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)很難獲得非常理想的效果，而配合使用虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)可以逼真地模擬機(jī)械設(shè)備的實(shí)際使用性能，以找出設(shè)計(jì)問題，從而進(jìn)行有效地設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造效率。當(dāng)前虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一個(gè)方面，利用 VR設(shè)備在 VR環(huán)境中身臨其境地感知 CAD設(shè)計(jì)出來的模型。第二個(gè)方面，綜合運(yùn)用虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，在虛擬仿真環(huán)境中進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。此外，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面合理運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)提高機(jī)械設(shè)備的節(jié)能環(huán)保性能，有效降低機(jī)械設(shè)備在使用過程中的能耗成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在這個(gè)環(huán)節(jié)可以通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)。利用借助仿真實(shí)驗(yàn)可以對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效優(yōu)化，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求，設(shè)計(jì)出符合環(huán)保要求的機(jī)械設(shè)備。

3.2數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)是我國(guó)昀為龐大的一個(gè)行業(yè)體系，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)起著重要的作用。隨著社會(huì)不斷進(jìn)步和科技快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)手工種植、培育和收割向全自動(dòng)化以及機(jī)械化轉(zhuǎn)變。各種各樣地農(nóng)機(jī)設(shè)備地出現(xiàn)應(yīng)用，極大地解放了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效益，同時(shí)也不斷朝著更簡(jiǎn)單更高效地?cái)?shù)字化方向發(fā)展。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以從三個(gè)方面來分析闡述。首先，虛擬技術(shù)的應(yīng)用。虛擬技術(shù)簡(jiǎn)而言之就是通過計(jì)算機(jī)，將農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)以三維數(shù)字形式更加直觀逼真的呈現(xiàn)出來，同時(shí)利用大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，切實(shí)做出合理的真正實(shí)用的農(nóng)機(jī)設(shè)備，滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求。此外，虛擬技術(shù)將整個(gè)設(shè)備真實(shí)情況精確地進(jìn)行數(shù)字化投影，有效降低了設(shè)計(jì)難度，尤其是一些十分復(fù)雜結(jié)構(gòu)部位，對(duì)農(nóng)機(jī)設(shè)備更新?lián)Q代起到了很大推動(dòng)作用。其次，設(shè)計(jì)與制造同步進(jìn)行。依托于計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效提高設(shè)計(jì)效率，數(shù)字化應(yīng)用使得我們?cè)谒性O(shè)計(jì)完成之前就可以進(jìn)行部分零件或者板塊制造工作，縮短了生產(chǎn)制造周期，顯著地提高了雙方經(jīng)濟(jì)效益。昀后，不斷創(chuàng)新。創(chuàng)新對(duì)社會(huì)、國(guó)家都有著積極正面作用，但我們也必須承認(rèn)創(chuàng)新的代價(jià)是巨大的。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)上，創(chuàng)新需要巨大時(shí)間成本和應(yīng)用成本，極大阻礙了新事物出現(xiàn)速度和質(zhì)量。但數(shù)字化應(yīng)用使得我們可以在較短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)創(chuàng)新性想法，并進(jìn)行測(cè)試反饋，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，有效帶動(dòng)了設(shè)計(jì)技術(shù)改革創(chuàng)新。

3.3數(shù)控加工技術(shù)

在機(jī)械制造行業(yè)，由于現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)用的各項(xiàng)要求，機(jī)械制造業(yè)還應(yīng)結(jié)合社會(huì)發(fā)展，滿足更多制造需求。而數(shù)控加工技術(shù)，主要是采用電腦內(nèi)部程序，控制生產(chǎn)機(jī)器完成機(jī)械產(chǎn)品制造工作。應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)期間，相關(guān)人員需提前編好程序方程式，錄入計(jì)算機(jī)，進(jìn)而完成機(jī)械產(chǎn)品加工、零部件制造工作。由于該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，會(huì)按照預(yù)設(shè)指令完成，所以能夠保障機(jī)械制造工作質(zhì)量與效率?，F(xiàn)階段，數(shù)控加工技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，主要通過計(jì)算機(jī)數(shù)控、直接數(shù)控兩種方式，完成機(jī)床控制。例如，機(jī)械制造中，數(shù)控加工技術(shù)，主要應(yīng)用在煤炭、汽車行業(yè)的機(jī)械產(chǎn)品制造。因?yàn)槠嚤旧砹悴考^多，在實(shí)際制造中會(huì)對(duì)零件的精密度要求較高，所以應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，可以在保證汽車零件制造質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高零部件加工效率。而在煤炭行業(yè)，數(shù)控加工技術(shù)，能夠確保煤炭資源開采工作的機(jī)械化操作，提高機(jī)械產(chǎn)品安全性、穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造行業(yè)在發(fā)展中，還需對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案、機(jī)械制造工序展開優(yōu)化與完善。同時(shí)在數(shù)字化、信息化等機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，以及數(shù)控加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的具體實(shí)踐中。不斷推進(jìn)技術(shù)革新工作，以此提高機(jī)械制造企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

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