機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的重要性

符國(guó)武

摘要：機(jī)械工程中機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)是十分重要的內(nèi)容，是其機(jī)械性能的最重要決定因素。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，新的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法不斷出現(xiàn)，諸如基于數(shù)學(xué)規(guī)劃理論與計(jì)算機(jī)程序而建立，利用數(shù)值計(jì)算優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使期望指標(biāo)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的方法;利用結(jié)構(gòu)離散化，采用有限個(gè)相互連接并進(jìn)行分析的單元節(jié)點(diǎn)，依據(jù)變形協(xié)調(diào)條件對(duì)有限元進(jìn)行綜合求解的設(shè)計(jì)方法;在規(guī)定條件及時(shí)間內(nèi)，規(guī)定功能可完成的可靠設(shè)計(jì)方法;利用虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造等全過程進(jìn)行模擬，并預(yù)測(cè)評(píng)估技術(shù)數(shù)據(jù)與性能指標(biāo)的虛擬制造技術(shù);采用目前主流智能制造、綠色制造、納米制造、個(gè)性制造等技術(shù)，隨著新的設(shè)計(jì)制造技術(shù)的廣泛研究應(yīng)用，將會(huì)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;重要性;設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;發(fā)展趨勢(shì)

引言

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要基礎(chǔ)和前提，其在某種程度上決定著其他的步驟發(fā)展的方向，合理的機(jī)械設(shè)計(jì)能夠不斷地促進(jìn)機(jī)械制造的發(fā)展水平?，F(xiàn)在隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益完善，整體的機(jī)械設(shè)計(jì)水平也在逐步地提高。本文將從現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則、我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)兩個(gè)大方面展開對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的重要性問題的分析。

一、現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則

（一）機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則。

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則具體包括概念標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)物形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化、方法標(biāo)準(zhǔn)化三個(gè)方面。其中概念標(biāo)準(zhǔn)化主要指的是在設(shè)計(jì)機(jī)械的過程中涉及到的符號(hào)、名詞術(shù)語、計(jì)量單位等要符合標(biāo)準(zhǔn);實(shí)物形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化主要指的是零部件、設(shè)備、原材料和能源等在結(jié)構(gòu)形態(tài)、性能和尺寸等方面都要在統(tǒng)一的規(guī)定中進(jìn)行選用;操作方法、測(cè)量以及試驗(yàn)方法等按照有關(guān)的規(guī)定來具體實(shí)施主要說的是方法的標(biāo)準(zhǔn)化。簡(jiǎn)而言之，標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)全過程的所有行為制定的準(zhǔn)則，根據(jù)使用的強(qiáng)制性程度不同，現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)發(fā)布的機(jī)械零件設(shè)計(jì)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可以分為必須執(zhí)行和推薦使用兩種，而根據(jù)運(yùn)用范圍的不同，現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)發(fā)布的機(jī)械零件設(shè)計(jì)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可以分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)的安全性準(zhǔn)則。

在機(jī)械設(shè)計(jì)中機(jī)械如果能夠在規(guī)定的條件下沒有故障，能正常的實(shí)現(xiàn)總體功能就可以稱作是整機(jī)安全性;如果我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)的過程中能夠確保操作人員的生命健康安全，能夠?qū)Σ僮魅藛T進(jìn)行適時(shí)地保護(hù)就可以稱作工作安全性;如果能確保在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中不對(duì)機(jī)器周圍的環(huán)境和人造成污染和危害就可以稱作環(huán)境安全性;同樣在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中能確保有關(guān)的零件在規(guī)定外載荷和規(guī)定時(shí)間內(nèi)零件不發(fā)生如斷裂、過度變形、過度磨損和不喪失穩(wěn)定性等情況就可以稱作是零件安全性。整機(jī)安全性、工作安全性、環(huán)境安全性和零件安全性都是機(jī)械設(shè)計(jì)安全性準(zhǔn)則的重要內(nèi)容。

（三）機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)性準(zhǔn)則。

技術(shù)性準(zhǔn)則是指在機(jī)械設(shè)計(jì)中相關(guān)的技術(shù)性能必須達(dá)到規(guī)定的要求，技術(shù)性能既可以指靜態(tài)性能也可以指產(chǎn)品的功率、效率、使用壽命、抗摩擦、振動(dòng)穩(wěn)定性等動(dòng)態(tài)性能，也就是說產(chǎn)品功能、制造和運(yùn)行狀況在內(nèi)的一切性能都可以稱作是技術(shù)性能。以振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則為例，振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生額外的動(dòng)載荷和變應(yīng)力，尤其是當(dāng)其頻率接近機(jī)械系統(tǒng)或者零件的固有頻率時(shí)就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，這時(shí)的振幅會(huì)有明顯的增大，很有可能會(huì)立刻損壞零件甚至是損壞整個(gè)系統(tǒng)，這時(shí)就需要振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則的約束，具體來講是該準(zhǔn)則可以將機(jī)械系統(tǒng)或者是零件的相關(guān)振動(dòng)參數(shù)（頻率、振幅、噪音等）控制在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)要點(diǎn)

（一）提高機(jī)械加工的精度

對(duì)于機(jī)械零件來說，精度是對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行衡量的一個(gè)非常重要的標(biāo)準(zhǔn)。想要對(duì)零件的精確度和與客戶需求的符合程度進(jìn)行保證，就需要在合理化的設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)設(shè)計(jì)方式進(jìn)行有效的應(yīng)用。首先要注意的就是在測(cè)量中遇到的一些問題，測(cè)量?jī)?nèi)容是由測(cè)量工具獲取的，因此在測(cè)量工具的精度是非常重要的，但出現(xiàn)問題就會(huì)影響到測(cè)量的整體精度，因此在進(jìn)行測(cè)量的過程中需要與實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有效結(jié)合。另外，要與客戶的需求進(jìn)行契合。其次，在加工的過程中，還要對(duì)加工工具進(jìn)行重視，要及時(shí)的優(yōu)化加工的方式，對(duì)加工工具的質(zhì)量進(jìn)行保證，進(jìn)而增強(qiáng)工具與產(chǎn)品之間的契合度。

（二）確保加工表面的質(zhì)量

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，表面加質(zhì)量是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，這項(xiàng)內(nèi)容對(duì)于加工件的物理化學(xué)性能和壽命以及可靠性方面都具有直接性的影響，因此在制造設(shè)計(jì)的過程中，需要采取有效的措施對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行保證。首先要合理的選擇加工的工具，要與加工工件的屬性相吻合，從而更好的進(jìn)行工件的制造，減小工具表面粗糙的程度;其次還要選擇會(huì)是的切削條件，要根據(jù)材料的不同才采用不同的切削速度，進(jìn)而提高表面的質(zhì)量;最后要減少表面層的變形，在進(jìn)行工件加工的時(shí)候，要合理的控制后刀面磨損程度和切削用量。

三、我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)

（一）我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

一直以來，中國(guó)的工程機(jī)械行業(yè)就發(fā)展的不錯(cuò)，現(xiàn)在已經(jīng)成為最大的工程機(jī)械制造國(guó)家之一，同時(shí)還是世界上最大的工程機(jī)械銷售市場(chǎng)。目前機(jī)械制造和市場(chǎng)已經(jīng)發(fā)展的比較完善，但是工程機(jī)械行業(yè)的資源流通狀況卻一直是我們?cè)S多人的心病，如資源利用方式的粗獷等，這在一定程度上成為阻礙我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。尤其是和歐美國(guó)家相比較起來，中國(guó)想要走節(jié)能、綠色、環(huán)保的生產(chǎn)方式還有許多的困難要克服，我們要向歐美國(guó)家成熟的工程機(jī)械產(chǎn)品回收體系和工程機(jī)械再制造技術(shù)學(xué)習(xí)，就現(xiàn)在我國(guó)工程機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀來看，向工程機(jī)械再制造領(lǐng)域進(jìn)軍是非常可行的。

雖然這些年我國(guó)一直在出臺(tái)各種各樣的政策為再制造行業(yè)的健康有序發(fā)展保駕護(hù)航，但是和國(guó)外成熟的再制造行業(yè)相比較，還是有一些非常實(shí)際的問題需要我們高度重視并想出解決措施。如，在我國(guó)工程機(jī)械再制造處于發(fā)展初期的現(xiàn)狀下，國(guó)家的各項(xiàng)有關(guān)政策的制定還存在許多的漏洞;我國(guó)再制造行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)幾乎是一片空白;我國(guó)在對(duì)再制造產(chǎn)品的宣傳引導(dǎo)上做的工作不夠完善，對(duì)再制造產(chǎn)品存在排斥心理的用戶大有存在。需要明確的是，雖然我國(guó)的工程機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)中還有許多的問題，但是政策的支持和豐厚的利潤(rùn)成為我們克服這些困難的最大動(dòng)力，我們?cè)撚行判氖刮覀兊臋C(jī)械設(shè)計(jì)圖制造行業(yè)發(fā)展的越來越好。

（二）我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)現(xiàn)在全球機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，未來全球機(jī)械設(shè)計(jì)與制造業(yè)的發(fā)展主要有三大趨勢(shì)：（1）整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造業(yè)的發(fā)展重心將逐步向亞洲遷移，這樣遷移的趨勢(shì)是為了獲得本地化的成本優(yōu)勢(shì)并很好地位本地客戶服務(wù)。另外，以我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造業(yè)為主的亞洲競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手成長(zhǎng)速度非常迅速，在全球市場(chǎng)中所占的份額也在逐年的增加，在未來，我國(guó)必將成為主導(dǎo)全球機(jī)械制造業(yè)的主要力量。我國(guó)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造業(yè)保持著遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家普遍將近百分之三的增長(zhǎng)速度，這對(duì)未來幾年中國(guó)機(jī)械制造業(yè)的高速增長(zhǎng)是一種拉動(dòng)，并且我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)在以其巨大的規(guī)模優(yōu)勢(shì)爭(zhēng)取著全球機(jī)械制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，到二零一五年我國(guó)將能領(lǐng)導(dǎo)接近半數(shù)的全球細(xì)分市場(chǎng)，最主要的是我國(guó)正在努力地縮短和領(lǐng)先國(guó)家技術(shù)水平上的差距;（2）全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)將聚集在中端市場(chǎng);（3）節(jié)能環(huán)保類產(chǎn)品將會(huì)越來越受用戶和制造商的重視和關(guān)注。

結(jié)語

綜上所述，隨著科技水平的不斷提升，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)取得一定的成績(jī)，但是我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)還存在著一定的不足，這些都嚴(yán)重的影響到我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中掌握時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，不斷地對(duì)設(shè)計(jì)方法與制造技術(shù)進(jìn)行完善，采用先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)，從而推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造水平的提升。

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