淺析機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造技術(shù)

摘 要：近年來我國機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)得到了長足的發(fā)展，但是，與傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)達(dá)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(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析入手，對機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的技術(shù)進(jìn)行了探討分析。

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

1. 我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造包括研究產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、銷售使用、維修服務(wù)乃至回收再生的整個(gè)過程。它是以提高質(zhì)量、效益、競爭力為目標(biāo)，包含物質(zhì)流、信息流和能量流的完整的系統(tǒng)工程。我們?nèi)匀恍枰暤氖牵捎谥袊讓踊A(chǔ)還十分薄弱，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國的制造業(yè)仍然存在著一個(gè)階段性的整體上的不足。我國機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，主要依靠技術(shù)引進(jìn)和趕超型發(fā)展戰(zhàn)略，嚴(yán)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(jī)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(jī)械制造業(yè)的科技研發(fā)明顯滯后。雖然中國機(jī)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(quán)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(shí)，我國械制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量雖然有了很大程度的提高，但大量的機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性、外觀設(shè)計(jì)、內(nèi)在性能還存在一些問題。所以，就目前實(shí)際情況總體來說，中國的制造業(yè)大而不強(qiáng)，中國是制造大國而不是制造強(qiáng)國。

2.機(jī)械制造業(yè)設(shè)計(jì)及技術(shù)主要內(nèi)容

2.1 數(shù)字化是核心。隨著科技的進(jìn)步，尤其是數(shù)字化技術(shù)的高速發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行之前久能夠圍繞整個(gè)設(shè)計(jì)生命周期進(jìn)行相應(yīng)的建模工作。同時(shí)可以充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，并對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)生命周期進(jìn)行過程模擬，給實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)提供最佳的參考素材。在設(shè)計(jì)當(dāng)中，還能夠綜合運(yùn)用大量的數(shù)字化的設(shè)計(jì)技術(shù)及方法，廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及數(shù)字管理手段對全部設(shè)計(jì)的過程進(jìn)行科學(xué)管理，確保資源配置最優(yōu)化、設(shè)計(jì)效率最大化。

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

2.3 智能化成為當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)的迫切要求。隨著自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，機(jī)械的自動化程度已經(jīng)變得越來越高，相應(yīng)地對機(jī)械自動化設(shè)計(jì)進(jìn)程也提出了更高的要求。機(jī)械設(shè)計(jì)師需要充分利用智能技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作，構(gòu)建完善的智能化的體系。

3. 機(jī)械產(chǎn)品的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

3.1 智能化

智能化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：根據(jù)設(shè)計(jì)方法學(xué)理論，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及多媒體等工具進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)、表達(dá)產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。

3.2 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：將設(shè)計(jì)看成由若干個(gè)設(shè)計(jì)要素組成的一個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)計(jì)要素既具有獨(dú)立性又存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。

3.3 模塊化

模塊化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：視具有某種功能的實(shí)現(xiàn)為一個(gè)結(jié)構(gòu)模塊，通過結(jié)構(gòu)模塊的組合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。

3.4 基于產(chǎn)品特征知識

基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：用計(jì)算機(jī)能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的知識庫及推理機(jī)，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機(jī)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。

4. 機(jī)械制造中先進(jìn)技術(shù)分析案例

4.1 數(shù)控加工技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對零件加工質(zhì)量的要求也越來越高。由于產(chǎn)品改型頻繁，在一般機(jī)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(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本，要求機(jī)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(shù)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(fù)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(shù)。目前，數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域已從航空航天普及到汽車、機(jī)床等制造業(yè)及其他中小批量生產(chǎn)的機(jī)械制造行業(yè)中。

4.2 精密與超精密加工技術(shù)

隨著航空航天、計(jì)算機(jī)、材料科學(xué)、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(yīng)用當(dāng)今先進(jìn)的加工技術(shù)，使機(jī)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(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)，尤其是精密加工技術(shù)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(shù)

超高速加工技術(shù)是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動的高精度、高自動化和高柔性的制造設(shè)備，以提高切削速度來達(dá)到提高材料去除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進(jìn)加工技術(shù)。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(jié)束語

綜上所述，隨著科技水平的不斷提升，我國機(jī)械制造業(yè)取得一定的成績，但是我國的機(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，不斷地對設(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)，從而推動我國機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)。