現代機械設計和機械制造相關技術分析

張小剛

（瑞泰馬鋼新材料科技有限公司，安徽 馬鞍山243000）

1 引言

工業是我國國民經濟的重要構成部分，在現代工業發展中，機械設計與制造是維持企業生產運營的基礎。因此，為適應現代工業對機械產品生產的各項要求，本文針對現代機械設計和機械制造相關技術的分析，對提高現代機械設計水平，保障機械產品制造質量，明確我國工業發展方向有著重大意義。

2 現代機械設計相關概述

設計是思維的變化和應用的過程，現代機械設計是在傳統機械設計基礎上，通過實踐、類比分析，提高設計方案邏輯性、可操作性。不同于傳統機械設計，現代化機械設計具有系統性、創造性、綜合性等特點。在當前時期的信息化社會建設中，機械設計逐漸趨于智能化和模塊化，所以在現代機械技術中，會應用更多計算機、網絡技術，以完善機械產品功能。同時，在現代機械設計中，機械產品在生產期間，相關人員會將產品功能劃分在不同生產環節，以此確保產品功能的獨立性，適應不同領域對機械產品的基本要求[1]。但是由于我國重工業起步較晚，機械設計本身就落后于其他國家，在部分機械產品手工設計內容中，設計人員思維會存在明顯的固化問題。這些問題嚴重影響著機械產品的使用質量，自改革開放后，設計人員將產品設計和現代生產、信息技術相結合，最大程度提高著機械產品的設計水平，為我國工業發展、居民生活帶來更多便利。

3 機械制造技術發展現狀

在我國國民生產總值中，機械制造占據著重要位置，現階段，機械制造已經成為我國經濟建設的發展命脈。但在機械制造這類單項領域中，我國大部分機械制造仍是以低價、低質為主，并且發展速度明顯低于歐美發達國家。同時，由于前些年，社會沒有重視機械制造專業人才的培養，所以機械制造技術人才缺失問題較為突出。隨著社會、學校意識的轉變，相關人才的培養體系已經逐漸成型。但是，從整體上來看，機械制造技術人才缺口較大，機械制造行業發展人才支持力度明顯不足。此外，部分企業在機械制造中，僅重視成本問題，沒有意識到機械產品制造質量的重要性，導致我國機械制造、設計事業在改革與創新中仍面臨著巨大挑戰。

4 現代機械設計和機械制造相關技術的具體分析

4.1 現代機械設計技術

4.1.1 數字化設計

數字化在現代機械設計中應用非常廣泛，該項設計技術的基礎為現代化數字技術。設計人員在方案制定初期，會通過數字建模的方式，保障方案的可行性。之后設計人員會將設計方案錄入計算機，通過分析設計模型，改善設計方案中存在的問題。由此可見，應用數字化設計技術，設計人員在設計相關機械產品時，會全面考察產品使用周期、生命周期，同時在設計方案中優化資源配置，提高設計效率。總之，數字化設計技術的應用，不僅能夠提高機械設計水平，還能夠促進產品本身的使用性能，確保機械產品制造工作可以有序開展。該項技術，對我國現代機械制造行業可持續發展有著重大意義。

4.1.2 AGV 技術

在現代機械產品設計，設計人員可以根據AGV 本身分析產品性能參數，保障設計方案的可行性。AGV 由于系統在速度、磁帶引導方面具有明顯優勢。所以在機械設計中，可以通過傳感、車載、導航等系統作用，將車體驅動，并在額定工作中，控制電機縮短，進而控制機械設計工序。AGV 各項性能參數如表1所示。

表1 AGV 性能參數

4.1.3 信息設計

機械設計人員，為滿足現代機械產品使用需求，在新時期，會在計算機信息技術的基礎上，應用CAD 技術。應用該技術時，設計人員能夠將機械設計過程趨于數字化、信息化，對產品設計方案進行虛擬、仿真建模，預先檢驗產品設計問題，機械性能，進而縮短設計時間，提高設計人員工作效率。具體來說，CAD 技術借助計算機，不僅可以分析機械產品性能設計的合理性，還能夠優化設計技術，幫助設計人員理清設計思路。同時，CAD 技術的應用，能夠創新機械設計手段，例如，設計人員在機械產品設計中，可以生成CAD 繪圖，明確產品結構特點，并應用布爾運算，完成產品零部件設計，圖1為設計人員應用CAD 技術，所完成的機械零件設計圖紙。

圖1 CAD 技術機械零件設計應用圖

4.2 機械制造技術

4.2.1 數控加工技術

在機械制造行業，由于現代化企業對機械產品應用的各項要求，機械制造業還應結合社會發展，滿足更多制造需求。而數控加工技術，主要是采用電腦內部程序，控制生產機器完成機械產品制造工作。應用該項技術期間，相關人員需提前編好程序方程式，錄入計算機，進而完成機械產品加工、零部件制造工作。由于該項技術在應用時，會按照預設指令完成，所以能夠保障機械制造工作質量與效率。現階段，數控加工技術，在實際應用時，主要通過計算機數控、直接數控兩種方式，完成機床控制。例如，機械制造中，數控加工技術，主要應用在煤炭、汽車行業的機械產品制造。因為汽車本身零部件較多，在實際制造中會對零件的精密度要求較高，所以應用數控加工技術，可以在保證汽車零件制造質量的基礎上，提高零部件加工效率。而在煤炭行業，數控加工技術，能夠確保煤炭資源開采工作的機械化操作，提高機械產品安全性、穩定性。

4.2.2 精密、超精密加工技術

精密、超精密加工技術，同樣被稱為機械產品的微制造技術。該技術在機械制造中，以微小的機械零件為主要加工對象。當前我國機械產品加工精度，在不斷發展中，已經達到0.01μm。并且在該項技術的不斷實踐、創新中，產品制造、加工精度會逐漸邁入納米范圍中。目前，精密、超精密技術，是現代機械制造行業中，發展前景較為明顯的技術之一。該項技術的應用，對提高我國機械產品精密度，保障產品質量有著重大意義。

4.2.3 計算機輔助技術

計算機輔助技術，為上文所提到的CAD 技術。在具體機械產品制造期間，計算機輔助技術，能夠實現生產機械的自動化，進而解放勞動力，提高機械產品生產效率。相關人員通過在計算中的傳感技術、遙感技術以及電磁波技術，對機械生產設備進行識別、控制。同時確保機械生產設備處于最佳工作狀態，提高機械生產的安全性。此外，在計算機輔助技術中，建模技術在機械產品設計、制造中應用非常廣泛。例如，相關人員在對機械產品建模時，會因為產品本身的不規則性導致建模工作難以開展。而計算機輔助技術，在產品制造期間，針對機械產品設計中的圓柱體、球體等不規則物體，先完成二維建模處理，然后對于其他較為復雜的零件進行三維建模，進而在保證產品參數標準化后，開始機械產品制造工作。

5 結語

綜上所述，隨著計算機信息技術的不斷進步，我國機械設計、機械制造行業在發展中，還需對產品設計方案、機械制造工序展開優化與完善。同時在數字化、信息化等機械設計技術，以及數控加工技術、計算機輔助技術的具體實踐中。不斷推進技術革新工作，以此提高機械制造企業核心競爭力，為我國經濟建設貢獻力量。