現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)分析

張小剛

【摘 要】論文基于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)概述，以及機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，對現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)展開分析，借此推動機(jī)械制造行業(yè)技術(shù)改革。

【Abstract】Based on the overview of modern mechanical design and the development status of mechanical manufacturing technology， this paper analyzes the related technologies of modern mechanical design and mechanical manufacturing， so as to promote the technical reform of mechanical manufacturing industry.

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代化;機(jī)械設(shè)計(jì);技術(shù)

【Keywords】 modernization; mechanical design; technology

【中圖分類號】TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）10-0177-02

1 引言

工業(yè)是我國國民經(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)營的基礎(chǔ)。因此，為適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的各項(xiàng)要求，本文針對現(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，明確我國工業(yè)發(fā)展方向有著重大意義。

2 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)前時期的信息化社會建設(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，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[1]。但是由于我國重工業(yè)起步較晚，機(jī)械設(shè)計(jì)本身就落后于其他國家，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，最大程度提高著機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，為我國工業(yè)發(fā)展、居民生活帶來更多便利。

3 機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在我國國民生產(chǎn)總值中，機(jī)械制造占據(jù)著重要位置，現(xiàn)階段，機(jī)械制造已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展命脈。但在機(jī)械制造這類單項(xiàng)領(lǐng)域中，我國大部分機(jī)械制造仍是以低價、低質(zhì)為主，并且發(fā)展速度明顯低于歐美發(fā)達(dá)國家。同時，由于前些年，社會沒有重視機(jī)械制造專業(yè)人才的培養(yǎng)，所以機(jī)械制造技術(shù)人才缺失問題較為突出。隨著社會、學(xué)校意識的轉(zhuǎn)變，相關(guān)人才的培養(yǎng)體系已經(jīng)逐漸成型。但是，從整體上來看，機(jī)械制造技術(shù)人才缺口較大，機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展人才支持力度明顯不足。此外，部分企業(yè)在機(jī)械制造中，僅重視成本問題，沒有意識到機(jī)械產(chǎn)品制造質(zhì)量的重要性，導(dǎo)致我國機(jī)械制造、設(shè)計(jì)事業(yè)在改革與創(chuàng)新中仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。

4 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)的具體分析

4.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

4.1.1 數(shù)字化設(shè)計(jì)

數(shù)字化在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用非常廣泛，該項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)為現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)。設(shè)計(jì)人員在方案制定初期，會通過數(shù)字建模的方式，保障方案的可行性。之后設(shè)計(jì)人員會將設(shè)計(jì)方案錄入計(jì)算機(jī)，通過分析設(shè)計(jì)模型，改善設(shè)計(jì)方案中存在的問題。由此可見，應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品時，會全面考察產(chǎn)品使用周期、生命周期，同時在設(shè)計(jì)方案中優(yōu)化資源配置，提高設(shè)計(jì)效率。總之，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，還能夠促進(jìn)產(chǎn)品本身的使用性能，確保機(jī)械產(chǎn)品制造工作可以有序開展。該項(xiàng)技術(shù)，對我國現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。

4.1.2 AGV技術(shù)

在現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)AGV本身分析產(chǎn)品性能參數(shù)，保障設(shè)計(jì)方案的可行性。AGV由于系統(tǒng)在速度、磁帶引導(dǎo)方面具有明顯優(yōu)勢。所以在機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以通過傳感、車載、導(dǎo)航等系統(tǒng)作用，將車體驅(qū)動，并在額定工作中，控制電機(jī)縮短，進(jìn)而控制機(jī)械設(shè)計(jì)工序。AGV各項(xiàng)性能參數(shù)如表1所示。

4.1.3 信息設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)人員，為滿足現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品使用需求，在新時期，會在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用CAD技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)時，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)過程趨于數(shù)字化、信息化，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行虛擬、仿真建模，預(yù)先檢驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題，機(jī)械性能，進(jìn)而縮短設(shè)計(jì)時間，提高設(shè)計(jì)人員工作效率。具體來說，CAD技術(shù)借助計(jì)算機(jī)，不僅可以分析機(jī)械產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)的合理性，還能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，幫助設(shè)計(jì)人員理清設(shè)計(jì)思路。同時，CAD技術(shù)的應(yīng)用，能夠創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)手段，例如，設(shè)計(jì)人員在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，可以生成CAD繪圖，明確產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并應(yīng)用布爾運(yùn)算，完成產(chǎn)品零部件設(shè)計(jì)，圖1為設(shè)計(jì)人員應(yīng)用CAD技術(shù)，所完成的機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖紙。

4.2 機(jī)械制造技術(shù)

4.2.1 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，會按照預(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。現(xiàn)階段，數(shù)控加工技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用時，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)際制造中會對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。

4.2.2 精密、超精密加工技術(shù)

精密、超精密加工技術(shù)，同樣被稱為機(jī)械產(chǎn)品的微制造技術(shù)。該技術(shù)在機(jī)械制造中，以微小的機(jī)械零件為主要加工對象。當(dāng)前我國機(jī)械產(chǎn)品加工精度，在不斷發(fā)展中，已經(jīng)達(dá)到0.01μm。并且在該項(xiàng)技術(shù)的不斷實(shí)踐、創(chuàng)新中，產(chǎn)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(shù)，是現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)中，發(fā)展前景較為明顯的技術(shù)之一。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，對提高我國機(jī)械產(chǎn)品精密度，保障產(chǎn)品質(zhì)量有著重大意義。

4.2.3 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，為上文所提到的CAD技術(shù)。在具體機(jī)械產(chǎn)品制造期間，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的自動化，進(jìn)而解放勞動力，提高機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)效率。相關(guān)人員通過在計(jì)算中的傳感技術(shù)、遙感技術(shù)以及電磁波技術(shù)，對機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行識別、控制。同時確保機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)，提高機(jī)械生產(chǎn)的安全性。此外，在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)中，建模技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)用非常廣泛。例如，相關(guān)人員在對機(jī)械產(chǎn)品建模時，會因?yàn)楫a(chǎn)品本身的不規(guī)則性導(dǎo)致建模工作難以開展。而計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，在產(chǎn)品制造期間，針對機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的圓柱體、球體等不規(guī)則物體，先完成二維建模處理，然后對于其他較為復(fù)雜的零件進(jìn)行三維建模，進(jìn)而在保證產(chǎn)品參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后，開始機(jī)械產(chǎn)品制造工作。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造行業(yè)在發(fā)展中，還需對產(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)核心競爭力，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】黃波平.CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及機(jī)械制造技術(shù)的新發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報， 2019（9）：66-67.