現(xiàn)代機械設(shè)計及制造的相關(guān)技術(shù)分析

尚偉 傅婧爽

摘 要：機械設(shè)計制造以及自動化技術(shù)本身是一項多種技術(shù)相融合的先進(jìn)技術(shù)，最終形成了如今這的多功能、低能耗安全可靠性高的系統(tǒng)工程技術(shù)。同時也已經(jīng)開始趨向于智能化、人性化的方向發(fā)展，為機械設(shè)計制造及其自動化的技術(shù)的研究工作提供了廣闊的發(fā)展空間。本文就主要探討了現(xiàn)代機械設(shè)計與機械制造的相關(guān)技術(shù)問題，指出了當(dāng)前常用的機械設(shè)計方法，并對一些先進(jìn)的機械制造技術(shù)進(jìn)行了簡單探討。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計;機械制造;設(shè)計方法;先進(jìn)技術(shù)

引言：

隨著科技水平的不斷提升，我國機械制造業(yè)取得一定的成績，但是我國的機械設(shè)計與制造技術(shù)還存在著一定的不足，這些都嚴(yán)重的影響到我國機械制造業(yè)的發(fā)展。機械設(shè)計是機械制造的前提，而機械制造一般是以設(shè)計為基礎(chǔ)，才能夠進(jìn)行流暢的制造，好的設(shè)計可以提高機械產(chǎn)品的性能，確保機器的質(zhì)量的可靠性，因此，從技術(shù)層面上進(jìn)行分析，機械設(shè)計與機械制造互相依托，相輔相成。

一.現(xiàn)代機械制造技術(shù)的主要特點

首先，現(xiàn)代機械制造技術(shù)著重于將計算機信息技術(shù)、管理技術(shù)、傳感技術(shù)、智能自動化技術(shù)相結(jié)合，并且應(yīng)用在機械的制造流程中，其實質(zhì)是在傳統(tǒng)機械技術(shù)上拓展了科學(xué)技術(shù)，最終實現(xiàn)信息共享、能量傳輸、物質(zhì)聯(lián)系等傳統(tǒng)機械技術(shù)無法實現(xiàn)的功能，因此其具有先進(jìn)性。其次，現(xiàn)代機械制造技術(shù)的最終目標(biāo)是增強企業(yè)的市場競爭力，并且為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，因此現(xiàn)代機械制造技術(shù)的應(yīng)用面較廣，并不會被束縛在生產(chǎn)過程當(dāng)中，因此其具有拓展性。然后，傳統(tǒng)機械生產(chǎn)技術(shù)向現(xiàn)代機械制造技術(shù)轉(zhuǎn)變后，企業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略也會發(fā)生改變，即從提高勞動生產(chǎn)率的方式變?yōu)閷ιa(chǎn)時長、產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本方面的調(diào)整，以上幾點相結(jié)合不斷增強企業(yè)的市場競爭力，擴(kuò)大企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此其具有統(tǒng)一性。最后，由于經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程不斷深入，我國制造企業(yè)在市場中不僅要面對國內(nèi)企業(yè)的挑戰(zhàn)，還會與利用科技、金融、信息為主要競爭例的外國企業(yè)發(fā)生碰撞，為了在市場競爭中占領(lǐng)先機，企業(yè)必須不斷革新機械制造技術(shù)，使科學(xué)技術(shù)的融合更加緊密，因此其具有全球性。

二.現(xiàn)代機械設(shè)計的技術(shù)方法

1.數(shù)字化設(shè)計技術(shù)

在現(xiàn)代機械的設(shè)計過程中，數(shù)字化是最基本也是最常用的設(shè)計方法。這是在數(shù)字化技術(shù)飛速發(fā)展的背景下所形成的設(shè)計模式，其極大的提高了機械設(shè)計的效率和設(shè)計水平，使機械產(chǎn)品的整體性能得到了極大的提高。這是因為數(shù)字化設(shè)計技術(shù)是通過數(shù)字建模來完成初期的設(shè)計，并在計算機上進(jìn)行運行調(diào)試，以改善其中的不足之處。也就是說，數(shù)字化的設(shè)計技術(shù)在設(shè)計中是從機械產(chǎn)品的整個生命周期來考慮，因此這種設(shè)計方法能夠?qū)崿F(xiàn)資源配置的最優(yōu)化，設(shè)計效率相對較為可靠可行。

2.并行化設(shè)計技術(shù)

若說數(shù)字化設(shè)計技術(shù)是現(xiàn)代機械設(shè)計的核心，那么并行化設(shè)計技術(shù)就是其未來的發(fā)展趨勢。這是因為隨著機械產(chǎn)品在不同行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用地位越來越重要，其所需要具備的功能也就要更完善，并且不同機械之間還要實現(xiàn)一定的協(xié)同工作，為此在設(shè)計中就不能只考慮某一種機械的功能需求，還要考慮到并行機械產(chǎn)品的功能需求。這就需要采用并行化的設(shè)計技術(shù)方法，來實現(xiàn)不同機械之間的優(yōu)勢互補，提高社會生產(chǎn)力機械化水平。

3.智能化設(shè)計技術(shù)

隨著自動化技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，機械的自動化程度已經(jīng)變得越來越高，相應(yīng)地對機械自動化設(shè)計進(jìn)程也提出了更高的要求。機械設(shè)計師需要充分利用智能技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的機械設(shè)計工作，構(gòu)建完善的智能化的體系。

三.機械制造的先進(jìn)技術(shù)

1.計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）技術(shù)

計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）技術(shù)是20世紀(jì)制造領(lǐng)域最杰出的成就之一，也是計算機在制造業(yè)中應(yīng)用最成功的范例之一，它是一門多學(xué)科綜合的技術(shù)，也是當(dāng)今發(fā)展最快的技術(shù)之一，目前已經(jīng)形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM等新技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用，對制造業(yè)的制造模式和市場形勢產(chǎn)生了巨大影響，促進(jìn)了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變和制造業(yè)市場形勢的變化。

2.數(shù)控加工技術(shù)

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本，要求機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、機床等制造業(yè)及其他中小批量生產(chǎn)的機械制造行業(yè)中。

3.精密與超精密加工技術(shù)

隨著航空航天、計算機、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.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，利用能可靠實現(xiàn)高速運動的高精度、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。

5.微細(xì)制造與納米技術(shù)

隨著人們對許多工業(yè)產(chǎn)品的功能集成化和外觀小型化的需求，使零部件的尺寸日趨微小化。這些需求導(dǎo)致了自20世紀(jì)70年代起出現(xiàn)了微細(xì)加工和納米制造技術(shù)，他們促使了微型機器向系統(tǒng)化方向發(fā)展，并形成了有廣闊發(fā)展前景的微機電系統(tǒng)。

結(jié)束語：

隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，我國的現(xiàn)代機械設(shè)計水平和制造生產(chǎn)水平也都隨之得到了較大的發(fā)展，雖然還不能趕超發(fā)到國家的機械設(shè)計制造水平，但是也已經(jīng)實現(xiàn)了一定程度的智能化、自動化和信息化，并且具有很大的發(fā)展空間和發(fā)展前景。在機械設(shè)計與制造中掌握時代發(fā)展的趨勢，不斷地對設(shè)計方法與制造技術(shù)進(jìn)行完善，采用先進(jìn)的機械制造技術(shù)，從而推動我國機械制造水平的提升。

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