淺析機械設計與機械制造技術

文/李帥 孫凱

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淺析機械設計與機械制造技術

文/李帥1孫凱2

1.沈陽市興業機械廠；2.沈陽上發汽車零部件有限公司

在當前的信息時代背景下，機械產品的設計與制造正在向著智能化、自動化的方向不斷發展，因而這也就決定了現代機械產品的特點。即智能化、系統化、模塊化，并且能夠實現基于產品特點的個性化設計。本文對機械設計與機械制造技術進行了探討分析。

機械設計；機械制造；技術

機械設計技術有以下的幾種：工藝的設計、產品方法設計的理論、用料的選擇以及機械結構的設計等。現代機械設計技術主要包括系統工程、設計仿真技術、優化設計以及計算機輔助設計可靠性設計等。我國近年來機械設計制造技術得到了長足的發展，但是，與傳統工業發達國家相比，我們還存在著十分明顯的差距。由于技術、管理、投入不足等多方面的的因素，我國的制造業正承受著國際市場的巨大壓力。利用先進的科技信息技術、科學思維，以及合理高效的設計方法理論來提升設計的質量和水平，對機械設計技術的進步做出貢獻。

1 我國機械設計制造技術發展的現狀分析

機械設計制造包括研究產品的設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程。它是以提高質量、效益、競爭力為目標，包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。我們仍然需要正視的是，由于中國底層基礎還十分薄弱，與工業發達國家相比，我國的制造業仍然存在著一個階段性的整體上的不足。我國機械制造業的快速發展，主要依靠技術引進和趕超型發展戰略，嚴重缺乏自主研發環節，這在很大程度上限制了中國機械制造業的發展，加之中國勞動力資源豐富而資金相對短缺，致使機械制造業的科技研發明顯滯后。雖然中國機械制造業的產品數量已經位居世界前列，但主要依賴于勞動密集型產品，具有自主知識產權的高、精、尖產品比較少，在國際競爭中取得了相對的劣勢。同時，我國械制造業產品的質量雖然有了很大程度的提高，但大量的機電產品的質量可靠性、外觀設計、內在性能還存在一些問題。所以，就目前實際情況總體來說，中國的制造業大而不強，中國是制造大國而不是制造強國。

2 機械制造中先進技術分析

一計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術。算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術是20世紀制造領域最杰出的成就之一，也是計算機在制造業中應用最成功的范例之一，它是一門多學科綜合的技術，也是當今發展最快的技術之一，目前已經形成相關產業。AD/CAM等新技術在制造業的應用，對制造業的制造模式和市場形勢產生了巨大影響，促進了生產模式的轉變和制造業市場形勢的變化。二是數控加工技術。隨著科技的發展，產品的形狀和結構的優化，對零件加工質量的要求也越來越高。由于產品改型頻繁，在一般機械加工中，單件和中小批量產品所占比重越來越大。為了保證產品質量、提高生產率和降低成本，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。數控加工技術就是在這種環境下發展起來的，適用于精度高，零件形狀復雜的單件和中小批量生產的高效、柔性的自動化加工技術。目前，數控技術發展迅速，應用領域已從航空航天普及到汽車、機床等制造業及其他中小批量生產的機械制造行業中。三是精密與超精密加工技術。隨著航空航天、計算機、材料科學、激光和自動控制系統等高科技產業的迅猛發展，綜合應用當今先進的加工技術，使機械加工精度已經提高到了0.01μm的亞納米級，并向納米級發展。精密加工和超精密加工技術是現代制造技術的前沿和主要發展方向之一，它已經成為國際科技競爭中能否取得成功的關鍵技術，尤其是精密加工技術在尖端產品和現代武器制造中有舉足輕重的地位。四是超高速切削、磨削技術。超高速加工技術是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠實現高速運動的高精度、高自動化和高柔性的制造設備，以提高切削速度來達到提高材料去除率、加工精度和加工質量的先進加工技術。具有切削力小、熱變形小、加工精度高和降低加工成本等優越性。五是新一代制造裝備技術。（1）虛擬軸機床。新型并聯構型制造裝備虛擬軸機床實質上是機器人與機床的混合物，其在結構上完全不同于傳統的數控機床，具有模塊化程度高，結構簡單，速度、動態響應快，造價低等優點，克服了傳統的機床設備一些無法避免的固有缺陷。（2）微細制造與納米技術。隨著人們對許多工業產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。這些需求導致了自20世紀70年代起出現了微細加工和納米制造技術，他們促使了微型機器向系統化方向發展，并形成了有廣闊發展前景的微機電系統（MEMS）。在機械設計中的最為主要的科學技術就是機械設計制造技術，機械設計者應該掌握和了解機械設計制造的基礎知識，在此基礎上對產品進行機械設計，根據色彩、結構等方面機械設計理念的提出，結合實際的設計元素對作品進行綜合設計，在制作的過程中要按照機械設計制造的客觀規律，從而設計出更容易被人們所接受的優質產品。

3 機械產品的現代設計方法

一是智能化。智能化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術，以及多媒體等工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。二是系統化。系統化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統，每個設計要素既具有獨立性又存在著有機的聯系，并具有層次性，所有的設計要素結合后，即可實現設計系統所需完成的任務。三是模塊化。模塊化設計方法的主要特點是：視具有某種功能的實現為一個結構模塊，通過結構模塊的組合，實現產品的方案設計。四是基于產品特征知識。基于產品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領域知識和建立的推理機實現產品的方案設計。

4 結束語

綜上所述，隨著科技水平的不斷提升，我國機械制造業取得一定的成績，但是我國的機械設計與制造技術還存在著一定的不足，這些都嚴重的影響到我國機械制造業的發展。在機械設計與制造中掌握時代發展的趨勢，不斷地對設計方法與制造技術進行完善，采用先進的機械制造技術，從而推動我國機械制造水平的提升。

[1]張寶坤,王淑霞,王艷.機械設計制造及其自動化的發展方向[J].化工裝備技術,2015.