現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的相關(guān)技術(shù)分析

摘 要：近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造水平也越來(lái)越高，同時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造對(duì)人們生活的影響也越來(lái)越大，在這種情況下，社會(huì)各界對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造的關(guān)注力度也逐漸提升。從我國(guó)當(dāng)前的實(shí)際情況看，雖然投入了大量的資源在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造上面，但是在具體中，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的相關(guān)技術(shù)仍然存在一些不足，對(duì)此，下面從我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造技術(shù)現(xiàn)狀出發(fā)，介紹了現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的特點(diǎn)，并分別分析了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)的相關(guān)先進(jìn)技術(shù)。

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

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.049

0 前言

近年來(lái)，伴隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)也取得了良好的成果。而對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)是十分繁雜的，從我國(guó)當(dāng)前的工業(yè)技術(shù)水平看，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造技術(shù)中，還存在一些不足，為了更好的促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，必須更加積極的投入到相關(guān)技術(shù)研究中，采取有效的措施，解決各種問(wèn)題，從而促進(jìn)我國(guó)制造工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的發(fā)展情況

1.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展?fàn)顩r

對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，其十分落后，主要是依據(jù)手工設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中思維封閉嚴(yán)重，同時(shí)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)比較單一，在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多不足，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期過(guò)長(zhǎng)、機(jī)械制造企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門(mén)協(xié)調(diào)性不強(qiáng)等，這些缺陷會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)極大的影響。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)在機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)上獲得了不錯(cuò)的成果，在各個(gè)方面都有所突破，特別是在近幾年，隨著科技的快速發(fā)展，各種機(jī)械設(shè)計(jì)高新技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如智能設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)等，極大的提升了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1.2 機(jī)械制造的發(fā)展?fàn)顩r

對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械制造，與機(jī)械設(shè)計(jì)十分相似，傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)依然是以手工制造為主，對(duì)各種社會(huì)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)，這種制造手段十分落后，其一方面要消耗大量的人力、物力資源，同時(shí)還無(wú)法確保產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，影響到機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。隨著現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)的出現(xiàn)，極大的改變了這種狀況，以數(shù)控、加密為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)，可以更加快速、精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工、生產(chǎn)，有效提高了機(jī)械加工效率，促進(jìn)了機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的特點(diǎn)

在信息時(shí)代下，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造越來(lái)越自動(dòng)化、智能化，這也使得現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品具有系統(tǒng)化、智能化的特點(diǎn)，同時(shí)，在新時(shí)期下，隨著人們個(gè)性化需求越來(lái)越高，使得現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品也具有很高的個(gè)性化特點(diǎn)。對(duì)于智能化，主要是在進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造時(shí)，經(jīng)常會(huì)采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)急性，使得機(jī)械產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能；對(duì)于系統(tǒng)化是指在進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)通過(guò)多個(gè)設(shè)計(jì)元素，組合成一個(gè)固定系統(tǒng)，其各個(gè)元素相互獨(dú)立，同時(shí)又具有很強(qiáng)的層次關(guān)聯(lián)。同時(shí)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中，會(huì)針對(duì)產(chǎn)品的不同功能，進(jìn)行相應(yīng)的模塊設(shè)計(jì)，通過(guò)模塊組合，形成一個(gè)系統(tǒng)。

3 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1 AGV技術(shù)

在輸送系統(tǒng)中，AGV技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用，其在磁帶導(dǎo)引、速度決定路徑屬性上具有明顯優(yōu)勢(shì)。AGV系統(tǒng)主要包括行走機(jī)構(gòu)、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、車(chē)載系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、其他組件等幾個(gè)方面，其性能參數(shù)如下表1所示。在AGV技術(shù)中，車(chē)體由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和兩個(gè)萬(wàn)向輪支撐，通過(guò)直流伺服電機(jī)，在額定工作狀態(tài)下，對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的控制。

3.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，數(shù)字化是十分常見(jiàn)的技術(shù)，數(shù)字化背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)的效率、設(shè)計(jì)水平得到了極大的提升，進(jìn)而促進(jìn)了機(jī)械產(chǎn)品的整體性能。在數(shù)字化技術(shù)中，主要是利用數(shù)字建模實(shí)現(xiàn)初期設(shè)計(jì)，然后在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，尋找出其中存在的不足，并加以改善。在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)是從產(chǎn)品的全生命周期出發(fā)的，其可以實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)配置，并且具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)可靠性。

3.3 并行化設(shè)計(jì)技術(shù)

如果說(shuō)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中占據(jù)核心地位，那么并行化設(shè)計(jì)技術(shù)就代表未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。究其原因?yàn)樵诓煌I(lǐng)域中機(jī)械產(chǎn)品占據(jù)越來(lái)越重要的位置，相應(yīng)的就需要完善機(jī)械設(shè)備的功能，同時(shí)，讓不同機(jī)械設(shè)備能相互協(xié)調(diào)工作，共同完成相應(yīng)工作，進(jìn)而在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的時(shí)候就不能單純的考慮一種機(jī)械功能需求，還應(yīng)并行的考慮其他機(jī)械產(chǎn)品功能需求，最終讓不同機(jī)械設(shè)備的功能相互補(bǔ)充，有效提升社會(huì)生產(chǎn)力機(jī)械水平。

3.4 智能化設(shè)計(jì)技術(shù)

在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，自動(dòng)化技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，并且機(jī)械自動(dòng)化程度也越來(lái)越被人們重視，占據(jù)一定的地位，這就對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)進(jìn)程提出相應(yīng)的要求。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，機(jī)械設(shè)計(jì)師應(yīng)充分采用智能化設(shè)計(jì)技術(shù)，科學(xué)合理的完成機(jī)械設(shè)計(jì)工作，最終使得智能化體系得到很好的完善。在新時(shí)期下，機(jī)械設(shè)計(jì)需要朝著更加適合市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的方向發(fā)展，要根據(jù)市場(chǎng)引導(dǎo)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并注重節(jié)能環(huán)保綠色設(shè)計(jì)，這也是符合社會(huì)主流的關(guān)鍵方向。

4 機(jī)械制造先進(jìn)技術(shù)

4.1 數(shù)控加工技術(shù)

為有效的提升生產(chǎn)率、在一定程度上降低生產(chǎn)成本和保障產(chǎn)品質(zhì)量，就需要機(jī)床具備較好的靈活性和通用性，同時(shí)，對(duì)于加工中的自動(dòng)化提出更為高的要求。在這種環(huán)境中，數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其被廣泛應(yīng)用到零件形狀復(fù)雜、高精度要求的中小批或是單件產(chǎn)品成產(chǎn)中。當(dāng)前，數(shù)控加工技術(shù)得到飛速的發(fā)展，且應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸拓寬，如從之前單純的航空領(lǐng)域逐漸拓展到機(jī)床和汽車(chē)等制造產(chǎn)業(yè)中。

4.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)

在上世紀(jì)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)為制造領(lǐng)域較為杰出的領(lǐng)域，同時(shí)，在計(jì)算機(jī)制造行業(yè)中其也屬于成功的案例，是一種多科學(xué)綜合技術(shù)，同時(shí)也是當(dāng)前發(fā)展最為快速的一種技術(shù)，已經(jīng)初步形成了產(chǎn)業(yè)鏈。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中，可以極大的促進(jìn)生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)效率的提升，這對(duì)于機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的集群發(fā)展有極大影響。

4.3 精密與超精密加工技術(shù)

近年來(lái)，伴隨著計(jì)算機(jī)、航空航天、激光、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等的快速發(fā)展，使得當(dāng)前的加工技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)。目前機(jī)械加工精度已經(jīng)達(dá)到了0.01μm，并逐漸朝著納米級(jí)發(fā)展。精密加工技術(shù)和超精密加工技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)的最前沿技術(shù)之一，已經(jīng)成為企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的核心技術(shù)，在現(xiàn)代尖端產(chǎn)品生產(chǎn)中，精密、超精密加工技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用。

4.4 超高速切削、磨削技術(shù)

對(duì)于超高速加工技術(shù)，主要是利用超硬刀具、磨具，通過(guò)高自動(dòng)化、精度、高柔性的制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到加工精度、提高材料去除率、提升加工質(zhì)量的目的。超高速切削、磨削技術(shù)具有熱變形小、切削力小、加工精度高、加工成本低等優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械制造中有十分廣泛的應(yīng)用。

4.5 新一代制造裝備技術(shù)

在常規(guī)的機(jī)械制造體系中，產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中，需要使用大量的夾具，這一方面需要消耗大量的資金、資源，另一方面還加劇了產(chǎn)品準(zhǔn)備時(shí)間，容易引起制造過(guò)程瓶頸，從而引起了響應(yīng)速率低、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題，降低了機(jī)械制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)此，可以將少無(wú)夾具制造技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造中，以此來(lái)提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率。此外，還可以嘗試?yán)锰摂M軸機(jī)床，這種設(shè)備屬于機(jī)床與機(jī)器人的混合物，具有很強(qiáng)的模塊化程度，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，能改善以往機(jī)床設(shè)備中的不足，有利于機(jī)械制造質(zhì)量提升。

5 總結(jié)

綜上所述，在機(jī)械制造業(yè)中，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造技術(shù)具有十分緊密的關(guān)聯(lián)，兩者息息相關(guān)，共同促進(jìn)。從兩者的性質(zhì)看，機(jī)械設(shè)計(jì)水平會(huì)對(duì)機(jī)械制造水平帶來(lái)極大影響，同時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)又需要以機(jī)械制造為基礎(chǔ)，因此，在實(shí)際中，必須加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造技術(shù)的研究，從而更好的促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：錢(qián)景衛(wèi)（1973-），男，江蘇海安人，本科，初級(jí)，研究方向：工業(yè)設(shè)計(jì)。