機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)

韓文奎 張吉順

【摘 ?要】現(xiàn)階段，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化程度越來(lái)越高，將其應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低，生產(chǎn)效率明顯提升。其核心技術(shù)作為促進(jìn)其發(fā)展的關(guān)鍵，必須要重視起核心技術(shù)才能夠促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展。本文基于機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)展開(kāi)論述。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造;機(jī)械設(shè)計(jì);創(chuàng)新;實(shí)現(xiàn)

引言

我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化在當(dāng)代企業(yè)中的發(fā)展?fàn)顩r有了簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)，作為一種新興產(chǎn)業(yè)，我們要不斷鉆研新技術(shù)，結(jié)合國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)逐步提高機(jī)械自動(dòng)化的水平。21世紀(jì)注定是科技化與信息化的時(shí)代，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化而言必須主動(dòng)培養(yǎng)復(fù)合型尖端人才、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、研發(fā)柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)、促進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)的深度融合，只有這樣才能進(jìn)一步解放技術(shù)，推動(dòng)企業(yè)的長(zhǎng)效發(fā)展。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化在當(dāng)代企業(yè)中存在的問(wèn)題

從目前的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看，該專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)率基本超過(guò)百分之九十五，也就是說(shuō)高校畢業(yè)生基本能夠完成畢業(yè)與就業(yè)的對(duì)接，從事該行業(yè)的人才將源源不斷的輸送。但是在實(shí)際的應(yīng)用于發(fā)展中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化在當(dāng)企業(yè)的發(fā)展不算樂(lè)觀。首先，技術(shù)相對(duì)理論化，畢業(yè)生入司后缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)很多機(jī)械的操作偏重于理論化，不太符合企業(yè)發(fā)展實(shí)際。其次，對(duì)多媒體設(shè)備的依賴較深，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化屬于新興學(xué)科，我國(guó)對(duì)該行業(yè)的了解正處于研究階段，學(xué)校教育對(duì)教學(xué)內(nèi)容的把握有限，教學(xué)大多依賴多媒體設(shè)備，學(xué)生就業(yè)后對(duì)技術(shù)的了解尚淺，會(huì)借助網(wǎng)絡(luò)力量學(xué)習(xí)，這本無(wú)可厚非，但機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化畢竟是一個(gè)考研實(shí)踐與操作的行業(yè)，若不親身下車間，去到生產(chǎn)第一線就無(wú)法真正學(xué)到核心技術(shù)。

2現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法助力中、高端工程機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

（1）CAD在協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)定制化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

通常使用的CAD等三維設(shè)計(jì)能夠更加形象直觀地展示產(chǎn)品設(shè)計(jì)，預(yù)先演示產(chǎn)品最終的動(dòng)作以及形態(tài)，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)出風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行大幅度降低。但不同設(shè)計(jì)者間、設(shè)計(jì)者與裝配者間使用不同的CAD平臺(tái)，他們之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步更新和消息傳遞。協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)正可以支持CAD環(huán)境下的實(shí)時(shí)協(xié)同，不僅可以實(shí)時(shí)獲取設(shè)計(jì)者間更改的信息，避免由于信息傳遞滯后給整體設(shè)計(jì)帶來(lái)的失敗;而且還可以及時(shí)獲取零部件設(shè)計(jì)的變更信息給裝配過(guò)程，進(jìn)而調(diào)整裝配，防止之后的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)錯(cuò)誤。以CAD可視化平臺(tái)分析和拓展客戶定制需求，以協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)共享設(shè)計(jì)信息，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的定制化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

3綜合多種設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)綠色化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

工程機(jī)械的綠色化設(shè)計(jì)可以從低能、節(jié)能，以及能量回收等多角度來(lái)實(shí)現(xiàn)。工程機(jī)械的工作裝置大多由連桿機(jī)構(gòu)組成，開(kāi)展機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，關(guān)注機(jī)構(gòu)的最佳運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)速度，力圖設(shè)計(jì)出具有最佳動(dòng)力傳遞方式的工程機(jī)械的產(chǎn)品，以此實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的低能耗。通過(guò)有限元分析技術(shù)、模型分析技術(shù)、載荷譜技術(shù)、疲勞強(qiáng)度分析技術(shù)，以及材料動(dòng)靜態(tài)特性分析，開(kāi)展結(jié)構(gòu)件及零部件靜、動(dòng)態(tài)剛度和強(qiáng)度設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的有限壽命設(shè)計(jì)，并結(jié)合在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就考慮到產(chǎn)品壽后進(jìn)行再制造技術(shù)的主動(dòng)再制造設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械產(chǎn)品的低碳、環(huán)保的節(jié)能設(shè)計(jì)。

4機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

4.1全球化方向

二十一世紀(jì)以來(lái)，大量新興技術(shù)得到快速發(fā)展，這些新興技術(shù)為制造企業(yè)帶來(lái)了核心競(jìng)爭(zhēng)力，因此，在未來(lái)全球化機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展主要依靠以下兩方面因素：a.面對(duì)白熱化的國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，制造企業(yè)更加依賴資源優(yōu)勢(shì);b.更多的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作人員以及管理人員重視互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在互聯(lián)網(wǎng)中爭(zhēng)取更多的資源，充分利用互聯(lián)網(wǎng)中的信息共享優(yōu)勢(shì)，著力推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)合作、溝通和競(jìng)爭(zhēng)，以網(wǎng)絡(luò)化為基礎(chǔ)逐步將這種溝通、競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展為全球化趨勢(shì)，機(jī)械企業(yè)將面臨更加嚴(yán)峻的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)方面競(jìng)爭(zhēng)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、選擇原材料、制造零部件到營(yíng)銷都將嘗試全球化模式。

4.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展

顧名思義，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的模擬過(guò)程，而在這一技術(shù)的輔助之下，用戶將能獲得很好的身臨其境的感受，進(jìn)而完成人機(jī)交互過(guò)程。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，這一技術(shù)主要具備以下幾方面特點(diǎn)：首先，這一技術(shù)能輔助用戶獲得實(shí)時(shí)參與的感受。其次，這一技術(shù)具備非常高的交互性，在聲音命令、文字輸入等多種方式的輔助之下，用戶將能高效的主導(dǎo)完成人機(jī)交互過(guò)程。最后，這一技術(shù)具備沉浸性特征，而這一優(yōu)勢(shì)則是其他技術(shù)所沒(méi)有的，當(dāng)用戶置身于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所創(chuàng)造出的景象之后，自然能深入沉浸到具體情境之中，進(jìn)而獲得更好的使用體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用主要是指通過(guò)三維動(dòng)態(tài)模型對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的工藝特點(diǎn)、加工制造方法等進(jìn)行模擬，進(jìn)而分析實(shí)際制造過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)消除現(xiàn)有生產(chǎn)流程中存在的安全隱患或質(zhì)量問(wèn)題，避免此類問(wèn)題導(dǎo)致機(jī)械制造效率受到影響。在這一技術(shù)的作用之下，機(jī)械故障率及維修成本都將能得到有效降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大幅度壓縮機(jī)械生產(chǎn)成本的目的，提升此類產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.3網(wǎng)絡(luò)化方向

目前看來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到快速發(fā)展，并且普及范圍逐步擴(kuò)大，這種趨勢(shì)改變了傳統(tǒng)的零部件經(jīng)營(yíng)方式，為企業(yè)贏得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)方式、營(yíng)銷方式都不再局限于一個(gè)地區(qū)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行模擬，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)零部件設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)中凸顯的各種問(wèn)題，采取有效措施解決這些問(wèn)題，使零部件在真實(shí)的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中能夠避免出現(xiàn)這些問(wèn)題，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造各個(gè)環(huán)節(jié)更加完善，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造的成本得到有效控制，提升了零部件生產(chǎn)率。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)能夠促進(jìn)各行各業(yè)之間充分開(kāi)展合作、溝通、交流，為各行業(yè)之間互相學(xué)習(xí)創(chuàng)造了有利條件，明顯提升了各企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.4智能技術(shù)方向

智能技術(shù)是由多門(mén)學(xué)科組成的，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)，定位技術(shù)以及精密傳感技術(shù)等等，因此也就具備了較強(qiáng)的綜合性?，F(xiàn)階段，智能技術(shù)在我們的實(shí)際生產(chǎn)以及生活等各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。將智能化技術(shù)積極的應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域當(dāng)中，能夠在改善工作環(huán)境的同時(shí)，降低工作難度。尤其是在面對(duì)一些有著較強(qiáng)的生產(chǎn)難度、較大規(guī)模以及較高精細(xì)度的機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中，積極的借助該技術(shù)，為我們解決了眾多的難題。智能技術(shù)的核心，關(guān)鍵就在于設(shè)定相應(yīng)的程序，因此這也就需要相應(yīng)的研發(fā)設(shè)計(jì)人員做好程序設(shè)定以及指令編排方面的工作，以此來(lái)替代傳統(tǒng)的人工操作，真正做到機(jī)器智能，以此來(lái)更好的解決傳統(tǒng)人工所無(wú)法完成的操作，同時(shí)也能夠有效的避免誤差的出現(xiàn)。

結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善，我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)高端化、精細(xì)化的態(tài)勢(shì)，機(jī)械加工精度不斷得到提升。在當(dāng)今科技快速發(fā)展的形勢(shì)下，在傳統(tǒng)機(jī)械制造領(lǐng)域中融入自動(dòng)化技術(shù)，是時(shí)代發(fā)展與機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)型的要求。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造過(guò)程中，能夠提高機(jī)械設(shè)備自身的實(shí)用性、節(jié)能性和穩(wěn)定性。

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