機械設計制造及自動化的發展趨勢探討

蔣留兵 江浩

【摘 要】近年來，機械制造水平也在飛速提升，各種設計理念也在機械制造與自動化設計中得到了尤為廣泛的應用。機械設計制造和自動化屬于衡量地區、國家工業實際發展水平的重要參考指標，當前傳統模式下的機械設計制造難以符合社會實際發展需要，這主要是由于社會逐漸在向智能化、技術化以及綠色化方向發展。因此機械設計制造應緊跟時代發展腳步，不斷向智能化、自動化方向發展。自動化模式的運用，能夠使工作時間得到極大程度節約，將工作效率提高，并減小工作誤差，保證設備在使用時的精準性。

【關鍵詞】機械設計制造;自動化;發展趨勢

引言

產品設計對于機械制造企業的生產活動是十分關鍵的。只有在生產加工的前期階段，設計人員需要對產品的功能以及外觀等進行全方面的規劃設計，才能生產出同時具備質量與性能的使用產品。隨著現代數字化技術與智能化科技的應用普及，設計人員需要與時俱進，在設計過程中充分利用現代的科學技術，有效提升產品的設計效果，促使機械產品的質量與實用性能可以達到更高的標準。

1機械設計制造及其自動化的發展的優勢

首先是工作質量和效率高。在進行工業生產過程中，產品質量與工作效率的保證十分重要，機械設計制造及其自動化在運用過程中，能夠發揮對生產的推動作用。在自動化設備當中有信息相關處理系統。工作人員在工作中可以將生產信息與生產數據在系統當中輸入，然后運用自動化方式進行處理與分析，進而使不同任務被分配在不同部門當中，這種方式與傳統人工模式相比成效更加明顯。工業生產當中無論是機械設計制造，還是自動化設備，在生產環節的滲透能夠獲得較為顯著的效果，不僅能夠促進生產水平的提升，也能在質量得到保證的前提下提高生產效率。其次是維修與調整較為便利。在對機械自動化相關產品進行安裝與調試時，可以運用將控制程序改變的方式改變工作方式，借此滿足不同對象的需求和現場當中參數變化的實際需要，在對程序進行控制時可以運用多種方式進行輸入，在此過程中可以將數據在控制系統當中輸入，但是不需對產品中的任何零件與部件進行改變。就具備存功能的相關產品來講，可以事先進行的執行程序的存入，然后將工作對象的不同作為依據，以給定代碼的形式輸入。在此情況下，可以根據預定程序開展自動工作，自動監視與自動檢驗方面的功能能夠實現針對出現的故障以自動形式采取對應措施，推動工作逐漸恢復到正常狀態，對于機械自動化相關產品來講，普遍運用數字顯示與程序控制，在此情況下，手柄數量與操作按鈕會明顯減少，進而整體操作更為簡化，達到簡單、方便的效果，同時通過對控制系統的運用，能夠保證操作的重復性。

2機械設計制造及自動化的應用

2.1優化制作工藝流程

在設計階段，材料與結構的設計至關重要。為了能夠在設計的全過程中融入節能理念，就需要從工藝產品設計制作等多個方面進行合理的改進，這樣才可以減少制造過程中產品帶來的能源消耗。作為技術人員，首先就需要針對當前的技術進行合理的調整優化，因為不同的加工工藝帶來的能源消耗是不同的，還需要針對加工工藝的順序進行針對性的優化處理。另外，盡可能降低加工的荷載，因為在載荷運行下機械生產設備的使用效率更好，并且不會產生能源方面的浪費。因此，從設計階段開始設計人員就需要對制造的生產效率和質量有充分的考慮，并且明確資源節約要求。就如針對加工方式而言，熱鍛和冷鍛相對于溫鍛的熱能消耗更多，浪費的熱能較多。雖然在技術上也進行了適當的改進，能夠讓很多熱能都得到回收利用，但是在實際的利用效率方面依舊無法與溫鍛相比。因此，通過冷卻工藝的合理使用，能夠實現熱能的最大限度回收。為了降低實際生產制造過程中出現的能源消耗，可以考慮到縮小零件體積、優化零件結構等方式的運用。

2.2優化機械設計

在進行機械制造的過程中，往往要考慮到機械效率和節能兩個方面的提升，并且優化機械設計，同樣也是節能設計理念的最好呈現。對于發動機的選擇方面，應該考慮到低公害性。對于工程機械而言，發動機就是其心臟所在，其本身也是工程機械的動力輸出，對于環境也有著較高的要求。因此，在設計的環節要考慮到擁有良好環保性能的發動機的使用，在減少噪音污染的同時降低能源方面的實際消耗，并且實現機械系統程序運轉之中加工效率的提升，最終減少在實際運行環節對于環境本身帶來的污染與破壞。針對液壓系統的部分也要積極改進，這主要是為了確保液壓系統始終保持在清潔的狀態。在具體操作中，設計人員需要按照具體情況來做好油料的選擇，并且徹底清除油液之中包含的微塵雜質，從根本上保證液壓系統的清潔性。同時對于換油的時間，在允許的條件下可以適當延長，以降低液壓系統故障發生率，有效控制液壓系統污染的產生。另外，在改進液壓管的時候，要考慮到預防處理，針對出現腐蝕老化的管路進行改進，嘗試使用硬管路，降低軟管中廢氣的實際排量，杜絕管道破裂下引發的污染問題。針對駕駛室的設計要兼顧到駕駛室的安全性和環保性。在具體的設計環節，可以適當選擇有效遮擋紫外線和輻射的密封式玻璃，對于冷暖空調要求是無氟的，基于人體設計的基本原理盡可能添加一些多元化的色彩，以保障司機的安全性，提升工作效率。

3新型發展環境下機械設計制造的發展路徑

首先是虛擬化。長期以來，機械設計以手動繪圖設計為主，將設計方法以繪圖的方式標識出來，設計過程復雜，且繪圖設計科學性和精確性較低，設計質量難以提高，設計技術難突破。隨著虛擬技術的發展，機械設計虛擬化是未來機械制造業發展的必然趨勢。借助先進的虛擬技術來整合處理海量的設計圖樣及數據，整個操作過程呈現虛擬化狀態，能夠有效簡化機械設計的步驟與流程，提高設計的科學性和精確性，且通過虛擬技術，可及時發現設計中的問題與漏洞，實現及時更正，減少設計誤差，同時降低人力資源的投入，降低生產成本。虛擬化是未來機械設計的主要發展方向之一，虛擬技術將會帶來機械設計的變革性發展，顛覆傳統的以人工繪圖為基礎的機械設計模式。其次是網絡化。網絡化和信息化是新型發展環境下各個行業發展的典型特點，機械設計制造也不例外。互聯網可以將機械設計和機械制造緊緊連結在一起，對設計和生產全過程實現網絡化管理，一旦發現某個生產環節出現差錯，就能及時進行調整，最終實現對生產全過程的網絡化管控。通過互聯網技術可提高設計的科學性和精確性，同時實現設計與生產之間的無縫對接，提高生產效率，降低生產成本，保障生產線高精尖生產，進而有效降低所造成的損失，保障整個生產操作流程的高效進行。網絡化為機械設計行業發展提供了重要動力和活力，同時也是機械設計制造發展的重要發展方向。

結語

總之，機械制造業在發展過程中應緊跟時代腳步，注重信息化的實現，加強信息技術與機械制造業之間的結合，使機械制造業在發展過程中獲得有效方向，同時機械設計造業與自動化在不斷發展過程中應關注技術創新，促進設備在功能上的提升，保證設備與綠色環保相關標準相符，在此過程中設計人員應注重對市場規律的把握，保證設計出的產品具備良好競爭力，這對于工業以及社會經濟的穩定、持續發展都有較大推動作用。

參考文獻：

[1]練正勝.智能機械設計制造自動化特點及發展[J].內燃機與配件，2020（18）：167-168.

[2]李詩，趙傳貴.智能機械設計制造自動化特點與發展趨勢研究[J].建筑工程技術與設計，2020（28）：2963.

（作者單位：河南工學院）