淺談機械設計與機械制造技術

趙廣杰

（遼寧裝備制造職業技術學院，遼寧沈陽 110161）

0 引言

當前我國的機械設計和機械制造技術正處于快速發展的階段。各種新型的設備被廣泛應用在制造業、重工業、精密零件生產等，大大提高了生產效率和生產質量，人們對其期望值非常高，同時賦予了高度的重視。機械制造行業的發展對人們的生產生活會產生較大的影響，我國政府部門對機械制造技術和設計的重視程度也在逐漸提高，并給予技術和政策等方面的支持。

1 機械設計與制造技術的發展現狀

1.1 機械設計現狀

我國的機械設計工作發展時間還比較短。同國外發達國家相比，我國在機械設計水平以及機械制造的精密度和實際的生產質量控制方面還存在著較大的差距。同時在設計風格方面也包含了大量的國外設計風格，未形成屬于我國自己的設計成果。對此，我國的機械設計行業發展想要在國際社會上凸顯，一方面需要擁有大量的時間精力進行研究，另一方面還需要對機械生產設計進行完善，擁有更多的本土特色[1]。另外，對于當前的國際形勢，我國機械設計領域的行業發展還有較大的提升空間，很多機械設計公司也在不斷加大研究投入，以期待能夠設計出更好的產品，提升機械設計水平，但這些設計在質量等方面還存在著一定的缺陷。對此，想要保證機械設計的持續性完善，需要先對自身存在的問題進行調整和優化。

1.2 機械制造技術現狀

同西方發達國家相比，我國的機械行業不僅在設計方面存在著較大的差距，同時在制造技術方面也有較大的落差。首先是機械設計的產品，在我國的精密機械生產中很難實現，而機械生產設備大部分關鍵技術都是國外提供的，通過這些機械技術能夠對市場進行控制，從而降低我國高端產品的輸出。想要實現我國高端機械產品的制造和出口，首先需要更新和完善設計理念，然后通過引進機械制造技術推動國內機械制造行業的創新發展。此外，某些國際政治因素的影響，導致我國的機械制造技術被封鎖，導致我國在機械制造技術方面較為被動，這對我國的機械制造行業發展是非常不利的。但隨著我國的機械設計行業快速發展，企業內部不同部門之間的協調能力也在提升，高端技術人才的數量也在逐漸增加，使部門之間的協調和整個產業鏈的完整比較容易實現，而對于機械制造工作來說，多個部門之間的協調發展，是保證產業整體提升的重要措施。

2 我國機械設計和制造中相關技術的發展分析

2.1 機械設計發展

機械設計在開展的過程中，主要是通過數字化技術以及并行化設計技術等來提高設計效果。隨著我國科技的快速發展，數字化技術正在逐漸提高設計效率和質量，但實際應用還存在著一定的技術限制，在開展數字化設計的前期，需要根據數據進行相應的模型建立，同時通過計算機技術來進行相應的參數調整，并對其中存在的問題進行改善，滿足設計效率的相關要求，同時設計工作還需要結合當前機械設計行業發展對設計內容進行持續性的優化，這樣才能夠為我國的機械制造創造良好的條件[2]。

并行化設計在當前是重要的發展趨勢，隨著我國社會的快速發展，機械制造技術也需要持續進行提升，從而滿足人們對機械制造產品的需求，提供具有高品質而且完善的設備，對此，在進行設計的過程中，硬件和軟件設備也需要進行持續的提升，滿足機械制造生產，同時先進的設備還能夠提高機械制造企業的利潤，對機械制造企業的發展具有重要意義。

虛擬化技術的應用能夠幫助機械制造企業提高研發先進技術的速度，同時提前發現和解決機械設計中存在的各種問題，從而優化產品的性能。此外，該技術的應用，能夠對機械制造產品的硬度以及仿真等因素進行綜合性的考慮，持續性提高機械制造產品的質量，保證其生產效率等。當前我國的機械制造設備分為活塞式和渦輪式兩種運行模式，這兩種內燃機在市場上的需求量也是最大的，隨著我國對復式渦輪的深入研究，發動機的排量以及運行功率等也有明顯的提升，使得發動機的熱效率得到了有效的提高，但在實際的制造生產中，仍然具有很大的提升空間，在進行發動機的升級研發過程中，可以借助于虛擬技術來進行相應的研究，提高新型發動機的研發效率和質量。

2.2 機械自動化技術

對于機械制造來說，其涉及到的先進技術種類和數量較多，最主要的包括自動化技術和智能技術等。在環保制造技術中，環保理念的應用能夠提升機械制造的生產效率，同時減少生產過程中的資源浪費。在環保生產中，能夠降低生產過程中人力資源占用，且生產中的廢料也能夠得到充分的再利用，而在傳統的機械制造生產中，這些廢棄物料會全部排放掉，從而造成了大量的資源浪費，且這種方式也會造成較大的環境污染問題。在這種形勢下，環保生產技術的應用具有非常重要的意義，通過該技術的應用能夠對廢物的排放量進行科學的控制，對此，在進行現代化的機械制造和生產中，需要加強環保制造技術的引進和應用。而在機械設計的過程中，同樣需要加大環保力度，對生產過程中的材料進行科學的計算，通過準確的材料控制和二次開發利用等提升整個機械制造的材料利用率，減少材料浪費等問題，這也符合我國當前的生態環境保護理念[3]。

而對于自動化技術，其在當前的機械制造中受到的關注最多。自動化技術的應用能夠保證整個機械制造過程中設備的生產效率，同時該技術的運用還能夠減少機械制造企業的人力成本，提高生產質量和效率，這對機械制造企業的發展具有重要意義。在進行機械自動化生產的過程中，主要是通過計算機來替代傳統的人力生產監控等，機械設備能夠通過計算機來進行零件的加工和生產，在實際的運用中包含三個特點。首先是對人工的取代。通過自動化技術的應用，機械制造中的人力數量大大降低，并且員工的工作強度也有較大的降低，在具體的生產中，自動化控制技術能夠提高設備的運行準確性，降低人員操作過程中的錯誤率，較大地降低企業的運營成本。另外對生產量和生產質量的提升。由于機械制造過程中的人力使用數量減少，大大降低在生產過程中人員失誤所造成的影響，自動化技術應用于設備運行，效率大大提升，且生產過程中較少出現失誤，這對機械制造生產質量提升具有重要意義[4]。最后則是制造過程中的產品周期和環節管控更為具體化。由于自動化技術在運行的工程中需要人為進行目標和流程的輸入，然后設備自動運行，這一過程中可以直觀地對機械制造質量進行觀察確認。像機械制造中常見的內燃機，這是機械制造中最主要的產品之一，內燃機對整個生產過程要求較高，需要設備達到一定的精度才能夠保證質量，在進行零件加工的過程中，需要對設備的可加工性以及設計的合理性等進行評估，在加工過程中需要保證加工質量。而采用自動化生產技術，其能夠對加工精度進行準確的控制，同時還能提升生產效率，保證了我國內燃機市場的發展需求。

智能化技術應用逐漸拓展。隨著我國5G技術的快速發展，我國的智能化技術逐漸進入到人們的生產生活，越來越多的企業將智能化技術引入到自身的發展中，促進企業自身的創新發展。在機械制造行業中，智能化技術的應用能夠滿足當前企業發展的很多需求，提升客戶對企業的滿意度。在現代機械制造中，由于機械生產影響因素較多，在開展設計和制造時需要充分了解產品的設計和制造技術。例如內燃機的零件作為機械制造中最主要的產品，在生產的過程中通過智能化技術能夠實現對內燃機零件的快速設計和生產，同時結合智能化生產技術來保證內燃機的組裝效率和質量，實現快速生產。

3 機械設計和機械制造的先進技術理念分析

3.1 機械制造中的數控加工技術

經濟的發展使得人們在生產生活中對機械產品的要求也在逐漸提高，包括產品的形態和結構等，為了更好地保證機械制造水平，提高產品質量和生產效率，降低生產成本，需要對機械產品的機床進行不斷地升級，包括靈活性和通用性等多個方面，同時還需要提高機械加工設備的自動化水平，這使得數控機床技術在當前的機械制造中得到了充分的運用。該技術的應用主要是針對加工精度較高，且機械零件相對復雜的機械產品，在使用該技術的過程中，能夠通過計算機技術來保證加工進度，同時自動化程度相對較高，人員在操作的過程中通過計算機錄入信息，就能夠實現產品的批量化生產，從而大大提高了我國機械制造技術的發展速度[5]。

3.2 機械制造中的精密制造技術

未來機械制造行業的重要發展趨勢，是精密制造技術，該技術能夠促進機械制造中的切割和焊接等技術的提升，保證加工零件的精密性。該技術在當前的應用中主要是針對微型機器人以及微型電子設備等，在今后的發展中，該技術能夠大大提高機械產品的穩定性和使用效果，從而為我國的機械產品人性化和智能化發展提供技術支撐。精密制造技術對于我國當前的機械行業發展具有重要意義，同時也是未來機械制造行業可持續發展的基礎性技術。

3.3 機械制造中的數控加工少夾具制造技術

在我國傳統的機械制造行業中，生產過程中需要使用大量的夾具才能夠保證機械生產的正常進行，但這些夾具在某些產品生產完成之后只能進行報廢處理，導致機械制造企業出現較大的經濟損失。此外，由于夾具需要提前制備，使得機械生產速率受到較大的影響，生產成本相對較高。當前我國的機械制造行業競爭力不斷提高，減少夾具的使用是機械制造行業需要重點研究的方向，該技術的應用能夠為機械制造效率提高創造良好的條件，同時也能夠保證機械制造企業的經濟效益等。

3.4 機械設計中的虛擬化技術

我們所說的虛擬化技術指的是在進行機械設計階段將設計完成的圖紙轉化為3D圖像，通過這種設計方式，設計人員能夠對設計產品中存在的問題及時發現和解決，降低機械設計和生產難度。此外，虛擬技術的應用還能夠對機械產品的性能等進行相應的測試，保證設計完成的產品性能進行持續性的優化。虛擬化技術在當前的機械制造和設計中的應用，能夠最大程度上保證產品的測試精度和效果，進而實現對機械產品的制造周期以及制造成本等進行相應的調整，最大程度上保證機械設計和制造效率等。

3.5 機械設計中的綠色環保制造技術

隨著人類的生存發展，環境也在受到相應的破壞，在這種形勢下，世界各國對環境保護的重視程度也在逐漸提高，通過能源節約等實現人與自然的和諧發展，是各行業發展的核心內容。機械制造技術的綠色環保發展，主要體現在生產所使用的材料和包裝等方面，這些生產過程都能夠將綠色環保理念融入其中，保證產品的設計和生產更加符合綠色環保理念。在進行機械設計的過程中，產品的實際包裝需要逐漸改變，選用更加符合歐盟和國際標準的包裝材料，確保設計的生產內容能夠更好地滿足人們日常生產生活中的綠色環保需求。

3.6 機械設計中的理念發展

信息技術的發展使得世界各國之間的溝通越來越方便，這對機械設計和制造行業來說不僅是機遇，同樣也是挑戰。我國正在進入機械制造和設計的全球化競爭市場中，這對我國的機械設計和制造技術發展具有重要意義。在全球化的信息平臺中，機械設計與制造的產品和技術選擇等方面都在逐漸融合和共享，這對機械制造行業來說也是一次改革的嘗試。隨著全球化的開展，我國的機械制造企業也在加強對技術創新的研究，通過積極吸取國外先進技術和經驗，在全球化的發展中逐漸形成屬于自身的特色。

4 機械制造技術解析

機械設計在整個機械生產制造中具有重要意義，只有不斷對機械設計進行完善，才能夠保證機械產品的性能提升。對此，在進行機械生產前，需要提高對整個機械設計的認識，并加強重視。在實際的運用中，設計工作是最早的內容。

4.1 初始階段的計劃

機械產品在進行設計前，需要做好相應的計劃，這對后續的機械制造以及設計等具有重要影響，同時通過該計劃還能夠對機械制造和設計的進展進行科學的控制。另外，為了能夠保證設計和制造產品的性能，加快生產進度，還需要對初始計劃進行深入研究。因此，在進行初始計劃的設計和制作時，需要加強對其進行更深層次的解析探究，并對相關設計內容和規劃等進行全面的了解，這樣才能夠保證機械設計的科學性和合理性。

4.2 數字化技術

在現代化機械設計工作中，數字化技術的應用能夠對機械設計方式和方法等進行優化，推動我國的機械制造行業逐漸向著新的方向發展。數字化技術在機械設計制造中的應用，能夠提高設計人員的工作效率，同時推動設計的產品整體水平等也有較大的提升，這對我國的機械制造業發展具有重要意義。通過數字化技術的應用，機械設計產品的整體性能得到了較大的提升，同時還能夠保證機械產品的生命周期延長，并通過生命周期作為切入點提高機械設計整體水平。此外，數字化設計的應用，能夠在設計前對整個市場的需求進行整合，有助于明晰機械制造企業的發展方向，并保證整合后的機械設計行業更加持續穩定地發展。

4.3 并行化設計技術

對于并行化設計技術，其應用主要是在機械產品的加工以及設計等方面。隨著我國現代化管理形式的應用，各種高新技術的應用也在逐漸增加，這使得機械設計過程中需要協調和運用更多的高新技術來提高機械設計水平和效率。并行化技術是將高新技術和管理方式進行整合，企業或者設計單位在運用的過程中，不能夠單純針對機械制造企業的一臺設備進行設計，而是需要結合機械產品的功能等進行全方位的設計解析，保證設計的產品能夠投入到實際的機械制造中，實現設備之間的優勢互補，從而提升我國的機械制造行業的整體水平。

4.4 智能化設計技術

在進行機械設計的過程中，自動化技術的應用能夠大大提高設計水平和設計質量。隨著機械自動化的程度逐漸提高，其在機械設計中占據的比例也在逐漸增加，這就使得機械自動化設計逐漸加快了自身的發展進程。在開展設計的過程中，設計人員需要對智能化設計技術進行充分的運用，通過這一技術的運用能夠更好地完成相關的機械產品制造，最終保證機械制造行業體系的完善。隨著新時期的到來，在進行機械設計的過程中需要增加市場競爭的研究，結合市場的需求，對機械產品的性能等進行持續性的優化，這樣既能夠滿足環保設計要求，同時也符合我國當前的社會發展需求。

5 機械設計和制造技術的發展方向

5.1 機械設計的發展方向

目前我國的機械設計和制造技術仍然處于初級的發展階段，在機械設計方面，遠程機械設計是重要的發展方向。遠程機械設計工作包含多種技術，同時也是一種多學科綜合的機械技術，該技術在實際的應用中包含了計算和機械設計等內容。在機械設計的研究中，對于機械設計經驗和資源進行了持續的補充，從而在技術方面幫助設計人員獲得更多的查詢資料，使得設計人員在研發過程中遇到的各種問題得到更加快速準確的解決，大大提高我國機械設計的研發進度，降低機械設計的成本等。

5.2 機械制造的發展方向

信息技術的快速發展，使得我國的機械制造技術引進了非常多的信息技術內容。信息技術的快速發展，能夠大大提升我國機械制造技術整體水平。應用機械制造技術生產所需的原材料市場跨度較大，且機械制造產品數量較多，信息技術的應用使得這些問題的溝通效率和解決速度大大提升，有利于機械制造行業的持續穩定發展。

6 結束語

綜上所述，機械設計和機械制造技術是我國經濟發展的重要支柱，隨著機械設計和機械制造技術的發展，我國的整體工業能力也在不斷提升。為了更好地應對競爭激烈的市場，機械設計和制造技術需要不斷吸取經驗，促進自身的發展和創新，這樣才能夠更好地保證我國機械設計和機械制造技術的快速發展。