浅析机械设计与机械制造技术

文/李帅 孙凯



浅析机械设计与机械制造技术

文/李帅1孙凯2

1.沈阳市兴业机械厂；2.沈阳上发汽车零部件有限公司

在当前的信息时代背景下，机械产品的设计与制造正在向着智能化、自动化的方向不断发展，因而这也就决定了现代机械产品的特点。即智能化、系统化、模块化，并且能够实现基于产品特点的个性化设计。本文对机械设计与机械制造技术进行了探讨分析。

机械设计；机械制造；技术

机械设计技术有以下的几种：工艺的设计、产品方法设计的理论、用料的选择以及机械结构的设计等。现代机械设计技术主要包括系统工程、设计仿真技术、优化设计以及计算机辅助设计可靠性设计等。我国近年来机械设计制造技术得到了长足的发展，但是，与传统工业发达国家相比，我们还存在着十分明显的差距。由于技术、管理、投入不足等多方面的的因素，我国的制造业正承受着国际市场的巨大压力。利用先进的科技信息技术、科学思维，以及合理高效的设计方法理论来提升设计的质量和水平，对机械设计技术的进步做出贡献。

1 我国机械设计制造技术发展的现状分析

机械设计制造包括研究产品的设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程。它是以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。我们仍然需要正视的是，由于中国底层基础还十分薄弱，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在着一个阶段性的整体上的不足。我国机械制造业的快速发展，主要依靠技术引进和赶超型发展战略，严重缺乏自主研发环节，这在很大程度上限制了中国机械制造业的发展，加之中国劳动力资源丰富而资金相对短缺，致使机械制造业的科技研发明显滞后。虽然中国机械制造业的产品数量已经位居世界前列，但主要依赖于劳动密集型产品，具有自主知识产权的高、精、尖产品比较少，在国际竞争中取得了相对的劣势。同时，我国械制造业产品的质量虽然有了很大程度的提高，但大量的机电产品的质量可靠性、外观设计、内在性能还存在一些问题。所以，就目前实际情况总体来说，中国的制造业大而不强，中国是制造大国而不是制造强国。

2 机械制造中先进技术分析

一计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术。算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术是20世纪制造领域最杰出的成就之一，也是计算机在制造业中应用最成功的范例之一，它是一门多学科综合的技术，也是当今发展最快的技术之一，目前已经形成相关产业。AD/CAM等新技术在制造业的应用，对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大影响，促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。二是数控加工技术。随着科技的发展，产品的形状和结构的优化，对零件加工质量的要求也越来越高。由于产品改型频繁，在一般机械加工中，单件和中小批量产品所占比重越来越大。为了保证产品质量、提高生产率和降低成本，要求机床不仅具有较好的通用性和灵活性，而且对加工过程中的自动化提出了更高的要求。数控加工技术就是在这种环境下发展起来的，适用于精度高，零件形状复杂的单件和中小批量生产的高效、柔性的自动化加工技术。目前，数控技术发展迅速，应用领域已从航空航天普及到汽车、机床等制造业及其他中小批量生产的机械制造行业中。三是精密与超精密加工技术。随着航空航天、计算机、材料科学、激光和自动控制系统等高科技产业的迅猛发展，综合应用当今先进的加工技术，使机械加工精度已经提高到了0.01μm的亚纳米级，并向纳米级发展。精密加工和超精密加工技术是现代制造技术的前沿和主要发展方向之一，它已经成为国际科技竞争中能否取得成功的关键技术，尤其是精密加工技术在尖端产品和现代武器制造中有举足轻重的地位。四是超高速切削、磨削技术。超高速加工技术是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料去除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。具有切削力小、热变形小、加工精度高和降低加工成本等优越性。五是新一代制造装备技术。（1）虚拟轴机床。新型并联构型制造装备虚拟轴机床实质上是机器人与机床的混合物，其在结构上完全不同于传统的数控机床，具有模块化程度高，结构简单，速度、动态响应快，造价低等优点，克服了传统的机床设备一些无法避免的固有缺陷。（2）微细制造与纳米技术。随着人们对许多工业产品的功能集成化和外观小型化的需求，使零部件的尺寸日趋微小化。这些需求导致了自20世纪70年代起出现了微细加工和纳米制造技术，他们促使了微型机器向系统化方向发展，并形成了有广阔发展前景的微机电系统（MEMS）。在机械设计中的最为主要的科学技术就是机械设计制造技术，机械设计者应该掌握和了解机械设计制造的基础知识，在此基础上对产品进行机械设计，根据色彩、结构等方面机械设计理念的提出，结合实际的设计元素对作品进行综合设计，在制作的过程中要按照机械设计制造的客观规律，从而设计出更容易被人们所接受的优质产品。

3 机械产品的现代设计方法

一是智能化。智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体等工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。二是系统化。系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素既具有独立性又存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。三是模块化。模块化设计方法的主要特点是：视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。四是基于产品特征知识。基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机实现产品的方案设计。

4 结束语

综上所述，随着科技水平的不断提升，我国机械制造业取得一定的成绩，但是我国的机械设计与制造技术还存在着一定的不足，这些都严重的影响到我国机械制造业的发展。在机械设计与制造中掌握时代发展的趋势，不断地对设计方法与制造技术进行完善，采用先进的机械制造技术，从而推动我国机械制造水平的提升。

[1]张宝坤,王淑霞,王艳.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].化工装备技术,2015.