張瑞健

[摘? ? 要 ]隨著科技的快速發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)的不斷進(jìn)步極大的促進(jìn)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，方便了人們的生產(chǎn)與生活。本論文根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，對(duì)機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用做了具體研究介紹。

[關(guān)鍵詞]現(xiàn)代機(jī)械;設(shè)計(jì);制造技術(shù)

[中圖分類號(hào)]TH122;TH16[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）08–00–03

Modern Mechanical Design and Mechanical Manufacturing Related Technology Research

Zhang Rui-jian

[Abstract]With the rapid development of science and technology， the continuous progress of machinery manufacturing industry has greatly promoted the economic development of our country and facilitated people's production and life. In this paper， according to the present situation of mechanical design， the characteristics and application of mechanical manufacturing technology are introduced in detail.

[Keywords]modern machinery; design; manufacturing technology

隨著當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷更新與進(jìn)步，我國(guó)在科研與技術(shù)方面也有了顯著的進(jìn)步，并且通過(guò)將其充分應(yīng)用到工業(yè)各行業(yè)當(dāng)中，使得我國(guó)工業(yè)近幾年發(fā)展迅猛，同時(shí)也極大地帶動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)與進(jìn)步。隨著我國(guó)現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)科技競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，各行各業(yè)想要立足市場(chǎng)就必須不斷提高自身科技水平，完善工藝技術(shù)，不斷創(chuàng)新進(jìn)步，使自身具備一定的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。通過(guò)不斷提高機(jī)械化科技水平，企業(yè)充分立足機(jī)械生產(chǎn)可以極大提高企業(yè)的相應(yīng)生產(chǎn)效率，減少人力投入的同時(shí)，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，滿足企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益需求，進(jìn)一步帶動(dòng)工業(yè)發(fā)展進(jìn)步。

1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)狀概括

目前來(lái)看，我國(guó)在現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)方面相較于世界其他發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，還具有一定的追趕距離。因?yàn)槲覈?guó)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方面工業(yè)應(yīng)用起步較晚，大部分的機(jī)械設(shè)計(jì)仿照著發(fā)達(dá)國(guó)家的成功案例來(lái)進(jìn)行的，憑借自身實(shí)力很難脫離成功案例的參照而獨(dú)立設(shè)計(jì)。因此我國(guó)目前為止機(jī)械設(shè)計(jì)的水平有限，無(wú)法做到憑借專業(yè)人員自身實(shí)力實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計(jì)及創(chuàng)新開發(fā)。如果在機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)不能及早扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)局面，在機(jī)械設(shè)計(jì)方面一味依靠發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)支持，將很有可能給國(guó)內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)越來(lái)越嚴(yán)重的損失，甚至導(dǎo)致我國(guó)國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)無(wú)法獨(dú)立進(jìn)行，嚴(yán)重依賴別國(guó)工業(yè)技術(shù)投入支持，長(zhǎng)此以往，將嚴(yán)重影響我國(guó)生產(chǎn)獨(dú)立性，陷入外交被動(dòng)局面。但是樂(lè)觀來(lái)說(shuō)，我國(guó)雖然目前來(lái)看現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的水平還不夠理想，但是在發(fā)展上還存在著很大的進(jìn)步空間，相信通過(guò)各方的支持，專業(yè)設(shè)計(jì)人員的不斷努力，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的水平會(huì)得以巨大提升。而且，在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn)行發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)有越來(lái)越多的設(shè)計(jì)從業(yè)人員開始學(xué)習(xí)研究獨(dú)立設(shè)計(jì)，雖然這個(gè)過(guò)程非常的艱難，常常出現(xiàn)理論基礎(chǔ)上沒(méi)有問(wèn)題，一經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用卻很難達(dá)到質(zhì)量相關(guān)要求的情況，但是通過(guò)不斷努力，一定可以使機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際制造生產(chǎn)中的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)匹配，實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)水平的提升。

2 現(xiàn)代機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)的特征

相比較來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中主要的是依靠專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行手工制造設(shè)計(jì)，受主觀感受性影響極強(qiáng)，因此，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量及效果的好壞主要取決于設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)。而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，在充分進(jìn)行總結(jié)吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，密切注重產(chǎn)品各生產(chǎn)要素之間的關(guān)系，充分應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)，通過(guò)最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，有效提高了產(chǎn)品的質(zhì)量及效率，拓寬了機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域。而且現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念及方法是隨著科技的發(fā)展變化而不斷改善更新的，通過(guò)在機(jī)械設(shè)計(jì)中各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，專業(yè)技術(shù)人員充分把握力學(xué)等方面的知識(shí)能力，進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)、修改工作協(xié)調(diào)，保證設(shè)計(jì)工作的效率的同時(shí)，避免人力、物力及時(shí)間方面的浪費(fèi)。

3 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)研究應(yīng)用

3.1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)分析

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用十分常見，其在改善了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)模式的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械生產(chǎn)制造的自動(dòng)化，成為現(xiàn)今機(jī)械設(shè)備的主流配置，通過(guò)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以有效解放勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)制造的效率，將需要人工完成的部分轉(zhuǎn)嫁給機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了絕大部分情況下的人工解放，而且，相較于人工來(lái)說(shuō)，機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用更加精準(zhǔn)、高效，因?yàn)樽詣?dòng)化機(jī)械在收到命令后即可按照相應(yīng)方式執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，不受人工體能影響，保證生產(chǎn)高效性的同時(shí)，還避免了人為失誤，而且對(duì)于生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)備還可以自行完善檢驗(yàn)，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化機(jī)械的投入應(yīng)用是非常具有經(jīng)濟(jì)效益的，因?yàn)槌嘶A(chǔ)的成本、設(shè)備資金投入以外，幾乎不需要其他后期成本的支出。這相對(duì)于傳統(tǒng)人工模式的生產(chǎn)方式來(lái)說(shuō)，極大地節(jié)省了企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。另外，我國(guó)近些年對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新改善，在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方面的水平與世界發(fā)達(dá)國(guó)家基本持平，甚至具有一定的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，這對(duì)于我國(guó)未來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造來(lái)說(shuō)是十分可喜的，需要設(shè)計(jì)相關(guān)人員不斷努力，繼續(xù)創(chuàng)新。

3.2 微型機(jī)械傳感技術(shù)分析

微型機(jī)械加工技術(shù)最開始是為了對(duì)精密機(jī)械的設(shè)計(jì)及加工，由于人工加工的誤差，所以需要進(jìn)行機(jī)械加工。而伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在加工行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。通過(guò)對(duì)機(jī)械傳感技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)加工精度得到了很大的提升。對(duì)加工設(shè)備的更新和換代產(chǎn)生了極大地促進(jìn)作用。使得設(shè)備所需空間減小，設(shè)備加工所需要的能源降低，產(chǎn)能增加，減少了殘次品的出現(xiàn)。并且通過(guò)衛(wèi)星機(jī)械加工出的產(chǎn)品具有極強(qiáng)的匹配性，只要設(shè)計(jì)文件和方案不存在缺陷，加工出的產(chǎn)品就能夠符合設(shè)計(jì)要求，而且在加工后的產(chǎn)品質(zhì)量非常高。微型機(jī)械傳感技術(shù)的運(yùn)用不僅僅是在精密儀器加工制造方面有效的運(yùn)用，在電子設(shè)備制造行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。其計(jì)算機(jī)芯片等加工和制作通過(guò)微型機(jī)械傳感技術(shù)能夠使得加工更加精確，而芯片領(lǐng)域的加工和設(shè)計(jì)的精度在很大程度上決定了產(chǎn)品的性能。提高芯片的設(shè)計(jì)和加工精度，將計(jì)算機(jī)性能進(jìn)行提升，并且降低能耗。而保證這種技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)就是通過(guò)衛(wèi)星機(jī)械傳感技術(shù)的運(yùn)用。

3.3 新型的焊接工藝

在實(shí)際的機(jī)械制造過(guò)程中，需要涉及很多生產(chǎn)工藝和流程，有些機(jī)械設(shè)計(jì)為了滿足實(shí)際的使用效果，其機(jī)械本身的尺寸非常大并且材料使用相當(dāng)多，這樣在生產(chǎn)和組裝的過(guò)程中需要用到焊接工藝。焊接作業(yè)會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生一種影響區(qū)，叫作熱影響區(qū)，這個(gè)影響區(qū)因?yàn)槭芎附訙囟鹊挠绊?，?duì)材料的物理和化學(xué)性能產(chǎn)生一定的影響，所以在眾多的焊接作業(yè)情況下，難免會(huì)對(duì)機(jī)械整體本身造成影響。而氣體保護(hù)焊接工藝運(yùn)用惰性氣體對(duì)焊接作業(yè)影響區(qū)進(jìn)行保護(hù)，能夠有效地減少焊縫影響區(qū)，并且在焊接過(guò)程中能夠保障材料在高溫情況下不與環(huán)境中的氧等物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的材料強(qiáng)度，對(duì)設(shè)備整體本身的使用效果提供重要的保障。傳統(tǒng)的焊接工藝一般通過(guò)“藥”來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)高強(qiáng)度的電流來(lái)融化鋼鐵和焊條，焊條外部的“藥皮”參與反應(yīng)。這種焊接方式會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，并且對(duì)人體造成危害，如強(qiáng)光對(duì)眼睛的刺激作用造成視力減退，作業(yè)過(guò)程中可能造成觸電，可能吸入焊接造成的有毒氣體等。并且在特殊的部位不能夠使用傳統(tǒng)的焊接方式。他們對(duì)焊接后的表面需要特殊的要求。隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)焊接工藝進(jìn)行創(chuàng)新和提升，如鋼鐵的焊接，可以通過(guò)鋼鐵表面進(jìn)行摩擦產(chǎn)生熱量，從而使接觸面的鋼鐵融化，成為新的整體，這種焊接方式通過(guò)機(jī)械操作，對(duì)工作人員的工作安全提供了重要的保障，并且減少焊接過(guò)程中對(duì)大氣的危害，簡(jiǎn)化工作操作。最重要的一點(diǎn)事能夠滿足特殊設(shè)備所需的焊接要求，從而保障現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的多樣性。

3.4 綠色環(huán)保節(jié)能降耗技術(shù)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)從快速增長(zhǎng)階段進(jìn)入穩(wěn)定期，在穩(wěn)定期需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，減少經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。所以機(jī)械設(shè)計(jì)和制造業(yè)需要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)能利用率。在制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些污染物，所以需要改善制造加工過(guò)程，減少有害物質(zhì)的排放，并且在制造過(guò)程中提高產(chǎn)品質(zhì)量，盡量減少殘次品的生產(chǎn)而造成資源和能源的浪費(fèi)。國(guó)家對(duì)于環(huán)境污染和治理問(wèn)題已經(jīng)制定了相應(yīng)的政策，在環(huán)境保護(hù)和節(jié)能降耗問(wèn)題做出了重大的調(diào)整，并且取得了很大的成果，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造加工工藝將會(huì)越來(lái)越先進(jìn)，并且對(duì)環(huán)境的影響也會(huì)也來(lái)越小，在未來(lái)甚至?xí)圃爝^(guò)程中的有害物質(zhì)的產(chǎn)生，對(duì)保護(hù)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。

3.5 虛擬模型技術(shù)

簡(jiǎn)單來(lái)講虛擬建模是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行模擬建造和使用，從而發(fā)現(xiàn)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，并且檢驗(yàn)成果是否符合設(shè)計(jì)要求和使用要求的一種技術(shù)。但是要想使用這種技術(shù)，需要進(jìn)行很多準(zhǔn)備，下文介紹虛擬建模所需的工作，并解釋其原理。只有將物理信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息才能夠在計(jì)算機(jī)上利用。因此，需要對(duì)材料的基本信息進(jìn)行構(gòu)建，輸入材料物質(zhì)的物理性能和化學(xué)性能，輸入設(shè)計(jì)文件的尺寸、數(shù)量以及結(jié)構(gòu)等方式進(jìn)行數(shù)字輸入，從而使得計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)用最基本的信息。通過(guò)專業(yè)的模擬軟件模擬機(jī)械制造所需的流程，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算能力，所以其能夠計(jì)算出制造過(guò)程中的各種結(jié)果，或者人工干預(yù)制造過(guò)程，使其朝著特定的軌道進(jìn)行模擬，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)制造過(guò)程所可能遇到的情況進(jìn)行完整模擬。并且對(duì)可能造成的后果進(jìn)行提前分析。對(duì)于設(shè)計(jì)成品的檢驗(yàn)，也可以通過(guò)虛擬模擬技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)對(duì)材料的性能和結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行分析，從而確定機(jī)械產(chǎn)品的性能以及運(yùn)行狀況，這種模擬方式以及運(yùn)算過(guò)程極為復(fù)雜，需要大量的前期工作，但是其成果就是極大地節(jié)約實(shí)際模擬能源，并且能夠模擬所有可能結(jié)果，相信在不久的將來(lái)，計(jì)算機(jī)模擬建模過(guò)程將會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單，能夠在各種行業(yè)運(yùn)用。

3.6 分類編碼技術(shù)

產(chǎn)能和加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化使得工廠代工得到了快速地發(fā)展，這種生產(chǎn)方式能夠極大地優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，減少機(jī)械制造的成本投入，并且提高部分材料的質(zhì)量。由于產(chǎn)品涉及復(fù)雜的原材料和零件，所以可以對(duì)零件進(jìn)行分類和編碼，通過(guò)專業(yè)生產(chǎn)廠家來(lái)代工生產(chǎn)，這樣不僅減少我們所需的成本投入，還能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備整體的使用效果。

3.7 圖紙分析工藝

在進(jìn)行機(jī)械制造之前，應(yīng)該圖紙進(jìn)行充分詳細(xì)的分析，從而確定機(jī)械制造所需的工藝、流程以及生產(chǎn)條件、前期投入等。并且在此基礎(chǔ)上確定如何進(jìn)行生產(chǎn)，如某些部件的精度要求非常高，如果進(jìn)行生產(chǎn)投入將極大地增加成本，所以可以暫時(shí)選擇具有相關(guān)能力的工廠進(jìn)行代工，這樣可以在前期保證產(chǎn)品的質(zhì)量。只有我們?cè)谥圃烨皩?duì)圖紙進(jìn)行完整分析，才能夠在實(shí)際的制造過(guò)程中減少錯(cuò)誤的發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步背景下，人們的生活和生產(chǎn)方式得到了巨大的改變，只有增強(qiáng)自身的能力才能夠加快生產(chǎn)力的發(fā)展，從而保障先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)為我們所用。通過(guò)技術(shù)的創(chuàng)新和利用增強(qiáng)我國(guó)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的能力，從而保障在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中取得成果。

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