李巍+彭麗云

[摘 要]按照產(chǎn)品使用要求，機(jī)械設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、形式、工作原理等，展開合理分析和科學(xué)計(jì)算，并通過機(jī)械設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體運(yùn)用。在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中，主要依靠設(shè)計(jì)人員手工計(jì)算、手工繪圖和檢索資料，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期較長，且無法保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品不斷更新，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法無法適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展，因此催生了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工藝。不斷改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，對(duì)設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法不斷改進(jìn)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期明顯縮短，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。筆者根據(jù)自身多年的機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主要分析現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的制造工藝。

[關(guān)鍵詞]現(xiàn)代機(jī)械；設(shè)計(jì)制造；工藝綜述

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）43-0033-01

1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)

（1）計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟更加明晰，設(shè)計(jì)周期更短；

（2）現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)初始階段能及時(shí)發(fā)現(xiàn)不良問題，所以機(jī)械發(fā)生故障的可能性較低；

（3）現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)同時(shí)考慮機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)屬性；

（4）現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)能充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化、系統(tǒng)防真。

2 我國機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀

目前，我國的制造業(yè)發(fā)展迅速，從不同方面分析，機(jī)械制造業(yè)可以從管理、設(shè)計(jì)以及制造工藝等幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1 機(jī)械制造的管理

計(jì)算機(jī)管理制度對(duì)于機(jī)械制造業(yè)而言，是一種未來發(fā)展的方向。組織體制與生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，營造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我國，這種管理機(jī)制還是比較匱乏的，只有很少的機(jī)械制造企業(yè)進(jìn)行這樣的管理。因此，我國應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)械制造的管理機(jī)制。

2.2 機(jī)械制造的設(shè)計(jì)

工業(yè)發(fā)達(dá)國家都會(huì)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，并且不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。尤其是計(jì)算機(jī)輔助軟件的應(yīng)用、機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用，讓更多企業(yè)開始了無圖紙的機(jī)械制造。然而，在我國，則缺乏這種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，或者是這樣的技術(shù)應(yīng)用并不廣泛。因此，在這一技術(shù)層面上，我國需要努力與發(fā)展。

2.3 機(jī)械制造的工藝分析

機(jī)械制造以高精度，高精細(xì)加工作為其發(fā)展的趨勢。最新的技術(shù)，如微型加工、納米加工技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)等等。這些技術(shù)都屬于高端的加工技術(shù)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這些技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。而在我國，以上技術(shù)應(yīng)用不多，還處于一種未開發(fā)、甚至是未普及的狀態(tài)。因此，這些高端的技術(shù)在我國有待加強(qiáng)。綜上所述，我國的機(jī)械制造技術(shù)還有很大的發(fā)展空間，很多技術(shù)都有待開發(fā)或者是普及。但從技術(shù)層面上而言，相對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)則有更大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>

3 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

3.1 共用性設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員在保證商業(yè)利潤以及現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)要盡可能使所有用戶在不同的使用環(huán)境下，都能得到安全舒適的使用效果。這種設(shè)計(jì)理念是在無障礙設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，工程領(lǐng)域的以人為中心理念的實(shí)踐和延伸。

3.2 并行設(shè)計(jì)

并行設(shè)計(jì)的主要優(yōu)勢是可以縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，有效降低機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本。因此相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的串行設(shè)計(jì)過程具有巨大的優(yōu)勢。并行設(shè)計(jì)的基本思想是將機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造和銷售看成是一個(gè)相互聯(lián)系的有機(jī)整體，在設(shè)計(jì)過程中要對(duì)涉及到的各個(gè)細(xì)節(jié)問題進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。

3.3 逆向工程技術(shù)

逆向工程技術(shù)是指基于精確的幾何測量數(shù)據(jù)，對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)物模型重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。要實(shí)施逆向工程主要應(yīng)該解決形狀反求、材料反求以及工藝反求等三個(gè)主要技術(shù)問題。這一工程設(shè)計(jì)技術(shù)為機(jī)械產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)提供了一個(gè)重要的技術(shù)支持手段。

3.4 自上而下和自下而上的設(shè)計(jì)

自下而上的設(shè)計(jì)是指先生產(chǎn)出機(jī)械產(chǎn)品的各種零部件，然后再根據(jù)這些部件之間的關(guān)系進(jìn)行組裝。自上而下的設(shè)計(jì)是指先對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的整體布局進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后根據(jù)總體布局的要求進(jìn)行零部件的具體設(shè)計(jì)。

3.5 機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)

機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者首先要建立零部件的三維模型，其次在對(duì)運(yùn)動(dòng)部件及其相互約束關(guān)系進(jìn)行確定，最后再進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析。

4 現(xiàn)代機(jī)械制造的先進(jìn)技術(shù)及發(fā)展趨勢分析

4.1 系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)

系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法就是將傳統(tǒng)的幾個(gè)設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行有機(jī)的整合，將原來的多步驟設(shè)計(jì)整合為一步設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法有效的提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率，讓現(xiàn)代原來的機(jī)械設(shè)計(jì)變的更為方便快捷，增強(qiáng)了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的連貫性。其次，這種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法仍然保留了各個(gè)設(shè)計(jì)要素的獨(dú)立性，這是對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行逐步優(yōu)化的結(jié)果，也正是各個(gè)設(shè)計(jì)因素的相對(duì)獨(dú)立性決定了系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法可以不影響設(shè)計(jì)要素的功能和性質(zhì)；第三，機(jī)械設(shè)計(jì)雖然表面實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化但是其內(nèi)部仍然存在著必然的聯(lián)系，功能方面仍然存在其自身的層次性，這種設(shè)計(jì)方法對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展有著十分重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

4.2 電器機(jī)械的節(jié)能設(shè)計(jì)

在當(dāng)今時(shí)代，節(jié)能是一個(gè)極富創(chuàng)新的理念，電器設(shè)備的節(jié)能不僅可以節(jié)約國家的電力資源，消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)資源，也可以對(duì)環(huán)境的保護(hù)起到一個(gè)重要的作用。在對(duì)電器機(jī)械的節(jié)能設(shè)計(jì)中，其主要包括了對(duì)電器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、電器的功能以及電器工藝三方面。在電器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)上要盡量是能夠簡便，不能夠采用過度消耗的零部件，減小電器產(chǎn)品的體積與重量。在電器功能方面，雖說要符合消費(fèi)者的需求，但是要秉持著人機(jī)工程學(xué)的原理，降低使用者的使用強(qiáng)度與技術(shù)要求，達(dá)到人機(jī)和諧的目的。最后在電器工藝上，需要采用現(xiàn)階段的最新的工藝，才能夠?qū)⒉牧系膿p耗降到最低，保證電器產(chǎn)品的節(jié)能。

4.3 現(xiàn)代機(jī)械的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)

一般來說，所謂的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)，就是通過利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，將分布在不同地方的設(shè)計(jì)資源以及設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一，以協(xié)同工作中的機(jī)制為基礎(chǔ)對(duì)信息進(jìn)行有效的管理，進(jìn)而完成對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)以及設(shè)計(jì)工作。隨著現(xiàn)代IT技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代中的寬帶也得到了很大程度上的提高，所以利用現(xiàn)代化中多媒體實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸特性，一方面能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了解，另一方面還能建立起數(shù)據(jù)平臺(tái)，這個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)是以web為基礎(chǔ)的，進(jìn)而解決web中數(shù)據(jù)的修改、訪問以及傳輸工作，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，進(jìn)一步滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的技術(shù)要求。

4.4 智能化發(fā)展

智能化是21世紀(jì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。智能化是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心里學(xué)、生理學(xué)和混飩動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法、模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，使機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品具有低級(jí)智能或人的部分智能，取代或是協(xié)助人類的工作。

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工藝，主要是完善、補(bǔ)充傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)工藝，主動(dòng)性較強(qiáng)，且設(shè)計(jì)周期較短，可明顯降低設(shè)計(jì)耗費(fèi)。通過現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，不管是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造，或報(bào)廢回收方面，比傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)工藝明顯要好。對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工藝，是諸多學(xué)科知識(shí)、領(lǐng)域的完美融合，并實(shí)際運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，不僅是單獨(dú)個(gè)人設(shè)計(jì)，還是一個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，確保每個(gè)設(shè)計(jì)人員做到相互了解，運(yùn)用模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等設(shè)計(jì)工藝，通過設(shè)計(jì)工藝的有機(jī)融合，方可設(shè)計(jì)出完美、優(yōu)質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品。

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