張小剛

（瑞泰馬鋼新材料科技有限公司，安徽 馬鞍山243000）

1 引言

工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要構(gòu)成部分，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造是維持企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。因此，為適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的各項(xiàng)要求，本文針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)的分析，對(duì)提高現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)水平，保障機(jī)械產(chǎn)品制造質(zhì)量，明確我國(guó)工業(yè)發(fā)展方向有著重大意義。

2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)概述

設(shè)計(jì)是思維的變化和應(yīng)用的過程，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過實(shí)踐、類比分析，提高設(shè)計(jì)方案邏輯性、可操作性。不同于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)，現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)具有系統(tǒng)性、創(chuàng)造性、綜合性等特點(diǎn)。在當(dāng)前時(shí)期的信息化社會(huì)建設(shè)中，機(jī)械設(shè)計(jì)逐漸趨于智能化和模塊化，所以在現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)中，會(huì)應(yīng)用更多計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以完善機(jī)械產(chǎn)品功能。同時(shí)，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，機(jī)械產(chǎn)品在生產(chǎn)期間，相關(guān)人員會(huì)將產(chǎn)品功能劃分在不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以此確保產(chǎn)品功能的獨(dú)立性，適應(yīng)不同領(lǐng)域?qū)C(jī)械產(chǎn)品的基本要求[1]。但是由于我國(guó)重工業(yè)起步較晚，機(jī)械設(shè)計(jì)本身就落后于其他國(guó)家，在部分機(jī)械產(chǎn)品手工設(shè)計(jì)內(nèi)容中，設(shè)計(jì)人員思維會(huì)存在明顯的固化問題。這些問題嚴(yán)重影響著機(jī)械產(chǎn)品的使用質(zhì)量，自改革開放后，設(shè)計(jì)人員將產(chǎn)品設(shè)計(jì)和現(xiàn)代生產(chǎn)、信息技術(shù)相結(jié)合，最大程度提高著機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，為我國(guó)工業(yè)發(fā)展、居民生活帶來更多便利。

3 機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值中，機(jī)械制造占據(jù)著重要位置，現(xiàn)階段，機(jī)械制造已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展命脈。但在機(jī)械制造這類單項(xiàng)領(lǐng)域中，我國(guó)大部分機(jī)械制造仍是以低價(jià)、低質(zhì)為主，并且發(fā)展速度明顯低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。同時(shí)，由于前些年，社會(huì)沒有重視機(jī)械制造專業(yè)人才的培養(yǎng)，所以機(jī)械制造技術(shù)人才缺失問題較為突出。隨著社會(huì)、學(xué)校意識(shí)的轉(zhuǎn)變，相關(guān)人才的培養(yǎng)體系已經(jīng)逐漸成型。但是，從整體上來看，機(jī)械制造技術(shù)人才缺口較大，機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展人才支持力度明顯不足。此外，部分企業(yè)在機(jī)械制造中，僅重視成本問題，沒有意識(shí)到機(jī)械產(chǎn)品制造質(zhì)量的重要性，導(dǎo)致我國(guó)機(jī)械制造、設(shè)計(jì)事業(yè)在改革與創(chuàng)新中仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。

4 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造相關(guān)技術(shù)的具體分析

4.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

4.1.1 數(shù)字化設(shè)計(jì)

數(shù)字化在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用非常廣泛，該項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)為現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)。設(shè)計(jì)人員在方案制定初期，會(huì)通過數(shù)字建模的方式，保障方案的可行性。之后設(shè)計(jì)人員會(huì)將設(shè)計(jì)方案錄入計(jì)算機(jī)，通過分析設(shè)計(jì)模型，改善設(shè)計(jì)方案中存在的問題。由此可見，應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，會(huì)全面考察產(chǎn)品使用周期、生命周期，同時(shí)在設(shè)計(jì)方案中優(yōu)化資源配置，提高設(shè)計(jì)效率。總之，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，還能夠促進(jìn)產(chǎn)品本身的使用性能，確保機(jī)械產(chǎn)品制造工作可以有序開展。該項(xiàng)技術(shù)，對(duì)我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。

4.1.2 AGV 技術(shù)

在現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)AGV 本身分析產(chǎn)品性能參數(shù)，保障設(shè)計(jì)方案的可行性。AGV 由于系統(tǒng)在速度、磁帶引導(dǎo)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。所以在機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以通過傳感、車載、導(dǎo)航等系統(tǒng)作用，將車體驅(qū)動(dòng)，并在額定工作中，控制電機(jī)縮短，進(jìn)而控制機(jī)械設(shè)計(jì)工序。AGV 各項(xiàng)性能參數(shù)如表1所示。

表1 AGV 性能參數(shù)

4.1.3 信息設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)人員，為滿足現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品使用需求，在新時(shí)期，會(huì)在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用CAD 技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)過程趨于數(shù)字化、信息化，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行虛擬、仿真建模，預(yù)先檢驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題，機(jī)械性能，進(jìn)而縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)人員工作效率。具體來說，CAD 技術(shù)借助計(jì)算機(jī)，不僅可以分析機(jī)械產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)的合理性，還能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，幫助設(shè)計(jì)人員理清設(shè)計(jì)思路。同時(shí)，CAD 技術(shù)的應(yīng)用，能夠創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)手段，例如，設(shè)計(jì)人員在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，可以生成CAD 繪圖，明確產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并應(yīng)用布爾運(yùn)算，完成產(chǎn)品零部件設(shè)計(jì)，圖1為設(shè)計(jì)人員應(yīng)用CAD 技術(shù)，所完成的機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖紙。

圖1 CAD 技術(shù)機(jī)械零件設(shè)計(jì)應(yīng)用圖

4.2 機(jī)械制造技術(shù)

4.2.1 數(shù)控加工技術(shù)

在機(jī)械制造行業(yè)，由于現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)用的各項(xiàng)要求，機(jī)械制造業(yè)還應(yīng)結(jié)合社會(huì)發(fā)展，滿足更多制造需求。而數(shù)控加工技術(shù)，主要是采用電腦內(nèi)部程序，控制生產(chǎn)機(jī)器完成機(jī)械產(chǎn)品制造工作。應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)期間，相關(guān)人員需提前編好程序方程式，錄入計(jì)算機(jī)，進(jìn)而完成機(jī)械產(chǎn)品加工、零部件制造工作。由于該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，會(huì)按照預(yù)設(shè)指令完成，所以能夠保障機(jī)械制造工作質(zhì)量與效率。現(xiàn)階段，數(shù)控加工技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，主要通過計(jì)算機(jī)數(shù)控、直接數(shù)控兩種方式，完成機(jī)床控制。例如，機(jī)械制造中，數(shù)控加工技術(shù)，主要應(yīng)用在煤炭、汽車行業(yè)的機(jī)械產(chǎn)品制造。因?yàn)槠嚤旧砹悴考^多，在實(shí)際制造中會(huì)對(duì)零件的精密度要求較高，所以應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，可以在保證汽車零件制造質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高零部件加工效率。而在煤炭行業(yè)，數(shù)控加工技術(shù)，能夠確保煤炭資源開采工作的機(jī)械化操作，提高機(jī)械產(chǎn)品安全性、穩(wěn)定性。

4.2.2 精密、超精密加工技術(shù)

精密、超精密加工技術(shù)，同樣被稱為機(jī)械產(chǎn)品的微制造技術(shù)。該技術(shù)在機(jī)械制造中，以微小的機(jī)械零件為主要加工對(duì)象。當(dāng)前我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品加工精度，在不斷發(fā)展中，已經(jīng)達(dá)到0.01μm。并且在該項(xiàng)技術(shù)的不斷實(shí)踐、創(chuàng)新中，產(chǎn)品制造、加工精度會(huì)逐漸邁入納米范圍中。目前，精密、超精密技術(shù)，是現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)中，發(fā)展前景較為明顯的技術(shù)之一。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)提高我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品精密度，保障產(chǎn)品質(zhì)量有著重大意義。

4.2.3 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，為上文所提到的CAD 技術(shù)。在具體機(jī)械產(chǎn)品制造期間，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化，進(jìn)而解放勞動(dòng)力，提高機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)效率。相關(guān)人員通過在計(jì)算中的傳感技術(shù)、遙感技術(shù)以及電磁波技術(shù)，對(duì)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行識(shí)別、控制。同時(shí)確保機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)，提高機(jī)械生產(chǎn)的安全性。此外，在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)中，建模技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)用非常廣泛。例如，相關(guān)人員在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品建模時(shí)，會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)品本身的不規(guī)則性導(dǎo)致建模工作難以開展。而計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，在產(chǎn)品制造期間，針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的圓柱體、球體等不規(guī)則物體，先完成二維建模處理，然后對(duì)于其他較為復(fù)雜的零件進(jìn)行三維建模，進(jìn)而在保證產(chǎn)品參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后，開始機(jī)械產(chǎn)品制造工作。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造行業(yè)在發(fā)展中，還需對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案、機(jī)械制造工序展開優(yōu)化與完善。同時(shí)在數(shù)字化、信息化等機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，以及數(shù)控加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的具體實(shí)踐中。不斷推進(jìn)技術(shù)革新工作，以此提高機(jī)械制造企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。