机械设计制造技术研究与应用

李 祥

(蒂森电梯有限公司武汉分公司,湖北 武汉43000)

随着时代的发展,科技的进步,传统的机械设计制造技术正在逐步被新的技术所取代,信息化、电子化、自动化正在同机械设计制造技术相结合,各种新的材料也相继的被应用,这都带给了整个机械设计制造行业新的活力,使得整个行业同过去相比发生了翻天覆地的变化,尤其是将现代先进的机械制造技术应用于实际的生产实践,这更加推动了机械制造技术的发展,提高了工厂的设计加工效率。由于全球经济、市场以及科技的高速发展,新的技术就显得越来越重要,成为推动市场经济发展的重要动力,经济的竞争越来越依靠技术,并且现在国际竞争的焦点根本上可以说就是技术的竞争,面对如此机遇以及挑战,我国的机械设计制造业应当转变思想,从传统竞争模式转变为新产品与先进机械设计制造技术的竞争,故本文将分析先进的机械设计制造技术的理念,指出今后机械设计制造行业的发展方向,探讨如何将机械设计制造以及自动化应用于实际的生产制造中,推动社会的不断进步、经济的不断发展。

1 机械设计制造技术的分析

在机械工程中,机械设计制造技术实际上是分为两个部分,一方面的机械设计;一方面是机械制造,先进行产品的设计,再进行零件的加工制造,下面分别对机械设计和机械制造做简单的分析。

1.1 机械设计

在进行机械设计之前,进行设计的相关人员需要先对产品进行详细的分析、再制定比较细致的机械设计方案,最后再进行产品的设计。目前,国内的机械设计行业的竞争非常激烈,故在对产品进行设计时,需要先考虑产品可能给企业带来的经济效益,这是确保企业获利的根本原则。所以想要获得最佳的设计方案,应当尽量去了解产品的需求,再制定出最优的设计方案,并且在设计时还需要考虑产品的连接方式,例如螺纹连接、焊接、铆接等;还有传动方式,例如带传动、链传动、齿轮传动等;最后还有零件的结构设计,例如轴类零件的结构设计以及其他特殊零件的结构设计,除此之外还需要注意降低设计成本,对产品使用过程中可能出现的问题进行认真的分析,保证制造出的产品不会出现任何安全隐患,其中最为重要的是要注重产品结构设计,保证设计出的零件便于加工制造。另外还应该采取先进的机械设计手段,例如将计算机技术应用到机械设计上,传统的机械设计方法中大多使用手绘的方式,其精确性难以得到保障,而且会消耗大量的时间和人力资源,现代先进的机械设计方法都是利用计算机辅助设计技术,其优点在于能有效节约资源,减少工厂成本,缩短设计时间。

1.2 机械制造

机械制造的目的是将事先设计好的图纸经过加工制造以及工艺处理形成实体零件,是将想法实施的过程。在目前我国的机械制造行业里面,机械制造的管理以及加工制造技术水平较世界发达国家相比还比较落后,进行机械制造的合理管理以及自动化加工制造就十分必要。随着我国科技水平的提高,机械制造技术也在不断的提高,机械制造精度以及机械加工水平都有了较大提升,例如之前的零件加工都是利用普通机床,机械制造精度很容易受到人为因素干扰,难以得到保障,之后电子化、信息化、自动化渐渐引入到机械制造领域中,新的加工制造设备层出不穷,例如数控车床、多轴加工中心、3D打印技术等极大地提升了加工制造精度和水平,避免了人为因素的干扰,随着微机电系统(MEMS)的兴起,刻蚀技术、飞秒激光加工技术等将机械加工水平提高到了一个新的水平,使得加工精度达到微纳米级别。

总之,机械行业应该随时代和科技的进步而前进,从事机械行业的相关人员应该加入到机械设计制造技术的分析和研究中,将先进的技术应用于实际,以创造更大的价值。

2 机械设计制造的发展趋势

在我国的快速发展时期,机械行业对社会经济的发展起到了不可替代的推动作用。在电子化、信息化、智能化、自动化高度发展的今天,机械制造技术应当结合这些高新的技术,实现机械设计制造的智能化、自动化。所以如今现代的机械设计制造技术的发展越来越趋向于自动化和智能化。

首先是现代机械设计制造的管理方面。随着计算机技术的迅速发展,利用计算机技术来实现对其系统科学的管理是十分有必要的,更是大势所趋,并且计算机在未来也将是管理机械设计制造的主要方式,此外管理制度以及制造形式的改革进步将会催生了许多的新型管理概念。但是目前国内的大部分企业的管理模式还是较为传统的管理模式,所以应当重视起这个问题,学习国外的管理模式,结合企业的实际情况,转变为先进的管理制度。

其次是机械设计制造的方法上,国外的发达国家大部分都是利用最先进的设计技术,并且还在不断的研究新的设计理论和方法。特别是计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)、计算机辅助制造(CAM)的应用,使得许多国外公司的设计、分析、制造都可以在计算机上模拟进行,这大大缩短了产品的研发周期,同时也节约了企业成本。其中较为成功的案例是美国波音777的设计,其利用CATIA完成了整机的设计分析制造,缩短了约50%的时间。然而类似技术在国内的使用却并不多,所以国内的机械设计制造应当向智能化、自动化这方面前进。

最后是机械设计制造的技艺研究,机械设计制造的最终目标就是保证高精密度、准确度,尤其是如今微机电系统(MEMS)的兴起,微机电系统的加工尺寸都在微米级,有的甚至在纳米级,这对传统的加工制造就提出了新的挑战,必须要研发新的加工手段来满足加工需求,目前在国外这方面的研究已经兴起,而我国才刚刚起步,所以应当加大研发力度,争取走在国际前列。

3 机械设计制造的应用研究

为了使我国的工业制造更加先进,需要研究和探索机械设计制造技术的应用。针对目前我国机械设计制造应用现状以及机械设计制造的发展趋势,应当采取一下这几种措施来促进机械行业的发展。

3.1 学习借鉴国外技术

首先要学习和借鉴国外先进的机械设计制造技术和方法,并对其进行深入的研究,以掌握其先进技术和方法。在长期的发展过程中,我国的设计和制造出的产品或多或少在质量上存在一定的问题,这就导致企业蒙受较大的损失,虽然有部分企业存在偷工减料的行为,但总体来说,是由于技术的缺陷,而导致国产产品与进口产品的竞争中不占优势。所以应当学习借鉴国外技术,以弥补国内这方面的缺陷。

3.2 充分利用计算机技术

当前,随着计算机技术的普及,以及信息化、智能化时代的到来,计算机的应用越来越广泛,所以将计算机应用于机械设计制造中是大势所趋,正如前面所分析的,国外的发达国家大部分都是利用最先进的设计技术,并且还在不断的研究新的设计理论和方法。利用计算机技术不仅能够大幅提升产品的设计速度,与自动化相结合的加工制造技术也能促进产品的加工制造速度,此外利用计算机技术还可以有效的节约资源,降低企业的设计研发成本,提高设计制造的精确性,使得机械产品的质量得到保障。

4 结语

总的来说,机械设计制造技术的合理应用对于经济的发展、工业的进步具有非常大的促进作用。因为采取先进的工艺和方法可以节省企业的设计制造成本,使得生产效率得到提高。同时,这门技术也很具有发展前景。一定要提高重视程度,加强研究,对其进行有效的建设,这样才能将机械行业推向一个新的高峰。

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