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[摘 要]按照产品使用要求,机械设计的结构、形式、工作原理等,展开合理分析和科学计算,并通过机械设计方法,实现产品设计的具体运用。在传统机械设计中,主要依靠设计人员手工计算、手工绘图和检索资料,产品设计的周期较长,且无法保证设计质量。近些年来,随着科学技术迅猛发展,机械产品不断更新,传统机械设计方法无法适应新时代发展,因此催生了现代机械设计工艺。不断改变了传统设计方法,对设计理论、设计方法不断改进,使产品设计周期明显缩短,产品质量明显提高。笔者根据自身多年的机械设计经验,主要分析现代机械设计的制造工艺。
[关键词]现代机械;设计制造;工艺综述
中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)43-0033-01
1 现代机械设计技术的特点
(1)计算机技术的应用使现代化机械设计的步骤更加明晰,设计周期更短;
(2)现代化机械设计初始阶段能及时发现不良问题,所以机械发生故障的可能性较低;
(3)現代化机械设计同时考虑机械产品的动态与静态属性;
(4)现代化机械设计能充分利用计算机技术来实现设计方案优化、系统防真。
2 我国机械制造技术的现状
目前,我国的制造业发展迅速,从不同方面分析,机械制造业可以从管理、设计以及制造工艺等几个方面进行分析。
2.1 机械制造的管理
计算机管理制度对于机械制造业而言,是一种未来发展的方向。组织体制与生产模式的更新发展,营造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我国,这种管理机制还是比较匮乏的,只有很少的机械制造企业进行这样的管理。因此,我国应该加强机械制造的管理机制。
2.2 机械制造的设计
工业发达国家都会采用先进的设计方法,并且不断更新设计数据。尤其是计算机辅助软件的应用、机械制造技术的应用,让更多企业开始了无图纸的机械制造。然而,在我国,则缺乏这种先进的计算机软件技术,或者是这样的技术应用并不广泛。因此,在这一技术层面上,我国需要努力与发展。
2.3 机械制造的工艺分析
机械制造以高精度,高精细加工作为其发展的趋势。最新的技术,如微型加工、纳米加工技术、激光加工技术、电磁加工技术等等。这些技术都属于高端的加工技术,在工业发达的国家,这些技术应用较为广泛。而在我国,以上技术应用不多,还处于一种未开发、甚至是未普及的状态。因此,这些高端的技术在我国有待加强。综上所述,我国的机械制造技术还有很大的发展空间,很多技术都有待开发或者是普及。但从技术层面上而言,相对于机械设计、机械制造技术则有更大的发展潜能。
3 现代机械设计环节
3.1 共用性设计
设计人员在保证商业利润以及现有的生产技术条件下,产品设计要尽可能使所有用户在不同的使用环境下,都能得到安全舒适的使用效果。这种设计理念是在无障碍设计基础上发展起来的,工程领域的以人为中心理念的实践和延伸。
3.2 并行设计
并行设计的主要优势是可以缩短设计时间,有效降低机械产品的设计成本。因此相对于传统的机械设计的串行设计过程具有巨大的优势。并行设计的基本思想是将机械产品从设计到制造和销售看成是一个相互联系的有机整体,在设计过程中要对涉及到的各个细节问题进行统筹考虑。
3.3 逆向工程技术
逆向工程技术是指基于精确的几何测量数据,对于机械产品进行实物模型重构,从而实现机械产品的设计。要实施逆向工程主要应该解决形状反求、材料反求以及工艺反求等三个主要技术问题。这一工程设计技术为机械产品的快速设计提供了一个重要的技术支持手段。
3.4 自上而下和自下而上的设计
自下而上的设计是指先生产出机械产品的各种零部件,然后再根据这些部件之间的关系进行组装。自上而下的设计是指先对机械产品的整体布局进行设计,然后根据总体布局的要求进行零部件的具体设计。
3.5 机构仿真设计
机构仿真设计时,设计者首先要建立零部件的三维模型,其次在对运动部件及其相互约束关系进行确定,最后再进行机构分析。
4 现代机械制造的先进技术及发展趋势分析
4.1 系统化机械设计
系统化机械设计方法就是将传统的几个设计步骤进行有机的整合,将原来的多步骤设计整合为一步设计。这种设计方法有效的提高了机械设计的效率,让现代原来的机械设计变的更为方便快捷,增强了现代机械设计的连贯性。其次,这种系统化的设计方法仍然保留了各个设计要素的独立性,这是对设计方法进行逐步优化的结果,也正是各个设计因素的相对独立性决定了系统化设计方法可以不影响设计要素的功能和性质;第三,机械设计虽然表面实现了系统化但是其内部仍然存在着必然的联系,功能方面仍然存在其自身的层次性,这种设计方法对于现代机械设计的发展有着十分重要的理论意义和实践价值。
4.2 电器机械的节能设计
在当今时代,节能是一个极富创新的理念,电器设备的节能不仅可以节约国家的电力资源,消费者的经济资源,也可以对环境的保护起到一个重要的作用。在对电器机械的节能设计中,其主要包括了对电器产品结构、电器的功能以及电器工艺三方面。在电器产品的结构上要尽量是能够简便,不能够采用过度消耗的零部件,减小电器产品的体积与重量。在电器功能方面,虽说要符合消费者的需求,但是要秉持着人机工程学的原理,降低使用者的使用强度与技术要求,达到人机和谐的目的。最后在电器工艺上,需要采用现阶段的最新的工艺,才能够将材料的损耗降到最低,保证电器产品的节能。
4.3 现代机械的网络协同设计
一般来说,所谓的网络协同设计,就是通过利用现代的网络机制,将分布在不同地方的设计资源以及设计任务进行统一,以协同工作中的机制为基础对信息进行有效的管理,进而完成对机械产品的研发以及设计工作。随着现代IT技术的不断发展与成熟,网络时代中的宽带也得到了很大程度上的提高,所以利用现代化中多媒体实时数据的传输特性,一方面能够对机械设计中的相关数据进行了解,另一方面还能建立起数据平台,这个数据平台是以web为基础的,进而解决web中数据的修改、访问以及传输工作,从而进一步实现数据的共享,进一步满足现代机械设计过程中的技术要求。
4.4 智能化发展
智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。智能化是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心里学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法、模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能,取代或是协助人类的工作。
结语
综上所述,现代机械设计工艺,主要是完善、补充传统机械设计工艺,主动性较强,且设计周期较短,可明显降低设计耗费。通过现代机械设计方法,不管是产品设计、产品制造,或报废回收方面,比传统机械设计工艺明显要好。对于现代机械设计工艺,是诸多学科知识、领域的完美融合,并实际运用于产品设计中,不仅是单独个人设计,还是一个设计团队的设计,在设计设计中,运用现代机械设计方法,确保每个设计人员做到相互了解,运用模块化、网络化、智能化等设计工艺,通过设计工艺的有机融合,方可设计出完美、优质的机械产品。
参考文献
[1] 王秀凤.现代机械设计制造工艺综述[J].科技与企业,2014,(2):217-217.
[2] 司倩,翟晨,陈宁等.现代机械设计制造工艺探究[J].魅力中国,2014,(6):120-120.
[关键词]现代机械;设计制造;工艺综述
中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)43-0033-01
1 现代机械设计技术的特点
(1)计算机技术的应用使现代化机械设计的步骤更加明晰,设计周期更短;
(2)现代化机械设计初始阶段能及时发现不良问题,所以机械发生故障的可能性较低;
(3)現代化机械设计同时考虑机械产品的动态与静态属性;
(4)现代化机械设计能充分利用计算机技术来实现设计方案优化、系统防真。
2 我国机械制造技术的现状
目前,我国的制造业发展迅速,从不同方面分析,机械制造业可以从管理、设计以及制造工艺等几个方面进行分析。
2.1 机械制造的管理
计算机管理制度对于机械制造业而言,是一种未来发展的方向。组织体制与生产模式的更新发展,营造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我国,这种管理机制还是比较匮乏的,只有很少的机械制造企业进行这样的管理。因此,我国应该加强机械制造的管理机制。
2.2 机械制造的设计
工业发达国家都会采用先进的设计方法,并且不断更新设计数据。尤其是计算机辅助软件的应用、机械制造技术的应用,让更多企业开始了无图纸的机械制造。然而,在我国,则缺乏这种先进的计算机软件技术,或者是这样的技术应用并不广泛。因此,在这一技术层面上,我国需要努力与发展。
2.3 机械制造的工艺分析
机械制造以高精度,高精细加工作为其发展的趋势。最新的技术,如微型加工、纳米加工技术、激光加工技术、电磁加工技术等等。这些技术都属于高端的加工技术,在工业发达的国家,这些技术应用较为广泛。而在我国,以上技术应用不多,还处于一种未开发、甚至是未普及的状态。因此,这些高端的技术在我国有待加强。综上所述,我国的机械制造技术还有很大的发展空间,很多技术都有待开发或者是普及。但从技术层面上而言,相对于机械设计、机械制造技术则有更大的发展潜能。
3 现代机械设计环节
3.1 共用性设计
设计人员在保证商业利润以及现有的生产技术条件下,产品设计要尽可能使所有用户在不同的使用环境下,都能得到安全舒适的使用效果。这种设计理念是在无障碍设计基础上发展起来的,工程领域的以人为中心理念的实践和延伸。
3.2 并行设计
并行设计的主要优势是可以缩短设计时间,有效降低机械产品的设计成本。因此相对于传统的机械设计的串行设计过程具有巨大的优势。并行设计的基本思想是将机械产品从设计到制造和销售看成是一个相互联系的有机整体,在设计过程中要对涉及到的各个细节问题进行统筹考虑。
3.3 逆向工程技术
逆向工程技术是指基于精确的几何测量数据,对于机械产品进行实物模型重构,从而实现机械产品的设计。要实施逆向工程主要应该解决形状反求、材料反求以及工艺反求等三个主要技术问题。这一工程设计技术为机械产品的快速设计提供了一个重要的技术支持手段。
3.4 自上而下和自下而上的设计
自下而上的设计是指先生产出机械产品的各种零部件,然后再根据这些部件之间的关系进行组装。自上而下的设计是指先对机械产品的整体布局进行设计,然后根据总体布局的要求进行零部件的具体设计。
3.5 机构仿真设计
机构仿真设计时,设计者首先要建立零部件的三维模型,其次在对运动部件及其相互约束关系进行确定,最后再进行机构分析。
4 现代机械制造的先进技术及发展趋势分析
4.1 系统化机械设计
系统化机械设计方法就是将传统的几个设计步骤进行有机的整合,将原来的多步骤设计整合为一步设计。这种设计方法有效的提高了机械设计的效率,让现代原来的机械设计变的更为方便快捷,增强了现代机械设计的连贯性。其次,这种系统化的设计方法仍然保留了各个设计要素的独立性,这是对设计方法进行逐步优化的结果,也正是各个设计因素的相对独立性决定了系统化设计方法可以不影响设计要素的功能和性质;第三,机械设计虽然表面实现了系统化但是其内部仍然存在着必然的联系,功能方面仍然存在其自身的层次性,这种设计方法对于现代机械设计的发展有着十分重要的理论意义和实践价值。
4.2 电器机械的节能设计
在当今时代,节能是一个极富创新的理念,电器设备的节能不仅可以节约国家的电力资源,消费者的经济资源,也可以对环境的保护起到一个重要的作用。在对电器机械的节能设计中,其主要包括了对电器产品结构、电器的功能以及电器工艺三方面。在电器产品的结构上要尽量是能够简便,不能够采用过度消耗的零部件,减小电器产品的体积与重量。在电器功能方面,虽说要符合消费者的需求,但是要秉持着人机工程学的原理,降低使用者的使用强度与技术要求,达到人机和谐的目的。最后在电器工艺上,需要采用现阶段的最新的工艺,才能够将材料的损耗降到最低,保证电器产品的节能。
4.3 现代机械的网络协同设计
一般来说,所谓的网络协同设计,就是通过利用现代的网络机制,将分布在不同地方的设计资源以及设计任务进行统一,以协同工作中的机制为基础对信息进行有效的管理,进而完成对机械产品的研发以及设计工作。随着现代IT技术的不断发展与成熟,网络时代中的宽带也得到了很大程度上的提高,所以利用现代化中多媒体实时数据的传输特性,一方面能够对机械设计中的相关数据进行了解,另一方面还能建立起数据平台,这个数据平台是以web为基础的,进而解决web中数据的修改、访问以及传输工作,从而进一步实现数据的共享,进一步满足现代机械设计过程中的技术要求。
4.4 智能化发展
智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。智能化是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心里学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法、模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能,取代或是协助人类的工作。
结语
综上所述,现代机械设计工艺,主要是完善、补充传统机械设计工艺,主动性较强,且设计周期较短,可明显降低设计耗费。通过现代机械设计方法,不管是产品设计、产品制造,或报废回收方面,比传统机械设计工艺明显要好。对于现代机械设计工艺,是诸多学科知识、领域的完美融合,并实际运用于产品设计中,不仅是单独个人设计,还是一个设计团队的设计,在设计设计中,运用现代机械设计方法,确保每个设计人员做到相互了解,运用模块化、网络化、智能化等设计工艺,通过设计工艺的有机融合,方可设计出完美、优质的机械产品。
参考文献
[1] 王秀凤.现代机械设计制造工艺综述[J].科技与企业,2014,(2):217-217.
[2] 司倩,翟晨,陈宁等.现代机械设计制造工艺探究[J].魅力中国,2014,(6):120-120.