機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)研究與應(yīng)用

李 祥

(蒂森電梯有限公司武漢分公司,湖北 武漢43000)

隨著時(shí)代的發(fā)展,科技的進(jìn)步,傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)正在逐步被新的技術(shù)所取代,信息化、電子化、自動(dòng)化正在同機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)相結(jié)合,各種新的材料也相繼的被應(yīng)用,這都帶給了整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)新的活力,使得整個(gè)行業(yè)同過去相比發(fā)生了翻天覆地的變化,尤其是將現(xiàn)代先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐,這更加推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展,提高了工廠的設(shè)計(jì)加工效率。由于全球經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)以及科技的高速發(fā)展,新的技術(shù)就顯得越來(lái)越重要,成為推動(dòng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越依靠技術(shù),并且現(xiàn)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)根本上可以說(shuō)就是技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),面對(duì)如此機(jī)遇以及挑戰(zhàn),我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變思想,從傳統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾庐a(chǎn)品與先進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),故本文將分析先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的理念,指出今后機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展方向,探討如何將機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)制造中,推動(dòng)社會(huì)的不斷進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的分析

在機(jī)械工程中,機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)實(shí)際上是分為兩個(gè)部分,一方面的機(jī)械設(shè)計(jì);一方面是機(jī)械制造,先進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì),再進(jìn)行零件的加工制造,下面分別對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造做簡(jiǎn)單的分析。

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)之前,進(jìn)行設(shè)計(jì)的相關(guān)人員需要先對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的分析、再制定比較細(xì)致的機(jī)械設(shè)計(jì)方案,最后再進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。目前,國(guó)內(nèi)的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,故在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需要先考慮產(chǎn)品可能給企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益,這是確保企業(yè)獲利的根本原則。所以想要獲得最佳的設(shè)計(jì)方案,應(yīng)當(dāng)盡量去了解產(chǎn)品的需求,再制定出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案,并且在設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮產(chǎn)品的連接方式,例如螺紋連接、焊接、鉚接等;還有傳動(dòng)方式,例如帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等;最后還有零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),例如軸類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其他特殊零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),除此之外還需要注意降低設(shè)計(jì)成本,對(duì)產(chǎn)品使用過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行認(rèn)真的分析,保證制造出的產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)任何安全隱患,其中最為重要的是要注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證設(shè)計(jì)出的零件便于加工制造。另外還應(yīng)該采取先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)手段,例如將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)上,傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法中大多使用手繪的方式,其精確性難以得到保障,而且會(huì)消耗大量的時(shí)間和人力資源,現(xiàn)代先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法都是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)在于能有效節(jié)約資源,減少工廠成本,縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

1.2 機(jī)械制造

機(jī)械制造的目的是將事先設(shè)計(jì)好的圖紙經(jīng)過加工制造以及工藝處理形成實(shí)體零件,是將想法實(shí)施的過程。在目前我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)里面,機(jī)械制造的管理以及加工制造技術(shù)水平較世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還比較落后,進(jìn)行機(jī)械制造的合理管理以及自動(dòng)化加工制造就十分必要。隨著我國(guó)科技水平的提高,機(jī)械制造技術(shù)也在不斷的提高,機(jī)械制造精度以及機(jī)械加工水平都有了較大提升,例如之前的零件加工都是利用普通機(jī)床,機(jī)械制造精度很容易受到人為因素干擾,難以得到保障,之后電子化、信息化、自動(dòng)化漸漸引入到機(jī)械制造領(lǐng)域中,新的加工制造設(shè)備層出不窮,例如數(shù)控車床、多軸加工中心、3D打印技術(shù)等極大地提升了加工制造精度和水平,避免了人為因素的干擾,隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的興起,刻蝕技術(shù)、飛秒激光加工技術(shù)等將機(jī)械加工水平提高到了一個(gè)新的水平,使得加工精度達(dá)到微納米級(jí)別。

總之,機(jī)械行業(yè)應(yīng)該隨時(shí)代和科技的進(jìn)步而前進(jìn),從事機(jī)械行業(yè)的相關(guān)人員應(yīng)該加入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的分析和研究中,將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際,以創(chuàng)造更大的價(jià)值。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展趨勢(shì)

在我國(guó)的快速發(fā)展時(shí)期,機(jī)械行業(yè)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了不可替代的推動(dòng)作用。在電子化、信息化、智能化、自動(dòng)化高度發(fā)展的今天,機(jī)械制造技術(shù)應(yīng)當(dāng)結(jié)合這些高新的技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的智能化、自動(dòng)化。所以如今現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越趨向于自動(dòng)化和智能化。

首先是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造的管理方面。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其系統(tǒng)科學(xué)的管理是十分有必要的,更是大勢(shì)所趨,并且計(jì)算機(jī)在未來(lái)也將是管理機(jī)械設(shè)計(jì)制造的主要方式,此外管理制度以及制造形式的改革進(jìn)步將會(huì)催生了許多的新型管理概念。但是目前國(guó)內(nèi)的大部分企業(yè)的管理模式還是較為傳統(tǒng)的管理模式,所以應(yīng)當(dāng)重視起這個(gè)問題,學(xué)習(xí)國(guó)外的管理模式,結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況,轉(zhuǎn)變?yōu)橄冗M(jìn)的管理制度。

其次是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的方法上,國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家大部分都是利用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù),并且還在不斷的研究新的設(shè)計(jì)理論和方法。特別是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)的應(yīng)用,使得許多國(guó)外公司的設(shè)計(jì)、分析、制造都可以在計(jì)算機(jī)上模擬進(jìn)行,這大大縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期,同時(shí)也節(jié)約了企業(yè)成本。其中較為成功的案例是美國(guó)波音777的設(shè)計(jì),其利用CATIA完成了整機(jī)的設(shè)計(jì)分析制造,縮短了約50%的時(shí)間。然而類似技術(shù)在國(guó)內(nèi)的使用卻并不多,所以國(guó)內(nèi)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造應(yīng)當(dāng)向智能化、自動(dòng)化這方面前進(jìn)。

最后是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的技藝研究,機(jī)械設(shè)計(jì)制造的最終目標(biāo)就是保證高精密度、準(zhǔn)確度,尤其是如今微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的興起,微機(jī)電系統(tǒng)的加工尺寸都在微米級(jí),有的甚至在納米級(jí),這對(duì)傳統(tǒng)的加工制造就提出了新的挑戰(zhàn),必須要研發(fā)新的加工手段來(lái)滿足加工需求,目前在國(guó)外這方面的研究已經(jīng)興起,而我國(guó)才剛剛起步,所以應(yīng)當(dāng)加大研發(fā)力度,爭(zhēng)取走在國(guó)際前列。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用研究

為了使我國(guó)的工業(yè)制造更加先進(jìn),需要研究和探索機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用。針對(duì)目前我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造應(yīng)用現(xiàn)狀以及機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展趨勢(shì),應(yīng)當(dāng)采取一下這幾種措施來(lái)促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。

3.1 學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外技術(shù)

首先要學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)和方法,并對(duì)其進(jìn)行深入的研究,以掌握其先進(jìn)技術(shù)和方法。在長(zhǎng)期的發(fā)展過程中,我國(guó)的設(shè)計(jì)和制造出的產(chǎn)品或多或少在質(zhì)量上存在一定的問題,這就導(dǎo)致企業(yè)蒙受較大的損失,雖然有部分企業(yè)存在偷工減料的行為,但總體來(lái)說(shuō),是由于技術(shù)的缺陷,而導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)中不占優(yōu)勢(shì)。所以應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外技術(shù),以彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)這方面的缺陷。

3.2 充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)

當(dāng)前,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及,以及信息化、智能化時(shí)代的到來(lái),計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,所以將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中是大勢(shì)所趨,正如前面所分析的,國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家大部分都是利用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù),并且還在不斷的研究新的設(shè)計(jì)理論和方法。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅能夠大幅提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度,與自動(dòng)化相結(jié)合的加工制造技術(shù)也能促進(jìn)產(chǎn)品的加工制造速度,此外利用計(jì)算機(jī)技術(shù)還可以有效的節(jié)約資源,降低企業(yè)的設(shè)計(jì)研發(fā)成本,提高設(shè)計(jì)制造的精確性,使得機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量得到保障。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō),機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的合理應(yīng)用對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、工業(yè)的進(jìn)步具有非常大的促進(jìn)作用。因?yàn)椴扇∠冗M(jìn)的工藝和方法可以節(jié)省企業(yè)的設(shè)計(jì)制造成本,使得生產(chǎn)效率得到提高。同時(shí),這門技術(shù)也很具有發(fā)展前景。一定要提高重視程度,加強(qiáng)研究,對(duì)其進(jìn)行有效的建設(shè),這樣才能將機(jī)械行業(yè)推向一個(gè)新的高峰。

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