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机械设计与机械制造技术研究陶明

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第13期作者：陶明

[导读] 摘要：目前，我国机械制造工业还远远落后于世界工业发达国家，所以对机械设计和机械制造技术的研究成为国家和社会日益关注的问题。

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        摘要：目前，我国机械制造工业还远远落后于世界工业发达国家，所以对机械设计和机械制造技术的研究成为国家和社会日益关注的问题。只有对机械设计和机械制造技术进行深入的研究，才能更好的服务社会发展。所以本文将从机械设计和机械制造的定义入手，分析其现状与发展方向。最后在对注意事项进行叙述，为以后我国机械设计和机械制造的发展提供一定的参考。
        关键词：机械设计；机械制造；技术
        随着改革开放的深入，我国现代工业也在快速发展，为我国经济的快速发展做出了巨大贡献。科学技术的不断进步是机械制造业发展的新机遇。在机械制造业中，机械设计与机械制造密切相关，为机械制造业的发展奠定了坚实的基础。机械设计的水平会影响着机械制造的结果，而机械制造又是机械设计的基础，二者相辅相成，相互促进。本文对机械设计在机械设计与制造中的重要性进行了研究。
        1机械设计与机械制造技术的特点
        首先是创新性。创新是民族和国家发展的动力，机械设计与机械制造技术充分体现了创新性的特点。机械设计是根据先进的设计工具以及理论为前提的，充分发挥了设计者的创新性思维，将创新性的观点融入到机器中，研发出效率更高、质量更好的机器产品。其次系统性。机械设计与机械制造不仅重视机器本身的质量问题，同时还重视机器的整体运作情况以及机器对消费者带来的影响。现代化的机械设计制造技术更加强调机器与环境的和谐统一性，更加重视消费者、机器以及环境之间的系统关系。第三是多理论技术融合性。机械设计和机械制造技术将多种学科理论和技术融合在一起，形成了综合性的交叉科学，不仅融合了设计方法，同时将计算机技术、信息技术、人工智能技术等学科知识融合在一起，确保机器的外观、功能、使用体验等更加满足消费者的需求。
        2机械设计方式
        2.1机械创新设计
        实现机械设计的创新，需要依托设计师的工作经验以及丰富的理论基础，并结合设计师的想象和创新能力，综合机械设计相关理论和机械原理，根据客户的需求进行合理构思，从而实现机械设计的方法。现如今，机械的设计普遍强调其人性化的作用，人不仅在设计过程中起着主导性的作用，同时也是机械产品的使用主体。因此，机械设计应当充分采用先进的设计原理和手段，将原有的机械性能作为设计的出发点，对机械的原有构造进行创新和改进，从而更好地实现预设的功能，提高机械生产的效率和品质，促使机械产品的经济功能最大化。需要注意的是，设计师的工作经验以及专业素质会对机械产品的设计有较大的影响，并且机械设计需要在有限的求解空间中存在可解性，这些情况都可能会造成优秀的机械设计作品无法出世。
        2.2机械优势设计
        机械的优势设计是指在激烈的市场竞争中取得设计优势。这种设计方式并不只是单纯的追求机械设计的创新，也不是以为了设计者自身对设计的看法和兴趣为设计出发点的，而是需要结合市场的需求，以市场优势为主要设计目的。因此，机械的优势设计需要结合市场需求设计产品，并不断寻找能够在市场起主导地位的机械技术和产品，从而促进产品与市场建立相互协调的联系，并充分吸收先进有效的设计技术到整个产品的各环节中去，实现产品的市场竞争力的提高。
        2.3稳健设计和模糊设计
        稳健设计是指设计出来的机械产品无论是在什么样的恶劣条件下造成产品外形受损或结构参数出现变化，都能够尽可能的保持产品性能稳定。稳健设计的目的就是提高机械产品生产质量，减少其在使用过程中出现生产事故的可能。现如今，激烈的市场竞争要求机械产品在成本相对低廉的情况下实现性能稳定，需要设计人员广泛关注。

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另外，在进行机械产品的稳健设计时，需要综合考虑会影响产品性能的参数的随机性，并利用稳健设计的方式，通过相关运算方法解决产品的不稳定特征。同时，还可以通过动态三维图像建立产品模型，并进行数据运算得出稳健设计的最优解。
        2.4机械绿色设计
        机械绿色设计是指在保证产品实现设计功能和质量的同时，使其满足设计环境目标，产品的绿色设计也被称为环境设计和生态设计等。在传统的机械产品设计过程中，设计人员通常以产品性能、质量和成为为主要设计目标，忽视了产品的绿色设计，不利于后期对产品的维修、拆卸和回收造成困难。不涉及机械绿色设计的产品，在其超过使用年限后，缺少必要的回收利用性，所以回收利用效率较低，其内部的有害物质在遗弃时可能会侵入生态环境中，对环境造成严重污染，不利于我国的可持续发展。因此，机械绿色设计的理念就是强调对产品的整个生命周期的管理，使其在生产、制造、应用、废弃回收、再利用等各个阶段充分体现出绿色设计理念，从而减少对生态环境的负面影响。
        3机械制造技术分析
        3.1数控加工技术
        机床的通用性和灵活性，是保证机械产品质量和企业经济利益的重要因素。为了更好的提高机床生产的效率，并降低相应的生产成本，对机床加工过程的自动化技术提出了更高的要求。数控机床适用于高精度要求、机械零件构造复杂的单体元件和小批量产业生产过程中，其作为一种高效、柔性化的自动化加工技术，具有十分广泛的应用范围，目前已经广泛普及到航空、机车等制造业以及中小批量机械零件生产行业中。
        3.2精密与超精密加工技术
        我国计算机技术以及自动控制技术等领域的快速发展，促使我国机械加工精度已经能够实现0.01μm的亚纳米级，并在不远的未来将会实现纳米级的精度。精密加工和超精密加工技术是我国现状制造技术的主要发展方向，其不仅在我国尖端产品和武器制造中具有重要的应用，同时也是提升我国国际地位的重要技术之一。
        3.3超高速切削、磨削技术
        超高速切削、磨削技术，是使用超硬刀具和磨具，通过超高速的运动实现高精度、高自动化以及高柔性的实现机械产品的制造，能够通过提高切削、磨削的速度，从而提高机械产品加工的效率和质量。这种技术不仅能够提高材料去除率，还具有热变形小、精度高、节约成本等优势，目前在相关领域已经得到了广泛应用。
        4新一代制造装备技术
        4.1少、无夹具制造技术
        一般情况下，产品生产过程中还需要设计和生产大量的夹具，不仅浪费了企业的成本，还延长了产品生产周期，不利于企业市场竞争力和经济效益的提高。因此，加大对少、无夹具制造技术的研究和发展有重要的现实意义和价值。
        4.2虚拟轴机床
        虚拟轴机床也被成为并联机床，其是机器人与机床结合应用的产物，其与传统固定导轨导向模式的结构不同，采取了多杆并联机构驱动的形式，在结构上具有高模块化程度、结构简单、操作方便快捷、动态响应效率高等优点，在相关领域有着重要的应用。
        结论
        本文通过机械设计和机械制造等两个板块的分别叙述，对我国的机械制造业的现状与发展趋势做了概述，为从事机械制造行业的技术人员提高知识的更新作为参考。提高我国的机械制造行业技术水平，缩短与发达国家之间的差距。
        参考文献：
        [1]闫坤.机械设计与机械制造的技术分析[J]. 煤炭技术，20181.