机械制造及机械设计创新策略

崔迅

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摘要：在机械制造业中，机械设计与机械制造技术之间关系密切，息息相关，共同为机械制造业的发展提供强大的动力，根据两者的性质作用来说，机械设计水平的高低影响着机械制造技术的水平，而机械设计又要以机械制造技术为基础，这样才能为提高机械产品的性能提供基础，保障机械制造的质量。

关键词：机械设计；机械制造

引言

机械设计水平的提升进一步推动了机械制造业的迅猛发展。机械制造业的迅猛发展又促进机械设计变得更加完善。在机械设备进行机械加工制造的过程中，需先进行合理化的机械设计，然后再利用机械制造的技术进行生产制造。可见，机械设计与机械制造二者是紧密相连，不可分割的。所以我们要进一步研究和探讨机械设计与机械制造的技术。

1机械设计与机械制造的技术概述

机械设计主要是指机械零部件和总体设计的全过程，主要是根据机械应用的要求来实现。在这一过程中，机械工作原理、运行模式和机械结构，以及力和能量传输模式、材料形状、润滑程度和机械零件尺寸的总体概念、设计和计算，使用设计方案将设计转化为实际描述，同时，可作为机械加工和制造周期的依据。根据服务业标准、工作原理和产品要求，机械设计有其不同的特点。机械设计通常分为三种类型：新设计、变型设计和继承设计。

先进的机械制造技术要符合当代技术发展要求，在机械设计方面要更加具备当代的特点。机械制造技术既包括刨、磨、钻、铣、焊、镗等技术，又包括车床、铣床、刨床、磨床、钻床等。另外，随着科技的发展精密磨床、精密车床、精密丝杠车等设备的出现，进一步提高了机械制造水平。机械制造技术水平的高低直接影响机械产品质量，因此加强这方面的研究，不断提高机械制造技术水平，对增强国家工业实力具有重要推动作用。

2机械设计应用技术研究

2.1初期计划设计方案的安排

机械设计的初期计划设计的方案就是设计者在开始设计的时候，需要弄清楚客户需要怎样的产品，同时要对产品的特点、结构等因素以及所要起到的作用以及产品投入运行后所处的周围的环境等要进行详细的分析和考虑。从而使自己的机械设计方案更加合理化。

2.2机械设计的设计方案

所设计的方案在机械设计领域中有着举足轻重的作用，他将直接关系到机械设计过程中设计的复杂程度以及效率的高低。这一时期机械设计师需要综合考虑分析在机械设计过程中可能会出现的各类问题，并积极需求各种解决方案，然后选取最有效的方案进行实施解决。一般来说，设计阶段首先应全面阐释机械设计产品的性质以及具体运行原理；其次，对设计产品的结构进行优化，提升结构合理性，在这一过程中，还必须保证相关机械部件的外观符合要求；再次，保证较高的契合度产生于机械产品结构和运动方式之间，二者的高度一致性有助于进一步提升机械性能；第四，在对机械零部件进行设计的过程中，必须保证相关资料的合理性和清晰性，从整体上对机械产品零部件进行把控；第五，对设计思路进行理清，并在此基础上对机械产品设计图纸进行设计，确保设计图纸内容拥有较高的逻辑性，同时可以同客户的需求高度相符；最后，设计机械产品以后，应加大检查力度，将机械产品的性能、结构作为检查的重点。

2.3机械设计过程中针对主要技术的设计

在现阶段的机械设计过程中，对机械设计师的专业技术能力要求比较严格。机械设计师需要仔细核实每个参数，并严格仔细地计算图纸上的相关尺寸。一旦发现数据不一致，就需要重新设计和分析。同时，在检查过程中，有必要将部件草图与总体设计图进行比较和分析。如果两者之间存在偏差，产品也需要重新设计。

3机械制造的技术分析

3.1计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术

计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术是20世纪制造领域最杰出的成就之一，也是计算机在制造业中应用最成功的范例之一，它是一门多学科综合的技术，也是当今发展最快的技术之一，目前已经形成相关产业。CAD/CAM等新技术在制造业的应用，对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大影响，促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。

3.2数控加工技术

机械制造中数控加工技术的应用，对促进和推动我国机械制造业的发展具有重要意义。为了降低单件和中小批量机械产品的生产成本，提高单件和中小批量机械产品的生产质量和效率，对机械产品加工机床的灵活性、通用性以及自动化程度提出了更高要求，促进和推动了数控加工技术的不断发展。数控加工技术就是在这种环境下发展起来的，适用于精度高，零件形状复杂的单件和中小批量生产的高效、柔性的自动化加工技术。当前，数控技术发展迅速，应用领域已从航空航天普及到轿车、机床等制造业及其他中小批量生产的机械制造业中。

3.3超高速切削、磨削技术

近年来，随着机械制造要求的不断提高，超高速切削、磨削技术凭借其切削力小、热变形小、加工精度高以及加工成本低廉的特点被广泛应用于我国机械制造中，推动了我国机械制造业的不断发展。超高速加工技术通过采用超硬刀具和磨具，利用可靠实现高速运动的高精度、高自动化以及高柔性的制造设备来提高材料切削速度，实现提高材料去除率、加工精度以及加工质量的目的。

3.4精密与超精密加工技术

随着航空航天、计算机、材料科学、激光和自动控制系统等高科技产业的迅猛发展，综合应用当今先进的加工技术，使机械加工精度已经提高到了0.01μm的亚纳米级，并向纳米级发展。精密加工和超精密加工技术是现代制造技术的前沿和主要发展方向之一，它已经成为国际科技竞争中能否取得成功的关键技术，尤其是精密加工技术在尖端产品和现代武器制造中有举足轻重的地位。

3.5新型制造技术

目前，新型机械制造技术主要包括以下技术：（1）少无夹具制造技术。少无夹具制造技术在机械制造业中的应用，有着重要的学术意义和实验价值，能够有效减少或避免机械制造过程中夹具的使用，降低机械产品的生产时间和生产成本，为机械制造企业带来更大的经济效益。（2）虚拟轴机床。新型并联构型制造装备虚拟轴机床实质上是机器人与机床的混合物，其在结构上完全不同于传统的数控机床，具有模块化程度高，结构简单，速度、动态响应快，造价低等优点，克服了传统的机床设备一些无法避免的固有缺陷。

3.6微细制造与纳米技术

随着人们对许多工业产品的功能集成化和外观小型化的需求，使零部件的尺寸日趋微小化。这些需求导致了自20世纪70年代起出现了微细加工和纳米制造技术，他们促使了微型机器向系统化方向发展，并形成了有广阔发展前景的微机电系统（MEMS）。

4机械设计于机械制造技术未来发展与前景分析

改革开放以来，中国积极进行社会主义初级建设，坚持科学技术是第一生产力。中国经济和科技发展迅速。中国在机械设计和制造领域也取得了巨大进步。中国已经摆脱了传统的机械设计和制造方法，创新和集成了信息技术、纳米技术和机械制造技术，极大地提高了生产效率，解决了人们对机械设备的物质需求。然而，从未来机械设计与制造的发展趋势来看，中国在机械制造技术的研究过程中仍需要不断创新和大胆创新，以促进中国机械领域的数字化、智能化、精确化和信息化。因此，中国在该领域的国际市场上占有有利地位。

结语

机械设计与制造技术在实际运用中表现出工程性、综合性、统一性以及全球性等特点，这要求我国高等院校教育在针对机械设计制造高端人才培养中，要结合我国机械设计制造技术发展方向与趋势进行定向培养，这样才能确保我国机械设计制造技术可以更好的服务于社会发展。

参考文献

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管波, 张俊, 赵钢. 机械制造和机械设计创新的实现[J]. 时代汽车, 2020(12):2.

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