现代机械设计与机械制造的相关技术分析

田立强

【摘要】随着社会的发展，机械设计和机械制造之间的联系更加的紧密，而进行机械制造的前提是完成机械的设计，而完整的设计也是机械制造过程的流畅性的基本保障，高质量的机械设计对于提升机械产品的性能和机器的质量都有着极大地影响。基于此，本文主要针对机械设计与机械制造技术进行了探讨。

【关键词】机械设计；机械制造；制造技术

引言

现阶段，市场经济持续繁荣，社会不断进步，科学技术水平也逐渐得到提高，我国机械设计与机械制造技术的发展取得了日新月异的成绩。在机械制造业的传统制造过程中，机械设计人员根据原来的机械原理对机械构造、工作性能、力的传递以及其他零部件等相关因素进行重新构思，以原有的条件与设备作为基础进行机械设计。然而，从工程制图、力学分析、设计原理以及液压气动等技术因素上分析得出，机械设计还是要以机械制造技术为基础，保障机械制造的质量，设计出高水平的机械产品。

一、现代机械产品的特点

在当前的信息时代背景下，机械产品的设计与制造正在向着智能化、自动化的方向不断发展，因而这也就决定了现代机械产品的特点。即智能化、系统化、模块化，并且能够实现基于产品特点的个性化设计。所谓智能化，是指现代的机械产品在设计中常常采用先进的计算机科技技术和网络技术，来开发具功能更完善，性能更良好的机械产品。系统化是指机械产品的设计是一个由若干设计因素组合而成的系统，具有很强的层次性，且各层之间各自独立又相互关联。模块化是现代机械设计的最大特点，即将机械产品的各个功能分别划分为不同的模块来设计和生产，并将多种模块组合在一起形成整个机械产品。另外，为了满足不同领域的机械产品需求，现代机械产品还要求在设计和制造中要根据机械的功能特點和产品特征知识进行个性化设计，从而提升机械产品的整体性能。

二、现代机械的设计技术方法

2.1 数字化设计技术

在现代机械的设计过程中，数字化是最基本也是最常用的设计方法。这是在数字化技术飞速发展的背景下所形成的设计模式，其极大的提高了机械设计的效率和设计水平，使机械产品的整体性能得到了极大的提高。这是因为数字化设计技术是通过数字建模来完成初期的设计，并在计算机上进行运行调试，以改善其中的不足之处。也就是说，数字化的设计技术在设计中是从机械产品的整个生命周期来考虑，因此这种设计方法能够实现资源配置的最优化，设计效率相对较为可靠可行。

2.2并行化设计技术

若说数字化设计技术是现代机械设计的核心，那么并行化设计技术就是其未来的发展趋势。这是因为随着机械产品在不同行业领域中的应用地位越来越重要，其所需要具备的功能也就要更完善，并且不同机械之间还要实现一定的协同工作，为此在设计中就不能只考虑某一种机械的功能需求，还要考虑到并行机械产品的功能需求。这就需要采用并行化的设计技术方法，来实现不同机械之间的优势互补，提高社会生产力机械化水平。

2.3智能化设计技术

随着自动化技术在机械设计领域的广泛应用，机械的自动化程度已经变得越来越高，相应地对机械自动化设计进程也提出了更高的要求。机械设计师需要充分利用智能技术进行相应的机械设计工作，构建完善的智能化的体系。

三、机械制造的先进技术

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

为了保证产品质量、提高生产率和降低成本，要求机床不仅具有较好的通用性和灵活性，而且对加工过程中的自动化提出了更高的要求。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。目前，数控技术发展迅速，应用领域已从航空航天普及到汽车、机床等制造业及其他中小批量生产的机械制造行业中。

3.3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。

3.4超高速切削、磨削技术

超高速加工技术是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料去除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。具有切削力小、热变形小、加工精度高和降低加工成本等优越性。

3.5新一代制造装备技术

3.5.1少无夹具制造技术

在常规制造系统中，产品生产所需大量夹具不仅耗费大量资金，更严重的是延长了产品的准备时间，形成制造过程中的“瓶颈”，这是造成柔性差、响应速度慢、生产成本高、企业竞争能力弱的主要因素之一。鉴于少无夹具制造技术所具有的重要学术意义和实用价值，国内外多个单位均在这一领域开展了研究工作。

3.5.2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。

四、结束语

综上所述，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。

参考文献：

[1]王杰，程明远，李士晓.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技信息.2011（11）

[2]卢险峰.现代设计方法的定义及一级分类[J].南昌大学学报（工科版）.2009（01）