关于机械设计与制造研究

关于机械设计与制造研究

李波

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摘要：在机械工程中，设备的设计和生产工艺是非常关键的，它对设备的力学性质起着决定性作用。伴随著资讯科技的进步，许多新的机械产品的设计与制作，例如：以数学程式为基础，以最佳化的目标指标为目标，运用了结构的离散技术，运用了将若干个相连的单元结点按变形协调原理进行整体计算的方法；一种在特定的情况和时限下，能够实现特定的功能的可靠的设计方法；采用虚拟现实和仿真技术，对产品设计和制造的整个流程进行仿真，并对工艺参数和性能参数进行评价。运用当前主流的智能制造、绿色制造、纳米制造、个性制造等技术，通过对新的设计制造技术的深入研究和运用，将会对世界经济的发展产生重大的推动作用。

关键词：机械设计与制造；设计；发展

引言

作为机械工程的一个关键的基础与先决条件，它在一定意义上影响着其他环节的发展，一个好的机械设计可以持续地推动机械生产的发展。如今，由于我们国家的科技进步，我们国家的总体机械设计水准也在不断地提升。本文将从现阶段我国机械设计的准则、我国机械设计与制造行业的发展现状和未来发展趋势两个大的方面，对机械设计在机械设计与制造中的重要性问题进行了研究。

一、我国现阶段的机械设计规范

(一)一种规范的机械设计规范

在机械设计领域，标准化的判据主要包括三个部分：概念标准化、实物形态标准化和方法标准化。其中，理念规范化，即在进行机械的设计时，所使用的符号、名词术语、计量单位等必须与标准相一致；实物形态标准化主要是指零部件、设备、原材料和能源等在结构形态、性能和尺寸等方面都要在统一的规定中选择；操作方法、测量以及试验方法等依照相关的规范进行，即方法的标准化。简单来说，标准化规范是对机械设计全过程中的一切行为进行的规范，按照使用的强制性程度，目前我国已经发布的机械零件设计相关的标准可以分为两种，一种是必须执行，另一种是推荐使用，另一种是按照应用范围的不同，目前我国已经发布的机械零件设计相关的标准可以分为国家标准、行业标准和企业标准。

(二)一种用于机械设计的安全标准

在机械设计中，若一台机械在指定的情况下不发生任何故障，并能正常地完成全部的工作，就可以称为是整机的安全；在机械的设计阶段，若能保证操作者的生活和卫生安全，及时给予操作者防护，则可称为作业安全；若能保证在设计时不会给周边的人或环境带来污染或危险，则可称为“环境安全”；相同地，在机械设计过程中，如果能够保证相关的零件在规定外载荷和规定时间内不发生断裂、过度变形、过度磨损和不失稳定性等现象，就可以称之为零件安全性。整机的安全，工作的安全，环境的安全，零部件的安全，在所有的产品中都有很大的重要性。

(三)一种用于机械设计的技术标准

技术性基准指的是，在机械设计中，有关的技术性能一定要满足规定的需求，技术性能可以是静态性能，也可以是产品的功率、效率、使用寿命、抗摩擦、振动稳定性等动态性能，也就是说，包括产品功能、制造和运行状态的所有性能都可以被称为技术性能。就拿振动稳定性准则来说，振动会引起附加的动载荷和变应力，特别是在它的频率靠近机械系统或零部件的固有频率时，就会出现谐振，此时振幅会显著增加，很容易造成零部件乃至是整个系统的损坏，此时，就要求对振动稳定性准则进行限制，即，该准则能够将机械系统或零部件的有关振动参数（频率、振幅、噪音等）控制在一定的容许范围之内。

二、机械设计与生产工艺要领

(一)改善机床的精确性

在机械零部件中，精度是评价其产品质量的主要指标之一。要确保零部件的精度和满足顾客的要求，就要在合理地设计中，采用有效的设计方法。首先要关注的是在测试中所碰到的几个问题，因为测试的内容是通过测试仪器得到的，所以测试仪器的准确度很关键，一旦出错，将会对整个测试的准确度造成很大的影响，所以在测试时必须要和自己的亲身经历相融合。除此之外，还要符合顾客的需要。其次，在处理时，应注重处理刀具，并适时地对处理方法进行调整，确保处理刀具的品质，从而提高刀具和制品的匹配程度。

(二)保证机械加工面的品质

在机械设计中，表面加工质量是一个很关键的因素，它直接关系到被加工件的物理、化学特性、使用寿命、可靠性，所以，在制造设计时，必须采用有效的方法来确保其质量。首先，要对刀具进行合理地选取，使刀具符合已被切削产品的特性，这样才能更好地完成切削产品的切削，减少刀具的表面粗糙度；其次，就是要考虑到切割的情况，要考虑到切割的速度，这样才能保证切割的效果。最终，为了减小表层的变形，在进行零件的加工时，要对后刀面的磨损进行适当的控制，并对后刀面的磨损进行适当地调整。

三、中国机械设计业的发展状况及今后的发展方向

(一)中国机械设计业的发展状况

中国的建筑机械产业发展得很好，目前不仅是建筑机械生产大国，而且也是全球最大的建筑设备生产基地。当前，机械生产和市场都已相对成熟，然而，工程机械产业中的资源流动情况，仍然是我们很多人的心头之痛，例如，对资源的使用方法过于粗糙，这在某种意义上，已经成为了限制我国机械设计与生产产业可持续发展的一个重要原因。特别是与欧美发达国家相比，中国要走上节能环保的道路仍任重道远，需要借鉴欧美发达国家先进的可再生资源循环利用系统以及再生设备的再生利用技术，从目前国内的发展状况看来，转向再生设备的再生利用具有十分广阔的前景。

尽管近几年来，国家不断出台各种政策来保障再制造产业的健康有序发展，但与国际上已经成熟的再制造产业相比，仍存在着许多十分现实的问题，我们必须对它们给予足够的关注，并想出相应的对策。例如，由于国内工程机械的再制造尚处在发展的初级阶段，各种相关的相关政策都还没有出台；目前，国内废旧物资回收产业尚无统一的产业标准；目前，国内对可再生资源的宣传和引导还不到位，大量的使用者对可再生资源产生了抵触情绪。必须要弄清楚的是，尽管在我们的工程机械设计与制造行业中存在着很多的问题，但在政策的扶持下，在巨大的利益面前，我们将会得到最大的帮助，我们应该相信，我们的机械设计与制造行业将会变得更加美好。

(二)中国今后的机械设计和生产发展动向

从目前国际机械制造的发展状况来看，今后世界机械设计和制造的发展有三大方向：（1）机械设计和制造的整体发展重心将逐渐转移到亚洲，这种转移的方向是取得本地化的价格优势和更好地定位于当地的顾客。此外，亚洲企业在国内的机电产品生产和设计方面发展很快，其在国际上的占有率也在不断提高，将来我们一定会是世界机电产品生产的主力军。目前，中国的制造业增速已经超过了发达国家的3%，这对于中国的工业发展起到了很好的推动作用，同时，我们的工业产业也在不断地向世界的工业发展，我们已经拥有了世界工业的一半以上的工业产业，已经缩小我们与其他国家之间的技术距离。(2)国际市场的竞争力将集中于中等收入水平；(3)能源节约型、环境友好型的产品将得到更多的消费者和生产厂家的青睐。

结语

总而言之，伴随着科学技术的进步，我们的机械制造业已经获得了一些成就，然而，我们的机械设计和制造技术仍然存在一些缺陷，这些都对我们的机械制造业的发展造成了很大的阻碍。在机械设计与制造中，把握时代发展的动向，不断地改进设计方法与制造技术，采用先进的机械制造技术，以提高我国机械制造水平。

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