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關(guān)鍵字：機械設(shè)計現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)

Abstract: the mechanical design is an important part of mechanical engineering, design of level directly related to the quality of the products performance, development cycles and economic benefits etc. Along with the science and technology progress and development, modern design technology is also constantly and mechanical design technologies, design the new method, the new method, the new technology constantly emerging. The engineering and technical personnel should be constantly updated design thinking, adopting the modern design technology, really improve product design level and market competitiveness.

Key word: mechanical design modern design techniques

中圖分類號：TH122文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

引言

機械設(shè)計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構(gòu)思、分析和計算并將這轉(zhuǎn)化為具體的描述以人為制造依據(jù)的工作過程。機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分,是決定機械性能最主要的因素。設(shè)計工作的質(zhì)量水平,直接關(guān)系到機械產(chǎn)品的質(zhì)量性能、研制周期和技術(shù)經(jīng)濟效益

1.現(xiàn)代機械設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計特點比較

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與計算機的廣泛應(yīng)用，使現(xiàn)代機械設(shè)計形成了自己的理論方法和體系，匯集了多個專業(yè)和領(lǐng)域的知識，成為一門交叉學(xué)科。與傳統(tǒng)的機械設(shè)計相比，現(xiàn)代機械設(shè)計具有很多明顯的優(yōu)點。

1.1傳統(tǒng)機械設(shè)計思維比較被動，現(xiàn)代機械設(shè)計具有較強的主動性。傳統(tǒng)設(shè)計依靠靈感和經(jīng)驗，思維往往比較被動。而隨著現(xiàn)代技術(shù)的迅速發(fā)展和市場競爭的日益激烈，人們必須不斷的提出新的、大膽的開發(fā)目標(biāo)和設(shè)想，并運用現(xiàn)有的最新科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造出全新的產(chǎn)品。傳統(tǒng)依靠經(jīng)驗的設(shè)計已經(jīng)不能適應(yīng)這一需求?，F(xiàn)代設(shè)計在進行研究創(chuàng)造設(shè)計思維本身的規(guī)律時，運用靈感、方案、優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)生的內(nèi)在邏輯，并由此產(chǎn)生了創(chuàng)造學(xué)、價值工程、設(shè)計方法學(xué)等理論。

1.2傳統(tǒng)設(shè)計注重機械本身預(yù)定功能的實現(xiàn)，現(xiàn)代機械設(shè)計要求把對象置身于大系統(tǒng)中，并對系統(tǒng)作出設(shè)計，將預(yù)定的功能在人—機—環(huán)境之間進行合理分配。充分考慮到人的生理和心理因素，力求在人際之間做出最佳設(shè)計。此外，現(xiàn)代設(shè)計還考慮到機械從原料圖區(qū)、加工裝配、投入使用至報廢回收等全部生命周期中各個階段與環(huán)境的關(guān)系，以減少對自然環(huán)境的傷害并保證生態(tài)平衡。

1.3現(xiàn)代機械設(shè)計強化了傳統(tǒng)機械設(shè)計對強度準則的要求。有限單元法和斷裂力學(xué)等領(lǐng)域的研究成果在現(xiàn)代機械設(shè)計中的應(yīng)用，強化了設(shè)計者強度設(shè)計的能力，現(xiàn)代設(shè)計的準則也因此拓寬到產(chǎn)品設(shè)計的更多領(lǐng)域?，F(xiàn)代消費者對產(chǎn)品的需求從實用需求上升到物質(zhì)與精神享受并重的層次，對現(xiàn)代機械設(shè)計提出了藝術(shù)和美學(xué)方面的要求。

1.4傳統(tǒng)設(shè)計歷時長、耗費大，現(xiàn)代機械設(shè)計周期短，耗費低。傳統(tǒng)機械設(shè)計一般先根據(jù)目標(biāo)和任務(wù)做出第一個方案并造出樣機，然后對樣機評定、考核，進行修改，形成第二套方案，如此反復(fù)，到滿意為止，設(shè)計過程周期長、耗費高。現(xiàn)代設(shè)計根據(jù)各種給定的條件，運用優(yōu)化設(shè)計的原理和方法，借助計算機求取最佳設(shè)計參數(shù)和設(shè)計方案。在現(xiàn)代設(shè)計中，優(yōu)化意識還延伸到產(chǎn)品的總體方案論證，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計各個方面，并產(chǎn)生了遺傳算法、模糊算法等許多新的理論方法。

1.5傳統(tǒng)設(shè)計受思維進度的約束，現(xiàn)代機械設(shè)計利用計算機改變了這一缺陷。在傳統(tǒng)的設(shè)計中，從概念設(shè)計、技術(shù)設(shè)計到編制工藝、計算工時成本，有許多部門用串行工作方法參與，需要一個漫長的過程，而現(xiàn)代的并行設(shè)計技術(shù)，使人們在作出一個方案的設(shè)計時，通過計算機網(wǎng)絡(luò)同時獲得后續(xù)過程相關(guān)信息，使設(shè)計者有可能及時修改方案，尋求一個全面、綜合的優(yōu)化方案。

2. 機械設(shè)計中現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用

2.1 MSD（機械優(yōu)勢設(shè)計）

機械優(yōu)勢設(shè)計（Mechanical Superiority Design，簡稱MSD）的關(guān)注焦點在于市場的需求，而不是以單純的創(chuàng)新和個人的興趣作為設(shè)計的出發(fā)點。以市場為導(dǎo)向的核心設(shè)計理念然讓MSD（機械優(yōu)勢設(shè)計）具備了更好地適應(yīng)市場經(jīng)濟環(huán)境的能力，主要表現(xiàn)為它能夠通過分析和預(yù)測機械產(chǎn)品的技術(shù)方向，找準自己的市場定位，明確設(shè)計的技術(shù)方向，協(xié)調(diào)技術(shù)和市場之間的關(guān)系；同時，也能夠更快的吸收相關(guān)的先進的設(shè)計技術(shù)，并將其應(yīng)用到機械設(shè)計方案當(dāng)中去?？傮w來看，MSD（機械優(yōu)勢設(shè)計）所采取的一切措施和策略均是為了增強機械設(shè)計產(chǎn)品的市場競爭能力。需要注意的是，MSD（機械優(yōu)勢設(shè)計）應(yīng)該充分保證設(shè)計技術(shù)的成熟度和可靠度，并以此為基礎(chǔ)讓機械設(shè)計產(chǎn)品獲得市場競爭優(yōu)勢。

2.2 MCD（機械創(chuàng)新設(shè)計）

機械創(chuàng)新設(shè)計（Mechanical Creative Design，簡稱MCD）的關(guān)注焦點在于充分發(fā)動設(shè)計人員的智慧和創(chuàng)新思維能力，進而設(shè)計出來新型的機械功能、機械結(jié)構(gòu)或者機械產(chǎn)品。MCD（機械創(chuàng)新設(shè)計）非常強調(diào)設(shè)計人員在機械設(shè)計過程中的靈魂作用和主導(dǎo)作用。因此，在機械設(shè)計的過程中，設(shè)計人員要充分動用各種創(chuàng)新思維模式（例如，發(fā)散思維模式、頭腦風(fēng)暴等）。但是在機械設(shè)計中設(shè)計人員很難向藝術(shù)家構(gòu)思藝術(shù)作品那樣做到“天馬行空”，因為機械結(jié)構(gòu)選型的多解性和復(fù)雜性將創(chuàng)造性思維限制在一定的范圍內(nèi)。但是智能專家系統(tǒng)和各種計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)在機械設(shè)計中的應(yīng)用，讓設(shè)計人員能夠有更多的精力去運用創(chuàng)造性思維，把繁瑣的計算和設(shè)計求解交給智能專家系統(tǒng)去完成。

2.3 MFD（機械模糊設(shè)計）

機械模糊設(shè)計（Mechanical Fuzzy Design，簡稱MFD）的關(guān)注焦點在于模糊數(shù)學(xué)知識在機械設(shè)計過程中的充分、靈活、深入地運用。復(fù)雜化是當(dāng)前機械設(shè)計的重要趨勢之一，復(fù)雜化的機械設(shè)計必然導(dǎo)致設(shè)計中各種變量關(guān)系的復(fù)雜化。但是過于復(fù)雜的機械設(shè)計方案，想要對其進行精確的描述則具有極大的困難或者需要花費極大的精力。但是如果將機械設(shè)計方案的精確描述改為“承載能力較強”或者“使用壽命較長”等類似的模糊描述，實質(zhì)上出現(xiàn)了設(shè)計中的“模糊現(xiàn)象”。

2.4 MGD（機械綠色設(shè)計）

機械綠色設(shè)計（Mechanical Green Design，簡稱MGD）的關(guān)注焦點在于提高產(chǎn)品的“綠色程度”，即在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命和質(zhì)量等[3]。綠色設(shè)計通常也稱為生態(tài)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、環(huán)境意識設(shè)計等。在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計過程中，設(shè)計人員主要按照產(chǎn)品性能、質(zhì)量和成本要求等指標(biāo)進行設(shè)計，設(shè)計過程中對產(chǎn)品的維護性、拆卸性、回收性、淘汰廢棄產(chǎn)品的處理及對生態(tài)環(huán)境的影響等考慮較少[4]。這樣制造出來的產(chǎn)品，在其使用壽命結(jié)束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其中的有害物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重污染，影響生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境，造成資源的大量浪費。綠色設(shè)計就是針對傳統(tǒng)設(shè)計的這種不足而提出的一種全新的設(shè)計理念，它包含產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用乃至廢棄后的回收、重用及處理處置的各個階段，即涉及產(chǎn)品的整個生命周期；強調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點進行系統(tǒng)的分析與評價，消除潛在的、對環(huán)境的負面影響。

3.結(jié)束語

在機械工程中，機械設(shè)計時非常關(guān)鍵和重要的部分，它直接決定了機械的真實性能水平；同時，在機械設(shè)計工作質(zhì)量的高低也會對機械產(chǎn)品的技術(shù)水平、研發(fā)周期、經(jīng)濟效益以及實際性能產(chǎn)生重要的影響。當(dāng)前，以計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、材料科學(xué)的發(fā)展和進步，將現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)高效的融入到機械設(shè)計當(dāng)中，能夠推動機械設(shè)計實現(xiàn)智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展目標(biāo)。在進行機械設(shè)計的過程中，設(shè)計人員利用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)提供的新技術(shù)和新方法可以提升機械設(shè)計水平，增強研發(fā)能力。

參考文獻

1.張海籌. 基于IT技術(shù)的現(xiàn)代機械設(shè)計方法[J]. 機械設(shè)計與制造，2005，（05）：147-148.

2.胡曉波，張煥. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 機械研究與應(yīng)用，2005，（04）：158-159.

3.胡玲鳳. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用分析[J]. 農(nóng)機化研究，2005，（06）：145-148.

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【關(guān)鍵詞】 機械產(chǎn)品 現(xiàn)代設(shè)計 計算機

1 現(xiàn)代設(shè)計理念概述

所謂設(shè)計就是根據(jù)一定的設(shè)計目的和產(chǎn)品應(yīng)用要求，借助一定媒體將軟性思維轉(zhuǎn)化為相關(guān)產(chǎn)品信息、產(chǎn)品模型的過程。因此，機械產(chǎn)品的設(shè)計必須具有目的性、結(jié)構(gòu)性和嚴謹性，而現(xiàn)代設(shè)計是基于提高設(shè)計速度和設(shè)計水平為出發(fā)點，將智能化和自動化充分運用于產(chǎn)品設(shè)計與研發(fā)當(dāng)中的一種設(shè)計方法。因此，機械產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計理念的特點就是智能化和自動化。在上世紀80年代以前，我國在設(shè)計領(lǐng)域中的一些設(shè)計技術(shù)、設(shè)計方法、設(shè)計理念相比國際上相對落后，對于一些先進科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用知之甚少，而為了強調(diào)設(shè)計技術(shù)的變革，通常把我國過去常用的設(shè)計稱為傳統(tǒng)設(shè)計，而把國際上興起的新興設(shè)計技術(shù)稱為現(xiàn)代設(shè)計。經(jīng)濟的快速發(fā)展必然要求生產(chǎn)效率的提高，而生產(chǎn)效率的提高必須要將新興科學(xué)技術(shù)充分運用于生產(chǎn)領(lǐng)域中，因此機械產(chǎn)品功能的多樣性、機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、機械產(chǎn)品使用壽命的長期性必然會給機械設(shè)計提出時代課題。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，在產(chǎn)品設(shè)計繪圖、加工制造等方面的研究已經(jīng)取得了一定的成果，但計算機在產(chǎn)品初期設(shè)計中的應(yīng)用卻少之又少，因此計算機在設(shè)計中的應(yīng)用是機械產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計方法的必然選擇。

2 機械產(chǎn)品現(xiàn)代設(shè)計方法類型

2.1 系統(tǒng)化設(shè)計方法

所謂系統(tǒng)就是整體與部分之間相互聯(lián)系、密不可分的一種構(gòu)成方式。同時，每個組成部分又具有獨立性，每個組成部分發(fā)揮的作用也不盡相同，這些不同的作用對于整體而言又是必不可少的，正是由于不同元素之間的相互作用，才維持了整體作用的持續(xù)發(fā)揮。系統(tǒng)化設(shè)計方法正是對系統(tǒng)原理的充分體現(xiàn)，系統(tǒng)化設(shè)計方法理論源于德國學(xué)者Pahl和Beitz教授，我國多學(xué)著在設(shè)計實踐中充分借鑒西方國家設(shè)計理念，同時根據(jù)我國實際情況對系統(tǒng)化設(shè)計理論不斷進行深化，一是從產(chǎn)品開發(fā)過程的宏觀性為出發(fā)點，根據(jù)用戶需求，利用質(zhì)量功能布置法，以產(chǎn)品開發(fā)階段技術(shù)要求為目標(biāo)，系統(tǒng)地將客戶需求轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品功能。二是借助生命系統(tǒng)理論將產(chǎn)品視作為層次分明的生命系統(tǒng)，在產(chǎn)品設(shè)計過程中進行層次上的劃分，以達到產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性。設(shè)計就本質(zhì)來說是產(chǎn)品要求和設(shè)計者自身思想的有效結(jié)合，因此不同設(shè)計者對待同一產(chǎn)品會有不同的角度和思路，總的來說，具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法主要包括設(shè)計元素法、圖形建模法、“構(gòu)思”―“設(shè)計”法、矩陣設(shè)計法、鍵合圖法等等。

2.2 結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法

結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法是從規(guī)劃產(chǎn)品的角度出發(fā)而提出的，而這種方法的設(shè)計任務(wù)又是以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，利用產(chǎn)品通用零部件來確定設(shè)計任務(wù)，同時在分解設(shè)計任務(wù)時就要充分考慮好不同零部件之間存在的作用沖突，解決好矛盾，同時還要及早預(yù)測生產(chǎn)能力和費用，由此來提高設(shè)計效率，從而降低產(chǎn)品研發(fā)成本。設(shè)計任務(wù)的功能化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)共分為四層：產(chǎn)品―功能組成―主要功能組件―功能元件。為了更好地評價專用機械設(shè)計和更有效地規(guī)避制造風(fēng)險，在專用機械設(shè)計中采用功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將充分發(fā)揮優(yōu)勢作用。

2.3 基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計方法

利用計算機的語言識別功能來描述產(chǎn)品特征及相關(guān)專家的知識經(jīng)驗是基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點，這種方法實際上是利用知識庫和推理機及已儲存領(lǐng)域知識來實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。產(chǎn)品特征是機械系統(tǒng)方案設(shè)計的主要依據(jù)，而設(shè)計領(lǐng)域相關(guān)專家的知識和經(jīng)驗又是對機械系統(tǒng)特征的規(guī)律性把握，基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計就是利用這兩個方面來進行推量和決策，從而來完成機構(gòu)的型、數(shù)綜合。而知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調(diào)管理和使用，又是實現(xiàn)這一階段計算機輔助設(shè)計的必然前提。綜觀國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者針對機械系統(tǒng)方案設(shè)計知識的自動化獲取的研究，采用的方法主要包括：編碼法、知識的混合型表達法、利用基于知識的開發(fā)工具、設(shè)計目錄法、基于實例的方法這五種。

2.4 智能化設(shè)計方法

根據(jù)設(shè)計方法學(xué)理論，借助三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以及多媒體工具來進行產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計是智能化設(shè)計方法的主要特點。數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論和系統(tǒng)工程理論是智能化設(shè)計方法的理論支柱，在利用這兩個理論時，充分利用產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和系統(tǒng)開發(fā)方法學(xué)研制出與產(chǎn)品設(shè)計初期相適應(yīng)的多媒體開發(fā)系統(tǒng)軟件是智能化設(shè)計方法的基本原理。

3 結(jié)語

機械產(chǎn)品的系統(tǒng)化設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法、基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計方法、智能化設(shè)計方法是機械現(xiàn)代化設(shè)計的主要內(nèi)容，而這四者之間又有著密切的聯(lián)系。在信息化的時代背景下，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展帶來了機械產(chǎn)品功能與結(jié)構(gòu)的深刻變革，但機械產(chǎn)品功能與結(jié)構(gòu)的變革與機械設(shè)計的發(fā)展卻并不同步，機械產(chǎn)品方案的設(shè)計手段顯得力不從心，跟不上時展的需要。由于這四者之間密切的聯(lián)系，要想有效的實現(xiàn)機械化設(shè)計的現(xiàn)代化，還必須對這四種方法進行綜合運用。而計算機輔助功能在機械設(shè)計領(lǐng)域的運用也必然會帶來新技術(shù)、新方法、原理的大量涌現(xiàn)。因此，在機械現(xiàn)代化設(shè)計中必須將計算機功能充分運用其中，因為計算機的運用本身就是信息化、智能化的一個重要標(biāo)志，計算機在機械設(shè)計中的應(yīng)用也必然會在很大程度上提高設(shè)計水水平、加快設(shè)計速度。所以機械現(xiàn)代化設(shè)計是機械設(shè)計的必然發(fā)展趨勢。機械產(chǎn)品作為生產(chǎn)領(lǐng)域的重要生產(chǎn)工具，它的變革往往會帶來整個生產(chǎn)領(lǐng)域的變革，從而帶動經(jīng)濟的發(fā)展，而機械設(shè)計已經(jīng)從傳統(tǒng)走向了現(xiàn)代，這是思想變革和技術(shù)變革的有效結(jié)合，為了實現(xiàn)我國機械設(shè)計的現(xiàn)代化，必須完善創(chuàng)新機制，加大科研投資力度，培養(yǎng)機械設(shè)計人才隊伍，只有通過技術(shù)創(chuàng)新才能夠保證我國機械設(shè)計能夠步入世界先進行列。

參考文獻：

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IT技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在四個方面，即仿真與虛擬設(shè)計技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計、并行設(shè)計和智能設(shè)計。其中，仿真技術(shù)以計算機和專業(yè)設(shè)備為工具，設(shè)計的模型模仿實際需要而產(chǎn)生，是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)。虛擬設(shè)計則設(shè)計者在虛擬環(huán)境中進行的設(shè)計，這種多維化人機交互信息環(huán)境，使實際產(chǎn)品應(yīng)有的要求得以在虛擬的環(huán)境中實現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計結(jié)合獨到的軟件設(shè)計理念而產(chǎn)生，對軟件模塊和項目管理統(tǒng)籌安排，從圖形的設(shè)計、校審到打印歸檔等都有機統(tǒng)一起來，使成本可以降低，可以更快地完成設(shè)計。并行設(shè)計更強調(diào)功能上和過程上的集成，是相對于傳統(tǒng)的串行設(shè)計而言的，更強調(diào)功能上和過程上的集成，力求更好的滿足客戶對產(chǎn)品綜合性能的要求。就智能設(shè)計方面來說，智能設(shè)計采用計算機模擬人類的思維活動，能夠較好地支持設(shè)計過程自動化，從而成為設(shè)計人員的重要輔助工具。

2數(shù)學(xué)知識在機械設(shè)計中的應(yīng)用

數(shù)學(xué)知識在機械設(shè)計中的應(yīng)用要把握好三個關(guān)鍵點，一是有限元法；二是優(yōu)化設(shè)計；三是產(chǎn)品可靠性設(shè)計。有限元法又稱有限單元法，是一種高效能、常用的計算方法。從數(shù)學(xué)知識理論方面來說，是求解偏微分方程的一種有效的數(shù)值方法。優(yōu)化設(shè)計則要求先建立符合實際的數(shù)學(xué)模型，將設(shè)計要求用抽象化的數(shù)學(xué)符號表現(xiàn)出來，如約束條件和函數(shù)，建立目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所建立的模型，尋求最優(yōu)的設(shè)計方案。如機械設(shè)計對載荷和工藝方面的要求就可作為設(shè)計參數(shù)。另外，在應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)進行機械設(shè)計時，對于產(chǎn)品可靠性的設(shè)計應(yīng)建立在產(chǎn)品設(shè)計之初，以機械的載荷和強度等影響因素為基準，應(yīng)用可靠性數(shù)學(xué)理論與方法，保證機械及其零部件滿足給定的可靠性指標(biāo)，可以保障機械的可靠性。

3新概念在機械設(shè)計中的應(yīng)用

新概念在機械設(shè)計中的應(yīng)用，主要是指綠色產(chǎn)品設(shè)計的概念和機械創(chuàng)新設(shè)計的概念。具體說來，綠色產(chǎn)品設(shè)計是從產(chǎn)品的安全生命周期出發(fā)，將生態(tài)環(huán)境觀念有意識地融入到機械設(shè)計中，考慮了生命周期各個階段對環(huán)境的影響。為減小能源消耗，機械設(shè)計在應(yīng)用綠色產(chǎn)品設(shè)計的過程中，應(yīng)考慮廢棄產(chǎn)品如何回收、再生和利用，對產(chǎn)品和零部件的回收再生循環(huán)或者重新利用，才能最大限度地提高資源的循環(huán)利用率。

機械創(chuàng)新設(shè)計的設(shè)計過程大致可以分為三個階段，分別是直覺思維、邏輯思維和創(chuàng)造過程。其中，直覺思維是意識形態(tài)領(lǐng)域?qū)C械產(chǎn)品的直觀反映，具有強烈的靈感凸顯特點。至于直覺思維是否具有實用性，則需要邏輯思維來判斷，通過邏輯推理思維進行分析，在反復(fù)實驗中確定機械產(chǎn)品設(shè)計方案的可行性，而對機械產(chǎn)品的創(chuàng)造過程也就是機械創(chuàng)新設(shè)計的過程。

4結(jié)束語

篇4

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；機械制造；技術(shù)分析

中圖分類號：F407文獻標(biāo)識碼： A

一、現(xiàn)代機械產(chǎn)品的特點

在當(dāng)前的信息時代背景下,機械產(chǎn)品的設(shè)計與制造正在向著智能化、自動化的方向不斷發(fā)展,因而這也就決定了現(xiàn)代機械產(chǎn)品的特點。即智能化、系統(tǒng)化、模塊化,并且能夠?qū)崿F(xiàn)基于產(chǎn)品特點的個性化設(shè)計。所謂智能化,是指現(xiàn)代的機械產(chǎn)品在設(shè)計中常常采用先進的計算機科技技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),來開發(fā)具功能更完善,性能更良好的機械產(chǎn)品。系統(tǒng)化是指機械產(chǎn)品的設(shè)計是一個由若干設(shè)計因素組合而成的系統(tǒng),具有很強的層次性,且各層之間各自獨立又相互關(guān)聯(lián)。模塊化是現(xiàn)代機械設(shè)計的最大特點,即將機械產(chǎn)品的各個功能分別劃分為不同的模塊來設(shè)計和生產(chǎn),并將多種模塊組合在一起形成整個機械產(chǎn)品。另外,為了滿足不同領(lǐng)域的機械產(chǎn)品需求,現(xiàn)代機械產(chǎn)品還要求在設(shè)計和制造中要根據(jù)機械的功能特點和產(chǎn)品特征知識進行個性化設(shè)計,從而提升機械產(chǎn)品的整體性能。

二、機械設(shè)計的技術(shù)分析

1、機械設(shè)計的初期計劃設(shè)計分析

機械設(shè)計的初期計劃設(shè)計非常類似于計算機軟件設(shè)計的需求分析，即在設(shè)計之前，對機器的設(shè)計要求進行調(diào)查與分析。從分析的要求與研究中了解機器應(yīng)該具有的功能。以此，作為機械設(shè)計的初期基礎(chǔ)，并規(guī)定機器在設(shè)計與制造過程中的約束條件。

2、機械設(shè)計的設(shè)計方案分析

方案的設(shè)計是機械設(shè)計的關(guān)鍵部分，方案是設(shè)計中的靈魂，決定著設(shè)計的成功與失敗。這一設(shè)計階段，需要處理的問題較多。一般認為，要處理實際與理論之間的矛盾。方案的設(shè)計不僅要符合機器自身的性能以及功能要求，更要考慮到檢驗者對于機器的開發(fā)與認識以及創(chuàng)新。這一階段的主要設(shè)計步驟可以簡單認為：工作原理的定義-機器的基本結(jié)構(gòu)-運動方式的設(shè)計-零部件的選取與設(shè)計-工程制圖的設(shè)計-初步設(shè)計的檢查。

3、機械設(shè)計的主要技術(shù)設(shè)計分析

機械設(shè)計的技術(shù)設(shè)計，這一工序中，對于技術(shù)層面的要求最為苛刻。這一階段主要是對于設(shè)計圖紙的核對與計算?？倛D與部件草圖的對比核對分析等。此外，要對每個部分的設(shè)計都進行嚴格意義上的核對，不允許出現(xiàn)疏漏，如果出現(xiàn)，則應(yīng)該做好校對工作。對于待生產(chǎn)的產(chǎn)品，則可以根據(jù)產(chǎn)品進行定型設(shè)計。

4、機械設(shè)計的技術(shù)發(fā)展趨勢分析

4.1針對現(xiàn)代機械產(chǎn)品的機械設(shè)計

現(xiàn)代的機械產(chǎn)品對于機械設(shè)計提出了更高的要求，而對于機械設(shè)計而言，其技術(shù)層面也發(fā)生了轉(zhuǎn)變。首先，對于產(chǎn)品的設(shè)計要求更加傾向于智能化。智能化的特點是利用現(xiàn)代化的設(shè)計手段，如CAD設(shè)計軟件以及虛擬的設(shè)計技術(shù)對需要設(shè)計的產(chǎn)品進行模擬設(shè)計，并能夠通過多媒體等對產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)等進行模擬演示。其次是更加系統(tǒng)化。系統(tǒng)化要求是要將產(chǎn)品的每個部件的有機內(nèi)在聯(lián)系進行整合設(shè)計，并要求有一定的層次性，通過系統(tǒng)整體來完成設(shè)計任務(wù)。然后是模塊化。模塊化的設(shè)計理念較為簡單，即將具有一定實現(xiàn)功能的模塊進行組合，并實現(xiàn)

產(chǎn)品的方案設(shè)計。最后是產(chǎn)品的特性設(shè)計。依據(jù)產(chǎn)品的特性，利用計算機的技術(shù)對產(chǎn)品進行知識構(gòu)建與邏輯推理，最終形成產(chǎn)品的方案設(shè)計。

4.2現(xiàn)代機械設(shè)計的未來發(fā)展與前景分析

第一，性能更加優(yōu)良。現(xiàn)代的機械產(chǎn)品多要求性能的優(yōu)良化。因此，在對機械產(chǎn)品設(shè)計的過程中，要盡量提高產(chǎn)品設(shè)計的性能優(yōu)良性。其中，優(yōu)良性能分為可靠性技術(shù)設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、防腐設(shè)計、補償設(shè)計以及控制設(shè)計技術(shù)等。

第二，更適合市場競爭的設(shè)計技術(shù)。產(chǎn)品的形成最終是要投放市場，在市場要有絕對的競爭力。面對當(dāng)前的市場經(jīng)濟體制，要開發(fā)新原理以及新技術(shù)，給予產(chǎn)品以新技術(shù)與新功能。競爭優(yōu)勢的技術(shù)設(shè)計包括產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新、成本的降低、仿真設(shè)計與智能設(shè)計等等。不斷的創(chuàng)新技術(shù)以及競爭需要，讓機械設(shè)計更加向市場競爭方向發(fā)展。

第三，節(jié)能環(huán)保的綠色設(shè)計理念。對于環(huán)境的保護，環(huán)保意識在當(dāng)今社會更加深入人心，因此，對于機械設(shè)計而言，也應(yīng)該以綠色設(shè)計為設(shè)計理念。對于機械設(shè)計的產(chǎn)品要以智能化和綠色化為基礎(chǔ)。不僅如此，還要以資源的利用為前提，即通過先進的機械設(shè)計技術(shù)實現(xiàn)資源利用的最大化。此外，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，則是更加先進的機械設(shè)計理念。

二、機械制造的先進技術(shù)

1、計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)技術(shù)

計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)技術(shù)是20世紀制造領(lǐng)域最杰出的成就之一,也是計算機在制造業(yè)中應(yīng)用最成功的范例之一,它是一門多學(xué)科綜合的技術(shù),也是當(dāng)今發(fā)展最快的技術(shù)之一,目前已經(jīng)形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM等新技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用,對制造業(yè)的制造模式和市場形勢產(chǎn)生了巨大影響,促進了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變和制造業(yè)市場形勢的變化。

2、數(shù)控加工技術(shù)

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本,要求機床不僅具有較好的通用性和靈活性,而且對加工過程中的自動化提出了更高的要求。數(shù)控加工技術(shù)就是在這種環(huán)境下發(fā)展起來的,適用于精度高,零件形狀復(fù)雜的單件和中小批量生產(chǎn)的高效、柔性的自動化加工技術(shù)。目前,數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速,應(yīng)用領(lǐng)域已從航空航天普及到汽車、機床等制造業(yè)及其他中小批量生產(chǎn)的機械制造行業(yè)中。

3、精密與超精密加工技術(shù)

隨著航空航天、計算機、材料科學(xué)、激光和自動控制系統(tǒng)等高科技產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,綜合應(yīng)用當(dāng)今先進的加工技術(shù),使機械加工精度已經(jīng)提高到了0.01μm的亞納米級,并向納米級發(fā)展。精密加工和超精密加工技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的前沿和主要發(fā)展方向之一,它已經(jīng)成為國際科技競爭中能否取得成功的關(guān)鍵技術(shù),尤其是精密加工技術(shù)在尖端產(chǎn)品和現(xiàn)代武器制造中有舉足輕重的地位。

4、超高速切削、磨削技術(shù)

超高速加工技術(shù)是指采用超硬刀具和磨具,利用能可靠實現(xiàn)高速運動的高精度、高自動化和高柔性的制造設(shè)備,以提高切削速度來達到提高材料去除率、加工精度和加工質(zhì)量的先進加工技術(shù)。具有切削力小、熱變形小、加工精度高和降低加工成本等優(yōu)越性。

5、新一代制造裝備技術(shù)

5.1少無夾具制造技術(shù)

在常規(guī)制造系統(tǒng)中,產(chǎn)品生產(chǎn)所需大量夾具不僅耗費大量資金,更嚴重的是延長了產(chǎn)品的準備時間,形成制造過程中的“瓶頸”,這是造成柔性差、響應(yīng)速度慢、生產(chǎn)成本高、企業(yè)競爭能力弱的主要因素之一。鑒于少無夾具制造技術(shù)所具有的重要學(xué)術(shù)意義和實用價值,國內(nèi)外多個單位均在這一領(lǐng)域開展了研究工作。

5.2虛擬軸機床

新型并聯(lián)構(gòu)型制造裝備虛擬軸機床實質(zhì)上是機器人與機床的混合物,其在結(jié)構(gòu)上完全不同于傳統(tǒng)的數(shù)控機床,具有模塊化程度高,結(jié)構(gòu)簡單,速度、動態(tài)響應(yīng)快,造價低等優(yōu)點,克服了傳統(tǒng)的機床設(shè)備一些無法避免的固有缺陷。

6、微細制造與納米技術(shù)

隨著人們對許多工業(yè)產(chǎn)品的功能集成化和外觀小型化的需求,使零部件的尺寸日趨微小化。這些需求導(dǎo)致了自20世紀70年代起出現(xiàn)了微細加工和納米制造技術(shù),他們促使了微型機器向系統(tǒng)化方向發(fā)展,并形成了有廣闊發(fā)展前景的微機電系統(tǒng)(MEMS)。

結(jié)束語

綜上所述，在機械制造業(yè)中，機械設(shè)計與機械制造技術(shù)之間關(guān)系密切，息息相關(guān)，共同為機械制造業(yè)的發(fā)展提供強大的動力，根據(jù)兩者的性質(zhì)作用來說，機械設(shè)計水平的高低影響著機械制造技術(shù)的水平，而機械設(shè)計又要以機械制造技術(shù)為基礎(chǔ)，這樣才能為提高機械產(chǎn)品的性能提供基礎(chǔ)，保障機械制造的質(zhì)量。機械設(shè)計與制造技術(shù)在一定程度上決定了制造業(yè)的發(fā)展前景，能夠有效創(chuàng)造財富、促進科技進步。在當(dāng)今市場發(fā)展的形式與科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的情況來看，我國的機械設(shè)計與機械制造技術(shù)很很廣闊的發(fā)展前景，因此，在機械設(shè)計工程中，機械設(shè)計要以機械制造技術(shù)為基礎(chǔ)，保障機械制造的質(zhì)量，設(shè)計出高水平的機械產(chǎn)品。

參考文獻

[1]汪雷.機械設(shè)計與機械制造技術(shù)分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013,Z3:7-8.

篇5

1現(xiàn)代機械設(shè)計

1.1主要特點

（1）傳統(tǒng)的機械設(shè)計中，通常需要設(shè)計人員根據(jù)以往的設(shè)計經(jīng)驗和對機械的主觀判斷進行設(shè)計，這對設(shè)計人員的設(shè)計水平要求更高。當(dāng)今社會，很多先進的技術(shù)廣泛的運用到各個領(lǐng)域當(dāng)中，現(xiàn)代機械的設(shè)計人員能更快、更好的完成機械的設(shè)計，舊時代的設(shè)計模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代機械設(shè)計人員的需求。所以，在現(xiàn)代機械設(shè)計過程中，為了能減少工作誤差，提高工作效率，設(shè)計人員應(yīng)運用新的設(shè)計技術(shù)。（2）傳統(tǒng)的設(shè)計過程中，都是依據(jù)總目標(biāo)完成設(shè)計。在不同的流程上所采用的設(shè)計方案也不同，只有完成上一個流程的方案才能展開下一步的工作，導(dǎo)致對完成產(chǎn)品的效率低下，浪費了很多時間。在現(xiàn)代機械設(shè)計中，制定方案的同時就避免了時間的過度浪費，直接將設(shè)計數(shù)據(jù)和方案導(dǎo)入計算機中，然后打印出立體圖形，針對數(shù)據(jù)進行修改，確立最后的設(shè)計方案，使機械設(shè)計更具科學(xué)性和準確性[1]。

1.2機械設(shè)計的原則

在制定設(shè)計方案時，就要對產(chǎn)品的性能進行確定，采用最好的設(shè)計方式，縮短設(shè)計時間。將使用價值最低的機械部件找出進行分析，找出和整體設(shè)計中存在的問題，盡量減少改動來解決問題，降低對時間和材料的損耗。機械設(shè)計過程中，需要不斷的去聯(lián)想，對相同的事物進行研究和總結(jié)，判斷聯(lián)想得出的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方案的結(jié)果是否有關(guān)聯(lián)性，如果有關(guān)聯(lián)性，那么在機械產(chǎn)品的設(shè)計中，加入創(chuàng)新思維是很重要的。

2機械設(shè)計的發(fā)展

2.1傳統(tǒng)機械設(shè)計

在機械設(shè)計初期，經(jīng)濟發(fā)展緩慢，沒有創(chuàng)新能力，過度的依附以往的經(jīng)驗，設(shè)計人員的水平低下和設(shè)計設(shè)備不完善，無法擺脫傳統(tǒng)機械設(shè)計的束縛。導(dǎo)致我國在機械設(shè)計的發(fā)展比較遲緩，經(jīng)濟效益有限。通過工作人員用各種方法了解客戶對產(chǎn)品的要求，對市場情況進行初步的了解，分析產(chǎn)品在投入市場時會遇到的各種問題并找出解決措施[2]。

2.2現(xiàn)代機械設(shè)計

現(xiàn)代機械設(shè)計是最能體現(xiàn)人的能動性和創(chuàng)新性的活動。隨著社會的進步和工業(yè)技術(shù)的提升，對人的技術(shù)能力水平的重視程度也加大，顯現(xiàn)出人的價值性和創(chuàng)造性。在現(xiàn)代機械設(shè)計中，技術(shù)人員作為主力軍，需要通過科技成果來不斷的開發(fā)創(chuàng)新思維和潛能，并且運用到機械設(shè)計中去，加快機械設(shè)計的工作進度，減少對材料的使用。減輕機械工程設(shè)計工作的枯燥，激發(fā)設(shè)計人員的工作熱情，更易于制定完整的設(shè)計方案，研制出性能更大的產(chǎn)品，使產(chǎn)品具備安全性和可行性，降低生產(chǎn)成本。通過創(chuàng)新思維，推動機械設(shè)計朝智能化和自動化發(fā)展[3]。

3在機械設(shè)計中創(chuàng)新思維的體現(xiàn)

創(chuàng)新是社會發(fā)展的源泉和動力，目的在于激發(fā)人們的思維創(chuàng)造性和活躍性。要具備敢于創(chuàng)新和研究的精神才能實現(xiàn)對機械設(shè)計的創(chuàng)新，制定完整的設(shè)計方案，不斷的對方案進行充實，突破傳統(tǒng)模式的束縛，尋求新的設(shè)計理念和設(shè)計方式。

3.1外觀造型在機械產(chǎn)品的體現(xiàn)

在機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，不僅要考慮性能，還要注重美觀。應(yīng)用美學(xué)基本原理對產(chǎn)品的裝飾、外形設(shè)計和色彩搭配進行研究并使用到產(chǎn)品中去，符合藝術(shù)造型的審美規(guī)律。在機械產(chǎn)品的外觀設(shè)計上，不僅要達到功能的標(biāo)準要求，還要把創(chuàng)新思維融入到選材過程中，考慮外形設(shè)計的實用性和可行性，利用工藝手段和材料來展現(xiàn)外觀的材質(zhì)美、色彩美、形體美和線型美，通過視覺效果的呈現(xiàn)給予人美的享受。發(fā)揮機械產(chǎn)品設(shè)計人員的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力，優(yōu)化機械產(chǎn)品的外觀設(shè)計。

3.2動力能源設(shè)計在機械產(chǎn)品的體現(xiàn)

隨著工業(yè)的發(fā)展，新型的能源技術(shù)、制造技術(shù)和材料加工技術(shù)日益凸顯。在進行產(chǎn)品動力系統(tǒng)設(shè)計時，機械設(shè)計師對產(chǎn)品的動力能源選擇性更強，可以采用太陽能、電能、石油和天然氣，比較節(jié)能環(huán)保。設(shè)計者要發(fā)揮自主創(chuàng)新能力，找尋新的方式方法，對產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計方案進行改進，把新型的能源加入到機械產(chǎn)品中，作為動力能源來使用。除此之外，還可以根據(jù)用戶的需求，設(shè)計出更節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)品[4]。比如，在我國的公共交通工具中，使用更廣的是電動公車，通過電能來保證汽車的安全行駛。新型的電動公車和燃油公車對比，在排放污染氣體方面對環(huán)境的保護更有利。新型的電動公車在電能產(chǎn)生過程中仍然會排放氣體，但對空氣并不會造成污染，控制了氣體的排放量。在經(jīng)濟發(fā)達的城市，使用電動公車能減少污染氣體的排放，還能提高電能的使用效率，順應(yīng)了國家節(jié)能減排的措施，提升了經(jīng)濟效益[5]。因此，應(yīng)該廣泛地推廣電動公車（如圖1）的使用。

3.3運動方案在機械產(chǎn)品的體現(xiàn)

根據(jù)用戶對產(chǎn)品性能的需求，設(shè)計人員開展機械產(chǎn)品的運動方案設(shè)計，尋找最佳方法去解決問題，為機械設(shè)計系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。在進行整個運動方案設(shè)計時，主要從系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)、原動機和傳動機構(gòu)整個框架來進行設(shè)計，是一種對運動性能要求極高的機構(gòu)運動。運動方案的設(shè)計對產(chǎn)品的后期維護、性能、結(jié)構(gòu)、成本和工藝都有影響。運動方案的設(shè)計是整個機械設(shè)計的重要部分，設(shè)計人員通過創(chuàng)新思維設(shè)計并調(diào)整最佳的運動方案。例如在汽車的運動方案中，大多采用了逆反和移植的創(chuàng)新思維。傳統(tǒng)的設(shè)計方案中，會出現(xiàn)動力效率低、制造成本高、汽車空間狹窄、牽引力不足等問題。在現(xiàn)代機械設(shè)計能力提高的背景下，汽車廠商通過發(fā)動機前置的方式把汽車前輪的傳動機構(gòu)和發(fā)動機的輸出軸線連接（見圖2），這樣可以簡化汽車的驅(qū)動機構(gòu)，減少對部件的使用，降低生產(chǎn)制造成本；提升了汽車的加速性能，減少了油量的損耗，縮短了剎車的距離；加大的汽車的車內(nèi)空間，提高了汽車的舒適程度。

3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計在機械產(chǎn)品的體現(xiàn)

機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括了產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)、外形的設(shè)計以及對各個部分的合理配置。不同的用戶對機械產(chǎn)品的功能都有不同的需求，要根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)去設(shè)計方案并且設(shè)計出新型的產(chǎn)品。目前來說，人們對機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能的要求更高，需要設(shè)計者在有限的空間里加入更多的功能，滿足人們的需求。比如在辦公室里，各種掃描儀器、打印機和復(fù)印機占據(jù)了很多空間，影響了辦公的環(huán)境和員工的工作效率。人們迫切的需要集齊了多種功能的工作設(shè)備。一些機械制造企業(yè)在了解到人們的需求之后，開始研究、設(shè)計功能一體化的辦公設(shè)備，其能夠有效的改善辦公室環(huán)境。

4結(jié)語

創(chuàng)新推動了人類文明進步，推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展。機械設(shè)計是整個機械工程體系中最重要的一部分，決定了機械產(chǎn)品的性能。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，不論是變型設(shè)計還是繼承設(shè)計都離不開創(chuàng)新思維的運用。在創(chuàng)新思維的推動下，我國的機械設(shè)計工程朝著算法化，程序化的方向發(fā)展。提高創(chuàng)新思維能力對機械設(shè)計工程的穩(wěn)定發(fā)展有著重要的作用。

作者:丁舒園 單位:安徽東風(fēng)機電科技股份有限公司

參考文獻:

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篇6

關(guān)鍵詞:機械設(shè)計;機械制造;理念創(chuàng)新

在經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，我國的工業(yè)化進程也隨之不斷變化，工業(yè)生產(chǎn)在需求方面也具有不斷擴大的迅猛勢頭，作為工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)性方式的機械工具，其存在的特殊性、基礎(chǔ)性作用是無可取代的，對于目前機械制造行業(yè)的飛速發(fā)展，也更加體現(xiàn)出一個國家的技術(shù)實力和綜合國力。在市場經(jīng)濟的快速發(fā)展的前提下，科學(xué)技術(shù)也在日新月異和大踏步的現(xiàn)代化建設(shè)，這些都使得工業(yè)機械在市場方面的需求不斷加大，就目前的情況而言，機械制造行業(yè)的發(fā)展前途一片光明，前景向好。這就更加凸顯出機械設(shè)計重要性，機械設(shè)計作為機械制造的第一個環(huán)節(jié)，有著非常重要的意義。根據(jù)使用要求，進行科學(xué)的機械設(shè)計，不但能使機械產(chǎn)品的性能得到非常有力的提高，同時還會使其質(zhì)量得到進一步的保障。因此作為機械制造的關(guān)鍵性因素的機械設(shè)計，對于機械制造業(yè)的未來發(fā)展具有相當(dāng)?shù)闹匾饬x，但是現(xiàn)代化的一些先進的機械設(shè)計理念相駁于傳統(tǒng)的機械設(shè)計。文章就以上所訴問題進行闡述。

一、探究現(xiàn)代的機械設(shè)計

1．對于現(xiàn)代機械設(shè)計理念方法與傳統(tǒng)的方式方法進行分析

過去的機械設(shè)計，在通常情況下都是在特定的任務(wù)與目標(biāo)下進行方案的確定，也有的事先對于樣機進行制造，以后再對于樣機進行相關(guān)的考核預(yù)評價，依照評價和考核結(jié)果，對于其進行相關(guān)的改進處理，如此反反復(fù)復(fù)，不斷地進行樣機的測試與修復(fù)改進，最終才能實現(xiàn)與既定的目標(biāo)相符合，直至效果良好。具體來說，往往首先需要進行相關(guān)的市場調(diào)查，通過相關(guān)的調(diào)查而后總結(jié)分析，進行相關(guān)優(yōu)化方案的制定，讓后在進行二次、三次修改，才能夠繪制出具體圖樣。這種傳統(tǒng)的機械設(shè)計存在很多弊端，由于設(shè)計理念的陳舊老套的方法和落后的基礎(chǔ)設(shè)備條件都會對其造成一定的影響，沒有實際參考，都是基于一種既定的靜止化的假設(shè)來設(shè)計，這對于精確度而言，沒有科學(xué)高效、準確的合理性作指導(dǎo)，只是憑自己的感覺、靈感，可想其精確度必定不會很高。就現(xiàn)代機械設(shè)計而言，他不同于傳統(tǒng)的機械設(shè)計，又有廣義和狹義上的區(qū)分，廣義上的機械設(shè)計是針對于實體化的機械設(shè)計過程而言，而狹義的機械設(shè)計則是非實體的圖樣設(shè)計過程?，F(xiàn)代化的工業(yè)設(shè)計具有多方面的優(yōu)勢特征。

2．對于現(xiàn)代機械設(shè)計的理念分析

現(xiàn)代化的機械設(shè)計理念，其設(shè)計過程是在(科學(xué)的、理性的)基本原則下展開的，通常認為其主要包括(物理關(guān)系、邏輯關(guān)系、結(jié)構(gòu)關(guān)系)的確定，最終確定在總體層面上的設(shè)計?，F(xiàn)代機械設(shè)計理念是通過數(shù)字模型對于(信息技術(shù)、計算機輔助技術(shù)、智能技術(shù)、機械工程技術(shù))等多方面相結(jié)合的優(yōu)化方法，集多種學(xué)科相結(jié)合，知識匯集形成的一種全新的設(shè)計理念，依照形象思維，并且使多種思維方式有效結(jié)合，綜合分析，進行合理的邏輯思維推理，而后進行判斷總結(jié)，進而進行相關(guān)決策，促使設(shè)計創(chuàng)意的產(chǎn)生，再者還要經(jīng)歷一個特定的精密數(shù)據(jù)分析過程，不斷操作，循環(huán)往復(fù)，最后確定方案的設(shè)計。在設(shè)計過程中，一定要對設(shè)計任務(wù)進行全方位的考慮，全面的進行相關(guān)資料與數(shù)據(jù)的收集，保持清醒的目標(biāo)設(shè)計，從而實現(xiàn)新方案和新結(jié)構(gòu)設(shè)計完成，與此同時要與客戶進行必要的討論，使各專業(yè)知識的通力配合，達到科學(xué)的設(shè)計方案。一定要有嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，對設(shè)計圖進行科學(xué)的論證分析，尋找方案中存在的不足之處，而后對其進行修改，直至完美無缺。還有就是把機械設(shè)計的整個過程貫穿于機械制造的全過程之中，這是現(xiàn)代化機械設(shè)計理念的一個具體體現(xiàn)，在機械制造的全過程中進行相應(yīng)的動態(tài)調(diào)整?，F(xiàn)代機械設(shè)計的理念承襲創(chuàng)新精神的前提下，科學(xué)的邏輯思維，利用先進的科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用正確的方法進行設(shè)計，還要集(經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、精確性、智能性)于一體，充分利用國內(nèi)外的相關(guān)報道理論，融入(人性化、性能高、能耗小、經(jīng)濟環(huán)保)等設(shè)計理念，達到機械設(shè)計理念的發(fā)展與創(chuàng)新。

二、現(xiàn)代機械設(shè)計相關(guān)技術(shù)

1．節(jié)能環(huán)保設(shè)計。節(jié)能環(huán)保是在追求效益的同時，把對于環(huán)境的影響降到最低。(1)節(jié)能。節(jié)能就是對于產(chǎn)品而言必須在(結(jié)構(gòu)布局上、加工工藝上、使用性、材料選擇)等方面達到節(jié)能目標(biāo)，最大化的能源利用。(2)環(huán)保。在質(zhì)量合格的前提下，考慮其是否可回收再利用，綠色無污染。(3)材料設(shè)計。必須達到相當(dāng)?shù)睦寐省?4)人性化設(shè)計技術(shù)。

2．優(yōu)越性能設(shè)計技術(shù)。(1)實驗技術(shù)和可靠性的設(shè)計，很好的保證其性能。(2)防斷裂。(3)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計，有效保證設(shè)計產(chǎn)品的正常運行。(4)防腐蝕設(shè)計技術(shù)。一定要對于材料進行選擇，通過(防腐蝕與強度設(shè)計)的有效結(jié)合，確保設(shè)計出的相關(guān)機械產(chǎn)品，不被腐蝕。3．創(chuàng)立社會市場中具有競爭優(yōu)勢的設(shè)計技術(shù)。這種技術(shù)是為了達到在目前社會市場的激烈競爭的前提下，具備一定的優(yōu)勢特點，提高市場競爭力。(1)革新技術(shù)。一定要保持設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量與功能要求的前提下，進行不斷創(chuàng)新，適應(yīng)市場需求，并且有很好的客戶滿意度。(2)低成本設(shè)計。這就是說基最大的可能，有效的減小設(shè)計時間，縮小成本，但必須具備市場競爭力。(3)智能設(shè)計。

三、結(jié)語

在目前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，只有將多領(lǐng)域的相關(guān)知識進行充分有效的相互融合，不斷發(fā)展自己的綜合能力，全面掌握相關(guān)知識，有效靈活的運用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，在質(zhì)量上下功夫，只有這樣才有可能在現(xiàn)代競爭激勵的市場環(huán)境下找到突破口，滿足市場發(fā)展的需要，進而使現(xiàn)代機械設(shè)計得到很好的持續(xù)發(fā)展。

作者:顧午妙 單位:航空電子(無錫) 有限公司

參考文獻::

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［2］胡曉波，張煥．現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢［J］．機械研究與應(yīng)用，2011(04):158－159．

［3］胡玲鳳．現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用分析［J］．農(nóng)機化研究，2013(06):145－148．

篇7

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代機械；設(shè)計；制造工藝

按照產(chǎn)品使用要求，機械設(shè)計的結(jié)構(gòu)、形式、工作原理等，展開合理分析和科學(xué)計算，并通過機械設(shè)計方法，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的具體運用。在傳統(tǒng)機械設(shè)計中，主要依靠設(shè)計人員手工計算、手工繪圖和檢索資料，產(chǎn)品設(shè)計的周期較長，且無法保證設(shè)計質(zhì)量。近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，機械產(chǎn)品不斷更新，傳統(tǒng)機械設(shè)計方法無法適應(yīng)新時展，因此催生了現(xiàn)代機械設(shè)計工藝。不斷改變了傳統(tǒng)設(shè)計方法，對設(shè)計理論、設(shè)計方法不斷改進，使產(chǎn)品設(shè)計周期明顯縮短，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。筆者根據(jù)自身多年的機械設(shè)計經(jīng)驗，主要分析現(xiàn)代機械設(shè)計的制造工藝。

1.現(xiàn)代機械設(shè)計方法的優(yōu)點分析

1.1通過現(xiàn)代化機械設(shè)計，可提升產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率

針對現(xiàn)代化機械設(shè)計，可實現(xiàn)生產(chǎn)、作業(yè)的現(xiàn)代化處理，通過機械設(shè)計的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，可靈敏、精確控制作業(yè)流程，準確把握生產(chǎn)控制，利用機械操作系統(tǒng)，確保機械制造程序現(xiàn)代化設(shè)計，保證產(chǎn)品設(shè)計達到規(guī)定操作。采取現(xiàn)代化設(shè)計，可實現(xiàn)操作系統(tǒng)全程數(shù)據(jù)化控制，無主觀因素影響，確保操作流程科學(xué)、有序運行，通過精確規(guī)定動作，提升產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率。

1.2通過現(xiàn)代化機械設(shè)計，可改善勞動條件

現(xiàn)代化發(fā)展的機械設(shè)計，屬于技術(shù)密集型、知識密集型的集合技術(shù)，通過現(xiàn)代化機械設(shè)計，降低作業(yè)人員勞動負擔(dān)，使作業(yè)人員擺脫繁重手工作業(yè)。隨著機械現(xiàn)代化產(chǎn)品的逐漸推廣應(yīng)用，使機械行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境得以有效改善，有利于提高行業(yè)勞動條件，實現(xiàn)機械制造的現(xiàn)代化辦公，進而使機械制造勞動條件得以有效改善。

1.3通過現(xiàn)代化機械設(shè)計，提高機械設(shè)備可靠性、安全性

對于機械設(shè)計所包含的現(xiàn)代化功能，包含了問題診斷、警報處理、系統(tǒng)保護、系統(tǒng)監(jiān)視等現(xiàn)代化、對于機械生產(chǎn)，若遭遇電壓短路，或超負荷運載問題，利用現(xiàn)代化系統(tǒng)，可采取控制保護措施，實現(xiàn)系統(tǒng)現(xiàn)代運行，可降低人身事故發(fā)生率，對設(shè)備起著良好保護作用，使設(shè)備損壞率明顯下降。對于機械設(shè)計、現(xiàn)代化發(fā)展，電子元件是其主要部件，可有效降低元件磨碎率，提高機械現(xiàn)代化產(chǎn)品可靠性、安全性，進而使設(shè)備故障率明顯降低，延長機械設(shè)備的使用壽命。

2.現(xiàn)代化機械設(shè)計的主要工藝

2.1智能化設(shè)計方法

對于機械設(shè)計而言，實現(xiàn)現(xiàn)代化控制技術(shù)，就是為提高生產(chǎn)作業(yè)、機械制造的智能化。立足現(xiàn)代化機械設(shè)計角度，智能化是立足動力學(xué)、社會學(xué)與心理學(xué)理論角度，結(jié)合人工智能技術(shù)與計算機技術(shù)學(xué)科等，將其納入機械設(shè)計學(xué)科。通過交叉學(xué)科建設(shè)，有效吸取機械設(shè)計智能化發(fā)展新方法與新思維。利用人工智能模擬技術(shù)，就是使機器行為與人腦推理、邏輯、決策等思維能力類似，智能化機械設(shè)計是機械制造領(lǐng)域的重要設(shè)計工藝。

2.2機電一體化設(shè)計方法

按照現(xiàn)代學(xué)科發(fā)展模式，使傳統(tǒng)單一學(xué)科模式被打破，逐漸往學(xué)科融合方向不斷發(fā)展。對于現(xiàn)代機械設(shè)計而言，也必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計思維，創(chuàng)新機械設(shè)計思路，趨向?qū)W科融合發(fā)展。立足學(xué)科建設(shè)角度，在未來發(fā)展中，機電一體化是機械設(shè)計的重要發(fā)展方向。機電一體化，是通過機械、微電子、電子信息、傳感器、電子工程等技術(shù)，相互結(jié)合而產(chǎn)生，從這些技術(shù)理論中，吸取機械設(shè)計所需理論、技術(shù)，在機械設(shè)計、現(xiàn)代化發(fā)展中，不斷綜合運用，使機械產(chǎn)品往機電一體化方向不斷發(fā)展，機電一體化設(shè)計，極大推動機械制造行業(yè)的積極、健康發(fā)展?？梢哉f，機電一體化設(shè)計，是機械設(shè)計的關(guān)鍵工藝。

2.3網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計方法

近些年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)興起和日益發(fā)展，使人民生產(chǎn)、生活發(fā)生巨大改變。隨著互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，加速了全球經(jīng)濟一體化。對于機械設(shè)計而言，其產(chǎn)品換代、理論更新，均離不開互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。提高機械設(shè)計、現(xiàn)代化發(fā)展，必須緊密聯(lián)系互聯(lián)網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)、遠程控制技術(shù)，實現(xiàn)實時操作、動態(tài)化控制，利用計算機安全、云計算數(shù)據(jù)、局域網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為機械設(shè)計、現(xiàn)代化發(fā)展創(chuàng)造良好網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境?？傊S著互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，機械設(shè)計產(chǎn)品和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系日益緊密。

2.4模塊化設(shè)計方法

針對機械設(shè)計產(chǎn)品研發(fā)，現(xiàn)代化屬于系統(tǒng)性、復(fù)雜性的工程，所涉及產(chǎn)品規(guī)格、種類繁雜?，F(xiàn)階段，對于機械設(shè)計現(xiàn)代化研發(fā)，若想實現(xiàn)產(chǎn)品接口生產(chǎn)標(biāo)準化，還存在一定難度。所以，通過模塊化處理技術(shù)，目的就是為簡化設(shè)計流程。系統(tǒng)模塊化，就是復(fù)雜、龐大的設(shè)計系統(tǒng)進行分解，建立良好管理模塊。利用標(biāo)準單元模式，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速研發(fā)，使產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，進而分解模塊，簡化處理機械產(chǎn)品。

2.5綠色化設(shè)計方法

由工業(yè)革命開始，全球進入工業(yè)化社會，影響著人們的生產(chǎn)、生活，有效提升了人們物質(zhì)、文化生活。然而，隨著粗放型經(jīng)濟不斷發(fā)展，人們生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，環(huán)境污染與資源浪費問題日益突出。因此，工業(yè)改革是社會發(fā)展的必然趨勢，發(fā)展綠色工業(yè)，保護生態(tài)環(huán)境，降低資源浪費率，要求機械設(shè)計必須提倡綠色、環(huán)保，設(shè)計出環(huán)保型、節(jié)能型的現(xiàn)代化產(chǎn)品，是機械制造發(fā)展不可小視的問題。

3.結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)代機械設(shè)計工藝，主要是完善、補充傳統(tǒng)機械設(shè)計工藝，主動性較強，且設(shè)計周期較短，可明顯降低設(shè)計耗費。通過現(xiàn)代機械設(shè)計方法，不管是產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造，或報廢回收方面，比傳統(tǒng)機械設(shè)計工藝明顯要好。對于現(xiàn)代機械設(shè)計工藝，是諸多學(xué)科知識、領(lǐng)域的完美融合，并實際運用于產(chǎn)品設(shè)計中，不僅是單獨個人設(shè)計，還是一個設(shè)計團隊的設(shè)計，在設(shè)計設(shè)計中，運用現(xiàn)代機械設(shè)計方法，確保每個設(shè)計人員做到相互了解，運用模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等設(shè)計工藝，通過設(shè)計工藝的有機融合，方可設(shè)計出完美、優(yōu)質(zhì)的機械產(chǎn)品。 [科]

【參考文獻】

[1]王秀鳳.現(xiàn)代機械設(shè)計制造工藝綜述[J].科技與企業(yè)，2014，（2）：217-217.

篇8

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代機械設(shè)計制造工藝；發(fā)展現(xiàn)狀；特點；創(chuàng)新

1、我國機械工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著改革開放步伐的加快，為了適應(yīng)國內(nèi)外市場和國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，我國的機械工業(yè)充分借鑒國外的先進技術(shù)經(jīng)驗，利用國內(nèi)的技術(shù)資源，有計劃地對企業(yè)的技術(shù)進行了改造。歷經(jīng)30多年的不懈努力，我國機械工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了顯著提高，有力地推動了本土經(jīng)濟的發(fā)展、國內(nèi)市場的繁榮、進出口貿(mào)易的發(fā)展。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計顯示，目前在全球所有銷售或使用的工業(yè)產(chǎn)品中，小到玩具、服裝，大到電器、飛機和輪船，都會出現(xiàn)中國制造的標(biāo)志，這充分顯示了迅猛發(fā)展的中國機械工業(yè)在世界的地位，因為如果沒有高度發(fā)展的機械工業(yè)，上述各類消費產(chǎn)品就沒有生產(chǎn)它們的最基本的工具。

但是，我國的機械工業(yè)也還存在一定的問題，主要表現(xiàn)在：一是機械工業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，生產(chǎn)的中低端產(chǎn)品大大超出市場需求，而生產(chǎn)的高端產(chǎn)品卻遠遠不能滿足市場需求；在機械工業(yè)結(jié)構(gòu)分布方面，主要集中在東部和南部地區(qū)，而中西部地區(qū)則發(fā)展落后；在人力資源方面，具有豐富的一般性的制造加工人力資源，而嚴重缺乏創(chuàng)新型的高科技人才和杰出的企業(yè)家；在組織結(jié)構(gòu)方面，主要表現(xiàn)為競爭力弱，缺少具有鮮明特色的企業(yè)；在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面，多為傳統(tǒng)的制造加工業(yè)，而現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)嚴重不足。二是機械工業(yè)的自主創(chuàng)新能力不強。雖然在世界范圍內(nèi)，中國是機械工業(yè)大國，但是其高端裝備仍然要依靠進口。究其原因，根本在于我國機械工業(yè)不具備較強的自主創(chuàng)新能力，產(chǎn)品升級得不到有力的支撐。再加上政府和企業(yè)往往把目光盯在眼前的經(jīng)濟效益上，長遠發(fā)展眼光不足；強調(diào)工業(yè)生產(chǎn)的重要性，卻不注重科學(xué)研究；先進技術(shù)依賴引進，但是不重視消化吸收。

2、現(xiàn)代機械設(shè)計制造的特點分析

機械設(shè)計的制造的發(fā)展是與各種學(xué)科的發(fā)展分不開的。不僅是機械專業(yè)，還要應(yīng)用到哲學(xué)、心理學(xué)、思維和智能科學(xué)的研究成果，現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)和化學(xué)、物理學(xué)等的研究成果，機械電子學(xué)、控制理論與技術(shù)、檢測技術(shù)和自動化領(lǐng)域的研究成果。尤其是當(dāng)代廣泛應(yīng)用電子計算機，以及現(xiàn)代信息科學(xué)的飛速發(fā)展，促進了現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的理論方法體系的形成與發(fā)展。因此，相比于傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造，現(xiàn)代機械設(shè)計制造具有以下特點。

2.1傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造過于注重人的感性經(jīng)驗和主觀態(tài)度，對人員的技藝和判斷能力具有較高的要求。但是，由于計算機的廣泛應(yīng)用，從而能夠制定出更多更快速的方法?，F(xiàn)代傳統(tǒng)的機械設(shè)計更加注重的是新的方法和經(jīng)驗。

2.2傳統(tǒng)機械設(shè)計制造比較單純地側(cè)重于機械自身所要求達到的能力；而現(xiàn)代機械設(shè)計制造，更加講究各個要素的配合。具體說就是：機械設(shè)計制造理念與所處的環(huán)境和人的需求相適應(yīng)，充分考慮到人的生物性和感官等因素，并且周密考慮機械生命循環(huán)的整個過程，充分計算好從設(shè)計、加工到使用、修理、報廢等與人和環(huán)境的聯(lián)系，從而促進了可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)，平衡了生產(chǎn)與環(huán)境之間的關(guān)系。

2.3傳統(tǒng)機械的設(shè)計制造更加注重力學(xué)的作用，在設(shè)計制造的過程中，強調(diào)把握力學(xué)能力，而現(xiàn)代設(shè)計制造發(fā)展了這類效果，具有了更寬闊的設(shè)計的領(lǐng)域、更廣的范圍、更多樣的手段。

2.4在傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造流程方面，在總的目標(biāo)下，設(shè)計方案形成很多的層次，每一遍的方案經(jīng)修改后進入下一輪，因此要消耗很多的時間和能源才可能完成一個設(shè)計，而選擇的所謂的最好方案，也可能因為沒有直觀的感受而帶有主觀性?，F(xiàn)代機械設(shè)計對于重復(fù)浪費的現(xiàn)象有了很好的避免措施，在計算機內(nèi)直接輸入數(shù)字和方案，從而得出立體圖，設(shè)計人員通過內(nèi)部數(shù)字的調(diào)整，就可以得到最佳的設(shè)計方案。

3、現(xiàn)代機械設(shè)計制造的創(chuàng)新

機械創(chuàng)新制造設(shè)計主要是指，設(shè)計者充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維，對現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)成果加以利用，設(shè)計制造出新穎、實用、具有創(chuàng)造性的機械裝置。機械創(chuàng)新設(shè)計制造技術(shù)與機械系統(tǒng)、優(yōu)化、可靠性、計算機輔助、有限元等設(shè)計一起，構(gòu)成現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)庫，鄰近學(xué)科的有利的設(shè)計思想和方法，有待于進一步的開發(fā)。隨著人工智能、專家系統(tǒng)、認識和思維科學(xué)、人腦研究的發(fā)展，人們益受重視機械的創(chuàng)新設(shè)計制造。原因有二：一是專家系統(tǒng)、人工智能、認識和思維科學(xué)、設(shè)計方法學(xué)等提供了一定的理論基礎(chǔ)；二是研究和發(fā)展創(chuàng)新設(shè)計，有利于對于人類的創(chuàng)造思維機理進行解釋，又能夠推動一系列科學(xué)的發(fā)展。

創(chuàng)新設(shè)計制造的內(nèi)容主要包括兩個方面：一是在生產(chǎn)生活中對現(xiàn)有機械產(chǎn)品的性能（技術(shù)性、可靠性、適用性以及經(jīng)濟性）進行改善；二是為了滿足新的生產(chǎn)生活的需要，設(shè)計制造出新的產(chǎn)品。創(chuàng)新設(shè)計制造的核心內(nèi)容就是，對于機械產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)明的機理、模式和方法進行探索，程式化、定量化地看待機械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計制造過程。

受地域廣、人口等因素的影響，一直以來我國的機械工業(yè)保持著快速發(fā)展的良好態(tài)勢，但這難以掩蓋其發(fā)展方式過于粗放的問題。導(dǎo)致這一問題存在的主要原因是，對機械工業(yè)的發(fā)展政府的宏觀調(diào)控不足，致使重復(fù)建設(shè)同類型的機械產(chǎn)業(yè)，且區(qū)域發(fā)展不平衡，核心競爭和經(jīng)濟效益都比較低下。因此，必須要改革機械工業(yè)發(fā)展模式， 優(yōu)先考慮機械工業(yè)質(zhì)量的提高，堅持以集約型增長方式取代變粗放型增長方式。

改革開放以來，為了推動國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，在很多的時候，我國的機械工業(yè)走的是世界采購、國內(nèi)組裝的發(fā)展道路，不但本土技術(shù)嚴重缺乏，而且嚴重制約著發(fā)展的規(guī)模和產(chǎn)品的效益，更是制約國內(nèi)機械工業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。鑒于此，在“十二五”期間，機械工業(yè)應(yīng)抓住國家政策的扶持和引導(dǎo)的有利契機，加強開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)、工藝和產(chǎn)品，打破傳統(tǒng)的發(fā)展模式，促進主機與零部件行業(yè)相互配合和推進，實現(xiàn)二者的同步發(fā)展。

篇9

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代機械設(shè)計；創(chuàng)新；計算機輔助設(shè)計

0.前言

總所周知，機械實際上就是一個比較大型的硬件設(shè)備，設(shè)計人員在對其進行設(shè)計時，不但要了解一定的專業(yè)設(shè)計知識，還必須要求其具備極大的耐心與細心。傳統(tǒng)機械設(shè)計只需達到上述中的幾點要求。但是隨著社會的不斷發(fā)展、經(jīng)濟的不斷進步，科學(xué)水平得到了極大的改進，人們對機械有了更高的要求，這就要求新時期的機械設(shè)計人員必須具備革新思想與創(chuàng)新思維。第三次工業(yè)革命時期，機械行業(yè)發(fā)生了極大的改變，同時機械設(shè)計的要求也隨之增高。在機械設(shè)計中加入創(chuàng)新是一種必然的趨勢，創(chuàng)新的設(shè)計思維能夠有效的促進機械行業(yè)的快速發(fā)展。機械設(shè)計隨著時代的改變而變化，當(dāng)前，我國的機械設(shè)計應(yīng)該走與創(chuàng)新的發(fā)展道路，緊隨時代的腳步不斷進步。

1.現(xiàn)代機械設(shè)計方式的基本特征

1.1和傳統(tǒng)機械設(shè)計方式相比較

傳統(tǒng)機械設(shè)計的過程主要包括幾個方面，具體分為市場需求調(diào)查，歸納問題概念，對問題進行綜述，進行分析并優(yōu)化設(shè)計方案，修改評價，繪制圖紙與編寫文件。傳統(tǒng)的機械設(shè)計方式存在極大的局限，例如分析時采用的是經(jīng)驗類比的方法，設(shè)計能力較差；產(chǎn)品的指標(biāo)與參數(shù)不夠準確，是采取試湊的方式得到的；將靜態(tài)的假使作為設(shè)計的基礎(chǔ)，該形式無法滿足動態(tài)設(shè)計的需要；機械產(chǎn)品設(shè)計成功的概率不高，且費用投入大；產(chǎn)品信息反饋的時間比較長。

在對傳統(tǒng)的機械設(shè)計方式進行發(fā)展與繼承之后，得到目前的現(xiàn)代化的機械設(shè)計。現(xiàn)代的機械設(shè)計引入了系統(tǒng)科學(xué)，這在很大程度上提升了設(shè)計技術(shù)的水平，使其顯得更加的理性。從本質(zhì)上講，現(xiàn)代機械設(shè)計就是一門基礎(chǔ)性的科學(xué)，多種學(xué)科知識交叉其中，例如機械設(shè)計、控制技術(shù)以及信息技術(shù)等，利用系統(tǒng)工程將其進行結(jié)合，從而達到機械系統(tǒng)最優(yōu)化的最終目標(biāo)，具有較強的綜合性。從系統(tǒng)角度來看，可以將現(xiàn)代機械看做是一個三維系統(tǒng)，主要由方法維、時間維以及邏輯維等三維構(gòu)成。其中方法維指的是機械在設(shè)計過程中所運用的工作方法以及工作思維。時間維按照時間順序，將機械設(shè)計的整個流程表現(xiàn)出現(xiàn)，具體的流程有：機械產(chǎn)品的規(guī)劃、產(chǎn)品方案設(shè)計、產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計以及產(chǎn)品加工設(shè)計等。邏輯維就是處理問題的邏輯程序，也就是分析、綜合、評估以及決策。設(shè)計人員在通過現(xiàn)代化的設(shè)計理論、工具以及手段等，是設(shè)計出的機械功能更加強大、質(zhì)量更加優(yōu)質(zhì)。

1.2現(xiàn)代機械設(shè)計方式的類別

從多角度分析，可以將現(xiàn)代機械設(shè)計分成四個類別，具體有：

（1）涵蓋范疇方面對現(xiàn)代機械設(shè)計方式分類，一類是狹義設(shè)計，即完成圖紙；廣義設(shè)計，即完成實體化產(chǎn)品的整個過程。

（2）中義設(shè)計，機械設(shè)計的內(nèi)容只是界定在狹義設(shè)計與廣義設(shè)計間。當(dāng)前使用比較廣泛的方法有動態(tài)設(shè)計、最優(yōu)化方式以及數(shù)值仿真等等[1]。

（3）從成熟度方面分類：一類為內(nèi)容正在發(fā)展類別，例如智能設(shè)計、虛擬設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計以及并行設(shè)計等；應(yīng)用正在發(fā)展類別，例如機電一體化、優(yōu)化設(shè)計以及計算機輔助設(shè)計等等。

（4）從工程角度分類：具體包括現(xiàn)代材料設(shè)計、現(xiàn)代模具設(shè)計等等。

2.系統(tǒng)化機械設(shè)計方式

原有的機械設(shè)計方式十分關(guān)注機械產(chǎn)品預(yù)期功能的實現(xiàn)，而現(xiàn)代的機械設(shè)計方式已經(jīng)打破這種觀念，機械設(shè)計開始向智能化、信息化、系統(tǒng)化以及柔性化的道路前進。從系統(tǒng)角度來看，現(xiàn)代機械設(shè)計以及控制技術(shù)將機械產(chǎn)品的制造工藝、使用功能以及性能等都提升到一定的高度，并且將原有機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行了改進，從而有效促進了經(jīng)濟的發(fā)展。因此在機械工業(yè)的發(fā)展過程中，機械產(chǎn)品必將朝系統(tǒng)化方向發(fā)展。機械設(shè)計的系統(tǒng)化以及控制技術(shù)是一項改進傳統(tǒng)機械的有效手段。

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進步，人們對機械產(chǎn)品的功能要求越來越高，技術(shù)工藝越來越復(fù)雜，使用期限越來越短，人們更新?lián)Q代的速度越來越快，家用電器在使用幾年之后就會更換。但是家電產(chǎn)品設(shè)計方案的設(shè)計方法上，則無法更上時展的步伐，不能滿足人們對產(chǎn)品的需要。當(dāng)前，計算機輔助產(chǎn)品的繪圖設(shè)計、設(shè)計計算、生產(chǎn)規(guī)劃以及加工制造等方面，已經(jīng)獲得較為廣泛的分析與研究，并且獲得了一定的成果，但是機械產(chǎn)品開發(fā)的初期方案，利用計算機輔助設(shè)計則難以達到其設(shè)計的要求。

系統(tǒng)化機械設(shè)計方式就是產(chǎn)品的設(shè)計從抽象分解到具體，依層次進行，將每一層所要達成的方法與目標(biāo)都加以制定，使其能從淺到深從抽象到具體相連，從而實現(xiàn)機械設(shè)計的系統(tǒng)化。系統(tǒng)化機械設(shè)計的基本特征有：它是把設(shè)計當(dāng)作由多個設(shè)計要素所構(gòu)成的系統(tǒng)，其中的設(shè)計要素是獨立存在的，要素之間又是相連，富有一定的層次性，將全部設(shè)計要素組成之后，那么就能達成系統(tǒng)設(shè)計所要實現(xiàn)的目標(biāo)[2]。

在進行系統(tǒng)化機械設(shè)計時，為了達到產(chǎn)品設(shè)計的科學(xué)性與合理性，一般會將一個機械系統(tǒng)分成幾個子系統(tǒng)，其中子系統(tǒng)較為簡單，且相互聯(lián)系，這樣就能設(shè)計變得更加簡便。可以依據(jù)實際的需要，在對分解后的子系統(tǒng)進行再次分解，從而使設(shè)計與分析工作更加的簡單。

3.計算機輔助機械設(shè)計方式

計算機輔助設(shè)計技術(shù)作為電子信息技術(shù)中的一個關(guān)鍵內(nèi)容。在機械設(shè)計中加入該技術(shù)，能充分將計算機強大的功能運用到產(chǎn)品設(shè)計中，例如繪圖功能、計算功能，從而有效提升機械產(chǎn)品開發(fā)的精確度以及速度，并進一步發(fā)展設(shè)計人員的能力與技能。計算機輔助設(shè)計方式將計算機的速度快、精確度高、有識別判斷、繪圖以及圖像顯示等功能與人類的創(chuàng)造、智慧等有機結(jié)合，進而在最大限度上降低設(shè)計人員的勞動強度，縮短設(shè)計時間，提升設(shè)計質(zhì)量水平。

計算機輔助機械設(shè)計的方法有四個步驟，具體為：第一步，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型：通常情況下，機械的零部件都擁有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型，對于沒有現(xiàn)成模型的，首先就必須構(gòu)建一個準確的模型。第二步，對程序框圖進行設(shè)計：程序框圖的設(shè)計一般是依據(jù)人工計算的步驟完成的。第三步，通過高級語言對程序進行編制：按照程序框圖進行編制。第四步，對程序進行調(diào)試：在編制好程序之后，首先對源程序進行認真檢查，之后輸?shù)接嬎銠C中，開始進行試算，然后再試算程序適用范圍的轉(zhuǎn)折點以及界限等，注意所計算出來的結(jié)果必須和人工結(jié)果相一致[1]。

4.結(jié)束語

和傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法比較，現(xiàn)代機械設(shè)計發(fā)展了極大的改變，它將吸取各家所長，并將其整合運用與優(yōu)化?，F(xiàn)代的機械設(shè)計方式的基礎(chǔ)就在于設(shè)計方法學(xué)，它充分發(fā)揮計算機的優(yōu)勢，縮短設(shè)計的時間，且有效提升機械設(shè)計的質(zhì)量，節(jié)約機械開發(fā)研究的費用，確保一次性成功完成機械設(shè)計，從而加強機械產(chǎn)品的市場競爭力。當(dāng)前現(xiàn)代機械設(shè)計開始朝智能化、系統(tǒng)化、綠色化以及定量化方向發(fā)展。伴隨系統(tǒng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)以及檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代機械設(shè)計也將隨之發(fā)展變化，將來所設(shè)計出的產(chǎn)品功能會更加的強大。

【參考文獻】

[1]商昌橋.現(xiàn)代機械設(shè)計的特點及設(shè)計手段的未來發(fā)展之我見[J].哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009（05）.

[2]胡笛川.機械優(yōu)化設(shè)計[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2009（05）.

篇10

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；CAD技術(shù) 

1 CAD技術(shù)的發(fā)展 

 

CAD(Computer Aided Design)是計算機輔助設(shè)計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數(shù)值計算能力，輔助工程技術(shù)人員進行工程或產(chǎn)品的設(shè)計與分析，達到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)誕生以來，已廣泛地應(yīng)用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計效率飛速地提高?，F(xiàn)已將計算機輔助制造技術(shù)（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（Product Data Management，PDM）及計算機集成制造系統(tǒng)（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一體。 

產(chǎn)品設(shè)計是決定產(chǎn)品命運的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時代制造業(yè)對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。 

以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、智能活動是由設(shè)計專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計的過程，采用單一知識領(lǐng)域的符號推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計算機繪圖等技術(shù)結(jié)合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計過程，借助計算機的支持，設(shè)計效率有了大大地提高。 

 

2 三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的優(yōu)點 

 

通過實際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件,筆者體會到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機械設(shè)計過程中具有更大的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在以下幾點: 

2.1 零件設(shè)計更加方便 

使用三維CAD系統(tǒng),可以裝配環(huán)境中設(shè)計新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設(shè)計新零件,既方便又快捷,避免了單獨設(shè)計零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人一目了然。 

2.2 裝配零件更加直觀 

在裝配過程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時候,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達到要求,及時對設(shè)計進行更改,避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報廢。 

2.3 縮短了機械設(shè)計周期 

采用三維CAD技術(shù),機械設(shè)計時間縮短了近1/3,大幅度地提高了設(shè)計和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進行新機械的開發(fā)設(shè)計時,只需對其中部分零部件進行重新設(shè)計和制造,而大部分零部件的設(shè)計都將繼承以往的信息,使機械設(shè)計的效率提高了3~5倍。同時,三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計能力,能夠通過快速重構(gòu),得到一種全新的機械產(chǎn)品。 

2.4 提高機械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量 

由于機械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時采用CAD CIMS組織生產(chǎn),機械產(chǎn)品設(shè)計有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進的設(shè)計方法,如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計、運動方針和優(yōu)化設(shè)計等,保證了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。同時,大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。 

 

3 CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用 

 

3.1 零件與裝配圖的實體生成 

3.1.1 零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中,系統(tǒng)提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進行結(jié)構(gòu)分析,將其分解成若干基本體,對基本體進行三維實體造型,之后再對其進行交、并、差等布爾運算,便可得出零件的三維實體模型。 

對于有些復(fù)雜的零件,往往難以分解成若干個基本體,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過多,導(dǎo)致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”,進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。 

3.1.2 實體裝配圖的生成。在零件實體構(gòu)造完成后,利用機器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標(biāo)進行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現(xiàn)。

3.2 模具CAD/CAM的集成制造 

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,從普通機床到數(shù)控機床和加工中心,從人工設(shè)計和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業(yè)正向數(shù)字化和計算機化方向發(fā)展。同時,模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等,幾乎覆蓋了整個現(xiàn)代制造技術(shù)。 

一個完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),進行統(tǒng)一管理,而實體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來源之一。

3.3 機械CAE軟件的應(yīng)用 

機械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、強度設(shè)計評價與壽命預(yù)估、動力學(xué)/運動學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問題后,才能由CAE解決設(shè)計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態(tài)特性等。 

 

4 CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢