本文通過(guò)分析機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),指出了機(jī)械設(shè)計(jì)水平的高低對(duì)提高我國(guó)綜合實(shí)力有著重要意義。
機(jī)械設(shè)計(jì)是對(duì)企業(yè)新型機(jī)械或原有機(jī)械設(shè)備性能進(jìn)行的規(guī)劃和設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的理想效果,本文通過(guò)分析機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),指出了機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)在各行各業(yè)中具有較為廣泛的應(yīng)用前景,并詳細(xì)分析了機(jī)械制造技術(shù)中集成電路的應(yīng)用及原理,并對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造流程進(jìn)行了分析。
1.機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及主要趨勢(shì)
1.1.機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀
改革開放以后,我國(guó)科技發(fā)展速度越來(lái)越快,機(jī)械設(shè)計(jì)為了適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,與機(jī)械制圖、電工、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等結(jié)合使用,尤其是與計(jì)算機(jī)結(jié)合的新型機(jī)械設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)理念中,其基礎(chǔ)研究在于將常用的機(jī)構(gòu)和通用零件結(jié)合起來(lái),在熟知通用零件的工作原理的基礎(chǔ)上,了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相關(guān)計(jì)算方法,如利用有限元法對(duì)零件剛度、強(qiáng)度、潤(rùn)滑等數(shù)值計(jì)算,利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)代替手工繪圖等等?,F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法以由傳統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為面向整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),其精度和可靠性較高。在冶金行業(yè)、化工行業(yè)、石油行業(yè)等多個(gè)行業(yè)應(yīng)用較廣,在各行各業(yè)的生產(chǎn)部門實(shí)行機(jī)械自動(dòng)化對(duì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要意義。為了加快企業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)改造速度,充分發(fā)掘企業(yè)潛力,要對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展核心和發(fā)展趨勢(shì)做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
1.2.機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的核心和趨勢(shì)
機(jī)械設(shè)計(jì)是對(duì)企業(yè)規(guī)新型機(jī)械或原有機(jī)械設(shè)備性能進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能,現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的核心是在降低制造成本的前提下保證新型機(jī)械的可靠性和耐用性。機(jī)械設(shè)計(jì)可靠性和耐用性是指在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生或者少發(fā)生機(jī)械故障,其中設(shè)計(jì)過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)零件的使用是評(píng)價(jià)機(jī)械設(shè)計(jì)水平的重要標(biāo)志,設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)零件的使用和成套原件的使用對(duì)降低設(shè)計(jì)成本至關(guān)重要,更能降低制造難度。機(jī)械設(shè)計(jì)向著可持續(xù)發(fā)展方向進(jìn)行,現(xiàn)在企業(yè)越來(lái)越注重環(huán)保要求,尤其是保證機(jī)械噪聲不超標(biāo),更要在機(jī)械排水、油、廢棄物的排放設(shè)計(jì)中與加工工藝相結(jié)合,機(jī)械設(shè)計(jì)的主要流程:①明確設(shè)計(jì)要求(設(shè)計(jì)對(duì)象的預(yù)期功能和設(shè)計(jì)條件限制)→②設(shè)計(jì)方案的提出(擬定可供比較的設(shè)計(jì)方案并選出最佳方案)→③總體設(shè)計(jì)(進(jìn)行分析計(jì)算并繪制總體設(shè)計(jì)圖)→④結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(完成施工總裝圖及技術(shù)文件整理工作)→⑤產(chǎn)品試制(進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的全面評(píng)價(jià))最終進(jìn)行產(chǎn)品定型。
2.機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)分析
2.1.機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析
機(jī)械制造技術(shù)分為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工等多方面的技術(shù),我國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)在管理和設(shè)計(jì)方面均采用了計(jì)算機(jī)管理和精密與超精密加工制造技術(shù),但是與國(guó)外相關(guān)機(jī)械制造技術(shù)相差較大,國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)的自主研發(fā)較少,科技相對(duì)落后。以齒輪滾刀的生產(chǎn)過(guò)程舉例,滾刀形狀類似螺旋,具有連接工件的作用,其螺距P的計(jì)算以相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)的距離為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),螺紋升角?滿足公式。我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的制造工藝的精密和超精密加工技術(shù)處在發(fā)展初級(jí)階段,還需加強(qiáng)對(duì)制造設(shè)計(jì)工具的研發(fā)并不斷探索新型的科學(xué)設(shè)計(jì)方法。
2.2.機(jī)械制造技術(shù)特點(diǎn)分析
現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)融合了現(xiàn)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,以數(shù)字化和智能化為主要特點(diǎn),被越來(lái)越多的使用在各個(gè)行業(yè),如冶金行業(yè)、化工行業(yè)、石油行業(yè)等。我國(guó)的數(shù)字化技術(shù)在與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的過(guò)程中,充分發(fā)揮了其優(yōu)勢(shì),通過(guò)對(duì)所研發(fā)的新型機(jī)械設(shè)備功能曲線進(jìn)行模擬解決了較多實(shí)際問題,可以作為制造過(guò)程中的主要參考因數(shù)。機(jī)械制造技術(shù)的智能化是現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的重要功能,科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,因此對(duì)機(jī)械制造自動(dòng)化和智能化提出更高的要求。
3.機(jī)械設(shè)計(jì)制造中先進(jìn)技術(shù)分析
3.1.集成電路在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的應(yīng)用
以集成電路發(fā)展的電子技術(shù)已成為現(xiàn)代信息社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),集成電路作為計(jì)算機(jī)中的重要應(yīng)用技術(shù),與機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。集成電路的研發(fā)為新型機(jī)械設(shè)備功能曲線進(jìn)行模擬過(guò)程提供重要參考因數(shù),以模擬折疊式共源共柵運(yùn)放與套筒式結(jié)構(gòu)比區(qū)別的過(guò)程為例,以NMOS為輸入對(duì)管的折疊式共源柵極,使其U=3V,差動(dòng)輸出擺幅也為3V,功耗控制在10mA,如圖1輸入輸出短路設(shè)計(jì)的折疊共源共柵運(yùn)放電路圖所示,各個(gè)相對(duì)應(yīng)的電阻電容值都已給出,利用相關(guān)公式計(jì)算出電壓總增益值為2000。通過(guò)合理的模擬對(duì)機(jī)械制造設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo),保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下降低勞動(dòng)強(qiáng)度,減少了資金投入比。
4.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)制作圖形以增加圖形設(shè)計(jì)精度并降低勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展理念,減少了紙張的使用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)稱CAD技術(shù),可以利用CAD進(jìn)行大量計(jì)算,對(duì)數(shù)字、圖形都能以較快速度進(jìn)行檢索,設(shè)計(jì)制作結(jié)束后可以重新對(duì)圖形進(jìn)行修改編輯等工作,CAD主要包括四個(gè)方面,即機(jī)械設(shè)計(jì)工作站、計(jì)算機(jī)、圖形I/O設(shè)備及相應(yīng)的CAD軟件,專業(yè)的CAD控制系統(tǒng)遵循”中心控制“理念,在3D建模過(guò)程中由于清晰的工作流程和先進(jìn)的控制理念,繪制圖形具有成像速率快分辨率高的特點(diǎn)。
改革開放以后,我國(guó)科技發(fā)展水平越來(lái)越高,機(jī)械制造技術(shù)在與機(jī)械制圖、電工、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等結(jié)合使用過(guò)程中不斷發(fā)展,但是與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比還是有一定距離,因此在熟知通用零件的工作原理的基礎(chǔ)上,了解機(jī)械設(shè)計(jì)制造的相關(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相關(guān)計(jì)算方法,抓住機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展契機(jī),對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行完善以提高我國(guó)機(jī)械制造水平。