机械设计与机械制造技术分析

机械设计与机械制造技术分析

张亚朋

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摘要：就机械设计而言，在其技术设计层面上主要是通过对工程制图、力学研究、机械设计原理以及互动性等相关知识进行控制设计，所涵盖的内容众多，对各种学科知识的掌握就有一定要求。机械设计与机械制造一直被交织在一起，而两者之间的关系也更为密切。从严格的意义上讲，机械设计是机械制造的前提，而机械制造一般是以设计为基础，才能够进行流畅的制造。可以这样认为，机械设计是机械制造的第一步，也是其重要的组成部分。好的设计可以提高机械产品的性能，确保机器的质量的可靠性。因此，从技术层面上进行分析，机械设计与机械制造互相依托，相辅相成。另外，机械制造的来源于机械设计，一个机械的完成虽然是多个设备合作的成果，但最基本仍然是机械设计，因此设计的好坏也在根本上影响了机械的好坏。

关键词：机械制造；设计；发展；技术探讨

1机械设计的技术分析

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。

在当前阶段，模具加工制造，实质上已经被广泛的使用在了电机、仪表、飞机等产品的制造行业中，但是在模具加工的过程中，要如何使得模具本身的精度得以控制，就成为了整个模具生产成型的关键所在，模具的加工精度，可以视为一个国家自身制造发展水平的关键所在，而在我国当前的模具加工技术中，电解加工工艺是使用最为广泛的技术，在生产过程中这类型的加工工艺所呈现出的精度能够达到微米级别，绝大部分的质量问题在该级别体系之下都能够得以解决，特别是对于极为复杂的腔型模具加工来说，带来了较大的便利性。

当前，用直接切削来得到高精度的产品仍然是较为常用的一种精密加工技术，但是，如果想要得到更高精度的产品，就必须最大程度上减少机床、刀具和工件等因素对切削的影响，此外，加快机床的转速也是提高精密度一种比较有效的方法，当前机床的转速已经提高到差不多每分钟几万转。

在平时的生活中，我们常听到纳米技术这个词汇，它是人们把先进的工程技术与现代物理学相结合研发出来的一种新技术，最近几年来，纳米机械制造技术得到了比较快的发展，已近可以在硅片上画出纳米宽的线来。

随着科学技术日新月异的发展，电子元件的体积也越来越小，其使用的频率也越来越高，但是能量消耗却在不断降低，超微粒子技术的问世，使得半导体的加工精度达到了几百个埃的精度，微细加工技术的发展，促进了机械制造技术向高精细方向不断发展。

模具成型技术是一种应用十分广泛的工业加工技术，在汽车、航空、电机、精美仪器及通信设备中，有30%以上零配件都是依靠模具加工来完成的，而且还有进一步加强的趋势。模具成型技术主要是为了提升模具加工精确性，它是工业发展水平的重要标志。电解加工工艺可以显著提升模具加工精确度，接近到微米级精度，可以有效消除工件加工误差问题，数控电火花成型机床可以解决传统模具加工遇到的重叠定位的问题，可以提高具有复杂结构的机械部件加工精度。

在经济全球化前提下，机械的制造企业已经将资源配置扩散至全球范围，这促进了制造业在全球大范围的迅速扩展壮大。现代机械制造技术也承受着全球化的挑战，许多先进的机械制造技术层出不穷。一个机械产品的完成可能是几个国家或地区分工合作的结果，所以一个国家要想在经济全球化大背景下处于常胜地位，就要使本国的制造技术处于国际先进行列，再依据国情和具体的制造技术合理分配机械产品的制造工序。

由前面所述，机械制造业的产品研发、设计、制造加工和售后管理的是一个有机整体，可见现代机械制造工艺加工技术的具有一定的系统性。在科技高速发展的今天，我们只有把握好现代机械制造工艺加工技术的系统性，才能够更好的更快地服务于先进的机械制造行业。利用它的这一特点来提高机械制造业的效率。

2机械制造中先进技术分析

随着科技的发展，产品的形状和结构的优化，对零件加工质量的要求也越来越高。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。

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。

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。

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。

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。

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）。

结语

机械设计与机械制造均有其各自的技术要求与需要，而从两者的关系分析，机械设计是机械制造的前提，也是关键。因此，在机械设计的初期，把好技术的质量关，在制造的过程中从安全"质量等不同方面进行把握，从而实现高质量"高标准的机械产品。

参考文献：

[1]李广宇.绿色包装机械设计的关键技术分析[J].科技创新与应用,2017,10:60.

[2]裘俊彦.纺织机械绿色制造技术的应用途径及关键技术研究[J].成都纺织高等专科学校学报,2018,02:38-41.

[3]史彬锋.机械制造的质量运维分析与设计[J].科技创新与应用,2017,07:76.