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摘要:机械制造是制造产业中非常重要的组成部分,在我国的不断完善的工业体系中有着非常重要的意义,因此,未来机械设计和制造技术的发展需要进一步的明确出来,为此我们需要进一步系统的提出机械设计和制造技术的发展方向。本文就此阐述机械设计与机械制造的技术,并对其未来的发展方向进行了展望。
关键词:机械设计;机械制造;发展
1.机械设计发展的现状
改革开放以后,我国科技发展速度越来越快,机械设计为了适应现代科学技术的迅速发展,与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用,尤其是与计算机结合的新型机械设计方法设计理念中,其基础研究在于将常用的机构和通用零件结合起来,在熟知通用零件的工作原理的基础上,了解其结构特点及相关计算方法,如利用有限元法对零件刚度、强度、润滑等数值计算,利用计算机辅助设计代替手工绘图等等。在冶金行业、化工行业、石油行业等多个行业应用较广,在各行各业的生产部门实行机械自动化对发展国民经济具有重要意义。
当下,现代设计的特点是面向市场和用户的设计,现代设计不仅要实现产品的基本功能,更应体现人性化和环境保护的设计理念。与此同时,虽然近年来我国的机械设计制造技术有了很大的进步,但是仍然存在很多不足之处,与发达国家相比还有很大差距,压力巨大。
2.机械制造技术的发展现状与特点分析
2.1机械制造技术发展现状分析
机械制造技术分为产品设计、生产加工等多方面的技术,我国的机械制造技术在管理和设计方面均采用了计算机管理和精密与超精密加工制造技术,但是与国外相关机械制造技术相差较大,国内相关技术的自主研发较少,科技相对落后。以齿轮滚刀的生产过程举例,滚刀形状类似螺旋,具有连接工件的作用,其螺距P的计算以相邻两牙在中径线上对应两点的距离为计算标准,螺纹升角满足公式。我国机械制造技术的制造工艺的精密和超精密加工技术处在发展初级阶段,还需加强对制造设计工具的研发并不断探索新型的科学设计方法。
2.2机械制造技术特点分析
现代的机械设计制造技术融合了现代先进的设计理念,以数字化和智能化为主要特点,被越来越多的使用在各个行业,如冶金行业、化工行业、石油行业等。我国的数字化技术在与计算机技术结合应用的过程中,充分发挥了其优势,通过对所研发的新型机械设备功能曲线进行模拟解决了较多实际问题,可以作为制造过程中的主要参考因数。机械制造技术的智能化是现代企业生产过程中的重要功能,科学技术不断进步,因此对机械制造自动化和智能化提出更高的要求。
3.机械设计制造中先进技术分析
3.1集成电路在机械设计制造过程中的应用
以集成电路发展的电子技术已成为现代信息社会发展的基础,集成电路作为计算机中的重要应用技术,与机械设计制造技术的发展密切相关。集成电路的研发为新型机械设备功能曲线进行模拟过程提供重要参考因数,以模拟折叠式共源共栅运放与套筒式结构比区别的过程为例,以NMOS为输入对管的折叠式共源栅极,使其U=3V,差动输出摆幅也为3V,功耗控制在10mA,如图1输入输出短路设计的折叠共源共栅运放电路图所示,各个相对应的电阻电容值都已给出,利用相关公式计算出电压总增益值为2000。通过合理的模拟对机械制造设计过程进行指导,保证设计质量的前提下降低劳动强度,减少了资金投入比。
3.2计算机辅助设计与制造
计算机辅助设计与制造技术主要是利用计算机制作图形以增加图形设计精度并降低劳动强度,同时也符合国家可持续发展理念,减少了纸张的使用。计算机辅助设计与制造简称CAD技术,可以利用CAD进行大量计算,对数字、图形都能以较快速度进行检索,设计制作结束后可以重新对图形进行修改编辑等工作,CAD主要包括四个方面,即机械设计工作站、计算机、图形I/O设备及相应的CAD软件,专业的CAD控制系统遵循”中心控制“理念,在3D建模过程中由于清晰的工作流程和先进的控制理念,绘制图形具有成像速率快分辨率高的特点。如图2所示,为CAD工作原理图。
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。
4.机械设计制造技术发展的趋势展望
机械设计制造技术在传承传统机械设计制造技术的基础上,将最先进的科学技术以及相关技术成果引入到机械设计与制造全过程中,所以高度自动化是机械设计制造技术在新时期发展的主要趋势,同时机械设计制造技术在发展中也在不断向着智能化、微型化、模块化以及绿色化方向发展,机械设计制造技术的虚拟化、机电一体化业已成为其新时期的主要发展趋势。基于卓越计划的机械设计制造技术需要进一步向虚拟化方向发展,将虚拟化更深入的融合到机械设计制造技术中可以提高产品开发速度,同时可以有效提高机械产品在开发过程中的能源利用效率,这便要求我国机械设计制造领域在发展中要合理应用计算机仿真技术,将虚拟技术与虚拟现实技术通过合理的改进应用到机械设计制造技术中,这样才能确保基于卓越计划的机械设计制造技术可以进一步满足社会发展要求。针对我国经济市场对机械设计制造技术产品需求这一现状,这便要求我国机械设计制造技术在发展中要不断向一体化方向发展,对提高机械设计制造领域在经济市场中的生产效益有着重要作用。
今后,随着我国科技发展水平越来越高,机械制造技术在与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用过程中不断发展,我们必须在熟知通用零件的工作原理的基础上,了解机械设计制造的相关结构特点及相关计算方法,抓住机械设计制造技术的发展契机,对相关技术进行完善、优化、创新改造,以不断提高我国机械制造水平与实现技术创新。
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