翟晓

（中国原子能科学研究院，北京 102413）

现代机械设计与机械制造的相关技术

翟晓

（中国原子能科学研究院，北京 102413）

在科学技术飞速发展的当下，我国现代机械设计与机械制造的相关技术得到了迅速提高。科技发展能够带动国民经济的发展，能够提高国民生产生活水平，提高我国的综合实力。因此，合理应用现代机械设计与机械制造的相关技术，对于提高我国经济发展的机械化水平，具有非常重要的现实意义。本文主要就现代机械设计与机械制造的发展现状进行探讨，就相关技术的应用进行研究与分析。

现代机械设计；机械制造；相关技术

工业经济是我国国民经济中的重要组成部分，我国一直非常重视现代机械设计与机械制造的技术革新。机械设计是以满足机械的使用要求为目的，对其工作原理、机械结构、运作方式、力和能量的传递方式、零件和材质与具体尺寸等方面，进行具体描述的过程，而机械制造就是将设计的机械进行实体化的过程。机械设计与机械制造业的发展，为整个国民经济提供了技术支撑和装备支撑。

1 现代机械设计与机械制造发展现状

1.1 机械设计行业发展

传统的机械设计方式，主要是手工设计为主，具有设计思路固化、设计形式单一等缺陷。传统的机械设计，是由客户提出具体需求，设计师依据客户需要进行手工设计，并提交设计图纸，由客户审核后再开始制造。这个阶段所需的时间周期较长，且相关环节较多，对各部门之间的协调性的要求较高，在与客户、与制作部门进行对接时，容易产生纰漏，导致机械产品质量受到影响。

近年来，我国机械设计水平得到了很大的提高，现代的机械设计技术，可以通过专业的计算机软件，对机械产品在实际工作情况下的磨损、失效和机理破坏等情况进行模拟，对机械零件及机械产品的动态行为进行定量分析，并形成固定的设计程序。这就大大提高了机械设计的直观性，便于提高机械产品的各种性能，也能够更好地发现机械产品的缺陷。

1.2 机械制造行业的发展现状

同样，传统的机械制造也是以手工制造的方式为主，这不利于机械产品的规模化生产。目前，我国已经开始将信息化技术逐步应用于机械制造行业中，一定程度上带动了机械制造水平，但信息技术在这一行业的应用规模、范围与深度，相较于发达国家还有一段距离。

现阶段，在机械制造行业中，应用较多的信息化技术是CAD应用，但使用三维模型的CAD/CAM技术的企业较为有限，在工作中应用CAD/CAPP/CAM一体化应用技术的企业更少，计算机辅助管理模式较为落后。

许多机械制造企业，并没有认识到信息化技术应用的长期性和复杂性，对信息化工程缺少有组织的规划方案。而目前信息化技术应用的基础设施与应用规范有待完善，信息渠道不顺畅，信息共享化也并不完全，都在一定程度上影响了机械制造企业的信息化发展。

2 机械设计技术应用

2.1 机械设计的约束条件

（1）技术性能准则。技术性能包含了机械产品的静态和动态性能，具体包括产品性能、制造和运行情况。技术性能准则要求相关设计的技术性必须达到相关规定。

（2）标准化准则。标准化准则要求在设计过程中，设计概念、实体形态、应用方法等要素必须达到标准化要求，即国家标准、行业标准和企业标准。

（3）安全性准则。安全性准则要求所设计的机械产品，必须保证零件、整体和工作环境的安全性。

2.2 初始计划设计技术的应用

初始计划在机械设计行业中，同设计和制造的产品、流程等方面息息相关，但也会制约机械的再设计与再制造。在进行机械设计工作之前，需要对机械的设计要求，进行详尽的调查与分析，对机械设计进行合理、科学的初始计划，从而丰富设计内容，保证制造进度。

2.3 主要设计技术的应用

机械设计工作要求设计师具有较高的专业知识水平，能胜任纷繁复杂的机械设计工作，并能够将机械设计的每一步技术工作都精准完成。这其中的重要工作就是对设计总图、草图的核对、分析与计算，要求设计师及时发现错漏、停止设计，重新并修补漏洞。

2.4 设计方案技术的应用

在机械设计工作中，设计方案是确定设计目标、指引设计方向的重要环节，这直接影响着机械设计的质量与性能。成功的设计方案中，对设计要求、设计工序和设计步骤都进行了有序的安排。一旦设计方案出现错误，将导致整个设计工作的失败。

2.5 最优化设计

现代机械设计中，最优化设计是一种新型的设计方法，是通过建立最优化问题的数学模型，运用最优化方法，对数学模型的表达式进行解析，并通过计算机技术来寻找设计的最有方案。最优化设计在机械设计中的应用时间较短，但发展迅速、应用广泛。这种设计方法是将机械设计的理论知识同数学、计算机信息技术，进行了有机结合，能够改善机械产品的性能，充分降低产品的设计和生产成本，成为现代机械设计的发展方向之一。

3 机械制造技术应用

3.1 现代机械制造行业的特点

（1）制造规模的全球化。随着经济全球化进程的不断深入，机械制造行业也开始逐渐拓展到全球范围。由于各国在能源储备、技术水平、劳动力资源、产业结构等方面有着较大差距，先进技术和研发能力开始了大规模的跨国转移，跨国界研发与生产已成为时代趋势。

（2）市场需求的多元化。随着社会经济的不断发展，人们生产生活水平不断提高，对于机械产品的要求也就不断提高，机械产品的市场需求越来越体现了人的个性化需要。

（3）制造技术的时代性。随着社会发展阶段的不断推进，机械制造技术及制造工艺也必然进行不断的改良和革新。现代的机械制造技术，在传统机械制造技术的基础上，通过不断的探索与研发，将数学、物理学、自动化技术、电子信息等技术进行了有机融合，已经实现了机械制造的自动化与信息化，对机械产品的规模化、标准化生产具有重大意义。

（4）竞争对象的国际化。我国加入WTO以来，改革开放的进程进一步加深，跨国贸易、跨国研发等方面的进程也不断推进，机械产品的主要市场也朝着国际化方向发展，对外来先进的机械产品兼容并蓄，市场竞争态势日益激烈。

3.2 机械制造的自动化技术

传统的机械制造技术，无法实现机械产品的规模化与标准化生产。随着科学技术的不断革新，自动化技术逐渐应用到机械制造行业中来。机械制造行业的自动化技术，是通过机械制造技术、电子控制技术及其它技术的统一协作，来完成指定的制造工作。自动化技术转变了传统生产方式，提高了生产效率，降低了生产成本，也改善了产品质量，对于机械制造行业发展而言，具有巨大的推动作用。目前，自动化技术在机械制造行业中的应用，已经成为主流的应用技术。

3.3 机械制造的信息化技术

目前，信息化技术在机械制造行业中的应用，主要在于生产管理与过程控制方面。已经基本实现了柔性生产线、自动化生产线、自动检测线和现代物流系统的自动化运行，对于企业生产效率的提高具有重要作用。

为了推进机械制造的信息化应用水平，就需要企业从实际需要出发，对信息化的内容、规模、进程等方面进行确认，明确发展目标和企业需求，制定详尽的实施规划，解决企业目前的发展瓶颈，将CAD、CAPP、CAM、MIS等系统进行优化整合，协同工作，才能发挥出信息化技术的优势。

4 机械设计与机械制造技术的发展趋势

首先，我国国民生活水平的提高，也给机械设计与制造行业提出了新的要求，要求设计师在实际设计的过程中，通过产品结构、机理、材料、性能等方面进行优化与改良，才能满足人们日益提高的物质需求。

其次，机械产品的市场规模越来越大，市场需求也越来越大，这就要求机械设计工作需要结合当前科技发展的新形势，合理应用新兴技术，提高产品的市场竞争力，才能占有更大的市场份额。

第三，当前阶段，我国经济发展与生态环境之间的矛盾愈发显现，对人们的身体健康产生了不利的影响，“全民环保”已经成为了时代的新潮流。在这样的时代形势下，机械设计与机械制造行业，也必须秉持“绿色环保”的生产观念，在实现产品的实用价值的同时，也要尽量做到节能环保。

5 结语

综上所述，现阶段我国的机械设计与机械制造方面还有很大的发展空间，机械设计与机械制造相关技术还需要进一步改良和优化，智能化和信息化技术的应用水平与应用规模还有待扩大，这就需要设计师在进行产品设计时，在产品结构、性能等方面进行改良；需要企业在制造生产的过程中，不断进行技术革新，提高企业的竞争力，在设计与制造的同时，尽量做到节能环保，才能实现企业的可持续发展。

[1]孙珏． 现代机械设计与机械制造的相关技术分析[J]． 科技创新与应用,2015,20:167．

[2]王攀． 基于计算机技术的机械设计方法研究[J]． 电脑迷,2017,04:49．

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1671-0711（2017）09（上）-0195-02