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現代機械設計是根據機械產品的使用要求,通過對機械工作的各個方面、機械零件的材料和形狀以及方法等諸多內容進行構思、分析和計算,并將分析的結果積極轉化成具體的機械制造方法,作為機械制造的依據,從而生產出高質量創新產品的一項復雜的工作過程。現代機械設計與傳統的機械設計相比,具有一些鮮明的特點。
(1)計算機化。隨著高科技技術的不斷發展,計算機技術能夠有效地推動社會生產力的發展,并且逐漸不斷介入與運用社會生產的各領域。現代機械設計中的優化設計、系統仿真等各個設計過程,都需要在計算機的幫助下才能完成。
(2)系統性。在現代機械產品設計中常常會遇到各種相關問題,就需要應用現代機械設計系統性觀點來解決這類問題。把機械看成一個具有特定功能的有機整體,并且這個整體中的各部分相互作用、相互聯系,這充分體現了現代機械設計具有系統性。
(3)動態性。現代機械設計不僅要考慮設計產品在靜態狀態下的功能作用,更注重產品在工作環境下的動態功能。機械設計產品的動態功能不僅體現在設計對象方面,也體現在合作協調設計組織這個層面。現代機械設計能夠有效地連接各個設計系統,匯集不同的設計數據,進一步提高產品的整體性能。
(4)創造性。科學先進的設計理論和設計工具是現代機械設計的重要基礎,機械設計者通過對設計過程、產品材料等方面進行科學分析,能夠真正發揮出設計者的想象力和創造思維,并運用各種具有創造性的手段和方法,研究出更多具有創新性的機械產品。
2現代機械設計的創新原則
現代機械設計的創新是一項復雜、耗時的腦力活動。在創新過程中,機械設計者要遵循機械設計系統化方法之外,還必須遵守設計創新準則,嚴格約束現代機械的設計過程。其具體原則如下:
(1)經濟效益最優化原則。現代機械設計的創新產品必須保證既能最大程度的滿足客戶要求,又能合理有效的控制生產成本,使生產成本最低廉。這就需要從機械的設計和制造兩個方進行綜合考慮,在設計方面,要保證采用合理的設計方案,選用正確的材料;在制造方面,要時刻關注機械的加工工藝和裝配工藝,從而實現了經濟最佳性。
(2)生態效益最好原則。現代機械設計的創新產品在制造和使用過程中都有極高的要求,要求產品本身無毒、無害,并且不能對周圍環境產生污染,屬于綠色環保產品。這就要求在現代機械設計過程中,對于材料的選擇要有極高的要求,原則上盡量選擇低污染或無污染的環保材料,避免采用有毒、有害和有輻射性對人體有害的材料。
(3)安全可靠原則。安全可靠性是機械設計產品質量的重要保障。因此在現代機械設計過程中,必須保證機械設備在強度、剛度、耐磨性、穩定性及熱平衡性上能夠滿足設計要求,從而使設計出來的產品安全可靠性。
3現代機械設計的創新方法
社會經濟和機械制造業的不斷發展,推動了現代機械設計的不斷改革與創新,使現代機械設計的創新方法日趨成熟。當前,在現代機械設計中常用的創新方法具有以下幾種:
(1)仿生類比設計法。這種設計方法是利用仿生學的原理,通過充分對自然界的動植物進行分析與類比,從中受到啟發而產生的一種創造性方法。由于自然系統中的生物具有許多無可比擬的結構和功能,這就給機械設計者提供了創作的靈感和思路。機械設計者把機械運轉和生物運動兩者放在一起進行全面的分析與對比,發現兩者之間的差異性和相似性,激發了機械設計者的創作思維,產生了現代機械設計的創新靈感,從而完成了現代機械設計的創新方案。
(2)智力合成設計法。這種設計方法主要依靠發揮團體精神,注重集體智慧的力量。在現代機械設計過程中,要以小組為單位,每一位成員都要提出自己的設計構想,然后進行集體分析討論,通過不同創新構想之間的碰撞和融合,抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法,激活和發散創新設計的思維,進一步促進機械創新設計的全面性。
【關鍵詞】機械設計;設計制造;自動化;發展趨勢
國家經濟的快速發展,使得各類科學技術水平亦隨之快速提高,同時也推動了工業機械行業的進一步發展。現代化社會發展對工業機械行業提出了更高的需求,其間更強調機械設計制造及其自動化水平,且此項技術的應用快速提高了企業生產效率,亦確保了其間各項操作正確無誤。因此,分析機械設計制造及其自動化設計原則和未來發展趨勢,對我國機械制造業的可持續發展有著極大現實意義。
1機械設計制造業發展概述
機械制造業的飛速發展,推動了國民經濟的進一步提升,其所占比重更是隨之增多,更是促使我國工業體系快速完善,這也說明探析機械設計制造及其自動化,且基于此而提出相應的創新性制造理念,以確保各種機械產品更好的服務于人民[1]。我國當下的機械設計制造及其自動化研究工作已獲得巨大成就,但其總體與國際水平有著較大差差異,其間各種基礎型理論并不健全和完善,這也說明我國學術界應不斷努力,對其進行更深層的探究,以確保我國機械設計制造業的可持續發展,促使其充分滿足現代化社會發展需求,可于市場競爭中處于不敗之地。
2機械設計制造及其自動化設計原則
2.1技術創新改革
著眼于市場經濟發展而言,其間各種產品或系統均已被廣泛應用,這樣說明其相關產品極具市場價值。現代化社會發展條件下機械制造業的發展,更注重其間機械設備制造及其自動化水平,各種產品可用性取決于其所用材料[2],這時則應以各種先進技術及策略來控制其產品質量,將更多的先進技術引入其生產過程中,以此確保其各種產品蘊含更多科學技術,從而快速提高機械設施設備制造及其自動化功能與應用水平,促使其所生產的各種產品均適應于市場發展需求。
2.2功能開發
許多產品均是小規模生產,以此來提品給相關客戶,這實則更加強調整個制造中全面考慮客戶不同需求,再基于這些具體需求盡可能的改進自身機械設計制造生產流程,可以說各種產品均有其相應的需求及要求,這時應強調其內部結構的快速創新,從而更快速的完善機械設施設備功能,使得所生產的產品具備更多功能,且積極引進各種先進技術來促使自身技術的完善。
3機械設計制造及其自動化發展趨勢
3.1機械設計制造及其自動化發展
就我國機械設計制造及其自動化發展趨勢而言,機械設計業的發展勢必是機電一體化、智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化、人格化這幾大趨勢。機電一體化主要是強調機械技術以及電工電子技術與微電子技術等綜合性技術,這更是現代化社會發展必不可少的技術;智能化則注重的是各種設施設備自動化水平更高,各種設施務以智能化狀態運行,以此確保其間各類科目的持續發展;模塊化是其各種新型產品開發及其發展中務必注重各類標準化單元,將這些標準化單元模塊化,以此提升產品生產效率及其質量;網絡化則是應采用各種遠程控制終端設備,以此提升機械產品生產自動化程度,可將現場總線及其局域網技術合理鏈接,這樣人們可在家中享受各類高新技術;微型化是將更多設施設備小型化,使其各項操作簡單便捷;綠色化是強調各種產品不會對環境帶來危害,或者是危害極小,機械自動化產品綠色化則是相關產品可再次回收利用;人格化是應對機械自動化產品賦予一定的職能與情感,促使其更加智能化、人性化,同時可模仿更多生物機理[3]。
3.2安全性及其可靠性增強
機械工程及其自動化產品應基于動態環境更合理的配置資源及其能量,確保其間各種信息安全輸入/出,這樣所生產的產品則極具安全性,其間信息的傳遞也更加安全可靠。自動化操作系統合理縮減了諸多信息交互,使得其間信息傳遞不局限于人的主觀意識。將信息管理系統和機械一體化系統合理結合,從而為企業發展戰略進行嚴格定位,基于此制定科學合理的自動化系統,此時的產品生產線則更容易操作和控制,且更快速的提高了企業運營效率及其有效性。同時生產廠區中人工數量的縮減,更好的確保了許多有害工種對員工帶來的危害,此項工作可進行遠程控制和操作,其間更應強調前饋程序編制,從而快速提升各項工作的安全可靠性。
3.3耗材降低
機械工程及其自動化可更高的節省各種能源,其可對相應的動態環境產生不同反應,以此方式降低人工生產中極易出現的失誤率,從而規避了人工工作時會出現的各種安全隱患,以便快速提高產品生產效率,這時其產品次品率可有效降低,確保其產品質量快速提升。可大規模的將各種機械有效結合,使其形成新型機械工程及其自動化生產線,可充分降低人工成本,且更充分的縮短了產品開發時間,更有效的降低了產品生產中出現的失誤率,確保其間各項信息更安全的傳遞,為企業節省生產成本,使其耗材數量合理降低。
4結束語
隨著國家經濟水平的快速提升,機械設計制造及其自動化水平亦是快速提高,這也是工業行業可持續發展的機遇。此項技術可快速提升產品生產效率,也為人們的日常生活提供更多便捷,但其市場競爭的日益激化,使得人們對此項技術水平及其有效性提出了更高的要求。本文對機械設計制造業發展進行了概述,并全面分析了機械設計制造及其自動化設計原則,對其機械設計制造及其自動化發展趨勢進行了探討,為我國機械制造業的可持續發展提供可靠的理論依據。
【參考文獻】
[1]張洪偉,梁喜佳.機械設計制造及其自動化的設計原則與意義[J].科技創新與應用,2016(3).
[2]王孝秋,鮑春風.機械設計制造及其自動化發展方向的研究分析[J].科技創新與應用,2014(3).
關鍵詞:機械設計方法;礦山機械設計;研究運用
1.前言
礦產資源的消耗量的擴大,使得礦山行業需要提高礦山機械設備的開挖效率,利用現代化的設計方法,增加礦產開采量,并保證礦山開采的安全。機械設計方法在礦山機械設計中的運用,主要就是利用現代設計理念,對老舊的礦山機械設備進行改進,并以低碳、低成本為設計原則,確保礦山機械設計具有較高的性價比。
2.機械設計方法的概念
機械設計方法就是利用現代設計理念,采用現代設計方法,并利用計算機軟件,對礦山機械設備進行設計,以提高設備的質量,降低設備的成本。在以往的礦山機械設計中,其設計大多是憑借實踐經驗及設計人員的自覺,因此具有較大的誤差,并造成大量人力、物力的浪費[1]。而現代機械設計方法,是對礦山機械設備的改進,并從低價、環保的設計理念出發,利用現代先進的科學技術對礦山機械設備進行改良設計,保證礦山機械設備更加實用、安全、高效,呈現出多元、動態、智能的發展趨勢,滿足現代礦山行業的發展需求。
3.機械設計方法在礦山機械設計中的運用
3.1機械設計方法中的CAD技術運用
礦山機械設計相對復雜,而利用現代機械設計方法,結合CAD計算機軟件技術,對礦山機械設備進行設計,就可以減小機械設計的工作量和工作難度。CAD技術可以進行工程分析,利用計算機對機械設備進行繪畫設計,并能夠實現礦山機械設備設計與生產的一體化模式。此外,CAD技術還可以利用計算機進行機械設備的模型導入,利用傳入的加工代碼程序,直接進行機械設備加工。利用CAD技術,可以將設計與生產實現有機結合,提高礦山機械設計的效率,并對設計環節進行及時改善,保障機械設計更加科學、實用[2]。
3.2機械設計方法中的可靠性設計
礦山機械設計要保證其效用,一個重要的衡量指標就是看礦山機械設計是否具有可靠性,能夠在特定環境和特定時間下,完成礦產開采工作。利用現代機械設計方法,首先需要進行設備運行實驗,對礦山機械設備的載荷、造型、尺寸、工況、材料等進行統計分析,并利用運行實驗,確定機械設備的運行數字分布,以此作為可靠的數據,推算機械設備的使用壽命、運行可靠性。利用可靠性的現代機械設計方法,進行礦山機械設計,可以通過實驗數值,對設備的可靠性進行分析,針對可靠性低的設計環節,進行及時的改進處理,保證礦山機械設備的生產安全,使其質量有所保障。
3.3機械設計方法中的有限元設計
礦山機械設備在生產過程中,會受不同作用力的影響,因此,其受力分析較為復雜。另外,在礦產開采中,需要不同類型的機械設備,使得其受力情況更加復雜。所以,為了確保礦山機械設備的受力分析更加科學、合理,就需要采用有限元設計方法對其加以設計。如:挖掘類的礦山機械設備在工作過程中,受力結構、載荷計算較復雜,以往的機械設計只是對機械表面受力情況進行簡單的分析,在通過危險截面的計算,進行結果確認。而現代機械設計方法中的有限元設計,卻能夠實行多角度的受力分析,對機械鋼板的受力詳細情況加以確定,及時發現鋼板的受力情況及應力薄弱點,對機械設備進行有效改進,提高礦山機械設備的設計質量。
3.4機械設計方法中的環保設計
隨著綠色生活理念的興起,人們的環保意識越來越強。因此,在礦山機械設計中,也要運用現代綠色設計理念,對機械設備進行設計。礦山機械設備的環保設計,旨在設計過程中盡量使用能拆分、利用、維護、回收的材料或零件,降低環境污染和能源使用,并以提高機械設備的工作效率為主,最大限度的減低噪音及節約能源。現代機械設計中的環保設計,能夠滿足礦山機械設備的使用性能,使其具有良好的環境屬性。
4.結束語
科學技術的飛速發展,使得礦山機械設備的設計理念也受到一定沖擊。在礦山機械設計過程中,只有利用現代機械設計方法,并根據礦山開采的實際情況,設計出具有較強使用性、安全性、高效性的機械設備,才能推動礦山行業的持續發展。現代機械設計方法應用于礦山機械設計,能夠有效提高礦山機械設備的性能,并在安全生產的基礎上,提高設備的經濟效益,使礦山企業具有良好的市場競爭力,謀求長期發展。
參考文獻
【關鍵詞】機械設計制造;自動化;發展方向
伴隨著科學技術的不斷發展,機械設計制造及其自動化也獲得了較快的發展,無論是理論上還是具體的方法上,都因科技而得到了加深和加強。機械設計制造未來的發展方向是自動化,這會使得其應用范圍更加廣泛,也更加的便利。
一、機械設計制造及其自動化的設計原則
(一)信息交互轉換的原則
機械設計制造及其自動化在滿足人們需求的同時,還應該具備的功能是要能夠將信息和能量進行轉換。這是人們得到需要信息必然的程序。機械自動化系統從設計、制造一直到功能,都具備了這一核心要求,它使得產品和技術合二為一,形成了一個比較完整的自動化系統。
機械自動化系統主要包含兩方面的具體內容:機電一體化技術以及機電一體化產品。與此同時,它又包含了設計、制造的功能,這樣就能滿足人們使用的要求,并且決定其功能的主要是它內部有機相聯系起來的結構。
(二)不斷創新的原則
創新原則是機械自動化設計的關鍵。市場上各種各樣的機械產品都具有各自的優勢和特點。隨著科技的不斷發展,機械自動化的創新對于贏得市場,擴大產品的占有率是非常重要的。科技投入的越多,機械設備的功能就會越完備。因此,機械設計制造技術的發展必須依靠科學技術,在現有的基礎上段進行創新。同時要注意加強對知識產權的保護。
二、對機械自動化系統的優勢分析
機械自動化系統有著無與倫比的優勢,主要分為以下幾個方面:
(一)自主進行系統修復和調整
計算機技術的廣泛使用,使得機械自動化產品可以依據需求的不同進行調試,以生產處所需要的產品。對于控制程序中出現的問題可以實現自動化的修復,不需要對機器進行拆除。每一種自動化設備都要保證設備具有存儲能力,存儲的數據都要進行經常的維護。如果程序出現故障,可以根據存儲的程序對產品進行自動修復,從而大大節省了人力。每一項工作的內容都是預先設定好的,無需使用人力,系統能夠自行轉動和循環。當今,隨著技術的改進,根據被管控的對象,自動化產品可以按照需要自動的進行調整,從而實現技術的突破。
(二)信息的自動加工和控制
機械設計制造及其自動化產品可以實現信息的自動加工和控制。與傳統的機械機電產品相比,機械自動化產品具有非常大的優勢,其加工的精度以及加工過程中的控制能力都有了很大的提升。此外,機械自動化產品可以根據人的意圖進行深入的擴展,使得產品的性能大大的提升。自動化的加工使得在產品的加工過程中,排除了人工因素導致的錯誤,這樣使得產品的精度及質量都會得到很大的保證。
(三)生產安全性大大提升
使用自動化系統進行生產,首先應該保證生產設備的安全性和穩定性,這就需要提前對設備進行預先的設定。在生產的過程中如果出現故障,自動化系統可以隨時報警。如果在生產中突然出現電力故障,可以快速的將其轉換到其它模式,并且同時切斷電路,防止大型安全事故的發生。由于機械設備的內部有許多電子元件,可以代替一部分可動構件,這樣可以減少事故發生的幾率,機械設備的應用也就更加的可靠。自動化產品由于是自動操作,對于一些潛在的安全事故,可以減少人工的傷害,無論是對設備還是對人,其生產的安全性大大提升。
三、機械設計制造及其自動化未來發展的方向
由于科學技術的不斷發展,機械設計制造及其自動化借助于計算機技術也獲得了突飛猛進的發展。其主要的發展方向可分為以下幾個方面:
(一)智能化的發展方向
智能化是未來機械設計制造及其自動化發展的一個趨勢,與此同時,智能化也是機械自動化產品的主要標志。智能化技術將人工智能、運籌學、計算機技術等學科綜合起來,對人類進行模仿,使得它具備邏輯思維以及判斷推理的能力。智能化使得機械設備具備了人的一些功能,從而使得它能夠代替人類進行一些具有危險性的工作,大大降低了人工事故。智能化方向是機械設計制造及其及自動化發展的最主要的方向,未來,代替人類進行產品生產的機械具有很廣闊的發展前景。在發展智能化技術的同時,對知識產權的保護要高度重視,防止技術外流。
(二)模塊化的發展方向
機械自動化的產品種類比較多,對于機械接口,電氣接口、動力接口等單元式的模塊化研究和制作力度不統一,很難將多種功能集合起來進行研究開發。比如,對于同時具有視覺、圖像處理以及識別和測距功能的模塊,很難將他們整合起來。但是模塊化的發展給技術帶來的優勢不可忽視,無論是對對于機械設計制造及其自動化產品生產的企業,還是針對加工標準自動化單元結構的企業來說,模塊化的發展都將是必然的趨勢,并且模塊化的應用也必將有很好的前景。
(三)網絡化的發展方向
在20世紀,計算機技術發展的最突出的成就是網絡技術的不斷發展。網絡技術被應用于政治、經濟、文化等各個領域,給人們的日常生活帶來極大的變革。伴隨著科學技術的不斷發展,網絡技術應用范圍的不斷擴大,網絡技術不僅僅應用于信息的交流,商業了往來等方面,在制造業發達的中國,網絡技術還被應用于機械自動化的生產領域。
隨著網絡技術的不斷發展,網絡技術中各種遠程控制以及監測技術也得到了飛速的發展。網絡技術的突飛猛進,使得遠程監控得以實現。坐在監控室里,便可以對生產的各個鏈條進行監控,同時又可以準確的發現問題。物聯網技術便是機械自動化網絡化發展的一個縮影。物聯網技術將家中的電器通過計算機連接起來,實現了全方位的遠程控制。項目管理方面,網絡化使得對項目的管理更加有效率,能夠及時的對項目的實施進行管控。因此,機械自動化產品還是朝著網絡化的方向發展。
(四)綠色化的發展方向
隨著科學發展觀的貫徹實施,綠色產品的概念逐漸得到越來越多的人的認可,綠色產品主要指的是無污染的產品,這些產品對人體、對環境都是無害的。機械自動化的發展也要向這方面靠攏。無論是加工食品,還是進行工業生產,在國家倡導綠色消費的背景下,機械自動化產品應該是無污染的,只有這樣才能得到越來越多的人的認可,才能在未來的市場上占據有利地位,提高產品的競爭力。
(五)微型化的發展方向
微型化是指機械自動化朝著微觀領域進行發展的趨勢。微型設備具有大型設備不具備的優點。這類設備體積較小,耗費的能量也少,同時便于運輸和挪動,廣泛的應用于醫療、軍事以及國家安全的防御領域。微型化機械設備的加工比較復雜,需要比較精密的儀器,另外還需要加工過程中人員的高素質。微型化發展是機械自動化產品在未來獲取巨大競爭力的有力保證,隨著技術的不斷改進,微型化應用的范圍也會越來越廣。
四、結語
由于現在機械自動化技術在設計和制造上具有高質量、低耗能的特點,因此,機械的設計和制造都是依靠自動化來進行的。本文主要論述了機械設計制造及其自動化的設計原則、優勢以及未來機械設計制造及其自動化發展的方向,其中發展的方向主要是智能化、模塊化、網絡化、綠色化和微型化。隨著科學技術的發展,機械設計制造及其自動化還會出現新的發展方向,機械自動化的應用會越來越廣泛。
參考文獻
[1]王錕長.機械設計制造及其自動化的發展方向研究[J].科技致富向導,2013(36).
[關鍵詞]機械設計;機械制造;作用
中圖分類號:F407 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)37-0292-01
一、機械設計
所謂機械設計是指根據使用要求對機械的工作原理、結構、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,方法等進行構思,分析和計算并將其轉化為具體的描述,以作為制造依據的過程。在機械領域發展越來越好的形勢下,機械制造成為機械領域中中重要的組成部分。因此,有效的、合理的進行機械制造制作至關重要。然而,要想實現此目的需要保證機械設計的規范的進行,從而提高機械動態化水平,才能夠實現機械制造合理而有效。一個好的機械設計必須有以下幾個工作階段構成。
1、計劃階段
在具體開展機械設計之前結合機械相關的資料進行設計是非常必要的。其目的是通過機械資料進行了解,從而合理的規劃如何進行機械設計才能夠保證機械的性能、安全、質量等方面能夠符合規范性文件的要求,為后續進行具體的機械設計做好鋪墊工作。
2、方案階段
方案階段是機械設計的關鍵部分,其主要進行的工作內容是詳細的設計機械的每個部分,最終設計出完整的機械。但是,需要注意的是方案階段所設計出的機械并不是最終定稿的設計方案。因為方案階段僅是按照要求將機械設計出來,未涉及到設計方案檢查相關的內容。
3、技術設計階段
技術設計階段需要進行的工作內容是結合總裝配草圖及相關技術性文件就機械設計方案中的設計部分進行優化和完善,最大限度的提高設計的合理性和有效性。由于在后續的工作中對機械設計方案改動的可能性較大,需要將此階段設計完成的方案安全的保存,為后續工作做準備。
二、機械設計的分類
現代社會,機械產業發展迅速,機械種類越來越多,相應的其工作原理也會有所不同,對應的工作特性和性能也會有很大差異,機械設計就會各有特性。在機械制造領域,可將機械設計分為新型、繼承和變型設計三種。
1、新型設計
新型設計是指將試驗驗證可行的技術或者成熟的設計技術應用在新型產品上。
2、繼承設計
繼承設計是指為了提高現有機械的工作性能以及工作效率,大大減少生產成本,機械設計人員根據自己的豐富經驗和現有的設計技術對已有機械進行重新設計、改造。
3、變型設計
變型設計是指為滿足用戶新的使用需求,設計人員對現有的機械設計圖進行部分改變(如添加或刪改),進而設計出不同于原有的機械。
以上三種機械設計的相同點都是對機械進行科學、合理的設計與創新。不同之處在于三者的側重點不一樣,新型設計更注重創新,設計新的產品;繼承設計是在原有的機械上修改,注重的是經濟性;而變型設計則是對落后的機械進行重改,使其更能滿足現代社會發展所需。
三、在進行機械設計的時候存在的問題
1、機械設計者的視野過于狹窄
由于人們對機械的要求越來越高,希望機械的功能能夠滿足自身的要求,從而獲得更多的經濟利益,所以要求機械設計者能夠設計出多功能的機械,但是,由于設計者的知識有限,沒有對各個領域的機械進行深入的研究,因此導致設計者的視野過于狹窄,無法生產出多功能的機械。
2、設計圖紙太復雜
經過學校的教育,新型的機械設計人才出現在機械制造企業,但是由于這些機械設計人才所學的東西大多是課本上老舊的知識,或者是較為新穎的知識,老舊的知識無法繼續使用,新穎的知識又無法在校園的實習中得到實施,所以他們設計出的圖紙太復雜,難以讓機械制造者理清頭緒,因而降低了機械制造的效率,不利于機械制造行業的快速發展。
3、制造機械時無法獲得設計圖紙中的材料
近幾年來,人們漸漸對新工藝和新材料產生濃厚的興趣,一些機械設計人員為了迎合客戶的需求,在設計圖紙中應用較為先進的施工材料,但是在實際的機械制造過程中,機械制造企業無法大量獲得這些新型的材料,這時制造人員只能使用傳統的材料進行機械制造,一經客戶發現,就會產生企業與客戶之間的矛盾。
4、按設計圖紙制造出來的機械穩定性不高
當機械制造人員使用設計圖紙進行設計的時候,由于機械設計人員在設計的過程中,沒有使用較為先進的設計方法來進行設計,并且計算結果不夠準確,所以導致按照此種設計圖紙制造出來的機械穩定性差,壽命短,無法為客戶帶來長久的經濟利益,阻礙了機械制造企業的發展。
四、解決機械設計過程中遇到的問題的方法
1、拓寬設計者的視野
為了制造出多功能的機械來為企業帶來更多的經濟利益,機械設計者首先要增加自身的知識儲量,然后對不同行業所需的機械的特點進行研究,再根據企業所需機械的特點進行機械設計,從而讓設計出來的機械擁有更多的功能,幫助企業獲得更多的經濟利益。
2、簡化設計圖紙
機械制造企業在招聘機械設計人員的時候,必須對其設計能力進行檢驗,從而能夠讓其在客觀情況允許的情況下,按照客戶和設計結果的要求進行機械設計。此設計圖紙還要有易于實施的特點,從而降低機械制造的難度,減少制造成本,促進機械制造企業的發展。
五、進行機械設計應遵循的原則
“無規矩不成方圓”,同樣在機械設計領域中也會存在許多“規矩”,機械設計人員進行設計時,除了要遵循主要程序之外,設計準則也是其必須遵守的約束條件。
1、技術性能準則
技術性能除了包含機械性能之外,還包括機械在制造和使用過程中所涉及的所有性能,技術性能既包含靜態性能,又包含動態性能。技術性能準則是指相關的技術性能必須達到規定的要求。
2、標準化準則
任何行業都有自己的標準化規范,而機械制造中與設計相關的主要標準有:(1)概念標準化,所謂概念標準化即是指在機械設計過程中所提到的專業術語、字母符號等其他專業性表述應符合行業標準。(2)實物形態標準化,設計過程中應按統一規定選取零部件、原材料、設備等的結構形式、尺寸等。(3)方法標準化,在機械設計中涉及的操作、測量或者試驗方法應按照規定進行。
3、安全性準則
機械設計要考慮機械制造過程中的安全問題,其準則有:(1)生產安全性,在進行機械設計時,應考慮操作人員生產時的安全性等。(2)零件安全性,確保機械制造中使用的全部零件在額定的外負載條件下,不會發生嚴重變形、斷裂以及重度磨損等情況。(3)整機安全性,確保機械在正常操作下不發生故障,能實現機械的所有功能。(4)環境安全性,設計人員設計的機械應能保證不對機器周圍的環境和人造成污染和危害。
結束語
在我國改革開放以后,工業生產不斷發展,這在一定程度上帶動機械領域的進步,促使機械領域在現代化社會中越來越重要。此種情況下,不斷的優化和完善機械制造尤為重要。機械設計作為機械制造的重要組成部分,其是否合理、有效、標準、正規直接關乎機械制造質量。可以說,機械設計在機械制造中發揮重要作用。
【關鍵詞】現代機械設計方法、礦山機械設計、優勢、要點、應用
一、礦山機械設計的重要意義
在煤礦生產過程和其他類型礦產資源的開采過程中的環節十分復雜。而在這其中礦山機械設計的作用就顯得尤為重要,更關系到礦山的安全生產運行。礦山機械設備是礦山整個開采過程的中堅力量,因此我們必須重視對礦山機械的設計研究。特別值得一提的是礦山機械設計的優劣還關系到整個生產過程的安全、效率和產出礦石質量。現階段,我國經濟飛速發展,科學水平也在不斷提高,如何將日新月異的科技應用于礦山機械設計體系當中,是今后我們所要面對的一大重要課題。
二、礦山機械設計的要點
1、在礦山機械設計當中首推應以人文本的設計理念。任何一種機械設計理念中,必須要強調人的特殊作用。在整個以人為本的設計理念里還包括其他多方面內容,比如礦山機械由于其體型和功能的要求一般都會存在噪音大的問題。如何盡量的削減噪音對人體構成的傷害,依然是現階段人們研究的首要課題。相關專家研究表明,人長期處于噪音當中,整個身體機能都會出現問題,其最容易看到的外在表現就是經常發生嘔吐和眩暈現象。相關數據顯示,一旦外在環境的音量超過八十五分貝,人體的整個大腦皮層就會處于興奮和難以抑制的狀態。這時,礦山機械的操作者因為這種噪音環境的影響就很容易發生事故。因此,在礦山機械設計中要以操作者即以人為本,盡可能的進行降噪系統的設計,盡量運用科學技術來進行合理降噪合理除噪。特別值得一提的是,現階段我國礦山機械設計上的自動化程度還很不夠,現在礦山機械設計要點應當放在方便舒適的操作系統上。盡量人性化設計好整個工作臺的構造,再比如說操作臺的位置,針對人體眼睛的最佳角度來設計操作臺的角度。人的眼睛最佳視角是左右在六十度、上下三十度左右,盡量滿足這個原則就可以有效的減輕操作者的疲勞感。
2、現代機械設計的高效性、安全性、智能性的特點,要求我們礦山機械設計人員一定要把握好這些,綜合設計好人體的基本數據和生理指標,然后綜合這些具體的數據和指標再結合實際需要來進行設計。這樣,我們設計出來的方案才是完善的、符合人性化需求和現代生產需求的。
三、現代設計方法在礦山機械設計中的應用分析
1、仿生學設計技術在礦山機械設計中的應用。一件工業產品的具體設計會同時作用于技術、經濟、藝術三個特定行業。因此,整個工業設計的基本理念應該滿足這三方面的需求。下面讓我們就這三方面的內容具體談一下關于工業設計中仿生設計的具體應用。 (1)關于形態的仿生設計。在這方面筆者想要闡述的核心思想是形態仿生設計的來源都是大自然。大自然形形的生物為仿生設計提供了無窮無盡的素材。現代的優秀設計師就是從大自然中提取靈感,以生物的形態來對礦山機械進行系統的分析和設計,用生物的自然形態來獲得更好的生產力來源。這點毋容置疑,物競天擇的自然生態法則決定了在自然界中存在的生物都有其適合生態環境的特殊能力。現階段,形態仿生設計的理念越來越被現代礦山機械設計者所重視,通過系統化的分析和數據提取,更多的設計者完成了對礦山機械的生態外形改造,并應用于具體的礦山機械制造當中。(2)關于功能的仿生設計.所謂的功能仿生設計理念是通過對整個自然界的生物本身構造和功能進行系統的分析后提取數據,再根據礦山機械設計的具體需求加以功能性融合。功能仿生設計源于自然生物的本身,自然生物本身所具有的功能是我們值得借鑒和模仿的,并且可以最大限度的應用于當前礦山機械設計的需求當中。當這些自然功能和實際功能能夠完美的融合之后就會衍生出現代礦山機械的新時期功能。這對于整個礦山機械設計技術而言具有的優勢是無法估計的,也是今后礦山機械設計發展的方向之一。
2、綠色設計理念在整個礦山機械設計體系中的應用。(1)設計方法。礦山機械在運行中會產生很多有害物質,對自然環境產生直接的影響,比如礦山機械的配套動力設備大多都是柴油機,因為柴油機在工作中會出現較大的噪聲以及排放較多的顆粒物,尤其是那種大缸徑的柴油機,其產生的噪聲以及顆粒物等都會對環境產生較嚴重的影響。所以對于礦山機械的綠色設計就是基于環保技術的設計。從整體系統的角度出發,綠色設計就是整個系統的核心所在,在礦山機械設計中就是針對其結構的設計,比如可拆卸的設計,以及對于選擇材料方面、環境設計方面、包裝設計方面的創新。其中的關鍵環節就是對于環境的影響評價,這一點是要貫穿在整個系統全過程中,主要用于企業礦山機械設備的戰略性開發以及設計和制作過程。 評價指標體系的建立,主要可以從生態平衡以及廢棄處理等幾個方面。其中對于美觀以及使用的舒適度、礦山機械的零部件和廢棄部件的回收都是要貫穿在設計、制造以及使用和回收全過程中。因為對于礦山機械的設計以及開發中,在各個階段其工作都是交叉進行的,所以就必須要建立一個完善的環境來讓內部可以交叉運用。一方面,要把各類信息進行篩選后及時傳達給決策者,另一方面就是有利于反復使用。 (2)礦山機械綠色設計中的技術。在礦山機械的綠色設計中,最為核心的技術主要有以下幾點:第一就是針對數據管理的技術,第二就是針對建模以及仿真技術,第三就是針對評價方面的技術。關于數據管理技術,這里我們會提到一個術語,那就是Pdm,也就是數據管理技術是在對礦山機械進行綠色設計中一個關鍵的技術,也是在礦山機械整個生命周期中每個環節都需要的一種對于大量數據和信息,包括了綠色資源以及工程規范和技術文檔等進行管理的技術,可以按照要求把數據或者信息傳遞給指定位置的指定工作人員。另一方面關于建模數字化仿真技術,為了可以達到在礦山機械中進行綠色設計的目的,可以通過大量收集和整理設計、運行中的數據和信息來建立礦山機械的生命周期模型。在建模的基礎上可以實現在不同部門之間的協同合作,利用這種仿真技術來對礦山機械的開發和設計、制作和測試以及后期回收和二次處理等進行全方位的仿真,這樣可以更好的發現其中的問題以便解決問題。再者就是綠色度的評價,對于礦山機械的綠色度的評價,除了有操作性的指標以及保養性指標之外,還有經濟性的指標以及環保性的指標,在評價的過程中應該重點強調機械對于環境的負面影響,其中對于操作性的指標就是對傳統的對于功能合理性以及安全性指標的綜合;保養性指標就是對其可靠性的延伸;經濟性指標中,包含了因為考慮礦山機械的綠色設計而有可能會增加的成本,比如說對于廢棄物的處理等;環保性的指標就是在綠色設計有的評價體系,要對于礦山機械生命周期內的所有過程都進行全面的評價。
四、結束語
相對于傳統設計方法有了長足的進步,與傳統的機械設計方法相比現代機械設計方法有以下三個特點:高效性、安全性、智能性。相較于以往的生產需求層次,傳統的機械設計方法已經無法滿足現代礦山的生產需求。現代設計理念秉承著生態、智能、綠色的原則。
參考文獻:
關鍵詞:機械設計制造及其自動化;設計原則;發展方向
中圖分類號: F407 文獻標識碼: A
引言
縱觀我國國民經濟中各行各業應用到的技術裝備,它們的生產來源就是我國的機械制造業。這個產業的存在,可以不斷完善我國的工業體系,使工業發展越來越壯大,從而提高我國的經濟實力。隨著機械技術的不斷發展和完善,現代的機械自動化較之傳統的機械設計制造,更具有高效率、節能節約材料、多功能化等特點,更能滿足人們和生產生活的需求,從而帶來良好的社會和經濟效益。因此,我們必須更加注重機械設計制造及其自動化的發展,了解它將來的發展方向后,才能更好掌控它,充分利用它為我國的經濟發展服務。
一、機械設計制造及其自動化的概念及特點
1、機械設計制造及其自動化的概念
機械設計制造及其自動化技術是在各種各樣先進的機械技術的基礎上產生而來的,這種系統工程技術將微電子技術、計算機技術、機械技術、信息技術、電力技術和軟件編程等眾多技術融為一體,以系統功能目標為指導,以優化組織結構為生產目標,在高質多能、低能耗、高可靠性的原則之上,最大限度的實現既定的功能價值,達到整個系統最優化的最終效果。
2、機械設計制造及其自動化的特點
傳統的機械設計制造和現代的機械設計制造及其自動化,兩者本質上的區別在于自動化和智能化。現代機械制造業的智能化特點,并不是由于它是多種技術的單純疊加,而是它將多種技術融為一體,實現了整體上的協調統一。而對于機械設計制造的自動化特點,它的系統是一個綜合的概念,在對它的系統進行設計的時候,必須要能滿足輸入端所需的輸出值,這其中包含了機電一體化的含義。機械技術制造及其自動化的核心是為了滿足其功能的內在要求,把產品的設計、制造和實現它的功能作為一個整體,以整體的觀念來看待。
二、機械自動化系統的優勢
1、提高了生產效率
產品在生產時,采取了控制自動化和信息自動化,減少了操作中的失誤,變得易于控制。機械自動化系統的發展,提高了生產效率,能夠及時發現錯誤根源。自動化控制系統使得設備按照原先規定好的流程開展運作。模擬仿真技術,不斷改善生產環節。機械自動化不但完成了操作自動化,并保證了產品質量。以計算機進行控制,能夠修改編程,使生產產品富有多樣性。由此,產品更新換代速度加快。
2、便于維修和調整
機械自動化系統應用了計算機技術,可依據產品需求調試安裝設備,生產出所需的產品。調整控制程序能夠以多種手段輸進控制系統內,不用對機器部件進行拆除。任何一種自動化產品都要確保設備存儲的能力,在存儲設備中存入每一種型號。再次使用時調出執行程度,保障自動化生產的進行。檢測技術可對事故自動修復,確保其穩定性。多數機械利用電子技術,減少了以往的生產開關數量,便于工作人員操作。工作內容都預先設定過,系統能夠進行自動轉換和自動循環。現如今,依據被控對象,可自動調整好自動化產品。
3、降低安全隱患
運用機械自動化,首先要確保生產設備的穩定性和安全性,提前控制生產過程中的危險狀況。每一個環節都需設置監控設施。生產設備運作過程中出現故障,可自動診斷和報警。機器運轉時,倘若出現過流、過載、短路和過壓的電力故障,可將其轉換至新工作模式,并及時把電路切斷。機械自動化,可減少大型設備事故的發生。機械自動化設備內部也有著較多電子元件,能夠代替易摩擦部位和可動構件。如此,在機械生產過程中也會減少事故發生的可能性。機械生產變得更為可靠。
三、機械設計制造及其自動化的發展方向
1、機電一體化
科技的不斷創新與發展,推動了機械設計制造及其自動化的發展,機電一體化也由此產生,嚴格意義上,機電一體化是結合了多方面的信息技術而產生的,它是社會發展到一定階段的產物。在現代機械設備中起到了至關重要的推動作用,同時也說明了機械設計制造及其自動化的重要標志就是機電一體化的出現及其發展。
2、網絡化、虛擬化
回顧以前的機械制造業,制造出一種產品的整個過程是:圖紙設計―成品試驗―完成設計。在這整個過程中,會浪費大量的經濟費用還有人力、物力、時間等。鑒于互聯網的逐步推廣,越來越多的行業開始充分利用這一技術來進行操作,機械自動化也開始加入這個行列中來,及時的傳輸分享數據,讓雙方不再受空間距離的限制,可以毫無障礙地溝通交流,由此提高了產品的性能和競爭力。所以,網絡化和虛擬化是機械設計制造及其自動化未來的發展趨勢之一。
3、人格化
機械自動化產品的人格化發展是在智能化基礎上發展而來的,也是對于高端的智能產品而言的。演技人員模仿生物機、研究的許多機械自動化產品都是在研究動物的基礎上進行的,所以,研究人員越來越想探討機械自動化產品人格化可不可行,而一旦機械自動化產品人格化一定會成為世界的重大改革。
4、微型化、模塊化
微型化又被稱為微機械自動化,是指運用納米、微米等先進技術,縮小產品的體積,這樣耗能少、成本低、使用靈活。由于納米等技術的不斷普及,機械制造業也必然會采用這一技術運用于制造過程中,因此微型化也是它的發展必然趨勢。模塊化則是極具難度的一項工程。產品種類的多樣性、生產廠家眾多,研發出有電氣、標準機械、環境、動力等接口的產品單元就顯得十分的必要,并且模塊化的發展可以給機械制造業帶來光明美好的前途。
5、智能化
機械設計制造及其自動化產品的一個重要的標志就是智能化,智能化也是機械設計制造及其自動化這一項技術在發展過程中的必然趨勢,它在機械設計制造及其自動化的發展中起著非常重要的作用。使機械設備在運行中變得智能化,不僅僅能夠提高機械設備在運行中的工作效率與質量,還能夠有效的保證機械設備在運行過程中的持續性、穩定性、安全性。
6、生態化
隨著科技的不斷發展,人們逐漸認識到環境因素對經濟發展的影響程度。由此誕生了綠色生態的理念。機械設計制造的綠色設計,是最大化的利用資源獲得新型的綠色產品設計。產品設計的過程中,以產品環境屬性為主,既滿足環境的需求,也要確保產品的經濟性和基本功能。所謂的綠色產品,既要有特定的使用功能,也不能對周邊環境和人的身心健康造成損害。人們推進可持續發展戰略,必然會走向生態化的發展道路。現代機械設計注重生態化,既能夠減少資源損耗,也能提高產品的競爭力和使用質量。
7、系統化和定量化
現代機械設計制造把傳統設計內的類比設計和經驗都提升到理性和邏輯性的程度,形成了系統中的新型設計方法。把機械產品作為整體的系統來觀察,通過計算機技術,可以將人和環境的關系進行協調。所謂的機械設計制造系統化,是將總系統分為多個子系統,并利用現代設計的方法和理論,將子系統進行協調,實現系統化的最終目標。如果是傳統的設計方法,在分析過程中是靜態的,是憑著經驗去感知。因此不能夠采取動態化的定量設計。實際工況不能用傳統設計方法進行反映。機械產品完成功能設計,是在隨機動態的情況下開展的。由此可以看出,機械設計的未來趨勢將會向定量化發展。現代機械設計對零部件和材料的損傷都進行了充分的考慮,使用數學歸納法和有限元法可以更好的進行機械設計,從而提升了機械設計的成功率。
結束語
在現代的工作中,使用機械設計制造及其自動化設備已經變成了一種必然的趨勢。那么機械設計制造及其自動化的發展方向的問題便成了重中之重,本文主要就此問題展開論述,相信人們在不斷進取的過程中機械設備也會不斷的為人類做出越來越大的貢獻。
參考文獻
[1]武永利.機械制造技術新發展及其在我國的研究和應用[J].機械制造與自動化,2010.
[關鍵詞]機械設計;材料選擇;意義;應用
中圖分類號:TH122;TH140 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)27-0383-01
引言
機械行業的發展推動經濟的發展,使人們的生活更加現代化,而在現代化的生活背景下,科學水平日益進步,從而又推動機械行業的進步。機械設計是機械生產的第一步,它直接影響到機械的使用性能。機械設計是在人力、物力、制造成本等多種限制條件下,做出最佳設計方案,讓機械能夠處于最佳的運行狀態。隨著機械行業的逐漸發展,對機械材料的要求也越來越高。合理的材料選擇和應用不僅可以提高機械運轉性能,還能保證材料的合理使用。本文以機械設計中材料的選擇與應用為論述核心,對設計材料類型、設計材料應用的要點等進行深入分析。
一、機械設計中材料的選擇和應用意義
隨著機械設備需求量的不斷增加以及機械設備使用概率的不斷提升,使得人們對機械設備質量和功能的要求也越來越高,因此做好機械設計工作對于機械設備企業來說具有十分重要的意義。其中材料是構成機械設備的最基本元素,材料選擇是否科學、應用是否合理將對機械設計的質量造成巨大影響,因此在機械設計中一定要做好材料的選擇與應用工作,一方面確保所用到的材料具備適用性和實用性,另一方面還要盡量考慮經濟性和環保性等方面,以使機械設計行業實現可持續的發展。
進行機械設計選材時,要充分重視材料選擇的合理性,要利用好每一份的機械設計原材料,要對機械設計的結構和功能進行綜合性的評價,同時要結合現代材料資源的現狀,合理選擇機械設計材料,從而實現機械工程的應用性發展,這也使得機械設計時材料選擇和應用過程當中所重視的每個要素成為將來實現機械工程可持續性發展的一個關鍵。
二、材料選擇原則
1、實用性
在進行機械設計機械材料選擇的時候,第一步需要考慮的就是材料的實用性,是否滿足機械工作性能的要求,按照機械設備需要承受的工作性能進行相應的材料處理,例如在材料的熱處理,加工切削,實現其內應力,硬度、韌性、表面粗糙度等方面的處理,以達到材料需要達到的基本要求。同一類零件安裝在不同位置的時候,所承受的外向應力是不同的,需要對其進行的處理也是不同的,在選擇相關的材料時需要充分考慮其實用的具體情況。
2、環保性
實現機械設備的環保性是實現相關設備具有長期發展的決定因素,因為現代社會對環境保護的重視程度不斷提高,國家也加大對工業企業環保工作的管理力度,因為機械材料的熱處理等環節可能會對周邊的環境產生影響,需要在進行機械設計的時候,刪去一些不必要的熱處理,這樣可以降低企業在進行熱處理過程中產生的環境影響,降低企業能耗,這些都是需要在進行機械設計的時候重點關注的,刪掉機械設備在材料上不必要的一些工藝流程,這樣可以達到環保性的考慮。
3、低毒性
在機械設計中,一些機械材料本身就帶有對人體有害的物質,人們如果長期使用這些材料,會對身體造成一定損害。可能會含有鎳、鉛、六價鉻、砷等元素,這些元素往往都會對人體健康產生不利的影響,即便在加工過程中做好防護措施,使得加工過程對人體不產生有害影響,也會由于其隨著廢棄物排放到外界環境中,在污染環境的同時,在生物體內完成積累,從而對人體產生間接影響,因此在實際工作中要謹慎選擇。
4、可回收性
隨著機械化建設的不斷消耗,金屬產量也逐漸減少,這使機械化發展受到一定的限制。在機械設計中比較常見的是鋼材料,而鋼材的品種比較多,給回收工作帶來了一些麻煩。不同的金屬元素混合,造成回收工作的浪費。因此,在保證機械工程行業可持續發展的同時,還要保證選取一些可回收循環利用的材料。
三、機械設計中的材料選擇和應用
1、實用性機械材料的選擇應用
在選擇機械設計材料的時候,首先應該考慮的是材料的實用價值和功能特征。在進行機械設計的時候,通常材料都是根據具體的工藝指標需要進行鑄造、加工、切削以及熱處理等。工藝不同,對材料的需要也不同,對材料的選擇十分嚴格,并且一定要適合其設計需要。耐磨性與材料的強度是機械零件加工前必須考慮的問題,與此同時,也要兼顧零件的外觀,需要滿足不同零件的需求特征,選擇正確科學的材料進行加工,以滿足機械工藝的需要。
2、載荷類型機械材料的選擇應用
機械設計在加工的過程中,機械材料可能會出現失效的現象,在機械零件被應用到機械運行狀態下,可能會出現抑制失效的問題,這些問題都是在設計選擇材料負荷能力上存在的差異造成的。為了可以有效的保證機械設計的正常應用,這就要對機械設計材料的選擇應用進行嚴格的掌控。在選擇材料時,要對材料荷載能力進行估算,結合設計的需求,合理的選擇性價比較高的綜合荷載能力強的優質材料。
3、無害機械材料的選擇應用
機械設計過程中,許多材料屬于危險材料,舉例而言Ni元素,危險性元素一方面會對環境造成一定的污染,另一方面還有可能會對人身體造成傷害。因此,必須要把安全隱患扼殺在機械選材的環節,注意加強材料的檢測手段和強度,嚴把檢測關,防止由于各種原因而導致的有害材料混入到機械材料與機械設備中的情況。
4、低耗型材料的選擇和實踐
為了能夠進一步促進機械行業的健康發展和持續進步,在進行機械材料的選擇時,應當盡可能選擇環保型的材料,既有利于節約資源,也有利于保護環境。首先,盡量不要使用熱處理工藝來進行材料的處理,因為熱處理工藝會對材料的使用壽命和使用效果造成一定的影響,更重要的是會影響到周邊環境質量。因此,在機械材料的處理過程中,我們應當首先考慮熱軋狀態或冷軋狀態下可以進行使用的材料。如果材料必須要經過熱處理工藝時,我們可以選擇熱處理程序相對較少的材料。
5、可回收機械材料的選擇應用
機械設計中相當一部分零件都是金屬制成,而金屬的產量有限,隨著機械化建設的消耗,已經越來越稀薄,這也使機械化發展受到限制。鋼材的應用在機械設計中比較常見,而鋼材類型眾多,對于回收工作帶來一定的困難。不同類型金屬元素混合,導致回收工作中浪費材料。所以,在保證機械工程行業可持續發展的同時,必須保證選取可回收循環利用的機械加工材料。
結語
我國社會經濟發展水平的不斷提高,科學技術也在不斷進步,在這種助力之下,我國的機械化行業也在不斷的取得新的發展和突破口,但是機械化建設的發展也造成了大量的機械原料的消耗和不可避免的浪費。這種情況下,為了降低資源的浪費,必須科學合理的選擇和應用機械原料,順應可持續發展的戰略方針。因此要對機械設計的具體需要有足夠的分析認識,并且要了解材料的特性,從經濟適用性、綠色環保以及安全可持續的原則來選擇利用新型的機械設計材料,以此來促進我國機械化的蓬勃發展。
參考文獻
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關鍵詞:機械設計;設計方法;發展趨勢
引言
隨著科學的發展和技術的進步,機械的設計也引發了前所未有的變革,新材料新方法的引入,新工藝新手段的應用,都為傳統的機械設計工作帶來了新的思路。所以,現代機械系統設計的工作者想要設計出符合產品的市場定位以及使用功能的產品,除了要求機械系統本身要實現其預期的功能之外,還要設計出物美價廉同時運行可靠,操作方面同時環境污染程度比較小的設計作品。設計者也只有通曉多方面的技術,才能夠設計出這樣的作品出來。
1.現代機械設計的特點分析
從設計本身需要實現的系統功能的角度分析,其主要的包含了動力系統、傳動系統。執行系統以及操作系統等的部分。每一個系統之間相互配合,但是在其內部又能夠分成無數的小系統。現代化的機械設計特點無疑是很鮮明的,不但要求設計者對于產品的工作原理、結構、運動方式以傳遞方式等等的部分進行構思和設計,而且需要設計者能夠融匯多門科學知識,比如美學、仿生學、價值工程等的內容,只有這樣的設計才能夠在市場上具備相當的競爭力。
2. 現代機械設計方法的主要內容分析
現代的機械設計大都是采取科技化的手段改造傳統的設計工藝,其核心的設計方法主要可以分為以下的幾個方面:
2.1.數字化的設計方法
產品在其生命周期內的數字化建模是現代化的設計核心之一,其主要包含了在全局產品的信息定位下,以計算機來支撐其生命周期內部的全部生產過程,在這個過程中,就必須要使用計算機能夠理解的數字化定義來給出鏟平生命周期的過程。同時,產品已經成為了數字化的生產共苦,也就是說,現代化的機械設計已經成為了計算機的輔助工具,能夠實現與計算機的對接,并且能夠理解計算機的指令輸出。對于產品來講,在生產中也是需要數字化管理手段的,也就是在整個生產管理的過程中都要使用計算機對于產品的生產和研發過程進行控制與管理。
2.2.網絡化的設計大趨勢
設計網絡化的趨勢主要是在計算機硬件的支持下所實現的信息資源貢獻,采取的是團隊工作的模式,這樣的工作方式是不受地域的限制的,能夠快速的通過異地的配合實現設計。其能夠實現強強聯合,優勢互補,并且能夠在很大程度上提高設計部門的產品設計能力。我們知道,傳統的設計方法往往都是要采取一系列的串狀工作模式,在設計的過程中整個產品的開發處在一個相對靜態的過程中,這樣的模式使得在產品的設計階段不存在大范圍的信息交流,每個工序的工作人員只是單純的將所需要設計的部分完成。但是,隨著現代化設計過程中產品的復雜程度不斷的提高,在產品設計和開發的過程中就需要對于產品的設計狀況以及制造出來的質量、性能等部分進行決策。所以,在設計的過程中依然按照傳統的設計模式,就會在很大程度上擴大產品的設計時間,這對于企業在市場競爭中的地位是不利的。同時,現代化的陳平科技含量不斷的增加,使得傳統的單純依靠一家工廠設計產品的模式被打破,設計單位需要按照設計的要求,實現多家廠商的配合協同。在這樣的背景下,網絡化的趨勢也就成為了大勢所趨。
2.3.智能化的產品設計需求
智能化的產品需求指的是機械設計的自動化發展方向。也就是我們所說的智能機器人代替人類的操作,實現人機一體化的制造模式。在這樣的基礎上,智能制造技術通過不斷的完善,已經有了比較好的應用。現代化的機械設計方法中,逐漸的出現了智能化的設計取向,其時的產品的設計人員不必了解全部的開發細節,而是通過機器人實現設計的最終制造。
3.現代機械設計方法的發展趨勢分析
3.1.全球化模式
全球化的概念是隨著互聯網技術的不斷發展以及經濟全球化不斷的深入才出現的。反映在制造業就是傳統的市場出現了國際化趨勢,銷售也在全世界的范圍內展開,產品的設計在這樣的背景下就必須要實現國際化的標準,甚至需要通過國際合作來完成,比較典型的例子就是波音747的設計和制造是在幾十個不同的國家上百家廠商的合作下才完成的。全球化的模式為現代化的機械設計帶來了前所未有的機遇,也帶給了人們前所未有的挑戰。
3.2. 綠色化的設計方式
隨著社會的發展和人類技術的進步,人們越來越發現我們生活的大自然與我們的發展是息息相關的。人們在享受著技術進步所帶來的生活便利的同時,也在經受著資源的問題以及環境的問題。所以,在設計中的綠色化方向是將來設計的一個主流的方向。這對于解決我們當前的資源問題,保護我們賴以生存的自然環境有非常重要的作用。現階段的綠色化設計方法就是在選擇材料的過程中盡可能的選擇那些可重復使用,可降解的材料,同時,最大限度的利用現有的資源進行設計。這是當前我們解決世界環境問題和資源問題的根本所在。
3.3.人性化的設計理念
在設計中,人性化的設計理念表現在兩個方面,首先就是對于客戶來見過的個性化設計理念,按照客戶所給出的要求,小批量的生產客戶所要求的產品,這就要求設計者能夠快速的設計出客戶所需要的產品,在與客戶交流的基礎上實現生產。同時,人性化的設計理念還表現在所設計出的產品要能夠滿足人的生理以及心理的要求。要保證能夠形成一個人機互動的環境,使得人們在使用機器的過程中能夠愉快的投入到工作中去。
4.安全化的生產要求
這本來是機械設計的一個最重要的原則,但是隨著人們對于安全生產的要求越來越高,人們所關注的不僅僅是機器能不能直接的對人的身體造成表面的傷害。人們現階段已經對于機器在運行的過程中所產生的噪音、輻射乃至心理上的影響都有所關注,這就要求設計者要從人性化的設計角度出發,以現有的科技規避機器設計中的安全風險。
參考文獻:
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