夏俊海

摘 要：現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)主要有4種，分別為優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)、全壽命周期設(shè)計(jì)技術(shù)、綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建技術(shù)。而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的理念是結(jié)合信息化的手段，綜合思維方式，通過(guò)精確的數(shù)據(jù)分析反復(fù)進(jìn)行操作從而完成設(shè)計(jì)方案的過(guò)程。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)原則;創(chuàng)新方法

中圖分類號(hào)：TH122? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

隨著科學(xué)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各類產(chǎn)業(yè)在自身的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中也在逐漸地從傳統(tǒng)模式中尋求創(chuàng)新和突破，不再一味地注重大型的生產(chǎn)和制造，更多的是向著精密化和科技化的方向發(fā)展。這種轉(zhuǎn)換滋生了許多新型產(chǎn)業(yè)形式的發(fā)展，它們?yōu)榱四軌蚋玫鼐S持自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位，對(duì)新技術(shù)的關(guān)注和重視程度相較于以往而言有了更深層次的發(fā)展。同時(shí)也意味著，傳統(tǒng)的社會(huì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)會(huì)處于更好地保持市場(chǎng)地位的目標(biāo)上思考問(wèn)題，轉(zhuǎn)變自身的發(fā)展模式，讓自身的應(yīng)用范圍可以于新型的領(lǐng)域相對(duì)接，而不僅僅局限于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

1現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新要求與原則

（1）現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新要求?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新需求，通過(guò)創(chuàng)新的機(jī)械設(shè)計(jì)原理，突出機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能和技術(shù)的特點(diǎn)，提高現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)用性、功能性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新需要個(gè)性化，需要強(qiáng)大的實(shí)用性和標(biāo)準(zhǔn)量化創(chuàng)新，同時(shí)也要滿足市場(chǎng)需求。機(jī)器設(shè)計(jì)產(chǎn)品應(yīng)便于批量生產(chǎn)和功能部署，人機(jī)交互的合理性和可操作性強(qiáng)，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新需要可靠性和經(jīng)濟(jì)性，機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的安全性和市場(chǎng)價(jià)值決定了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)價(jià)值。

（2）現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新原則?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新原則包括：機(jī)械功能多樣性，經(jīng)濟(jì)效益最大化，對(duì)現(xiàn)有單機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、制造成本等功能進(jìn)行折現(xiàn)，使現(xiàn)代機(jī)械的功能多樣化，滿足增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。功能性、健康安全的機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)將逐步形成，注重機(jī)械設(shè)計(jì)和制造成本的控制，應(yīng)使產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法

2.1新型技術(shù)

1）虛擬軸基床位整合技術(shù)。這是一種創(chuàng)新現(xiàn)代技術(shù)的智能應(yīng)用技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)床、機(jī)械設(shè)備之間的生產(chǎn)融合，控制生產(chǎn)機(jī)床的整體操作，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械整體生產(chǎn)工作流程。此外，該技術(shù)還具備了結(jié)構(gòu)化、模塊化等產(chǎn)類特點(diǎn)（生產(chǎn)分類），在該技術(shù)的使用過(guò)程中，它除了能有效減少成本投入，還能得到規(guī)范機(jī)械產(chǎn)量的重要保證，從而提升整體設(shè)備的使用效率。基于此，開技術(shù)的研發(fā)勢(shì)在必行。2）微細(xì)納米整合技術(shù)。該技術(shù)是基于傳統(tǒng)切割技術(shù)的升級(jí)版，也是實(shí)現(xiàn)切割細(xì)小型零件構(gòu)造需求的主要技術(shù)。它能在實(shí)際切割運(yùn)行中，對(duì)直徑為0.01～0.02nm的芯片進(jìn)行精準(zhǔn)切割并對(duì)其進(jìn)行妥善處理。此外它還能針對(duì)芯片的整體材質(zhì)進(jìn)行分析，憑借計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能，合理選出切割點(diǎn)，故被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中。

2.2并行設(shè)計(jì)（CD）

并行設(shè)計(jì)有一種不同于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的串行模式。并行設(shè)計(jì)是一種對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）進(jìn)行并行和集成設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化工作模式。是在產(chǎn)品開發(fā)的初始階段（即規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段），就以并行的方式綜合考慮其壽命周期中所有后續(xù)階段，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)順序不跳步，相比較來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)成本高，而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了節(jié)約設(shè)計(jì)成本和周期，提高機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量以及效率。

2.3綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)

這個(gè)技術(shù)要求機(jī)械產(chǎn)品在其使用的過(guò)程中要符合環(huán)境保護(hù)的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括：面向環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)，就是在機(jī)械產(chǎn)品整個(gè)使用的過(guò)程中要增加其可拆卸性、可回收性和可重復(fù)利用性等屬性，把這些屬性作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，讓機(jī)械產(chǎn)品具備這些屬性;面向能源設(shè)計(jì)技術(shù)，機(jī)械產(chǎn)品在整個(gè)使用周期里要對(duì)環(huán)境的影響小，對(duì)資源的消耗少。機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初就要增加可裝配性和可重復(fù)的使用性。

2.4簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)

以往的機(jī)械設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往需要綜合考量產(chǎn)品的功用以及特點(diǎn)等從而進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，實(shí)際的產(chǎn)品或者包裝往往可適用范圍不廣，且擴(kuò)展性等方面也有待提升?；谀K化的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)全系列的覆蓋，如若客戶需要提貨，則只要對(duì)其進(jìn)行模塊化的更換即可。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)往往需要對(duì)每一個(gè)的零部件進(jìn)行仔細(xì)的考量與分析，需要設(shè)計(jì)人員具備更為全面的以及專業(yè)的知識(shí)素養(yǎng)，同時(shí)整個(gè)的設(shè)計(jì)周期以及實(shí)際投入也會(huì)更大，產(chǎn)品的生產(chǎn)制造周期也會(huì)被進(jìn)一步的拉長(zhǎng)。而基于模塊化的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)人員將從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中進(jìn)行解放，無(wú)需單獨(dú)的著重的考量全部的機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)，而只需要注重對(duì)當(dāng)前模塊的設(shè)計(jì)與優(yōu)化即可。

2.5模塊化設(shè)計(jì)理念應(yīng)用

依據(jù)已有的一些立式車床的結(jié)構(gòu)形態(tài)與模塊化設(shè)計(jì)需要，模塊劃分的原則主要?dú)w納為以下幾方面，首先，以單獨(dú)的功能作為劃分單元，即對(duì)劃分完成后的各個(gè)結(jié)構(gòu)具有功能上的獨(dú)立性。這樣的設(shè)計(jì)模式一方面有利于后期組裝拼接完成，另一方面則可以組成為多個(gè)類型的產(chǎn)品;其次，以部件作為模塊，這樣的設(shè)計(jì)使得各個(gè)模塊具有一定的完整性，且組合裝配時(shí)的質(zhì)量也能得到更好的保障;另外，基于組件作為模塊，將各個(gè)功能進(jìn)行細(xì)分后，還需要對(duì)各個(gè)部件中的組件進(jìn)行劃分，從而基于更換以及取舍零配件的方式，使得部件具備不用的功用與性能。這樣的更換方式無(wú)疑比整個(gè)的進(jìn)行更換更具經(jīng)濟(jì)效益，且靈活性更高。除此之外，在進(jìn)行模塊化的劃分期間，還應(yīng)當(dāng)注重對(duì)大件的模塊化設(shè)計(jì)，大件的組合應(yīng)當(dāng)規(guī)范且利于組合與拆分，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考量各個(gè)模塊的拓展空間，從而利于新型技術(shù)等的擴(kuò)展不會(huì)對(duì)當(dāng)前模塊產(chǎn)生影響。

2.6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，英文是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的縮寫。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助機(jī)器的設(shè)計(jì)，從而大幅提高了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)效率。通常，對(duì)以前設(shè)計(jì)的機(jī)器模型進(jìn)行建模，并進(jìn)行圖形處理和工藝分析，而CAD將機(jī)械設(shè)計(jì)的物理模型轉(zhuǎn)換為數(shù)字模型，以便對(duì)每個(gè)產(chǎn)品的狀態(tài)和工作參數(shù)進(jìn)行分析。

2.7全壽命周期設(shè)計(jì)技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)要求設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過(guò)程中除了要對(duì)產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)考慮之外，還要對(duì)產(chǎn)品的規(guī)劃、制造、營(yíng)銷、運(yùn)行等一直到其回收再利用的全過(guò)程都要進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)之初就要考慮到所有的環(huán)節(jié)，使產(chǎn)品在全壽命周期設(shè)計(jì)中得到優(yōu)化。這項(xiàng)技術(shù)主要組成部分有：并行設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品全壽命周期各個(gè)環(huán)節(jié)并行綜合考慮;面向制造的新技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中設(shè)計(jì)最優(yōu)方案，爭(zhēng)取一次成功。

2.8優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)

這個(gè)技術(shù)是在傳統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)背景下提出的，主要以提高機(jī)械產(chǎn)品的綜合性能作為目的。其主要的內(nèi)容包括：可靠性設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，主要對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)的故障原因進(jìn)行消除和預(yù)防，以解決產(chǎn)品的基本問(wèn)題作為出發(fā)點(diǎn)的一門工程技術(shù);防疲勞斷裂的設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)外界因素進(jìn)行研究，使材料不管在哪個(gè)環(huán)境下都具有很好的抗破壞能力;摩擦學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，主要根據(jù)理論基礎(chǔ)對(duì)工程表面的摩擦和磨損問(wèn)題進(jìn)行研究。

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)是一門復(fù)雜的學(xué)科，涉及面廣，理論面廣，過(guò)程復(fù)雜，隨著機(jī)械設(shè)計(jì)得到了較好的發(fā)展，創(chuàng)新設(shè)計(jì)也得到了加強(qiáng)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程的探索加強(qiáng)學(xué)習(xí)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的規(guī)律，提高設(shè)計(jì)的整體性和創(chuàng)新性，打破慣性思維，運(yùn)用科學(xué)有效的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出更符合時(shí)代、更先進(jìn)、更好地為社會(huì)和人民服務(wù)的機(jī)械產(chǎn)品。

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