第1篇：现代机械设计制造工艺综述

　　1现代机械设计技术的特点

　　总结上述所分析的现代设计技术特点，发现现代设计技术具有思维主动、功能完善、设计逻辑明确、设计强度高、设计周期短、耗费少且效益高的特点。如果将现代设计技术应用到机械设计中，实现现代化机械设计，则该类设计技术在实际应用时将具备以下特点：

　　（1）计算机技术的应用使现代化机械设计的步骤更加明晰，设计周期更短；

　　（2）现代化机械设计初始阶段能及时发现不良问题，所以机械发生故障的可能性较低；

　　（3）现代化机械设计同时考虑机械产品的动态与静态属性；

　　（4）现代化机械设计能充分利用计算机技术来实现设计方案优化、系统防真。

　　2我国机械制造技术的现状

　　目前，我国的制造业发展迅速，从不同方面分析，机械制造业可以从管理、设计以及制造工艺等几个方面进行分析。

　　2.1机械制造的管理

　　计算机管理制度对于机械制造业而言，是一种未来发展的方向。組织体制与生产模式的更新发展，营造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我国，这种管理机制还是比较匮乏的，只有很少的机械制造企业进行这样的管理。因此，我国应该加强机械制造的管理机制。

　　2.2机械制造的设计

　　工业发达国家都会采用先进的设计方法，并且不断更新设计数据。尤其是计算机辅助软件的应用、机械制造技术的应用，让更多企业开始了无图纸的机械制造。然而，在我国，则缺乏这种先进的计算机软件技术，或者是这样的技术应用并不广泛。因此，在这一技术层面上，我国需要努力与发展。

　　2.3机械制造的工艺分析

　　机械制造以高精度，高精细加工作为其发展的趋势。最新的技术，如微型加工、纳米加工技术、激光加工技术、电磁加工技术等等。这些技术都属于高端的加工技术，在工业发达的国家，这些技术应用较为广泛。而在我国，以上技术应用不多，还处于一种未开发、甚至是未普及的状态。因此，这些高端的技术在我国有待加强。综上所述，我国的机械制造技术还有很大的发展空间，很多技术都有待开发或者是普及。但从技术层面上而言，相对于机械设计、机械制造技术则有更大的发展潜能。

　　3现代机械设计环节

　　3.1共用性设计

　　设计人员在保证商业利润以及现有的生产技术条件下，产品设计要尽可能使所有用户在不同的使用环境下，都能得到安全舒适的使用效果。这种设计理念是在无障碍设计基础上发展起来的，工程领域的以人为中心理念的实践和延伸。

　　3.2并行设计

　　并行设计的主要优势是可以缩短设计时间，有效降低机械产品的设计成本。因此相对于传统的机械设计的串行设计过程具有巨大的优势。并行设计的基本思想是将机械产品从设计到制造和销售看成是一个相互联系的有机整体，在设计过程中要对涉及到的各个细节问题进行统筹考虑。

　　3.3逆向工程技术

　　逆向工程技术是指基于精确的几何测量数据，对于机械产品进行实物模型重构，从而实现机械产品的设计。要实施逆向工程主要应该解决形状反求、材料反求以及工艺反求等三个主要技术问题。这一工程设计技术为机械产品的快速设计提供了一个重要的技术支持手段。

　　3.4自上而下和自下而上的设计

　　自下而上的设计是指先生产出机械产品的各种零部件，然后再根据这些部件之间的关系进行组装。自上而下的设计是指先对机械产品的整体布局进行设计，然后根据总体布局的要求进行零部件的具体设计。

　　3.5机构仿真设计

　　机构仿真设计时，设计者首先要建立零部件的三维模型，其次在对运动部件及其相互约束关系进行确定，最后再进行机构分析。

　　4现代机械制造的先进技术及发展趋势分析

　　4.1系统化机械设计

　　系统化机械设计方法就是将传统的几个设计步骤进行有机的整合，将原来的多步骤设计整合为一步设计。这种设计方法有效的提高了机械设计的效率，让现代原来的机械设计变的更为方便快捷，增强了现代机械设计的连贯性。其次，这种系统化的设计方法仍然保留了各个设计要素的独立性，这是对设计方法进行逐步优化的结果，也正是各个设计因素的相对独立性决定了系统化设计方法可以不影响设计要素的功能和性质；第三，机械设计虽然表面实现了系统化但是其内部仍然存在着必然的联系，功能方面仍然存在其自身的层次性，这种设计方法对于现代机械设计的发展有着十分重要的理论意义和实践价值。

　　4.2电器机械的节能设计

　　在当今时代，节能是一个极富创新的理念，电器设备的节能不仅可以节约国家的电力资源，消费者的经济资源，也可以对环境的保护起到一个重要的作用。在对电器机械的节能设计中，其主要包括了对电器产品结构、电器的功能以及电器工艺三方面。在电器产品的结构上要尽量是能够简便，不能够采用过度消耗的零部件，减小电器产品的体积与重量。在电器功能方面，虽说要符合消费者的需求，但是要秉持着人机工程学的原理，降低使用者的使用强度与技术要求，达到人机和谐的目的。最后在电器工艺上，需要采用现阶段的最新的工艺，才能够将材料的损耗降到最低，保证电器产品的节能。

　　4.3现代机械的网络协同设计

　　一般来说，所谓的网络协同设计，就是通过利用现代的网络机制，将分布在不同地方的设计资源以及设计任务进行统一，以协同工作中的机制为基础对信息进行有效的管理，进而完成对机械产品的研发以及设计工作。随着现代IT技术的不断发展与成熟，网络时代中的宽带也得到了很大程度上的提高，所以利用现代化中多媒体实时数据的传输特性，一方面能够对机械设计中的相关数据进行了解，另一方面还能建立起数据平台，这个数据平台是以web为基础的，进而解决web中数据的修改、访问以及传输工作，从而进一步实现数据的共享，进一步满足现代机械设计过程中的技术要求。

　　4.4智能化发展

　　智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。智能化是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心里学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法、模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能，取代或是协助人类的工作。

　　5结束语

　　综上所述根据对当前我国机械设计制造工艺技术的现状以及发展的基本情况等进行深层次的研究，从深层次了解到机械设计制造的主要情况，以更好的应对当前国内外市场之中存在的压力。同时通过对机械设计制造的工艺技术进行细致的分析更加明确机械设计制造技术特征，明确其技术的难点进而使得后续工作的开展更加有章可循。坚定原则和思想以更好的促进当前我国相关领域之内的经济飞速发展促进相关行业迈向新的发展局面。

　　作者：高云鹏

　　第2篇：节能型机械设计理念在现代化机械生产中应用

　　从发明蒸汽机以来，社会形态正在发生翻天覆地的变化，而到了21世纪，由于社会发展需求的不断变化，使得社会的需求都不断提高，这种需求不仅体现在数量上，同样体现在质量上，而在经过两次工业革命后，机械化的程度不断提高，但是机械的运行需要能源来驱动，这就使得20世纪爆发的能源危机更加严重，也不利于国家长远发展，所以必须采取措施。而节能型机械设计理念是解决现代化机械生产中能源消耗率过高的重要措施，但是由于部分原因，节能型机械设计理念在现代化的生产中的应用现状并不理想。

　　1.节能型机械设计理念的综述

　　由于社会正在全面地进行生态文明的建设的同时不能放弃人类社会的发展，这也就需要人类在社会发展与自然和谐中寻求一个连接点，进而使得整个自然社会能欣欣向荣的发展，而节能型机械性设计的理念正是人类社会的一次尝试。

　　1.1节能型机械设计理念的概念以及特点

　　可持续发展战略日渐深入人心，而之所以出现生态文明失衡的现象，最主要的原因正是由于人类对于自然社会的需求过度，例如能源，而随着社会主义现代化的建设步伐的加快，机械运转消耗了大量的自然能源，这也使得众多有识之士开始对于现代化机械生产进行研究，而节能型机械设计理念正是所得到的成果之一。所谓的节能型机械设计理念，指的是在机械设计过程中融入节能环保的理念，这种理念的盛行主要是因为其在保证机械设备的日常工作效率，甚至提高了机械的工作效率的基础上使得机械在运转过程中的能源消耗率最大程度地得到下降，而且污染物的排放量也得到了控制，进而达到了环保节能的目的。而节能型机械设计理念的最主要的特点就是节能环保型，并且随着信息化程度的增高，也使得当前的节能型机械设计理念具有了一定的自动化能力，最大程度地达到控制能源消耗以及污染物排放的目的。

　　1.2节能型机械设计的方法

　　由于节能型机械设计在现代化机械生产中具有十分重要的作用，所以必须采取合适的方法达到节能型机械设计的目的。一般情况来说，节能型的理念要想达到目的应该通过能量守恒的方式，而这也是节能型机械设计理念能达到目的的最主要方式，根据能量守恒定律，可以通过节约动能、势能以及消耗功率的方式来达到是现代化机械生产最大限度地节约能源的目的。其中降低势能的方式是通过降低在机械设备工作过程中对势能的干扰，也就是降低机械设备的停顿时间，从而使得机械设备达到节能的目的，而降低动能的消耗可以通过降低零件之间的摩擦力使得动能损耗降低，将所有的势能转换成有效能量，而这可以通过增强零件的精准度以及精配度来达成；为了能最大程度地降低能源的消耗，就必须减少机械设备工作过程中的无用功的消耗，但是由于导致无用功的因素多种多样，所以可以选取性能更好的材料，进而使得节能型机械设计理念得到准确实施。

　　2.节能型机械设计理念在现代化机械生产中的必要性

　　在科技不断发展以及经济的带动下，各行各业都有了更广阔的发展空间，其中由于社会需求度的问题，使得在历史上出现了两次工业革命，而这也导致了前社会的机械化的程度越来越高，但是由于自然界不可再生能源的存储量日渐下降，这样就使得对于能源的保护逐渐提上了日程，而在社会日常的能源消耗过程中，机械生产的能源消耗量十分高，这也是节能型机械设计理念的提出迅速被广泛地接收并被重点研究的主要原因，而节能型机械设计理念在实际上达到了降低能源消耗的作用，并且提高了机械的工作效率以及工作性能，并在一定程度上贯彻了国家可持续发展的战略。

　　3.节能型机械设计理念在现代化机械生产中的应用现状

　　虽然节能型机械设计理念得到了广泛的关注，并贯彻实施，但是由于部分原因导致节能型机械设计理念的应用现状并不理想，而主要原因如下。

　　3.1认知度不够

　　由于节能型机械设计理念的提出时间尚短，而真正使用在现代化机械生产中的时间更短，这样就导致大量的设计人员以及高层人士对其存在错误的认知，认为节能型机械设计理念仅仅只是节约能源，而不能提高机械的工作效率，这在一定程度上导致节能型机械设计理念得不到一个好的平台来施展，并且绝大多数的设计人员受到技术上的限制，这使得其在进行节能型机械设计的过程中，常常只能从单一的角度出发，无法使得节能型机械设计理念得到更好的发展。所以为了解决这一现状，就必须吸取发达、先进国家的经验，锻炼设计者的逻辑思维能力，进而使得设计能够对节能型机械设计理念具有更为具体、多角度的理解，从而扩大节能型机械的应用以及普便性。

　　3.2人员存在素质问题

　　人员素质问题也是影响节能型机械设计理念无法达到目的地主要原因之一。认识保证一个企业、行业更好发展的关键，而在节能型机械设计理念的盛行下，绝大多数的设计人员都对其有了更深的了解，但是由于设计人员并不具备相应的专业素质，这也使得其在运用一些软件上存在一定的问题，因为一些辅助软件，如CAD、3DMAX等作图软件能够不仅能够使图纸更为立体，也能反馈一些信息，所以人员的专业素质问题是影响节能型机械设计更好的发展的重要原因之一。因此提高人员的专业素质也是十分重要的措施，而這可以通过不断地学习来加强，并在在职期间不断接受培训，加强起专业素质，同时企业也可以通过高薪聘请的方式提升自身的机械制造节能的能力，从而使得节能型机械设计理念得到更好的发展。

　　4.节能型机械设计在现代化机械生产中的应用

　　随着社会形态的不断变化，时间的推移，使得现代化机械化成为主要的社会生产力，但是机械的能源消耗率过高，不符合国家可持续发展的目的，所以节能型机械设计理念的提出使得其能在现代化机械生产中得到了更高的价值，而在日常生活中采取节能型的机械十分常见，例如一些性能极佳的汽车，而这也是节能型机械设计应用最广的机械，这也是这种理念使用的最为成熟的机械，而随着节能型机械设计理念在汽车领域中的成功，使得更多设计者将目光放在了更为大型的机械上，例如升降机，众所周知，升降机的使用十分广泛，但是升降机的能源消耗量也同样大，而且节能型机械设计理念正在向整个机械化社会进军，力求使得整个社会的能源消耗率在可控范围内降到最低。

　　结语

　　综上所述，节能型机械设计理念的运用使得社会上的能源消耗率得到了一定程度的下降，虽然目前节能型机械设计理念在现代化机械生产中的应用现状还不是十分乐观，但是绝大多数都是主观因素造成的，所以只要解决这些主观问题，就可以在一定程度上加强生态文明的建设进度，进而达到人与自然的和谐。

　　作者：张洲硕

　　第3篇：协同技术在现代化机械设计中的应用分析

　　1引言

　　近几年来，随着计算机技术、信息技术的发展，基于计算机的设计理论与方法学，显得异常活跃，由于信息化社会中人们工作的特点是群体性、交互性、分布性和协作性，20世纪80年代中期发展的计算机支持的协同工作正是适应了信息社会中人们工作方式的上述特点。

　　2协同设计的概念

　　协同设计是指为了完成某一设计目标，由两个或两个以上的设计者，通过一定的信息交换机制和相互协同机制，分别以不同的设计任务共同完成这一设计目标，它强调设计者采用群体工作方式，从而不同程度地改善了传统设计中项目管理与设计之间、不同设计阶段之间、设计与生产之间的脱节，以及设计周期过长，设计费用高，设计质量不易保证等弊病。协同设计具有如下特点：多主体性是指设计活动由两个或两个以上的设计者参与，而这些设计者通常是相互独立的，并且各自具有领域知识、经验和一定的问题求解能力。协同性具有一种协同各个设计者完成共同设计目标的机构，这一机构包括各设计者间的通信协议、通信结构、冲突检测。共同性多设计者要实现的设计目标是共同的，他们所在的设计环境和上下游的信息也是一致的。灵活性参与设计的人员数目可以动态地增加和减少，协同设计的体系结构也是灵活、可变的。随着对协同设计的深入研究，协同设计具有了更加丰富的内涵：协同设计是一个协同工作的过程，目前协同设计已经纳入到CSCW的计算框架之中，将协同设计视为CSCW的重要应用领域之一。协同设计是一个通信处理的过程，在这一过程中，通信与协调是最重要的问题，协同设计中应遵循通信规则。协同设计是一个知识共享和集成的过程，各个设计者必须共享数据、信息和知识。各设计小组内部必须能共享知识和设计经验，还要能从其他小组获取共享信息，各小组间应能相互传递对设计背景与目标的理解[1]。

　　目前对协同设计的种类划分没有统一的定论，多功能小组的合作开发都可以统称为协同设计。按协同设计的工作方式和组织方式可以将协同设计分为两类：基于分解组合的协同设计和基于反馈的协同设计，基于分解组合的协同设计是将一个设计问题分解成多个设计子问题，每一个设计子问题交给一个设计小组求解，最后将各子问题的解进行综合得到设计解；基于反馈的协同设计是从产品设计的全生命周期考虑，不同的协同小组从不同的角度参与到同一个设计问题中，其中包括从不同的侧面对一个设计解进行分析，反馈信息、修改设计[2]。

　　3协同设计在机械设计中的应用

　　协同设计涉及的问题相当广泛。因此，完整地表达协同设计所涉及的技术将是十分困难的，下面仅介绍在协同设计中比较重要的几项技术。

　　3.1设计的规划

　　协同设计的实施是以划分出的一系列子任务为基础，各个设计成员分担不同子任务的形式进行的。如果任务之间不存在任何关联、相互独立，那么这些任务可以并行完成，效率会很高，但设计问题的不良结构特性使得这种划分几乎是不可能的，任务之间存在着并行、串行、并发等各种复杂的执行依赖关系，并且任务之间存在不同程度的耦合，因此需要进行设计任务的规划。把设计任务的分解、描述及任务的分配称为设计的规划，目前如何寻找对设计任务的良好的描述方法并对子任务进行解耦成为协同设计的关键问题之一。

　　3.2人员的管理

　　人的因素在协同设计中起着重要的作用，人作为信息的生产者和消费者，其素质决定了设计最终能够达到的质量。个人有限的认识力与复杂多变的环境之间的冲突是设计中的突出问题。人员是个变动的因素，就设计者个人而言，他人的设计构成环境的一部分，而自己的设计又构成环境的另一部分。设计者通过对环境的认识和改变达到对设计任务的完成。设计者应能对任务的整体性有充分的认识。

　　3.3合作与冲突消除

　　人员之间的合作是协同设计中的基本特征。通常人与人的关系可以从完全合作到完全对立。协同设计中人员的关系是介于两者之间并偏向于合作端的。目前在协同设计环境中提供的各种通信手段和方式为合作奠定了基础，由于成员通过执行任务来达到对自己目标的追求，在设计中，成员之间即合作又对自己的利益有一定程度的坚持，因此如何通过对成员的管理来达到最优的设计还需要进行研究。冲突在协同设计中是常见的现象，它的出现反映了设计在不断向前发展，正确地解决冲突有利于设计的进行。

　　3.4信息共享和交流

　　实现信息共享和交流是协同的先决条件。在信息共享中有三方面的要求：准确、高效和安全。有关协同设计的信息的基本类型有两种，即设计对象信息和设计行为信息。在协同设计中，由于不同的设计者的学科不同以及任务相异，对设计对象的操作是在不同的抽象水平和层次上进行，因此需要从其他设计者处获取所需的信息[3]。

　　4结束语

　　设计任务的规划是协同设计能够顺利进行的关键环节，包括设计任务的分解、设计任务的描述以及设计任务的分配。任务分解是协同设计的前提保证，在进行任务的分解时，除了利用产品结构树以外，还根据产品部件之间的设计信息关系进行分解，并用设计过程图对设计信息关系进行了描述。任务的分解完成后，利用设计結构矩阵将图形结构转化成矩阵的形式。设计结构矩阵能表达出各子任务间的设计信息关系，帮助设计者认识到设计任务间更深层更本质的关系。

　　作者：任海冰