机械制造技术的概念十篇

机械制造技术的概念篇1

关键词:工业设计；机械设计制造技术；应用

在市场竞争愈加剧烈的今天，工业设计进程加快以及机械制造产业更新成为各大生产企业亟待解决的问题。作为工业生产企业核心竞争力的体现，工业设计及机械设计制造技术只有不断融合与创新，才能为工业生产企业创造出高额的经济效益，进而使企业在激烈的市场竞争中始终立于不败之地。

1工业设计及机械设计制造技术概述

1.1工业设计概念

工业设计涵盖美学、工学等学科，在工业革命后逐渐受到企业的重视。工业设计理念与时代的发展有紧密的联系，在工业革命早期，工业设计注重产品的实用性，使产品何人达到良好匹配，而随着社会经济的快速发展，人们审美以及工作环境发生巨大概念，因此在工业设计上，往往需要兼具实用性与审美性，通过工业设计一系列行为，满足人们的实际需求。

1.2工业设计的特点

从工业设计概念中，可以分化出工业设计的三个基本特征：综合性强、实践性强、时代感强[1]。在早期人们提到工业设计，往往联想到冰冷的机器，然而实际上，工业设计不单单的指工业产品设计，还包括产品制造过程各种问题的解决方法，因此这使得工业设计的综合性强。工业设计较强实践性主要体现在工业设计产品的实际成效上，工业产品为人们营造一个舒适的生活环境，因此其实践性较强。需要注意的是，不同的时代背景与时代需求，使得工业设计与时展的联系紧密，以当前时代背景来看，工业设计的基本需求应该关注产品的绿色、节能、环保，因此工业设计的时代感强。

1.3工业设计发展现状

自工业革命依赖，工业设计行业就以一种迅雷不及掩耳的姿态进行发展。在我国，虽然工业设计出现的比较晚，但是我国对工业设计的关注度一直偏移，通过大量财力与人力资源的投入，使得工业设计更加符合实际社会的需求。

1.4机械设计制造技术概念及发展现状

作为机械工程重要组成部分，机械设计制造技术的高低直接关系到机械产品性能的发挥。通常而言，机械设计制造包括产品设计、机械加工制造以及产品销售等多个环节，随着信息技术的加入，机械设计制造技术在不断进行改进，机械产品的进度与自动化程度在不断提升。从机械设计制造技术的发展来看，我国自主研发机械设计制造能力较弱，绝大部分的机械设计依旧依赖国外先进技术引进[2]。并且，我国依赖大量廉价劳动力，在机械产品的应用方面，更加注重研发技术层次较低的劳动密集化产品，因而使真正意义上的自动化、精密化产品的研发量降低，这就使得我国机械设计制造技术与国外先进技术有很大的差距。

2工业设计与机械设计制造技术的联系与应用

2.1工业设计与机械设计制造技术的联系

工业设计与机械设计制造技术两者相互作用，旨在全面促进工业生产企业的发展进程，并为工业企业创造更高的经济效益。机械设计制造的市场需求稳定化为工业设计的长远发展提供有力的保障，为了适应社会发展的需求，工业设计需要根据机械设计制造技术的方向进行不断的更新与观念改变，通过工业设计出满足人们审美以及生产实际需求的产品，并且在保证产品实用性能的基础上，加强对产品性能的检测，从而为工业生产企业创造出更高的经济效益。工业设计同时还为机械设计制造技术的发展提供更大的帮助[3]。在当前信息技术在工业设计中的广泛应用，使得工业设计更加注重产品的自动化以及人性化设计水平，并且在设计过程中还更加注重各种生活元素的添加，实现工业成品人性化，符合时展的需求，并且通过工业设计相关研究的不断推进，使得机械设计制造技术的现代化水平不断提升。

2.2工业设计与机械设计制造技术的应用

工业设计与机械设计制造技术两者的紧密联系，使得两者在实际使用中往往是相互渗透的[4]。在工业设计过程中中，相关的设计人员需要掌握机械设计制造技术的基础知识，包括产品结构、形式以及色彩等，使得设计出的产品兼具观赏性以及实用性，使人们能够接受相应的产品。而机械设计制造技术实践过程中，通过利用工业设计中的人体工学知识，使机械设计的人性化需求得到体现。并且现代工业设计绿色、环保理念的加入，机械制造平衡人、环境、制造技术之间的关系，为工业企业的稳定发展提供巨大帮助。在工业设计与机械设计制造技术的未来发展中，两者的结合还应持续推进。为了进一步提升工业生产企业的经济效益，相关企业需要不断概念生产及经营管理理念，不断依赖技术的进步以及技术创新来提升企业自身竞争力，加强技术研发与相关设计的资金、人力投入力度，通过制定相关的激励机制，使得员工工业设计理念更新不断加快。同时，为了加快我国工业企业的发展进程，相关的政府部门还应充分大会宏观调控作用，指导并鼓励工业企业进行创新与改革，使工业设计与机械设计制造技术向高技术、高水平、节能环保的方向发展，同时注重相关设计人才的培养，鼓励工业设计与机械设计制造相关研究，从而使我国的工业生产水平逐渐赶超发达国家。

3结论

总之，工业经济作为我国国民经济的重要组成，工业生产水平的提升与我国工业总水平、国民经济发展有紧密联系。因此，对工业生产企业进行设计与制造技术革新是必然的趋势，为了加快工业设计与机械制造技术的发展，要求工业生产企业不断更新理念、联系设计需求以及提高设计与制造人员的综合素质，以处理好工业设计与机械设计制造技术两者之间的内在关系，从而促进社会的健康与可持续发展。

参考文献

[1]刘晓玲.探索与思考计算机辅助技术与机械设计制造的结合[J].中国包装工业,2016(02).

[2]刘强.机械设计制造技术的发展现状以及工业设计与机械设计制造技术的关系[J].化学工程与装备,2016(12)12:235-236.

[3]马权,牛万龙,苗呈旭.机械设计制造及其自动化的应用的探析[J].四川水泥,2016(11):109.

机械制造技术的概念篇2

关键词：绿色理念；机械设计；机械制造；应用

当前我国经济和社会发展已进入节能、绿色、环保发展时期，以可持续发展为目标，重点在于绿色理念的应用。机械设计制造作为我国工业化发展的重要标志，是当前我国能耗污染的重要来源之一，要推行绿色理念，在机械设计制造中加大对绿色理念的运用是重点。

1 绿色理念的含义

机械制造是现代工业化体系的重要保障。机械设计水平是机械性能高低的决定性因素，绿色设计理念即生态设计、环境设计，综合考虑机械产品的整个生产周期，为提升生产效率，改善机械产品的可拆装性和可回收性等环境属性，从而节约资源，以此为设计目标，在满足机械产品使用性能、寿命以及质量等的基础上，最大程度满足环境目标的设计方式。这一设计方式主要遵循节约资源、降低能耗以及可循环再利用三大原则。将绿色理念贯穿于机械产品的全寿命周期，对于产品生产及使用效率的有效提升有重要作用。绿色理念的重点在于机械设计制造行业的可持续发展，实施无废物、可回收及高效率为中心的设计技术。

2 绿色理念在机械设计制造中的应用

1、绿色理念在机械材料上的应用

材料选择是机械设计的基础，在绿色理念下，材料的选择要以绿色环保类材料为首要选择，即选择那些能够在材料收集、产品制造、回收再利用和废弃物处理各环节中与生态环境协调性更强、对人体健康更有利的材料，并从各种材料之间的融合性、材料的经济性及环保性上，分析材料可能给环境带来的影响。在机械制造中，包含朋大量汞、铅等有害物质，用这些物质设计的机械产品，不仅可回收利用概率较低，更会对环境造成重大危害，因此，要贯彻绿色设计，就必须慎重选材。首先要保证选材能够满足机械性能要求，确保材料的使用性能。其次，材料结构和形状设计要具备可实现性，遵循材料加工工艺原则，确保产品能够成型，保证材料能够得到充分利用。在设计中，尽量减少材料的使用种类和数量，以提高可回收再利用的概率。最后，要确保材料的选择能够适应更复杂的工作环境，材料要具备耐高温性、抗冲击性以及耐腐蚀性等。

2、绿色理念在机械设计上的应用

设计方案是机械设计的基础，设计水平的高低与机械性能高低有着直接的关系。在机械设计环节，就是要根据机械产品的使用要求，分析产品结构、材料、运作原理、运行方式以及能量传递等内容，通过精密的计算设计出能够满足使用要求的产品。要在机械设计中贯彻绿色理念，就是要在综合考虑机械产品质量、性能、适用性、经济性以及开发周期等因素的前提下，充分考虑到机械产品可能对资源和环境产生的影响，以可循环利用为导向通过先进技术和设计理念，优化机械设计，最大程度减少机械产品制造及使用过程中资源的消耗和对环境的危害，遵循绿色产品设计要求，以此为标准进行机械设计，力求以无废弃物和可回收的技术设计产品。其核心理念包含了降低环境污染、节约能源消耗、可循环回收利用机械产品及其零部件、减少机械更换。

1）成本分析。绿色设计机械产品在设计时要考虑到产品设计的合理性及回收和可循环利用问题，因此，在成本计算上，还要考虑到产品后期的回收、可循环再利用、污染物及废物处理和替代等问题，成本分析较为精细。

2）可回收性及可拆装性设计分析。要使机械产品能够实现回收及再利用，可拆装性是关键因系。因此，在设计时，就要考虑到产品的可回收性以及拆装便利性，才能最大程度提高资源的可利用概率，真正实现绿色设计。

3）建立数据库。将制造机械过程中涉及到的相关数据全部备份并建立数据库，在设计时，就能够通过分析相关数据，对设计支出以及资源选择以数据形式直观呈现，更有利于优化设计，贯彻绿色理念。

3、绿色理念在机械制造上的应用

机械设计需要通过反复实践及检验以确保满足预定的设计目标，经审定后投入制造。制造过程中，要实现绿色理念，关键在于减少浪费、降低投入成本，在机械产品全寿命周期中贯彻好绿色理念。但在机械制造的实际过程中，不少生产厂家往往为了外观等因素而增加一些缺乏使用价值的点缀设计，既增加了成本，又加大了对环环境负担。如为了吸引消费者，过分追求没有使用性的包装，在初期能够起到一定的作用，但随着包装对于使用性能的掩盖，机械产品的使用性能才是其根本，机械制造重点应关注提高机械使用性能，这种资源浪费现象已经成为最不符合绿色理念的制造手段。此外，机械制造过程中，要加大对绿色制造技术和工艺的研究和使用，强化机械制造过程中的管理工作，规范制造工艺过程，保证材料能够适用于工作环境以及生产工艺，降低能耗，提升能源和材料利用率。

4、实现绿色理念的配套措施

首先，需要政府部门从各方面提高对绿色机械设计技术的支持，以政策和法律法规的形式保护绿色技术，推广绿色理念。其次，各学校要加大对绿色设计技术的研发力度，通过校企合作等形式，使产、学、研能够充分衔接，加快技术开发以及成果转变效率，把新技术充分地应用到机械设计制造的实际过程中。企业要充分认识到绿色理念的重要性，以实际行动支持技术人员的研发行为。最后，要加大对绿色制造技术的推广和应用，绿色理念、绿色经济是当前经济和社会发展的主流趋势，机械设计制造行业必须将绿色设计和绿色制造技术作为机械设计制造行业可持续发展的关键技术保障，不断推广应用绿色制造技术，最大程度降低机械设计制造过程中的能耗和环境污染。

3 结语

机械设计制造行业是一个复杂的行业，其生产过程涉及到各个环节，要贯彻绿色理念，在提高重视度的同时，加大人才培养和技术支持是基础。科技型社会的到来，将使人才和技术成为各行业的发展核心。国家各部门要大力支持并推广绿色理念，采取各种措施促进这一目标的实现。社会、企业要响应国家政策的社会发展潮流，通过共同努力，将绿色理念贯穿到机械设计制造的整个过程中，节约资源、降低能耗，提高机械产品的可循环再利用，在改善环境的同时提高经济效益。

参考文献

[1]强向红， 张丹. 绿色理念在机械设计制造中的应用[J]. 煤炭技g， 2013， 32（5）：20-21.

机械制造技术的概念篇3

一、自动化技术创新在机械设计中的应用

不断的将机械产品的创新能力优化与提高，与国家、机械领域的企业单位发展与生存有着密切的联系。在美国，相关的机械工程的设计委员会制定了2005年到2030年的有限资助计划领域中，将机械创新设计作为重要的资助之一；另外，机械个性化的发展趋势以及机械市场的复杂多变也要求了企业需要在机械设计当中不断的更新、设计，迎合市场的需要，而自动化技术创新的运用是确保企业能够在第一时间内研发出迎合市场需求的产品的有利武器。因此，对于21世纪的机械工程设计学科来说，创新性与快速性就成为企业是否能够适应市场需要、社会发展的关键所在。在机械产品概念设计的初期阶段，也就是原理方案的设计当中决定了产品是否具备创新性。

对于机械产品的设计概念来说，主要是设计到了人们的创新思维，也可以看成为人脑抽象与形象思维综合运用的一种结果。当然也受到了人们创新思维以及知识积累的局限。人们进行机械创新设计时，具有很大的随机性，并不能够确保想要的设计，同时兼具创新性的方案能够在一定的时间段之内得出。因此，想要在第一时间内设计出满足市场需求、能够占据市场的产品，存在一定的困难局限性，也是不太现实的问题，因此，在机械产品的创新迅速实现过程中，基于计算机化的创新就是非常有效的方法之一。

从广义的机构学的教学来看，对于机电一体化系统（包含了机、电、液与控制等等），都可以将其看成为两个组成部分——广义的传动机构与传动载体。而对于创新机电一体化系统的方案，就在于创新广义机构。因此，笔者在本文当中针对机械设计当中自动化技术创新的运用提出了一套机械系统创新设计以及自动化的方案（基于三维平台，以下所述都是基于三维平台）。

二、机械设计与自动化体系

对于上述中的复杂机械系统进行创新设计以及对于机械相应的自动化系统的组成方面，主要是以下：两种具有较强的获得创新性设计方案的能力的、在计算机化方法当中适合于机械系统创新设计当中较为复杂的方案；直接支持产品设计方案的三维虚拟样机装配与仿真的自动化建模过程，能自动化地对创成的复杂机械系统符号方案进行仿真、建模以及装配。而快速与创新则是其最大优点。

对于初期机械设计概念的这一阶段放纵，主要通过自动化系统为创新设计提供两套方案：其一，基于机械设计的基本规则而采用的创新设计方案；其二，创新方案的功能改良分解以及重组。考虑到这两种系统设计在方案的产生原理上都是采用的符号形式将最终的方案列出。而对于机械概念设计的初期阶段的使用符号的方案，机械自动化则会将方案进一步的分解成为机构的基本形式以及相互的连接这两个方面。在进行识别基本的机构方法选取上可以考虑到进行运动分析，从而将内部各个构件运动时所产生的分析数据展示出来。为了将开发机械产品的速度进一步提高，就能够使用面向对象的技术来进行基本机构的设计。然后，三维平台进行的二次开发，在采用的措施当中选择特征控制参数、数据库驱动等等，对于整体的基本机构三维造型设计，能够使用少量特征控制参数对其进行驱动。能够良好的解决基本机构虚拟建模的问题。

在机械领域当中，对于刚度、美学的等方面都有着很高的要求，因此为了满足机械运动刚度以及美学，可以最优的布局算法能够考虑到基本机构所占据的空间以及连接关系，从而基本机构在空间当中的位置进行确定，从而可以将机械系统空间限制到最小的占有空间。对于装配方案“后台预置”的借用，对于基本机构的运动分析数据以及布局结构的参照，则能够在特定的布局空间当中放置好虚拟的模型。连续的变化驱动构件的位置，在概念设计当中使用符号方案的设计，就能够得到其三维虚拟样机（复杂机械系统）。

机械制造技术的概念篇4

关键词：机电一体化;产品创新;概念设计

机电一体化产品的概念设计有着极其丰富的内容，同时也是产品在整个生产过程内最具创造性的阶段。其中，包含的原理与方法论对相关产品研发者起到关键的引导效用。因此，对机电一体化产品创新性概念设计进行探索，具有十分重要的现实意义。

1机电一体化产品概念设计的概述

1.1机电一体化产品概念设计的内容

机电一体化产品是在机电一体化基础上建立起的包含系统与构件、基本元内容的集合，而机电一体化产品概念设计的含义则是依据产品使用周期中各个环节所需要求对产品实施功能改造、分析和子功能开发，进而实现其满足功能结构要求的系统化设计活动。这种设计工作的过程包括前期规划、设计概念以及对计划进行详细化和丰富化，并加以改进补充。机电一体化产品概念设计过程中的程式化内容可以通过计算机技术代为实现，但除此之外难以被程式化的方面还需产品设计人员通过人工设计逐步完成。通过构建人机协同的概念设计理念，对其功能与组织开发的过程按照模块化思想进行划分，以此实现这一设计工作的层次性、协调性。目前，发达国家对机电一体化概念设计的深入研究大体集中于其调控系统的设计。机电一体化的理念自1971年被提出以来，经过几十年的发展，内容也在逐步丰富，尤其在科技快速发展的今天，广阔的市场空间与消费需求的升级，更加迫使机电一体化产品对自身性能、可靠程度提出更高要求。而计算机技术、互联网信息技术、传感技术、AI技术、微电子技术、新材料技术、集成技术以及其他相关技术的进步，都为机电一体化产品的革新打下了技术根基，使得机电一体化产品朝着更优质、更高效的方向迈进。

1.2机电一体化产品创新概念设计的意义

机电一体化产品的创新型概念设计本身有着重要作用，其既是产品品质的深层内容，又是其功能属性得以发挥的保障，对其本身质量的影响也约占60%～70%。因此，建成机电一体化产品创新的概念设计具有极其显著的意义。简要概括，主要包括以下三方面内容。第一，创新机电一体化产品的概念设计是保障机电一体化产品品质的必要性要求。机电一体化体系具有多种学科互相交叉、集成融合的特点，本身具有着复杂内涵。因此，现今许多的机械产品的设计并不适应机电一体化技术本身的特色，难以做到根据机电一体化技术特征随之作出应对。第二，机电一体化产品概念设计的创新促使其理论体系得到发展。要创新这一概念设计，必将建立新的方式、理论基础。只有在合理、可靠的概念设计基础上，才能使之收获具有优异性能的机电一化体产品。再加之如今概念设计的思想理念获得了社会中乃至整个世界越来越多的关注与认同，如QFD理论、公理化理论、TRIZ理论等设计理论的建立，对于推动创新机电一体化产的概念设计发展起到了不可忽略的效用，进一步促进了机电一体化技术体系的建立和机电一体化技术的完善。第三，机电一体化产品创新概念设计对于生产能力与工作质量的提高起到切实的帮助作用。许多机电一体化产品都带有自动处理、调节的功效，通过这些能力的实现，能够保证工作质量与效率的稳步提升。例如，在数控机床的使用过程中，其生产效率要高出普通基础5～6倍，并能够实现机床数量减少50%，节省50%操作人员的效能，生产周期也能缩短40%，进而使得生产成本降低50%左右。

2机电一体化产品创新概念设计理论

2.1机电一体化产品应用到的系统原理

机电一体化系统是该类产品中最为重要的基础。就其本质来说。它算是一种复杂机械，但与普通的机械相比还有着显著区分。机电一体化体系是通过在机构的动力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先进的电子技术，并使之与软件相互联合形成的一类新型机械系统。就其功能来说，机电一体化系统包含机械力、能量流、运动力等多种动力学有关的特殊机械，以及一些机电部件互相关联的系统。其中，机电一体化系统的核心又在于集成协调各种技术，通过对机械工程、控制系统、计算机技术、电子技术、电工技术等多项技术的联合利用，实现其运动行为可控的目标，而不仅简单对各项技术进行拼凑堆积。这也是利用计算机的调节和处理能力，实现驱动元件可控特征的现代化机械系统。有关机电系统化原理的研究主要包含三方面内容。第一，三环论。研究者认为，机电一体化产品可以划分为电子、机械、软件三项功能模块。第二，五块论。通常视机电一体化产品是由动力功能、控制功能、构造功能、操作功能和传感检测五个功能模块组成的。第三，两个子系统理论。研究人员认为，机电一体化系统是由控制系统和物理系统两项分支系统共同组成的。以上三种理论的提出具有重要意义，但同时也有着较大的局限性。三者立足于控制和电力两部分，但没有对机械主体加以强调，也并未对处理好机电一体化系统的概念设计中出现的复杂性、多面性和模糊性等问题提出方法。因此，这些理论对该类产品的概念设计不能起到重要作用。在概念设计实际工作中，机电一体化系统往往会被划分为传感检测、执行机构、信息控制处理三个子系统。通过这三个子系统的系统分工，各自完成信息检测、机械运动与信息控制的工作，这种分工方式才能真正实现该系统中各项功能的优化和最佳效果的发挥，并以此获得机电一体化系统的概念设计合理的相关方案。

2.2机电一体化产品创新的概念设计方法

对机电一体化产品而言，其概念设计是许多领域内知识、技术之间的交织融合，具有新颖复杂、反复迭代、目标多解、结构不良等特点。满足机电一体化产品概念设计的创新，关键在于发挥设计者的主观能动性，通过展现设计智慧，满足创新性的要求。要实现这一目标，主要在于实现人机协调配合。计算机技术的飞速进步，促使人们对人工智能提出新的期待。但创新产品设计这类任务，主要还得依靠人类的智能实现。机电一体系统也是人机协同系统，通过对设计者与计算机的分工，来达到创新概念设计的目的。机电一体化产品概念设计创新主要方法包括三方面内容。第一，落实人才战略，培养专业性人才。科技竞争最终都会落实在人才竞争上。要实现机电一体化产品概念设计的创新，人才供应是重要保障。机电一体化技术专业人才在制造行业占据就业满意度第三位的好名次，就业率更是高达100%。因此，加强专业人才培养更有着多方面的积极意义，国家以及机电行业要在培养、优化道路中贡献出更多力量，从多方面对学生展开培训工作，以此实现增强研究者、开发者、设计者以及其他相关从业人员素质的目的。第二，努力拓宽供应市场，严守质量关。市场是检验产品的试金石，将机电一体化产品投放到市场中，一方面保障其生命周期能够实现，另一方面通过买方对产品性能体验所作反馈也对产品研发起到反作用力的效果，使其优点得以保存、延续，缺点得到改良、进化，从而不断促进机电一体化产品性能的整体提升。第三，将环保技术纳入机电一体化的发展策略中。机械技术、计算机技术、电子技术、电力技术等多种技术的应用，往往会伴随着电子、机械污染的问题。在机电一体化产品的生产过程中，无可避免也会产生一些污染物。因此，设计者在设计研发过程中要考虑到环保问题，让机电一体化产品朝着节能环保的方向发展，以施行环保、可持续的发展策略为其提供方法指引。通过一些环保设施和环保科技的实行，有效遏制资源浪费、污染物增多的问题。当实际运行过程中出现技术故障时，也可以反复利用一些资源，以减少资源、材料的消耗。相关生产负责人还应主动淘汰一些产能落后的设备、产品，以此改变过去投入高、输出高的模式，最终实现发展的可持续，使人们拥有健康的生存环境。

2.3机电一体化产品创新的概念设计的发展展望

机电一体化产品创新的概念设计主要发展在于理论的进步。虽然机电一体化体系中依旧存在许多问题需要加强分析、研究，但其发展总趋势还是积极向上的。概括有五方面内容：第一，根据被测物理量，建立传感器特点和类型的知识库；第二，构建与机电一体化产品的概念设计相关的推理方法库；第三，将执行机构的实现运动与动作进行分类，构建执行机构库和驱动元件库，以促进驱动元件、执行、传动机构和两者的集成选择实行；第四，实现对该类产品概念设计在各个环节评价体系的建立，尤其在概念设计初期中构建对功能原理设计环节的评价体系；第五，构建调节和控制信息的资料库，以促进挑选硬件和编制软件中对机构子系统高效管控的实现。随着机电技术与各项科技的快速进步以及机电一体化研究的逐步深入，促使机电一体化产品概念设计的理论体系更加丰富，并具有更为强大的实用功能和操作功能，从而顺利实现对机电一体化产品的创新与研发。

3结束语

机电一体化产品的研究虽然已经取得了较为瞩目的成绩，但关于机电一体化产品设计的研究成果目前依然处于初级阶段，仍需要相关从业者不断加强探索、创新，通过大量细致的实践研究工作，促进机电一体化产品创新概念设计的完善和成熟，并最终实现其优异的实用价值。

作者:王中元 单位:内蒙古机电职业技术学院

参考文献:

机械制造技术的概念篇5

【关键词】远程；机械设计；服务器

1.机械设计发展概述

自二战结束以来，世界各发达国家逐渐重视设计理论和设计方法的研究，先后产生了许多新概念、新思想、新理论和新技术。从设计方法来看，国内外先后提出了并行设计、虚拟设计、协同设计，相似性设计、智能设计等新概念；从设计准则来看，出现了优化设计、可靠性设计、有限元等概念，从设计的手段来看，出现了计算机辅助设计，不仅普及了二维设计CAD软件，而且功能全面的三维造型软件也进入了实用阶段。

近年来，计算机网络技术、Web技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机和活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于Web的远程设计正是在这种条件下产生的。它的出现，使得各制造企业可以充分利用Internet和Web的国际互联性和资源共享性，组建企业间的动态联盟或虚拟设计小组，通过组合分散在各个地域企业的技术优势，发挥各个企业的局部特长，同时不同专业的技术人员可以不受地域的限制，在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计，实现信息的交流和共享，进而快速开发出所需产品，提高产品设计的一次成功率。

2.国内外远程机械设计发展

2.1远程设计的概念和意义

远程设计即让设计人员通过客户端浏览器输入设计参数，服务器自动进行计算和选择，并根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，它缩短了产品的设计周期和节省了设计成本，真正意义上地释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比，远程设计具有以下优点：

（1）避免重复开发。目前企业或个人进行的机械产品设计，大部分是自己根据需要来开发设计软件，而不考虑是否有同类软件在市场中存在或者将自己的研究成 果在允许的情况下租赁或免费为他人使用等。这就形成了重复开发，浪费了大量的人力和物力。

（2）降低了企业资金和人员的投入。特别是近年来三层 B/S 网络计算模式的出现，极大地降低了客户端软硬件的配置要求。远程设计可以为用户建立一个统一的设计平台，所有的设计都在高性能的服务器上运行，客户端只需完成设计任务的输入以及设计中某些参数的选择和结果显示即可。

（3）由于远程设计一般都有提供给用户进行交流和讨论的平台，这就不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换，而且大大提高了一次产品设计的成功率。

2.2远程设计的国内外研究现状

2.2.1在国外，有关远程协同设计的研究和应用起步较早，主要有

（1）早在上世纪80年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，并首次提出T计算机支持的协同工作的概念。

（2）20世纪90年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造计划福特汽车公司的资助下开展了一个名为Cybercast的研究项目，建立了世界上第一个基于WWW的设计和制造系统。

（3）英国建立的Edinburgh Engineering Virtual Library网站， 提供工程设计、制造需要的各种信息，在英国建立了基于Web的虚拟制造中心，为企业设计、分析、制造等提供服务，提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。

（4）英国Liverpool等大学研究并应用人工智能和Internet提供滚动轴承的网络化设计服务。

2.2.2在国内，有关这方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：

（1）以西安交通大学理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参与建立了国内第一个支持产品协同设计的网站 - 现代产品设计与研究开发网络，旨在推进现代设计，主要提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、华中理工大学、机械科学研究院、上海交通大学、重庆大学等国内许多著名的高校和科研院所。

（2）清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于Web的异地合作设计系统C-design，该系统采用了Client/Server 构架，客户与服务器之间通过VAW来完成。

（3）上海先进制造工程技术研究中心和上海飞机制造公司开发了一个基于Internet/web的异地设计与制造系统，利用其进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。

另外，国内也有一些相关的网站，如：中国机械网、材料与制造综合信息服务平台等，它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等，并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。在其中的机械设计技术模块中，用户只须选取自己要使用的设计模块，输入适当的参数就可自动设计出自己所需的零部件；在远程分析模块中，实现了常用机构的参数化仿真与分析。

3.远程设计系统的技术研究

在计算机网络技术的发展过程中，先后出现了以大型机为中心的计算模式、以服务器为中心的计算模式、客户机/服务器计算模式，以及随着Web技术的成熟而发展起来的浏览器/服务器计算模式。

3.1通过对两种计算模式的研究和分析， B/S 模式较 US 模式，具有以下优点

3.1.1界面风格统一、可移植

US 模式的客户端往往采用不同的开发工具开发，因此界面不统一，一般来说也互不兼容，难以移植到其它的平台上运行，而B/S模式的客户端使用统一的Web浏览器，根本就不存在移植性的问题，而且使用非常简单。

3.1.2跨平台性

B/S 模式的系统较US模式的系统有更好的跨平台性，客户端可位于任意的软、硬件平台，因此跨平台的问题得到解决。

3.1.3易于管理和维护

C/S模式的系统针对不同的客户端需要开发不同的应用程序，完成的工作量较大。一旦系统要进行修改或升级，则要修改所有客户端上的应用程序，工作重复，管理和维护成本较高。反观B/S模式，由于应用软件集中在服务器端的开发和管理，因此应用系统进行升级时，只需更新服务器端的软件即可，无需客户端的参与，因此大大减少了系统维护与升级的成本与工作量。

3.2程设计系统的支撑技术

基于Web的远程设计是一项涉及多学科多功能的综合活动，其中包括现代机械设计技术、Web技术、数据库技术等。

3.2.1机械科学技术

机械科学的理论与知识是进行远程设计的前提。没有这些理论知识作根基，远程设计无从谈起。

3.2.2计算机网络技术

远程设计是以计算机网络为基础的，计算机网络是远程设计系统的运行平台。所有的设计过程中的信息都要通过网络来传递，网络基础的好坏直接影响到远程设计系统的质量，是实现远程设计的关键技术之一。

机械制造技术的概念篇6

关键词：机械工程控制；控制理论；教学改革；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）22-0061-02

随着现代科学的迅猛发展，传统的机械工程学科发生了极为深刻的变革。控制理论、微电子技术、计算机技术与机械制造理论与技术的结合，促使机械工程领域各个方面发生根本性的变化，并且促进了机械工程中先进制造技术的发展，《机械工程控制基础》课程的开设就是为了适应这一现代科学技术变革的需要。“机械工程控制”是一门研究“控制论”在“机械工程”中的应用的科学，同时，它又是一种方法论，是科技工作者分析和解决问题的有效手段。《机械工程控制基础》课程是一门专业基础课，主要面向机械设计制造及其自动化专业本科生开设，既为后续的数控技术、机电一体化技术、机械工程测试技术、机器人技术等专业课程提供理论基础，也为学生毕业后进一步深造，以及从事机电一体化控制相关领域的应用与研究工作打下必要的理论基础。本文从课程的教学目标出发，结合课程的特点，对课程的教学方法进行分析研究，提高学生学习兴趣，培养学生的知识综合能力，使课程教学达到良好的效果。

一、明确课程教学目标

教学目标是课程教学的主线，教学过程中要时刻谨记课程的教学目标，深入理解课程的教学要让学生掌握什么、理解什么、最终要达到怎样的效果，所有的教学手段、教学方法应紧紧围绕这一主线进行。我校开设的机械工程控制基础面向机械设计制造及其自动化专业，总学时40学时（其中实验6学时），根据学时的设置和课程内容的系统性要求，我们制定课程的教学目标如下：①使学生理解控制系统的基本概念和掌握自动控制系统分析、设计（校正）的基本方法。②学会运用Matlab进行控制系统辅助设计和分析。③使学生能以动态（动力学）的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体而不是分离的角度，从整个系统中的信息传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为。④能结合工程实际，应用经典控制理论中的基本概念和基本方法分析、研究和解决其中的具体问题。教学目标的设定针对学生的个体发展需要，分层次，逐步提高。其中，既有共性，即所有学生必须掌握的，又包含个性，即体现学生自我发展的需要。

二、针对课程特点，制定教学方法

教学方法的制定应从课程的特点出发，才能达到良好的教学效果。工科类课程大多枯燥乏味，机械工程控制课程更加如此。机械工程控制基础课程内容涉及面广，课程的内容侧重理论，使得课程内容复杂且抽象，因此，如何提高学生学习课程的兴趣，从而发挥学生学习的主动性，是该课程教学中存在的普遍问题。

1.精彩的绪论，是激发学生兴趣的关键。机械工程控制基础课程的特定决定了该课程丰富的内涵，通过精彩的绪论内容，让学生进入课程中来，体会到课程的重要性，激发学生学习该课程的愿望，是整个课程教学成败的关键。①感性认识阶段。通过控制理论的发展历史、丰富的多媒体素材、控制理论在军事中的应用以及控制理论在家用智能电器中的应用，不但让学生耳目一新，又让学生感受到它与自己息息相关。②理性思考阶段。经典的实例和素材不单是简单的堆积，更要带领学生去深入的思考，通过讨论和师生互动的方式，让学生体会控制论的思想、方法，从而为理论教学奠定基础。

2.深入理解课程教学目标，系统化理论教学内容。课程的教学内容以系统建模―系统分析―系统校正为主线，首先让学生了解课程教学的总体结构。①了解系统模型：系统的微分方程、传递函数、频率特性模型之间的转换关系。②了解系统分析：时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性分析。③理解系统建模和系统分析的目的：系统的综合校正。通过使学生了解课程的总体结构，使学生明确学习目的。

3.深入理解课程教学目标，系统化理论教学方法。①侧重结论，淡化过程。结论的理解和总结贯穿于课程的始终，对结论的理解是课程教学目标的基本要求。结论的产生通常的教学过程是：物理模型―抽象―数学模型―分析―结论。在教学过程中应让学生理解和掌握这一分析结论的过程和方法，并淡化每一次结论分析过程中的数学推导过程，避免教学内容的枯燥和抽象使学生产生厌学的心理。②侧重应用，深化综合。通过具体化物理模型，应用基本概念与基本理论解决具体问题，最终使学生深入理解概念和理论的内涵。

三、理论与实践结合，提高学习兴趣

机械工程控制基础课程实验采用Matlab软件进行仿真分析，将课程理论应用通过软件进行实践应用，提高了学生对课程理论学习的兴趣，并加深了对理论知识的理解。课程的实验具体设置如下：①Matlab软件基本操作实验：应用Matlab软件进行基本的数学运算。②控制理论仿真基本操作实验：应用Matlab软件进行控制系统建模、时间响应分析、频率特性分析和系统的稳定性分析。③综合性试验：针对给定的系统及其性能指标要求，建立系统模型，应用Matlab软件进行系统的综合与校正。④设计性实验：自己设计控制系统，建立系统数学模型，进行Matlab仿真分析，应用自动控制原理实验箱，连接控制电路，分析系统。

四、以教学目标要求为基础，制定考试内容

机械工程控制基础课程中的基本概念、基本理论和基本方法，贯穿于课程的始终，对课程中基本概念、基本理论和基本方法的理解是课程的基本要求，但课程的教学目标更注重对知识综合应用能力的培养。因此，在考试内容的设置上应以综合试题为主，突出教学目标，通过知识的综合应用体现学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解，避免学生考前突击、死记硬背、甚至考试作弊等现象。

五、改革考核方式，建立全程考核模式

机械工程控制基础课程的考核采用期末考试占60%，考勤占10%，作业占10%，实验占10%，文献查阅实例分析占10%的考核方式。采用全程考核模式，降低了期末考试在总成绩中的比重，使成绩构成多样化。作业的布置应少而精，使学生更多的思考问题，查阅资料，分析和解决问题，不但减轻了学生的学生负担，更锻炼了学生的自主学习能力。

本文就机械工程控制基础课程的教学目标和课程特点，分析了课程的理论教学方法，制定了课程实践教学内容与考试内容的设置，提出了课程的考核改革方法，实践证明，采用该教学方法，提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生的自主学习能力，达到了良好的教学效果。

参考文献：

[1]杨叔子.机械工程控制基础[M].第六版.武汉：华中科技大学出版社，2011.

机械制造技术的概念篇7

关键词 机械制造工艺 课程教学 教学改革

一、改革教学内容，突出我校特色，适应机械工业快速发展

当前，我国机械事业正处于大发展时期，迫切需要大量具有扎实理论功底，掌握科技发展最新技术以及具有较强动手能力的人才。在此背景下，我们针对机械制造技术基础课程的教学内容进行了改革。

（一）在教学内容选取上突出了机械特色

在实际授课过程中，我们还结合科研工作，总结了众多机械制造实例穿插在各章节之中，如针对某型号飞机水平翼钻孔工序问题，讲解专用机床夹具的设计过程及生产实践中应注意的问题；针对某机械用大直径盘形零件焊接后精度下降问题，讲解残余应力对工件加工精度的影响及对策等。通过举例，使学生在进行机械制造技术基础理论学习的同时，能够潜移默化地吸收多方面的机械制造知识，培养学生对机械工业的兴趣，为未来从事机械领域工作夯实了基础。

（二）在教学内容更新上适应了机械工业发展的新要求

当前，机械零部件的结构越来越复杂，制造精度要求越来越高，机械新材料的应用也越来越广泛，这些都对机械制造技术提出了更高的要求，在进一步提高相关人员工艺水平基础上，还要求掌握现代制造技术的最新发展成果，并尽可能多地将这些成果运用到生产实践当中去。为此，本人在教学中以专题形式介绍了特种加工技术、精密超精密加工技术以及快速成型技术的基本原理、主要特点、发展趋势及其应用等，并且组织学生亲自动手实践，增强了感性认识。

二、改进教学方法，完善教学手段

（一）采用“讨论式”教学形式”

针对课程重点内容设计了若干生活中的典型实例，通过在课堂上讨论，进而引导学生采用联想和类比等方式对技术基础课程的一些重点内容（比如概念、原理等）进行比较，进一步总结和提炼，从而达到深入理解课程内容的目的，使学生接受起来更加容易。比如在讲授尺寸链的概念时，以往的教学方法令学生理解不深，本人则在教学中举例：每天下课后从机械实验室到食堂，花费的最佳时间应该为15±5分钟，如果中间经过综合楼，经统计从机械实验室到综合楼一般花费的时间为4±1分钟，那么从综合楼到食堂应该在多大时间范围内才能保证总时间在15±5分钟以内?课堂上所有同学都给出了正确答案，本人首先肯定学生们的成绩：实际上大家在日常生活中已经经常应用尺寸链的原理在解决实际问题，只是没有把它上升到理论。然后进一步引导大家进行讨论和总结，结果学生们轻松理解了尺寸链原理和主要计算公式，并且总结了极值法的优缺点，引出了概率法及其应用等。类似的实例还有很多，在课堂上采用讨论式教学，不仅加深学生对课程内容的理解，也锻炼了学生的分析能力和表达能力，同时活跃了课堂气氛，增强了师生互动。

（二）充分运用计算机技术和多媒体教学手段

传统的机械制造技术基础教学，在课堂讲授环节上往往以板书为主，近年来电子讲稿逐渐普及应用，然而如果仅仅将教材内容搬到屏幕上，虽然节省了在黑板上绘图等时间，提高了效率，但是对学生理解课程内容的帮助作用并不显著。为此，本人将三维工程软件Solid works应用到课程教学当中，该软件可以在计算机上实现三维实体造型，可以实现空间虚拟装配并且进行运动仿真，还可以完成简单的受力分析等工作，是目前现代企业应用非常广泛的工程软件之一。在课堂教学中，运用该软件建立大量三维立体模型，帮助学生理解基准、定位、夹紧、夹具等重要概念，同时还建立了一批装配体零件并进行了动画仿真，用于说明六点定位原理、工件定位过程、常用夹紧机构、各类机床夹具、先进制造技术等课程的重点、难点内容。在夹具设计过程这一节的讲授中，运用Solid works软件演示了夹具体运动过程仿真，并对夹紧力进行了分析，既强化了学生对教学内容的理解，又给学生介绍了运用计算机进行辅助夹具设计的基本过程，开阔了学生眼界，提高了学生在未来工作中的适应能力。

三、重视实践环节，培养动手能力

工程性、实践性强是机械制造技术基础课程的一大特点，重视实践教学环节，积极培养学生动手能力是我校多年来一直坚持的基本原则，本人采取了一系列有针对性的措施来保证这一教学目的的实现。

（一）利用三维模型、动画及视频资料等手段

由于课程学时、教学场地以及学生人数的限制，我们无法实现全部课程的现场教学，其基础理论部分还主要以课堂讲授为主，但是课堂讲授不等于照本宣科，本人在教学中采用了大量实例、三维模型、动画以及视频资料，为学生提供了许多虚拟场景和实际加工过程录像，使学生能够体验到一定程度的沉浸感和现场感，这些模型可以从不同角度进行反复观察，场景和视频也可以反复播放，为学生加深理解提供了便利，这是现场教学不容易做到的。

（二）设计安排相应实验

针对课程内容，安排了机床夹具拆装、工艺系统误差分析、刀具角度测量以及金属切削机床结构等部分实验，内容涉及了本课程的几个重点部分，既包括传统的机制工艺，又包括机械制造领域相关的一些现代制造技术，确保学生在两方面都得到实践锻炼强化了学生们对工艺规程制定过程的认识，加深了对重要概念的理解。

（三）其他外延手段

课堂和实验教学并不是本课程的全部，本人在后续的生产实习和机械制造技术基础课程设计等实践环节中对课程进行了延伸，采取教师与学生现场讨论、小范围座谈、指导学生写实习报告（课程设计说明书）等形式进一步加深对课本内容的理解，同时结合实践锻炼学生的动手能力。

通过上述三个方面对我校机械制造技术基础教学进行改革，使课程内容更加具有实用性和针对性，突出了实践动手能力锻炼和工程意识与工程素质培养，结合我校实际，在教学别强调了突出机械特色，包括教材、实验、实习、课程设计等各个环节，充分利用了我校与机械大型企业之间的密切联系，另外，还使学生在学习中了解和初步掌握了计算机在机械制造工艺等工程领域的应用方法，使学生的工程能力得到了较为全面的锻炼。生产单位的反馈表明：本课程的改革对学生基础理论学习、动手能力锻炼、解决工程问题的综合能力与创新能力培养都收到了很好的效果，能够满足企业对现代化技术应用型人才的需求。

参考文献：

机械制造技术的概念篇8

关键词：机械自动化；设计；制造；问题；对策

机械自动化技术通常就是指在机械设计和制造的过程中应用自动化技术对机械设备进行生产和制造的技术，机械运行过程中实现自动化能够很好的减少生产所用的时间，同时工作的效率和质量也在这一过程中得到了十分显著的提升，这样一来也就使得工人的劳动生产率都得到了显著的提升，工人不需要进行大量繁重的体力劳动。当前我国市场经济改革不断的深入，所以市场竞争越来越激烈，所以只有不断的提高机械自动化设计的质量和水平，才能更好的提升企业自身的市场竞争优势。

1 机械自动化概念

机械自动化概念最为重要的内容就是在机械设备制造的过程中使用一些比较主流的自动化技术实现全自动的生产或者是人工辅助操作。机械自动化技术在应用的过程中融合了多项现代先进技术，同时还要通过电子显示屏的形式对机械设备进行控制，这项技术也是多种技术相互交织和相互融合的结果。机械设计和制造自动化技术在应用的过程中主要分成两种情况，一种情况就是机械全自动设备的运行模式，而一种是半自动的机械水运行模式。如果使用前者的方式，对人员基本上没有比较高的要求，只要学会了简单的操作就可以很好的完成工作。而半自动化设备还是需要人工做一些辅助工作的，同和前者相比，这种方式自动化水平相对比较低，所以我们在发展的过程中就必须要使用一些先进的技术开展生产活动。

2 机械设计及自动化设计的原则

我国的机械制造水平相对而言还不是很高，和很多西方的发达国家相比，还有非常大的提升空间，机械设计的自动化水平提升速度并不是非常快，在发展的过程中，其模式也不是非常的丰富，这也是我国机械自动化设计和生产当中必须要面对的现实。我国在经济和社会发展的过程中和其他国家的联系在大大加强，我国和其他国家之间的合作也有了明显的提升，在这样的情况下，对机械设计的要求也越来越严格，所以在机械设计的过程中，我们一定要将自动化放在一个比较合理的位置上，将机械设计的理念和机械自动化的观念充分的结合在一起，所以这也就要求设计人员在工作的过程中必须要将一些人性化的要素充分的融入其中，这样才能更好的满足人们对机械功能的需求。

在产品生产的过程中，其功能和品质的设计和规划必须要充分的考虑到人们的需要，因为这些产品最终是为人服务的，在加工的过程中必须要对设备细节上的问题予以充分的思量和控制，厂家要在实际的生产中对在细节上容易发生的问题予以深入的思考，同时生产厂家也要按照产品自身的要求生产出不同规格和不同种类的产品。在新产品生产的过程中，生产的数量和规模应该控制在一个相对较小的范围内部，这样就可以很好的控制不同产品之间的差异。在生产的时候，一定要注意生产经验的积累，这样也为之后的规模化生产奠定良好的基础，的机械设计和制造的部门应该按照机械内部的控制模式将数据信息和机械功能构件按照其功能合理的搭配在一起，这样就可以使得信息输入能够在非常短的时间之内就传输到系统当中，从而对系统产生作用，这样就形成了一个功能比较合理也比较完善的系统。

3 机械自动化设计与制造存在的问题

机械自动化设计与制造在引进与开发以来，在我国工业生产领域有着广泛的应用，而且实现了工业生产的自动化发展，但是由于我国对这项技术的研究比较少，缺乏可借鉴的经验，所以，与理想化的自动化状态有着一定区别。我国机械自动化技术在工业企业的应用中，设计与制造存在一定问题，首先，由于我国机械制造业的发展并不均衡，而且很多规模较小的企业并没有开发机械自动化技术，在机械制造生产中应用的技术比较落后，有的企业甚至单纯的靠人力进行机械制造生产。其次，我国很多机械制造企业自动化程度不高，应用的装置设备也比较落后，这与西方发达国家有着较大的差距，而且设备的数量的比较少，影响了机械生产加工的效率。机械自动化技术在我国工业领域的应用中有着漫长的发展过程，相关工作人员一定要重视这项工作，还要不断的改进与创新技术，这样才能提高我国工业产业的机械自动化水平，才能赶超西方发达国家的工业水平。

4 机械自动化设计与制造改进的方法

4.1 实现机械自动化技术的现代化发展

机械自动化技术是从人工操作的方式转变成自动化操作的方式，其实现了由简单到复杂的机械生产方式转化。机械自动化体现了生产方式的进步，可以提高生产的效率，而且可以实现设备的自动化运转。机械自动化是衡量一个国家综合实力的标准，只有建立健全的机械自动化，才能提高生产效率，达到理想的自动化阶段。目前我国机械自动化技术存在很多不足，虽然有很多大规模企业，但设备相对落后，自动化水平低，自动化还处于人工操作阶段。要早日实现现代化，需要不断努力，不断创新，重视教育，加大科研力度，引进国外先机械制造技术，向自动化技术现代化阶段迈进。

4.2 全面发展核心产业

机械制造业是我国工业实力的重要标志，是国民经济的基础，是实现现代化的动力源泉。目前我国机械制造企业在发展自动化技术时，应将原有生产设备为基础，逐步增设自动化设备，以点概面，充分发挥自动化设备价值，实现以自动化为主线，基础设备相并行的自动化生产线。

4.3 机械自动化设计的发展要结合国情

随着自动化控制逐渐取代机械操作，机械制造的生产方式将会转变为机械控制自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。由于我国自动化技术相对落后，与世界先进技术存在很大差距，我们要从实际出发，要适应我国基本国情。目前我国机械自动化设计普遍采用计算机集成设计系统，其特点是技术要求不高、不需太多前期经验、所需资金少，较容易形成生产工艺，满足大规模生产。

结束语

机械设备在发展的过程中占据着非常重要的位置，自动化技术的使用会使得生产的质量和效率都大大的提高，同时在生产的过程中也必须要注意生产的规范性，机械自动化设计和制造的过程中需要很多的技术支持，所以我们也应该在这一过程中对存在的问题予以及时的改进。

参考文献

[1]赵语晨.浅析我国机械设计制造技术的现状及发展方向[J].价值工程，2013（13）.

机械制造技术的概念篇9

关键词：纳米技术；机械工程；应用；摩擦性能；纳米材料

中图分类号： TU6 文献标识码： A 文章编号：

本文对纳米技术在实际应用过程中所存在的各种技术问题进行了探讨。作为一项重大的科技突破――纳米技术的研发已经应用到了社会的各个领域之中，在机械工程中的运用更是成为其核心，表现在很多方面。本文从实例出发，展现纳米技术在机械工程领域的运用。

1纳米技术的概念

所谓的纳米技术就是借用单一的分子、原子制造物质的一种科学技术，纳米科学技术将很多现代的先进科学技术作为基础，并加以改进和升华，成为了现代科学和现代技术组合后的重要产物之一，其中，现代科学主要包括分子生物学、介观物理、量子力学和混沌物理，现代技术主要包括核分析技术、扫描隧道显微镜技术、微电子技术以及计算机技术，纳米技术一定会引发起一系列的全新的科学技术革命，并产生新的学科，比如纳米机械学、纳米材料学以及纳米电子学等等。

纳米技术也被称为毫微技术，是对结构尺寸在0.1 nm-100nm范围之内材料的应用和性质的研究，从始至今的相关研究来看，人们将纳米技术分为了二种概念，第一种纳米技术的概念就是指分子纳米技术，这一概念将组合分子的机器实用化了，因此，我们可以对所有这类的分子进行任意的组合，并且可以将任何种类分子结构进行制造，但是，这一种概念上的纳米技术仍然没有取得很大的进展;第二种概念将纳米技术看成了微加工技术的极限，后者主要是从生物角度提出的，纳米生物技术中所包含的重要内容已经延伸到了细胞生物计算机开发和DNA分子计算机领域中。

2微型纳米轴承

当前形势下，纳米技术不仅仅是一门单一的新型技术或者学科，它被广泛的应用到了各类学科之中，其中，在机械工程中进行纳米技术的应用，已经对机械工程学科技术的变革产生了不可估量的重要作用。纳米技术在机械方面的应用乃至是微观机械技术的产生已经成为了我们这个世纪进行研究的核心的技术，许多国家都在纳米技术方面展开了越来越多甚至越来越深的研究，在机械工程方面，纳米技术在机械工程中应用主要存在于微型轴承方面。传统的轴承体积比较大，其摩擦力也仅仅能够靠来进行减少，但是，仍然不能够将摩擦力进行避免，美国科学家对其行了研究，并且研制出来一种没有摩擦的微型纳米轴承，微型纳米轴承主要包括以下两个特点:

第一，微型，微型纳米轴承的直径仅仅为一根头发直径的万分之一，其应用到机电系统微型的轴承只有1nm，为微型机械的千分之一。

第二，摩擦力极小，如果轴承的体积很小，那么，套在一起，管子之间摩擦力就会将微型轴承弱点暴露出来，在其产生的摩擦力很大的时候，会导致微型轴承无法使用。通常纳米轴承与这种微型机械轴承相比较，摩擦力仅仅是其最小值千分之一。

3 纳米技术马达

新一代的纳米技术马达是由美国一家公司生产，这种微型马达的体积只有一般电磁马达体积的二十分之一，它的长度比火柴杆还短很多，但是竟然能够负载4千克的重量，它的寿命可以达到100多万次。这种马达主要是通过运用纳米技术制造智能材料来取代传统的铜线圈以及磁铁，所以它比传统的马达重量更轻、噪音更低，可以说是世界上最轻便、最静音的马达，同时成本也比传统的马达更加的低。当前这种微型马达在机械中运用的并不是很多，主要用于汽车的电动车窗，这项研究同时也已经在深圳进行研发和生产。

4纳米磁性液体在旋转轴中的应用

通常情况下，静态密封都是采用金属、塑料或者橡胶等材料制作而成的O型环，将其作为密封的元件。在旋转的条件下，动态密封一直没有对其问题进行解决，动态密封不能够在高真空、高速的条件下进行动态的密封。纳米技术在很大程度上都对磁性液体在旋转轴中的运行起到了促进作用。我国的南京大学也已经成功的进行了硅油、二脂基、烷基以及水基等多种类型磁性液体的制成，电子计算机硬盘处也已经普遍的采用了磁性液体防尘密封，此外，磁性液体也对新型剂的制造起到了一定的促进作用，由此可见，在机械工程中应用纳米技术的例子举不胜举。以上新兴技术的产生，我们能够很容易的看出纳米技术对机械工程的不断发展起到了深刻的影响。与此同时，与系统的机械工程相比较，由于纳米技术的各种优势才能够使得机械工程产生了显著的提升。

4.1纳米磁性液体在旋转轴中应用之尺寸效应

在纳米技术领域中，最为显著的效果之一是将旋转轴中的传统尺寸竿位进行了缩小，将其毫米单位转化成了纳米，而纳米也就相当于一米的十亿分之一，将纳米技术应用到机械工程中，可以将机械的体积大大降低，最终促使微型机械这种新型的机械的形成和产生.这种产生并不是传统的机械单纯的在尺度上产生的微小的变化，而是指可以进行成批制作的微传感器、微能源、微驱动器、集合微结构、信号、控制电路等等处置装置为一体的微型机电系统的产生，微型机电系统大部分都是将纳米技术成果进行了运用。因此，它们已经远远的超过了传统机械的范畴和概念，而是基于现代的科学技术之上，在崭新的技术线路和思维方式指导之下的重要产物，并且作为整个的纳米科技中重要的组成部分。

4.2纳米磁性液体在旋转轴中应用之材料应用多元化

纳米技术使原材料形成了更加微小的形态，其功能更加强大，不仅仅能够对传统材料进行一定的改良，同样能够使新材料源源不断的产出。磁性液体密封的技术更加证明了磁性液体能够被磁场控制这一特性，将纳米单位液体置于磁场之内，最终达到密封效果。与此同时。在运用材料中，我们能够将微量元素融入到基础的材料之中，以便能够达到更好的效果。

4.3纳米磁性液体在旋转轴中应用之材料摩擦性能

纳米技术摩擦性能已经成为了其最为显著的特性之一，在机械工程领域中，各种轴承都会产生摩擦，存在着摩擦性能。自从纳米材料出现了以后，各类机械的尺寸和结构都变小了，对于过小的零件，其摩擦力就变得尤其重要，如果其摩擦力相对来说比较大，那么就会造成零件的磨损。但是，纳米技术对这个问题进行了克服，现在已经出现的纳米材料几乎处于无摩擦状态。

5纳米技术在机械行业中的发展前景

（1）汽车工业以及机械的滑配原件，例如：滑轨、轴承上应用的纳米陶瓷镀膜能产生磨擦界面，这样可以大大地减低磨损并且能够提高负载。

（2） 塑胶流道的低粘应用，例如：拉丝模、套筒以及热胶道，这样可有效地减少积料碳化产生的概率。

（3）射出成型时发生的粘模、包封短射、镜面雾化以及拖痕均具有重要的改善，特别是在滑块和顶针上所展现出来的干式，这样更是任何金属都不能表现出来的优异性。

（4）橡胶、IC 封装胶和发泡塑料，因为其具有极高的粘着性，所以必须借助大量的脱模剂来协助脱模，但是纳米陶瓷的荷叶效应就可大大地减少脱模剂的使用和模具清理时间。

（5）纳米陶瓷的低沾粘、低摩擦特性能够使塑胶在模具内的流动性大大提升，尤其是高精度模具，例如：塑胶镜片、薄光板、汽车聚光灯罩等一些模具应用后对产品的使用均有显著的改善。

结论

在本文中，笔者首先阐述了纳米技术的概念，然后从微型纳米轴承、纳米技术马达及纳米磁性液体在旋转轴中的应用这三个方面对纳米技术在机械工程中的应用进行了探讨，在进行纳米磁性液体在旋转轴中的应用探析时，笔者主要从纳米磁性液体在旋转轴中应用之尺寸效应、纳米磁性液体在旋转轴中应用之材料应用多元化以及纳米磁性液体在旋转轴中应用之材料摩擦性能这三个方面来讲行阐述的，最后简单介绍了一下纳米技术在机械行业中的发展前景。

参考文献：

[1] 姜婷.国外纳米材料监管法规概览[J]. 标准科学. 2010(10)

[2] 尹继先,黎永强,温云鸽.先进的纳米技术与现代的纺织品[J]. 检验检疫科学. 2006(05)

[3] 陈飞.浅谈纳米材料的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(03)

机械制造技术的概念篇10

关键词：数字化设计；设计技术；农机设计

1数字化设计技术的含义及特点

1.1含义。农业机械设计需要结合使用方向来进行，优化功能组成，这样在使用阶段可以降级故障发生几率，农业生产任务也能够高效完成。数字化设计理念在农机产业中虽然应用实践较短，但却取得了很好的成果，所设计的机械结构更能够满足使用需求，基于计算机设备完成的设计任务，可以节省数据分析运算所用时间。借助计算机中的功能软件，能够轻松的完成图纸绘制工作，并通过系统模拟来观察运行期间的设备稳定性，最终得到的产品生产方案更安全可行。

1.2特点。数字化技术是科技发生的成果，农机生产行业正在向自动化控制方向发展，要求设计环节科学高效，必然会应用到数字化技术。分析技术应用特点可以了解到，在设计时间上有明显的节约，可以同时完成多项任务，包括数据的录入与运算，帮助提高产品设计效率。数字化技术还能够结合使用需求对设计方案做出优化，并通过计算机软件来完成设备的运行模拟，这样所确定的最终方案更安全可靠，有效的降低来生产成本。传统设计方法中，需要同时得出多种设计方案，增大了工作任务的难度，这一点在数字化技术中得到来解决。

2当今数字化设计技术研究的热点

2.1计算机辅助概念设计（CACD）。新型技术的应用离不开计算机设备，农机设计过程中会涉及到大量的图纸绘制，计算机绘图软件可以完成这一任务，在工作任务开展期间，技术人员将所得到的参数输入到计算机中，选择相应的功能，便能够将机械图形展现在其中。目前管理图纸绘制的软件也正在完善，功能也有明显的增多，为农业机械设计提供来便捷性。

2.2知识工程（KBE）。知识工程在数字化设计技术中的应用愈来愈广泛。现代设计之所以不同于传统的设计，是由于市场、竞争和技术进步形势的变化，它比过去任何时候都更加依赖于对新知识的获取，而不是依赖经验。过去的一二十年间，在人工智能和知识工程等领域发展起来的基于框架、规划、模型、本体等多种知识建模技术，主要是为实现计算机对知识的智能推理，提高计算机智能服务的。对于新知识的获取，通常有以下几个来源：已有知识；市场信息；数字仿真或虚拟现实；物理模型试验；样机试验；已有产品运行表现。

2.3虚拟原型（VP）。虚拟原型技术，近年来作为数字化设计的一个重要的分支，得到了人们的普遍关注。虚拟原型技术是在CAX（如CAD、CAM、CAE等）/DFX（如DFA、DFM、DFS等）等技术基础上发展而来，它将信息技术、先进制造技术和先进仿真技术等应用于复杂系统全生命周期，并进行综合管理，从系统的层面来分析复杂系统，支持“由上至下”的复杂系统开发模式。虚拟原型是根据产品设计信息或产品概念产生的在功能、行为和感观特性等方面和物理原型尽可能相似的可仿真的计算机模型。虚拟原型技术经过近十年的发展，已经可以部分替代物理原型，在产品设计中得到了广泛的应用。

3农业机械数字化设计技术的发展趋势

农业机械属于制造业的范畴，门类广、种类多，市场需求潜力巨大，据统计，目前我国农业机械产品拥有14大类、95小类，3000多种产品。尽管我国能生产的农业装备品种很多，但产品技术水平、产品结构与发达国家还存在相当差距。在构型设计方面除了利用计算机辅助设计加速产品开发的同时，基于知识工程，利用计算机仿真对产品性能进行预测以优化产品结构也得到了人们的关注。在农业机械产品概念设计方面的研究也有学者开始涉及。今后数字化设计技术在农业机械中的发展趋势，应注重以下几点。

3.1突出产品创新设计。设计过程中应当突出产品的使用功能以及创新性，消费者在购买机械设备时拥有更多的参考。应用数字化技术后，设计阶段创新理念可以更好的展现，结合农机设备使用阶段容易发生的故障问题来进行，将故障发生几率降至最低，这样才能够降低农业生产的成本投入，确保设备具有消费市场。农机设计生产企业有很多，只有突出设计阶段的创新性，才能偶在激烈的市场竞争中占据有利位置。可以明确，产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。

3.2重视虚拟现实技术。虚拟现实技术的出现，给产品设计带来了一场新的革命，它集3D图形、声音等多媒体为一身，让设计者/用户身临其境的感受产品的设计过程，体验其性能，从而提高设计的成功率。该技术在农业机械设计及制造中非常重要。对于结构复杂、设计困难、设计周期长的大型农业机械的设计，采用虚拟现实技术，既便于模拟产品的某些性能，又便于设计人员对产品的修改，更便于用户针对产品的原型了解产品的结构和性能等，提出反馈意见，加快了产品投入市场的速度。目前国外已提出了两种基于VR的工程设计方法，一种是增强可视化，它利用现有的CAD系统产生模型，然后将模型输入到VR环境中，用户充分利用各种增强效果设备如头盔显示器等产生临境感。另一种是VR-CAD系统，设计者直接在虚拟环境中参与设计。国内相关的研究才刚起步，尤其是VR在工程上的应用方面还缺乏一套较为完善的理论和方法。

3.3强调产品协同设计。农业机械制造企业面临着新的商业环境，如产品定制需求的增多；跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等，因此，产品设计制造的协同是现代企业适应全球经济的重要手段，也是我国发展农业机械行业乃至整个机械行业所需要瞄准的方向。据估计，发达国家制造企业在新产品的开发过程中往往有40%~70%的工作是与其他企业和合作伙伴共同完成的。如何从浩瀚的产品资源中选择合适的为己所用，这就提出了在已有知识库中的搜索算法实现问题。PTC公司的Web服务器上保存了众多世界领先的零件供应商的百余万个零件，且每月增加几万个新的零件。尽管象PTC公司这样将所有资源都纳入自己的服务器的做法在搜索算法实现上较为容易，但在我国目前采用是不现实的，并且从长远看也不是方向。一个可行的办法就是由供应商在自己的服务器上提供零件的资源信息，这样采用什么特征及其参数引导在众多的供应商之间搜索，以及如何实现客户端各种异构的应用系统与服务器各种异构数据库之间信息的传递就成为研究的方向。农业机械在农业经济和农业的发展中始终处于十分重要的地位，将数字化设计技术引入农业机械行业是改变传统农业机械生产方式，用新技术改造传统农业，支持新兴农业技术，提高农业竞争力的重要手段。

作者:李伟 单位:嫩江县农机安全监理站

参考文献: