现代化机械设计制造工艺分析

摘要：现代化机械设计制造工艺都是以自动化技术、智能化技术为主，其在当今机械制造领域中的应用愈加广泛，同时还有很大的发展空间。现代化机械设计制造工艺可以有效提高机械生产效率和质量，对推动我国机械化工业发展有着重要意义。基于此，文章首先提出现代化机械设计制造工艺发展现状，进而提出自动化机械设计制造工艺的应用效果，最后探究当代一些精密加工技术。

关键词：机械设计制造工艺；精密加工技术；自动化；效果

科学技术是第一生产力。在科技时代下，机械制造更多是采用现代化工艺，生产模式也逐渐朝向自动化、智能化方向发展，不仅提高了机械设计制造质量，同时还可以提高生产效能。由此可见，在机械设计制造领域中，合理的应用现代化机械设计制造工艺可以实现机械产业升级，这也是实现现代化机械生产的重要渠道。想要有效强化机械制造水平，需要充分利用现代化技术，并在实践当中不断加强新技术研发，推出性能更强的设备，提高机械生产企业的经济效益。

1现代化机械设计制造工艺的应用现状

采用现代化技术可以加强机械设计制造水平，实现自动化生产的再次升级，提高机械生产产品效益，创造出更具价值的机械产品，实现机械产品的多元化，满足市场多变的需求，更加精准的掌握市场需求，针对机械设计制造市场发展变化及时作出反应。此外，无论是在机械设计还是机械制造方面，现代化技术都已经实现了全自动化模式，为了能够保障最终产品符合设计预期，需要不断加强现代化机械设计制造工艺的研究，设计人员也要树立现代化生产理念，整合现有的资源，提高信息利用率，根据产品实际需求，采用更具创新的设计方案，满足市场客户个性化要求。

2现代化机械设计制造工艺及其应用效果

2.1集成化生产模式。在科学技术不断发展的背景下，自动化基础和机械技术的融合形成了现代化机械工艺技术，并从零散的自动化逐渐朝向集成化方向发展，并衍生出了多项技术。在机械设计制造领域中网络技术、通讯技术交叉作业，可以推动整个机械生产行业的发展。集成化生产模式是多个子功能结合而成，构成一个完整的生态系统，从而降低对人工劳力的依赖性。在现代化机械设计制造理念下，采用机械系统工程实现机械生产优化，结合数据库系统以及对应网络，不断对自动化生产流程、程序进行优化，丰富自动化生产系统以及操作便捷性，将过去分散的设计、生产单元整合为有机整体。自动设计生产体系可以有效降低企业生产成本，实现生产工艺的低碳升级，从而顺应行业发展进程。2.2智能化机械生产。人工智能作为自动化技术的衍生品与替代品，也是当今各个行业改革发展的重点内容。诚然人工智能技术如今发展还不成熟，这也表示智能化技术还有很大的潜能有待开发，机械制造领域需要进一步加强智能化技术的研究。在现代化生产系统中加入人工智能技术，构建智能、无人值守的生产系统，这样即可实现全自动化机械生产设计形式，只需要技术人员初步操作，如设定参数、输入机械设计参数等，此时智能系统会对生产链条进行分析，凭借智能终端替代人脑进行判定和决策。人工智能技术突出了“智能”理念，也就是可以实现自主学习（模糊理论），在自动化生产中越用越聪明，不仅可以强化机械生产效率，还能够有效降低资源浪费，控制生产成本。2.3低碳化生产模式。传统的高污染机械生产模式已经无法适应现代化工业发展要求，想要减缓机械生产造成的环境污染问题，就必须要加强绿色生产技术的研究与应用。在报告中明摘要：现代化机械设计制造工艺都是以自动化技术、智能化技术为主，其在当今机械制造领域中的应用愈加广泛，同时还有很大确指出：“加快生态文明建设与改革工作，构建美丽新中国”。机械生产行业作为推动国民经济增长的支柱型产业，要不断对机械工业生产环境展开绿色优化，减少机械生产中“三废”排放，尽可能让机械生产对环境的影响降到最低，推动机械生产行业长足发展。传统的机械生产由于技术上的不足、管理上的不足，“三废”排放不受节制，造成“三重”问题，即污染严重、损耗严重、浪费严重，低碳化生产模式可以做到“三低”，即污染低、排放量低、损耗低。通过科学的生产模式，缩短机械生产周期，从而降低碳排放，构建绿色机械生产链。

3现代化机械设计制造工艺的具体应用

3.1机械设计方面。在机械产品设计当中，结合计算机软件技术以及自动化生产设备即可实现自动化生产系统，以AutoCAD为例，AutoCAD软件在机械设计当中主要包含的作用有：多维度平面开发、思维建模和仿真测试、设计与生产衔接。在AutoCAD软件开发之初，机械设计都是采用手绘二维平面设计。新时期下，AutoCAD也实现了三维建模与仿真测试功能，也就是在二维平面图形基础上升级成为了三维图形，同二维模型一样，在AutoCAD软件中输入机械三维信息，即可呈现出三维模型框架。设计人员只需要对三维框架进行调整、填充即可得到三维设计图像，还可以自主的对三维模型进行上色处理。当然，三维模型可以一键转化成为二维模型，二维设计图形也可以转化成为三维图形，从而完成设计。当今AutoCAD软件技术已经和机械设计实现了融合，这也是自动化生产的基础，结合AutoCAD软件中的特有插件，将二维图像转化为三维模型，并通过3D打印机将三维模型打出来，即可测试模拟生产效果，待到模型符合设计条件之后即可进行批量生产，提高机械设计自动化水平，保障最终生产效率。3.2机械制造方面。以自动化数控下料为例。充分利用AutoCAD自动操纵控制软件，根据机械板材加工特性，对确保机械制造更具针对性。AutoCAD平台主要包含了零件、板材、生产工艺综合管理模式，挖掘大数据相关信息，得出排样模板，从中选择出更加合理的设计方案，并应用可视化技术生成工程图，从AutoCAD软件将模板图导入，此时模板图就可以呈现在软件平面上，技术人员可以应用DXF编辑图形，在编辑完成之后点击自动生产按键即刻实现自动化生产，保障生产率，提高管理效能。数控仿真技术可以在计算机中生成机械形态模型，采用Delphi（应用程序开发工具）获取平面图的NC代码（数控代码），此时即可得到加工信息，包括规格、生产参数等，并通过智能化技术模拟机械的直线、圆弧加工轨道，还可以采用timer（定时器）控件、canvas（插件）控件对模拟模型进行更改，在显示屏上可以直接显示出机械构件实际形态。方针模型符合标准即可按照仿真编程代码进行现实生产。在实际生产中，软件可以对生产流程进行校检，考量程序和生产应用的可行性、精准性。

4精密加工技术相关阐述

4.1技术分类。（1）超精密切削。超精密切削是以SPDT（Vishay单片SPDT模拟开关）技术为核心，主要是采用了空气轴承主轴、高刚性、气动滑板、高精度工具、反馈控制、环境温度控制等，实现纳米级别的粗糙度。多数是应用金刚石刀具铣削，在平面和非球面光学元件、有机玻璃、塑料制品、陶瓷、复合材料加工领域的应用十分广泛。但是金刚石在使用中存在着损耗问题，未来会发展镀膜技术改善金刚石刀具在加工硬化钢材时的损耗。（2）超精密磨削。精密磨削在长期发展中衍生出了超精密磨削，该项技术的核心就是金刚石砂轮修整，在实际生产中可以确保磨粒的微刃性、等高性。该项技术应用十分广泛，特别是在高精度机械构件加工中可以充分发挥优势。被磨削之后，工件表面的磨削痕迹几乎不可见，之后再对工件进行摩擦、抛光，最后即可生成超精度加工面，当今超精密磨削可以加工出圆度为0.01μm工具，尺寸精度达到了0.1μm、表面粗糙度为Ra0.005μm圆柱零件。（3）超精密研磨。超精密研磨技术包括机械研磨、化学机械研磨、浮动研磨、弹性发射加工、磁力研磨等多项技术。该项技术可以实现“无振动”研磨、精密温控、洁净环境、细小且均匀的研磨剂。该项技术所加工出的球面精度达到0.025μm，表面粗糙度为Ra0.003μm。4.2技术发展展望。（1）高精度、高效率。精密加工技术当今更多是应用在军工、航天等特殊领域，未来会逐渐向民用机械产品方向发展，由于当今精密加工技术生产效率低，未来会逐渐提升加工效率，采用EEM（嵌入式事件管理器）、CMP（单芯片多处理器）技术可以提升加工精度；（2）大型化与微型化。高精度机械部件生产需要大型精密加工设备，美国提出了加工直径为2.4-4m的大型机械超精密加工机床，可以实现精密机械部件量产，再加上微型电子技术发展，精密加工也会朝向微型化方向发展，如微型传感器、微型驱动元器件等；（3）智能化。现代化机械依然处于自动化朝向智能化过渡阶段，实现智能化生产可以提高机械生产的稳定性，这一点在精密加工中更加明显。

5结束语

综上所述，在新时期下，现代化机械设计制造工艺已经成为机械行业主流趋势，并且自动化加工未来也会逐渐朝向智能化、集约化、绿色化方向发展。

总之，充分利用现代化机械设计制造技术可以提高机械生产效能、提高生产企业效益、提供个性化服务，是机械制造领域重点关注的问题。

参考文献：

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[2]徐浩然，袁事东.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术探讨[J].科技创新与应用，2017，23（4）：148-149.

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[4]郭雅秀.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术探讨[J].内燃机与配件，2018（12）：666-668.

作者:郭宇峰 单位:河北省机械科学研究设计院