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[摘 要]机械设计作为机械生产的首要步骤,决定着机械产品的质量和性能,设计工作的质量可以直接关系到机械产品的质量性能、研究周期和技术经济效益等。主要根据使用要求对机械的结构、工作原理、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和润滑方法、形状尺寸等进行构思并进行分析和计算,将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。本文对机械设计技术的发展现状与趋势进行了探讨。
[关键词]机械设计技术;发展现状;趋势
中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)25-0387-01
机械设计是机械制造产业的核心技术,提高机械设计的水平,是提高机械产品的关键因素,机械制造业的发展与机械设计有重要的关系,我国机械制造业的技术水平不如发达的国家,但我国机械制造业的发展前景广阔,给机械设计的发展带来机遇与挑战,必须根据我国机械制造业的实际情况,及时更新机械设计水平,以适应我国机械制造行业的发展要求。
1 机械设计技术的发展现状
1.1 机械设计技术制约了我国机械制造业的产品结构
在对外引进技术和赶超型发展策略的指引下,中国机械制造业得到了更为迅速的发展,且中国拥有数不胜数的劳动力资源,但是缺乏资金投入,这使得机械制造业的技术进步十分缓慢。在劳动力的带动下,中国的劳动密集型产品数量众多,但拥有高科技含量的高、精、尖产品数量不多。机械制造业的质量得到一定提高,但质量仍不能令人满意,主要是外观设计、产品性能和稳定性方面还有很大不足。数控机床和精密机床稳定性不好,质量不太过关,甚至于轴承和其他备件的基本性能还有待于进一步提高和改进,且数量和种类也不能满足市场需求。现在的工程机械产品通常以中小型产品为主,技术能力要求较高的大型工程机械和火电设备很难生产。
1.2 机械设计技术制约了我国机械制造业的生产投入结构
一般竞争性行业,机械制造业竞争力的条件和福利状况直接影响生产投入的结构。企业之间的竞争,实际上是科技实力和创新能力的竞争,科技实力和技术创新能力在很大程度上取决于研究和开发的投资。发达国家为了保持市场竞争力的机械制造行业,增加投资在科学和技术方面的努力。一些大型企业技术开发费用占销售额的4%-8%,甚至要高于10%。如此高的投资,以进一步扩大其领先的技术优势,使企业充分竞争的情况下变成了“垄断竞争”,在许多关键领域中占据了有利的战略位置。
1.3 机械设计技术制约了我国机械制造业的产业组织结构
现今制约中国机械制造业发展的主要瓶颈因素在于投资和技术,两个方面的原因形成这一局面,一是小规模企业众多,但布局不合理,二是中小企业内部没有形成专业分工,在现行体制的约束下,全球性的分工给机械制造业带来新的竞争压力。劳动力密集型向资本密集型转变过程带来的问题是无法避免的。全球化的生产趋势,机电一体化的趋势,市场也逐渐密集化。机械制造行业是一个竞争激烈的行业,这个行业作为一个整体要求较高的集中度。国外大企业一般在行业中占主导地位,并形成专业化分工的劳动力结构化布线系统,围绕大企业,形成了大量专门的中小企业。企业中,特别是大型企业投入巨资在科学和技术的发展。
2机械设计技术的发展趋势
2.1生态化
随着科技的不断发展,人们逐渐认识到环境因素对经济发展的影响程度。由此诞生了绿色生态的理念。现代机械的绿色设计,是最大化的利用资源获得新型的绿色产品设计。产品设计的过程中,以产品环境属性为主,既满足环境的需求,也要确保产品的经济性和基本功能。所谓的绿色产品,既要有特定的使用功能,也不能对周边环境和人的身心健康造成损害。人们推进可持续发展战略,必然会走向生态化的发展道路。现代机械设计注重生态化,既能够减少资源损耗,也能提高产品的竞争力和使用质量。
2.2智能化
工业发展最直观的价值体现在解放了人们双手,使得相关工作效率与质量得到不同程度的提升。目前,随着工业生产水平的提高,人们对于机械设备有了更高的性能要求,体现为优质高效、功能齐全、高可靠性等,因此未来机械设计技术发展趋势依然涵括智能化。与此同时,在机械产品的智能化、自动化研发过程中,应将之视为一个系统工程来进行设计。具体而言,就是要求在机械智能化设计的基础上,着重考虑人机交互性、协调性,并与使用环境融为一体。在此过程中,针对某些受外界环境因素干扰而无法开展的实践操作实验项目,可充分发挥智能化优势,通过计算机建模等方法应用,人工模拟环境,进而有效预测机械产品的性能、质量等,实现设计最优化。未来,智能化的机械设计技术发展,将会创造更大的经济价值、社会价值。
2.3微型化
时至今日,得益于纳米技术的快速发展,机械设计制造将呈现出更加明显的微型化趋势。在过去的几年时间内,我国纳米技术的发展仅仅停留在研究阶段,而现如今其应用已逐步扩展到多个领域,其中包括机械设计制造。在传统的设计技术支撑下,大多数机械产品结构复杂、尺寸大,造成了后期操作、维护等方面工作難度,同时亦占用了较大的场地面积,增加了企业投资建设成本。而微型化的机械设计,将大大提高生产设备的精准度与灵活度,有利于实现复杂设备的精简与统一,对于制造企业和应用企业都大有裨益,如节省资源、降低成本等。面对激烈的市场竞争态势,机械设计制造企业应关注多个领域的科技发展,从构成材料、零件装备等各个环节入手,加强技术优化与创新,以谋求更大、更快的发展。
2.4绿色化
在国家可持续发展战略方针的指导下,绿色概念已经灌入到社会各个行业领域,并成为了其发展的主要趋势。对于机械制造行业而言,绿色化设计实质上是一个优化的过程,例如将传统焊接刀具设计转变为机夹式不重磨刀。事实上,这种绿色化的机械设计,产品功能及原理都未曾发生改变,只不过是优化了其原有的材料及处理方式,但由此带来的生态效益毋庸置疑。
在具体的操作上,设计师要以“资源节约”的原则为引导,深入细致地了解机械的各部件构成,并通过对碎片式内容的优化处理,重新规划机械运行方式、材料选择以及工作原理,进而实现设计绿色化。
2.5系统化和定量化
现代机械设计把传统设计内的类比设计和经验都提升到理性和逻辑性的程度,形成了系统中的新型设计方法。把机械产品作为整体的系统来观察,通过计算机技术,可以将人和环境的关系进行协调。所谓的现代机械设计系统化,是将总系统分为多个子系统,并利用现代设计的方法和理论,将子系统进行协调,实现系统化的最终目标。如果是传统的设计方法,在分析过程中是静态的,是凭着经验去感知。因此不能够采取动态化的定量设计。实际工况不能用传统设计方法进行反映。机械产品完成功能设计,是在随机动态的情况下开展的。由此可以看出,机械设计的未来趋势将会向定量化发展。现代机械设计对零部件和材料的损伤都进行了充分的考虑,使用数学归纳法和有限元法可以更好地进行机械设计,从而提升了机械设计的成功率。
总之,在社会主义现代化建设中,为了有效提升我国机械产品的国际竞争力,提升我国的综合国力,需要对机械设计技术进行改革,发挥其在现代企业设计中的应有作用。
参考文献
[1] 谭景文.现代机械设计的方法研究[J].南方农机.2017(24)
[2]程浩蓝.创新思维在现代机械设计中的体现[J].时代农机.2017(02)
[3] 孙涛,熊学慧.机械设计与机械制造的技术分析[J].中国设备工程. 2017(04)
[关键词]机械设计技术;发展现状;趋势
中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)25-0387-01
机械设计是机械制造产业的核心技术,提高机械设计的水平,是提高机械产品的关键因素,机械制造业的发展与机械设计有重要的关系,我国机械制造业的技术水平不如发达的国家,但我国机械制造业的发展前景广阔,给机械设计的发展带来机遇与挑战,必须根据我国机械制造业的实际情况,及时更新机械设计水平,以适应我国机械制造行业的发展要求。
1 机械设计技术的发展现状
1.1 机械设计技术制约了我国机械制造业的产品结构
在对外引进技术和赶超型发展策略的指引下,中国机械制造业得到了更为迅速的发展,且中国拥有数不胜数的劳动力资源,但是缺乏资金投入,这使得机械制造业的技术进步十分缓慢。在劳动力的带动下,中国的劳动密集型产品数量众多,但拥有高科技含量的高、精、尖产品数量不多。机械制造业的质量得到一定提高,但质量仍不能令人满意,主要是外观设计、产品性能和稳定性方面还有很大不足。数控机床和精密机床稳定性不好,质量不太过关,甚至于轴承和其他备件的基本性能还有待于进一步提高和改进,且数量和种类也不能满足市场需求。现在的工程机械产品通常以中小型产品为主,技术能力要求较高的大型工程机械和火电设备很难生产。
1.2 机械设计技术制约了我国机械制造业的生产投入结构
一般竞争性行业,机械制造业竞争力的条件和福利状况直接影响生产投入的结构。企业之间的竞争,实际上是科技实力和创新能力的竞争,科技实力和技术创新能力在很大程度上取决于研究和开发的投资。发达国家为了保持市场竞争力的机械制造行业,增加投资在科学和技术方面的努力。一些大型企业技术开发费用占销售额的4%-8%,甚至要高于10%。如此高的投资,以进一步扩大其领先的技术优势,使企业充分竞争的情况下变成了“垄断竞争”,在许多关键领域中占据了有利的战略位置。
1.3 机械设计技术制约了我国机械制造业的产业组织结构
现今制约中国机械制造业发展的主要瓶颈因素在于投资和技术,两个方面的原因形成这一局面,一是小规模企业众多,但布局不合理,二是中小企业内部没有形成专业分工,在现行体制的约束下,全球性的分工给机械制造业带来新的竞争压力。劳动力密集型向资本密集型转变过程带来的问题是无法避免的。全球化的生产趋势,机电一体化的趋势,市场也逐渐密集化。机械制造行业是一个竞争激烈的行业,这个行业作为一个整体要求较高的集中度。国外大企业一般在行业中占主导地位,并形成专业化分工的劳动力结构化布线系统,围绕大企业,形成了大量专门的中小企业。企业中,特别是大型企业投入巨资在科学和技术的发展。
2机械设计技术的发展趋势
2.1生态化
随着科技的不断发展,人们逐渐认识到环境因素对经济发展的影响程度。由此诞生了绿色生态的理念。现代机械的绿色设计,是最大化的利用资源获得新型的绿色产品设计。产品设计的过程中,以产品环境属性为主,既满足环境的需求,也要确保产品的经济性和基本功能。所谓的绿色产品,既要有特定的使用功能,也不能对周边环境和人的身心健康造成损害。人们推进可持续发展战略,必然会走向生态化的发展道路。现代机械设计注重生态化,既能够减少资源损耗,也能提高产品的竞争力和使用质量。
2.2智能化
工业发展最直观的价值体现在解放了人们双手,使得相关工作效率与质量得到不同程度的提升。目前,随着工业生产水平的提高,人们对于机械设备有了更高的性能要求,体现为优质高效、功能齐全、高可靠性等,因此未来机械设计技术发展趋势依然涵括智能化。与此同时,在机械产品的智能化、自动化研发过程中,应将之视为一个系统工程来进行设计。具体而言,就是要求在机械智能化设计的基础上,着重考虑人机交互性、协调性,并与使用环境融为一体。在此过程中,针对某些受外界环境因素干扰而无法开展的实践操作实验项目,可充分发挥智能化优势,通过计算机建模等方法应用,人工模拟环境,进而有效预测机械产品的性能、质量等,实现设计最优化。未来,智能化的机械设计技术发展,将会创造更大的经济价值、社会价值。
2.3微型化
时至今日,得益于纳米技术的快速发展,机械设计制造将呈现出更加明显的微型化趋势。在过去的几年时间内,我国纳米技术的发展仅仅停留在研究阶段,而现如今其应用已逐步扩展到多个领域,其中包括机械设计制造。在传统的设计技术支撑下,大多数机械产品结构复杂、尺寸大,造成了后期操作、维护等方面工作難度,同时亦占用了较大的场地面积,增加了企业投资建设成本。而微型化的机械设计,将大大提高生产设备的精准度与灵活度,有利于实现复杂设备的精简与统一,对于制造企业和应用企业都大有裨益,如节省资源、降低成本等。面对激烈的市场竞争态势,机械设计制造企业应关注多个领域的科技发展,从构成材料、零件装备等各个环节入手,加强技术优化与创新,以谋求更大、更快的发展。
2.4绿色化
在国家可持续发展战略方针的指导下,绿色概念已经灌入到社会各个行业领域,并成为了其发展的主要趋势。对于机械制造行业而言,绿色化设计实质上是一个优化的过程,例如将传统焊接刀具设计转变为机夹式不重磨刀。事实上,这种绿色化的机械设计,产品功能及原理都未曾发生改变,只不过是优化了其原有的材料及处理方式,但由此带来的生态效益毋庸置疑。
在具体的操作上,设计师要以“资源节约”的原则为引导,深入细致地了解机械的各部件构成,并通过对碎片式内容的优化处理,重新规划机械运行方式、材料选择以及工作原理,进而实现设计绿色化。
2.5系统化和定量化
现代机械设计把传统设计内的类比设计和经验都提升到理性和逻辑性的程度,形成了系统中的新型设计方法。把机械产品作为整体的系统来观察,通过计算机技术,可以将人和环境的关系进行协调。所谓的现代机械设计系统化,是将总系统分为多个子系统,并利用现代设计的方法和理论,将子系统进行协调,实现系统化的最终目标。如果是传统的设计方法,在分析过程中是静态的,是凭着经验去感知。因此不能够采取动态化的定量设计。实际工况不能用传统设计方法进行反映。机械产品完成功能设计,是在随机动态的情况下开展的。由此可以看出,机械设计的未来趋势将会向定量化发展。现代机械设计对零部件和材料的损伤都进行了充分的考虑,使用数学归纳法和有限元法可以更好地进行机械设计,从而提升了机械设计的成功率。
总之,在社会主义现代化建设中,为了有效提升我国机械产品的国际竞争力,提升我国的综合国力,需要对机械设计技术进行改革,发挥其在现代企业设计中的应有作用。
参考文献
[1] 谭景文.现代机械设计的方法研究[J].南方农机.2017(24)
[2]程浩蓝.创新思维在现代机械设计中的体现[J].时代农机.2017(02)
[3] 孙涛,熊学慧.机械设计与机械制造的技术分析[J].中国设备工程. 2017(04)