机械设计在机械设计与制造中的重要性

符国武

摘要：机械工程中机械设计与制造技术是十分重要的内容，是其机械性能的最重要决定因素。随着信息技术的发展，新的机械设计制造方法不断出现，诸如基于数学规划理论与计算机程序而建立，利用数值计算优化设计方案，使期望指标实现最优化的方法;利用结构离散化，采用有限个相互连接并进行分析的单元节点，依据变形协调条件对有限元进行综合求解的设计方法;在规定条件及时间内，规定功能可完成的可靠设计方法;利用虚拟现实与仿真技术，对产品设计、制造等全过程进行模拟，并预测评估技术数据与性能指标的虚拟制造技术;采用目前主流智能制造、绿色制造、纳米制造、个性制造等技术，随着新的设计制造技术的广泛研究应用，將会对世界经济发展起到重要促进作用。

关键词：机械设计与制造;重要性;设计准则;发展趋势

引言

机械设计是机械工程的重要基础和前提，其在某种程度上决定着其他的步骤发展的方向，合理的机械设计能够不断地促进机械制造的发展水平。现在随着我国经济水平的迅速发展和科学技术的日益完善，整体的机械设计水平也在逐步地提高。本文将从现阶段我国机械设计的准则、我国机械设计与制造行业的发展现状和未来发展趋势两个大方面展开对机械设计在机械设计与制造中的重要性问题的分析。

一、现阶段我国机械设计的准则

（一）机械设计的标准化准则。

在机械设计中，标准化准则具体包括概念标准化、实物形态标准化、方法标准化三个方面。其中概念标准化主要指的是在设计机械的过程中涉及到的符号、名词术语、计量单位等要符合标准;实物形态标准化主要指的是零部件、设备、原材料和能源等在结构形态、性能和尺寸等方面都要在统一的规定中进行选用;操作方法、测量以及试验方法等按照有关的规定来具体实施主要说的是方法的标准化。简而言之，标准化准则是对机械设计全过程的所有行为制定的准则，根据使用的强制性程度不同，现在我国已经发布的机械零件设计有关的标准可以分为必须执行和推荐使用两种，而根据运用范围的不同，现在我国已经发布的机械零件设计有关的标准可以分为国家标准、行业标准和企业标准。

（二）机械设计的安全性准则。

在机械设计中机械如果能够在规定的条件下没有故障，能正常的实现总体功能就可以称作是整机安全性;如果我们在机械设计的过程中能够确保操作人员的生命健康安全，能够对操作人员进行适时地保护就可以称作工作安全性;如果能确保在机械设计的过程中不对机器周围的环境和人造成污染和危害就可以称作环境安全性;同样在机械设计过程中能确保有关的零件在规定外载荷和规定时间内零件不发生如断裂、过度变形、过度磨损和不丧失稳定性等情况就可以称作是零件安全性。整机安全性、工作安全性、环境安全性和零件安全性都是机械设计安全性准则的重要内容。

（三）机械设计的技术性准则。

技术性准则是指在机械设计中相关的技术性能必须达到规定的要求，技术性能既可以指静态性能也可以指产品的功率、效率、使用寿命、抗摩擦、振动稳定性等动态性能，也就是说产品功能、制造和运行状况在内的一切性能都可以称作是技术性能。以振动稳定性准则为例，振动会产生额外的动载荷和变应力，尤其是当其频率接近机械系统或者零件的固有频率时就会产生共振现象，这时的振幅会有明显的增大，很有可能会立刻损坏零件甚至是损坏整个系统，这时就需要振动稳定性准则的约束，具体来讲是该准则可以将机械系统或者是零件的相关振动参数（频率、振幅、噪音等）控制在规定的允许范围内。

二、机械设计制造技术要点

（一）提高机械加工的精度

对于机械零件来说，精度是对其质量进行衡量的一个非常重要的标准。想要对零件的精确度和与客户需求的符合程度进行保证，就需要在合理化的设计当中，对设计方式进行有效的应用。首先要注意的就是在测量中遇到的一些问题，测量内容是由测量工具获取的，因此在测量工具的精度是非常重要的，但出现问题就会影响到测量的整体精度，因此在进行测量的过程中需要与实际的经验进行有效结合。另外，要与客户的需求进行契合。其次，在加工的过程中，还要对加工工具进行重视，要及时的优化加工的方式，对加工工具的质量进行保证，进而增强工具与产品之间的契合度。

（二）确保加工表面的质量

在机械设计的过程中，表面加质量是一项非常重要的内容，这项内容对于加工件的物理化学性能和寿命以及可靠性方面都具有直接性的影响，因此在制造设计的过程中，需要采取有效的措施对其质量进行保证。首先要合理的选择加工的工具，要与加工工件的属性相吻合，从而更好的进行工件的制造，减小工具表面粗糙的程度;其次还要选择会是的切削条件，要根据材料的不同才采用不同的切削速度，进而提高表面的质量;最后要减少表面层的变形，在进行工件加工的时候，要合理的控制后刀面磨损程度和切削用量。

三、我国机械设计与制造行业的发展现状和未来发展趋势

（一）我国机械设计与制造行业的发展现状

一直以来，中国的工程机械行业就发展的不错，现在已经成为最大的工程机械制造国家之一，同时还是世界上最大的工程机械销售市场。目前机械制造和市场已经发展的比较完善，但是工程机械行业的资源流通状况却一直是我们许多人的心病，如资源利用方式的粗犷等，这在一定程度上成为阻碍我国机械设计与制造行业可持续发展的制约因素。尤其是和欧美国家相比较起来，中国想要走节能、绿色、环保的生产方式还有许多的困难要克服，我们要向欧美国家成熟的工程机械产品回收体系和工程机械再制造技术学习，就现在我国工程机械的发展现状来看，向工程机械再制造领域进军是非常可行的。

虽然这些年我国一直在出台各种各样的政策为再制造行业的健康有序发展保驾护航，但是和国外成熟的再制造行业相比较，还是有一些非常实际的问题需要我们高度重视并想出解决措施。如，在我国工程机械再制造处于发展初期的现状下，国家的各项有关政策的制定还存在许多的漏洞;我国再制造行业的行业标准几乎是一片空白;我国在对再制造产品的宣传引导上做的工作不够完善，对再制造产品存在排斥心理的用户大有存在。需要明确的是，虽然我国的工程机械设计与制造行业中还有许多的问题，但是政策的支持和丰厚的利润成为我们克服这些困難的最大动力，我们该有信心使我们的机械设计图制造行业发展的越来越好。

（二）我国机械设计与制造行业未来发展趋势

根据现在全球机械制造业的发展现状，未来全球机械设计与制造业的发展主要有三大趋势：（1）整个机械设计与制造业的发展重心将逐步向亚洲迁移，这样迁移的趋势是为了获得本地化的成本优势并很好地位本地客户服务。另外，以我国机械设计与制造业为主的亚洲竞争对手成长速度非常迅速，在全球市场中所占的份额也在逐年的增加，在未来，我国必将成为主导全球机械制造业的主要力量。我国的国内生产制造业保持着远高于发达国家普遍将近百分之三的增长速度，这对未来几年中国机械制造业的高速增长是一种拉动，并且我国的机械制造业在以其巨大的规模优势争取着全球机械制造业的领导权，到二零一五年我国将能领导接近半数的全球细分市场，最主要的是我国正在努力地缩短和领先国家技术水平上的差距;（2）全球市场的竞争将聚集在中端市场;（3）节能环保类产品将会越来越受用户和制造商的重视和关注。

结语

综上所述，随着科技水平的不断提升，我国机械制造业取得一定的成绩，但是我国的机械设计与制造技术还存在着一定的不足，这些都严重的影响到我国机械制造业的发展。在机械设计与制造中掌握时代发展的趋势，不断地对设计方法与制造技术进行完善，采用先进的机械制造技术，从而推动我国机械制造水平的提升。

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