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機械設計制造工藝應用研究論文3篇
第1篇：現代機械設計制造工藝綜述
1現代機械設計技術的特點
總結上述所分析的現代設計技術特點，發現現代設計技術具有思維主動、功能完善、設計邏輯明確、設計強度高、設計周期短、耗費少且效益高的特點。如果將現代設計技術應用到機械設計中，實現現代化機械設計，則該類設計技術在實際應用時將具備以下特點：
（1）計算機技術的應用使現代化機械設計的步驟更加明晰，設計周期更短；
（2）現代化機械設計初始階段能及時發現不良問題，所以機械發生故障的可能性較低；
（3）現代化機械設計同時考慮機械產品的動態與靜態屬性；
（4）現代化機械設計能充分利用計算機技術來實現設計方案優化、系統防真。
2我國機械制造技術的現狀
目前，我國的制造業發展迅速，從不同方面分析，機械制造業可以從管理、設計以及制造工藝等幾個方面進行分析。
2.1機械制造的管理
計算機管理制度對于機械制造業而言，是一種未來發展的方向。組織體制與生產模式的更新發展，營造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我國，這種管理機制還是比較匱乏的，只有很少的機械制造企業進行這樣的管理。因此，我國應該加強機械制造的管理機制。
2.2機械制造的設計
工業發達國家都會采用先進的設計方法，并且不斷更新設計數據。尤其是計算機輔助軟件的應用、機械制造技術的應用，讓更多企業開始了無圖紙的機械制造。然而，在我國，則缺乏這種先進的計算機軟件技術，或者是這樣的技術應用并不廣泛。因此，在這一技術層面上，我國需要努力與發展。
2.3機械制造的工藝分析
機械制造以高精度，高精細加工作為其發展的趨勢。最新的技術，如微型加工、納米加工技術、激光加工技術、電磁加工技術等等。這些技術都屬于高端的加工技術，在工業發達的國家，這些技術應用較為廣泛。而在我國，以上技術應用不多，還處于一種未開發、甚至是未普及的狀態。因此，這些高端的技術在我國有待加強。綜上所述，我國的機械制造技術還有很大的發展空間，很多技術都有待開發或者是普及。但從技術層面上而言，相對于機械設計、機械制造技術則有更大的.發展潛能。
3現代機械設計環節
3.1共用性設計
設計人員在保證商業利潤以及現有的生產技術條件下，產品設計要盡可能使所有用戶在不同的使用環境下，都能得到安全舒適的使用效果。這種設計理念是在無障礙設計基礎上發展起來的，工程領域的以人為中心理念的實踐和延伸。
3.2并行設計
并行設計的主要優勢是可以縮短設計時間，有效降低機械產品的設計成本。因此相對于傳統的機械設計的串行設計過程具有巨大的優勢。并行設計的基本思想是將機械產品從設計到制造和銷售看成是一個相互聯系的有機整體，在設計過程中要對涉及到的各個細節問題進行統籌考慮。
3.3逆向工程技術
逆向工程技術是指基于精確的幾何測量數據，對于機械產品進行實物模型重構，從而實現機械產品的設計。要實施逆向工程主要應該解決形狀反求、材料反求以及工藝反求等三個主要技術問題。這一工程設計技術為機械產品的快速設計提供了一個重要的技術支持手段。
3.4自上而下和自下而上的設計
自下而上的設計是指先生產出機械產品的各種零部件，然后再根據這些部件之間的關系進行組裝。自上而下的設計是指先對機械產品的整體布局進行設計，然后根據總體布局的要求進行零部件的具體設計。
3.5機構仿真設計
機構仿真設計時，設計者首先要建立零部件的三維模型，其次在對運動部件及其相互約束關系進行確定，最后再進行機構分析。
4現代機械制造的先進技術及發展趨勢分析
4.1系統化機械設計
系統化機械設計方法就是將傳統的幾個設計步驟進行有機的整合，將原來的多步驟設計整合為一步設計。這種設計方法有效的提高了機械設計的效率，讓現代原來的機械設計變的更為方便快捷，增強了現代機械設計的連貫性。其次，這種系統化的設計方法仍然保留了各個設計要素的獨立性，這是對設計方法進行逐步優化的結果，也正是各個設計因素的相對獨立性決定了系統化設計方法可以不影響設計要素的功能和性質；第三，機械設計雖然表面實現了系統化但是其內部仍然存在著必然的聯系，功能方面仍然存在其自身的層次性，這種設計方法對于現代機械設計的發展有著十分重要的理論意義和實踐價值。
4.2電器機械的節能設計
在當今時代，節能是一個極富創新的理念，電器設備的節能不僅可以節約國家的電力資源，消費者的經濟資源，也可以對環境的保護起到一個重要的作用。在對電器機械的節能設計中，其主要包括了對電器產品結構、電器的功能以及電器工藝三方面。在電器產品的結構上要盡量是能夠簡便，不能夠采用過度消耗的零部件，減小電器產品的體積與重量。在電器功能方面，雖說要符合消費者的需求，但是要秉持著人機工程學的原理，降低使用者的使用強度與技術要求，達到人機和諧的目的。最后在電器工藝上，需要采用現階段的最新的工藝，才能夠將材料的損耗降到最低，保證電器產品的節能。
4.3現代機械的網絡協同設計
一般來說，所謂的網絡協同設計，就是通過利用現代的網絡機制，將分布在不同地方的設計資源以及設計任務進行統一，以協同工作中的機制為基礎對信息進行有效的管理，進而完成對機械產品的研發以及設計工作。隨著現代IT技術的不斷發展與成熟，網絡時代中的寬帶也得到了很大程度上的提高，所以利用現代化中多媒體實時數據的傳輸特性，一方面能夠對機械設計中的相關數據進行了解，另一方面還能建立起數據平臺，這個數據平臺是以web為基礎的，進而解決web中數據的修改、訪問以及傳輸工作，從而進一步實現數據的共享，進一步滿足現代機械設計過程中的技術要求。
4.4智能化發展
智能化是21世紀機械自動化技術發展的一個重要發展方向。智能化是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心里學、生理學和混飩動力學等新思想、新方法、模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，使機械自動化產品具有低級智能或人的部分智能，取代或是協助人類的工作。
5結束語
綜上所述根據對當前我國機械設計制造工藝技術的現狀以及發展的基本情況等進行深層次的研究，從深層次了解到機械設計制造的主要情況，以更好的應對當前國內外市場之中存在的壓力。同時通過對機械設計制造的工藝技術進行細致的分析更加明確機械設計制造技術特征，明確其技術的難點進而使得后續工作的開展更加有章可循。堅定原則和思想以更好的促進當前我國相關領域之內的經濟飛速發展促進相關行業邁向新的發展局面。
第2篇：節能型機械設計理念在現代化機械生產中應用
從發明蒸汽機以來，社會形態正在發生翻天覆地的變化，而到了21世紀，由于社會發展需求的不斷變化，使得社會的需求都不斷提高，這種需求不僅體現在數量上，同樣體現在質量上，而在經過兩次工業革命后，機械化的程度不斷提高，但是機械的運行需要能源來驅動，這就使得20世紀爆發的能源危機更加嚴重，也不利于國家長遠發展，所以必須采取措施。而節能型機械設計理念是解決現代化機械生產中能源消耗率過高的重要措施，但是由于部分原因，節能型機械設計理念在現代化的生產中的應用現狀并不理想。
1.節能型機械設計理念的綜述
由于社會正在全面地進行生態文明的建設的同時不能放棄人類社會的發展，這也就需要人類在社會發展與自然和諧中尋求一個連接點，進而使得整個自然社會能欣欣向榮的發展，而節能型機械性設計的理念正是人類社會的一次嘗試。
1.1節能型機械設計理念的概念以及特點
可持續發展戰略日漸深入人心，而之所以出現生態文明失衡的現象，最主要的原因正是由于人類對于自然社會的需求過度，例如能源，而隨著社會主義現代化的建設步伐的加快，機械運轉消耗了大量的自然能源，這也使得眾多有識之士開始對于現代化機械生產進行研究，而節能型機械設計理念正是所得到的成果之一。所謂的節能型機械設計理念，指的是在機械設計過程中融入節能環保的理念，這種理念的盛行主要是因為其在保證機械設備的日常工作效率，甚至提高了機械的工作效率的基礎上使得機械在運轉過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，進而達到了環保節能的目的。而節能型機械設計理念的最主要的特點就是節能環保型，并且隨著信息化程度的增高，也使得當前的節能型機械設計理念具有了一定的自動化能力，最大程度地達到控制能源消耗以及污染物排放的目的。
1.2節能型機械設計的方法
由于節能型機械設計在現代化機械生產中具有十分重要的作用，所以必須采取合適的方法達到節能型機械設計的目的。一般情況來說，節能型的理念要想達到目的應該通過能量守恒的方式，而這也是節能型機械設計理念能達到目的的最主要方式，根據能量守恒定律，可以通過節約動能、勢能以及消耗功率的方式來達到是現代化機械生產最大限度地節約能源的目的。其中降低勢能的方式是通過降低在機械設備工作過程中對勢能的干擾，也就是降低機械設備的'停頓時間，從而使得機械設備達到節能的目的，而降低動能的消耗可以通過降低零件之間的摩擦力使得動能損耗降低，將所有的勢能轉換成有效能量，而這可以通過增強零件的精準度以及精配度來達成；為了能最大程度地降低能源的消耗，就必須減少機械設備工作過程中的無用功的消耗，但是由于導致無用功的因素多種多樣，所以可以選取性能更好的材料，進而使得節能型機械設計理念得到準確實施。
2.節能型機械設計理念在現代化機械生產中的必要性
在科技不斷發展以及經濟的帶動下，各行各業都有了更廣闊的發展空間，其中由于社會需求度的問題，使得在歷史上出現了兩次工業革命，而這也導致了前社會的機械化的程度越來越高，但是由于自然界不可再生能源的存儲量日漸下降，這樣就使得對于能源的保護逐漸提上了日程，而在社會日常的能源消耗過程中，機械生產的能源消耗量十分高，這也是節能型機械設計理念的提出迅速被廣泛地接收并被重點研究的主要原因，而節能型機械設計理念在實際上達到了降低能源消耗的作用，并且提高了機械的工作效率以及工作性能，并在一定程度上貫徹了國家可持續發展的戰略。
3.節能型機械設計理念在現代化機械生產中的應用現狀
雖然節能型機械設計理念得到了廣泛的關注，并貫徹實施，但是由于部分原因導致節能型機械設計理念的應用現狀并不理想，而主要原因如下。
3.1認知度不夠
由于節能型機械設計理念的提出時間尚短，而真正使用在現代化機械生產中的時間更短，這樣就導致大量的設計人員以及高層人士對其存在錯誤的認知，認為節能型機械設計理念僅僅只是節約能源，而不能提高機械的工作效率，這在一定程度上導致節能型機械設計理念得不到一個好的平臺來施展，并且絕大多數的設計人員受到技術上的限制，這使得其在進行節能型機械設計的過程中，常常只能從單一的角度出發，無法使得節能型機械設計理念得到更好的發展。所以為了解決這一現狀，就必須吸取發達、先進國家的經驗，鍛煉設計者的邏輯思維能力，進而使得設計能夠對節能型機械設計理念具有更為具體、多角度的理解，從而擴大節能型機械的應用以及普便性。
3.2人員存在素質問題
人員素質問題也是影響節能型機械設計理念無法達到目的地主要原因之一。認識保證一個企業、行業更好發展的關鍵，而在節能型機械設計理念的盛行下，絕大多數的設計人員都對其有了更深的了解，但是由于設計人員并不具備相應的專業素質，這也使得其在運用一些軟件上存在一定的問題，因為一些輔助軟件，如CAD、3DMAX等作圖軟件能夠不僅能夠使圖紙更為立體，也能反饋一些信息，所以人員的專業素質問題是影響節能型機械設計更好的發展的重要原因之一。因此提高人員的專業素質也是十分重要的措施，而這可以通過不斷地學習來加強，并在在職期間不斷接受培訓，加強起專業素質，同時企業也可以通過高薪聘請的方式提升自身的機械制造節能的能力，從而使得節能型機械設計理念得到更好的發展。
4.節能型機械設計在現代化機械生產中的應用
隨著社會形態的不斷變化，時間的推移，使得現代化機械化成為主要的社會生產力，但是機械的能源消耗率過高，不符合國家可持續發展的目的，所以節能型機械設計理念的提出使得其能在現代化機械生產中得到了更高的價值，而在日常生活中采取節能型的機械十分常見，例如一些性能極佳的汽車，而這也是節能型機械設計應用最廣的機械，這也是這種理念使用的最為成熟的機械，而隨著節能型機械設計理念在汽車領域中的成功，使得更多設計者將目光放在了更為大型的機械上，例如升降機，眾所周知，升降機的使用十分廣泛，但是升降機的能源消耗量也同樣大，而且節能型機械設計理念正在向整個機械化社會進軍，力求使得整個社會的能源消耗率在可控范圍內降到最低。
5.結語
綜上所述，節能型機械設計理念的運用使得社會上的能源消耗率得到了一定程度的下降，雖然目前節能型機械設計理念在現代化機械生產中的應用現狀還不是十分樂觀，但是絕大多數都是主觀因素造成的，所以只要解決這些主觀問題，就可以在一定程度上加強生態文明的建設進度，進而達到人與自然的和諧。
第3篇：協同技術在現代化機械設計中的應用分析
1引言
近幾年來，隨著計算機技術、信息技術的發展，基于計算機的設計理論與方法學，顯得異常活躍，由于信息化社會中人們工作的特點是群體性、交互性、分布性和協作性，20世紀80年代中期發展的計算機支持的協同工作正是適應了信息社會中人們工作方式的上述特點。
2協同設計的概念
協同設計是指為了完成某一設計目標，由兩個或兩個以上的設計者，通過一定的信息交換機制和相互協同機制，分別以不同的設計任務共同完成這一設計目標，它強調設計者采用群體工作方式，從而不同程度地改善了傳統設計中項目管理與設計之間、不同設計階段之間、設計與生產之間的脫節，以及設計周期過長，設計費用高，設計質量不易保證等弊病。協同設計具有如下特點：多主體性是指設計活動由兩個或兩個以上的設計者參與，而這些設計者通常是相互獨立的，并且各自具有領域知識、經驗和一定的問題求解能力。協同性具有一種協同各個設計者完成共同設計目標的機構，這一機構包括各設計者間的通信協議、通信結構、沖突檢測。共同性多設計者要實現的設計目標是共同的，他們所在的設計環境和上下游的信息也是一致的。靈活性參與設計的人員數目可以動態地增加和減少，協同設計的體系結構也是靈活、可變的。隨著對協同設計的深入研究，協同設計具有了更加豐富的內涵：協同設計是一個協同工作的過程，目前協同設計已經納入到CSCW的計算框架之中，將協同設計視為CSCW的重要應用領域之一。協同設計是一個通信處理的過程，在這一過程中，通信與協調是最重要的問題，協同設計中應遵循通信規則。協同設計是一個知識共享和集成的過程，各個設計者必須共享數據、信息和知識。各設計小組內部必須能共享知識和設計經驗，還要能從其他小組獲取共享信息，各小組間應能相互傳遞對設計背景與目標的理解[1]。
目前對協同設計的種類劃分沒有統一的定論，多功能小組的合作開發都可以統稱為協同設計。按協同設計的工作方式和組織方式可以將協同設計分為兩類：基于分解組合的協同設計和基于反饋的協同設計，基于分解組合的協同設計是將一個設計問題分解成多個設計子問題，每一個設計子問題交給一個設計小組求解，最后將各子問題的解進行綜合得到設計解；基于反饋的協同設計是從產品設計的全生命周期考慮，不同的協同小組從不同的角度參與到同一個設計問題中，其中包括從不同的側面對一個設計解進行分析，反饋信息、修改設計[2]。
3協同設計在機械設計中的應用
協同設計涉及的問題相當廣泛。因此，完整地表達協同設計所涉及的技術將是十分困難的，下面僅介紹在協同設計中比較重要的幾項技術。
3.1設計的規劃
協同設計的實施是以劃分出的一系列子任務為基礎，各個設計成員分擔不同子任務的形式進行的。如果任務之間不存在任何關聯、相互獨立，那么這些任務可以并行完成，效率會很高，但設計問題的.不良結構特性使得這種劃分幾乎是不可能的，任務之間存在著并行、串行、并發等各種復雜的執行依賴關系，并且任務之間存在不同程度的耦合，因此需要進行設計任務的規劃。把設計任務的分解、描述及任務的分配稱為設計的規劃，目前如何尋找對設計任務的良好的描述方法并對子任務進行解耦成為協同設計的關鍵問題之一。
3.2人員的管理
人的因素在協同設計中起著重要的作用，人作為信息的生產者和消費者，其素質決定了設計最終能夠達到的質量。個人有限的認識力與復雜多變的環境之間的沖突是設計中的突出問題。人員是個變動的因素，就設計者個人而言，他人的設計構成環境的一部分，而自己的設計又構成環境的另一部分。設計者通過對環境的認識和改變達到對設計任務的完成。設計者應能對任務的整體性有充分的認識。
3.3合作與沖突消除
人員之間的合作是協同設計中的基本特征。通常人與人的關系可以從完全合作到完全對立。協同設計中人員的關系是介于兩者之間并偏向于合作端的。目前在協同設計環境中提供的各種通信手段和方式為合作奠定了基礎，由于成員通過執行任務來達到對自己目標的追求，在設計中，成員之間即合作又對自己的利益有一定程度的堅持，因此如何通過對成員的管理來達到最優的設計還需要進行研究。沖突在協同設計中是常見的現象，它的出現反映了設計在不斷向前發展，正確地解決沖突有利于設計的進行。
3.4信息共享和交流
實現信息共享和交流是協同的先決條件。在信息共享中有三方面的要求：準確、高效和安全。有關協同設計的信息的基本類型有兩種，即設計對象信息和設計行為信息。在協同設計中，由于不同的設計者的學科不同以及任務相異，對設計對象的操作是在不同的抽象水平和層次上進行，因此需要從其他設計者處獲取所需的信息[3]。
4結束語
設計任務的規劃是協同設計能夠順利進行的關鍵環節，包括設計任務的分解、設計任務的描述以及設計任務的分配。任務分解是協同設計的前提保證，在進行任務的分解時，除了利用產品結構樹以外，還根據產品部件之間的設計信息關系進行分解，并用設計過程圖對設計信息關系進行了描述。任務的分解完成后，利用設計結構矩陣將圖形結構轉化成矩陣的形式。設計結構矩陣能表達出各子任務間的設計信息關系，幫助設計者認識到設計任務間更深層更本質的關系。
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