機械設計製造工藝應用研究論文3篇
第1篇：現代機械設計製造工藝綜述
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、設計週期短、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，設計週期更短；
（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最佳化、系統防真。
2我國機械製造技術的現狀
目前，我國的製造業發展迅速，從不同方面分析，機械製造業可以從管理、設計以及製造工藝等幾個方面進行分析。
2.1機械製造的管理
計算機管理制度對於機械製造業而言，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，只有很少的機械製造企業進行這樣的管理。因此，我國應該加強機械製造的管理機制。
2.2機械製造的設計
工業發達國家都會採用先進的設計方法，並且不斷更新設計資料。尤其是計算機輔助軟體的應用、機械製造技術的應用，讓更多企業開始了無圖紙的機械製造。然而，在我國，則缺乏這種先進的計算機軟體技術，或者是這樣的技術應用並不廣泛。因此，在這一技術層面上，我國需要努力與發展。
2.3機械製造的工藝分析
機械製造以高精度，高精細加工作為其發展的趨勢。最新的技術，如微型加工、奈米加工技術、鐳射加工技術、電磁加工技術等等。這些技術都屬於高階的加工技術，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，還處於一種未開發、甚至是未普及的狀態。因此，這些高階的技術在我國有待加強。綜上所述，我國的機械製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，相對於機械設計、機械製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，產品設計要儘可能使所有使用者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唸的實踐和延伸。
3.2並行設計
並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。因此相對於傳統的機械設計的序列設計過程具有巨大的優勢。並行設計的基本思想是將機械產品從設計到製造和銷售看成是一個相互聯絡的有機整體，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於精確的幾何測量資料，對於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援手段。
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，然後再根據這些部件之間的關係進行組裝。自上而下的設計是指先對機械產品的整體佈局進行設計，然後根據總體佈局的要求進行零部件的具體設計。
3.5機構模擬設計
機構模擬設計時，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係進行確定，最後再進行機構分析。
4現代機械製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最佳化的結果，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絡，功能方面仍然存在其自身的層次性，這種設計方法對於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，電器裝置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儘量是能夠簡便，不能夠採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。最後在電器工藝上，需要採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現代機械的網路協同設計
一般來說，所謂的網路協同設計，就是透過利用現代的網路機制，將分佈在不同地方的.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資訊進行有效的管理，進而完成對機械產品的研發以及設計工作。隨著現代IT技術的不斷髮展與成熟，網路時代中的寬頻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資料的傳輸特性，一方面能夠對機械設計中的相關資料進行了解，另一方面還能建立起資料平臺，這個資料平臺是以web為基礎的，進而解決web中資料的修改、訪問以及傳輸工作，從而進一步實現資料的共享，進一步滿足現代機械設計過程中的技術要求。
4.4智慧化發展
智慧化是21世紀機械自動化技術發展的一個重要發展方向。智慧化是在控制理論的基礎上，吸收人工智慧、運籌學、計算機科學、模糊數學、心裡學、生理學和混飩動力學等新思想、新方法、模擬人類智慧，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階智慧或人的部分智慧，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製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，從深層次瞭解到機械設計製造的主要情況，以更好的應對當前國內外市場之中存在的壓力。同時透過對機械設計製造的工藝技術進行細緻的分析更加明確機械設計製造技術特徵，明確其技術的難點進而使得後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，由於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後，機械化的程度不斷提高，但是機械的執行需要能源來驅動，這就使得20世紀爆發的能源危機更加嚴重，也不利於國家長遠發展，所以必須採取措施。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，但是由於部分原因，節能型機械設計理念在現代化的生產中的應用現狀並不理想。
1.節能型機械設計理念的綜述
由於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線點，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於人類對於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於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裝置的日常工作效率，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，而且汙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，並且隨著資訊化程度的增高，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汙染物排放的目的。
1.2節能型機械設計的方法
由於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，所以必須採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透過能量守恆的方式，而這也是節能型機械設計理念能達到目的的最主要方式，根據能量守恆定律，可以透過節約動能、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透過降低在機械裝置工作過程中對勢能的干擾，也就是降低機械裝置的停頓時間，從而使得機械裝置達到節能的目的，而降低動能的消耗可以透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，而這可以透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，就必須減少機械裝置工作過程中的無用功的消耗，但是由於導致無用功的因素多種多樣，所以可以選取效能更好的材料，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
在科技不斷髮展以及經濟的帶動下，各行各業都有了更廣闊的發展空間，其中由於社會需求度的問題，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，但是由於自然界不可再生能源的儲存量日漸下降，這樣就使得對於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並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，並且提高了機械的工作效率以及工作效能，並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，並貫徹實施，但是由於部分原因導致節能型機械設計理念的應用現狀並不理想，而主要原因如下。
3.1認知度不夠
由於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，並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，鍛鍊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瞭解，但是由於設計人員並不具備相應的專業素質，這也使得其在運用一些軟體上存在一定的問題，因為一些輔助軟體，如CAD、3DMAX等作圖軟體能夠不僅能夠使圖紙更為立體，也能反饋一些資訊，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，而這可以透過不斷地學習來加強，並在在職期間不斷接受培訓，加強起專業素質，同時企業也可以透過高薪聘請的方式提升自身的機械製造節能的能力，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，而在日常生活中採取節能型的機械十分常見，例如一些效能極佳的汽車，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範圍內降到最低。
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、資訊科技的發展，基於計算機的設計理論與方法學，顯得異常活躍，由於資訊化社會中人們工作的特點是群體性、互動性、分佈性和協作性，20世紀80年代中期發展的計算機支援的協同工作正是適應了資訊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，透過一定的資訊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，它強調設計者採用群體工作方式，從而不同程度地改善了傳統設計中專案管理與設計之間、不同設計階段之間、設計與生產之間的脫節，以及設計週期過長，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，並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訊協議、通訊結構、衝突檢測。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資訊也是一致的。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。協同設計是一個通訊處理的過程，在這一過程中，通訊與協調是最重要的問題，協同設計中應遵循通訊規則。協同設計是一個知識共享和整合的過程，各個設計者必須共享資料、資訊和知識。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資訊，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：基於分解組合的協同設計和基於反饋的協同設計，基於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，最後將各子問題的解進行綜合得到設計解；基於反饋的協同設計是從產品設計的全生命週期考慮，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，反饋資訊、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，那麼這些任務可以並行完成，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，任務之間存在著並行、序列、併發等各種複雜的執行依賴關係，並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並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，人作為資訊的生產者和消費者，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複雜多變的環境之間的衝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。設計者透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合作與衝突消除
人員之間的合作是協同設計中的基本特徵。通常人與人的關係可以從完全合作到完全對立。協同設計中人員的關係是介於兩者之間並偏向於合作端的。目前在協同設計環境中提供的各種通訊手段和方式為合作奠定了基礎，由於成員透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，因此如何透過對成員的管理來達到最優的設計還需要進行研究。衝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，正確地解決衝突有利於設計的進行。
3.4資訊共享和交流
實現資訊共享和交流是協同的先決條件。在資訊共享中有三方面的要求：準確、高效和安全。有關協同設計的資訊的基本型別有兩種，即設計物件資訊和設計行為資訊。在協同設計中，由於不同的設計者的學科不同以及任務相異，對設計物件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資訊[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資訊關係進行分解，並用設計過程圖對設計資訊關係進行了描述。任務的分解完成後，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資訊關係，幫助設計者認識到設計任務間更深層更本質的關係。