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机械设计在机械设计与制造中的重要性梁樱宝

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：梁樱宝

[导读] 摘要：作为机械设计的从业人员，要善于把理论知识和实践经验相结合，并且运用先进的计算机技术，设计出符合大众需求的高品质机械产品。

        大连金鼎石油化工机器有限公司辽宁大连 116103
        摘要：作为机械设计的从业人员，要善于把理论知识和实践经验相结合，并且运用先进的计算机技术，设计出符合大众需求的高品质机械产品。设计技术与传统的机械设计相比而言，本身就包含了设计方法创新的理念和思路。为了提高机械设计技术水平，根据机械设计逐渐复杂化的特点，尤其是对机械产品的高性能，高质量的需求，需要我们不断发掘设计技术在机械设计中的应用，只有这样才能促进机械设计水平快速提高。本文主要围绕下机械设计的创新理念和实践经验展开讨论。机械设计制造作为机械设计与制造的重要部分，对于社会经济有着很大影响。本文主要对机械设计制造方法进行分析，并探讨在机械设计与制造中的重要性。
        关键词：机械设计；机械制造；机械技术
        1机械设计在机械设计与制造中的重要性
        1.1创造性
        当前我国经济处在转变经济发展方式，优化经济结构，转化增长动力的攻关期。供给侧创新不足导致很多关键设备，核心技术和高端产品依赖进口，核心技术被“卡脖子”的事情时有发生。解决这一问题的关键在提高科技创新能力，提高供给侧体系质量。因此机械设计要敢于打破常规，突破传统思维，探索新方法，新原理，并且依托先进的设计技术和工具，来开发出高品质的，具有原创性的新产品。
        1.2高效性
        运用技术设计出的机械产品，在质量检测时可以直接使用计算机直接进行模拟使用，这样设计者可以直接看到自己设计产品的质量水平，同时节约了很多设计时间。除此之外机械设计可以缩短前期准备和细节工作的时间，大大提高了设计人员的工作效率。
        1.3优化性
        机械设计技术力求通过不断优化相关的理论和技术，达到技术系统的优化，从而使参数、结构、系统整体等都得到最优化的处理，进而使产品具备高性能、低成本的特点。
        1.4程序性
        从机械设计的过程来看，它更加重视产品从设计到生产再到销售的一体化设计，因此这就需要设计者从产品规划、产品方案的设计、技术设计以及施工总体设计等步骤进行全面的考虑，从而更加体现机械设计方法的程序性。
        1.5系统性
        从设计系统的角度来分析，机械设计更加注重使用系统工程来进行处理问题，因此在设计的过程中力求将各个部分进行关联，使其成为一个有机的整体，从而使整个系统得到最优化的处理，使系统与外界也能产生相应的联系。
        2机械设计制造及自动化的设计原则
        2.1有效满足设备需求
        机械设备的设计与制造是为了更好地满足人们的使用需要，特别是工业生产，对机械设备的效率与可靠性都提出了较高要求。不同产品的核心竞争力与主要工作目标是不同的，例如车床，必须在短时间内完成高精度零部件的加工，因此，在机械设计环节必须要充分考虑到用户对机械的使用要求，明确机械的具体应用环节，准确把握机械设计的主要目标与研究方向，确保产品在制造和生产后能够较好地实现其应有功能，以满足用户的不同需求。
        2.2保证机械操作简便
        传统机械在投入使用后往往需要操作人员通过复杂的程序和方式进行控制，这对于机械的使用和维护都提出了较高要求，精度控制和品质控制的难度也大大提升。人性化设计考虑的缺失导致传统机械设备占地面积较大、操作步骤复杂、后期维护检修不易等问题普遍存在，而机械设计制造及自动化的引入则能够将机械的各种功能进行有效整合，有效减少了产品使用的难度，使机械操作更为简便。

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        2.3提升机械产品品质
        自动化技术的引入使得来自机械运行与生产环节人为因素的影响大大减少，人工操作带来的负面影响也被最大程度降低，生产效率与生产质量得到了根本性提高，机械实现了长期的连续稳定运行，工人也可以从繁重的流水线操作转向自动化控制，有效节省了人力与物力的投入[1]。系统自动化运行可以保证整个生产流程的控制更加精准，产品的生产精度与生产效率得到同步提升，有助于提升整体机械产品的品质。
        2.4充分利用先进技术
        将信息技术引入机械设计制造领域能够切实提升产品系统性能，保证设备的智能化与人性化。在生产过程中，机床与生产设施的使用能够有效改变机器形状与结构，提升了产品的质量与性能。利用信息技术对机械设计进行处理能够进一步提升信息处理的全面性，可以将各种信息有效引入设计环节，使强大的信息处理功能能够将各种资料直观地呈现在设计者与生产者面前。先进技术的应用能够使机械设计与制造更加科学、高效、智能，进而实现机械设计制造水平的持续提升。
        3机械设计与制造中机械设计方法
        3.1优化设计方法
        传统的设计方法是根据人的经验和想法直接确定方案的设计模式，已经不再符合机械设计。优化设计方法不仅要考虑所设计产品的结构，同时还要把所设计产品的运输和流通等都考虑全面[2]。要完成一个优秀的机械化设计方案，需把优化设计中的数学模型和设计方法都运用到其中。因为优化涉及的方法是以数学模型为基础，以计算机技术为工具，在探究数学模型的过程中找到设计产品的最佳方案，所以机械设计人员在设计产品前首先要建立一个完整的数学模型，这样一个复杂的机械问题就转变为了数学建模问题。设计人员在选出最佳方案后，应用计算机软件将设计的数学模型求出解，然后再将求出的结果应用到机械产品设计中，从而满足产品设计的各种需求。
        3.2有限元分析方法
        随着计算机技术的发展，有限元分析方法迅速发展成为设计计算方法重要组成部分，这种方法的使用原理是将设计产品分成有限的、独立的、相互联结的三个部分，这些被分出的部分大多都是一些比较常见的形状[3]。例如在有限元分析方法中，如果被分析的产品是平面的，就可以把它划分到四边形里面，如果要分析到产品是立体的，就可以把它划分到六面体里面。在划分完产品单元后，设计人员接下来就要确定所分析产品的每个变量，然后将分析出的产品变量应用的单元函数中，并进行求解，最后再将列出的单元方程连立求解。
        3.3系统分析设计方法
        在传统的设计方法中，一般都是将要设计的产品分为几个模块，分别进行探讨研究。但在一个公司内各部门之间并不能做到及时交流，这种现象导致各部门设计出的部件产品都是独立存在的，片面不完整的[4]。而系统分析设计方法要求，产品在设计过程中是一个完整的整体，要用系统完整的方法进行设计，在确立好设计方案后还要把产品的制造过程和运行情况都考虑进去。要想设计出一个好产品，就要把系统开发、制造、运行三个方面综合考虑，这样设计生产出的產品才能符合社会需要。
        结语：
        总之，机械设计方法是在传统机械设计方法的基础上进行的完善和发展，这个系统的主动性比较强，设计需要的时间短，消耗低的优点。除了这些，机械设计方法在产品的制造、报废、回收等方面都比传统机械设计方法要好。同时这种设计方法在设计过程中可以吸取很多领域和学科知识，并将这些优秀的资源应用到自己的产品设计中，机械设计方法的优点不仅体现在独特的创造性，它还会将不同的优秀科学技术完美的融合在一个设计产品里。因此，机械化设计如果想持续发展，就一定要与先进科学技术结合，只有这样才能使自身价值不断提高。
        参考文献：
        [1]魏默冉，孙成栋，齐鹏.创新设计在机械结构制造中的应用探讨[J].湖北农机化，2019（22）：59.
        [2]王朝阳.现代数字化设计在机械设计制造技术中的应用与发展[J].信息记录材料，2019，20（08）：17-18.
        [3]郭水根，俞骏.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].内燃机与配件，2018（09）：129-130.
        [4]耿明惠，葛先锋，任志鑫.机械设计制造及其自动化设计在钢铁厂的发展前景分析[J].四川水泥，2017（04）：89.