机械设计制造及其自动化的设计原则、特点及趋势

符强 王洋 胡海余

摘要：近年来在科技进步的推动下，我国机械设计制造及其自动化取得不俗成就。机械设计制造及其自动化是机械技术与科技结合的产物，体现了时代进步，在当前社会大步伐发展的进程中，发挥着巨大作用，广泛应用在生活与企业，是提升我国生产水平的强大动力和现代化工业发展的主要力量。本文对此展开分析。

关键词：机械设计制造及其自动化;设计原则;特点;趋势

我国作为工业大国，机械制造产业在国民经济中占据重要地位。随着经济发展和科技进步，传统机械制造的体格笨重、应用麻烦、操作不灵活等已不再满足当前社会的物质生产要求，对设备质量、设计、安全可靠等是最基本的要求，同时需考虑效率、成本等，随着科技发展还需加入智能化、信息化等，不仅仅是提高了对机械设计人员的门槛要求，对当前我国正处于制造大国转向制造强国的过渡时期，更是一场大的考验。因此要明确机械设计制造中当前存在的问题、需求及创新点，规避问题，提升品质，唯有始终坚持创新性驱动、智能化转型、强化设计基础、倡导绿色发展模式，机械制造行业才能有更好、更快、更强的发展前景。

一、发展现状

产业规模小。相对西方发达国家，我们国家在机械制造行业方面起步较晚，且制造企业多为小规模，甚至是作坊式生产，缺乏大型加工生产设备，生产能力不强、技术不先进，使得机械加工产业链发展不平衡，提升水平有限。要想摆脱当前境况，促进制造行业健康快速发展，需加大改革力度，增加研究性投资，注重专业人才的培养与引进。

自动化程度不高。受企业产业规模、专业技能培养不系统、技术积累不足等因素影响，国内机械设计制造产业的自动化程度不高且已不再能适用于当前的物质生产需求，跟欧美国家还有较大差距。

二、机械设计制造及其自动化的设计原则

2.1融合先进技术

新的设计理念和制造方式随着社会需求的变化在不断的提出，只有努力提高机械设计效率，改善设备生产质量，才能改善企业经济效益，提升经济发展水平。如对传统生产机床等其他生产设备进行功能性、实用性的改良和创新。或更换先进供能设备，践行绿色生产，着力保障机械设备运行的稳定性、可靠性。

2.2满足机械加工精度

机械设计及加工过程，要满足精度要求，针对误差集中过程，分析误差出现原因，及时采取降误差的可行措施进行修正。可通过改进测量工具、更换加工刀具等方法提升加工精度。

2.3保障工艺质量

表面质量是衡量机械加工零件是否优良的标准之一，零件的性能与机械表面平整度质量息息相关，严格选取加工工具，减少零件表面的变形度。如刀具的選择，修光刀、精车刀等。

三、机械设计制造及其自动化的特点

不同于传统的机械设计，机械自动化融合了多种技术，效率更高、操作更少、成本更低、功能更全、质量更好。多种高精密机械技术结合自动化控制系统，最终实现作业过程无人化，在机械设计制造方面是最佳应用[2]。

新技术不断融合应用设计，很大程度的提升机械设计制造的水平。既能表现出自动化优势又可节约管理成本。机械设计制造及其自动化方面的新技术的开发在满足现代化的发展要求以及自动化管理的水平中发挥着重要作用，同时也能更好促进企业核心竞争力的提升[3]。

四、机械设计制造及其自动化发展趋势

4.1制造绿色化。

机械设备及自动化过程的绿色化。即是从产品设计研发、生产制造、产品包装、运输销售、实际应用到最终报废处理等各个环节实现资源消耗少、废物排放无害、利用率高的无害化绿色模式。对于生产产品，应从提高强度、延长产品平均寿命等方面，减小制造业对能源、环境、资源的压力[4]。提倡绿色制造模式，优化企业经济效益、社会效益和生态效益。

4.2设备大型化、系统化、精密化。

实现企业的高效生产、最大效益须通过提升装备能力，机械装备的设计应向大型化、系统化、精密化发展。研发设计并制造大型且系统的精密化装备，升级机械设备的各工艺参数，使得装备技术更新、产品升级换代。

4.3控制精准化与设计研制数字化。

控制模型的精准度及诊断质量的准确度是整体设备的核心部分，企业充分利用数据时代的优势，检测仪器与控制手段并用，将信息处理技术与数据挖掘结合，实现控制精准化。当前的装备制造多为数字化仿真生产过程、数字化设计，主要向对象多、机理多、介质多、维度多、目标多发展。

4.4智能化、网络化与运行可靠化

智能化的机械设备也不断被推出，机械设备的智能化体现在生产过程中对信息的感知、分析、经验积累、知识学习以及在数据基础上做出的智能决策与执行的综合交叉，如智能制造装备、智能制造服务等。机电一体化趋势越发显着，同时通讯、信号处理、传感器等技术的成熟，不断推动着机械设备的网络化，远程监控技术等应用于监测设备运行及故障检排，一旦发现异常，能够及时给予动作，减少企业损失的同时也提高设备运行可靠性。

4.5科技创新超常化

从制造业实际需求与应用角度考虑，不断创新制造技术向高端、超常使用等非常规应用的制造技术方向发展，如扩大构件制造工艺尺寸、微纳制造新工艺等。

4.6向服务型制造转型

制造业形式由单一生产制造转变为服务型制造是未来20年的主产业形态，应具有知识性、集成性、虚拟性、战略性、全球性等特点。

总结

总结上述，机械设计制造及其自动化技术关乎国家经济发展，经济建设中扮演重要角色，同时对实现制造强国的目标、促进我国经济水平快速提升也更为关键。只有不断创新，将设计制造与自动化更好融合开发才能满足时代的发展需求。

参考文献：

[1]吴勇军.机械设计制造及其自动化的设计原则和发展趋势探析[J].内燃机与配件，2018（24）：208-209.

[2]卜祥风，邓景泉“新工科”建设背景下的地方高校工科专业改革探索与实践——以滁州学院机械设计制造及其自动化专业为例[J].高教学刊，2018（17）：136-138，141.

[3]李洋，韩长川.机械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势[J].内燃机与配件，2019（01）：229-230.

[4]何畅“中国制造2025”背景下机械设计制造及其自动化行业影响分析[J].装备制造技术，2017（12）：47-50.