关于机械设计制造及自动化技术的探讨

陆阳

（武汉交通职业学院 湖北省武汉市 430065）

传统机械设计制造技术尚不成熟，近几年随着信息技术和科学技术的不断发展，自动化技术在机械结构与制造中的应用日益广泛。应用自动化技术能有效提高机械产品在设计、制造过程中的价值，是当前工业生产的主要手段。在机械系统的设计和制造过程中，自动化技术是必不可少的，其原理是通过对数字信息和设备结构信息的处理和交换，使机器具有更多的使用功能，从而在一定程度上提高机械设备产品的安全性和生产效率，为企业提高生产效率提供依据。机械工程和制造业的计算机技术和其他专业知识。在机械工程与制造领域，自动化技术的应用使我国机械设计制造企业进入了一个新的发展阶段。它在改进机械产品的设计和制造、降低劳动力成本和提高生产效率方面发挥着重要作用。

1 机械设计制造及其自动化的优越性

常规生产机器以手工为主，正因为如此，生产产品的成本很高，需要浪费很多时间，人力和物力。为了获得更高的生产率和生产精度，在生产过程中常常需要从头开始进行把控，时间长，任务重，产品质量也不能得到有效保证。而机械和自动化的生产大大减少了生产的时间、成本和人工操作，精确度和产量能显著提高产品的质量和工艺水平。所以，采用机械化生产，对于提高企业的生产效率具有重要意义[3]。

机器生产过程中必须重视安全，包括产品质量安全和操作中的人身安全。机械化生产能有效地提高生产效率，并形成完整的生产体系。在生产过程中，采用机械自动化系统，对生产状态进行实时监测，并采取相应措施处理生产事故和突发事件，以减少事故的发生，保证作业安全有效。

常规机械化生产耗时长，不能保证产品质量。使用机械设计与制造的自动化系统，通过对系统机械设计的审查，就能实现机械制造与自动化，操作简单，出错率低，安全有效，在工作过程中，容易发生安全事故。从技术层面上看，机械设计和自动化技术一般都比较成熟，且误差率较低，不需要花费大量精力就可以达到较高的生产效率。本机具有机械设计、生产及自动化的特点，能够自动校核、消除运行中的错误，使本机能够高效、简便、快速地工作，提高了生产效率，达到了生产目标，具有积极的现实意义。

2 机械设计制造自动化技术工艺过程分析

机械零部件的加工过程主要包括车削、钻孔、铣削、攻丝和放电。机械零部件的加工技术在英国非常先进。英国航空公司在20 世纪末率先研究并应用了铣削加工技术，并被多家企业采用，取得了良好的生产效果。此外，经过一系列试验，公司选用了省时省力的硬质合金铣刀，使加工更加快捷、效果更好。下面是从切削液，刀具，工艺参数等几个方面的说明[3]。

2.1 初切液

机械零部件加工时，刀口切削会产生大量的热切屑。为有效解决这些问题，需要切削液。选择切削液当然是很特殊的。实践证明，有效冷却、合理使用切削液，可提高生产效率和产品质量。为提高机械零部件的加工效率，减少刀具损伤，国外部分企业在生产中采用卤素润滑冷却剂，取得了良好的冷却效果。而机械零部件表面易形成盐壳，在高温高压下，其力学性能极差。所以要注意盐层的去除，要注意不能用这种冷却方式组装工艺液。固体润滑剂虽然已有一定的发展，但其对机械设备会产生摩擦等破坏作用，能否推广应用还有待于进一步研究。

2.2 切削材料

切削工具的性能直接影响加工质量和加工效率。机械零部件塑性差，不易导热，不易硬化。高速钢切割器有两种，高铝高钴，硬质合金切割器有粗钢和粗钢两种，涂层切割器有很大的发展空间，可通过人工手段提高其抗氧化性和抗粘附性，从而使切割器具有较高的硬度和较好的热稳定性，已被许多国家的企业采用，并取得了较好的加工效果；聚晶金刚石切割器可满足各种高温、高速条件下切割器的性能要求，保证了切割器的高稳定性，广泛应用于机械零部件切割器中。

2.3 切割几何参数

刀片主要分为车刀、钻头、铣刀、丝锥、铰刀等，用车刀粗加工刀片，刀片前后角尺寸应符合机械加工要求。为提高机械零部件的精加工质量，保证表面光洁度和尺寸精度，必须避免刀具倒角。钻削时要注意排屑和冷却，螺杆角度设计合理，以保证强度和质量。铣刀是与机械零部件表面直接接触的刀具，因此必须根据其加工特点精心设计。一般的防齿崩扭丝锥的前角应设置在6-9 度，后角应设置在5-11 度，锥角设置在5-7 度。铰刀主要考虑的是机械零部件弹性模量小，前角3～5 度，后角10 度左右。

2.4 过程参数

机械零部件加工中，钻孔是一个难点。刀具和钻头在实际工作中很容易烧坏。或冷却，碎屑，硬度不够。经常注意取刀，及时补充切削液，固定钻模，经常更换钻头或维修。机械零部件攻丝时应选择合适的丝锥。一般来说，应该用短龙头。为了减少物体间的摩擦，应注意倒装零件的尺寸。为确保磨削加工的正常进行，很多企业都采用绿色化碳化硅砂轮进行磨削加工。

3 机械设计与制造技术应用与自动化

3.1 应用信息网络技术

信息技术在机械工程与制造自动化中的应用对于拓展机械工程与制造的广度和深度具有重要意义。信息技术的应用取得了显著的成效，在工程制造业中也发挥着重要的作用。生产管理人员可以通过远程监控对车间的工作状态进行有效的控制，并根据监控信息对生产进行调整和控制。同时，公司将信息网络技术与生产过程自动化技术相结合。促进机械工程和制造部门之间的信息交流和交流，通过有效提高公司各部门之间的合作效率，为提高公司的生产效率和产品质量创造基础。设计者使用计算机软件对数据库中的数据和设计图进行分析，可以全面提高产品的标准化程度，使设计更舒适，更精确[5]。

3.2 应用智能模块技术

在机械设计与制造中，智能模块的应用使传统机械与现代机械有所不同。智能化是机械制造业发展的重要方向。智能化设计与制造的实现有助于提高机械产品的性能，满足当前机械市场发展的需要。智能控制系统可以控制集群间的装卸作业，使作业误差最小化。通过车间生产过程的自动循环，成功地替代了手工控制，提高了控制效率，实现了生产过程中物料的智能模块化控制，为企业降低材料消耗，控制生产成本。在机械生产中，仪表产品的切割刀可以自动切换，减少了手工操作的风险，有效地提高了生产加工的精度。

3.3 应用节能技术

很多企业在生产过程中都要消耗大量能源，其中大部分都是不可再生的。久而久之，人们开始意识到他们正在浪费能源。很多企业在发展过程中都开始将节能作为一项发展规划，将可持续发展作为企业的发展理念之一。在机械设计与制造中，各种节能技术的应用对节能起着重要作用。节约能源推动了机械设计和制造自动化的发展，对于机械设计制造，采用自动化技术，可回收生产过程中产生的各种机械产品，有效降低生产成本。在机械设计与制造中，节能技术的应用主要是指采用先进的自动化技术，兼顾产品的性能和用途，以提高这些产品的附加值，使其能多次使用，节能技术在机械工业知识与技术密集型企业中普遍应用，促进了企业的可持续发展。

3.4 应用探测技术

机器制造是一项复杂而艰巨的工作，由于时代的变化，不同的用户对机械产品的要求也不一样，呈现出多样化的特点。正因为如此，建筑机械设计制造企业的加工工艺也变得越来越困难。在机械设计制造领域中，这些机械产品生产出来后必须进行检验，以确定其质量是否符合用户要求。由于机械制造产品的多样化，其结构也变得越来越难辨认。在机械设计制造中，产品采用人工检验制造时，容易出现错误，不能满足生产要求，且演示效果差。所以在机械设计制造中采用先进的自动检测技术是一种必然的趋势。以自动化技术代替人工检测，不仅能满足检测的要求，而且机械工程与制造业的检测技术，特别是现代信号检测技术、信息识别技术、网络检测技术等，对设计与制造的各个方面都有很好的认识。对异常情况及时处理与控制，提高机械设计与生产的生产效率与质量。

3.5 应用计算机集成制造系统

计算机集成生产系统又称集成生产系统，在机器制造和制造的早期阶段，出现了基于计算机的机器设计和制造技术，过程控制技术，质量控制和控制技术。但是作为一种一般技术，这些辅助技术的目的是尽可能地优化控制区域的生产成本，而不是为了缩短生产时间，降低生产成本。计算机生产系统也包括电子信息系统，先进物料管理系统，以及现代管理模式。计算机科学技术、传感器技术、网络信息系统和新的自动化技术等，加强了机械设计和生产过程中生产材料和生产过程的控制、协调和管理，提高了机械结构和制造过程的可靠性和安全性。

3.6 应用探测技术

应用程序检测是一项非常复杂的工作。随着机械设备需求的多样化和产品种类的增多，企业的设计和加工难度越来越大。同时，机械产品的检测也存在一些困难。如果仍采用人工检测的方法，将不能满足企业的生产要求。因此，提高机械产品的质量是非常必要的，而自动检测技术是机械制造企业在机械设计制造领域发展的关键。特别是目前的信号检测技术、网络检测技术、信息识别技术等，能够识别设计制造的任何环节，及时发现异常数据，并进行有针对性的控制和管理，完善机械设计制造的各个环节，提高企业的生产质量和效率。

4 机械设计制造及其自动化的发展

4.1 智能开发

自动化机械制造技术是近年来发展迅速的技术，通常采用计算机、系统技术、智能技术和其他现代技术来制造机器。它既是科学发展的重要体现，又是先进的智能技术。智能化实质上是人工智能与机械制造技术相结合的机械制造新技术，并将人工智能应用于任何机械制造系统。它不仅可以有效地模拟人类科学专家的智力活动，而且还可以替代部分专家完成的机器生产，提高生产效率和生产质量。自动化技术是机械智能化成为机械制造系统中的一种技术手段，既能对机械运行状态进行实时监测，又能有效的反映系统中存在的问题并加以解决。在机械行业中应用智能技术，可以有效地解决外部突发事件，保障整个系统的正常运行。

4.2 探讨微型化的发展方向

常规机械制造技术的应用范围越来越广，这一情况随着社会的发展而有所改善。20 世纪80年代末以来，机械制造技术逐渐衰退。它体现了微型化的概念，这个概念与现在的移动电话类似，所以未来小型设备的机械结构和制造有了理论基础。与此同时，机械制造范围更小，存储和移动更方便。在这种情况下，机械结构与制造的发展更加灵活。

4.3 实现网络发展

互联网的兴起，使其成为人们生产和生活的必需品，很多地方都有这种现象。机器设计和制造的自动化发展也要与网络技术相结合。利用网络技术，可同时发展自动化与网络化。机械设计制造自动化的发展与互联网技术的结合，主要是利用互联网来进行远程控制和监控。总的来说，将互联网技术与机械设计制造自动化技术相结合，可建立一套全自动网络信息系统，节省人力、物力。

5 结束语

总而言之，近年来，随着科技的发展，尤其是自动化技术的发展，给我国社会生活的各个领域，尤其是机械设计制造领域带来了新的活力，自动化和智能化的发展，能够反映出一个国家的机械工程和制造业的自动化水平，因此我们应不断创新先进技术，提高机械设计与生产的自动化程度。