基于机械设计与机械制造技术的研究

  本文通过分析机械设计和机械制造技术的发展现状和趋势，指出了机械设计水平的高低对提高我国综合实力有着重要意义。
    机械设计是对企业新型机械或原有机械设备性能进行的规划和设计，以实现预期的理想效果，本文通过分析机械设计与机械制造技术的发展现状和趋势，指出了机械设计与制造技术在各行各业中具有较为广泛的应用前景，并详细分析了机械制造技术中集成电路的应用及原理，并对计算机辅助设计制造流程进行了分析。
    1.机械设计发展现状及主要趋势
    1.1.机械设计发展现状
    改革开放以后，我国科技发展速度越来越快，机械设计为了适应现代科学技术的迅速发展，与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用，尤其是与计算机结合的新型机械设计方法设计理念中，其基础研究在于将常用的机构和通用零件结合起来，在熟知通用零件的工作原理的基础上，了解其结构特点及相关计算方法，如利用有限元法对零件刚度、强度、润滑等数值计算，利用计算机辅助设计代替手工绘图等等。现代机械设计方法以由传统的静态设计转为面向整个系统的动态设计，其精度和可靠性较高。在冶金行业、化工行业、石油行业等多个行业应用较广，在各行各业的生产部门实行机械自动化对发展国民经济具有重要意义。为了加快企业机械设计技术改造速度，充分发掘企业潜力，要对机械设计的发展核心和发展趋势做出准确预测。
    1.2.机械设计发展的核心和趋势
    机械设计是对企业规新型机械或原有机械设备性能进行规划和设计，以实现预期功能，现代机械设计发展的核心是在降低制造成本的前提下保证新型机械的可靠性和耐用性。机械设计可靠性和耐用性是指在预定的时间内不发生或者少发生机械故障，其中设计过程中标准零件的使用是评价机械设计水平的重要标志，设计中标准零件的使用和成套原件的使用对降低设计成本至关重要，更能降低制造难度。机械设计向着可持续发展方向进行，现在企业越来越注重环保要求，尤其是保证机械噪声不超标，更要在机械排水、油、废弃物的排放设计中与加工工艺相结合，机械设计的主要流程：①明确设计要求（设计对象的预期功能和设计条件限制）→②设计方案的提出（拟定可供比较的设计方案并选出最佳方案）→③总体设计（进行分析计算并绘制总体设计图）→④结构设计（完成施工总装图及技术文件整理工作）→⑤产品试制（进行技术、经济的全面评价）最终进行产品定型。
    2.机械制造技术的发展现状与特点分析
    2.1.机械制造技术发展现状分析
    机械制造技术分为产品设计、生产加工等多方面的技术，我国的机械制造技术在管理和设计方面均采用了计算机管理和精密与超精密加工制造技术，但是与国外相关机械制造技术相差较大，国内相关技术的自主研发较少，科技相对落后。以齿轮滚刀的生产过程举例，滚刀形状类似螺旋，具有连接工件的作用，其螺距P的计算以相邻两牙在中径线上对应两点的距离为计算标准，螺纹升角؏满足公式。我国机械制造技术的制造工艺的精密和超精密加工技术处在发展初级阶段，还需加强对制造设计工具的研发并不断探索新型的科学设计方法。
    2.2.机械制造技术特点分析
    现代的机械设计制造技术融合了现代先进的设计理念，以数字化和智能化为主要特点，被越来越多的使用在各个行业，如冶金行业、化工行业、石油行业等。我国的数字化技术在与计算机技术结合应用的过程中，充分发挥了其优势，通过对所研发的新型机械设备功能曲线进行模拟解决了较多实际问题，可以作为制造过程中的主要参考因数。机械制造技术的智能化是现代企业生产过程中的重要功能，科学技术不断进步，因此对机械制造自动化和智能化提出更高的要求。
    3.机械设计制造中先进技术分析
    3.1.集成电路在机械设计制造过程中的应用
以集成电路发展的电子技术已成为现代信息社会发展的基础，集成电路作为计算机中的重要应用技术，与机械设计制造技术的发展密切相关。集成电路的研发为新型机械设备功能曲线进行模拟过程提供重要参考因数，以模拟折叠式共源共栅运放与套筒式结构比区别的过程为例，以NMOS为输入对管的折叠式共源栅极，使其U=3V,差动输出摆幅也为3V，功耗控制在10mA，如图1输入输出短路设计的折叠共源共栅运放电路图所示，各个相对应的电阻电容值都已给出，利用相关公式计算出电压总增益值为2000。通过合理的模拟对机械制造设计过程进行指导，保证设计质量的前提下降低劳动强度，减少了资金投入比。
    4.计算机辅助设计与制造
    计算机辅助设计与制造技术主要是利用计算机制作图形以增加图形设计精度并降低劳动强度，同时也符合国家可持续发展理念，减少了纸张的使用。计算机辅助设计与制造简称CAD技术，可以利用CAD进行大量计算，对数字、图形都能以较快速度进行检索，设计制作结束后可以重新对图形进行修改编辑等工作，CAD主要包括四个方面，即机械设计工作站、计算机、图形I/O设备及相应的CAD软件，专业的CAD控制系统遵循”中心控制“理念，在3D建模过程中由于清晰的工作流程和先进的控制理念，绘制图形具有成像速率快分辨率高的特点。

    改革开放以后，我国科技发展水平越来越高，机械制造技术在与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用过程中不断发展，但是与国外先进技术相比还是有一定距离，因此在熟知通用零件的工作原理的基础上，了解机械设计制造的相关结构特点及相关计算方法，抓住机械设计制造技术的发展契机，对相关技术进行完善以提高我国机械制造水平。