摘 要：機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是中國制造的脊梁。機(jī)械設(shè)計(jì)的智能化、精準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化，可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量，推動(dòng)我國制造業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。本文基于我國機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)狀，闡述了機(jī)械設(shè)計(jì)制造中計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用，分析了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其集成應(yīng)用中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;計(jì)算機(jī)應(yīng)用;智能化;集成化;綠色化

　　隨著經(jīng)濟(jì)和科技的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各行業(yè)的發(fā)展已突破信息孤島的范疇，集成化、智能化在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的作用也越來越重要。隨著機(jī)械制造行業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求、應(yīng)用集成范圍也在不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，使機(jī)械設(shè)計(jì)在保證精準(zhǔn)程度的同時(shí)，也推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)不斷朝著精細(xì)化、智能化和集成化方向發(fā)展。因此，將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　1 我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的現(xiàn)狀

　　機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是中國制造的脊梁。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷發(fā)展，國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施投資逐步放緩，市場(chǎng)對(duì)裝備產(chǎn)品的需求依然低迷，產(chǎn)能過剩的矛盾日益突出，機(jī)械工業(yè)面臨的主要問題是如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，完成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

　　1.1 高端設(shè)備不能完全實(shí)現(xiàn)內(nèi)部供給，核心技術(shù)較大程度依賴進(jìn)口

　　我國在一定程度上實(shí)現(xiàn)了高端機(jī)械裝備的自主化研發(fā)和生產(chǎn)，但缺乏核心技術(shù)，核心零部件的研發(fā)明顯落后于主機(jī)的發(fā)展。目前在高端機(jī)械設(shè)備所需的材料和技術(shù)中，25%的材料完全依賴進(jìn)口，部分材料雖然能實(shí)現(xiàn)自給自足，但仍存在質(zhì)量和性能不穩(wěn)定等問題，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量形象仍有較大差距。

　　1.2 企業(yè)缺乏科技創(chuàng)新能力，兩化融合有待進(jìn)一步推進(jìn)

　　科技創(chuàng)新能力弱是制約機(jī)械工業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型的主要問題。我國機(jī)械制造業(yè)的R&D經(jīng)費(fèi)投入遠(yuǎn)低于工業(yè)發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造業(yè)，創(chuàng)新型科技人才短缺，企業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)和測(cè)試條件不足，企業(yè)內(nèi)部各環(huán)節(jié)集成化程度較低，多數(shù)企業(yè)還沒有完全實(shí)現(xiàn)信息化和工業(yè)化的融合，“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的企業(yè)模式還在逐步探索中。

　　1.3 公共技術(shù)性服務(wù)體系不完善，服務(wù)型制造不能滿足需求

　　我國機(jī)械工業(yè)公共技術(shù)性服務(wù)供給缺乏嚴(yán)重，不能滿足行業(yè)發(fā)展的要求。現(xiàn)有的管理水平已經(jīng)明顯落后于產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步對(duì)公共技術(shù)和公益性服務(wù)的需求。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定落后于國內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需求，國際公認(rèn)的檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)較少。與發(fā)達(dá)國家相比，我國機(jī)械工業(yè)過于依賴實(shí)物產(chǎn)品生產(chǎn)，不注重服務(wù)活動(dòng)對(duì)產(chǎn)品品牌的影響，缺少能夠提供整體解決方案的企業(yè)。“生產(chǎn)+服務(wù)”運(yùn)營模式有待進(jìn)一步完善。

　　2 計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用分析

　　隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)向智能化、集成化發(fā)展，計(jì)算機(jī)及其輔助技術(shù)在其領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　2.1 計(jì)算機(jī)輔助集成應(yīng)用

　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)為工具，應(yīng)用科學(xué)的方法輔助人在特定應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)完成任務(wù)的軟件。這些軟件既可以在宏觀上進(jìn)行總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也可以在微觀上用于詳細(xì)設(shè)計(jì)，又能夠建立三維模型，并可以快速地進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的標(biāo)注和修改，制圖效果更加清晰可視化。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造時(shí)，通過計(jì)算機(jī)的輔助工具不僅能增加機(jī)械設(shè)計(jì)的規(guī)范化及精準(zhǔn)度，而且也可以減少人工操作，極大地簡(jiǎn)化了機(jī)械設(shè)計(jì)的流程，大大地提高了工作效率。另外通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，還能夠真實(shí)地展現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)效果，便于項(xiàng)目組成員之間的商榷，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的整體水平和效率。例如SolidWorks軟件，能夠多視角地展示不同設(shè)計(jì)方案，便于項(xiàng)目組成員之間的便捷溝通，減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率，它便捷的操作及獨(dú)有的拖拽功能可以在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配聯(lián)合設(shè)計(jì)，提高了工作效率，完善了產(chǎn)品質(zhì)量，更及時(shí)高效地服務(wù)市場(chǎng)。

　　2.2 3D打印技術(shù)的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的模型制造，會(huì)產(chǎn)生很多廢料，生產(chǎn)成本很高，設(shè)計(jì)周期長，方案調(diào)整費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下。3D打印機(jī)是一種應(yīng)用快速成型技術(shù)，以計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)模型為基礎(chǔ)，以可黏合的臘材、粉末狀金屬或塑料等為線材，通過逐層的打印黏合來構(gòu)造物體。該技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中被廣泛應(yīng)用，為制造業(yè)的定制化和小批量生產(chǎn)及功能件測(cè)試提供穩(wěn)定動(dòng)力。3D打印技術(shù)可以方便客戶自主選擇合適的打印線材，打印出靈活多樣的構(gòu)件，無須設(shè)計(jì)模具進(jìn)行機(jī)械加工，就能根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)生成任何形狀的零件，制作模具原型，直接打印產(chǎn)品。這樣就可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的不足，幫助設(shè)計(jì)者對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)并給予完善。根據(jù)3D模型機(jī)型自主安裝，能夠有效地減少煩瑣的裝配流程，將精力集中于產(chǎn)品的質(zhì)量，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，同時(shí)可以有效降低產(chǎn)品的檢測(cè)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

　　2.3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用

　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是利用系統(tǒng)模型，以計(jì)算機(jī)為工具，以相似原理、信息技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)為依據(jù)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，對(duì)現(xiàn)實(shí)中或想象中的對(duì)象進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)。它具有高效、安全、可重復(fù)和不受氣候、場(chǎng)地、時(shí)間限制的優(yōu)勢(shì)，已成為人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然不可或缺的手段。在過去機(jī)械產(chǎn)品的制造過程中，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)往往比較煩瑣，缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和交互平臺(tái)，需要投入較多的時(shí)間和成本，后期的修改費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，為機(jī)械設(shè)計(jì)的論證、研制、生產(chǎn)、使用和后期的維護(hù)過程，提供一個(gè)等比例的仿真模型，有利于機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)中的修改，能夠減少試驗(yàn)材料的浪費(fèi)，降低產(chǎn)品的成本，縮短開發(fā)周期，提高資金的使用效率。

　　2.4 計(jì)算機(jī)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

　　數(shù)控機(jī)床是一種以計(jì)算機(jī)控制程序?yàn)楹诵牡淖詣?dòng)化機(jī)床，主要應(yīng)用于復(fù)雜、精密零配件的加工，是一種具有高柔性、高效性的自動(dòng)化機(jī)床。計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)和數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，可通過網(wǎng)絡(luò)通道和數(shù)控機(jī)床開放接口進(jìn)行有效連通，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和數(shù)控機(jī)床進(jìn)行無縫集成，通過設(shè)計(jì)模塊的數(shù)據(jù)采集，智能識(shí)別設(shè)計(jì)模型中的資料數(shù)據(jù)，形成圖像的動(dòng)態(tài)仿真，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控指令，形成數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用程序。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，數(shù)控機(jī)床與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的集成度將進(jìn)一步提高，數(shù)控機(jī)床還需向高速度、高精度、高穩(wěn)定、柔性化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向邁進(jìn)，才能使現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造加工更加靈活、高效，真正意義上實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。

　　推薦閱讀：機(jī)械強(qiáng)度期刊是不是網(wǎng)絡(luò)首發(fā)