机械工业产品设计精编4篇

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机械产品创新设计1

经过新中国60多年，特别是改革开放30多年的奋斗，中国机械工业实现了历史性的跨越式发展，我国已成为“制造大国”，但是依然不是“制造强国”：机械工业还没有摆脱粗放型、外延式发展的模式，核心技术和关键技术掌握得不多，自主创新的产品少，附加值不高，核心竞争力不强。纵观世界，中国制造既面临其他新兴发展中国家的低中端竞争，又面临西方发达国家重振先进制造业的压力，在全球制造产业新的调整中既面临大好发展机遇，又面临极为严峻的挑战。面临的挑战很多，问题主要有两个：产品质量问题和产品创新问题，因而，产品创新和产品质量应该成为今后一段时期机械工程科技进步的主要方向。

应用数控技术实现我国机械产品的全面创新和升级换代，非常必要，完全可能，对于我国机械工业的科学发展，具有重要的战略意义。

数控化是全面创新机械产品的有效途径

机械产品的创新可以有多种途径，主要的有两种方法：一是创新工作原理或工作装置；二是创新运动的驱动和控制系统。传统机械产品的构成如图1所示，包括动力装置、传动装置、工作装置。工作装置的创新是根本性的，极为重要，千百年来，人们一直在不断创造出各种新的机械，形成了适用于完成各种不同任务的成千上万的机械产品。数控化则是对于机械运动的驱动和控制系统的创新，数控机械产品的构成如图2所示。

数控化是创新机械产品的有效途径，其核心的技术路线是用伺服电机驱动系统取代传统机械中的动力装置与传动装置，更重要的是用计算机控制系统对机械运动与工作过程进行控制。数控技术的核心是数字化，是先进的信息技术与自动控制、机械制造技术相结合的集成技术，是机械产品创新的使能技术。数控技术的应用引起机械产品本身的内涵发生根本性变化，使机械产品的功能极大丰富，性能发生质的变化，可以从根本上提高机械产品的水平和市场竞争力。

当前是中国机械产品升级换代的最佳机遇期

当前，我国机械工业正处于产品数字化发展时期，全世界的机械工业也正处于产品数字化发展时期。由“电气一代”到“数控一代”是一场深刻的变革，必然要经过艰难的攀登过程。在这方面，西方发达国家已经先行了60年，还要经过数十年才能完成这样一个历程。对于中国机械工业来说，“数控一代”是中国机械工业跨越式发展的最佳机遇。主要理由是：

（1）需求强大：需求是最强大的发展动力。由于国民经济持续快速发展，由于国际国内市场的激烈竞争，数控机械产品的市场需求越来越旺盛，企业产品创新积极性越来越高涨。我们现在面临的形势是：一要数控技术应用于中、低档机械产品，以提升产品的市场竞争力：二是要攻克高端数控机械产品，以满足经济、社会、国防等方面日益提高的需求。

（2）技术支持：数控技术的落后是长期以来制约我国机械产品创新与质量的一个重要因素。经过多年来对数控技术的持续攻关，特别是由于电机技术、功率器件技术、控制技术、计算机技术的突破性进展，我国的数控产业已经基本形成，国产经济型数控系统已主导国内市场，中档数控系统形成了产业规模，高档数控系统也已经掌握关键技术。我国的数控技术已发展到了技术成熟、质量可靠的阶段，全面推广应用的条件已经成熟。

（3）人才队伍与应用示范带动：数控机械产品的创新需要掌握数控技术、机械设计与制造技术、产品领域知识等复合型知识结构的人才，这也是长期以来影响我国机械产品创新的一个重要原因。经过多年努力，我们在人才队伍和应用示范方面已具备了良好的基础。

应用数控技术实现机械产品创新的技术路线

数控机械产品的出现是以数控加工机床的诞生为标志的。20世纪40年代未，美国帕森斯公司提出了应用计算机控制机床加工样板曲线的设想，并与麻省理工学院合作，于1952年研制成功世界上第一台三坐标立式数控铣床。它的诞生标志着机械制造数字控制时代的开始。

数控改造是一条可用较少投入有效提高现有机械性能的途径，很能说明数控产品创新的技术路线。以X52K立式铣床的数控改造为例，包括两个方面，首先是机床进给系统的改造，其方案是：将原工作台进给电机与齿轮进给箱拆除，将原普通丝杠替换为滚珠丝杠，然后用三个伺服电机分别驱动机床的升降、纵向和横向坐标轴，不仅机械传动系统大大简化，而且可实现精确的无级变速。

归纳起来，应用数控技术创新机械产品的设计流程如图3所示。先是进行总体方案设计，确定运动与控制方案，再是进行适配伺服驱动系统、适配计算机控制系统、研制应用软件系统以及设计机械、检测系统等方面的设计。

机械产品的全面创新与升级换代

机械产品数以万计，大都可以通过数控化实现产品创新，提升到“数控一代”的水平，从根本上提高产品的功能、性能和竞争力。数控化使机械产品装备了“大脑”，开辟了机械产品创新的广阔空间，不断引领机械产品攀登新的高峰；与此同时，在机械设计理论上和学术上能够做出高水平的贡献。除装备制造业和军工产品等领域，注塑类产品、数控编织机（见图4）、数控木工机械（见图5）、光刻机精密工作台（见图6）等都需全面创新、升级换代。《“数控一代”机械产品创新工程》的组织实施

《“数控一代”机械产品创新工程》既是技术推广工程也是产品创新工程：对数控技术而言是技术推广工程，对于各行各业的机械产品而言是产品创新工程。《“数控一代”机械产品创新工程》是一个复杂的大系统工程，必须依靠有组织创新和协同创新。

一　有组织创新

充分发挥我国的制度优越性，总体规划、分步实施、重点突破、全面推进，动员千军万马，实行有组织的创新。

（1）总体规划、顶层设计：制定国家与各行业、各地方、各企业的数控化机械产品创新升级的总体规划和推广计划（路线图）。国家和行业主管部门与地方科技部门联动，行业和地方组织企业实施，中央和地方共同支持。要努力加强相关行业数控机械产品技术标准的制定，以推进数控技术的普及和提高。

（2）重点突破、典型示范：从全国范围内筛选代表性区域、行业和企业，由国家重点支持实施示范工程，然后进一步在全国范围内全面推广：

企业龙头企业实施、上下产业链互联

行业：典型行业示范、其他行业推广：

区域：重点区域入手、逐步全面铺开。

（3）技术攻关、推广应用：加强对数控机械产品共性关键技术的技术攻关，进而在行业内和地区内进行全面推广应用。

（4）人才培训、技术服务：学校、科研机构全面动员，大力开展数控机械产品创新设计的人才培养与专业培训，特别是要广泛动员与强力组织对广大企业家和设计工程师的培训。组织各方面力量，努力以几种模式提供数控机械产品创新设计的技术服务：1）企业委托设计；2）与企业联合设计；3）为企业进行人员培训，由企业自主设计。

二　协同创新

以企业为主体、市场为导向、政产学研用紧密结合，推进协同创新。

（1）科技部、工信部等国务院有关部门将实行强有力的领导，建立领导机构，推进顶层设计，提供政策和资金支持，加强宏观管理。各行业主管部门和地方科技部门将加强组织实施管理，认真制定行业规划和推广计划，落实各方面保障措施。

（2）建立各个层面的产学研用创新联盟，将各行业、各地方具有技术优势的生产企业，高校、研究院所、用户企业组织起来，形成数控机械产品创新联盟。

机械工业产品设计2

[关键词]机械设计；加工；问题

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0106-01

引言

随着机械设备产业的转型与升级，机械设备生产速度在不断的加快，为保证产品的质量，应该注意机械设计加工中的问题。结合当前机械设计加工中存在的问题，积极的采用有效的措施，能够提升自身企业机械设计加工产品的质量，确保机械设备正常运行，推动机械设计加工产业可持续发展。

1 机械设计加工中应注意的问题

机械设计加工零件质量问题

在机械设计加工中，机械零件的质量决定了机械的使用性能和使用寿命，深入研究和分析机械加工零件的质量的影响因素能够对提升机械设计加工产品质量和减少机械设计加工中产品的次品率有着积极的意义。目前，在机械设计加工设计中，影响零件质量主要因素是材料性质和切削用量。当切削用量越小时，零件材料的塑性韧性和变形就越小，反之亦然，呈现正相关关系，零件材料韧性越大时，对于机械加工的零件就会质量越差。在机械的设计过程中，使用刀具对塑性材质的零件进行加工的时候，加工零件会受到力的作用而发生形变，并且由于刀具和零件分离切削过程中，会产生撕裂现象，从而影响零件表面质量。当对脆性材质的零件进行机械设计加工时，在切削的环节中，很容易产生断续的零件碎粒，从而对零件的边缘和表面的光滑度造成一定的影响。另外一方面，在机械设计加工的环节中，一些其它的因素都会对机械设计加工零件中的物理性能产生一定的影响。其中主要可以分为：机械设计加工零件发生冷作硬化和零件的结构组织发生变化。为了能够提升机械设计加工零件表面的质量，应该注意加工零件的表面承受力，对加工工艺尽量简化，提升加工精度。

加工精度较低

在机械设计加工过程中，通常会受到许多因素的干扰，进而对加工精度造成影响。如受力变形、刀具不适合、机械加工设计加工系统受热变形、刀具和夹具的磨损以及制造误差、运动误差和机床磨损误差等影响因素，这些因素在机械加工中很难将其消除，只有在设计加工的环节中，深入研究和分析误差的原因，采取有效的措施，能够在最大程度上提升机械设计加工精度，提升机械设计加工产品的质量。

机械设计加工产品的性价比较低

机械设计加工作为机械产业运营中重要的环节。该工作具有专业性强和精密度高的特点。对于设计人员应该具有强烈的责任心，能够考虑到多方面的干扰因素，不断改进和优化机械设计加工工艺，确保机械设计加工零件的质量。目前，我国一些机械制造企业，还是采用比较落后的加工设备，设计加工出现的产品的性价比比较低，一些设计成本相对较高，随着市场环境竞争加剧，相关企业的综合竞争力比较低下。机械设计加工产品中的问题不仅降低了产品的使用效率和综合性能，还干扰了机械设计加工企业快速发展。

2 机械设计加工的有效策略

合理选择机械设计加工零件材料

在机械设计加工中，对机械设计加工零件材料应该要合理的选择，这样不仅提高了机械设计加工质量，还降低了机械设计加工中的经济成本，从而满足机械设计加工的使用性能和工艺性能的需求[1]。对机械设计加工零件材料进行选择的时候，应该要对材料的质量、价格、性价比和工艺性能等多方面因素充分考虑，结合机械加工设计工艺的相关要求，参照机械设计加工过程中的物理性能和产品表面的受力情况，进而选择最高性价比的零件材料，减少机械设计加工经济成本，提升机械加工企业的市场竞争力[2]。对机械设计的加工标准要严格的遵守。规范生产方式，对常见的生产零件和原材料的结构、性能指标和尺寸要做到规范，对加工工序进行简化，从而提升生产效率。

制定科学合理的工艺流程

在机械设计加工过程中，制定科学合理的工艺流程是很有必要的。通过工艺流程的开展能够有效的降低机械设计加工中的成本，对加工产品的使用性能进行优化，确保机械设计加工产品的质量，尽可能的减少机械设计中加工周期，提升机械加工设计效率[3]。在机械加工设计的环节中，尽量一次性完成，由于机械设计加工工作中会对零件留下不同程度的残余应力，这些残余应力会对零件加工质量造成一定的影响，所以在机械设计加工环节中，对加工方法选择的不同，就会对机械设计零件产生不同的影响，对此，应该根据机械设计加工的实际情况，科学合理的制定工艺流程，从而确定适合的加工工序和加工方法。

设置合理的切削参数

在机械设计加工过程中，切削用量是比较重要的参考数据，切削速度和切削深度直接影响着机械设计加工零件的质量。在切削机械设计加工零件时，应该要根据加工零件的材料特性和自身属性，对切削参数进行合理的设置。另外注重对切削深度和切削速度合理的设置，减少在机械加工设计过程中零件表面产生的材料积屑。合理适当的使用切削液，能够有效的降低机械设计加工中切削所产生的不均匀的力度和温度。

正确使用剂

市场上的剂的类型有很多种，在机械设计加工过程中，要根据加工的实际情况，针对性的选择适合的剂，并且考虑机械设计加工零件的设计精度、相关的性能以及材料性质，合理的选择纯油性或者是水溶性的剂。一般情况下，机械设计加工中，正在做高速切削操作中，采用硬质的合金刀具时，应该选用水溶性类型的剂，对于一些特殊的机械设计加工切削区域选用纯油性的剂。在机械设计加工过程中，合理的选择剂将有利于机械设备的正常运行，提升机械运行效率。

3 结语

综上所述，加强对机械设计加工中问题的注意是很有必要的。通过合理选择机械设计加工零件材料、制定科学合理的工艺流程、设置合理的切削参数、正确使用剂能够提升自身企业机械设计加工产品的质量，确保机械设备正常运行，推动机械设计加工产业可持续发展。

参考文献

[1]王杰，程明远，李士晓。浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技信息2013，12（09）：18-23.

机械产品创新设计3

一般情况下，创新设计先后经过抽象思维、逻辑思维、全面分析和最后决策四个环节。抽象思维主要是是通过设计人员充分发挥创新思维和智慧，提出新颖的有可能实施的想法，是创新设计必备过程。有了抽象思维过后再将想法具体化，考察其逻辑性和可行性，结合有关的科学理论知识、原理进行进一步的新颖的、可行的、具体化的机械设计。而全面分析则包含了创新设计过程中所涉及的所有可能性，综合考虑技术的可行性、成本与性价比，最后设计出新的可以满足人们生活和生产需要的机器或者其他产品。

我国机械创新设计过程

机械创新设计的目的在于改善机械本身的功能、性能或者以更低的经济成本制造满足生产生活需求的机械。目前，我国技术专家认可的机械创新设计过程一般可分为四个部分，一是根据具体需求确定机械设计的基本原理，二是机械结构的优化和改进，三是机械尺寸设计和参数优化，四是机械运动性能及动力参数优化。机械创新设计与普通的机械设计并没有实质性的差异，主要的区别在于机械创新性设计注重发挥人的主观能动性和创新能力的突破，在充分的调动人的积极性的同时创造出更加符合使用者需求的机械工具。

我国机械创新设计的特点

机械创新设计主要包括四个特点：一是多学科知识交叉运用，互相融合，互相渗透；二是机械创新设计中，数字并非主要思考因素，而是应该充分结合过往经验和相关的理论知识，合理判断和提出可行的新的设计方案；三是机械创新设计不仅需要理论知识和经验，同时也十分注重灵感、想象力、创造力的作用，因此应该最大程度发挥四者的作用；四是凡是设计创造类等实践活动都需要不断重复、尝试，从中吸取经验，多级选择最佳方案。在机械创新设计过程中，只有完全领略和充分展现以上四个特点，才能做出优秀的创新设计。

2.我国机械创新设计思维

机械创新设计思维对于机械创新设计来说意义重大，只有通过不断的改革创新和开拓进取，勇于突破现有的固定模式和局限，采取新的方法、体制、设计才能使自身在飞速发展的时代中保持领先，走在时代的前沿。

机械创新设计思维的涵义

创新设计思维就是指在原有的科学理论知识、原理以及过往的设计和经验中设想出新颖的、更能满足审美或者实用需求的设计方案。而对于机械设计人员来说，创新无疑是自身最核心的竞争力，通过提高产品的性能、降低产品的成本以及缩短生产时间来提高机械设计的性价比。在机械创新设计过程中，首先应该有创造性思维，在前人的基础上提出更加优化的观念，并将这些优化的观念付诸实践，从而创造出新的不一样的机械设计。创造性思维具有多维多向性的特点，强调联想、灵感和感觉，并不是依靠固定的逻辑思维推理出来的，而是激发于机械创新设计人员的大脑。

机械创造性思维的三大特征

自由性

机械创造性思维最大的特征在于自由，创新是自由的，思想是自由的。机械创新设计人员可以在结合有关客观科学理论的基础上完全自由凭借自己的想象、灵感、直觉设计出新的机械，而不必有太多的思想束缚。在当今变化赶不上计划的经济时代，思维的自由符合现代社会发展的需要。而在机械设计工作中，要不断地有新的进步的成果，就必须突破原有的事物，消除固定思维的束缚，自由地翱翔在创新设计的天空中，只有不断突破和创新才能设计出更令人满意的成果。

多向性

每个人的思维方式都不一样，具有多向性的特点。而在机械创造性思维中，同样具有多向性的特点，设计人员可以从不同角度去观察和判断问题，并且设想出完全不同视角的方案。设计的美妙恰巧在于它的多样性和多向性，没有固定的设想方向，任意一个方向都可以是设计者们延伸的目标。多向性思维与创造力是相辅相成、密不可分的，一个机械产品的设计过程中一定有过多向性的设想，从中择优进行实践得出最后产品。因此，多向性思维是机械设计中十分重要的一点。

独创性

独创性即设计出跟别人不一样的产品，提出不一样的理念，突破原有的固定模式，创造出新颖的进步的成果。独创性是机械创新设计的目标，创新的目的在于独创，拥有别人没有的想法和成果。因此，在机械创新设计过程中，要学会从新的切入点思考问题，掌握不同的设计方法，敢于向原有的观点提出新的看法，从而设计出具有独创性、新颖的机械产品，更好满足生活和生产的需求。

机械工业产品设计4

关键词：机械制造；自动化；应用

中图分类号：TH165 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）17-0110-02

1 机械制造技术的应用现状

机械制造技术的管理方面

机械制造技术的应用源于20世纪20年代，并在各行各业中得到了快速的发展。工业发达国家的机械制造企业在管理方面已经广泛地采用了计算机进行管理，并且非常重视生产模式、管理体制与组织更新和发展，同时推出了并行工程、敏捷制造、准时生产、精益生产等先进的管理思想和管理技术。而国内大多数机械制造企业在管理方面仍以经验管理为主，只有少数的大型制造企业采用计算机进行管理。

机械制造技术的设计方面

目前，国内的机械制造企业在设计方面很少采用计算机CAD技术进行辅助设计，而工业发达国家的机械制造企业在设计方面则不断地更新设计准则和设计数据，并采用新的设计方法，大多数大型的制造企业已经开始进行无图纸的设计与生产，广泛地采用计算机CAD技术进行机辅助设计。

机械制造技术的制造工艺方面

国内的机械制造企业虽然在制造工艺方面不断地采用先进的制造技术，相对工业发达国家的机械制造企业而言，还是存在一定的差距。工业发达国家的机械制造企业已经广泛地采用纳米技术、复合加工技术、微型机械和微米技术、电磁加工技术、高精密加工技术、激光加工技术、超塑加工技术、精细加工技术等新型的加工方法。而国内机械制造技术的制造工艺仍在开发、掌握中，普及率并不高。

机械制造技术的自动化方面

随着计算机的高度集成化，工业发达国家的机械制造企业已开始采用数控机床、计算机集成制造系统、加工中心、柔性制造系统、柔性制造单元，实现了机械制造的集成化、智能化、柔性化，进一步加快了机械制造自动化的发展。但国内的机械制造企业仍处于单机自动化、初级操作自动化、刚性自动化阶段，只有少数机械制造企业在使用柔性制造系统和柔性制造单元。

2 机械制造技术的应用与发展

机械制造技术的全球化发展

随着国内市场与国际市场的竞争日益激烈，国内有许多知名的机械制造企业在激烈的竞争中落败或者被其它企业所兼并，有的机械制造企业甚至面临倒闭、破产，同时网络技术的快速发展与计算机的广泛应用进一步激化了机械制造行业的竞争。为了实现机械制造技术的全球化发展，首先要让机械制造技术的网络化得以实现。

机械制造技术的网络化应用

人们随着网路的迅速发展和普及，给企业的管理与生产带来了革命性的改变。无论是产品的那个方面向设计、材料的采购、零件制造、市场开拓与销售都可以从全世界的方面。令外，网络科技的快速发展，可以加强我们与世界各地信息交流，我们还可以加强产品开发与合作和学习更先进的经营管理经验，推动了企业的发展。

机械制造技术的虚拟化应用

机械制造技术的虚拟技术主要是指利用计算机系统的仿真功能来模拟真实的操作系统，通过模拟生产产品、检验产品的制造过程。可以通过机械制造技术的虚拟化对产品的可加工性进行检验，对产品的制作工艺与加工方法的合理性进行探讨，从而确保产品的质量安全、保障产品的制造工艺，避免产品出现错误或者缺陷。

机械制造技术的绿色化应用

机械制造的绿色化应用包括很多方面，例如：产品的绿色生产、产品的绿色设计、采用绿色设备、使用绿色包装、采用绿色管理等。机械制造技术的绿色化不但能够提高能源和原材料的利用率，还能减少不良副产品造成的环境影响。

3 机械自动化技术的应用现状

机械制造的自动化信息系统

机械制造的自动化信息系统包括：计算机辅助设计、辅助制造、产品数据库系统、工艺辅助设计等。计算机辅助设计主要是指辅助工程师通过计算机的相关设备和图形设计软件对机械部件以及构造进行设计；工艺辅助设计主要是指优化和提高产品的生产工艺，增加其标准化程度；辅助制造主要是指采用计算机的数值控制技术，在产品的生产工艺过程中控制生产；产品数据库系统主要对计算机在设计和生产制造过程中的相关数据信息进行合理、系统化地管理。

机械制造的自动化物资供输系统

机械制造的自动化物资供输系统能够自动将机械制造中所需的成品与各种原材料输送到具体的、预定的位置。机械制造的自动化物资供输系统主要由自动化软件系统、自动输送设备、单机自动装置等组件构成，它是机械制造自动化过程中必不可少的细分系统。

机械制造的自动化生产系统

机械制造的自动化生产系统能够自动的装卸机械的相关组件，自动地、持续地循环工序。机械制造企业采用自动化生产系统不但可以减少机械在生产过程中人为操作的失误率，还能够代替工人的体力劳动，改善工人的劳动环境，提升产品的质量。

机械制造的自动化设备装配系统