導語：自動化技術(shù)對機械設(shè)計制造的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：我國現(xiàn)代科技發(fā)展的繁榮度十分穩(wěn)定，同時機械自動化技術(shù)與制造行業(yè)之間的聯(lián)系也越來越密切，隨著技術(shù)種類和應(yīng)用范圍擴大，機械設(shè)計制造行業(yè)開始著手尋求自動化技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新。在這樣的背景下，本文從機械自動化的概述入手展開分析，研究了發(fā)展現(xiàn)狀之后，系統(tǒng)地闡述了自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)當中的應(yīng)用方式，最終還分析了其實際應(yīng)用前景，希望能夠為相關(guān)工作的優(yōu)化提供合理參考。

關(guān)鍵詞：自動化；機械設(shè)計；機械制造

在現(xiàn)代社會發(fā)展進程不斷加快的過程中，市場經(jīng)濟穩(wěn)定運行也對機械自動化水平提出了更高的要求。我國目前正處于向制造強國發(fā)展的關(guān)鍵時期，因此技術(shù)的創(chuàng)新以及行業(yè)發(fā)展模式的變革是必然情況。

1機械自動化概述

從實際情況出發(fā)展開分析，機械自動化技術(shù)的含義有四個方面，首先是機械自動化技術(shù)的發(fā)展目標本身就是能夠通過應(yīng)用合理技術(shù)，打造出流水線的機械制造局面，最終達到提升機械制造工作效率的目的。其次是機械化、自動化以及機械制造工作本質(zhì)上對于技術(shù)和設(shè)備的依賴程度很高，向著自動化的方向發(fā)展顯然是必然趨勢[1]。最后就是機械自動化本身對人力資源的需求并不高，若合理使用還能夠有效控制生產(chǎn)成本，這對于幫助機械制造行業(yè)企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益而言意義重大。此外就是機械自動化發(fā)展能夠展現(xiàn)出我國比較先進的生產(chǎn)理念，最終行業(yè)發(fā)展會隨著機械自動化產(chǎn)品的市場競爭展現(xiàn)出更加火熱的態(tài)勢。簡而言之，機械自動化必然會成為各行業(yè)企業(yè)提升自身綜合實力的主要方向，需要加速自動化技術(shù)的研發(fā)以及應(yīng)用，機械制造企業(yè)才能夠把握住時代發(fā)展的機遇[2]，最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。在實際的機械制造工作流程當中，各種系統(tǒng)相輔相成，能夠共同協(xié)作落實工作，同時構(gòu)建相對比較完整的機械自動化技術(shù)體系，需要注意的就是各項系統(tǒng)在整個機械自動化過程當中都屬于不可或缺的內(nèi)容，應(yīng)注意實現(xiàn)同步發(fā)展。生產(chǎn)系統(tǒng)自動化工程如圖1所示。

2機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀

2.1制造工藝不完善

在我國的現(xiàn)代制造行業(yè)發(fā)展規(guī)劃落實的過程當中[3]，機械自動化技術(shù)也能夠注入到各行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)以及運營過程中，但這種技術(shù)的推廣，實際上始終沒有達到預期的落實效果。簡而言之就是制造工藝不完善以及生產(chǎn)粗放等問題始終存在，若從細節(jié)著手分析，一部分機械制造企業(yè)比較看重短期的經(jīng)濟效益，導致自身發(fā)展的自動化難以從長遠的角度入手規(guī)劃，后續(xù)發(fā)展效果也不好。同時，部分機械制造企業(yè)還存在明顯的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，以及生產(chǎn)方式缺乏交替性等問題。在實際工作落實的階段，任何一個環(huán)節(jié)產(chǎn)生問題，都有可能影響最終的生產(chǎn)和制造效果。此外需要注意解決的就是制造工藝本身不夠完善的問題，企業(yè)若是想嘗試新的技術(shù)手段，為保障生產(chǎn)工作穩(wěn)定落實，還需要具備自動化技術(shù)相應(yīng)的管理策略，尤其是要避免產(chǎn)生交叉管理的情況，將體制不健全的問題完全暴露出來影響企業(yè)日常生產(chǎn)工作。這方面的問題也是機械制造企業(yè)在較長一段時間內(nèi)需要解決的關(guān)鍵，若能取得良好的成果，還能夠為自動化技術(shù)和機械工程的融合構(gòu)建更加適宜的環(huán)境。

2.2設(shè)計具有局限性

在市場經(jīng)濟快速發(fā)展的社會背景當中，機械制造行業(yè)需要面臨的市場壓力逐漸提升[5]，因此在行業(yè)企內(nèi)企業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略的階段，應(yīng)該優(yōu)先考慮行業(yè)科技水平提升方面的要求，在深入掌握市場發(fā)展和行業(yè)需求的格局之后，還能夠?qū)崿F(xiàn)合理的全流程一體化格局，在這一階段當中，企業(yè)需要注意的內(nèi)容有兩個方面，一方面就是不能放松引進專業(yè)技術(shù)人員，另一方面就是要加大自動化系統(tǒng)的推廣以及發(fā)展力度，確保工作細節(jié)能夠滿足行業(yè)企業(yè)在創(chuàng)新性方面的要求，以此促使機械自動化與實際制造之間形成更深入的融合。

3機械自動化在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

3.1智能化

現(xiàn)階段的機械自動化以及機械制造行業(yè)處于融合的趨勢當中，在這一過程中，智能化屬于最主流的特征。同時智能化應(yīng)用還能夠在編程、計算機網(wǎng)絡(luò)等先進技術(shù)的支持下實現(xiàn)高度智能化發(fā)展。機械制造智能化水平的穩(wěn)定提升需要在科學技術(shù)的輔助下實現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新，同時也需要在源頭上尋找發(fā)展中存在的問題，盡快摒棄掉傳統(tǒng)的人工機械制造工作模式以及相關(guān)技術(shù)理念。要點就是應(yīng)該保障人為以及商品因素在市場背景當中的重要性，最終促使產(chǎn)品加工技術(shù)與用戶需求相契合。且在機械制造領(lǐng)域當中融入智能化技術(shù)，實際上是在尋找合理方式提升行業(yè)內(nèi)人工智能以及尖端自動化技術(shù)應(yīng)用的能力，通過促進這兩方面技術(shù)的融合能夠有效控制制造工作中的不完善情況產(chǎn)生概率降低，最終達到優(yōu)化智能化加工制造的目的。

3.2集成化

在機械自動化技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，機械制造工作本身的集成化技術(shù)也不容小覷，作為其中比較關(guān)鍵的技術(shù)，集成化技術(shù)當中涉及到計算機網(wǎng)絡(luò)以及微電子等多種技術(shù)融合應(yīng)用，優(yōu)勢在于能夠通過多項技術(shù)的協(xié)調(diào)配合達到優(yōu)化機械制造集成的效果。顯而易見，在機械自動化相關(guān)技術(shù)當中，各技術(shù)之間存在明顯的關(guān)聯(lián)性以及互補性，若企業(yè)想要提升自身的機械自動化生產(chǎn)效率水平，就要綜合應(yīng)用現(xiàn)代化的高新技術(shù)和柔性制造等技術(shù)。這些技術(shù)屬于機械制造自動化技術(shù)當中的基礎(chǔ)性內(nèi)容，因此在正式投入使用之前，需要先進行優(yōu)化配置，最終形成新型管理應(yīng)用技術(shù)。例如，某車架在設(shè)計階段，結(jié)合160km/h的客運內(nèi)燃機設(shè)計經(jīng)驗，以及比較經(jīng)典的車型設(shè)計元素，整體提高了機械產(chǎn)品的性能。該車架的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：車架總長22500mm，車架總寬3100mm，車鉤中心線距離軌面距離為88依10mm，而這些參數(shù)在集成化的技術(shù)輔助下都能夠比較輕松的實現(xiàn)。在后續(xù)設(shè)計優(yōu)化階段，技術(shù)人員在車架位置采用的是模塊化設(shè)計，根據(jù)總體參數(shù)要求以及各部位的接口尺寸確定了主要梁以及置換獨立結(jié)構(gòu)模塊的細節(jié)，后續(xù)使用該結(jié)構(gòu)模型完成了車架當中大部件的焊接，最終組成車架。

3.3敏捷化

在機械自動化技術(shù)應(yīng)用的階段，機械制造企業(yè)需要對市場需求具有更加精確的反應(yīng)速度，這對企業(yè)市場競爭力提升而言的提升效果十分明顯。機械制造企業(yè)的工作人員在計算機技術(shù)的輔助下，能夠構(gòu)建虛擬的機械制造平臺，這也是未來該行業(yè)向著敏捷化發(fā)展的目標。在虛擬制造平臺當中，能夠通過帶入市場信息的方式，對未來機械制造業(yè)的生產(chǎn)需求進行預測，這對企業(yè)信息處理和理解能力提升來講也有明顯效果。若此項工作落實比較完善，還能夠有效避免資源配置不合理以及戰(zhàn)略規(guī)劃不科學的問題，最終為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)建優(yōu)質(zhì)內(nèi)外部環(huán)境。

3.4虛擬化

在機械制造行業(yè)的日常生產(chǎn)階段，虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用程度越來越高。尤其是在近幾年互聯(lián)網(wǎng)人工智能技術(shù)發(fā)展速度加快以及技術(shù)更新迭代加速之后，虛擬制造技術(shù)的發(fā)展也得到了帶動。在當下的虛擬制造技術(shù)在機械制造行業(yè)的應(yīng)用階段，途徑十分廣泛，主要工作細節(jié)就集中在數(shù)據(jù)存儲以及管理的環(huán)節(jié)當中，且機械化生產(chǎn)控制管理以及現(xiàn)代工藝制造等領(lǐng)域都能夠融合多媒體以及人工智能技術(shù)。

3.5實例分析

該案例為一種內(nèi)燃機車車架設(shè)計，主要采取的設(shè)計方式為模塊化，技術(shù)人員按照總體要求以及接口尺寸等參數(shù)，確定了結(jié)構(gòu)當中主要梁以及各獨立結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計，最終將模塊組裝焊接成為大部件。3.5.1車架端部該車架的端部分為前后兩端，這兩個位置的結(jié)構(gòu)基本相同，具體細節(jié)如圖2所示。尾鉤位置的設(shè)計借鑒了HXN5B型的機車結(jié)構(gòu)，主要是使用立板、前后從板等組成，這兩者都焊接在車鉤尾框立板位置。該內(nèi)燃機機車的斜撐被設(shè)計為箱型梁結(jié)構(gòu)，主要就是使用上蓋板、立板以及下蓋板組成，在幾次設(shè)計優(yōu)化之后，確認上下蓋板的參數(shù)為8mm和25mm，立板的厚度則是12mm。方案當中的防撞墻以及角柱都是使用橫豎筋板和蓋板拼接而成的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比較來講，這種設(shè)計更加輕量化。3.5.2車架側(cè)梁裝配該內(nèi)燃機機車架的側(cè)梁分為左右兩個部分，其中都有側(cè)板以及腹板等組成部分，具體如圖3所示。該工程當中的側(cè)梁整體結(jié)構(gòu)為箱型，長度是18080mm，在后續(xù)安裝階段能夠與燃油箱形成穩(wěn)定的連接，且支持輕量化設(shè)計，即能夠?qū)?cè)板厚度從10mm降低至8mm，減重效果躍10%。3.5.3承載式燃油箱案例當中車架油箱使用的是承載式結(jié)構(gòu)，其中還包含后柴油機梁、油箱端部梁等，具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。該油箱的兩側(cè)能夠和側(cè)梁相互連接，屬于發(fā)電機的關(guān)鍵載體。同樣的，承載式燃油箱也需要輕質(zhì)化設(shè)計，其上面設(shè)有燃油吸油口和回油口，底部則設(shè)置了污油排放口和檢修口等。輕量化設(shè)計需要注意的關(guān)鍵就是在減輕零件質(zhì)量的同時，不能對油箱本身的性能和質(zhì)量造成影響。3.5.4旁承梁裝配在該車架設(shè)計方案的旁承梁當中，采用的結(jié)構(gòu)是內(nèi)外分體板梁式結(jié)構(gòu)，在設(shè)計階段還融入了經(jīng)典車型元素。即改車價的轉(zhuǎn)向架風道以及風道的出口都定位在旁承梁的位置，能夠?qū)⑴猿辛簲嚅_，在傳統(tǒng)的設(shè)計方式當中，旁承梁需要加寬，這樣做是為保障零件剛度，但這種設(shè)計方案必然會增加零件重量，且旁承梁本身就需要和斜撐以及側(cè)梁三角相互連接，因此該設(shè)計方案當中引用了節(jié)板連接的思路，選擇使用長大節(jié)板連接各種零件，既能夠均勻分散連接應(yīng)力，也能夠達到輕質(zhì)化設(shè)計的目的。具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。在該設(shè)計當中，車架在司機室位置，且比其他的位置低30mm，因此需要將上節(jié)板設(shè)計成具有一定坡度的階梯形狀，臺階一側(cè)與外旁承和邊梁的上平面連接之間相互平齊，另一側(cè)則與其等高。

4機械自動化在機械制造中的應(yīng)用前景

隨著機械制造行業(yè)的市場競爭逐漸激烈起來，機械自動化在制造行業(yè)當中的應(yīng)用也就成為時代發(fā)展的大勢所趨，能夠在現(xiàn)代建設(shè)理念德育影響下產(chǎn)生更加明顯的技術(shù)性突破。

4.1實用化

機械制造行業(yè)的發(fā)展顯然不能脫離實用化，這也是行業(yè)發(fā)展的根本需求。機械制造企業(yè)本身也要為生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)質(zhì)量營造相應(yīng)的發(fā)展環(huán)境，目的就是能夠在根源上提升企業(yè)經(jīng)濟效益。從客觀角度分析，我國的機械制造行業(yè)已經(jīng)融入了數(shù)字化、自動化等相關(guān)技術(shù)，并在多種技術(shù)的輔助下展開了創(chuàng)新局面。但需要注意的是整體資金以及技術(shù)的投入有限，自動化機械制造工作實際上還沒有形成比較成熟的體系，還有提升空間。若想要順應(yīng)時代發(fā)展的趨勢獲得更快的發(fā)展速度，企業(yè)有必要積極的引進專業(yè)技術(shù)和設(shè)備，并且在自動化以及機械制造行業(yè)的融合當中最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。

4.2綠色化

當下我國的機械制造行業(yè)推崇可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在此種時代背景下，各行業(yè)都需要將綠色環(huán)保作為最終發(fā)展主題。在基尼全球化和一體化趨勢的影響下，機械制造行業(yè)也需要比較客觀地看待傳統(tǒng)機械制造生產(chǎn)模式對于環(huán)境產(chǎn)生的影響。此外機械制造企業(yè)本身也需要制定更加綠色化以及可持續(xù)發(fā)展的工作目標，注意避免盲目追求經(jīng)濟利益而忽略環(huán)保。

4.3智能化

在信息化時代來臨之后，人工智能只能為代表的新型技術(shù)整體就呈現(xiàn)出了比較蓬勃的發(fā)展趨勢，同樣也是機械制造行業(yè)的智能化發(fā)展動力。其中的人工智能技術(shù)和機械制造行業(yè)之間的融合更重視將人腦的研究成果以及功能概念大量地應(yīng)用到機械生產(chǎn)工作當中。這對于機械制造以及加工質(zhì)量和效率提升而言有比較穩(wěn)定的推動力。近幾年傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式，也難以滿足機械制造行業(yè)在現(xiàn)代化發(fā)展方面的要求，因此在行業(yè)發(fā)展階段可以推動計算機、大數(shù)據(jù)、人工智能等相關(guān)技術(shù)的融合。如：某內(nèi)燃機車通過自動化技術(shù)實現(xiàn)了各種工況下的應(yīng)力分布仿真計算，具體細節(jié)如表1所示。按照我國的內(nèi)燃機車設(shè)計標準分析，在該車價的最大應(yīng)力發(fā)生在縱向壓縮載荷的3000kN左右的情況下，車架端部位置的斜撐下蓋板，就需要和車鉤的尾礦裝配端立板相連接，產(chǎn)生的祖達應(yīng)力值為422.2MPa，約材料的許應(yīng)力值也會達到440MPa。在其余工況下，該車體車架的應(yīng)力值都比許用應(yīng)力值更小，因此分析表1內(nèi)容可以得知，該車架的靜強度與設(shè)計要求相符。

5結(jié)束語

綜上所述，機械自動化技術(shù)迅猛發(fā)展已經(jīng)成為我國機械制造行業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機，針對機械制造行業(yè)當中存在的制造工藝不完善以及設(shè)計局限性等問題，行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)需要加大力度創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)和投入，并且積極吸收國內(nèi)外先進的機械自動化生產(chǎn)經(jīng)驗，最終打造出相應(yīng)的人才體系，為我國機械制造行業(yè)的可持續(xù)繁榮發(fā)展提供持續(xù)穩(wěn)定的推動力。

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作者：牛璐 單位：鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學院