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機械設計基礎要點范文第1篇

【主題詞】污水處理廠；電氣自控設計；PLC；MCC；進水泵；避雷防雷；防潮防腐；以太網(wǎng)

污水處理廠在我國的設計越來越現(xiàn)代化和自動化，污水處理的電氣自控設計也越來越重要，設計的好壞優(yōu)劣直接關系到污水處理廠以后的生產(chǎn)運行。根據(jù)本人在污水處理廠多年從事電氣自控儀表的實際運行和管理經(jīng)驗，總結出污水處理廠在電氣自控設計方面需要注意的一些問題和解決方案。

1、污水處理廠的進水泵設獨立的PLC站點和MCC（含進線總開關）進行控制，不與其它設備共用一個PLC和MCC進行控制和供電。

進水泵是污水處理廠的重要關鍵設備，進水泵的穩(wěn)定運行是污水處理廠運行的前提條件。污水處理廠的電氣自控設計中，進水泵與粗格柵間、細格柵間、曝氣沉砂池和初沉池等預處理單元的諸多設備共用一個PLC和MCC進行控制和供電，已是各市政設計院的設計慣例。但本人十幾年的工作經(jīng)驗證明，這種設計對進水泵的穩(wěn)定運行存在著很大的風險和隱患。這樣設計，該PLC站點和MCC控制的設備和儀表數(shù)量多，且都長期工作在水下或潮濕的腐蝕性氣體中。這就可能造成以下幾種情況的發(fā)生：（1）設備多，工況差，設備出現(xiàn)的電氣故障就多，短路、過流或對地放電而引起MCC柜進線總開關或進水泵分開關跳閘的現(xiàn)象也多。維修人員檢修設備電路時，也會存在著技能水平不夠或一時疏忽等原因，導致該PLC發(fā)生故障或進水泵供電出現(xiàn)問題。（2）造成強電通過就地按鈕箱等接線端子或破損線路傳送到PLC的自控模塊上，造成自控模塊的運行不穩(wěn)定，嚴重時還會造成CPU模塊停運、模塊及背板燒毀、PLC供電線路跳閘或供電電源燒毀的情況。（3）該PLC控制的設備多，相應的模塊數(shù)量和控制的IO點就多；CPU模塊的運算負荷和發(fā)熱量也大，該PLC自身出現(xiàn)故障的幾率也大。（4）控制的設備和儀表很多是露天設置，若防雷不到位，該PLC和MCC遭受雷擊破壞和影響的幾率也大。分析本人廠多年來該PLC或MCC發(fā)生以上幾種情況的原因時，基本上都是其它設備引起的。MCC出現(xiàn)問題或PLC的不穩(wěn)定運行、故障或者停機，都可能導致進水泵停止運行，造成泵坑液位升高和污水溢流。小則使格柵間被淹，造成設備和財產(chǎn)損失，影響生產(chǎn)；大則造成污染環(huán)境的環(huán)保責任事故。還有一點就是PLC發(fā)生故障時，不能向中控室監(jiān)控計算機傳送真實的設備和現(xiàn)場信息，值班人員很難遠程監(jiān)控到。所以將污水處理廠的進水泵作為成套設備，和脫水機、鼓風機等設備一樣，有自己單獨的PLC和MCC，不受其它設備環(huán)境的影響，運行的穩(wěn)定性會大大增加，才能有力保障污水處理廠的進水和運行。缺點：進水泵設單獨的PLC和MCC，由于多了一個PLC柜、一個CPU模塊、一個MCC進線柜和一個MCC進線開關，柜體占地面積也要多出幾個平方米，會增加十幾萬的建設資金。但這點資金對建設一座數(shù)以億計投資的污水處理廠來說，基本可以忽略不計。

2、污水處理廠電氣自控系統(tǒng)要有完善的避雷防雷設計

由于污水處理廠具有占地面積大、自控線路廣、設備儀表多且分散、大部分設備工作在露天環(huán)境下和廠區(qū)內(nèi)建構筑物普遍較低的特點，電氣自控系統(tǒng)容易遭受雷擊。所以污水處理廠要有完善的避雷防雷設計。

以某污水處理廠為例，該廠建廠時間（1997年）較早，當時在防雷設計時，只設計了變電站和MCC柜的強電防雷擊，沒有設計弱電自控儀表的防雷。在沒防雷改造之前，該廠自控系統(tǒng)曾多次遭受過雷擊，造成很多自控模塊燒毀，而且一個PLC站遭受雷擊，感應高壓還會順著總線傳到其它的PLC，造成CPU總線端口燒毀，損失和危害較大。

雷擊分直接雷擊和感應雷擊兩種。直擊雷的防護：直擊雷防護主要靠接閃帶和避雷針。污水廠所有構筑物屋脊和屋頂四周均敷設接閃帶，在沒有高點的地方設立高桿式避雷針。為讓產(chǎn)生的電流能快速泄散，接閃帶應設立多處引下線，均在引下線處設置接地極，并與構筑物的基礎相連，引下線可靠地連接到接地極上，盡量減少接地電阻，也避免產(chǎn)生很大阻抗耦合效應，減少反擊電壓。普通構筑物接地電阻不大于10Ω，中控室接地電阻不大于1Ω。感應雷擊防護：將污水處理廠建筑基礎內(nèi)的鋼筋，如樁基、底板、地梁等和地面建筑，如梁柱，金屬框架與上述的避雷帶防雷引下線連接起來，形成閉合的法拉第籠式接地. 由于有法拉第籠式接地的保護，在很大程度上減少了感應雷的危害，但仍有一部分電磁場會在導線上，如電源線、控制電纜和通訊電纜產(chǎn)生感應電壓。因為屏蔽層具有感應電荷集膚效應，所以控制系統(tǒng)中均采用屏蔽電纜敷設，感應雷產(chǎn)生的電壓均在屏蔽層上，內(nèi)部電纜不受影響。電纜的屏蔽層均連接到共用接地系統(tǒng)的法拉第籠式接地引出線上，接地電阻很小，感應雷在屏蔽層上產(chǎn)生的感應電流很快就經(jīng)接地瀉散。在空氣中的線纜，最好用鍍鋅鋼管或金屬電纜橋架進行防護，盡可能使其不受感應雷的影響。對于DI、DO等數(shù)字量點，使用電磁繼電器的方式將PLC的輸入輸出和外部信號、執(zhí)行機構隔離。對于模擬量AI、AO信號等，采用的是三端隔離的隔離變送器。即輸入、輸出和電源均隔離。PLC間的通訊總線建議不采用金屬材質(zhì)的雙絞線，而采用徹底隔離電壓和電流的光纖。

3、污水處理廠粗細格柵間、污泥脫水機房和加藥間等的電氣自控系統(tǒng)要有完好的防潮防腐設計

在污水廠多年的電氣自控儀表維護工作中，本人發(fā)現(xiàn)電控元件、接線端子銹蝕的很快，特別是粗細格柵間、污泥脫水機房等電控間的電控元件銹蝕的更快。嚴重影響了電氣自控系統(tǒng)的運行穩(wěn)定和使用壽命。經(jīng)分析，由于污水廠處理的是污水，污水和污泥都能產(chǎn)生和散發(fā)出硫化氫等多種腐蝕性氣體，這些腐蝕性氣體和潮氣會順著橋架、電纜溝和電控間通風口等路徑進入到電控間的MCC柜和PLC柜，對內(nèi)部的元器件進行腐蝕。粗細格柵間污水處理的初始階段，污水臭味大，再加上格柵的阻攔和進水泵的提升攪動，水霧飛濺大，硫化氫揮發(fā)的快，粗細格柵電控間受到的腐蝕相對就大。污泥脫水機房由于是生產(chǎn)污泥和污泥堆積的地方，也會產(chǎn)生大量硫化氫等腐蝕性氣體，所以脫水機電控間受到的腐蝕也大。加藥間（三氯化鐵和次氯酸鈉）的電控間受到的腐蝕主要是強腐蝕性三氯化鐵和次氯酸鈉藥劑的揮發(fā)造成的。這就決定了污水處理廠電氣自控儀表系統(tǒng)必須要有很好的防潮防腐設計。（1）各個污水處理工段要有獨立的電控間，盡量不要為了節(jié)約資金而把電控柜設計在生產(chǎn)現(xiàn)場，現(xiàn)場僅設置密封性強的就地塑殼開關按鈕箱。（2）電控間和污水處理生產(chǎn)場所連接的電纜溝和電纜橋架在進電控間墻體處做有效封堵（如發(fā)泡、制作密封墻等），阻止潮氣和腐蝕性氣體從電纜溝或橋架進入電控間。（3）電控間的門窗采用斷橋鋁門窗（密封性好），電控間內(nèi)設置空調(diào)，通風扇采用帶自動打開和關閉功能的百葉窗片，通風扇為空調(diào)的備用，僅在氣溫高且空調(diào)故障不得已時使用。采用這樣的設計后，電控間的潮氣、腐蝕性氣和灰塵大為減少，電控元件銹蝕快的問題得到有效解決，電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命都大大增加。

4、污水處理廠自控通訊系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)設計，取代現(xiàn)場總線是大勢所趨。

機械設計基礎要點范文第2篇

關鍵詞：機械設計制造；注意要點；分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.037

機械的出現(xiàn)有效幫助人們的完成比較復雜的工作，大大降低勞動強度和勞動量，機械運行過程中，各個部件之間始終處于相對運用的狀態(tài)，所以機械的設計和制造過程中必須保證機械產(chǎn)品的質(zhì)量以及運行的穩(wěn)定性。一旦機械中出現(xiàn)問題，會直接影響后期的使用效果，并且為使用者帶來嚴重的經(jīng)濟損失和人身安全。所以在進行機械制造之前必須對設備進行了解和分析，保證產(chǎn)品的設計和結構能夠達到標準，發(fā)揮設備的最大價值。

1 機械設計制造的要點

1.1 Y構的強度和剛度

對于機械結構而言必須有用一定的強度，這是機械設計制造必須具備的基礎條件，為了提高機械的強度，在進行設計和制造過程中，可以選擇強度比較高的材料，并且使零件可以具備足夠的截面尺寸，在將零件的截面設計出合理的形狀，增大截面的慣性矩。另外還可以采用熱處理以及化學熱處理的方法以提高材料的力學性能。為了提高機械結構的高度除以上措施外還可以提高零件的精度，這一手段可以降低工作時的動載荷，并且對于機器中的零部件位置進行合理分配，能夠減少零件的荷載。機械機構中的零件在進行設計時應當注意鑄鐵件無法承受比較大的拉伸力，所以在制造中避免出現(xiàn)彎曲應力。

除了對強度有較高的要求以外，還要對剛度進行詳細計算，零件中的剛度可以分為中體變形剛度和表面接觸剛度，為了提高機械制造中所有零件的整體變形剛度，可以采取的措施是增大零件的截面尺寸，也可以采用增大截面的慣性矩的方式提高零件強度。提高整體變形剛度還可以縮短支撐跨距，這一手段主要是減少撓曲變形的發(fā)生。如果是提高接觸剛度，可以利用增加貼合面的手段，降低壓力，并且還可以利用精加工的形式降低表面的不平衡度。

1.2 結構的精度

精度設計是比較重要的環(huán)節(jié)，必須保證加工誤差和磨損量不會出現(xiàn)疊加現(xiàn)象，對精度的設計必須具備比較高的導軌，而導軌的實現(xiàn)則需要采用大量的滾珠做為支撐。同時在進行精度計算時，要保證摩擦力在兩條導軌上實現(xiàn)力矩平衡，這就需要作用在導軌上的力施加在所受摩擦力的正壓力中心上。

1.3 人機結構的分析

機械設計制造最終目的是為人服務，所設計的方案必須方便人們的操作，并且能夠使用舒適的姿勢進行長時間的工作。人機結構的是必須實現(xiàn)人性化，所以機械的操作手柄處應當設置儀表顯示器，根據(jù)工作臺的高度和人體的協(xié)調(diào)性分析，操作桿不宜設計太大的力矩。機械中按鈕的設計應當與人的使用和裝置的布局相協(xié)調(diào)，裝置臺中設置可以調(diào)節(jié)亮度的設備，保證人體可以清晰的看到儀表數(shù)據(jù)，為了方便操作人員的休息，還可以設置合適的座椅。

2 機械設計制造的要點分析

2.1 壽命分析

在機械設計制造工作中影響機械零件壽命的主要因素是材料出現(xiàn)疲勞、腐蝕等現(xiàn)象，或者運動零部件表面磨損嚴重等。大多數(shù)的機械零部件都是在變應力的作用下運作的，所以疲勞是引起零件損壞失效的重要原因。對零件進行強度計算時，首要考慮的也是疲勞問題。零部件產(chǎn)生疲勞的主要的影響因素是應力作用過于集中，零部件的尺寸和表面質(zhì)量沒有達到運行標準，并且環(huán)境也是影響因素之一。所以在設計制造時，應當避免以上問題的出現(xiàn)，分析強度數(shù)據(jù)合理設計尺寸并保證零部件的表面的粗糙程度。

2.2 鑄造結構的分析

鑄造在機械設計制造中受到廣泛使用，所以對鑄造結構的分析是十分重要的。在分析鑄造結構時，對于澆筑的位置應當堅持幾個方面的原則。其一是鑄件中主要的工作面、寬大的平面以及壁薄面大的平面都要朝下放置。其二容易產(chǎn)生縮孔的鑄件必須將截面比較厚的部位置于分型附件上部。其三，最大程度上減少型芯的數(shù)量，并且加強對型芯的檢查和固定工作。

2.3 熱處理分析

熱處理受零件的結構和形狀影響比較大，所以在進行零件設計時要注意孔洞和鍵槽位置的安排、尖角和棱角的問題，并且在對零件進行熱處理時，還應當采用封閉式對稱性結構以及組合結構。

在進行熱處理工藝時，為了確定熱處理的工序位置，首先要對熱處理中退火、正火以及調(diào)質(zhì)等做好準備，熱處理最終階段包括淬火回火以及化學熱處理等階段，所以在這一環(huán)節(jié)中，一般將這最終階段安排在半精加工方式以后，進行精加工之前。熱處理工序位置的安排應當與工藝過程和毛坯的選擇等聯(lián)系起來，合理增減熱處理工序。

2.4 散熱、腐蝕以及降噪等問題

機械設計制造中合理的機械機構可以提高工作效率，所以為了保證機械效率，在進行設計時，注意溫度對零部件的影響，尤其是在使用淬硬材料時，必須保證溫度在規(guī)定范圍內(nèi)。腐蝕問題可以在不同材料的連接處預留出把一部分的管材，以備后期的更換做準備。降低噪音的影響可以改善機械的結構，以此降低機械的振動頻率，達到降低噪聲的效果。

2.5 設計制造的標準化

進行機械零件設計時采用標準化的設計方式能夠能夠保證設計和制造的質(zhì)量，并且標準化的設計可以將最先進的方法對使用比較廣泛的零部件進行批量生產(chǎn)和制造，提高制造質(zhì)量節(jié)省生產(chǎn)成本。另外標準化設計和制造更加方便材料和零件的性能實現(xiàn)統(tǒng)一，并且提高零件的實用性和可靠性。采用標準化結構和零部件，大大節(jié)省設計時間，并且在最大程度上縮短制造周期，保證設計質(zhì)量，對機器的維修的保養(yǎng)工作節(jié)省大量時間。

3 結束語

機械產(chǎn)品在進行設計和制造過程中，需要綜合考慮各方面的影響，零件強度是否達到標準、剛度和精度能否保障生產(chǎn)質(zhì)量，同時機械的使用壽命，鑄造結構以及熱處理和散熱等問題是否得到有效控制，在將這些因素進行完善以后，在設計和制造中還要進行及時的檢查和維護，不斷提高設計和制造工藝，使流程不斷改進和優(yōu)化。為保證制造的機械產(chǎn)品滿足使用標準，必須對機械產(chǎn)品的設計制造相關標準和技術要點進行靈活運用，只有這樣才能保證生產(chǎn)制造的安全性和可靠性，實現(xiàn)生產(chǎn)活動和環(huán)境的協(xié)調(diào)，促進社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。

參考文獻：

機械設計基礎要點范文第3篇

關鍵詞：機械制造基礎；教學改革；高職院校

1概述

《機械制造基礎》課程不僅具有較強的理論性，更具有較強的實踐性，是高等職業(yè)技術院校機械類專業(yè)學生的必修課程，對培養(yǎng)學生機械設計能力、機械加工工藝制定能力、設備質(zhì)量管理與維修能力具有重要的作用。但高職院?！稒C械制造基礎》課程的實際教學存在重理論輕實踐、學生學習積極性不高等問題，這與高等職業(yè)教育側重培養(yǎng)高等技術應用型人才的理念不相符合。針對這樣的教學現(xiàn)狀和培養(yǎng)目標，本文將主要論述高職院校《機械制造基礎》課程的改革問題。

2當前高校機械制造基礎課程教學存在的問題

當前高職院?！稒C械制造基礎》課程教學方面存在重理論輕實踐的問題。機械制造基礎課程理論教學和實踐教學聯(lián)系不夠緊密，這主要表現(xiàn)在多數(shù)高職院校將該門課程的教學機械的劃分為理論教學和實踐教學兩個部分，而實踐教學又分為校內(nèi)實踐教學和校外生產(chǎn)實習，各部分分別由不同的老師承擔教學任務。由于每個老師都有自己的教學思路，這樣就難免導致理論教學和實踐教學在教學進度、課程安排、教學資源等方面協(xié)調(diào)上缺乏一致性，對某個知識點而言，實踐教學很可能在理論教學之前進行，學生在對理論知識不了解和實踐目的理解不透徹的情況下就開展實踐，違反了事物的發(fā)展規(guī)律，這就難免無法提高學生的動手能力，導致實踐教學達不到理論、實踐相結合的理想教學效果。高職院校《機械制造基礎》課程教學質(zhì)量的評價體系不夠完善。當前高等職業(yè)技術院校主要通過期末考試考核學生的理論水平，通過課程設計的形式考核學生的實踐能力，用具體的分數(shù)或者成績等級評價學生的水平。隨著素質(zhì)教育在我國的實施，本來就十分有限的教學課時被進一步的壓縮，在這樣的情況下為了達到教學任務，不少高等院校將《機械制造基礎》課程設計與《機械制造工藝》、《機械設計基礎》等課程的課程設計環(huán)節(jié)合并，通過一次課程設計考核學生對幾門課程的掌握情況。由于考核本來就不能覆蓋全部的教學要點，雖然課程設計成績評定方面針對機械制造基礎課程設置了幾個得分點，但是這進一步的削弱了《機械制造基礎》課程教學質(zhì)量評價的針對性。

3信息化背景下高校機械制造基礎教學改革的措施

探索理論教學和實踐教學由一個教師任課的教學模式，合理劃分教學工作量，多個教師配合完成《機械制造基礎》課程教學任務。在制定學生的培養(yǎng)方案時，將《機械制造基礎》課程劃分為幾個不同的階段，比如讓三個老師分別負責機械金屬材料及熱處理模塊教學、鑄造等熱加工和車削等金屬切削加工模塊教學、機械加工工藝模塊教學，每個教師分別承擔相應模塊的理論教學和實踐教學任務，給每個模塊分配相應的教學課時和任課周次，通過三個老師協(xié)同配合同樣能完成《機械制造基礎》課程的教學任務。由于這樣的教學模式下每名教師不必承擔整門課程的授課任務，還樣有利于提高任課教師的教學水平。通過這樣的教學方法能有效的解決《機械設計基礎》課程理論教學和實踐教學聯(lián)系不緊密的問題。制定更加合理的高職院?！稒C械設計基礎》課程教學質(zhì)量評價體系，探索將課程設計放在教學任務的后半部分，在每門課程的最后安排時間完成該門課程的課程設計。課程設計是對機械類專業(yè)學生機械制造基礎知識和能力的全面檢驗、鞏固和提高，是《機械設計基礎》課程至關重要的教學環(huán)節(jié)。將《機械設計基礎》課程的課程設計與其它課程的課程設計合并，應對教學課時不足的情況是不可取得，學生對《機械制造基礎》課程教學感到枯燥，應該充分認識到課堂教學效率還有很大的提升空間，任課教師應該想方設法的提高學生學習的積極性，對階段性的教學任務都應該安排相應的小型考核，并將作為平時成績計入期末成績，作為課程考核的一個環(huán)節(jié)，通過這樣的評價方式提高《機械設計基礎》的教學效果。加強對高職院校學生自學能力的培養(yǎng)，充分利用學時壓縮給學生提供的自主學習時間。在國家大力倡導素質(zhì)教育的背景下，高校各學科課時都被極大的壓縮了，任課老師的授課時間少了，向學生傳授的專業(yè)知識并沒有一點減少，教師不得不加大單位時間內(nèi)專業(yè)知識的傳授量，這直接導致教師不得不面對教學任務難以完成的事實。針對這樣的情況，教師應重點傳授給學生學習的方法，更多的發(fā)揮領路人的作用，將學生學習的主觀能動性調(diào)動起來，主動利用課余時間學習理論知識，在實踐課程學習的過程中主動發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。學生把自主學習過程中遇到的問題歸納起來，在課上反映給任課老師，這樣老師就能集中講解學生不懂的問題，提高理論課程的課上授課效率和實踐課程的教學效率。

4結論

《機械制造基礎》課程是一門理論性和實踐性都很強的課程，但在高職院校教學過程中卻存在很多問題，課上教學效果并不是很理想。本文在介紹《機械制造基礎》課程性質(zhì)、培養(yǎng)目標的基礎上，概括性的指出了當今高職院校課程教學中普遍存在的重理論輕實踐、課程教學質(zhì)量評價體系不夠完善的問題，并針對這些問題，重點提出了信息化背景下高校計算機教學改革的措施，為當前高等職業(yè)院校課程的教學改革提供了參考。

作者:屈科科 解軍艷 單位:濟源職業(yè)技術學院

參考文獻

[1]孫健峰,楊洲,王慰祖.機械制造基礎課程教學中存在的問題及改革的思考[J].當代教育理論與實踐,2016(4):78-80.

[2]苗雅麗,崔沛.“機械制造基礎”課程項目化教學建設研究與實踐——高職機電類“機械制造基礎”課程改革[J].新鄉(xiāng)學院學報,2014(2):85-87.

機械設計基礎要點范文第4篇

【關鍵詞】CAD；機械設計

在機械行業(yè)中，CAD 是應用最為廣泛的計算機輔助設計軟件?，F(xiàn)在， 經(jīng)過多次升級的CAD 最新版本，使其繪圖功能有了更大的提高， 繪圖方法更加多樣、更加靈活。對于機械設計人員來說， 采用CAD繪圖技術， 可以縮短設計周期， 減少不必要的重復勞動， 提高設計水平和工作效率。

1 CAD技術給機械設計帶來的變革

我國目前的CAD市場上已涌現(xiàn)了國外CAD/CAM/CAE 高端軟件、普及型三維CAD 軟件、二維CAD軟件平臺、國產(chǎn)三維CAD軟件等品種。由于三維CAD設計所得的立體圖更直觀、更易理解，不但可促進機械設計師思維的深入，也有助于設計的拓展，因而其得到了廣泛的運用。

1.1 縮減了機械設計的周期

三維CAD機械設計有助于解決相對復雜的幾何造型難題。其可通過簡單的幾何實體經(jīng)布爾運算等功能構建出各式各樣復雜的幾何實體，可自動生成截交線與相貫線，設計工作量大為減輕，機械設計周期也在原有程度上縮減了三分之一，機械設計與生產(chǎn)效率得以大幅度提升。使用三維CAD 軟件進行機械的開發(fā)與設計時，僅需對部分零部件進行重新設計或制造，而大部分零部件設計將承襲既有信息，使得機械設計的效率提升了3倍以上。與此同時，三維CAD 還具備高度的變型設計能力，可經(jīng)快速重構生成全新的機械產(chǎn)品。

1.2 零件設計與修正將更為便利

三維CAD 軟件可在裝配環(huán)境下進行新零件的設計，也可利用相鄰零件的位置、形狀來進行新零件的設計，還可保障相鄰零件與新零件間的有序配合，規(guī)避了因零件單獨設計時存在的錯誤而引發(fā)的裝配失敗。如可在裝配環(huán)境下根據(jù)箱體的形狀或配合需求，快速而精準地設計出所需的箱蓋；此外，三維CAD 使得零件的修改也變得極為便利，因零件環(huán)境中配有資源查找器，在進行機械零件造型時，查找器也同時將完成該零件時的所有命令羅列出來，只要點擊這些命令就可清晰地掌握該零件完成過程中的每個步驟，并可利用資源查找器中的零件回放功能將該零件造型的全部過程以動畫形式演示出來，需修改零件時，也可通過點擊查找器中相應的指令完成，更方便的是在進行零件裝配的條件下也可進行零件修改，通過點擊需修改的目標零件就可進入零件環(huán)境來完成修改。

2 CAD技術在機械設計中的具體應用

CAD技術在機械設計中的具體應用主要集中在零件與裝配圖的實體生成、多維幾何繪圖、模具集成制造、機械CAE應用等方面。CAD技術更新了設計手段和設計方法，擺脫了傳統(tǒng)設計模式的束縛，引進了現(xiàn)代設計的觀念，促進了機械制造業(yè)的高速發(fā)展。

2.1 零件與裝配圖的實體生成

CAD的三維建模有3種形式，即線框模型、表面模型和實體模型。具有實體建模功能的CAD軟件中都具有一些基本體系，如在CAD的三維實體建模中，系統(tǒng)提供了立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體這6種基本體系。對一些簡單的零件，可通過對其進行結構分析，將其分解成若干基本體，先對基本體進行三維實體造型，之后再對其進行交、并、差等布爾運算，便可得到零件的三維實體模型。對于難以分解成若干個基本體的復雜零件，可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪廓，然后在二維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的基本體，再通過交、并、差等運算得到所需要零件的三維實體模型。

2.2 多維幾何繪圖

機械設計過程中要處理的信息一般包含圖形和數(shù)據(jù)2種。其中，繪圖的工作量較大，約占70%左右。而隨著CAD技術的發(fā)展，CAD各種繪圖軟件的功能也日趨強大。CAD繪圖軟件的主要功能包括：交互式繪圖、圖形編輯、標準尺寸、文字、填充剖面、調(diào)用圖塊、區(qū)分層次以及實現(xiàn)圖形交換等。

2.3模具集成制造

隨著科技發(fā)展，制造業(yè)的生產(chǎn)技術不斷提高，從過去的普通機床到現(xiàn)在的數(shù)控機床，從傳統(tǒng)的人工設計和繪圖到現(xiàn)在的CAD技術，機械制造業(yè)逐步走向了信息化。與此同時，模具CAD/CAM技術、模具激光快速成型技術等，也基本包含了整個現(xiàn)代機械制造技術。一個較為完整的CAD/CAM系統(tǒng)是由三維繪圖、圖形編輯、數(shù)控加工、曲面造型、動態(tài)顯示、仿真模擬、圖形編輯以及有限元分析等這些模塊組成的，這些模塊以工程數(shù)據(jù)庫為基礎，而實體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來源。

3 基于CAD技術的機械制造技術發(fā)展趨勢

隨著計算機技術的不斷革新，信息技術的普及及信息處理的智能化，使得CAD 技術正趨于智能化、集成化的方向發(fā)展。

3.1 智能化

所謂智能化就是將計算機科學領域中富有智能化的學科和技術應用到機械設計CAD 系統(tǒng)中，如知識工程、機器學習、聯(lián)想啟發(fā)、推理機制、專家系統(tǒng)等技術。隨著計算機硬件性能的迅速提高和三維CAD 技術的逐步完善，在輔助設計的基礎上，融合機器學習、智能推理和技術，使機械設計的CAD 系統(tǒng)提高智能化的水平，具備學習能力，應用專家的經(jīng)驗和知識的機制，已成為眾所矚目的發(fā)展方向。這里所指的“智能化”主要是對機器行為的描述，是基于控制理論，吸收人工智能、計算機科學、模糊數(shù)學、混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具備邏輯思維、判斷推理、自主決策等能力，以期得到更高的控制目標。

3.2 集成化

當今CAD 技術發(fā)展的一大明顯趨勢為集成化，CAD 技術并非孤立存在的，首先其集合了設備、計算機軟硬件、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫、圖形學等多個應用領域的技術。同時又不斷與CAM、CAPP、MIS 系統(tǒng)、PDM、MRP 等系統(tǒng)相統(tǒng)一。再加上互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，使得種種合理的設想均得以實現(xiàn)。如何構建基于Internet 體系的CAD、CAM集成化系統(tǒng)必將成為日后發(fā)展的熱點。現(xiàn)有的3D-XML、XML 可解決異構平臺問題，其獨有的多層圖像表示法對復雜的幾何數(shù)據(jù)具有良好的壓縮能力，且生成的3D圖形精準度較高，轉換后模型可維持原有CAD 模型關于產(chǎn)品結構、材質(zhì)、尺寸等草圖信息的描述，為日后建立協(xié)同設計與工作的環(huán)境打下了堅實的基礎。

4 總結

綜上所述，機械制造業(yè)的發(fā)展實質(zhì)是傳統(tǒng)機械設計與制造技術與現(xiàn)代信息技術、自動化技術等技術的不斷融合與發(fā)展，CAD技術的進步必將推動機械設計與制造技術的進步，盡管目前我國的CAD技術取得了喜人的成就，但與國外水平相比仍具有較大的差距，不斷加大CAD技術的研發(fā)力度是我們今后工作的重中之重，從而促進機械制造整體的發(fā)展。

機械設計基礎要點范文第5篇

關鍵詞：綠色技術；機械制造；自動化技術；運用分析

引言

機械設計與制造行業(yè)術語工業(yè)設計與制造的范疇，并且被人們所廣泛的知曉，對于現(xiàn)代生活和工作的各行各業(yè)均有巨大的影響。同時，在機械設計與制造技術之中使用的自然資源比較多，消耗量較大，故而也帶來了非常嚴重的環(huán)境問題。當前階段我國提倡建設環(huán)保社會、建設資源節(jié)約型社會，所以，有必要深入的對機械設計與制造技術進行全面的改革，同時對技術當中的不足之處、存在缺陷之處進行改進，在其中很好的引入現(xiàn)代化的綠色設計理念，最終確保機械設計與制造技術可以逐步的成熟和發(fā)展起來，營造出一種資源友好型的、現(xiàn)代化的綠色技術應用體系，更好的相應國家政策的號召，減少科學技術開發(fā)對環(huán)境帶來的污染與破壞。

1.綠色理念的概念分析

首先需要明確的就是綠色理念的基本意義和主要的概念。綠色理念指的是在現(xiàn)代化的科學技術應用之中加強對環(huán)境和自然資源的保護，按照自然環(huán)境的特點進行開發(fā)，有節(jié)制的開展各項研究活動，進而減少開發(fā)工作對環(huán)境帶來的污染與破壞。同時，由于傳統(tǒng)式的機械制造行業(yè)之中缺乏相應的環(huán)境保護意識觀念，對于資源的使用完全沒有目標和規(guī)劃，缺乏必要的處理手段，在理論方面也比較的缺乏、沒有實踐的工作經(jīng)驗對工作提供支持，最終就造成了對環(huán)境的污染和損壞，這樣的現(xiàn)狀對于我國機械設計與制造發(fā)展尤為不利。所以在科學技術和新型手段高度發(fā)達的今天，越來越多的人們開始逐漸的意識到環(huán)境保護的重要性、意識到綠色理念在機械設計與制造之中應用的必要性。

綠色的設計理念是從機械設計的基本角度出發(fā)，為了能夠進一步的、更加合理與科學的保護自然資源環(huán)境，針對資源進行再利用而逐步發(fā)展起來的一種技術手段的指導理念。另外，在實踐的工作當中需要全面的減少排放物質(zhì)，達到綠色理念的要求，通過加強排放系統(tǒng)的設計、改進廢物處理裝置等方式，來使得污染的排放降至最低，最終減少垃圾的排放量。與此同時，綠色的機械設計與制造技術，還需要盡可能的確保機械設備的高的更換頻率，減少由于設備的損壞而帶來的資源損耗，提升產(chǎn)品設計與建設的質(zhì)量，達到現(xiàn)代化技術的要求。總而言之，綠色概念在機械設計與制造之中應用，不僅可以提升技術的水準，同時還可以提升對環(huán)境保護的水平，更好的建設起一個和諧健康的資源保護型社會。

2.綠色理念在機械設計與制造中的應用分析

根據(jù)上文針對綠色理念的詳細分析，可以對綠色理念在機械設計與制造技術之中應用的重要性與必要性有著全面的掌握。在實踐的工作當中要想進一步的推進綠色理念的應用層面，還需要針對設計的技術工藝和材料進行全面的調(diào)整，對設計的模式和理念進行革新，最終完成技術的改造。

對于機械設計與制造技術而言，要點在于前期的方案設計與組織規(guī)劃的編制，而對于現(xiàn)代化的綠色理念而言，更需要對前期的設計方案進行調(diào)整，運用先進的技術和全新的理論作為技術的依據(jù)和前提，追求可持續(xù)發(fā)展、追求自然資源的合理利用、減少對環(huán)境的損害。另外，還需要從綜合治理的角度著手，考慮設計技術方案的實用性、環(huán)境性以及經(jīng)濟性等等多個方面的內(nèi)容，為了更好的滿足綠色設計的要求，就需要對多個環(huán)節(jié)和多個工作項目進行改進。前期的成本分析、機械生產(chǎn)產(chǎn)品的再利用分析、產(chǎn)品裝置設備的可拆卸性分析以及綠色數(shù)據(jù)庫的建立等等，都對于整體工作有著巨大的影響。尤其是最后的機械設計與制造信息數(shù)據(jù)庫的建立，可以更好的對設計的方案進行分析，對各項數(shù)據(jù)進行記錄，進而為后期的工作積累寶貴而豐富的經(jīng)驗。

同時還需要注重綠色的材料在機械設計與制造技術之中的應用。材料的選擇在整個制造工作當中占到了一個關鍵性的位置，首先要確保的就是材料的健康性與環(huán)保性。一些傳統(tǒng)的設計材料僅僅關注的是其性能和使用的功能，而對于環(huán)保性和安全性則比較忽視，在現(xiàn)代化的綠色機械設計與制造技術之中，除了關注基本使用功能之外，還需要對環(huán)境、社會效益等方面引起重視，諸如一些汞、鉛等材料，對于環(huán)境會造成極大的污染，所以還需要謹慎使用。

最后，綠色的機械設計與制造技術是建立在傳統(tǒng)的機械設計基礎之上的，所以對于設計工作而言要能夠最大限度的提升機械設計的基本功能，從基本的設計模式以及資源等角度出發(fā)，對產(chǎn)品的生命周期以及質(zhì)量進行考慮，避免效率的地下以及質(zhì)量的低劣，盡可能的做到低成本、高質(zhì)量以及高度的可靠性，對機械行業(yè)的產(chǎn)品各項功能和各個細節(jié)進行完善與改進，最終滿足多方面的實際需求。

3.結束語

綜上所述，根據(jù)對綠色理念在機械設計與制造之中的應用進行全面分析，旨在更進一步的提升機械設計與制造技術的水準，為技術的發(fā)展提供理論基礎。

參考文獻：

[1]張也平.節(jié)約資源型機械制造工藝技術初探[J].企業(yè)技術開發(fā)，201l（5）.