数字化技术在机械设计制造中的应用

数字化技术在机械设计制造中的应用

杨方方,张丽娟,李冬梅

黄河机械有限责任公司黄河机械有限责任公司河南省郑州市  450006

摘要：数字化设计在机械设计制造领域中的应用取得了不错的成绩，使得机械制造的设计过程更具科学性。本文主要分析现代数字化设计在机械设计制造技术中的应用以及发展前景，目的在于深化对数字化技术价值的认知，推动其在更多的领域中发挥作用，助力我国经济社会的发展。

关键词：数字化技术；机械设计制造；应用

1数字化设计技术内涵、特点分析

1.1数字化设计技术内涵

计算机技术和产品设计的结合衍生出数字设计技术，因此，数字化设计技术同样属于辅助计算机设计技术领域。伴随着相关技术水平的不断提高，数字化设计技术整体水平也有了明显的提升，并且其应用范围十分广泛，其中以机械设计制造行业的应用最为常见。传统的机械设计过程由设计人员负责物理模型的构建，而使用数字化设计技术之后，则可以实现计算机替代人工构建产品模型，大幅度提高模型构建过程的效率，同时还能够实现模型数据的传递以及分析，切实提高模型数据的准确性。

1.2数字化技术特点

数字化技术是通过将互联网等科技与机械设计结合起来，以客户的需求为导向，对其进行模拟，从而实现对产品的个性化定制。数字化设计和制造是实现智能化生产的核心技术。与传统的机械设计与制造技术相比，现代的数字化设计与制造技术以其“数字化”的特性脱颖而出。在数字化设计中，有三个明显的特点。

其一，更加统一的产品定义模式。根据这个特点，一方面可以用一个通用的标准来规范产品的设计流程，减少产品设计的困难和复杂程度，使设计者能够更好地思考产品的设计方案，同时也为产品提供了广阔的发展空间；另一方面，可以让产品的整个设计过程变得清晰、有章可循，方便日后的错误纠正和查找。并为其他产品提供可借鉴的经验。其二，基于网络信息技术，实现了多人多团队的并行设计，从而大大提高了设计的工作效率。在传统的产品设计流程中，所有的资讯都被限制在一个设计小组中，必须遵循特定的次序来确保产品的完整性与适用性，数字化技术改变了这个问题，从而实现工作的高效性。其三，利用计算机模拟技术可以减少产品设计对实物模型的依赖性和需求，从而减少设计费用，具有经济性的特点。

2数字化技术在机械设计制造中的应用

2.1虚拟现实技术在机械设计制造中的应用

虚拟现实技术是现代数字化设计制造技术的重要组成部分，其在机械设计制造中的应用最为普遍，主要作用就是构建虚拟仿真环境，为机械设计制造提供虚拟实验平台，以此达到最优化的设计。例如机械齿轮是机械产品的重要组成部分，但是传统的齿轮设计制造技术缺乏精细化管理，导致齿轮的稳定性不高，因此在齿轮设计时需要结合虚拟仿真技术构建齿轮设计环境。具体操作流程就是，齿轮设计人员首先利用三维建模软件将机械齿轮的相关参数导入到计算机系统中，再利用虚拟仿真技术将导入数据生成特定的模拟环境，将齿轮的具体构造、参数等信息展现出来，然后利用虚拟仿真系统设计的齿轮要求借助虚拟仿真实验平台对其圆弧针齿运动轨迹进行计算，从而提高齿轮与机械设备精密结合的程度，达到高品质的生产模式。

2.2产品协同设计在机械设计制造中的应用

当前机械设计制造行业的竞争越来越激烈。跨部门、跨企业协同设计成为机械制造企业提升竞争力，寻求发展的必然选择。而在协同设计过程中怎么从海量的数据库资源中快速筛选出最合适的数据成为核心问题。如企业可以在Web服务器中存储零部件的相关数据并进行定期更新，这种方式可以保持数据的时效性，但实现起来难度不小。当前比较切实可行的方案是有零部件供应商将零部件相关数据上传到自己的服务器中提供给设计单位使用，这样一来选用怎么样的数据特征来加快数据搜索速度，以有效确保在机械设计过程中企业可以对及时准确地获取相关零件参数，以提高机械设计效率，降低机械设计成本，缩短机械设计制造周期。

2.3神经网络技术在机械制造中的应用

神经网络技术是机械制造设计中经常会使用的技术，其具有非线性、适用性以及存储性等特点。在智能机械制造生产中神经网络技术的应用价值越来越突出，其不仅可以实现机械产品数据信息的整理功能，选择出最有价值的数据信息并存储，以便于后期的维护保养工作，而且还具有记忆功能，能够及时针对机械设备在运行中的表现做出诊断，以此实现对机械设备故障的自动诊断，提升故障的维修效率。

2.4计算机辅助设计在机械设计制造中的应用

计算机是现代机械设计不可缺少的辅助工具。特别是在绘制设计图纸阶段可以利用计算机辅助设计软件将设计所需参数输入到计算机中，将机械设计制造模型直观地呈现出来。当前，计算机辅助设计技术和软件已经被广泛应用于机械设计制造中，而且在持续完善中，功能越来越强大，越来越智能，为机械设计制造提供了很大的便利。

3数字化技术在机械设计制造中的应用前景

3.1注重机械产品的商品化生产模式

在完成机械产品的设计工作后，需要让专业的技术人员对设计工作的完成情况进行检验。机械产品进行设计的主要目的，就是使机械产品可以向商品化的方向发展，并且机械企业带来充足的经济利润，因此，企业的设计人员在正式进行产品设计制造工艺前，需要对现代机械市场发展状况进行了解，明白市场的变化趋势与实际需求，继而对机械产品进行准确的精准定位，符合现代市场的多样化需求，满足企业的发展目标。所以，验收人员需要检验机械产品的商品化特征，保障机械产品的可以为企业带来足够的预期收益。

3.2环保技术的应用

建设环境友好型社会是我国的发展战略选择，因此，在机械制造领域中环保将成为重要的发展方向。在机械设计制造过程中，通过数字化技术进行仿真实验，结合实验结果调整设计参数，降低机械制造过程中的能源消耗，最终制造出具有环保节能效果的机器设备，这将成为数字化设计的重要发展趋势。

3.3采用精英化的设计人员管理模式

目前部分企业已经可以熟练应用数字化技术在机械产品的设计工作中，并且实现了智能化的设计生产过程，但是部分企业在生产设计过程中依然没有掌握数字化的生产技术，不能实现机械设计生产的数字化和智能化，因此，需要企业的技术人员进行深层次的加工研究。为了实现机械行业的共同发展进步，机械企业之间应该利用信息化的设备进行交流学习，促使机械企业之间可以共享信息化资源，感受到数字化和智能化的优势，提升机械企业的生产效率，促使机械生产行业可以得到整体的发展进步。同时机械制造企业的技术人员与设计人员也应该自主学习有关的数字化技术和智能化设计，以便在设计产品的过程中可以熟练应用技术，提升自身的设计效率，通过合理使用数字化和智能化技术，将设计效果进行大幅度的提升，满足了产品的实用性能要求。

结语：

综上所述，在新的时代背景之下，机械制造产业相关的设计工作也应当紧跟时代发展步伐，以数字化和智能化作为主要发展方向，积极主动地迎接数字化设计技术的融合，更好地借助该项技术的优势，推动机械制造的发展，在不断追求高质量制造工艺的同时，也为我国整体经济的发展提供有力支持。

参考文献：

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[2]杨晓晖.现代数字化设计制造技术在农业机械设计制造上的应用[J].农业工程与装备，2021，48(6)：40-42.

[3]高佳明.浅谈数字化设计技术在农业机械设计中的应用[J].南方农机，2021，52(3)：66-67.