摘要：機械設計是根據使用要求對專用機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。文章發表在《科協論壇》上，是機械設計論文發表范文，供同行參考。

　　關鍵詞：機械設計,設計制造,機械制造,設計制造技術

　　由機械設計和計算機專業人員共同開發的計算機軟件，能夠反映和描述機械產品在實際工況下的各種損傷、失效和破壞的機理，可以定量分析和計算機械零件和機械的動態行為，并形成固定的設計程序，這就是專業的現代設計方法。

　　1機床導軌和傳動鏈誤差

　　導軌影響著機床上各種部件的相對位置關系，也是保證機床運動的基本標準。車床在導軌的精度方面主要有以下三個要求：水平面直線度、垂直面直線度、前后導軌平行度。在由導軌引起的誤差中，除了導軌本身會存在一定誤差外，加工時間過久或保養不好導致的導軌的不均勻磨損也是造成導軌誤差的重要原因之一。

　　2提高加工精度的主要途徑

　　2.1直接減少誤差法

　　直接減少原始誤差，是指在搞明白誤差的主要來源之后，查出相關的出現誤差的原因，并直接對這些影響因素采取有效措施的方法。例如：在生產過程中，熱量和力量的改變會使細長軸的車削發生彎曲或者變形，這時就可采用反向切削法，并在頂尖出安裝彈簧，就能夠減少或消除熱伸長所產生的危害。

　　2.2原始誤差轉移法

　　原始誤差轉移法，是把那些能夠影響加工精度的原始誤差因素，通過某種特定的方式，轉移到影響因素相對比較少，或者是基本沒有影響的加工精度方向上面去。例如，在轉塔車床工作的時候，機床需要經常性的旋轉，因此對于保持旋轉精度很難做到精準控制。針對這種情況，在實際生產過程中，可以采用所謂的“立刀”安裝法，即把會影響加工精度的刀刃的切削基面放在對加工精度影響較小的垂直面內。

　　2.3誤差補償法

　　誤差補償法在數控機床上使用較為普遍，其基本原理是：將影響加工精度的有關誤差數據計算并整理好，并將其統一存放于數據表中，這樣當數控系統完成一次操作之后，加工人員就可以根據坐標的位置來查找新的誤差補償值，從而實現對坐標軸附加運動的有效控制，有效地提升加工的精度。在此過程中，當原始誤差表現為負值時，人為的誤差就取正值;當原始誤差表現為正值時，人為的誤差就取負值。

　　2.4均化誤差法

　　在實際生產過程中，常常會出現這種情況：本工序的加工精度穩定，工序能力也足夠，但毛坯的精度太低，所以導致定位誤差或復映誤差太大，因而使加工精度不能得到保證。這種時候，就可以使用均化誤差法對誤差進行處理。所謂均化原始誤差法，就是指在加工過程中將誤差分成若干均等分，即根據誤差大小將工件分組，這樣每組工件的誤差就可得到有效減少。然后再按這些分組相應地調整刀具和工件之間的相對位置，從而縮小整批工件的尺寸分散范圍，再在加工過程中其不斷對工件進行微量切削，使高點不斷被磨掉，逐步提高工件的精度。

　　3結語

　　在機械加工過程中，不可避免會出現一些誤差，工作人員只有結合具體的工作情況，對可能造成誤差出現的原因進行詳盡的剖析，才能制定相應計劃，采取相應的對策，減小加工誤差，進而真正提高加工的精度，保證機械產品的性能和質量。

　　1符合機器功能需求

　　無論何種產品，其開發目的都是為了滿足迎合用戶的某種特定需求，并表現出某種主要功能，嚴格來說，產品不同則其主要功能也有所不同。簡單而言，此類產品能夠以不同方式處理輸入的信息、能量和物質，進而輸出特定性質的信息、能量和物質。所以，機械自動化系統首先應具備處理信息、能量與物質的途徑，進而輸出特定性質的信息、能量及物質，符合機器功能需求。

　　2基于先進技術持續創新

　　應以系統或者產品的主功能差異性為依據來對系統以及產品實施分類。主要為物料加工、搬運，將信息、能量與物質輸入并進行加工處理，改變了形態與物質的產品或系統可稱之為加工機，例如紡織機械、輕工機械、食品加工或印刷機械、交通運輸機械以及各類機床等。而以能量轉換為中心，輸入信息及能量，并以另一種方式輸出能量的產品或系統可稱之為動力機，例如輸出機械能的水輪機、電動機以及內燃機等屬于原動機;而涉及到聲音、文字、圖像以及數據的產品如辦公器械、計算機、儀表儀器以及傳真機等屬于信息機。

　　除上述必須的各類主功能以外，機械自動化系統還應具備構造功能、控制功能、檢測功能以及動力功能等其他各類內部功能。從上文所述功能構成原理分析來看，這不僅便于機械自動化各類產品的分析或者設計，同時更有利于拓展思維，為創新和創造發明奠定基礎。除此之外，加工模塊主功能不同，那么其運動方式也存在差異，構成的機械用途也就各不相同。

　　3結語

　　隨著近年來機械自動化技術的不斷發展，其產品將逐步取代和占據傳統機電產品的地位。相比于傳統機電產品，機械自動化產品具有更高的產品附加值以及功能水平，將會在生產過程中創造更高的經濟效益。

　　1依據三維成形的3D打印原理

　　依據三維成形方法的3D打印機，首先把定量的原材料粉末狀物由原料存放桶輸送出，在加工平臺上把這些粉末狀物經滾筒碾壓為薄層，之后在需要打印的區域通過噴頭噴出已經調和好的粘合劑。原材料粉末狀物遇到調和好的粘合劑之后會快速凝結固化。這樣在打印完一層之后，工作臺根據程序的設定會自動下降設定的距離，依據計算機設定的值不斷進行打印循環，最終完成三維模型的三維成形打印，然后清除打印機工作臺上的沒有固化的粉末。

　　2依據熔融固化技術的3D打印原理

　　依據熔融固化技術的3D打印機，首先把三維實體模型導入到3D打印機的電腦程序中，經過打印機的控制程序自動規劃出打印頭的運動路線。接著在電腦的程序的指導下打印頭自動依據三維實體的運動路徑在加工平面上噴出每一層的剖面，這時經供絲裝置把絲狀的原材料送至打印噴頭，并把已經熔化的原材料絲狀物噴出，凝聚在工作臺上。

　　3機械制造領域的應用

　　3D打印技術即“增材制造”，是利用材料多層疊加方法，由平面工作臺自動升降把零部件從無到有地制造出來的先進零部件加工方法，它完全不同于傳統的零部件加工方法，在機械零部件制造領域引發了重大改觀。

　　3.1產品開發速度加快

　　過去開發一個產品，尤其是具有復雜形狀的零部件，需要較多的生產設備，例如，專用機床、工裝夾具、專業的生產人員等等，這樣才能完成一個零部件的加工生產，然而經過加工生產的產品不一定能滿足市場的需要。還需要經過市場的長時間檢驗，對所設計的產品進行多次的修改，從而滿足市場的需要，這樣的生產過程周期較長，然而增材制造技術是加工人員節省了時間，也擺脫了對加工設備的束縛，一臺3D打印機即可完成所有的制造工序進而完成零件的生產。

　　3.2設計理念轉變

　　與傳統零部件加工方式進行比較，以前結構冗雜的零部件通過3D打印機可以很容易的加工出來，這樣需要加工的零部件的穩定性與集成度得到提高，使產品的加工與設計過程得到了大大的簡化。具有形狀復雜、批量小的航空類零部件形狀千變萬化、穩定性要求高。原來由300多個零件組成，通過3D打印技術可以把它簡化為三個主要的零件，提高了安全可靠性;通用公司應用3D打印技術制造航空航天與船舶葉輪等關鍵制件。

　　4總結

　　為了滿足零部件強度、剛度、精度等要求，我們需要不斷的提高零部件在機械制造加工中的打印質量，進而逐步改進與完善我國的3D打印技術。國家通過加大對研究機構的扶持力度，完善3D打印聯盟的組建，加強3D打印技術的教育培訓工作，從而提升我國的3D打印技術水平。當然，我們還要汲取發達國家的先進增材制造技術，使我國的3D打印技術與軌跡接軌。

　　自然科學職稱論文發表：《科協論壇》雜志系經國家新聞出版總署批準，面向國內、外公開發行的正式出版物，屬于大型的科技類學術期刊。1986年創刊，大16開本，半月刊。本刊以各學科(特別是前沿學科、熱點學科、新興學科、交叉學科)發展趨勢、各學科的原創性論文和各行業在自主創新方面的最新進展報告為主體，同時探討我國科技經濟發展的戰略、政策和管理問題，開展有關科技與經濟結合、技術分析與評價、科技人才開發與使用、科技引導社會發展等問題研究。分為上半月刊新聞版和下半月刊學術版。