机械设计与制造

开设此专业的学校：

陕西工业职业技术学院

陕西国防工业职业技术学院

宝鸡职业技术学院

一、机械设计方面

• 产品设计与开发
  • 负责根据市场需求和客户要求，进行机械产品的概念设计。例如，设计一款新型的汽车发动机，需要考虑发动机的功率、扭矩、燃油经济性等性能指标，还要结合汽车整体的布局和功能需求，确定发动机的基本结构和尺寸。
  • 运用计算机辅助设计（CAD）软件，如 AutoCAD、SolidWorks 等，绘制精确的二维和三维机械图纸。这些图纸包括零件图、装配图等，能够详细地展示机械产品的形状、尺寸、公差以及各部件之间的装配关系。在设计汽车发动机时，通过 CAD 软件可以精确地设计每个零部件的形状，如活塞、曲轴等，并且可以模拟它们的装配过程，检查是否存在干涉等问题。
• 优化设计
  • 对现有机械产品进行性能优化。这可能涉及到提高产品的工作效率、降低能耗、增强可靠性等方面。以工业机器人为例，通过优化机械臂的结构设计，可以提高机器人的运动精度和速度，减少运动过程中的能量损失。
  • 采用先进的设计方法和理论，如有限元分析（FEA）。通过 FEA 软件，可以对机械零件在不同工况下的应力、应变、变形等情况进行模拟分析。比如在设计大型风力发电机的叶片时，利用 FEA 可以分析叶片在强风等复杂工况下的受力情况，从而优化叶片的形状和材料分布，确保叶片的强度和稳定性。

二、机械制造方面

• 工艺规划
  • 制定机械产品的加工工艺规程。根据产品的设计图纸和技术要求，确定零件的加工方法、加工顺序、加工设备以及所需的刀具、夹具等工艺装备。例如，对于一个形状复杂的航空发动机叶片，需要规划从毛坯制造到最终精加工的一系列工艺过程，包括锻造、数控铣削、电火花加工、抛光等多种工艺。
  • 选择合适的制造工艺，如切削加工（车削、铣削、钻削等）、铸造、锻造、焊接、特种加工（激光加工、电火花加工等）。不同的工艺适用于不同的零件材料和形状要求。比如，对于批量生产的小型金属零件，通常采用切削加工；而对于大型、复杂形状的零件，铸造或锻造可能是更合适的初始成型工艺。
• 数控加工编程与操作
  • 编写数控加工代码（如 G 代码、M 代码），用于控制数控机床进行零件加工。编程人员需要了解数控系统的指令格式和编程规则，将零件的加工工艺转化为数控程序。例如，在加工一个具有复杂曲面的模具零件时，通过编写精确的数控程序，可以控制数控铣床或加工中心按照预定的轨迹进行切削加工。
  • 操作数控机床进行实际加工，包括对机床的调试、刀具的安装和对刀、加工过程中的监控等。操作人员需要具备机械加工的基本知识和数控设备的操作技能，确保加工过程的顺利进行和零件加工质量的合格。

三、设备控制与维护方面

• 自动化设备控制
  • 参与自动化生产线和智能制造系统的设计与调试。随着制造业的自动化和智能化程度不断提高，机械设计与制造专业人员需要将机械系统与电气控制系统、计算机控制系统相结合。例如，在汽车生产线上，设计人员要协调机械输送设备、机器人焊接系统、自动化装配设备等之间的控制逻辑，实现高效、精准的生产过程。
  • 编写设备的控制程序，实现设备的自动化运行。这可能涉及到可编程逻辑控制器（PLC）编程、工业机器人编程等。例如，通过 PLC 编程可以控制一台自动化冲压设备的工作流程，包括进料、冲压、出料等动作的顺序和条件控制。
• 设备维护与管理
  • 负责机械设备的日常维护和保养，制定设备的维护计划。定期对设备进行检查、清洁、润滑、紧固等维护工作，及时发现并处理设备的潜在故障隐患。例如，对于工厂中的大型机床，维护人员需要按照规定的时间间隔检查机床的导轨、丝杆等关键部件的磨损情况，更换润滑油，确保机床的精度和稳定性。
  • 对设备进行故障诊断和维修。当设备出现故障时，运用各种检测工具和技术，如振动检测、温度检测、电气检测等，分析故障原因，并进行修复。例如，如果一台电机出现异常振动和发热现象，维修人员可以通过检测电机的绕组电阻、绝缘电阻、轴承状态等，确定是电机绕组短路、轴承损坏还是其他原因导致的故障，并采取相应的维修措施。