制造技术论文范例

更新时间:2022-11-10 11:07:58

制造技术论文

制造技术论文范文1

1.1机械设计初期计划设计

对于机械设计而言,其初期计划设计是非常重要的,并且会在很大程度上直接影响机械设计的成果和性能。为此,应对机械设计初期计划设计进行分析。从内容上来分析,机械设计的初期计划设计,比较类似于计算机软件设计分析的内容,具体工作主要分为以下几个方面:第一,机械设计在开始工作之前必须对大量的数据和信息进行搜集,并且在整理后开展深入分析,选择有价值的数据和信息,为机械设计工作提供必要的参考。机械设计在精度上的要求很高,不能草率的决定如何设计,需要根据实际的需求以及技术方面的标准来开展设计工作。第二,设计人员必须充分掌握好设计的器具所具备的功能与性质。现阶段的发展已经进入到了高度的自动化阶段,机械设计工作基本上都是通过不同的器具来完成的。因此,器具的功能和性质直接决定了机械设计的成果和应用方向,该项工作在未来的发展中必须得到充分的重视。

1.2机械设计的设计方案

相对而言,机械设计在具体的工作当中都是按照相应的方案来进行的。目前,机械设计方案被认为是设计工作中的核心部分,能够在客观上和主观上对机械设计的质量和水平产生极大的影响。方案设计的工作必须保证贴合实际,过于理论化只会导致非常严重的后果。本文认为,机械设计的设计方案应从以下几个方面出发:第一,机械设计方案必须满足机器本身的性能和功能要求。机械设计从细小的零部件一直到较大的操作设备都要按照设计方案来执行。但是,方案在设计的过程中应保证其符合机器本身的功能和性能,要具有较高的匹配度,否则无法完成较多的工作。第二,机械设计方案在实际的设计当中必须充分考虑到检验者本身的因素。以目前的情况来看,检验者属于主观上的因素,其是否掌握机器的开发、是否能够创新、是否具有较高的认知,都将影响机械设计方案的有效性,从而间接的影响后续的工作。

1.3机械设计的主要技术设计

随着机械设计的重视程度不断提升,很多地区都在机械设计的主要技术方面投入了大量的时间和精力,力求能够在客观上研究出更高的技术成果。但是,机械设计的限制性条件较多,理论化的成果多数情况仅适用于学术研究,未来的设计技术还是应该在实践工作中进行较大的努力。从现有的工作来看,机械设计的主要技术设计过程中,对于主要技术层面这一要素具有非常高的要求。本文认为,在机械设计的主要技术设计阶段,应达到以下两方面的要求:第一,设计人员必须对设计图纸信息进行反复的核对,尤其是一些重要的信息和数据,应认真对待图纸的各种数据计算,从多方面来完成总图与部分图的对比分析,将最终的数据进行有效的整理。机械设计的主要设计技术,从客观的角度来分析就是对各种数据和信息不断加深的过程,提高精度的同时保证机械设计的质量和性能不受到影响。第二,机械设计主要技术的每一个环节都要进行审慎的比对和分析,保证阶段性的工作成果。社会虽然对机械设计的需求较大,但在要求方面丝毫没有减弱。设计人员在执行技术的时候应保证不出现任何类型的疏漏,必要时应进行反复的校对。由此可见,机械设计主要技术在目前的发展中还有很大的提升空间,且值得研究的部分较多。

2我国机械制造的技术

2.1我国先进机械制造技术的特点

近年来,我国科学技术快速发展,先进的机械制造技术在机械制造中得到广泛应用,技术与设备都要进行不断更新,在原有优秀技术的基础上,运用先进技术作为发展的基础,满足当今市场竞争的要求,增强市场竞争力。另一方面,先进的机械制造技术能够有效提升机械产品的性能与功能。由此可见,我国先进机械制造技术的特点还是比较突出的,且在经济效益和社会效益上获得了较大的提升。结合以往的工作经验和当下的工作标准,我国先进机械制造技术的特点主要集中在以下几个方面:第一,技术的精度不断提升。目前的零部件机械制造获得了广泛的重视,零部件的精度和性能都有所提升,促使我国的机械制造技术更上一层楼。第二,面对社会的强大需求,我国先进机械制造技术的体系不断健全,在很多方面都获得了突出的成就,告别冗杂操作的同时,还实现了工作量的降低、工作效率的提升,这是值得肯定的。

2.2我国机械制造技术的发展方向

机械制造技术的发展是一个不断深化的过程,单纯在精度上或者是质量上要求提升,并不是最终的诉求。应用机械制造技术的目的在于为社会提供所需要的产品,促进生产生活的快速发展,减少各种问题的出现。因此,明确机械制造技术的发展方向是非常重要的。根据发展方向,结合当下的工作成果,努力地朝着目标努力,才是今后需要做的事情。本文认为,我国机械制造技术的发展方向应在以下几个方面来展开:第一,机械制造的管理。健全规范的计算机管理制度是我国的机械制造技术发展方向之一,因此,我国机械制造业应该加强对机械制造技术的计算机管理。第二,机械制造的设计。现代的机械产品的设计要求更加倾向于智能化,如CAD设计软件以及虚拟的设计技术对需要设计的机械产品进行模拟设计,并能够通过多媒体等对产品的性能、结构等进行模拟演示。

3结语

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1.1工业设计的发展历程。

工业设计伴随工业革命而得到迅速发展,按照工业革命的发展程度,一般可分为三个阶段,一是蒸汽革命阶段。十八世纪末蒸汽机发明促进了第一次产业革命的到来,进而产生社会分工,有力促进了传统手工艺转向工业设计方向发展。二是电气革命阶段。该阶段更系统地发展了工业设计理论,而且,与日俱增的人对工业设计加深了解,使工业设计的传播更为广泛。三是电气革命后,各国对科技都非常重视,先进设计制造技术的发展更为迅速。工业设计紧密结合了先进技术,相得益彰,设计生产的工业产品具有较强的外观性、人文性、环保性、功能性、创新性等,这些因素对于消费者产生积极的影响。各国企业也逐渐提高面向产品的工业设计,不断增加人财物的投入力度,工业设计水平不断提高,市场竞争力不断增强。

1.2国内工业设计的发展。

因受历史发展等影响,国内工业设计的发展相对与国外较晚且发展不快。一般可归纳为以下三个发展阶段,一是“拿来主义”,也就是引进国外先进经验并进行复制,几乎不存在设计元素。二是“鹦鹉学舌”,也就是引进国外先进经验并进行模仿,尽管很多地方存在引进国外的影子,但也具有一些独特之处。三是“创新设计”,也就是将引进的国外先进经验进行学习分析并再次创新,企业重视利用创新设计使产品核心竞争力不断提高。随着近年来我国外贸出口逐年增加,面临的经济纠纷也日益增多,引发企业高管日益关注工业设计,并相继投入资金用于工业设计的发展。国内很多大学也相继举办工业设计专业,培养高水平工业设计人才。

1.3工业设计特点。

工业设计的特点比较突出,一是在学科知识方面具有综合性。工业设计一般被认为是从事外形设计,并将其与重复的机械劳动、嘈杂脏兮的环境等相联系。但是工业设计不只是工业产品设计,还能解决“人-机-环境”之间的各类问题,具有较强的综合性、有机结合技术与艺术的一门学科,涉及的学科涵盖机械、物理、化学、市场学、美学、社会学及心理学等多个不同领域。二是学科知识的实践性与应用性都很强。利用设计创造,为人民群众生活提供具有合理性的生存方式,使生活具有人性化、便捷、个性化等特点。三是学科的时代性很强。不同时代的要求不尽相同,目前工业设计需要符合绿色环保、健康节能等设计要求。

2机械设计制造技术

机械工程中机械设计与制造技术是十分重要的内容,是其机械性能的最重要决定因素。随着信息技术的发展,新的机械设计制造方法不断出现,诸如基于数学规划理论与计算机程序而建立,利用数值计算优化设计方案,使期望指标实现最优化的方法;利用结构离散化,采用有限个相互连接并进行分析的单元节点,依据变形协调条件对有限元进行综合求解的设计方法;在规定条件及时间内,规定功能可完成的可靠设计方法;利用虚拟现实与仿真技术,对产品设计、制造等全过程进行模拟,并预测评估技术数据与性能指标的虚拟制造技术;采用目前主流智能制造、绿色制造、纳米制造、个性制造等技术,随着新的设计制造技术的广泛研究应用,将会对世界经济发展起到重要促进作用。

3工业设计与机械设计制造技术之间的关系

3.1机械设计制造技术的作用。

工业设计学科具有综合性,涵盖科技、艺术等多个领域知识。工业设计的先决条件就是科技,产品生产应与科技要求相符,违背客观规律的任何设计都无法实现。很多工业设计具有完善的功能,美观的外形,备受人们喜爱,只是与设计制造客观规律相违背为略有遗憾,难以在力学、结构及制造等方面实现。因此机械设计制造技术作为关键的工业设计技术,应基于对机械工程基础知识的深入理解而开展工业设计,确保产品遵循客观规律与基本原理,工业设计人员充分利用自身专业优势,在结构、色彩及外形等方面易于用户广泛接受。

3.2工业设计的重要作用。

在机械设计制造技术中,工业设计在人机工程学具有重要作用。设计理念基于人的自身,综合各方面因素而进行科学判断。结合人机工程学特点有机结合消费者、产品及其使用者开展相关研究,不只是关注个别要素。目前应用的各类成功产品,都具有人机工程学设计理念。

3.3工业设计与机械设计制造技术相结合的应用。

工业设计与机械设计制造技术各有优势,将其有机进行结合才能使企业产生更显著的经济效益,进而使其综合竞争力得到提高。目前很多国内中小企业,因财力、时间等因素所限,其工业产品设计方法与制造技术还相对较为落后,政府资金投入不足,激励措施有待于进一步完善,使工业设计的发展处境艰难。因此要采用必要的行政手段调节市场经济,利用政府干预促进工业设计健康发展,从而转变设计理念,积极拓展综合性合计人才的培养方式,成立专业研发中心,培养更多的高层次工业设计专业人才。

4结语

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智能化是制造自动化的发展方向,很多专业性机械制造智能技术已经发展到相当水平,而在农业制造领域,还在起步阶段。农业机械制造智能技术是专门研究产品的设计、生产、加工、销售、售后乃至维护维修的整个技术过程,并将提高产品质量、效益、竞争力作为最终的目标。农业机械制造智能技术包含了生产对象、生产资料、能源、人力资源、生产和质量信息等内容。其中,生产对象、生产资料与能源属于硬件范畴,生产和质量信息则是软件范畴,而人力资源则是两者都属于。在诸多的生产要素之中,人的要素处于主要地位。

2兵团农业机械制造智能技术现状及其与内地的差距

2.1兵团农业机械制造智能技术现状

近年来,虽然很多企业在农业制造业方面不断采用先进的制造技术,像北疆的科神数控设备已占企业机加工设备的30%以上,且已经引进了CNC加工中心,企业的机加工能力得到了很大提升。公司已经启用了企业资源计划系统(ERP),以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理和服务。南疆的天诚对企业设备也进行了较大投资,且已经在某些焊接生产线采用了焊接机器人,大大提高了产品的焊接质量和工作效率。但是这些进步与内地专业化农业及机械制造业相比,仍在许多方面存在着较大的差距。

2.2兵团与内地在农业机械制造智能技术上的差距

2.2.1管理

内地优秀的农业机械制造业广泛采用计算机进行管理,对于组织和管理制度的更新与发展都较为重视,并对生产模式加以完善,力求达到准时、快速、高效的生产制造。比如采用MES(制造执行系统),该系统包括计划排产、过程纠偏、质量控制、资源优化、数据采集、电子看板、ERP集成等模块。系统依据ERP或手工输入的生产任务,通过精细排产,得到可执行的工序级生产排程,并通过对生产执行过程的详细进度、用料、用时及质量等信息实时跟踪统计,以数字化的方式、智能化的形式直观地展现生产全过程。而兵团农业机械制造业采用计算机管理的水平还正处于起步阶段,大多数的企业仍然处于陈旧的经验管理阶段,是兵团农业机械的制造业发展步伐缓慢的原因之一。

2.2.2技术设计

内地优秀的农业机械专业化厂家对设计方面要求严格,且更新速度较快。由于大量采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),部分大型企业甚至已经开始脱离图纸进行设计和生产制造。而兵团农业机械制造企业,对于计算机辅助设计技术的使用尚比较局限,使用水平有待提高,兵团农业机械制造业技术发展推动力不足。

2.2.3制造工艺

内地农业机械专业厂家比较广泛的使用数控加工,许多新型的加工方法,例如:激光切割、高精密加工、复合加工技术等也得到广泛应用。然而这些新型技术在兵团农机制造企业基本没有应用,有的甚至还在企业议程之中,使得兵团农机机械制造技术仍然处于低水平状态。

3发展建议

3.1系统优化

农业机械制造过程中对速度、精度和效率以及柔性化和智能化的要求较高。在采用高速控制系统的同时又改善了机床的特性,使得机床的速度、精度及效率大大提高。而柔性化不仅仅指机械本身,还有群控系统的柔性,数控系统的本身就是采用模块管理的方式进行管理,裁剪与组合性比较强,能够满足用户的不同设计和需求;群控系统则是根据制作流程的要求不同自动进行修正和调整,使得群控系统的效能充分发挥出来。为了适应快速变化的社会市场环境,仅有柔性化是不够的,机械制造智能化也需要不断升级改造以适应当今科学技术的不断发展和提高,只有具备了智能化才能应对更加复杂的市场发展环境。

3.2多媒体技术的应用

在智能化的数控系统中要做到用户界面的图形化、科学计算的可视化与多媒体的结合和应用。用户界面是系统与使用人员之间的桥梁与窗口,由于使用人员的要求不同和专业性差异,给计算机软件的开发与研制带来了较大的难度,采用图形化用户界面后,使用者在使用时较为方便。科学计算的可视化可使可视信息直接使用,比如说图像、动画演示等。可视化技术的应用与计算机的虚拟技术环境结合起来,使智能化领域又进一步得到拓宽。而计算机、声像以及通信技术完整的结合便形成了多媒体技术,它使计算机拥有了综合处理数据的能力。多媒体在智能化数控领域中可综合化、智能化地处理信息,在现场监控系统中也有着重大的应用价值。

3.3体系结构的优化

在农业机械制造过程中,改善和发展体系结构较为重要。首先,企业数控机床占用比例应不低于50%,使智能制造系统应用效率达到基本要求。在此基础上集成企业CPU资源系统来提高集成度和运行速度。采用高集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPRD、CPRD以及专用集成电路ASIC芯片的新一代PCNC数控系统,并应用LED平板显示器平台,以实现超大尺寸的显示传导和发散信息。采用增强集成电路的密度来改进性能,使组件的尺寸减小,可靠性提高。其次,硬件的模块化使数控系统的集成和标准化更加简单和方便。如显示器、CPU、输入输出设备、以及存储器等最基本的模块,都可成为独立的载体,在通过不同方法的组装、搭配以及减持和增加以便构成档次和功能不一的数控系统。最后,通过系统中心枢纽对机床进行网络化,通过机床联网的手段,可以在任意一台机床上进行多台操作,使不同机床的画面在同一台机床的屏幕上出现,实现对机床的远程控制或者是无人化操作。将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服系统、自适应控制动态数据管理及刀具补偿、动态仿真等高新技术融为一体,形成严密的制造过程闭环控制体系,使产品制作过程灵活多变,以适应当前农机市场多品种、多批次的市场需求。

4小结

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1.1乡土性与多样性原则

首先,乡土性原则主要是指在选择植物品种时,应注重对该地区长期演变过程中形成的地域性植物配置。由于其本身在长期发展和演变过程中,对该地区的环境、气候等因素已经有了较强的适应性和抗逆性,同时具有较为丰富的林相和季相变化,能够形成不同特色的园林景观。其次,多样性原则主要是指除了加强选择乡土性植物,还应适当扩宽植物选择范围,从而达到多种类型植物的组合所带来的不同效果。

1.2科学性和美学性原则

科学性原则主要是指在植物配置过程中,应充分遵循植物的生物学特性和环境协调性,从而做到不同种类型植物之间的和谐统一。综合考虑植物配置土壤、环境、气候条件等各个因素,避免产生“相生相克”的现象。美学性原则主要指的是园林植物造景的观赏性、艺术性和生态性的和谐统一,可以通过利用不同种植物的高低错落,营造出多层次、多色彩的园林植物景观,同时通过观叶植物和观花植物的结合,最大程度上延长观赏期,并充分注重色调与色调的搭配,最终形成较强的色度对比。

2植物配置与植物造景的作用

2.1美化周边环境

在园林植物配置与植物造景过程中,通过对不同植物景观特点的利用,在合理布置的基础上,呈现出植物景观的不同形态及特有美感,在创造良好生活环境的同时,对园林景观起到了重要点缀作用。另一方面,园林植物配置与植物造景还进一步凸显出了园林景观的层次感和变化性,不仅是城市的亮点,而且能美化城市环境。

2.2精神熏陶

作为自然景观的标示性元素,园林设计中的植物是重要自然景观类型的代表性元素,其在不同季节的形态和色泽变化,能够给人带来不同层次的美学感受。对于生活在都市中的每个个体来说,其内心都有一种奔赴大自然的欲望,而作为大自然最具代表性的元素,园林景观设计中的植物配置与造景能够充分使人感受到大自然的气息。

2.3改善生态环境

首先,产生光合作用,吸收了大量二氧化碳气体,并且制造出氧气,净化周边的空气环境,提升空气质量。其次,部分类型的植物还能够有效吸收空气中的各种毒害物质,从而大大减少了给人体带来的危害。

2.4灾害防护作用

植物配置与植物造景的灾害防护作用主要体现在不同的植物组合和配置过程中,不仅提供了较为基本的生存环境,还能有效抵御风沙及扬尘灾害,从而创造出良好的生活环境。

2.5提供休闲场地

对于园林设计中的植物配置与植物造景来说,其通过合理的植物选择和组合,在很大程度上起到了美化园林环境的作用,同时还创造出了良好的休闲环境场所。不仅提供了较为丰富的园林景观观赏,还在人们观赏之余为其提供了避暑休闲场所,使之更有一种回归自然的感觉,对身心健康发展极为有利。

3园林设计中植物配置与植物造景中存在的问题

3.1科学性及乡土性的缺乏

首先表现在植物配置与植物造景的过程中,考虑较多的因素是植物和树种的形状及颜色,没有对植物配置的适应性进行充分了解,直接造成了植物景观的成活效率低下。另一方面园林设计人员头脑中没有形成正确的和谐共生思想,片面地认为植物种类越多,群落相对越为稳定,但实际上也会带来对地方文化特色的冲击和外种入侵。其次,乡土性应用的滞后,园林景观设计中植物配置的多样性是极为重要的,但对于乡土树种的开发和运用,在实际过程中,往往会由于其不能达到大宗采购的数量而变更设计方案。

3.2片面注重观赏效益

该项问题主要表现在,园林设计中对于植物配置和造景关注较多的是外在形体的优美以及色彩和图案的精细,片面追求具有较高观赏价值的植物造景,没有充分考虑生态效益,往往会产生较多的景观后期养护费用。

4解决策略

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(1)静态理论。测量技术中的静态理论在精度方面,主要会受到随机误差、系统误差、粗大误差、误差分解以及不确定度等因素的影响。其中前2种分别遵循着其自身的确定规律、随机规律,而粗大误差则跳出了这2种规律的限定。在误差分解方面,主要依靠测量人员采取有效措施来降低误差,测量的不确定度则要求测量人员在测量之前做出综合评定。这些方面便是静态测量理论所具有的测量精度特点,更侧重于对静态目标的测量。(2)动态理论。测量技术的动态理论实现了全系统的动态测量精度控制,可通过测量人员对内部误差及外部影响因素进行综合分析,实现误差的消解,以保证测量的高精度。同时,动态测量还包括误差分解的溯源理论和对误差所造成的精度损失进行诊断的技术,前者侧重于从误差发生的源头来控制测量误差,而后者则应用于对仪器产品进行精度的优化设计。此种测量理论更适用于动态目标的测量,其测量中面临着不容忽视的多种误差源问题。

当前机械制造对于测量技术的应用

新的机械生产制造要求推动了在线测量和在机测量技术的逐步提升,使测量精度实现了由微米向纳米的转变。在这种转变状态下,视频测量、非接触式扫描等测量方式得到了高度重视,质检工作由被动转为主动,同时误差补偿软件也得到了有效的应用。具体来讲,纳米位移测量技术主要应用了双频激光合成波,其测量仪器利用此种合成波对条纹细分工作进行干涉,以实现超高精度的制造测量;此外,纳米测量位移范围逐步扩大,因此可以说纳米测量技术是当前时期最前沿的机械制造测量技术。新型的石英传感器技术借用了压电扭转效应,从而使单体转矩的测量以及无定心钻削转矩的测量仪器得以出现,机械制造工作人员可以利用此种技术对机械试件进行任意的钻孔测试,而不必固定测量中心,这就极大地提升了测量技术的操作简便性,并扩大了使用范围。目前,在此种测量技术的支撑下,研究人员研发出了压电生物测力平台、三向磨削测力仪和电式三向车削测力仪等设备,这些设备对存在着复杂力学量的制造工作发挥着重要的测量作用。此种技术主要应用了当前我国自主研发的正交偏振激光器,并且研究人员以此设备为基础研发出了诸多其他测量设备,如激光器纳米测尺等,这些仪器具有测量便捷简单、精准度高等优势,极大提高了机械制造的量程以及线性度等的测量精准度。

目前研发出的现场空间尺寸测量及检验技术装置,为我国机械制造中各项校准工作及解决装置问题提供了极大帮助。此种技术装置以互易性回归的非线性校准理论以及滑块平移的放大结构等进行测量,减少了非线性误差的出现;同时,它还借助装置的基准尺寸、靶标的几何结构、不同位置测量的量值传递理论进行测量,极大地提升了传感器与测量系统的精准度,实现了对于大空间机械制造的现场测量与校准。我国所研发的此种技术实现了对于大范围回转润滑面的复合节流及匀压测量、气体与液体以及气体与固体两相复合的回转润滑测量,从而提高了回转设备的精度、转动的刚度和稳定性。同时,基于此种两相复合回转理论,直线运动的基准装置得以研发,提高了直线运动的精度、承载力以及稳定性。此外,差动共焦、二次共焦、复色共焦的扫描方法也得以应用,支撑研究人员研发出了显微镜及扫描装置,提高了测量的分辨率。这项技术的研发突破了我国在超精密测量方面的限制。

机械制造所应用的测量技术的发展趋势

我国当前对于测量技术的大力研发,推动了诸多高精尖技术与设备的出现,极大地提升了我国机械制造方面测量技术的应用效率。就新时期测量技术的发展状况来看,测量技术在将来可能会实现以下几个方面的发展:(1)计量学方面的基本问题,比如计量标准、测量理论等应该会得到更加深入的研究,进而推动各种自主标定与校准技术在更高水平层面的研究及应用,以实现对于误差溯源要求的满足。(2)测量工作必将实现对于多种信息的更加协调高效的融合使用。当今时代,机械制造以及测量工作都面临着越来越多的信息量,如何对这些信息进行有效的收集、整合以及协调应用,便成为技术研发人员的重点关注对象。(3)测量仪器更加先进。未来测量技术将实现在可靠性、抗干扰能力、便捷、快速、稳定和高效等方面的发展,同时各种新的物理测量原理与技术将被研发及应用,进而推动更高端的测量仪器的出现,以有效解决各种新的测量问题。(4)测量工作将实现在动态测量、现场测量、在线测量方面的提升,实现对材料选用、产品设计、工艺流程以及产品质量等方面的同步优化,逐步将测量技术在更高程度上与生产制造系统相结合,推动机械制造工作的智能化。(5)极限制造方面的创新。在极限制造方面,研究人员将能够推动超大尺寸更高精密程度的测量状态的实现,使测量工作能有效满足机械制造的数字化以及非接触方面的要求。同时,极限制造测量在朝向纳米精度发展的同时,也会实现更高的实用性。

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(一)操作中的“数字化”

Pro/E在产品开发设计时主要通过参数化来实现。通过几何约束和尺寸约束,把握设计对象造型模块的特征与关联,有效地控制了模型修改的一致性和造型风格的统一性。主要有两种操作类型:一是尺寸约束参数化,对形状特征进行尺寸约束;二是定位约束参数化,即对特征进行定位约束。

(二)数字化设计制造

自从数字计算机在20世纪40年代诞生以来,就改变了过去图纸、模型式的制造方式,利用CAD、CAM等技术,实现了无图纸的计算机辅助设计,被称之为数字化设计。随之,信息集成的数字化设计产品与多功能数控机床、机器人化的生产制造设备等信息并联,使设计的产品能被快速加工成型,这个过程被称为数字化制造。数字化制造实际上就是在对制造过程进行数字化的描述中建立数字空间,并在其中完成产品制造的过程。2014年10月8日中国新闻网刊载了一条新闻:据《纽约每日新闻》报道,世界首款3D打印汽车终成现实……它的制作周期为44个小时,并且最高时速可以达到80公里每小时。中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军在青岛第二届世界3D打印技术产业大会会上表示:“近期,教育部正在制订方案,让3D打印机走进学校,促进3D打印教育普及。同时,科技部、工信部也正在探讨3D打印产业化问题。”诸多实例表明,3D打印技术已然进入并应用到了生产制造领域。国务院参事、科技部原副部长刘燕华对相关媒体也表示,3D打印代表了制造业的数字化。综上所述,数字化设计已经是数字化制造中的一个设计环节,在工业制造业的大系统中被称为数字化设计制造技术。Pro/E操作中的“数字化”主导设计经过机床系统的处理后生成程序段,进入机床成型或3D打印快速成型,即完成了数字化设计制造。

二、Pro/E建模与辅助设计

Pro/E作为美国PTC公司推出的软件,目前是最普及的三维CAD/CAM/CAE应用软件之一,经历几十年的发展,现已成为一个全方位的产品开发软件,集合了众多强大的功能,如草绘设计、产品组件设计、产品造型设计等。它将设计造型的特征以全参数化的方式在其三维建模系统之中运算,形成了其特有的全参数化三维建模功能。利用Pro/E进行设计实践时,常见模型利用软件自带的功能即可组合形成,不规则的或造型较复杂的造型则需要用二维草绘的方式来完成,具体是建曲线轮廓,再由曲线轮廓创建曲面,再根据造型旋转曲面,或切割曲面等方式来完成;结构更复杂的造型,则需要进行建模前的结构分析、特征分解等工作,将这些复杂造型解构成为单一的造型,按“零件”来进行造型建模,再分析这些零件间的位置关联关系,进行组装装配完成建模工作,最后转化为实体模型。利用曲线轮廓特征、拉伸、拉伸加厚、实体切除等方式的油壶模型。现代制造企业的竞争,是产品和设计的竞争。企业产品的开发越来越依靠现代化的产品设计方法和技术手段。现代产品设计方法是以电子计算机为手段,运用工程设计的新理论和新方法,使计算结果达到最优化,使设计过程实现高效化和自动化。以此来看,行业发展的现状使产品设计师必须熟练掌握Pro/E等计算机辅助设计的能力,便于提高产品设计开发的周期、节约设计成本等。

三、Pro/E设计创作与案例展示

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关键词:应用型本科;毕业设计;机械设计制造及其自动化;模式

一引言

随着对工程教育重视程度、支持力度加大,我国参与、接受工程教育的总人数已跃居世界第一,但在工程人才培养质量方面与其他许多国家相比,还有很大差距。随着城镇市化、现代化进程的不断加快,对创新型工程科技人才的需求越来越大,出现了供不应求的现象。“强国必先强教”,为此,教育部提出《关于地方本科高校转型发展的指导意见(征求意见稿)》。应用型本科是为适应我国教育体制的改革,满足市场建设中对工程技术人才的需要,特别是广大企事业单位对第一线高级工程技术人才和现代高级管理人才的需要而开设的本科专业。其宗旨是培养造就一大批培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用性人才。这对于加快我国经济发展方式的转变、实现未来我国经济社会的持续发展,具有重要意义[1]。究其本质就是培养动手能力强,上手快,有一定创新能力的高等技术应用型人才。从培养模式上看,突出“应用”主旨,据此制订人才培养方案,设计构建课程体系和教学内容。因此,应用型本科生在培养过程中一定要有企业的配合,与实际生产接轨,让学生走进生产一线,了解企业对本专业的需求,进而根据实际生产对人才的需求安排理论教学与实践环节。应用型本科生,不仅需要学习理论知识和专业技术,在实践环节中也更注重强调发挥学生的自主能动性来提升自学能力、创新创业能力,进一步提升适应社会、行业的能力,增强就业竞争力。对人才市场来说,用人单位也迫切需要有较强技术应用能力的人才[2]。毕业设计是对学生在校期间学习成果的总结检查,是评定毕业成绩的重要依据,是对学生所学专业的理论知识、设计能力的一次综合性检验,是本科期间的最后一个实践性教学环节。在教师指导下,学生就选定的课题进行工程设计和研究,包括设计、计算、绘图、工艺技术、经济论证以及合理化建议等,最后提交一份报告。应尽量选与生产、科学研究任务结合的现实题目,亦可做假拟的题目。学生只有在完成教学计划所规定的理论课程、课程设计与实习,经考试、考查及格后始可进行。是评定毕业成绩的重要依据,学生通过毕业设计答辩,成绩评定及格才能毕业。通过本科毕业设计,学生进一步了解行业、深入实践、完成设计或撰写论文等诸多环节,培养学生分析问题、解决复杂工程问题的能力、自主学习能力、创新工作能力、组织管理能力等。毕业设计还可以使学生已有的专业知识得到进一步升华。在毕业设计过程中,学生将就某一课题检索相关文献,熟悉的研究现状与发展趋势,了解他人的研究思路及方案,学会运用他人的研究成果,在基础上进一步巩固、扩大、加深自己已有的知识,设计出自己的研究方案,进一步提升自己的综合运用已有知识独立解决问题的能力,为学生走上工作岗位或进一步深造夯实基础。与普通本科生毕业设计有区别的是,根据人才培养方案,应用型本科生的毕业设计不仅仅是大学阶段的一次作业,更是深化、拓展、综合运用所学知识的重要过程,是对学生自学能力、实践与创新能力的综合检验。

二毕业设计存在的问题与不足

工科专业的毕业设计与文科的毕业论文有很大的区别,它的构架除了论文之外,还应包含设计方案论证、重要部件的设计计算等,体现形式也不只是论文,还应包括体现设计者思路的图纸等资料。我们以机械设计制造及其自动化专业毕业设计为例。随着应用技术的发展、设计理念的更新,各大高校对机械毕业设计的内容的要求也不断发生变化。在2000年左右,设计内容一般包括:毕业设计图纸+说明书(毕业论文),其中图纸更多是手绘或简单的CAD二维图。2005年以后国家教育部门提出新的要求,结合工厂需求加入了三维建模设计、装配仿真、运动模拟、结构优化等内容。其毕业设计材料包括:任务书+开题报告+外文译文+毕业设计图纸(三维模型+CAD二维图)+设计说明书(论文)。20世纪90年代末期以来,我国经济得到了持续快速的发展,为适应经济快速发展对高级人才的需求.高校的招生规模也进一步扩张。2003年是中国高等学校扩招后迎来的第一次就业高峰年,全国共有普通高等学校毕业生212万人,比2002年(145万人)增长了46.2%,到2019年已经增长到830万。随着高校毕业生人数的不断增加,受过高等教育的人的数量数目急剧增多,但同时也面临教育资源分配到人的减少,由扩招引发的城市化进程加速,并导致现在的大学生就业难问题。目前在高校扩招和就业压力下,本科毕业设计被不同程度地削弱。毕业设计受到经费及时间的限制,学生在毕业设计中自主设计的自由度极大降低,毕业设计脱离工程实际,本科毕业设计对于学生创新能力培养、学生工程能力培养、学生综合素质提升的贡献相当有限。为了解决以上问题,更为了完善和充实应用技术型教育培养中对毕业设计的要求,其它高校也进行了一些关于毕业设计方面的研究,如广州大学、西安交通大学、河南工业大学等进行了毕业设计质量管理方面的研究[3-5],合肥工业大学、上海电机学院等进行了毕业设计教学方法的探索[6-9]。我校正处于向应用技术型高校转型的重要阶段,对毕业设计培养模式也进行了一定的探索。现就我校机械设计制造及其自动化专业的毕业设计进行了研究分析,发现如下一些问题。1.选题与工程实际的契合度较低。按照应用技术型人才培养模式,需要与实际生产接轨,让学生走进生产一线,了解企业对本专业的需求,提升学生分析问题、解决复杂工程问题的。而目前的毕业设计题目大多为理论课学习中选出的题目,与现实生产的技术发展有脱节现象,有些题目甚至非常陈旧,实用性相对较低。这不利于学生工程能力的培养。2.学生在毕业设计中自主设计的自由度较低。目前仍沿用的做法是:老师给定设计题目后,学生基本按照老师的思路确定方案,进行设计。学生并没有充分发挥自主能动性,自主设计的自由度较低,不利于其创新能力的培养。3.结合工程实际的毕业设计条件欠缺。毕业设计活动受到经费及时间的限制,无法在毕业设计过程中为学生提供实习企业、实验场所等环境,应用技术型人才培养计划实施需要的教学环境和条件的缺失,无法保证人才培养目标的实现。另外从指导教师角度看,虽然本专业方向的老师都在企业从事过相关方面的工作,但对专业领域的新知识还需增强。4.学生毕业设计中所需掌握的知识体系不完善。目前学生所做的毕业设计题目集中在结构设计,所应运的知识点主要包括机械设计、制造等方面,对控制方面的知识点几乎没有涉及。原因之一是指导老师掌握的知识偏向与设计制造,对控制掌握不多;其二是毕业设计题目的来源更多源于老师熟悉的领域。因此学生在设计过程中运用的知识不能更好地构成完整的体系。5.严格的教学过程监控体系还有待完善。毕业设计涉及的环节很多,目前对某些环节的过程控制还不到位,无法真正保证设计质量。

三毕业设计模式探索

针对毕业设计中存在问题,我们提出了相应的解决思路,并在毕业设计环节中贯彻执行。

(一)做好选题工作

1.加强资格审核。选题截止日期前,所有未修完课程学分(不含人才培养方案中毕业学期应开设课程学分)累计达15学分及以上者,需提交书面申请并经专业导师、专业所属系审核通过后方能进入毕业设计环节。2.严格导师遴选。专业系配备了工程实践和教学经验丰富、责任心强、具有中级及以上职称的教师担任指导教师。鼓励组建指导老师团队,以较大的题目由多个学生选题设计。题目所需知识点不但包括机械设计制造方面的知识,还需要控制方面如液压与气压传动、电气控制等方面的知识点,这样既能完善学生的知识体系,还能提高学生的综合协调能力,实现综合应用技术型人才培养的目标。学院的三个专业均推进双导师制,即校内和行业企业教师联合指导(校内指导教师为主),行业企业指导教师应具备中级(含)以上职称,并具有丰富的实践教学经验、行业一线从业经历、行业从业资格。3.提升课题质量。严把课题质量。毕业设计题目应符合应用技术型人才培养目标并尽可能地结合生产、科研或实验室建设。题目的范围和深度应符合本科生在校所学理论知识和实践技能的实际情况,并尽可能反映现代科技发展水平,并且应涵盖毕业设计所需的所有项目,如计算、图纸、零部件加工工序及论文等。课题类型以工程设计、产品开发为主,比例原则上不低于80%,课题来源于工程实践、研究项目的比例原则上不低于85%。以“产教融合、校企联合、跨专业协作”为抓手,突出“真题真做”。为了进一步提高毕业设计题目与工程实际的契合度,我们让学生到企业进行毕业设计,由学校与企业联合指导,从企业寻找题目。严格执行选题院系两级审核制度,严格审查课题的规范性、符合度、类型、来源等,重复课题原则上不超过两届,且应有所创新。学生自拟的题目须经指导教师认可,专业负责人审核,学院审批同意后方可执行。4.丰富课题形式。选题一人一题,实行教师指导性命题与学生自由选题、自主命题相结合,鼓励学生结合与专业密切相关的部级、省部级大学生创新创业训练项目、高水平学科竞赛项目、“赛课计划”、学术论文、发明专利等成果及就业单位实际情况自行拟定题目。5.加强宣传指导。各专业要召开毕业设计(论文)选题的专题讲座,对学生进行选题指导。指导教师要介绍题目来源、工作内容及要求等,供学生选题参考。

(二)加强设计环节管理

1.规范任务书。毕业设计任务书应提供详细的设计参数或原始资料,明确设计内容及设计要求,指定的参考文献应与课题密切相关,且具有一定的新颖性,尽量提供近三年的文献。2.做好开题工作。指导教师要指导学生做好开题报告,审定学生的总体方案和工作计划,定期检查学生完成的进度和质量,引导学生在独立思考的基础上分析解决毕业设计(论文)工作中遇到的各种疑难问题;认真签署完整、详实的指导意见。3.加强过程指导。指导教师应加强对学生的过程指导和管理,对学生的指导可采用集中指导与个别指导相结合的方式,每周指导时间不得少于2次,并认真填写指导记录。校企联合毕业设计要做好企业导师学生指导工作,形成固定的会议制度,每次企业导师见面交流指导,请做好见面交流指导会议记录(附件6)。4.严抓过程管理。严格执行考勤制度,做好考勤记录,学生请假按学校有关管理规定办理,将学生的学习态度和考勤纳入评语和成绩中。指导教师对学生的学术道德行为负有监督责任,应及时发现并纠正学生的学术不端行为,必要时可取消其答辩资格。指导教师应坚守岗位,不得随意出差。确因工作需要出差时,必须经主管院长批准,出差时间超过5天及以上,应委派水平相当的教师指导。5.加强工作检查(1)检查内容包括纪律,设计进度,完成质量。(2)在开题阶段、设计阶段和答辩前进行多次检查与指导老师自查。(3)各系应加强对毕业设计的过程管理,并做好原始管理记录。(4)对于严重不遵守纪律,设计进度滞后,完成质量较差的同学将进行警告,整改后改善不明显的将延迟答辩时间,直至最终取消毕业设计资格。(5)专业系将不定期对毕业设计进行抽查。6.创造有效的学习环境场所,提供经费保障。建立有利于创新型人才培养的素质教育体系基地,让学生走进企业,以企业为主战场;以学校建立开放性实验室为契机,鼓励学生进入实验室进行自主性研究。

(三)严把答辩质量关

1.做好预答辩工作。学生参加预答辩时需提交毕业论文初稿及形式审查表,专业系组成的预答辩小组对初稿形式及质量进行初审。为了保证毕业设计论文形式审查质量,将学校毕业设计规范进行梳理,整理出毕业设计论文形式审查的76个关键点,首先要求学生自查,然后由指导教师与评语教师进行审查,凡达到3项及以上审查点存在严重问题的论文,将要求学生整改,并将论文将纳入延迟答辩环节。预答辩达不到学位论文基本要求的不准进入正常答辩。2.严肃答辩工作。采用按分组交叉实施的方式进行,避免指导教师影响成绩评定。在毕业设计答辩之前,由答辩组对答辩学生进行成果检查,毕业设计成果达不到毕业设计基本要求的学生,直接进入毕业设计延迟答辩环节,对继续完善毕业设计成果。在毕业设计成绩评定过程中,客观公正给予毕业设计(论文)成绩,不能为了提升毕业率、授位率、就业率放弃了毕业设计质量要求的基本原则,做到“工作不缩水、质量不放水”。毕业设计总评成绩为优秀与不及格的论文,全部由答辩组进行重新审查,对有异议的论文进行修订成绩,以便各答辩组在成绩评定标准上,尽量减小差异性。3.规范答辩流程(1)毕业答辩采取各答辩小组间交叉评审与答辩,毕业答辩前,各系安排详细交叉答辩分组表。(2)对答辩成绩有异议者,可以向答辩委员会提出申诉,由答辩委员会最终审定毕业设计答辩成绩。3.严格成绩评定(1)总成绩权重:指导教师40%、评阅教师20%和答辩小组40%。(2)在第二阶段(设计环节)若有不合格的情况,则该同学的毕业设计(论文)成绩以不及格计。3.加强诚信检查。学生在毕业设计(论文)管理系统提交论文定稿时进行,并将报告提供给指导教师、评阅教师、答辩小组和相关管理人员查阅,无报告或重复率超标的不能参加答辩。

(四)重视资料归档及总结工作

1.完善资料归档。学生毕业设计(论文)全部资料(含任务书、开题报告、外文译文、设计说明书或论文、图纸、磁盘、指导教师和交叉评阅教师及答辩委员会成绩及评语、答辩记录以及其他支撑材料)经专业系检查合格后,交学院统一归档,学院将安排教学督导对教学资料进行抽查。2.做好工作总结。毕业设计(论文)工作结束后,各系(中心)应做好工作总结,写出书面总结材料并于答辩结束后一周内送教务办,毕业设计(论文)工作将作为对各系的教学工作年度考核的依据之一。

四结束语

按照提出的解决思路及措施,在毕业设计中贯彻执行,强调以学生为主体研究地位,采用自主探究式设计、专题研究设计等方法,使学生的能动性、自主性、创造性得到充分的发展,学生掌握的知识更牢固更全面;构建了合理的过程监控体系及质量评价体系,既能使学生进行自我评价,也便于指导老师进行最终成绩评定。这些在毕业设计资料的规范性及答辩质量上表现得尤其明显。20机械设计制造及其自动化专业毕业设计总人数146人,优秀人数8人,良好人数41人,不及格人数7人。优秀率偏低,不及格人数中,5人属于降级生,2015级不及格学生只有2人,不到2%,不及格率属正常范围。从毕业设计整体质量上看,通过老师的指导,学生基本掌握了论文的写作方法,大部分学生能够遵守学校论文的写作规范要求,围绕任务展开工作,能够基本做到结构完整,语言通顺,数据详实,达到了课程目标。

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制造技术论文范文8

在机械制造工艺中,对机械设计进行合理化处理是确保机械产品质量的关键,而机械制造企业生产的目的是为了扩大规模,获得最大经济效益,因此,应有针对性地对机械设计进行研究。从机械制造工艺流程入手,对机械制造工艺中的合理化机械设计进行系统分析和探讨,希望可以为我国的机械制造发展提供帮助。

关键词:

机械制造工艺;合理化;机械设计

1机械制造工艺流程

从整体角度来对机械制造工艺流程进行分析,机械制造工艺流程如图1所示。

1.1制造程序

这一步骤主要是将原材料直接制作成半成品,处理重点是对原材料的材质及材料的利用率进行规划。对于机械制造企业来说,要在激烈的市场竞争中占据重要位置,就一定要对材料的质量进行管理和监督,只有提升机械制造工艺原材料的利用方式,才能真正降低生产成本。

1.2零件定位

在零件定位中,可以运用多种定位方式,而技术人员采用何种定位方式也会直接影响零件的质量。为了提升零件质量,技术人员要结合定位方式与零件的加工需求,按照标准开展零部件的加工工作,这也是增加机械制造企业产品销量的主要手段。

1.3技术程序

这一步骤是将制造工序中已经获得的半成品直接加工成符合客户要求的成品,技术程序的加工要求更精细,对产品的质量要求也更高。

1.4加工精度控制

技术人员在对零部件进行粗加工后,还要对半成品状态下的零部件进行细加工处理,在处理过程中,加工的精度要求在于零部件的形状、尺寸及表面质量等因素,为了真正满足客户的实际需求,技术人员需要利用误差控制措施进行合理选择,进而提升产品的精度。

1.5装夹

对零部件进行装夹是将零件直接固定在合适的位置上,在零件的装夹操作中,技术人员要保证零件固定位置的准确性,在确定好位置后,技术人员还要利用相关设计对零件进行深层次的固定工作。

2机械制造设计工艺的基本原则

2.1综合性

从本质层面来说,合理化的机械设计与机械制造属于理论和实践两个层面,二者本身所属类别是不同的,这种差异也就产生了工作中的误差。基于此,技术人员要将综合性作为整个机械制造发展的基本原则,在总结传统机械设计经验的基础上,将机械设计的理论知识与实践制造进行有机结合,以提升机械设计的整体质量。

2.2整体性

在对机械制造工艺进行合理化设计时,要先对机械设计的方案进行制定。在制定机械设计方案时,技术人员要遵循整体性原则,从机械制造工艺的整体入手,在确保各个部件合理的基础上,制定多个机械设计方案,从这些设计方案中选择最优的方案作为机械制造的最终设计方案。

3机械制造工艺中的合理化机械措施

3.1提高设计标准化

制造工艺的核心是机械设计标准化,也就是在相对统一的设计标准中,保证技术人员设计的机械零件结构、规格达到高度统一,在符合国家规定的机械制造标准基础上,进一步提高机械零部件的质量,这对降低生产成本、提高生产效率起到了极大的作用。技术人员在对机械制造工艺进行合理化设计时,一定要充分重视机械零部件的质量,按照国家标准实现标准化设计,以提升机械零部件产品的设计水平和使用性能,只有提升机械生产企业与机械产品的竞争力,才能真正提升机械制造企业的经济效益。

3.2运用绿色制造工艺

技术人员在进行机械设计时,要不断尝试引入新的设计理念,改进传统的设计方法。在设计过程中,应根据社会发展的大趋势,认真贯彻落实绿色环保的设计理念,在此基础上,将机械设计与高新技术手段相结合。在机械制造企业运行过程中,还要充分考虑自身经济效益与环境保护之间的平衡关系,只有实现二者的共同发展,才能促进机械制造企业的长久发展,企业的发展不能以牺牲环境为代价,要在保证环境的基础上,实现机械制造企业的可持续发展。针对目前的机械制造工艺,技术人员要将工作重点放在绿色材料的使用方面,从原材料及生产工艺两方面入手,共同保证机械制造与设计的系统化发展。

3.3提升加工精度

在机械制造过程中,客观差异是一定存在的,技术人员应尽量减少客观差异,以提高机械产品的精准度为准则,分析差异产生的根本原因,确定机械制造中存在的潜在因素,以降低差异,提高防范技术水平,进一步提升加工精度。提高机械产品的加工精度关键在于对夹具进行调整,技术人员应采用先进的测量工具降低误差值,确定误差产生的原因。目前,机械零件产品出现加工误差的主要原因在于机械内部应力、热变形及系统应力等,其中比较常见的是内部应力和热变形两大因素。提高加工精度的流程如图2所示。

4结语

机械制造工艺的合理化机械设计关键在于要有针对性地对机械设计进行分析,对机械生产过程进行合理分析,这两方面的分析都与机械制造过程中的合理化要求有关,因此,技术人员为了保证机械设计的科学化和合理化,要在设计过程中充分考虑机械制造工艺的实际需求,系统性地分析各制造工序的注意事项,改进设计方法,根据工艺水平合理选择机械技术,保证机械设计与制造质量达到国家规定标准,更好地促进机械制造工艺的全面发展。

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