篇一：机械制造与自动化专业的论文5000字
论述机械制造技术的新发展
[摘要]随着现代科学技术的快速发展，机械制造业面临着不同方面的发展要求：最大程度地和计算机技术、信息技术相结合以实现智能化、自动化、高产、高效、低能耗、无污染的目标，本文从几个方面介绍先进制造技术，指明机械制造业的发展方向。
[关键词]先进制造技术 机械制造业 发展方向
机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了许多理论和实践经验，但随着当今社会的发展，人们的生活水平不断提高，各个方面的个性化需求越来越强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前被公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点：
1．从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。
2．从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。
3．从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。
4．从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。
5．机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。
下面对自动化技术给予论述和展望。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
一、集成化
计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：
1．工程技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。
2．管理信息分系统（MIS）包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。
3．制造自动化分系统（MAS）包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。
4．质量信息分系统包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。
二、智能化
智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。
三、敏捷化
敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求做出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路，它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平，是现代集成制造系统的发展方向。
四、虚拟化
“虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。
五、绿色制造技术的应用及绿色设计
若从节能、降耗、缩短产品开发周期的角度出发，诸如快速成形技术、并行工程及敏捷制造、虚拟制造、智能制造和网络制造等先进制造技术都可纳入绿色制造技术的应用范畴。不过目前能将绿色制造技术真正应用于企业生产的，也是较为成功的应用，只要集中在汽车、家电等支柱产业上。如绿色制造技术在汽车行业上的应用。
（1）节约资源方面：将“绿色燃料”天然气作为汽车的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷类降低80%等，同时也消除了铅、苯等有害物质的产生。
（2）采用新设计的加工工艺方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等国外著名的汽车发动机公司，发动了“绿色柴油机行动”，在技术上作了较大的改进，大大降低了汽车尾气的排放。
（3）适用于环境友好的材料方面：世界上著名的汽车生产企业，使用新材料来替代以前使用的石棉、汞、铅等有害物质，采用轻型材料——铝材制造车身，使汽车重量减少40%，能耗也降低了。
（4）部件回收在制造方面：从1990年中期，美国仅汽车零件回收、拆卸、翻新、出售一项，每年就可获利数十亿美元。
六、清洁化
清洁生产是指：将综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。清洁生产的两个基本目标是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言，清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言，清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。
综上所述，机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
篇二：机电一体化论文5000字
机电一体化的研究现状及
发展应用前景
前言
机电一体化是微电子技术向传统机械工业渗透过程中逐渐形成的一个新概念, 是机械技术与微电子技术相互融合的产物。机电一体化打破了传统的机械工程、电子工程、化学工程、建筑工程、信息工程、控制工程等旧模块的划分, 形成了融机械技术、微电子技术、信息技术等多种技术为一体的一门新兴的交叉学科。
目前, 国内对机电一体化的涵义有各种各样的认识及各自的出发点和着眼点不尽相同, 再加上机电一体化本身的涵义还在随着生产和科学技术的发展不断被赋予新的内容。到目前为止, 较为人们所接受的涵义是日本机械振兴协会经济研究所1981年3 月提出的解释: 机电一体化是机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。随着微电子技术、传感器技术、精密机械技术、自动控制技术以及微型计算机技术、人工智能技术等新技术的发展。以机械为主体的工业产品和民用产品, 不断采用诸学科的新技术, 在机械化的基础上, 正向自动化和智能化方向发展, 以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。
机电一体化的内容
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术, 将机械装置与电
子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展, 还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为: ( 1) 机电一体化技术是一种技术群的总称。机电一体化是从系统的观点出发, 综合运用机械技术、微电子
技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术, 根据系统功能目标和优化组织目标, 合理配置与布局各功能单元, 在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统, 则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
( 2) 机电一体化系统由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体, 具有满足人的使用要求的最佳功能。机电一体化系统主要是指机械系统与微电子系统相互置换和有机结合, 从而赋予新功能的戏能的新一代产品, 有良好的人际协作关系。
( 3) 机电一体化思想体现了“系统设计原理” 和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一
体化的方法论。从某种意义上讲, 机电一体化思想相当于“一体化”思想。它带来了诸如光电一体化、科工贸一体化、人机一体化等技术及其产品。
( 4) 机电一体化与机械电器化的区别。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术, 而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化, 仍属传统机械, 其主要功能依然是代替和放大体力。但是发展到机电一体化后, 其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外, 还能赋予许多新的功能, 如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸, 还是人的感官与头脑的延伸, 具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
机电一体化的现状
近年来机电一体化研究进展很快, 成果累累, 在以下几个方面取得了较快发展。
1. 1 计算机数控机床
计算机数控机床( CNC) 是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。它综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就, 是典型的机电一体化产品, 是机床发展的必然趋势??控机床发展至今, 已经经历了从电子管数控、晶体管数控、集成电路数控、计算机数控、微型计算机数控等五代演变3??前计算机数控机床已经成为促进国民经济发展的重要产品。近10多年来, 随着微电子技术的飞跃发展, 能自动更换刀具的高度自动化的计算机数控机床- 机械加工中心( MC) 发展更为迅速。
1. 2 工业机器人
工业机器人( IR) 一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成4 ??一种能模拟人的手、臂的部分动作, 按照预定程序、轨迹及其他要求, 实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置, 是具有发展前途的机电一体化典型产品, 将在实现柔性自动化生产, 提高产品质量,代替人在恶劣环境条件下工作中发挥重大作用。机器人技术的发展, 要求提高机器人机构实用效果, 扩大其应用范围, 使虚拟轴机器有进一步发展。
1. 3 先进制造系统
目前, 先进制造系统有柔性制造单元( FMC) 、柔性制造系统( FMS) 、柔性生产线等几种形式。柔性制造单元( FMC) 是由加工中心( MC) 与自动交换工件的装置, 同时, 数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。柔性制造单元可以作为组成柔性制造系统的基础, 也可用作独立的自动化加工设备。近来FMC 以惊人的速度在发展。柔性制造系统是由若干个柔性制造单元或3~20 台CNC 机床、物料输送装置或无人搬运小车、自动化储料仓库等组成的自动化生产系统。目前全世界拥有的柔性制造系统很多, 并以很快的速度增长,具有良好的经济效益和社会效益, 加工质量稳定, 单机使用率从50%提高到70% ~ 90%。1985 年, 我国第一条FMS( JCS- FMS- 1 型系统) , 由北京机床研究所与精密机床厂研制成功。
1. 4 汽车的机电一体化
汽车的机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动控制改善汽车的性能, 增加汽车的功能, 实现汽车降低油耗, 减少排气污染, 提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。汽车行驶控制的重点是发动机的正时点火、燃油喷射、空燃比和废气再循环, 使燃烧充分, 减少污染, 节省能源; 汽车行驶中的自动变速和排气净化控制, 以使其行驶状态最佳 化; 汽车的防滑制动、防碰撞, 以提高行驶的安全性;汽车的自动空调, 自动高速车控制, 以提高其舒适性。近几十年, 国际各大汽车公司都加大了对汽车一体化的研究, 使汽车发展有了质的飞跃。
1. 5 智能控制系统
智能控制是由人工智能与自动控制两部分组成, 目标就是使计算机去做那些只有人才能做具有智能的工作。由于科技发展, 人工智能按照两条不同途径探索电脑对人脑智能的模拟: 仿学脑模型, 即从结构和功能模拟人脑; 不考虑脑结构, 直接通过启发式程序模拟人脑。智能控制系统有多级递阶智能控制系统、专家控制系统、仿人智能控制系统、自寻优模糊智能控制系统、自学习控制系统、学习控制系统、基于神经元网络的控制系统几种类型。近年来, 智能控制技术在工程上的应用有了很大突破, 各种机电设备和建设工程的智能化控制广泛普及。
机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合, 它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此, 作者认为现阶段我国机电一体化的主要发展
方向为:
3.1 网络一体化
知识经济时代的突出特征是计算机技术和网络技术的迅猛发展。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来, 只要其功能独到, 质量可靠, 很快就会畅销全球。由于网络的普及, 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势, 利用家庭网络( home net) 将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统( computer integrated appliance system, CIAS) , 使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此, 机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
3.2 模块标准化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元, 具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元, 以及各种能完成典型操作的机械装置。这样, 可利用标准单元迅速开发出新产品, 同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准, 以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突, 近期很难制定国际或国内这方面的标准, 但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然, 从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定, 无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业, 规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.3 人工智能化
智能化是21 世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视, 机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述, 是在控制理论的基础上, 吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法, 模拟人类智能, 使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力, 以求得到更高的控制目标。诚然, 使机电一体化产品具有与人完全相同的智能, 是不可能的, 也是不必要的。但是, 高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能, 则是完全可能而又必要的。
3.4 微型机电化
微型化兴起于20 世纪80 年代末, 指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS) , 泛指几何尺寸不超过1cm3 的机电一体化产品, 并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活, 在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术, 微机电一体化产品的加工采用精细加工技术, 即超精密技术, 它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3.5 环保绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富, 生活舒适; 另一方面, 资源减少, 生态环境受到严重污染。于是, 人们呼吁保护环境资源, 回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生, 绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中, 符合特定的环境保护和人类健康的要求, 对生态环境无害或危害极少, 资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品, 具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境, 报废后能回收利用。
3.6 仿生物系统化
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大, 并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,
但在动态(工作) 时却是稳定的。这有点类似于活的生物: 当控制系统( 大脑) 停止工作时, 生物便“死亡”, 而当控制系统( 大脑) 工作时, 生物就很有活力。 机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋, 但有一段漫长的道路要走。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态, 进行任意剪裁和组合, 同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系, 机电一体化的人格化有两层含义。一层是机电一体化产品的最终使用对象是人, 如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要, 特别是对家用机器人, 其高层境界就是人机一体化; 另一层是模仿生物机理, 研制各种机电一体花产品。事实上, 许多机电一体化产品都是受动物行为的启发而研制出来的。 4 结语
机电一体化已经从单纯研究机械技术、微电子技术、信息技术、材料技术等发展成为一门有机融合各项技术的一个整体。机电一体化是一门应用性很强的技术学科, 必将有力促进机电产品的创新和开发, 在高科技和经济发展中起重要作用。
篇三：机械制造毕业论文
编号80195024兰州工业学院毕业论文设计题目：影响机械加工表面质量的因素及采取的措施院校：机电工程学院 学号：201101102140 姓名： 老师： 张永如 刘立美2014 年 3 月
题目：影响机械加工表面质量的因素及采取的措施摘要： 机械产品的使用性能的提高和使用寿命的增加与组成产品的零件加工质量密切相 关，零件的加工质量是保证产品质量基础。衡量零件加工质量好坏的主要指标有：加工 精度和表面粗糙度。本文主要通过对影响零件表面粗糙度的因素、零件表面层的物理力 学性能（表面冷作硬化、残余应力、金相组织的变化与磨削烧伤） 、表面质量影响零件 使用性能等因素的分析和研究，来提高机械加工表面质量的工艺措施。关键词： 机械加工 表面质量 影响因素控制措施
目录前言.......................................................................1 1.概述......................................................................1 1.1 基本概念..............................................................1 1.1.1 机械加工............................................................1 1.1.2 零件的失效..........................................................1 1.1.3 磨削烧伤............................................................1 1.1.4 表面冷作硬化........................................................2 2.影响工件表面质量的因素....................................................2 2.1 加工过程对表面质量的影响........................................... .....2 2． 1． 1 工艺系统的振动对工件表面质量的影响.................................2 2． 1． 2 刀具几何参数、 材料和刃磨质量对表面质量的影.........................2 2.1.3 切削液对表面质量的影响......................................... ....2 2.1.4 工件材料对表面质量的影响...........................................2 2.1.5 切削条件对工件表面质量的影响......................................3 2.1.6 切削速度对表面粗糙度的影响.........................................3 2.1.7.磨削加工影响表面质量的素......................................... 3 2.1.8 影响工件表面物理机械性能的素......................................4 2.2 使用过程中影响表面质量的因素......................................... 6 2.2.1 耐磨性对表面质量的影响.............................................6 2．2.2 疲劳强度对表面质量的响............................................6 2． 2.3 耐蚀性对表面质量的响...............................................6
3．机械加工表面质量对零件使用性能的影响......................................7 3.1 表面质量对零件耐磨性的影响...........................................7 3.2 表面质量对零件疲劳强度的影响.........................................7 3.3 表面质量对零件耐腐蚀性能的影响.......................................8 3.4 表面质量对零件间配合性质的影响.......................................8 3.5 表面质量对零件其他性能的影响.........................................8 4．控制表面质量的途径.......................................................8 4.1 降低表面粗糙度的加工方法.............................................8 4.2 改善表面物理力学性能的加工方法......................................11 5．提高机械加工工件表面质量的措施.......................................... 12 6．结论.................................................................... 13 7．致谢.....................................................................14 8．参考文献................................................................ 15
前言随着工业技术的飞速发展机械化生产以走进各大小企业， 与之息息相关的就是各式各样 的机器。而机器是由机械零件装配而成,机器的失效是由个别零件的失效而造成的,其根本原 因是零件丧失了其应具备的使用性能。而通过研究与生产实践证明,零件的失效大都从表面 开始,零件表面质量的高低是决定其使用性能好坏的重要因素。因此,正确地理解零件表面质 量内涵,分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺因素,通过改变这些因素从而改善 工件表面质量，提高产品的使用性能及对未来机械行业的发展具有重要的意义。 随着机械行业在社会中占得地位越来越重， 人们对机器的使用要求越来越高， 一些重要 零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，零件表面的任何缺陷,不仅直接影响零件 的工作性能,而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象将进一步加速零件的失效,这一切都 与加工表面质量有很大关系。 一个零件的失效或者突然间损坏， 其原因除了少数因设计不周而强度不够， 或者是由于 偶然的事故引起超负荷而造成了失效或损坏以外， 大多数都是由于磨损、 受到外界环境的腐 蚀或疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳损坏都是发生在零件的表面,或是从零件表面开始的。因 此,加工表面质量将直接影响到零件的使用性能，因而表面质量问题越来越受到各方面的重 视。1.概 述1.1 基本概念1.1.1 机械加工机械加工：广意的机械加工就是凡能用机械手段制造产品的过程；狭意的是用车 床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。1.1.2 零件的失效零件的失效 : 指零件丧失了原有的使用性能。1.1.3 磨削烧伤磨削烧伤:在磨削加工中，由于多数磨粒为负前角切削，磨削温度很高，产生的热量远 远高于切削时的热量，而且磨削热有 60~80%传给工件，所以极容易出现金相组织的转变， 使得表面层金属的硬度和强度下降， 产生残余应力甚至引起显微裂纹， 这种现象称为磨削烧 伤。
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