毕业论文-当代数字化机械设计技术分析研究

兰 州 交 通 大 学 继 续 教 育 学 院 毕 业 设 计（论文） 专业（班级）： 2013 级机械工程及自动化 (专升本 ) 指 导 教 师： 祁生元 学 生 姓 名： 王小鹏 学 号： 130111007 设计题目： 当代数字化机械设计技术分析研究 毕 业 设 计 成 绩 评 议 表 学 生 姓 名 王小鹏 班 级 2013 级机械工程及自动化（专升本） 指导教师姓名 祁生元 职 称 高级工程师 审 阅 人 评 语 论文选题符合 要求 ，能够达到 学习 目标 ， 选题具有较大的实践指导意义 。 该生查阅文献资料能力强，写作过程中能综合运用 所学 系统知识 。 文章篇幅完全符合学院规定，内容完整，层次结构安排科学，主要观点突出，逻辑关系清楚，有一定的个人见解。文题完全相符，论点突出，论述紧扣主题。语言表达流畅，格式完全符合规范要求；参考了丰富的文献资料，其 实用 性较强。 毕业设计期间， 王小鹏 同学能及时和导师沟通，认真听取导师的意见和建议，对于论文的成文持有自己的观点，虽然辛苦，却一定受益匪 浅。同意 王小鹏 同学参加论文答辩。 审阅人： 祁生元 2015 年 6 月 30 日 答 辩 委 员 会 综 合 评 语 主席： 年 月 日 论文成绩 评语内容包括：（学术）思想、方案选择、设计（论文）达到的水平、设计（论证）有无错误等。 毕业设计（论文）任务书 班级： 2013 级机械工程及自动化（专升本） 学生姓名： 王 小鹏 指导老师：祁生元 设计（论文）题目 当代数字化机械设计技术分析研究 主要研究内容 本研究报告分为 五 个部分 第一部分： 数字化机械 制造技术的特点 第 二 部分： 数字化机械设计技术的应用背景 。 第 三 部分： 当代数字化机械设计表现方面 第四部分： 当代数字化机械设计发展的趋势 。 第 五 部分： 当代数字化设计技术实现的目标及发展前景 。 关 键 环 节 1、 2、 1、确定论文题目 3、 2、搜集、整理资料 4、 3、编写提纲 5、 4、撰写初稿 6、 5、改写初稿 7、 6、定稿 计划进度 1、 定论文题目分析查阅资料，编写提纲、撰写初稿； 2、 复修改，完善。 3、 改、定稿、装订、提交。 参 考 资 料 1:范崇洛主编 机械加工工艺学 东南大学出版社 2009 2:胡兆国主编 机械加工基础 西南交大出版社 2007 3:傅水根主编 机械制造工艺学基础 清华大学出版社 2011 4:冯辛安主编 机械制造装备设计 机械工业出版社 2004 5:马晓春 主编 我国现代机械制造技术的发展趋势 J2002（ 3） 6:王世敬 主编 现代机械制造技术及其发展趋势 J2002（ 11） 7:武永利 主编 机械制造技术新发展及其在我国的研究和应用 J2003 开 题 报 告 班级： 2013 级机械工程及自动化 （专升本）学生姓名： 王小鹏 指导老师：祁生元 设计（论文）题目： 当代数字化机械设计技术分析研究 一、文献综述 数字化设计技术涵盖了现代设计的最新技术 ,同时又是现代设计的前提 ,对其进行深入研究十分必要。 随着当代科学技术突飞猛进的发展，机械设计技术与微电子技术、计算机技术 、材料技术和新能源技术等高新技术的相互交叉、渗透、融合，使传统意义上的数字化机械设计在原有基础上得到了质的飞跃 。 二、选题的目的及意义 信息技术的快速发展，促使机械产品正在朝着精确化 、 综合化 、 智能化 、 数字化 、网络化和绿色环保化发展。因而对产品质量的要求也越来越高，高质量的产品是通过数字化设计，精密的制造与加工，严格的管理生产出来的 ,但是最重要的也是最核心的工作是数字化设计 ,它对产品质量与竞争力起着重要的影响。 三、重点研究内容 当代数字化机械设计的发展趋势随着经济全球化和科学技术飞 速发展带来的知识经济时代的到来，这促使未来的机械设计技术 。 四、教师意见 选题符合专业培养目标，能够达到综合训练目标， 本论文选题有很强的应用价值 ，专业性较强。但是书写难度较大，建议从工作实践出发，找准切入点，合理论述。另外，应运用所学知识，从实际出发具有针对性的把握好论点。若选此题，请一定把握重点，研究透彻、拓展论述、结题可行，即可。 指导教师：祁生元 2015 年 4 月 30 日 中 期 报 告 班级： 2013 级机械工程及自动化（专升本） 学生姓名： 王小鹏 指导老师：祁生元 三、设计完成情况 初步定稿 四、教师意见 结构可行，请尽 快将初稿发给我。 教师姓名： 祁生元 2015 年 5 月 15 日 设计（论文）题目 当代数字化机械设计技术分析研究 一、总体设计： 由于 机械设计制造在国民经济中处于极其重要的地位，它对其他技术领域起着支撑性作用， 所以 本文针对当代数字化机械设计的应用背景、发展趋势、以及今后实现的 目标和发展前景做了分析论述。 二、详细设计： 本研究报告分为 五 个部分 第一部分： 数字化机械 制造技术的特点 第 二 部分： 数字化机械设计技术的应用背景 。 第 三 部分： 当代数字化机械设计表现方面 第四部分： 当代数字化机械设计发展的趋势 。 第 五 部分： 当代数字化设计技术实现的目标及发展前景 。 中 期 报 告 班级： 2013 级机械工程及自动化（专升本） 学生姓名： 王小鹏 指导老师：祁生元 三、设计完成情况 进行初稿修改。 四、教师意见 结论较模糊，建议结合实际多谈谈自己的体会和心得，多利用自己学习的知识而不是一味的借鉴。 教师姓名： 祁生元 2015 年 5 月 30 日 设计（论文）题目 当代数字化机械设计技术分析研究 一、总体设计： 由于 机械设计制造在国民经济中处于极其重要的地位，它对其他技术领域起着支撑性作用， 所以 本文针对当代数字化机械设计的应用背景、发展趋势、以及今后实现的目标和发展前景做了分析论述。 二、详细设计： 本研究报告分为 五 个部分 第一部分： 数字化机械 制造技术的特点 第 二 部分： 数字化机械设计技术的应用背景 。 第 三 部分： 当代数字化机械设计表现方面 第四部分： 当代数字化机械设计发展的趋势 。 第 五 部分： 当代数字化设计技术实现的目标及发展前景 。 中 期 报 告 班级： 2013 级机械工程及自动化（专升本） 学生姓名： 王小鹏 指导老师：祁生元 三、设计完成情况 进行初稿修改 四、教师意见 文稿已基本成型，建议进行词汇修饰力争做到： 论文格式正确，书写规范，条理清晰，语言流畅。 教师姓名： 祁生元 2015 年 6 月 15 日 设计（论文）题目 当代数字化机械设计技术分析研究 一、总体设计： 由于 机械设计制造在国民经济中处于极其重要的地位，它对其他技术领域起着支撑性作用， 所以 本文针对当代数字化机械设计的应用背景、发展趋势、以及今后实现的目标和发展前景做了分析论述。 二、详细设计： 本研究报告分为 五 个部分 第一部分： 数字化机械 制造技术的特点 第 二 部分： 数字化机械设计技术的应用背景 。 第 三 部分： 当代数字化机械设计表现方面 第四部分： 当代数字化机械设计发展的趋势 。 第 五 部分： 当代数字化设计技术实现的目标及发展前景 。 结 题 验 收 班级： 2013 级机械工程及自动化（专升本） 学生姓名： 王小鹏 指导老师：祁生元 设计（论文题目） 当代数字化机械设计技术分析研究 结题验收申请： 根据毕业设计任务书要求：毕业设计（论文）已全部完成，请老师审阅。 指导教师评语： 论文选题符合 要求 ，能够达到 学习 目标 ， 选题具有较大的实践指导意义 。 该生查阅文献资料能力强，写作过程中能综合运用 所学 系统知识 。 文章篇幅完全符合学院规 定，内容完整，层次结构安排科学，主要观点突出，逻辑关系清楚，有一定的个人见解。文题完全相符，论点突出，论述紧扣主题。语言表达流畅，格式完全符合规范要求；参考了丰富的文献资料，其 实用 性较强。 毕业设计期间， 王小鹏 同学能及时和导师沟通，认真听取导师的意见和建议，对于论文的成文持有自己的观点，虽然辛苦，却一定受益匪浅。同意 王小鹏 同学参加论文答辩。 指导教师评分（ 优、良、中、及格、不及格）： 评定： 教师姓名 ：祁生元 2015 年 6 月 30 日 目录 一、 当代 数字化机械 制造技术的特点 . 2 1 世纪的技术 . 2 . 2 . 2 . 2 . 2 二、当代 数字化机械设计技术的应用背景 . 3 三 、 当代数字化机械设计表现方面 . 3 . 3 . 3 . 3 四 、 当代数字化机械发展 趋势 . 4 五 、 当代数字化设计技术实现的目标及发展前景 . 错误 !未定义书签。 总 结 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 6 摘要 产品设计是制造业的灵魂 。 近年来 ,随着科学技术的快速发展，人们对于环境保护的日益重视，机械设计领域也受到了巨大的影响，传统的机械设计方法已经不能够满足当代发展对机械的要求。 信息技术的迅猛发展使得传统的设计方法逐渐为现代设计方法所取代 ,大批学者对现代设计方法进行了研究。数 字化设计技术涵盖了现代设计的最新技术 ,同时又是现代设计的前提 ,对其进行深入研究十分必要。 随着当代科学技术突飞猛进的发展，机械设计技术与微电子技术、计算机技术、材料技术和新能源技术等高新技术的相互交叉、渗透、融合，使传统意义上的数字化机械设计在原有基础上得到了质的飞跃 。 由于人们对生活品质的要求越来越高，因而对各种产品的标准越加重视，更期待合理价格、高档质量、方便性、多样化的种类、高度自动化、观赏性的产品问世。机械设计制造在国民经济中处于极其重要的地位，它对其他技术领域起着支撑性作用，所以对数字化机械设计的探 究就显得非常有意义， 能 够对提升产品各方面的性质特点有所贡献。 【关键词】 产品设计 、 信息技术 、 现代设计方法 、 数字化设计技术 、 机械设计技术 、 微电子技术、计算机技术、材料技术 、 新能源技术 当代数字化机械设计技术分析 研究 数字化是制造业信息化技术的核心，代表了适应全球经济一体化未来的制造模式和企业模式。数字化具有信息精确、安全、容量大等优点。 数字化制造或信息化制造是指制造领域的数字化，是制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的融 合、发展与应用的结果，也是制造企业、制造系统与生产过程、生产系统不断实现数字化的必然趋势。 数字化 机械 制造可分为三大块：以设计为中心的数字制造，以控制为中心的制造和以管理为中心的制造。制造设备的控制参数均为数字化信号。制造企业中，图形、数据、知识及技能等各种信息均以数字形式通过网络在企业内传递，以便根据市场信息收集资料信息，在虚拟现实、快速原型、数据库和多媒体等多种数字化技术支持下，对产品信息、工艺信息与资源信息进行分析、规划和重组。实现对产品设计和产品功能的仿真、对加工过程及生产组织过程的仿真，或者完成 原型制造，从而实现生产过程的快速重组和对市场的快速响应，以满足客户的要求。对于全球化制造行业，客户可以借助网络发布信息，企业根据需求，通过网络应用电子商务、现场动态联盟和虚拟企业，迅速协同设计制造出客户所需要的产品。企业的柔性和快速响应市场的能力是其竞争能力的主要标志，将数字化技术用于制造过程，可以大大提高制造过程及企业的柔性。 随着经济全球化趋势进一步加强，国际市场的开放，国内外机械制造行业将会大量出现，机械传统的机械设计方法已经不能满足当前生产的需要，只有根据当前飞速发展的市场的需求来设计满足不同用户 需要的机械产品才能够使机械制造企业在激烈的市场竞争中保持优势。信息技术的快速发展，促使机械产品正在朝着精确化 、 综合化 、 智能化 、 数字化 、 网络化和绿色环保化发展。因而对产品质量的要求也越来越高，高质量的产品是通过数字化设计，精密的制造与加工，严格的管理生产出来的 ,但是最重要的也是最核心的工作是数字化设计 ,它对产品质量与竞争力起着重要的影响。 数字化 机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科 ,是以提高质量、效益、竞争力为目标 ,包含物质流、信息流和能量流的完整的 系统工程。随着社会的发展 ,人们对产品的要求也发生了很大变化 ,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求 ,就必须采用先进的 数字化 机械制造技术。 （ 一 ） 数字化机械 制造技术的特点 （ 1）是面向 21 世纪的技术 数字化机械 制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生 了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向 21 世纪的技术。 （ 2）是面向工业应用的技术 数字化机械 制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。 数字化机械 制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长 ， 目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。 （ 3） 是驾驭生产过程的系统工程 数字化机械 制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传 感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 （ 4）是面向全球竞争的技术 20 世纪 80 年代以来，市场的全球化有了进一步的发展， 发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈， 数字化机械 制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体 应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。 （ 5）是市场竞争三要素的统一 在 20 世纪 70 年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了 20 世纪 80 年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。 数字化机械 制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。 （ 二 ） 数字化机械设计技术的应用背景 信息技术的快速发展，促使机械产品正在朝着 精确化 、 综合化 、 智能化 、 数字化 、 网络化和绿色环保化发展。因而对产品质量的要求也越来越高，高质量的产品是通过数字化设计，精密的制造与加工，严格的管理生产出来的 ,但是最重要的也是最核心的工作是数字化设计 ,它对产品质量与竞争力起着重要的影响。由于传统的机械设计在设计过程存在的缺陷，导致最终设计出来的产品存在很多的问题和缺陷，致使企业的经济效益下降。因此，建立一套现代化的机械设计方，就可以有效的缩短机械产品的设计周期 、 降低设计成本、提高经济效益，使机械制造企业能够在激烈的市场竞争中获得先机，并逐步的发展壮大。而数字 化机械设计的应用而生将改变传统机械设计技术的格局。数字化设计技术在当代机械的设计过程中，数字化是最基本也是最常用的一种设计方法。这是在数字化技术突飞猛进发展的前提下所形成的设计模式，这一技术极大的提高了机械设计的效率以及设计水平，使得机械产品的整体性能得到了空前极大的提高 。 这是因为数字化设计技术是通过数字建模来完成初期的设计，数字化机械设计技术分析并在计算机上进行运行调试，以改善自身的不足之处。在设计中是从机械产品的整个生命周期来考虑，因此这种设计方法能够实现资源配置的最优化，设计效率相对较为可行。 （ 三 ） 当代数字化机械设计表现方面 当代数字化机械设计的发展趋势随着经济全球化和科学技术飞速发展带来的知识经济时代的到来，这促使未来的机械设计技术，主要表现在以下几个方面： （ 1） 新型化 ： 随着市场需求的不断扩大和变化莫测，这就要求数字化机械设计必须要实现新型化。这样才能够确保设计出来的新型产品能够被市场所接受。并且新型化可以促使每个企业根据市场的不断更新来改变自身的计划于市场相适应 ， 实现共计与需求的平衡。 （ 2）环保化 ： 当今社会资源、环境、人口之间的矛盾越来越严重，特别是环境问题与日剧增 ,这一问题对我们的社会和当 前我们的生存与发展造成严重威胁。环保化是当代数字化机械设计技术要完成的一个目标，这个目标的目的是使得这个产品在制造、装箱、运送、使用到废弃处理的整个生产使用过程中 ,对环境造成最小的损害 ,并且尽可能将利用率提高。环保化是当代制造业最可行最科学化的一种模式。这样就能实现科技与环境的又好又快发展。 （ 3） 改革化： 当今社会科技日新月异 ， 各种新技术层出不穷，在这样异常激烈的市场竞争中 ,必须不断革新生产方式 、 降低费用、提高个别劳动生产率 ,这些也是当前数字化机械设计的一种发展趋势和前景。 （ 四 ） 当代数字化机械发展 趋势 数字 自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。 数字 自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。 当代数字化机械发展 有以下几点趋势： 将促进传统化有纸化设计向无纸化设计的发展。 通过互联网在企业内部和外部建立新型的概念化企业，将会颠覆以往的实体企业的观念，并且实现资 源的进一步优化和高效利用，并且实现数字化机械设计和互联网的联合 。 开发出新产品 ,而这一新产品无论是从整个国民生产工业生产还是到人民的日常生活都是极有创造性的并且也将进一步被利用 。 在新型化数字化机械产品的生产中 ,这一产品比其他同类产品在市场竞争中的竞争力更强 ,更加适合和适应市场的需要 ,从而能创造出较高的经济、社会及环境效益。实现资源优化配置，经济进一步又好又快发展。 （ 五 ）当代数字化设计技术实现的目标及发展前景 （ 1） 实现数字化机械设计的新型化必须利用当今互联网技 术飞速发展和创新的结果例如最新的 术，这一技术在一方面促进了机械设计技术过程的数字化，还为产品的概念化和实物化有机结合创造了条件，为机械产品设计过程 中所遇到的问题和困难提供了可靠的解决办法，以至于制造商可以灵活的改变制造计划和设计，进一步提高了了机械设计在各个环节所需要的时间，效率也要比从前大大提高， 这一趋势从各个环节和各个方面为产品的质量保驾护航。因此在机械产品数字化制造的整个周期中，全部展现的是数字化机械设计的互联网化和信息化，并且进一步推动了 术与机械设计技术的进一步发展。 （ 2） 目 的性的为了大大提高机械产品的整体性能和比之前传统机械产品不同的的更高水平，我们将在数字化机械设计中的每个阶段每个环节都将和和联网技术相结合为其服务于设计 、 生产和销售的各个环。 （ 3） 新型数字化机械设计技术的发展在不久的将来会和社会生活中的其他领域相结合，会进一步发展到农业、工业制造业、第三产业等行业中去并与之有机结合，这一创新不仅对社会带来更多地发展，并且在一步一步地自我革新，将理论和实践进一步结合。利用分析与综合 ， 实现数字化机械设计的整体化。实现社会、人类、资源相互融洽的科学发展和可持续发展。 （ 4）提倡环保理 念，新型数字化机械设计必须要同环境保护、资源的合理利用、新能源的开发以及固有能源清洁化相结合 。 因此机械设计者必须从每个环节都要考虑到环境和资源因