冶金机械设计论文范文第1篇
摘 要：如今是科学技术时代，各行各业都逐渐离不开科学技术，而现代机械设计与机械制造的相关技术也与人们的生活与工作有着紧密的联系。但目前在发展过程中，还是存在部分问题。如今现代机械设计与机械制造存在的问题直接影响到我国该行业的可持续发展。该文将会探讨我国现代机械设计与机械制造，目前的发展情况。同时对未来的发展方向进行探讨，对出现的困难也给出相应的解决建议。
关键词：现代化发展 机械行业 机械设计 机械制造 技术
现代机械设计与机械制造行业目前是我国重点发展的行业，该文将对我国机械设计与机械制造，近年来的发展情况进行探讨，并且分别对机械设计与机械制造自身存在的特点进行探讨，也对现代机械制造技术未来的发展方向进行探讨，希望能帮助相关行业的人有所启发。
1 目前我国现代机械设计与制造的发展情况
1.1 我国机械设计的发展情况
我国的重工行业相对于欧美的发达国家而言，是起步比较晚且技术比较落后。我国的机械设计思想是比较传统且思维较为浅薄，设计思想容易受到限制，比较单一，主要表现在机械的手工设计方面。除此之外，我国机械设计与机械制造内部之间并不够协调，产品设计时间比较久，这就直接导致生产成本的增加，生产效率无法提升。近年来，我国机械设计技术是有了明显进步，即使与发达国家相比较还是存在弊端，为此也更需要我国在机械设计方面努力提升，不断提高机械产品的生产质量，控制生产成本，提高生产效率。
1.2 我国机械制造的发展情况
无论是机械制造还是机械设计，传统的方式上两者都有着相似性，两者传统模式都是采用手工制造方式作为主要的制作方法，然而手工制造存在许多的弊端，例如需要耗费大量的成本、人工、材料以及时间成本，手工制作还会出现不符合标准或者误差的情况，导致质量无法得到保障。现代机械制造大部分都已经采用机械化形式制造产品了，不但能有手工制造的优点，还通过数字化的形式进行控制标准，可以满足消费者对产品的需求，因此避免了手工制作所带来的问题，这对于我国经济发展也带来促进的作用。
2 机械设计技术
2.1 机械设计的设计技术
机械设计对机械设计以及机械制造的内容、进度等都有着关键的作用，但是传统的机械设计会影响到机械再设计以及再制造的发展。因此，现代机械设计可以将原本单一的设计内容多元化，从而给机械制造带来更多的发展机会，也让机械设计在未来拥有更多的发展前景。因此，在进行机械设计前就需要对机械的设计需求进行详细的调研工作，需要对机械设计的计划、流程都要做到具有合理性且有效、高效进行。
2.2 现代机械设计的主要设计技术内容
现代机械设计所涉及到的工作内容比较繁琐，且比传统机械设计相比具有很高的难度与要求，所以为了可以确保在进行每一个步骤的时候都可以正确无误地进行是机械设计的重点内容。机械设计中的核对与计算设计图纸是非常重要的工作，也是主要的工作内容，在进行核对与分析总图时，需要严格细致地检查每一项工作的流程有没有错误与遗漏。如果在审核的过程中没有发现其中的问题，但在实际操作时出现漏洞了，就需要立马停止设计，重新继续检查，直到能把机械设计的损失降到最低为止。
3 现代机械制造的技术分析
3.1 现代机械制造技术的特质
现代机械制造技术对比过往的手工制造方式，现代机械制造是符合当今时代的发展的制造技术。近年来，我国都在努力提升机械制造水平，在机械制造技术上不断引入新的技术，如传感技术、计算机技术、数字化技术等创新科技，把现代科技逐渐引入到传统制造技术中，让传统的制造技术转变成机械制造技术，从而提高整个机械制造业的水平。此外，在管理机械制作方面也在不断提高管理水平，让现代机械制造能够有着信息化、现代化等特点。
3.2 现代机械制造技术的发展方向
我国现代机械制造技术未来的发展方式主要会以现代化方式从而让设计与工艺结合一体进行发展。如今采用机械制造方式，能够更加合理地控制材料的使用，以及流程的方式，应用先进的技术从而不断提高企业的竞争优势。现代机械制造技术需要以可持续发展作为发展理念，让技术具有绿色化，并且需要从可再生能源以及可循环利用资源方面进行着手，在发展过程中不能破坏生态环境，在提升制作技术时坚持绿色作业。最后，现代机械制造过程中，企业可以多应用虚拟化的仿真技术，可以让机械产品在虚拟化的仿真技术下有着更加全面的发展认知。这样，不但可以让企业增强资源与能源重复利用的意识，还能进一步促进机械开发的速度。
4 我国常用的现代机械设计与机械制造的技术
4.1 现代化数控加工技术
在市场经济不断发展的今天，我国机械制造行业不断壮大、发展。如今科学技术也受到全世界的关注，市场上对于机械化的需求也在不断增加。因此机械制造行业在机械制造设备方面的应用就要满足各行各業的发展需求，因此就需要保证机械设备在制造的时候，采用数控技术从而提高生产的效率，并且减少生产成本。数控技术在实际应用的过程中利用数字电脑操控，用自动化生产设备。在生产过程中，数控技术的操作以及执行大多数时候都是应用数字电脑操控总台所控制，在操控总台中需要把设备在生产时，所需要应用的数据输入到数据库中，然后这种方式让数控中的数据控制在合理范围内，从而实现自动化的生产。在现代机械制造行业当中，通常应用数控技术是用来制作精度比较高，或者是零件结构相对复杂的设备当中。
4.2 精密与超精密加工技术
这几年，我国航天事业受到全世界的瞩目，在航天领域发展过程中对于机械设计与制造的要求都相当严格，然而机械制造行业的要求是十分精细的，因此精密与超精密技术的应用是机械制造行业常用的加工技术。目前超精密加工技术通常在实际设备生产过程中，已经有着相当成熟的技术水平，可以将避免误差的出现。在使用超精密技术时，已经采用了纳米化技术对设备进行处理。这种技术的应用对于机械制造行业的发展具有重要的积极意义，机械行业要想在目前形势下开始往国际化方向进行发展，就要增强对精密技术的研发工作，只有精密技术的不断成熟与稳定发展，才可以使得我国的机械制造行业能在国际上获得竞争优势。对于超精密技术，大多数时候都是应用在加工比较细小的零件上，如计算机应用领域的芯片等。
5 结语
综上所述，近年来，我国现代机械设计与机械制造是取得不错的成绩，但同时也存在着许多的问题。然而机械设计与机械制造与人们的生活是有着密切的联系的，因此我国需要对该行业的进一步发展提高重视，要认真对待机械设计与机械制造存在的问题并且采用有效的措施解决问题。另外，需要根据实际情况出发，才能让机械制造行业能够稳定的发展下去，也让我国该行业的整体水平都能进一步提升。
参考文献
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[3] 赵生虎.现代机械设计和机械制造相关技术探讨[J].设备管理与维修，2018，422（8）：170-171.
冶金机械设计论文范文第2篇
摘 要:本文从绿色制造的理念内涵,及在课程设计中的贯彻实施方面作了有益探讨,将绿色制造理念和方法与传统的机械设计课程设计实际结合做了系统叙述。引导学生从绿色设计开始,考虑产品的再回收再利用,最终实现产品的绿色制造。
关键词:机械设计 课程设计 绿色制造
“机械设计课程设计“是机械类专业本科生的一个重要基础设计训练,是整个教学环节中的一个必不可少的实践性教学环节。以往的“机械设计课程设计“对学生的要求更多强调按照设计对象的基本属性指标进行设计,其设计指导原则侧重于产品的功能性、制造工艺性要求和经济性要求,而很少考虑设计与环境间的协调以及对资源的最优化配置问题,也就是说没有将绿色制造的理念贯穿到整个设计过程中去。
1 明确绿色制造理念内涵
绿色制造的概念是美国制造工程师学会(SME)在1996年提出的。它是一个综合考虑环境影响和资源效率的先进制造模式,其内涵是产品生命周期的全过程均具有绿色性[1]。高校应走在时代前列,充当新科学、新技术发展的先导。在高校课程中应充分体现对新理念、新知识、新技术的快速反应。将绿色理念引入机械设计课程设计中来正是基于这一考虑。
首先应让学生明确传统制造与绿色制造概念间的区别,理解绿色制造的理念。传统的制造过程是:设计→制造→包装→运输→使用→报废。它的弊端在于不重视制造过程的资源消耗和污染问题,不考虑报废后的回收处理问题。而绿色制造强调产品的全生命周期,是将环境问题和资源问题加以同等重视的一种生态和谐的制造模式。绿色制造主要涉及三个方面的问题:产品全生命周期的制造问题、环保问题、资源优化利用问题,它是这三部分的交叉和集成[2]。如图1所示。
2 在设计过程中强化绿色理念
传统制造模式是一个开环系统,而绿色制造过程是一个封闭的循环系统.绿色设计处于绿色制造系统的上端,是实现绿色制造的第一个关键环节,在很大程度上决定了产品的品质。绿色设计包含的要素有:整机设计模式确定;绿色材料和润滑的选取;各零部件连接关系的设计;机器的拆卸设计;采用新型制造技术等。“机械设计课程设计“主要是引导学生完成第一个环节的工作,实现整机的绿色设计。
2.1 整机设计模式确定
在课程设计中引导学生突破传统串行设计模式的框框,在整机设计模式上采用与信息技术结合的绿色并行设计和模块化设计。并行设计(Concurrent Design)强调各部门之间的协同工作,在设计之初就考虑生命周期全过程的各项因素,以提高产品设计、制造的一次成功率;模块化设计是以模块作为其构成单元,通过现有通用模块的不同组合,形成新品种,或者对产品中某个或几个模块改型,形成新品种。使产品开发速度和市场响应能力大大提高,同时极大降低成本,延长产品寿命。符合绿色制造的节约性原则。绿色设计离不开信息化的支撑,在设计过程中倡导学生采用CAD软件或Solidworks软件。建立CAD或Solidworks的二次开发库,整合常用的通用模块,实现模块化设计。
2.2 绿色设计材料和润滑的选取
材料选择是绿色设计的关键技术之一。传统设计选材只注重材料的机械性能、加工工艺性能和经济性能,而忽略材料对环境的影响因素。绿色设计选材重视材料与环境间的关系,并将资源的优化利用纳入重要考虑。绿色设计选择材料的原则应为:(1)优先选用储量丰富、可再生材料和回收材料,以提高资源利用率,实现制造业可持续发展;(2)尽量选用低能耗、少污染的材料;(3)尽量选用无毒、无害和低辐射特性的材料;(4)为便于回收,材料上要标注出其型号、种类、等级等。节约材料是减少环境污染的重要途径。产品加工时采用成型制造技术可以直接或者稍加处理即可用于组成产品,这样就可以大大减少原材料和能源的消耗。
机器的绿色润滑也是绿色设计应该充分考虑的内容。传统课程设计多采用矿物基润滑油。由于运输、泄漏、溅射、自然更换等原因,润滑油不可避免地被排放到环境中,从而对环境造成污染。矿物基润滑油在自然环境中可生物降解能力又很差,滞留时间长,严重污染了土壤和水资源。据不完全统计,每年大约有500万吨石油基化学品进入生物圈[3]。因此在绿色课程设计中应让学生尽量选择干式加工或环境友好型的可生物降解的润滑油,以免对环境造成污染。干式加工简化了工艺、减少成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等[4]。目前美国、日本、德国等采用干车削、干磨削、干镗削等都取得了一定的成果,但在我国还属于起步阶段,有待学生毕业后的研究与探讨。
2.3 绿色设计中的可拆卸设计
在课程设计阶段,就应该充分考虑到产品中各种不同连接关系和类型的拆卸特点,将可拆卸作为绿色设计的目标之一。拆卸性好的产品,在产品的装配、维修、检查过程中不易造成意外损坏;也不会因拆卸过程而导致损坏;可以回收利用报废机器中可以直接继续使用的零部件。同时使不同材质零部件的能顺利分类,为回炉重炼提供方便。CAD软件或Solidworks软件可以学生实现在满足功能和使用要求的前提下,尽可能采用最简单的结构和外形,组成产品的零部件材料种类尽可能少,采用易于拆卸的联结方法,拆卸部位的紧固件数量尽量减少。
3 将产品回收再利用纳入设计之中
产品的回收再制造是绿色产品生命周期中的重要环节。在课程设计中帮助学生建立产品全生命周期的概念,按照封闭循环的原则在设计之初就充分考虑到产品报废后的零部件及材料回收的可能性与可行性、回收价值分析、回收结构工艺性与回收处理方法及回收经济性等有关一系列问题,以达到零部件及材料的充分有效利用[5]。在设计中建立产品零部件的回收再制造、再利用的信息清单,对所设计的全部内容做出绿色度等级标识;提供回收再利用相关技术和方法的实用信息;让学生参与建立回收再利用信息平台和回收再利用数据库,利用计算机技术和信息技术为产品的回收再利用提供信息服务。
4 结语
我国机械制造行业具有“高投入、高消耗、高污染、低水平、低效益“的特征,它的快速发展是以过度的能源消耗和对生态环境的破坏为代价的。这种发展模式给国家的能源和资源安全带来严峻挑战,也成为制约中国制造业发展的瓶颈。为了实现我国机械制造业的可持续性发展,推行绿色制造已成为刻不容缓的当务之急。因此,将绿色制造理念渗透于本科生“机械设计课程设计“成为一项重要内容。
参考文献
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冶金机械设计论文范文第3篇
摘要 经实践工作，从建立了一个基于Web和面向对象数据库的机械CAD/CAE数据管理系统，供大家参考。
关键词 面向对象数据库 工程数据 对象模型 NET Oracle
一、工程数据库管理系统产生背景及其发展
CAD/CAE /CAM 集成就是为实现各CAD/CAE/CAM 系统之间完整的产品数据交换，达到信息共享的目的。为此应采用统一的标准来实现产品数据的定 义，ISO制订了《SO10303一产品数据的表达与交换》，又称STEP标准。该标准根据集成要求、内容以及数据量，有如下四个层次的集成方式。
1、基于中性文件的集成方式 数据存放在有专门格式规定的STEP文件中，各应用系统之间数据交换经过前/后置处理程序处理为中性文件进行交换。这种方式实现简单，但存在数据冗余度大，数据独立性差、难于扩充的缺点。
2、基 于工作格式的集成方式 工作格式是产品数据结构在内存中的表现形式，它利用内存数据管理系统使要处理的数据常驻内存，对它进行集中处理，产生STEP文 件。其特点是处理数据的速度快，可以不必考虑数据的存储方式，实现简单。缺点是由于内存空间的限制，当处理大量的数据时要设置页交换文件，而且也存在着数 据冗余，难于扩充的问题。
3、基于工程数据库的集成方式 应用系统通过工程数据库来统一管理和操纵数据，进行数据交换。这 种方式简化了信息交换方式，适用于数据量大、数据管理规模大，可满足数据共享性、独立性、安全性和完整性要求。它不仅可描述数据本身，还可通过存取路径来 描述数据之间的联系。通过工程数据库存取所需信息，达到数据共享和一致，减少了数据的冗余度，节约空间，缩短存取时间。这是实现系统集成的一种理想集成方 式。
二、CAD/CAE工程数据特点及对数据库功能要求
1、CAD/CAE工程数据特点 在 CAD/CAE集成过程中要利用和生成的大量的工程设计和分析数据。其中一部分是各种设计规范和标准以及产品的技术参数，这些数据是设计过程选用的静态数 据。另一部分是设计过程中生成的数据，如产品的结构分析、性能分析、图形、尺寸公差、技术要求、材料热处理等数据，这些数据具有高度的动态性。与一般的商 业数据相比，CAD/CAE工程数据有着与其显著不同的特点，具体如下：（1）数据结构复杂。机械产品设计中的数据不仅包括结构化数据，它还包括图形、长文 本、表格、线图、视频等非结构化数据，而且在设计过程中数量不断增大，类型不断增多，且要不断修改和补充。（2）数据联系复杂。在数据元素之间存在复杂的联 系，其中一对多、多对多的联系比较普遍。这种密切的联系，构成复杂的网状结构，从而使数据模型十分复杂。（3）数据的一致性。工程数据中存在着从产品的初始模 型推导出的二次数据，一旦初始模型被修改，导出数据也就失效，需要重新计算，用新的数据取代失效的数据，以保持数据库中数据的一致性。（4）模式的动态修改。工程设计过程中工程设计人员建立的几何数学模型的结构会经常修改，要求工程数据库模式能支持这种动态修改，能进行动态数据的定义、删除和恢复等。
2、CAD/CAE工程数据处理对工程数据库的功能要求 由于上述CAD/CAE工程数据特点，对用于CAD/CAE工程领域的工程数据库提出如下要求：（1） 能描述和处理复杂数据类型。由于工程数据结构复杂，语义关系丰富，因此EDBMS不仅要支持用户定义复杂的类型，而且还要支持多对多关系、递归关系等复杂 数据结构的描述。（2）动态处理模式变化的能力。由于设计过程和工艺规划过程中产生的数据是不断变化的，要求EDBMS能支持动态描述数据的能力，使用户既能 修改数据库中的值，又能修改数据结构的模式。（3）版本控制管理。设计是一个设计--分析--再设计的反复过程。设计者经常要对设计过程进行回溯，并重新进行 新一轮的设计。版本管理应能记录设计过程中的历史数据，使设计回 溯到一个合理的阶段，不致使整个设计推翻重新开始。同时设计对象的版本管理应能提供多个设计者并行更新同一设计对象的机制。（4）支持工程设计事务。工程设计 事务是长达以小时、天或周计的长事务。长时间封锁某一设计对象，将严重影响设计的并行性。在EDBMS中必须解决工程长事务中对设计对象的封锁、恢复和共 享问题。
三、采用基于Web的工程数据库管理系统的原因
1、Web技术与工程数据库管理技术的关系 工程数据管理系统 （EDBMS）作为一种应用框架，其对开放性和扩展性的要求与web的开放系统结构相互补充。在web技术上构建EDBMS可充分享受到Web开放体系带 来的优势，增强EDBMS异构环境下的应用。并且随着网络化虚拟设计模式的迅速发展， 产品的设计过程在并行和协同中完成，对于异地的并行协同设计过程，己有的工程数据管理技术不能很好满足现在全球化产品开发战略发展的需要。因此，必须根据 新的形式，通过web技术扩展其功能，使之适应网络化虚拟设计的产品数据和过程管理，使之能够支持异地和异构环境的设计与制造。
2、Web- basedEDBMS的优点 随着网络技术的发展，90年代中后期，出现了以Web技术为基础的新型系统平台B/S（Brow-ser/Server）模 式，B/S模式把传统的c/s模式中的服务器部分分为数据库服务器和应用服务器，从而构成一个三层结构。本文的数据管理系统就是采用这种三层结构模式。 WebbasedEDBMS的优点如下：（1）易于分散用户交流、同步。（2）简化了系统的开发与维护。3）较强的跨平台性，用户界面统一、友好。
四、CAD/CAE数据管理系统与PDM的关系
产 品数据管理（Product Data Management，PDM），是以软件技术为基础，管理所有与产品相关信息（包括零件信息、配置、文档、 CAD文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的技术。PDM技术是对工程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术数据管 理、技术信息管理、图像管理以及其它各种名目的管理技术的综合概括和扩展。PDM重要性不言而喻，从概念上看PDM技术可以管理与产品相关的工程数 据，CAD/CAE数据管理系统可以看作是PDM系统的子集，但成功实施PDM却并非易事。实施现有PDM产品存在的问题。
五、结论
本文建立面向对象的工程数据模型，利用关系对象数据库存储管理工程设计数据和分析数据，通过网络实现数据信息共享与交换，并利用VRML技术实现三维模型的在线浏览。
（作者单位：长江大学机械工程学院）
冶金机械设计论文范文第4篇
关键詞：现代机械设计;机械制造技术;技术分析
前言：
针对机械制造技术而言，政府在政策资金上给予大力支持，社会大众对于其未来的发展赋予厚望，国家对机械制造设计的关注也愈加密切。其中最主要的原因是，机械制造设计的创新发展，能够促进人们生活进程的发展。所以，现代的机械设计将会面临更高的要求，机械制造技术也将迎来更多的挑战。
一、现代机械制造以及机械设计进展的进展状况
(一)现如今我国机械设计的进展状况
传统的机械设计存在不少弊端，常见的有设计技术比较单一，这容易导致机械企业内部的工作协调性差，设计产品时的周期也会比较长。所以，随着时代的进步，机械设计也迎来了创新发展，在机械设计技术上有了新的突破。此外，在科学技术与社会经济的支持下，我国也引入不少国外先进的技术与理念，通过机械设计出的产品质量也得到市场热烈的反应，给人们的生活带来更好的体验。
(二)现如今我国机械制造的进展状况
传统的机械制造与机械设计存在一些共同点，即已经跟不上现代的发展步伐。所以，相关企业就必须对传统的机械制造技术进行升级改造，将手工制造转变为自动化制造，将节省下来的人力、财力、物力以及时间，投放到现代的创新研究上。此外，现代机械制造技术已经包含数控技术、3D打印技术以及精密加工技术等，在机械制造生产上具有一定的优势，可以提高机械制造业的经济效益。
二、关于机械设计的技术解析
(一)机械设计初始时期计划的解析
在进行机械产品设计之前，需要做一个初始时期的计划，其主要内容包括设计的内容与进度，以及机械再设计的后续简述。此外，为了有一个更广阔的发展前景，在初始时期就应该做好全面的机械设计要点，针对市场需求与实际能力做好更进一步的分析与探究。另外，针对目前已有的功能，还需要进行升级完善，多了解国外的相关技术理念，从而尽快创新出更加有效合理的机械设计。
(二)数字化技术方式
在现代的机械设计技术中，引入数字化技术也就是增添了机械设计的方式，这对于机械设计行业来说具有很大的推动作用。通过数字化技术，不仅能够提高机械设计的整体工作水平，而且还可以提升机械设备的性能，从而提高机械设计的工作效率。具体来说，数字化技术在机械设计中的应用主要有两方面。一方面是，整体综合考虑机械设计产品的生命周期，另一方面是，整合市场上关于机械产品设计的有关信息数据，以便给企业提供一个准确有效的发展思路，加强企业的资源管理。
(三)并行化设计技术
简单来说，并行化设计技术主要是在产品的机械加工与设计中，通过现代管控和一些新兴技术实现不同机械的共同运作，从而更有效地协调机械设计效率。具体来说，在并行化设计技术中，相关的工作人员需要在考虑机械设备的结构与设计基础上，加强其机械的设计效率，结合实际的功能需求进行全面解析，实现不同机械设备的功能互补，以便逐步提高机械设计的综合能力。
三、机械制造的技术解析
(一)精密加工技术
从目前的发展来看，我国机械制造的加工精密度已经达到0.01um，后续还将继续不断升级创新，力求达到更加精密的水平。通过引入精密加工技术，能够在提高机械零件的细致的基础上，降低机械制造对产品产生的误差影响，进而提高整体产品的质量。
(二)数控加工技术
在机械制造的过程中，机床是其中一个不可或缺的设备。那么，在实际过程中，需要提高机床的通用性与灵活性，最好能够发展为自动化生产。所以，在机械制造中引入数控加工技术，不仅能够适应各种复杂的机械制造情况，而且还能提高精密程度比较高的机械制造。
四、结束语
通过上述的内容可以发现，机械设计与机械制造都是机械行业发展的重要部分。只有对机械设计制造不断地完善创新，才能够给人们提供一个更好的机械设备支持。所以，这也要求相关的技术人员能够加强对机械设计的改造，继续探究其相关的技术，进而寻找出更加顺畅的发展道路，以便促进机械行业的整体发展。
参考文献：
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冶金机械设计论文范文第5篇
关键词：机械设计基础;课程设计;教学方法;研究
作者简介：闫存富(1972-)，男，河南安阳人，黄河科技学院工学院，副教授，工程师;孔令云(1966-)，男，河南安阳人，黄河科技学院工学院，教授。(河南 郑州 450063)
基金项目：本文系郑州市重点实验室建设项目(项目编号：121PYEZX179)、郑州地方高校新世纪教育教学改革及人才培养工程(项目编号：ZZJG-C6022)、河南省重点学科建设(项目编号：豫教高[2012]186号)的研究成果。
机械设计基础课程是高等学校机械类专业学生的一门很重要的专业基础课，其课程设计是在学生机械设计基础课程结束之后，进行的一项综合性课程设计，是机械类专业学生一个重要的实践教学环节。
课程设计是使学生根据老师给定的题目和要求，通过自己查阅相关资料，进行结构设计、理论计算、绘制相关图纸并最后写出设计说明书。以培养学生机械设计能力、独立运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力，提高基本技能为目的。在课程设计中，不仅要使学生得到基本技能的训练，还需提高他们的工程设计及创新设计能力，为后续课程的学习、毕业设计及毕业后从事科学研究奠定基础。
一、当前课程设计中存在的问题及原因
结合教学经验，总结当前机械设计基础课程设计教学中主要存在的几方面问题。
1.学生先修课程基础较差，课程设计质量得不到保证
在课程设计中，要涉及到工程力学、工程制图、互换性与技术测量及机械原理等先修课程的知识，由于这些课程学习时是分开单独学习的，在设计中则需要综合应用，此时问题就会暴露出来了。该方面问题在图纸上表现特别突出，主要表现为制图时不知道先画中心线、标题栏位置不对、图中箭头画法和一些零件的简化画法错误等，其他如正确标注装配图和零件图中的尺寸公差和位置公差错误，图上的技术要求临时凑上一些内容等问题;工程力学方面的问题主要表现为不能很好地应用工程力学知识去对轴、轴承及其他零件进行强度校核，有些学生在设计计算时不知道什么是截面法等;机械原理方面则主要表现为对有些常用机构的特点不清楚，如有的学生在设计时将蜗轮设计为主动件去带动蜗杆转动，根本就不知道蜗轮蜗杆传动具有自锁性。另外说明书书写不规范，有些图、表和相关符号标注不符合相关规定等问题也是很常见的现象。
上述问题常见的原因主要是学生先修课基础知识掌握较差。学生反映说是在学习时有些知识点老师没有讲或没有重点讲，再去问老师，老师则说课时太少，没时间讲，此类问题就需要指导老师在设计前给学生补充讲解一下。
2.学生在课程设计过程中缺少思考，盲目照抄现象严重
目前我校“机械设计课程设计”课题都采用减速器作为设计题目。指导老师给出已知数据，由学生完成拟定传动方案、选择电动机、计算相关参数、设计主要零件、绘制装配图和主要零件图及编写设计说明书。课程设计的题目单一，设计过程大同小异。虽然在课程设计结束时，大部分学生都能完成设计任务，但学生大多是机械式的模仿设计，缺乏主动思考。加上多数学校都是将课程设计集中安排在2～3周内完成，学生又是初次接触设计，没有经验，在时间安排上不重视，到后面真正去做时才发现很多问题。如果老师又催得紧，这时候有些学生就会去拷贝、复制别人的东西。有些学生还会有选择地作一些轻微改动，而有些学生则干脆完全照搬过来，只改纸上的姓名、学号，其他数据计算和结构设计都相同，抄袭现象特别严重。
3.学生对课程设计不重视，学习态度不够端正
笔者在教学过程中发现，大部分学生都能完成工作任务，但是有一部分学生根本就不重视课程设计。他们认为反正自己将来不从事这个专业，所以就没必要下功夫去做，只把课程设计看成是一次大作业。而且由于学生是初次接触这种设计型任务，在刚开始设计时，往往不知如何入手，时间安排上很松散，效率不高。而等学生慢慢入门以后，时间已经所剩无几，以至于在最后几天加班加点，随便抄袭别人或一些书中的现有设计来应付交差。有些老师把关不严，使得这种现象更为严重，这种做法就会影响到下一届的学生，造成恶性循环。
4.课程设计学生多，指导教师偏少，影响课程设计质量
随着招生规模的增大，学生人数比以前增加了许多。而在设计过程中负责指导的专业课教师有限，经常是一名教师指导一个班或两个班的学生，教师在指导课程设计时很难照顾到每一个学生。教师在设计时也就很难发现学生存在的问题，直到课程设计结束，交图纸和说明书时才发现问题。而有的学生在设计过程中不懂装懂，老师不催，他们也懒得做，直到最后老师催缴课程设计时，才匆匆整理一下，凑出一个设计交上来。这样的课程设计，其质量可想而知，学生的综合设计能力很难得到提高，课程设计的目的也就难以实现。
二、课程设计教学改进措施
针对课程设计中存在的上述问题，在课程设计教学中提出如下改进措施：
1.加强与前修课任课教师沟通，夯实基础，保证课程设计质量
通过与前修课的任课教师进行沟通，将课程设计中发现的专业课问题适当提出来，在上课时作为重点来讲，提前为课程设计奠定一个扎实的基础;在课程设计开始前要将设计过程中容易出错的部分给学生提前强调一下，将错误消除在萌芽状态;在课程设计过程中教师要勤于检查学生的进度和质量，发现问题及时提出，督促学生改正。
2.课程设计题目多样化，杜绝抄袭现象
数十年来，课程设计的选题大同小异，都以减速器或皮带机为设计题目，每届学生都重复同样的设计内容，会影响教师的创新精神。而有的学校在制图课的测绘练习时也选择减速器，使得课程设计的题目过于重复。所以指导老师最好能深入现场发掘新的题目，给学生提供多个题目，尽量避免设计题目的重复，从源头上杜绝抄袭。
3.加强师资培训，提高指导老师专业水平
课程设计实际上是学生第一次独立的将所学理论知识应用到实际中的一次演练，在此之前学生对实际工程设计了解很少，作为指导老师自身应该具有较高的设计水平和一定的设计经验，这样在给学生指导时才能直奔主题，使学生少走弯路。而现实中由于近几年学校扩招，有工作经验的老师相对较少，所以有些学校就只有让一些刚出校门的毕业生去带学生的课程设计。而这些教师自己就对实践设计知之甚少，只有跟着前辈们“依葫芦画瓢”，可以想象这样的老师能带出什么样的课程设计效果。即便是凑合着带着学生做出来了，课程设计的质量又如何得到保证。
4.严格设计进度，保证设计质量
另外机械设计课程设计是一项较复杂的工作，包括大量的计算、设计、绘图及编写说明书等，需要查阅有关设计手册和资料，并综合运用多学科的知识。设计进度过快，在设计过程中就会缺乏深入细致的研究工作，出现不求甚解的现象，难以保证设计质量;若设计进度过慢，就会出现前松后紧现象，到后期会出现抄袭现象，同样也无法保证课程设计质量。所以应由教师提出一个设计进度计划，明确设计过程中各阶段应完成的内容，要求学生基本上按着该进度计划进行设计。
5.端正学生学习态度，改进考核方式
那些认为反正自己将来不从事这个专业，所以就没必要下功夫去做，不重视课程设计的学生，可以给他们解释课程设计不仅仅是让他们完成一次设计任务，根本目的是培养学生对所学知识的综合应用能力、创新能力和独立做事的能力;同时通过独立完成课程设计，可以培养学生独挡一面的能力，为学生的将来奠定基础。由此提醒学生，那种将课程设计仅仅看成是一次大作业的看法是极端错误的。
由于各个学校的具体情况不一样，当前各个学校采取的考核方式也不完全一样。大部分学校采用指导老师一人说了算的考核方式，而有些老师平时又对各个环节把关不严，在最后验收时又没有详细审查设计内容就匆忙给个成绩了事。这样致使比较努力的学生得不到好成绩，而有些完全照抄过来的学生却能得到好的成绩，造成部分学生存在侥幸心理，认为即使不认真做最后也能合格。所以笔者建议对课程设计的考核采用分段给分制，即可将总成绩分为平时成绩、成果的质量和答辩成绩三部分。其中平时成绩包括平时的考勤及设计过程中与设计的计划进度的符合程度，成果的质量包括设计说明书和绘图，答辩成绩即最后由答辩评委给出的成绩。
三、结束语
机械设计课程设计作为机械类专业学生的重要实践教学环节之一，具有承上启下的作用，无论机械设计课程设计采用何种方法和手段，但目标是统一的。学生先修课程基础差、在课程设计中缺少思考、对课程设计不重视、参与课程设计的学生多、指导教师偏少等是影响课程设计质量的主要因素。采用提高先修课程的上课质量、课程设计题目多样化、提高指导老师专业水平、严格设计进度、端正学生学习态度及改变传统的考核方式等措施能有效提高教学质量。
参考文献：
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(责任编辑：王意琴)
冶金机械设计论文范文第6篇
Analysis of Rationalization Mechanical Design in Mechanical Manufacturing Process
LI Ming
【摘 要】机械制造工艺是对机械设计的实施，机械设计是机械制造工艺的参考，两者息息相关，相互影响。论文从机械制造工艺与机械设计的相互影响入手，分析了机械制造工艺的流程及设计原则，重点提出了机械制造工艺中合理化机械设计的策略。
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【关键词】机械制造;制造工艺;合理化;机械设计
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1 引言
在机械制造工艺中对机械进行设计时，要求设计人员根据标准化的准则对机械的各项工作进行全面的设计，并根据机械的使用性能，运用不同的设计方法来满足实际的应用需求。为了提高机械制造工艺的质量和效率，一方面要从机械制造设备的精确度和加工工艺着手，另一方面也要通过提高机械设计的合理化程度来简化机械制造工艺。
2 机械制造工艺与机械设计的相互影响
2.1 机械制造工艺对机械设计的限制
机械行业中常用的机械设计软件是CATIA，软件功能非常强大，可以绘制出各种工件，在航空航天和汽车制造等领域中有广泛的应用。虽然，在CATIA软件中可以设计出各种工件，但机械制造工艺并非能够将所有设计都呈现出来。一方面，我国机械制造行业中所用的仪器和设备精密度不高，另外，加工复杂零件需要的成本较高，不符合企业降本的需要。在机械设计时，要考虑到机械制造的能力，只有先明确工件的加工方法，在机械制造客观能力范围内进行设计，才能够保证设计的可行性。
2.2 机械设计对机械制造工艺的简化
机械行业中，机械制造过程中要使用各种机器，部分工序还需要人工完成。为了给切削设备降温，还需要使用切削液降温。一个工件加工完成，需要耗费大量的电能、人工、材料，同时还会影响设备的使用寿命。如果机械设计巧妙，工件既可以满足功能要求，又可以做到结构简单，则可以简化机械制造工艺流程，进而提高效率，降低成本。
3 机械制造工艺流程分析
3.1 制作程序及技术程序
制作程序指按照设计要求把原材料加工成为成品的过程，加工方法既有機器加工，也有人工加工，完成一个成品制作需要多步加工程序。影响机械加工成果的因素是材质和自动化程序，材质不适宜或者程序有问题都会影响成品质量。人工加工主要在成品后处理或者包装等环节，影响因素是工人操作的熟练程度。技术程序指机器对原材料或者半成品进行深加工，影响因素是机器程序的准确性和设备运行的稳定性。
3.2 零件装夹
零件装夹是指在制造过程中对零件进行位置固定，零件在机床上固定的稳定性取决于夹具，零件装夹的质量决定了成品的质量。零件装夹包括直接找正式、划线找正式和夹具装夹式等，产品的合格率决定于装夹质量以及合适装夹模式的选择。
3.3 定位
定位是指在加工过程中对零件与工具之间的位置进行确定，定位准确与否决定了加工后成品的精度。影响定位准确性的首要因素是定位基准，常见的定位基准是尺寸、材质、点线面等。定位基准方式决定于工件的具体参数，常见的基准包括设计基准、工序基准、装配基准和检测基准等。
3.4 精度
加工产品的精度对工件的质量有深远影响，对于机械加工工件，如果加工精度不达标，则会影响各个工件之间的相互配合，如果加工精度相差较大，工件之间无法配合，失去了工件基本的使用价值。工件精度是对其尺寸、形状、位置等进行量化，每个精度都对应一个公差带，超出公差带的成本则不合格。
4 机械制造工艺中合理化机械设计的原则
4.1 经济性
机械制造中合理化机械设计要坚持经济性原则，在设计中，为了满足工件的基本功能，可以有多种设计方案。然而，不同的设计方案对应不同的加工方法，不同的加工方法产生的加工费用不同。另外，不同的设计方案对物料的用量不同，对物料的材质要求不同，这些最终也会反映到工件成本上来。所以，在机械设计中，在满足基本功能的前提下，要考虑工件在机械制造工艺过程中产生的费用。
4.2 整体性
機械制造中合理化机械设计要坚持整体性原则。在选择设计方案时，要结合加工方式来进行设计。在工件制造过程中，要经过多种加工工序，机械设计要考虑各个工序的顺序，在设计时要考虑加工工件不同部位时的加工方法，避免后一个加工工序对前面加工成果产生影响。另外，也要关注不同类加工程序造成的成本。例如，冲压件的边上会有毛刺，采用机加方式可以处理，也可以采用翻边的方式来避免毛刺，这样就省去了机加工序，有利于降本。
5 机械制造工艺中合理化机械设计的要点
5.1 控制误差
机械制造工艺中，影响产品质量的重要因素是误差。国内机械加工所用设备的精密度不高，所以成品的合格率没有达到预期。鉴于机加设备精密度不高的现状，机械设计人员在工件设计时必须要考虑影响精密度的所有因素，包括设备误差、环境温度、材料应力变化等。设计时，结合工艺水平使用补偿法和分化法来计算误差，然后在制造工艺中严格控制设备参数，力求达到工件设计预期。另外，在设计时要尽量简化设计，工件越复杂，尺寸链越长，封闭环的偏差越大，尺寸链环数小于5采用极值法，大于5则采用概率法。所以，为了控制误差，提高加工精确度，降低设计工作量，要尽量缩短尺寸链。
5.2 控制外观质量
机械制造工艺中，成品外观质量也是质量控制的重点，外观质量主要是粗糙度引起的。虽然，在加工中使用偏角小的道具可以降低表面粗糙度，放慢切削速度可以降低表面粗糙度，增加切削液用量可以降低表面粗糙度，但是由于表面粗糙造成的质量问题还是不可避免。所以，机械设计人员在工件设计时，要准确把握工件的功能，明确外观质量对功能的影响，对配合件的影响，然后给出一个合理的表面粗糙度。
5.3 低碳环保
机械制造工艺中，成品加工过程中要耗费电能，减少加工设备的使用寿命，消耗原材料，产生边角料，消耗切削液，产生加工噪声，高温下切削液会蒸发等，这些都造成了能源和资源的浪费，同时产生了噪音污染和空气污染。低碳环保理念下，机械设计人员要做到通过合理的设计来减少机械加工所产生的能耗和环境污染。所以，设计人员要力求用最简单的方式来设计工件，减少非功能性的零件设计部分，减少加工难度，节省资源和能量，降低人工成本。另外，减少不必要的设计，还可以缩短尺寸链，减少累积误差，有利于提高成品合格率。
5.4 标准化设计
机械制造加工工序多，每道工序都要对相应的机器设置参数，针对不同的设计要求，要调整机器的设置参数，反复调整对设备和仪表的精准性会产生一定的影响。当加工工序非常多时，会出现漏调设置参数，或者设置参数不准确等现象，这也会影响工件成品的合格率。鉴于机械制造工艺的客观情况，机械设计人员在设计时要力求做到标准化设计。这里的标准化设计包括两重含义，一是符合行业的相关标准，或者行业内约定俗成的设计规矩;二是在同一个工件的设计中，要做到工件体系内各个部分设计标准化。例如，在一个不规则形状零件的加强肋设计中，要保证各个平面上肋的凸圆半径一致。如果用翻边的方式来取代加强肋，则要保证翻边后的高度一致。当体系内的标准一致时，在这个零件的机械制造全程中，就无需反复调整设备参数，这就是工件体系内各个部分设计标准的体现。
6 结语
综上所述，机械设计人员要在设计时考虑到机械制造工艺，包括工序、定位、精度、零件装夹等。然后，在设计时同步考虑加工，这样就能够用机械制造的思维来审视工件设计的合理性。当机械设计的合理性提升，机械制造的困难则会降低，工件的合格率也会提升。因此，机械设计人员要丰富自己的机械制造工艺理论知识，了解工艺的实际情况，明确零件的加工工序，同时要对材料学和结构力学有深入的了解，通过灵活运用材料和力学知识来提升设计水平，降低制造工艺的难度。
【参考文献】
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