机械设计制造及其自动化专业导论机械设计模块

班级:1208105

学号：1120810501

姓名：罗银贵

20xx年12月5日

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装备制造业是为国民经济发展和国防建设提供技术装备的基础性产业。大力振兴装备制造业，是党的十六大提出的一项重要任务，是树立和落实科学发展观，走新型工业化道路，实现国民经济可持续发展的战略举措。我国装备制造业经过六十多年的发展，取得了令人瞩目的成就，形成了门类齐全、具有相当规模和一定水平的产业体系，成为我国经济发展的重要支柱产业。但中国仍处于工业化的中期阶段，与发达国家相比，中国装备制造业无论从管理机制、技术创新能力，还是从企业规模、竞争实力等方面，都存在较大差距。

一、我国装备制造业的现状分析

（一）、组织结构不合理

1由于长期以来中国装备制造业重外延、重复布局现象十分严

2、产品设计和制造分属不同部门，

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技术创新能力低。高新技术装备和重大技术装备在很大程度上还要借助引进外国的技术。

2、企业还未成为技术创新的主体。中国不仅研究开发经费和人员少，同时分布极不合理。研究开发经费和人员主要集中于研究机构和大学，企业还未真正成为技术创新和科技投入的主体。

3、设计和制造技术能力不强。现代化的设计以综合和系统的观点，从市场、2

设计和生产过程中寻找最佳的结合点，集合材料、工艺、控制、系统、工程等方面，开发设计技术先进和经济合理的产品，以最大限度地满足用户的需求，扩大市场占有率。中国装备制造业受人才、技术、投资、设计开发条件等方面的制约，设计和制造技术能力普遍不高。

4、产品结构不合理。中国长期处于短缺经济状态，许多产品严重供应不足。中国装备制造业也多致力于铺摊子，扩大生产能力，而对提高企业素质很少关注，传统和大路货产品生产能力猛增，致使不少产品生产能力过剩，效益不好。与此同时，机电产品大量涌入国内市场，在中国国内市场上的份额已达30%提供的重大技术装备多数源于进口外，内市场的50%以上。

（三）

（四）

实质上是高端技术人才的角逐。在发达国家，当然发达国家的做法得到了很好的收益。在这方面，从而缺少高端的技术人才，这也是

下面以我国的数控机床的发展为例

(一)、数控机床产业的发展现状

据统计，近年来数控机床产量持续地以年均增长超过30%的速度快速增长。2004 年其产量达 52000 台以上，同比增长40%，数控机床的消费量约74000 台，同3

比增长32%。在数控机床的技术水平方面，由于市场需求的拉动，中高档数控机床的开发也取得了较大的进展，在五轴联动、复合加工、高速加工、超精加工和数字化设计等一批关键技术上取得了突破，并形成了一批中档数控机床产业化基地。但是，另一方面进口的数控机床数量也在逐年同步增加，而且进口数控机床消费额的增长趋势更快。20xx年数控机床的进口数量同比增长30%，而进口消费额的增长却达52%，从而导致国产数控机床在国内市场消费额总额所占比例已不足30%。之所以出现这一现象，高效精密和高性能大重型数控机床需求增长，要依靠进口解决。

从上世纪80 高档数控机床方面，效率、精度和可靠性等方面均有明显差距，相当欧洲在上世纪90 技术跟踪阶段。

（二）、数控技术发展现状

首先是精度普遍不够，精度差距只是表面现象，如普遍未进行有限元分析，未做动刚度试验；温度变形补偿技术、高速主轴 其次，未普及高强度密烘铸铁，在欧美已有一批

静刚度主机结构和整机性能开发的差距，高速机床主机结构设如国际普遍采用龙门式、框式、O型整L型床身，三轴移动移出机身，侧挂箱式卧式加工中心等。我们则大多未开发。

还有一重要差距就是应用技术差距。如国外已开始普及的远程服务技术，我们尚待开发；交钥匙工程----从机床选择、工艺装备(刀、夹、附、检具)配置与提供到切削用量的确定，尚待开发；展出的高速机床，普遍不能做硬切削、干切削表演，高速切削机理及切削数据库的研究我国近乎空白；不能提供高速切削软件4

包，等等。

当然，关键配套件，特别是新兴配套件差距较大。如电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精全数字式数控系统、高精度高频响的位置检测系统等。任重道远，要赶上国际先进水平，我们还要不断提高产品开发能力。

（三）、数控机床关键部件发展现状

从全球范围看，不集中、分布不合理、总产量和产值不高，至今尚无一个在国际上有影响力的知名品牌。

我国滚动功能部件产业与国外的主要差距是：信息化管理滞后；产业化进程缓慢；个性化服务跟不上。我们处于发达国家名牌产品之下，中低档产品与国外同类产品差距较小或基本持平，而高性能、高档次的产品与NSK、THK、Rexroth成为制约国产高档数控机床发展的瓶颈。

当前滚动功能部件产业面临两大急需解决的问题：高档次的产品，以满足国产高档数控从革新工艺入手，提高批量缩短制造周期，在此基础上推出一批有竞争力的名 最终离不开先进的功能部件产业目前我国数控机床功能部件生产已有一定规模，电主轴、主轴单元，数滚动功能部件、数控刀架、数控转台等都有专门的制造厂家，其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。但从整体上看，我国功能部件生产发展缓慢，品种少，产业化程度低，从精度指标和性能指标的综合情况看还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、电主轴等数控机床功能部件虽已形成一定的生产规模，但仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的高级数控系统、高速精密电主轴、刀库机械手、数控回转工作台和高速防护装置，高速滚5

动功能部件和数控动力刀架等还依赖进口，这使得产业自主问题或国有控制力无从谈起，因此必须把功能部件产业化搞上去。

数控机床功能部件的价格已占据整机价格的主要部分。由于国产功能部件产品档次不高，且形不成规模，造价相对并不低；采用进口功能部件价格昂贵，从而使整机价格攀升，国产数控机床的价格优势也丧失殆尽，同等水平的数控机床，其价格与一些发达国家和地区的产品趋于持平。因此，发展我国功能部件，首先其次要引进先进技术，走合资合作或产学研相结合的路子，

国产数控机床缺乏核心技术，性能的可靠性仍然与国外产品有一定差距。引进、但缺乏对机床结构与精度、可靠性、忽视了自主开发能力的培育，国产数控机床的技术水平、同样难以得到大多数用户的认同。

2/3依赖进口；石油化工装备、轿车工业装备、胶印设备等产业很大程度上要靠进口；装备制造业主50%以上依靠从国外引进；企业对市场的快速反应能力差，新

;另一方面中国装备制造业技术水平不高，产业结构不合理，相关政策不完善，无法满足国民经济发展的需要，造成大量技术装备依赖进口的局面。在经济全球化的大环境下，一个国家不可能包揽本国所需的全部装备，作为一个有13亿人口的社会主义国家，要想真正的强大起来，就必须得实现装备制造业的工业化和现代化，才能实现中华民族的伟大复兴，并永远屹立在世界的东方！

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二、机械设计制造及其自动化专业概况及内涵

（一）、机械设计制造及其自动化专业的内涵

机械设计制造及其自动化专业是研究各种工业机械装备及机电产品从设计、制造、运行控制到生产过程的企业管理的综合技术学科。机械设计制造及其自动化专业研究的主要内容包括机械与机器的组成原理、运动分析方法、法及电气控制原理，各种机电产品的设计技术、助设计技术、现代机械制造技术与方法，机电一体化技术，特种加工技术，自动化制造系统，机器人技术，计算机原理及应用等。

随着微电子技术、信息技术、计算机技术、术与机械设计制造技术的相互交叉、渗透、技术在原有基础上得到了质的飞跃，与传统的机械设计制造技术相比既有继承，如今，先进的设计制造技术正成为加速高技术发展和国防现代化的主要支撑，键技术。使机械设计制造及其自动化技术产生了深刻变化。使设计过程实现了自动化和最优化；实现了机电产品的一体化，出现了数控机床和加利用计算机控制技术使机械制造过程实现了传感技术、计算机技术和机械设计制造的结合；机器的设计与可以对机电产品的设计过程、制造过程、销售过程、安装

（二）、机械设计制造及其自动化专业的概况

机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业,在国民经济中占有极其重要的地位,和其他的各个产业的关系密切,具有很强的拉动能力.而机械制造及自动化7

技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域,也是制造企业提高生产率和赢得市场的主要手段,没有强大的机械制造业,就不可能实现国民经济的工业化,现代化及信息化。因此，世界各国对于装备制造业的发展都高度重视，当然不同的国家，特别是不同经济实力的国家，会有不同程度的重视！这也使得世界各国的装备制造业发展不平衡。

机械制造业作为世界经济的一个重要组成部分，其发展状况与其所处的外环境有又表现出一定的滞后性。上世纪90大波动中发展，沫化的基础。机械制造业贸易呈现出的地区性，很大的贸易差距，从美国、日本、中生产、出口、积累、更在于装备制造业为新技术、略性产业。

机械制造自动化技术自上世纪20化、计算集成制造等概念相联系，控制技术、现代化管理技术和信息技术的综合，环境保护的压力和信高技术化、

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三、大学四年规划

大学是人生的一个重要的发展阶段，因此我给自己的大学四年做出了简单的规划如下：

大一的目标是在探索中学习发展，在学习方面我要初步了解专业利用网络和人才市场招聘启事等渠道充分了解自己将来想从事的工作所需的专业技能和其它技能，并且按照从基础到精深的顺序给自己列出一个学习计划，搞好各学科课程，在生活方面，对于初来乍到的我会向学长们请教，己的语言表达能力；同班同学处理好关系，多参加体育锻炼，保持良好的身体素质；友圈。

大二是本质转变期，习生活方式切实的转变过来。通过英语四级考试，CAD

参参加各类志愿服务活动或各类社会公益活动，我想例如打工或者参与大学组织的社会活动这些活动会对争取经济上得到一些帮助，同时也培养自己的责任

大三奋起直追，在学习方面学好专业知识，并且主动加深专业课程的学习。提高求职技能，掌握简历、求职信的写法及其技巧。有机会的话，撰写一些专业学术文章，有时间也会考虑读第二专业。在生活方面，参加和专业有关的暑期工作，了解并搜集工作信息的渠道并积极尝试多向大四的师兄师姐打听求职信息、面试技巧和职场需求情况。

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大四扬帆千里，在学习方面修满需要的学分、毕业设计及毕业论文，争取取得优秀的成绩顺利毕业并且拿到学士学位。在生活方面作好求职预备，准确定位、制定就业目标，熟练掌握本专业的基础知识、对本专业有一定专业动手能力以及一些必要的知识。积极做好求职就业的知识、心理等方面的预备。对前三年的准备做一个总结，然后开始毕业后工作的申请积极参加招聘活动，在实践中检验自己的积累和准备预习或模仿面试、参加面试等。积极利用学校提供的条件和网络

总而言之，在学习上循序渐进，合理分配学习时间，同时注重自己动手能力的提高，多参加社会实践。在生活上大学四年间，于学习和生活；能使我们的学习起到事半功倍的作用。形成良好的作息制度。养成良好的饮食习惯。

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第二篇：机械工程导论

考 试 论 文

题 目 我理解的机械工程导论

姓 名 所在学院 机 械 学 院 专业班级 学 号

日 期 2007 年 10 月 19 日

我理解的机械工程导论

关键字：数控机床技术，机器人，发展方向

一 我选择了机械

一次偶然的机会，看了一些关于中国工程机械行业现状的文章，我惊呆了。中国现今虽然飞速发展，但重工业核心，工程机械行业仍受其他国家的牵制。我感到很痛心，放弃了自己非常向往的经济学。因为自从加入WTO后，这一决定中国真正崛起的行业陷入了空前的危险，所以我们这一代必须承担起责任。

这是关于中国工程机械企业现状的一段材料。（摘自http://www./bbs/dispbbs.asp）

（1）卡特彼勒整体并购了装载机生产商山东工程机械有限公司。卡特彼勒通过全资收购山工开始全面介入并整合中国的装载机行业。

（2）世界第二大工程机械公司日本小松制作所收购了山推股份持有的小松山推工程机械股份有限公司20%股份，已持有70%小松山推的股份，在国内生产世界一流的液压挖掘机。

（3）20xx年世界第三大工程机械企业美国特雷克斯集团通过收购四川长江起重机厂50%的股份,介入国内汽车起重机业务，将对中国的汽车起重机行业的竞争格局产生重大的影响。

（4） 日本神钢建机株式会社全面参与成都工程机械集团的改

制改组工作，成立了成都神钢工程机械（集团）有限公司，并从产品、技术、营销等对成工集团进行了全方位的整合。

（5）在行业内还有常林股份与韩国现代重工业株式会社合资，北方股份与德国阿特拉斯公司合资等。

（6）未决的凯雷收购徐工案。（注20xx年中国工程机械行业销售收入前10名企业名单中，徐工位居第一）

（7）沃尔沃建筑设备公司20xx年9月27日宣布，通过投资中国工程机械著名企业——山东临工工程机械有限公司（山东临工），沃尔沃建筑设备将获得山东临工70%股权。此项投资有待中国有关部门的立项审批。

这就是中国工程机械企业的现状，我真心希望和我共同选择了机械的同学们，不负历史使命，让中国的工业腾飞，让中国人在外国人面前腰板挺的更直。

进校后，学校开了机械工程导论这门课。通过课堂我更加了解了机械，了解了中国机械，对机械产生了更大的兴趣，特别是机械制造，

二 机械与制造科学

21世纪已经过了近3000个昼夜。人们认识自然、改造世界的活动取得了前所未有的瞩目成就，在人类改造世界的如火如荼的进程中，制造是最为人们关注的话题。制造业的信息化、知识化、全球化改变着人们的生活方式和生活质量，同时也改变着制造业和制造科学本身。

国民经济中的任何行业的发展，必须依靠机械制造业的支持。也就是提供生产装备。在国民经济生产力构成中，制造技术的作用占60%以上。美国认为社会财富的来源机械制造业占68%；当今制造科学、信息科学、材料科学、生物科学等四大支柱科学相互依存，但后三种科学必须依靠制造科学才能形成产业和创造社会物质财富。而制造科学的发展也必须依靠信息、材料和生物科学的发展，机械制造业是任何其他高新技术实现工业价值的最佳集合点。例如，快速原型成型机、虚拟轴机床、智能结构与系统等，已经远远超出了纯机械的范畴，而是集机械、电子、控制、计算机、材料等众多技术于一体的现代机械设备，并且体现了人文科学和个性化发展的内涵。

机械，最早提出定义的是古罗筑师Witnuvius，他指出：“机械是由木材制造而具有相互联系的几部分组成的系统。”我国古代对机械的论述最早见《韩非子》（卷十五〃《难》）中的记述：“舟车机械之利，用力小，致功大。”美国Robert Obrien在其所著《机器》中提出：机械在英文的“machine”及拉丁文“mecina”原意都是指“巧妙的设计”。机械学是研究机械机构和机械系统的性能及其设计原理与方法的科学。

制造科学是研究制造过程和制造系统的科学。“制造 ”（manufacture）一词源于拉丁语“manu”（意为“用手工”）和 “fecere”（意为“制作”）。随着历史的演变和科学的进步，现代制造已经不仅是一门艺术或工艺，而且已经发展为一种技术、一门科学和一种商务。

随着世界的进步、国家的需求和科学的发展，机械与制造科学的

发展已经与越来越多的学科交叉、渗透，例如光电子、纳米技术、航空航天、生物、医学、材料等等。这无疑给各国的科学家加大了难度，同时对现代人才也有了更高的要求，不再仅仅是自己本专业的知识，而需要各个方面全面发展。

1 数控机床技术

一项发明要想制造出来，就必须有生产设备，而机械工程中提的最多的还是数控机床。

什么是数控机床 ？对于车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。 我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。

在20余年间，中国数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机

床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处於从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。例如在汽车，航天，军工制造方面，许多关键的零件都需要进口。这些无不制约着中国的发展。

2 机械制造与机器人

前些天，我们学校的机器人队在越南首都河内举行的第六届亚洲太平洋广播联盟（简称亚广联）机器人大赛中，夺得冠军，这是中国代表队首次在本项赛事中夺魁。这就充分体现了大学生自主创新的能力。

看看今天人类的研究成果，发展速度，这是谁都无法想像的。 机器人的历史并不算长，19xx年美国英格伯格和德沃尔(Devol)制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。然而在短短的半个世纪中，机器人的发展速度让每个人都惊奇。19xx年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。由英格伯格负责设计机器人的“手”、“脚”、“身体”，即机器人的机械部分和完成操作部分；由德沃尔设计机器人的“头脑”、“神经系统”、“肌肉系统”，即机器人的控制装臵和驱动装臵。它成为世界上第一台真正的实用工

业机器人。 19xx年约翰〃霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声纳系统、光电管等装臵，根据环境校正自己的位臵。20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。而到19xx年， 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey，已经带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。20xx年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔〃盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。

而机器人要想发展就必须建立在微机械学上。让机器人体积变小，例如，现在一些科学家研究的微型机器人，钻入人的血管中去维修身体缺陷，治疗疾病。

微机械技术，即微机械电子系统，是20世纪80年代后期国际上兴起的一项高技术。其主要特征是尺度微小。器件尺寸一般在微米、亚微米乃至纳米量级。如此微小器件的实现，是制造技术上的一场革命。它在微机械发展过程中占有主导地位，起着关键作用。一旦攻克微机械制造技术这一关，诸多领域的技术革命即可取得巨大成功。微机械技术将是一项新兴的产业，会优先在生物、医疗、航空、航天、电子产品、过程控制及测试技术等领域获得广泛的应用。微机械技术发展迅速。目前全球计有300余家制造微机械的企业，美国、日本及

德国居前3位。

三 机械工程与自动化

自动化（Automation）是指工具或生产过程不依赖或少量依赖人的干预而主要依靠预设指令和程序自动完成工作的过程。

自动化一词最早来源于美国福特公司的机械工程师D.S.哈德，19xx年他用这个词来描述汽车发动的工作生产过程。但事实上，自动化科学的基础早在19世纪末期就已经奠定。自动化科学出现的原因是为了控制那些自工业革命来越来越复杂的机械设备，诸如汽车、飞机等。此外现代工业生产上的流水线和精密设备，也越来越难以单纯的依靠人手来控制。这些新产品和技术导致了自动化科学的诞生。同时，应用数学和近现代电子学的发展也为自动化科学提供了理论基础。

机械工程及自动化是现代设计及制造技术与计算机、电子、控制、信息、现代管理等多学科交叉的综合性应用技术学科。它让机械制造生产速度更快，更精确，发展更迅速。以前的生产从图纸设计到投入生产是一个非常漫长的过程。而现在，首先师们通过计算机进行图纸设计既快又准，其次生产过程中避免了多次生产步骤，进行流水作业，缩短了生产期限，提高了效率。

四 机械工程在生命科学

今年8月中旬，我们学校生命科学与技术学院与机械工程学院联合去和美国的十几所著名大学合作，进行对人造器官的研究。

人造器官在生物材料医学上是指能植入人体或能与生物组织或

生物流体相接触的材料;或者说是具有天然器官组织的功能或天然器官部件功能的材料。

人造器官有三种。人造器官主要有三种：机械性人造器官、半机械性半生物性人造器官、生物性人造器官。 机械性人造器官是完全用没有生物活性的高分子材料仿造一个器官，并借助电池作为器官的动力。目前，日本科学家已利用纳米技术研制出人造皮肤和血管。 半机械性半生物性人造器官将电子技术与生物技术结合起来。在德国，已经有8位肝功能衰竭的患者接受了人造肝脏的移植，这种人造肝脏将人体活组织、人造组织、芯片和微型马达奇妙地组合在一起。预计在今后十年内，这种仿生器官将得到广泛应用。 生物性人造器官则是利用动物身上的细胞或组织，“制造”出一些具有生物活性的器官或组织。生物性人造器官又分为异体人造器官和自体人造器官。比如，在猪、老鼠、狗等身上培育人体器官的试验已经获得成功；而自体人造器官是利用患者自身的细胞或组织来培育人体器官。

对于前两种人造器官中许多关键问题和机械工程密切相连。而且机械水平还关系着已有医学仪器测量的精确程度，对于新型仪器的开发也起着决定性作用。两项技术的合作将会越来越密切，会给人类带来更多的惊喜。

五 结束语

机械工程，它的范围不仅仅是上面提到一点点，它广旷的领域还需要正在研究的前者，即将研究的学长和将来研究的我们共同去创造和开拓。

有人说过这样一句话：三流企业买产品，二流企业买专利，一流企业买标准。因此我们也要 将Made in China 改变为 Made by China.

光辉的顶点需要和值得每个人去努力攀登。世界就在我们的面前 ，我们应该去探询未来 不要让无畏的青春来迷失在莽原上。 生命永远是值得奋斗的，因为它蕴含着无限的潜能。为了领略更为高远的人生风景，不断地超越自我，我们应该时常提醒自己——你的助跑线够长吗？

参考文献：《中国机械发展史》

《机械与制造科学》 2006.2 北京 科学出版社

，中国机械工程学会

http://www./bbs/dispbbs.asp