機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢-畢業(yè)設(shè)計說明書

江蘇開放大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）江蘇開放大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計）論文（設(shè)計）題目機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢學(xué)號姓名指導(dǎo)教師職稱學(xué)院/市縣開放大學(xué)2024年11月6日

畢業(yè)論文（設(shè)計）原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計），是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)論文（設(shè)計）的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對本畢業(yè)論文（設(shè)計）所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在畢業(yè)論文（設(shè)計）中以明確方式標(biāo)明。本畢業(yè)論文（設(shè)計）原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。作者簽名:日期:2024年11月6日畢業(yè)論文（設(shè)計）版權(quán)使用授權(quán)聲明本人完全了解江蘇開放大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)論文（設(shè)計）的規(guī)定，同意如下各項內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)論文（設(shè)計）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)論文（設(shè)計）印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其他手段保存畢業(yè)論文（設(shè)計）；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本畢業(yè)論文（設(shè)計）全文或者部分的閱覽服務(wù)，以及出版畢業(yè)論文（設(shè)計）；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或者機構(gòu)送交畢業(yè)論文（設(shè)計）的復(fù)印件和電子版；在不以盈利為目的的情況下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制畢業(yè)論文（設(shè)計）的部分或全部內(nèi)容用于學(xué)術(shù)活動。作者簽名:日期:2024年11月6日指導(dǎo)老師簽名:日期:2024年月日

第2章機械制造工藝2.1鑄造工藝鍛造它是利用了鍛壓機械然后對金屬的坯料的壓力的施加，再使他產(chǎn)生了塑性的變形從而獲得有一定機械性能的、一定形狀的和尺寸鍛件的加工方法。鍛造可以分為自由的鍛造和模鍛的鍛造兩大類。鍛造完全能夠修改金屬組織的結(jié)構(gòu)，提高與零件的力學(xué)性能，但加工成本夜相對較高些。圖2-1砂型鑄造工藝流程2.2焊接工藝焊接通常涉及提升溫度及施加壓力，或兩者并行操作，并根據(jù)是否需要添加填充材料，來實現(xiàn)焊件間的原子級結(jié)合，這是一種關(guān)鍵的加工技術(shù)。常見的焊接手段涵蓋電弧焊、氣體保護焊以及激光焊等多種方式。在機械制造領(lǐng)域內(nèi)，焊接工藝的應(yīng)用極為廣泛，它能靈活地將不同形狀和尺寸的部件牢固地連接在一起。（1）電弧焊利用電弧釋放的熱量來熔化待連接的工件部分，進而實現(xiàn)連接，這是電弧焊這一常見焊接方法的基本原理。電弧焊主要分為兩大類別：一是熔化極電弧焊，二是非熔化極電弧焊。在熔化極電弧焊過程中，電極因電弧產(chǎn)生的高溫而熔化，隨后熔化的金屬流入熔池中。相比之下，在非熔化極電弧焊中，電極本身不會熔化，因此在焊接時需額外添加填充金屬至熔池中。（2）等離子焊它是一種采用高度集中的等離子束電弧來熔化母材的焊接技術(shù)，歸類于閃光電弧焊的范疇。等離子焊以其極快的焊接速度、無需預(yù)先開坡口、焊縫性能優(yōu)異、熱影響區(qū)極小等顯著優(yōu)勢而著稱。此外，該技術(shù)能夠焊接多種金屬材質(zhì)，且在焊接過程中引起的變形和殘余應(yīng)力相對較小。（3）高頻焊該技術(shù)涵蓋了高頻電阻焊與高頻感應(yīng)焊兩大類，運用頻率在60至500KHz之間的高頻電流，并借助“集膚效應(yīng)”原理，使電流集中加熱待焊接金屬的表面，實現(xiàn)快速熔化并在施加壓力的作用下完成焊接。這種方法在直縫焊管（例如圓管、方管、異型管以及異型鋼等）的生產(chǎn)中展現(xiàn)出高效率的優(yōu)勢。同時，在焊接前的金屬表面清潔處理過程中，由于該技術(shù)的特性，幾乎不會產(chǎn)生焊接煙塵等污染物。（4）氣焊氣焊它是一種充分利用了燃氣的火焰促使熔化工件部件，來以實現(xiàn)連接一起的的焊接的方式。氣焊有各種各樣的方式，當(dāng)中氧乙炔焊與氧氫焊是根據(jù)所用可燃氣體的不同進行分類的。火焰的熱量通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，通常使用乙炔作為可燃氣體。（5）氬弧焊氬弧焊它是屬于閃光焊的一類，在焊接的過程當(dāng)中它會產(chǎn)生比較強烈的紫外線，并分為兩種：1、非熔化極氬弧焊2、熔化極氬弧焊。氬弧焊它是需要配套移動式的焊接煙塵凈化器，與此同時還需要保證焊接的工作環(huán)境要保持局部的通風(fēng)良好，用來保護電焊工的身體健康。（6）電阻焊電阻焊是一種焊接方式，它利用電極施加的壓力和焊接電流產(chǎn)生的電阻熱來實現(xiàn)連接，具體包含了點焊、縫焊、凸焊以及電阻對焊等多種形式。電阻焊常采用自動化焊接技術(shù)進行操作，并且相關(guān)設(shè)備配備了全面的電氣控制系統(tǒng)和機械調(diào)控裝置。2.3加工工藝切削加工是一種利用刀具精確地從工件上去除多余材料，以達到所需形狀、尺寸和表面質(zhì)量的制造工藝。這一過程涵蓋了多種加工方式，如車削、銑削、鉆削和磨削等，每一種方式都針對特定的加工需求而設(shè)計。在車削中，工件通過旋轉(zhuǎn)與刀具接觸，刀具沿著工件表面移動，切除多余材料。銑削則是通過旋轉(zhuǎn)刀具在靜止或移動的工件上切削，適用于復(fù)雜形狀的加工。鉆削則是利用旋轉(zhuǎn)的鉆頭在工件上打孔，而磨削則是通過磨料顆粒與工件表面的摩擦來去除微量材料，以達到高精度的表面質(zhì)量。切削加工的優(yōu)點在于其高精度和良好的表面質(zhì)量。通過選擇合適的刀具、切削參數(shù)和加工策略，可以實現(xiàn)微米級的加工精度，同時獲得光滑、均勻的表面。然而，切削加工的生產(chǎn)效率相對較低，特別是在處理大量材料或進行復(fù)雜形狀加工時。這主要是因為切削過程需要耗費大量的時間和能源，同時刀具的磨損和更換也會影響生產(chǎn)效率。切削加工仍然是制造業(yè)中不可或缺的一部分。隨著技術(shù)的不斷進步，切削加工的效率和質(zhì)量也在不斷提高。例如，高速切削和五軸聯(lián)動切削等先進技術(shù)的出現(xiàn)，使得切削加工在加工復(fù)雜形狀和高精度零件方面更具優(yōu)勢。同時，切削加工也與其他制造工藝相結(jié)合，如鑄造、鍛造和焊接等，共同構(gòu)成了現(xiàn)代制造業(yè)的多樣化加工體系。圖2-2切削加工示意圖圖2-3銑削加工示意圖

第3章先進制造技術(shù)3.1計算機輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)技術(shù)我國2025年計劃提出了“中國制造2025”的偉大目標(biāo)，旨在通過發(fā)展創(chuàng)新，基于制造根本夯實基礎(chǔ)的戰(zhàn)略措施，推動中國制造業(yè)實現(xiàn)由大到強的歷史性跨越。這一計劃為模具沖壓技術(shù)的發(fā)展指明了方向。同時對于2035年和2050年的集成化智能化自動化技術(shù)未來發(fā)展有著新規(guī)劃。相信在未來混合生產(chǎn)通過小批量生產(chǎn)將成為主要的生產(chǎn)形式。而隨著生產(chǎn)系統(tǒng)正變得越來越靈活、集成和智能。隨著加工技術(shù)朝著高效，靈活，精確，標(biāo)準(zhǔn)化和自動化的方向發(fā)展，生產(chǎn)需求也可得到滿足。CAD技術(shù)是一門新興的綜合性復(fù)雜技術(shù)，CAD系統(tǒng)軟件與CAD/CAM技術(shù)共同發(fā)展，CAD系統(tǒng)的功能主要集中在集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面。目前，國內(nèi)外工業(yè)計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)主要以UG、Pro/E、I-DEAS、CATIA等為代表。設(shè)計方面以SolidWorks、SolidEdge、MDT為主；AutoCAD側(cè)重于二維繪圖；MSC、ANSYS、FLUENT等用于流體分析；POWERMILL更側(cè)重于電廠的加工。一些先進國家開始探索主軸箱的CAD技術(shù)，如美國的Lamb和Cross公司、英國的Klaus公司。用于多功能機床的CAD技術(shù)（如圖形和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）正變得越來越實用，其應(yīng)用范圍也在不斷擴大。CAD技術(shù)已被大家非常多的采用進行設(shè)計，所以大家都用CAD系統(tǒng)軟件進行設(shè)計。目前，它正在發(fā)展成為CAD/CAM繼承系統(tǒng)。INGERSOCAD工作站所組成的軟件和硬件環(huán)境，幾乎實現(xiàn)了100％的CAD。例如，美國的StrikerSystemsComputerDesign，Inc.開發(fā)了用于CNC沖壓，其廣泛的配置選項充分體現(xiàn)了自動化。計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）技術(shù)是21世紀(jì)制造業(yè)的一項杰出成就，也是計算機在制造領(lǐng)域應(yīng)用最成功的實例之一。這一技術(shù)完全融會貫通了多個學(xué)科的多種的知識，它是至今發(fā)展的速度最為快的技術(shù)領(lǐng)域之一了，并且也形成了相關(guān)性的產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM等新興技術(shù)在制造行業(yè)中的應(yīng)用，對制造模式和市場環(huán)境造成了深遠的影響，推動了生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變以及制造市場形勢的演變。3.2數(shù)控加工技術(shù)伴隨著科技的發(fā)展與產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,對零部件加工質(zhì)量的要求也日益提高。由于產(chǎn)品改型的頻繁，單件及中小批量產(chǎn)品在傳統(tǒng)機械加工中的比例逐漸上升。要滿足產(chǎn)品的質(zhì)量與提高生產(chǎn)效率而且還要降低產(chǎn)品的成本，機床它不僅僅是需要具備特別好的通用性與靈活性，同時對加工的過程當(dāng)中的自動化的水平也是需要有更高的要求。在這樣的背景下，數(shù)控加工技術(shù)就因需求而產(chǎn)生了，它也就比較適合高精度與形狀復(fù)雜的單件以及中小的又批量生產(chǎn)的高效的，靈活的自動化的加工方式。到目前為止，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)在往非常迅猛的速遞前進，其應(yīng)用范圍也已從航空航天，一直擴展到了汽車行業(yè)、機床行業(yè)等等的制造行業(yè)，以及還有一些其他中小批量機械制造領(lǐng)域。對于數(shù)控加工技術(shù)銑刀的切削速度尤為重要，如表3-1所示。表3-1銑刀的切削速度3.3精密與超精密加工技術(shù)科技的發(fā)展，精密的加工與超精密加工的技術(shù)也已經(jīng)成為了為現(xiàn)代化制造技術(shù)的重要前沿之一，它也一直是現(xiàn)代技術(shù)的的發(fā)展方向之一，它們也在國際科技競爭當(dāng)中一直扮演著緊要的角色，特別是在高端科技產(chǎn)品與現(xiàn)代化武器的制造當(dāng)中，精密加工技術(shù)已經(jīng)具有至關(guān)重要的位置。伴隨著航空航天、計算機、材料科學(xué)、激光與自動控制系統(tǒng)等等高科技行業(yè)的快速的進步，現(xiàn)代的加工技術(shù)的綜合一并使用，使得機械的加工精度已經(jīng)達到了零點零一的亞納米級，而且也在向著納米級目標(biāo)不斷的前進。3.4超高速切削、磨削技術(shù)超高速加工的技術(shù)它是指：使用超級硬的刀具與超級硬的磨具，再綜合高精度與超高的自動化及超高靈敏性的制造設(shè)備，用來以實現(xiàn)快速高效的運動，從而去提高材料去除率與加工精度以及加工質(zhì)量的先進科學(xué)的加工方法。這項技術(shù)它有切削力小與熱變形小，和加工精度比較高以及降低生產(chǎn)成本等顯著優(yōu)勢。3.5新一代制造裝備技術(shù)（1）少無夾具制造技術(shù)在傳統(tǒng)的制造流程中，大量夾具的使用不僅導(dǎo)致了高昂的資金投入，而且顯著延長了產(chǎn)品的準(zhǔn)備周期，這一過程中往往伴隨著生產(chǎn)效率的停滯期。這種情況不僅削弱了生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性，減緩了其對市場變化的響應(yīng)速度，還增加了生產(chǎn)成本，進而削弱了企業(yè)的市場競爭力。鑒于少夾具或無夾具制造技術(shù)在提升生產(chǎn)效率、降低成本方面展現(xiàn)出的巨大潛力，這一領(lǐng)域已經(jīng)吸引了國內(nèi)外眾多研究機構(gòu)和企業(yè)的廣泛關(guān)注與深入研究。（2）虛擬軸機床我國新型的并聯(lián)構(gòu)型的制造裝備，就是虛擬軸機床實質(zhì)上是機器人與機床的相結(jié)合，這其中的結(jié)構(gòu)也是與傳統(tǒng)數(shù)控機床完全不一樣的，它具有模塊化高與結(jié)構(gòu)簡潔與響應(yīng)速度快及成本較低等優(yōu)點，有效的克服了傳統(tǒng)機床設(shè)備使用中的一些固有的缺陷和缺點。（3）微細制造與納米技術(shù)當(dāng)伴隨著人們對工業(yè)產(chǎn)品的功能集成化和外觀小型化需求的提升，零部件的尺寸逐漸縮小。自20世紀(jì)70年代以來，微細加工與納米制造技術(shù)應(yīng)運而生，推動了微型機器向系統(tǒng)化發(fā)展，進而形成了廣闊前景的微機電系統(tǒng)（MEMS）。（4）超聲波輔助加工技術(shù)為更好地進行研究，我還利用現(xiàn)有資源進行了超聲波輔助研磨小型實驗，引入超聲振動進行復(fù)合研磨加工，建立非彈性碰撞理論模型，計算超聲振動幅值。以表面粗糙度為指標(biāo)，研究超聲振幅、研磨轉(zhuǎn)速、磨粒尺寸相關(guān)工藝參數(shù)對天然金剛石（100）晶面材料去除的影響，尋求最優(yōu)工藝參數(shù)。超聲輔助研磨過程中磨料對金剛石表面產(chǎn)生切削和撞擊的復(fù)合作用。其中顆粒較大的磨粒在沒有被振碎前，對金剛石表面形成較深劃痕，加速了金剛石材料的去除；顆粒較小的磨粒在研磨過程中，對金剛石表面產(chǎn)生拋光作用。由于磨料持續(xù)性旋轉(zhuǎn)和撞擊，磨粒直徑趨于穩(wěn)定，使金剛石表面變的光滑平整。所以制造業(yè)正在朝著復(fù)合化，精密化，智能化集一體綜合式發(fā)展。

第4章未來發(fā)展趨勢4.1機械制造全球化和工藝自動化4.2機械制造智能化和集成化

參考文獻[1]劉志旭,肖宇星.現(xiàn)代制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)機裝備,2024,(10):31-33.[2]陳慧,陸彬.芻議農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)中的現(xiàn)代加工制造技術(shù)[J].中國農(nóng)機裝備,2024,(10):37-39.[3]趙新華.德國紡機：綠色智能技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)復(fù)蘇——德國機械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會(VDMA)主席JanpeterHorn博士[J].ChinaTextile,2024,(05):28-29.[4]韓玉麟.機械加工技術(shù)在汽車制造業(yè)中的運用探究[J].內(nèi)燃機與配件,2024,(18):120-122.[5]胡鵬,王昱,孫超.新時代食品與包裝機械的技術(shù)發(fā)展趨勢[J].食品與機械,2024,40(08):248.[6]謝超偉.機械制造產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級之路[J].經(jīng)貿(mào)實踐,2024,(08):58-59.[7]銘豐.基于模塊化設(shè)計的機械生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].時代汽車,2024,(16):144-146.[8][9]M.SB,Yu.EM.FeaturesofInformationSupportSystemsforProcessesofMachine-BuildingEnterprises[J].RussianEngineeringResearch,2024,44(1):139-141.[10]SavelyevaN,NikonovaT,ZhetessovaG,etal.ImplementationofSimulationModelingofSingleandHigh-VolumeMachine-BuildingProductions[J].Designs,2024,8(2):24-.[11]SavelyevaN,NikonovaT,ZhetessovaG,etal.ImplementationofSimulationModelingofSingleandHigh-VolumeMachine-BuildingProductions[J].Des