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机械设计制造及其自动化发展历史历程及方向—毕业设计(论文)

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机械设计制造及其自动化发展历史历程及方向—毕业设计(论文)

摘要：机械设计制造及其自动化是一门综合性的学科，它涉及机械设计、制造、控制等多个领域。本文旨在概述机械设计制造及其自动化的发展历史，分析其发展趋势和未来方向。通过对机械设计制造及其自动化领域的发展历程进行梳理，本文揭示了该领域在我国的发展现状，并对未来的技术发展趋势进行了预测。本文共分为六章，首先介绍了机械设计制造及其自动化的基本概念和范畴；接着回顾了其发展历史，包括古典机械时代、近代机械时代和现代机械时代；然后分析了机械设计制造及其自动化领域的关键技术；最后探讨了该领域的发展趋势和未来方向。

随着科技的不断进步，机械设计制造及其自动化技术在工业生产中发挥着越来越重要的作用。本文从机械设计制造及其自动化的基本概念入手，回顾了其发展历史，分析了当前的技术现状，并对未来的发展趋势进行了展望。机械设计制造及其自动化技术的发展不仅推动了传统制造业的转型升级，还为新兴产业的快速发展提供了有力支撑。本文的研究对于促进我国机械设计制造及其自动化技术的进步具有重要意义。

第一章机械设计制造及其自动化概述

1.1机械设计制造及其自动化的定义与范畴

机械设计制造及其自动化是一门涉及多个学科领域的综合性技术，它以机械设计为基础，结合制造工艺、自动化控制、计算机技术等手段，实现对机械产品和系统的设计、制造、控制及维护的自动化过程。在机械设计领域，设计者需综合考虑机械的结构、性能、成本、生产周期等因素，通过创新设计，创造出满足特定功能需求的高效、可靠的机械产品。根据国际机械工程学会（ASME）的定义，机械设计是指“将力学原理应用于机械装置、机器或工具，以实现特定功能的过程”。

在制造过程中，机械设计制造及其自动化技术的作用至关重要。它涉及到从原材料的选择、加工工艺的确定、生产设备的选用，到产品的组装、测试和检测等各个环节。据国际机器人联合会（IFR）的统计数据显示，全球工业机器人的年销售额从2010年的约100亿美元增长至2019年的近250亿美元，其中自动化制造技术在机械设计制造领域的应用占比逐年上升。例如，在汽车制造行业中，自动化焊接、喷涂和组装等工艺大大提高了生产效率和产品质量。

范畴上，机械设计制造及其自动化涵盖了从理论到实践、从硬件到软件的广泛内容。理论方面，包括机械原理、材料科学、力学、电子学、计算机科学等基础学科知识；实践方面，涉及机械设计、制造工艺、自动化控制、计算机集成制造系统（CIMS）等多个方面。具体来说，机械设计制造及其自动化的范畴主要包括以下几个方面：

1.机械设计：涉及机械结构设计、机构设计、运动学分析、动力学分析等，旨在实现机械产品的功能、性能和可靠性。

2.制造工艺：包括金属切削、铸造、锻造、焊接、表面处理等传统制造工艺，以及近年来兴起的增材制造、激光加工等新型制造工艺。

3.自动化控制：运用计算机技术、网络通信技术、传感技术等，实现对机械设备的自动控制和优化。

4.计算机集成制造系统（CIMS）：将计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）等技术集成于一体，实现制造过程的智能化管理。

5.信息化与智能化：通过物联网、大数据、人工智能等技术，实现生产过程的实时监控、智能决策和预测性维护。

总之，机械设计制造及其自动化是一门综合性、交叉性的学科，其定义与范畴涵盖了机械设计、制造、控制等多个领域，对推动我国制造业的转型升级具有重要意义。

1.2机械设计制造及其自动化的发展历程

(1)机械设计制造及其自动化的发展历程可以追溯到古代文明时期。在古希腊和古罗马时期，人们已经能够设计和制造出一些简单的机械装置，如水车、齿轮等。这些早期的机械设计主要基于经验和直觉，缺乏系统的理论指导。随着工业革命的到来，机械设计制造及其自动化技术得到了迅速发展。蒸汽机的发明和应用标志着机械设计制造及其自动化进入了一个新的阶段，它不仅提高了生产效率，也推动了机械设计理论的初步形成。

(2)19世纪末至20世纪初，随着科学技术的进步，机械设计制造及其自动化进入了现代阶段。这一时期，机械设计开始采用科学的方法，如力学、热力学等，来分析和优化机械结构。同时，电气化技术的发展使得自动化控制成为可能。这一时期的代表性事件包括泰勒的科学管理理论和福特流水线生产方式的推广，这些创新极大地提高了生产效率和产品质量。此外，计算机技术的诞生为机械设计制造及其自动化带来了革命性的变化。

(3)20世纪中叶以来，机械设计制造及其自动化