机械类专业毕业设计的主体内容撰写
本章介绍了机械类专业毕业设计的主体内容，包括分析研究背景，认清关键技术及难点，毕业设计的进度规划，毕业设计的具体实施过程等。这是学习本书后续内容的必要准备。毕业设计不同于毕业论文，它的组成部分不只是一篇学术论文，还包括：设计图纸、开题报告、任务书、说明书正文。这说明了做一份优秀的毕业设计要付出大量的努力，下面我们将介绍如何来完成一个毕业设计的主体内容设计。在接到毕业设计任务书后，首先要进行调研和资料检索。通过这一过程我们将会了解与课题有关的技术、设备、工艺、装置、检测手段、生产特点及组织管理等实际知识，除此之外还要了解这一课题在当今国内外的研究现状和发展动态，并对课题的要求、所要达到的预期目标有更加明确的认识，明确课题的经济效益和社会效益以及科学价值，这将增强完成毕业设计的迫切性和责任感。在调查国内外研究现状和发展动态时我们需要搜集有关的理论和实践性的论文或报告，通过各种渠道搜集和检索信息资料，并对其分析、归纳、整理、研究，以便在毕业论文中列出，这是一项艰苦而又细致的工作。了解国内外研究现状和发展动态对设计者和研究者是十分重要的工作，设计所需的资料不仅要有计算数据，而且要有生产经验和研究成果以及总结、规范和口头访问的资料，均应分析择优采用。当今世界技术的进步突飞猛进、日新月异，很多问题的实现和解决已不再主要受方法和手段的限制，而更多依赖于人们的想象力，很多问题只要想得到，就可以做到。（1）国外情况在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术；在加工技术方面，已实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等。近 10 余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统，如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等。1）计算机集成制造系统（CIMS）它是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，将制造厂商全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来，是适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。首先在功能上，它包含了一个工厂的全部生产经营活动，即从市场预测、产品设计、加工工艺、制造、管理至售后服务以及报废处理的全部活动。因此它比传统的工厂自动化的范围要大得多，是一个复杂的大系统，是工厂自动化的发展方向。其次，在集成上，它涉及的自动化不是工厂各个环节自动化的简单叠加，而是在计算机网络和分布式数据库支持下的有机集成。这种集成主要体现在以信息和功能为特征的技术集成，即信息集成和功能集成。计算机集成制造系统的核心技术是 CAD/CAM 技术。2）智能制造系统（IMS）智能制造系统是指将专家系统、模糊逻辑、人工神经网络等人工智能技术应用到制造系统中，以解决复杂的决策问题，提高制造系统的水平和实用性。人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺，学习工程技术人员的实践经验和知识，并用于解决生产中的实际问题，从而将工人、工程技术人员多年来积累起来的丰富而又宝贵的实践经验保存下来，在实际的生产中长期发挥作用。智能制造系统的核心技术是人工智能。3）并行工程（CE）并行工程又称同步工程或同期工程，是针对传统的产品串行开发过程而提出的概念和方法。并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关各种过程的系统方法。该方法要求开发人员从设计开始就考虑产品整个生命周期中的所有因素，包括产品制造工艺、质量、成本、进度计划和用户要求等。并行工程通过组成多学科的产品开发群组协同工作，利用各种计算机辅助工具等手段，使产品开发的各个阶段，既有一定的时序又能并行，同时采用上、下游的各种因素共同决策产品开发各阶段工作的方式，在产品开发的早期就能及时发现产品开发全过程中的问题，从而缩短产品开发周期，提高产品质量，降低成本，增加企业竞争能力。并行工程强调在集成环境下的并行工作，因此，它是 CIMS 进一步发展的方向。4）敏捷制造（AM）敏捷制造又称灵捷制造、迅速制造和灵活制造等，它是将柔性生产技术、熟练掌握生产技能和知识的劳动力与促进企业内部和企业之间相互合作的灵活管理集成在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变或无法预见的消费者需求和市场时机作出快速响应。敏捷制造的基本原理是采用标准化和专业化的计算机网络和信息集成基础结构，以分布式结构连接各类企业，构成虚拟制造环境，以竞争合作为原则，在虚拟制造环境内动态选择合作伙伴，并通过组成虚拟企业来适应持续多变、无法预料的市场变化。敏捷制造的核心是虚拟公司，虚拟公司映射为虚拟制造系统，虚拟制造系统是敏捷制造的关键。敏捷制造是一种战略决策，它能使各合作伙伴既保证各自的利益，又能获得共同利益的一种全新的生产组织模式和制造模式。目前，敏捷制造仍在发展研究中。（2）国内情况近十几年来，我国大力推广应用CIMS技术， 20世纪90年代初期已建成研究环境，包括有CIMS实验工程中心和 7 个开放实验室。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如 CIMS 软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略、CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等专题。各项研究均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。近几年，已有一些大中型骨干企业实施了工厂CIMS工程。如成都飞机工业公司以国家CIMS实验工程为技术依托，和清华大学、南京航空航天大学、西北工业大学等单位合作开发了计算机集成制造系统工程，在公司的计算机网络和分布式数据库支持下，由管理信息系统、质量信息系统、工程信息系统和车间自动化系统有机集成，形成了一个计算机辅助经营、设计、管理、制造的初步集成系统，以满足航空产品研制和多品种小批量生产的需要。但我国的机械制造技术水平与发达国家相比还有一定差距。大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于 CAD 和管理信息系统。现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上：一是精密工程技术，以超精密加工的前沿部分--微细加工、纳米技术为代表，将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代；二是机械制造的高度自动化，以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。21世纪制造业的发展方向可用“三化”来概括，即全球化、虚拟化和绿色化。（1）全球化制造的全球化，可以说是21世纪机械制造业自动化最重要的发展趋势。近年来，在各种工业领域中，国际化经营不仅成为大公司而且已是中小规模企业取得成功的重要因素。全球化制造的第一个技术基础是网络化。由于网络通迅技术的迅速发展和普及，正在给企业的生产和经营活动带来革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行，实现制造的全球化。第二个技术基础是集成化与标准化，异地制造实际上是实现产品信息集成、功能集成、过程集成和企业集成。实现集成的基础与关键是标准化，可以说，没有标准化就没有全球化。（2）虚拟化虚拟化是指设计过程中的拟实技术和制造过程中的虚拟技术。虚拟化可以大大加快产品的开发速度和减少开发的风险。产品设计中的拟实技术是指面向产品的结构和性能分析技术，以优化产品本身性能和成本为目标，包括产品的运动仿真和干涉检验、动力学分析、造型设计、人机工程学分析、强度和剐度的有限元计算等。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验，检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺，保证产品质量、生产周期和最低成本为目标，进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真。通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。（3）绿色化国际环保标准为制造业提出了一个新的难题，快速实现制造业的绿色化。许多专家指出，这在一定程度上限制了制造业的发展。绿色制造通过一系列的过程制造出绿色产品，且该产品通过绿色渠道循环利用，减少对环境的负面影响，原材料和能源利用率达到最高。如何最有效地利用资源和对环境造成最小的污染仍是制造业所共同面临的重大挑战。绿色制造符合当今可持续发展的战略构思，必将被未来制造业所重视。毕业设计应该反映出作者具有扎实的专业基础知识和一定的独立研究科学能力，对所研究的课题有自己独到的见解。而毕业设计中课题的关键技术及难点部分则是这一问题的集中体现，是整个毕业设计的核心部分，整个毕业设计的结论由此得出，一切讨论由此引发，所有推理由此导出。这部分内容需要列出实验数据和具体的研究结论，并对所得结论加以分析和讨论。要注意科学地、准确地表达关键技术及难点的所在及解决方法，扬弃不必要的部分。实验数据或结果，通常用表格、图或照片等予以表达，而且尽量用图，不用表格或少用表格。在陈述关键技术及难点的研究结论时，应先把研究的成果列举出来，再对自己工作的进展、水平做一个实事求是的评论，在用“首次提出”“重大突破”“重要价值”等词语时要慎重。毕业设计是带有研究性质的专题研究分析、设计报告，是完成教学任务、培养合格人才的一个重要实践性教学环节。通过毕业设计，可以使我们对所学过的基础理论和专业知识进行一次全面、系统地回顾和总结，通过对具体题目的分析，使理论与实践相结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能，提高我们独立思考的能力和团结协作的工作作风，提高我们利用计算机解决实际问题的能力及计算机实际操作水平，促进学生树立严谨的科学态度和工作作风。毕业设计是一个构思与创造的活动过程，毕业生选择或接受课题任务后需要运用计算机技术和所学的专业知识和技能进行设计并形成设计成果，毕业设计不同于普通的实验，如果没有完整的进度规划的话，逻辑思维就会出现偏差，为了保证少走弯路够能顺利地完成毕业设计，我们必须要做好毕业设计的进度规划。以机械类软件专业为例，给出一个毕业设计的进度计划安排。毕业设计主体进度计划（大致用时安排）：（1）需求分析阶段(约两周时间完成)。（2）结构分析阶段（约一周时间完成），同时完成毕业论文结构分析部分资料整理工作。（3）工艺流程设计阶段(约一周时间完成),同时完成毕业论文工艺流程设计部分的资料整理工作。（4）工艺参数设计阶段(约四周时间完成),同时完成毕业论文工艺参数设计部分的资料整理工作。（5）图纸完成阶段(约两周时间完成)。（6）毕业论文说明书的整理定稿阶段（约两周时间完成）。以铸件工艺设计为例，学生必须掌握正确的设计过程，对铸件的结构有清晰的认识，在此前提下进行工艺设计，才能达到良好的效果。典型铸件工艺的设计包括以下几个步骤：（1）零件材料性能分析。（2）零件结构的铸造工艺分析。（3）铸造工艺方案的确定。（4）铸件工艺参数的选择。（5）铸件工艺具体设计（包括浇冒口、铸造系统及装备等）。(1)毕业设计一定要有自己的见解，中心明确，避免综合论述，拼凑成章。完成毕业设计时，要掌握前人和今人的研究成果，要了解该选题研究的现状以及发展的趋势。若是他人已解决了的问题，可以不必花力气重复进行研究。另外，不要人云亦云，凑热闹，找“热门”,要经过深入研究，冷静地考虑，确有新见。此外，还要考虑个人的时间、资料和研究能力。盲目选择论题，一般说来是不会成功的。选择自己获取信息、寻找图书资料方便的题目，考虑自己能利用哪些社会关系，到哪些单位调查研究，获取哪方面的文书档案、统计报表、数据资料比较方便，这样有助于资料运用起来得心应手，有助于写作的成功。完成毕业设计过程中要关注并了解相关学科领域的学科带头人，著名的理论著作及最新研究成果，对于论文的写作必不可少；其次，对各种材料必须消化吸收、融会贯通，针对实际工作中的矛盾和经验，重点研究，形成自己的观点，提出独到的见解。看材料、写文章，犹如春蚕吐丝，先吃进桑叶，经过咀嚼、消化，排除废物，然后吐出蚕丝，做成美丽的蚕茧，进而织成五光十色的锦缎，切忌搞大拼盘，进行简单的组合装配。(2)写论文前要先草拟论文提纲提纲是文章的骨架，体现作者的总体思路，以及全文的逻辑性和结构框架。通过草拟提纲，可以规划基本内容，搭好基本框架，使自己的思想明确、条理清晰，还可以发现构思的缺陷、材料的不足、论据的不充分、思路的不清晰，使论文写作少走弯路。论文提纲一般应包括文章的基本论点和主要论据，反映文章的体系结构。简单地说，提纲要列出一级题目、二级题目，如有需要，再作一些说明。有的人不习惯于写提纲，提起笔来就写初稿，结果由于构思不成熟，往往费时更多。提纲写好后，要不断修改、推敲。一是推敲题目是否恰当，是否适合；二是推敲提纲的结构，是否能阐明中心论点或说明主要议题；三是检查划分的部分、层次、段落是否合乎逻辑；四是验证材料是否充分说明问题。这些工作完成后，再开始动笔写初稿也不迟。1)论文提纲的结构层次安排方法①并列法即表现为几个观点或几个问题、几类事情或若干事件并列在一起，形式上彼此独立，内容上共同为说明主题服务。这些内容(任务、原因、措施、成绩、经验、体会)没有谁先谁后，谁主谁次的区分，但须注意的是，各层次之间必须有内在的联系，不能互相矛盾、重复、包容，分类的标准、角度要一致。②递进法说明主题（问题）各个层次的内容，或者是按照事情发展过程的先后次序，或者是按照事理逐层深入的关系来安排层次。用递进法安排层次，有明显的逻辑上的严密性，人们容易理解和接受。要注意的是，事情和整理的先后顺序必须是确实存在的，而且是实质性的，否则，也不能很好地说明问题。③因果法任何问题的发生总有其原因，任何做法、事态的发展总有其结果。层次的安排可结果在前原因在后，也可原因在前结果在后。2）论文提纲按照详略程度大体有以下几种形式①标题式提纲用简要的词语概括内容，以标题的形式列出。在正文中一般可以作为主线、大的框框来处理。这种写法简明扼要，一目了然。②句子式提纲用一个能够表达完整意思的句子概括内容，该句子可以带有标点。③段落提纲是句子提纲的扩充，常用来编写详细提纲，故又称详细提纲。有时，当论文逻辑构成单位的内容不能用一个句子概括时，就写成一段话来进行表述。上述三种形式可以综合运用。论文写作者可根据内容和篇幅的需要加以选择，只要用起来得心应手即可。3）编写提纲的方法与步骤①先拟标题拟定标题时，力求简单、具体、醒目，或揭示论点，或揭示论题。需注意的是，编写提纲的标题一般是最后确定的标题。用主题句子列出全文的基本论点，以明确论文中心，统领全纲。合理安排论文各大部分的逻辑顺序，用标题或主题句的形式列出，设计出论文的结构和框架。对于论文中的各大部分，逐层展开，扩展深化，设置细分项目，结合搜集使用的材料，进一步构思层次，形成近似论文概要的详细提纲。对于每个层次分成各个段落，写出每个段落的论点句子，并依次整理出需要参考的资料，如卡片、笔记等，标上序号，排列备用。检查整个论文提纲，作出必要的修改，即增加、删除、调整等。（3）编写初稿与定稿俗话说： “七分材料三分写”。毕业论文执笔前重要的准备工作，为论文执笔成文打下了良好的基础。如何把相关领域中好的研究成果，形成创造性的见解和观点，落实在书面篇章中，这是毕业论文写作的关键环节。1）起草初稿根据编写的论文提纲，撰写论文初稿。初稿撰写有两种方法：一是从头到尾不间断、不停顿，一气呵成写完初稿，然后再从头仔细推敲加工修改；二是根据文章的层次结构，一部分一部分地撰写、推敲、加工修订，全文分部分写完后，再合并起来通读、统稿完成。学生撰写毕业论文时，在充分搜集材料的前提下，撰写论文初稿应适度掌握论文写作速度，不宜求快，应始终保持充沛的精力和敏捷的思维，做到纲举目张，顺理成章，井然有序，详略得当。2）文稿修订一般说来，好文章是修改出来的。论文初稿完成后，往往存在不成熟、疏漏、重复、有误、用词不当等问题，需要反复推敲修改。修改前，应重新阅读有关参考文献和资料，虚心听取论文指导教师的意见。修改论文，也是培养严谨的治学态度和良好学风的难得机会，因此要认真、严肃、不厌其烦地反复修改。修改要注意精炼、简明。3）誊清定稿论文修订后作最后检查，满意后定稿。(4)不要为了“能毕业”才做毕业设计毕业论文(设计)的基本目标是培养学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能，提高自己分析问题、解决问题的能力和初步进行科学研究的能力；培养学生优良的思想品质和探求真理的科学精神，提高综合素质。为此，我们应注重以下几方面能力的培养：1）综合运用知识的能力学生将所学的知识和技能运用于毕业论文（设计）中，对相关的实际问题有较强的分析能力和概括能力。2）获取和应用文献资料的能力学生能独立检索和多渠道获取文献资料，学习、了解、掌握本学科专业特定领域新的知识和发展动态，并恰当地将其运用到毕业论文（设计）中。3)文法经管类学生的理论分析能力和理工类学生的设计、计算能力学生能理论联系实际，运用科学的分析研究方法，对本学科的理论有较深入的分析或对简单的工程项目进行分析、计算和设计。4）创新能力结合理论知识和工作实践，鼓励学生在毕业论文(设计)工作中提出自己的见解，对前人的工作有所改进或突破。我是伍肆学长，一个致力于帮助同学顺利毕业的up，喜欢记得点赞收藏关注！