机械工程导论
机械工程的认识
机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础, 结合生产实践中的技 术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部 理论和实际问题的应用学科。
石器时代人类制造和使用的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单工具是 后来出现的机械的先驱。几千年前,人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼 和磨,用于提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及桨、橹、 舵等。所用的动力由人力发展到畜力、风力和水力。所用材料由天然的石、 木、土、皮革等发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的 陶车,已是具有动力、传动和工作 3 个部分的完整机械 。鼓风器对人类社 会发展起了重要作用。强大的鼓风器使冶金炉获得足够高的炉温,得从矿石 中炼取金属。西周时期,中国就已有了冶铸用的鼓风器。
看如今,虽然我现在已是制造大国,但不是制造强国,而我们的制造水平与 世界发达国家如美国、日本等相比有很大的差距。主要表现在制造工艺装备的落 后,低水平生产力严重过剩,高水平生产力严重不足,产品质量和技术不高,技 术开发能力不强,基础元器件和基础工艺不过关,劳动生产率低下,科技技术严 重不足,技术创新能力十分薄弱,产业结构不尽合理,体制不能适应形势的发展 需求等。我们承认我们的劣势,但我们绝对毫无气馁,我们仍然斗志昂扬,信心 百倍,改变我们的劣势,让我国的机械在质与量上都屹立于世界先进制造之林。
老师向我们展示了一些图片和视频, 让我们看到了现代机械制造工业 与研究的缩影。特别是当我看到机床的机械手和刀具自动的、灵活和有条不紊的 运动时,我心中很少兴奋。通过查阅资料,我了解到数控技术是指用数字量与字 符
发出指令实现自动控制的技术它是制造业实现自动化、 柔性化和集成化生产的 基础。我了解到数控机床的工作原理:现将加工的零件有关的信息,即弓箭的工 件与刀具的想到轨迹的尺寸参数, 窃削用量以及各种辅助操作等加工信息用规定 的文字和数字以及符号组成代码,按一定的格式编写程序,然后将加工程序输入 到数控装置,经过数控装置的处理和运算,按各个坐标轴的移动分量送到各轴的 驱动电路,经过转换和放大,用于伺服电动机的驱动,带动各轴的运动,并进行 反馈控制,使刀具、工件和辅助装置严格按照程序规定的顺序、轨迹参数有条不 紊地运作,从而加工出所需的工件。这让我深刻地到以前的自己是多么的孤陋寡 闻以及对现代科学技术的敬畏和向往,有了向往就有了动力。
机械导论课上始终洋溢着幽默与活跃的气氛, 足以看出教授们的幽默天赋和 高于八斗的才华。然后就讲到了一些机械的知识。从社会的需求和灵感开始,到 设计、制造、检测、运作、销售和维护,最后到这件机械产品的死亡以至到报废 后的回收再利用,包含了多少的专业知识啊!当时我就想象未来的我和他人合作 完成一件机械产品,而后体验我们产品的生命周期的历程,这不也是在享受生命 吗?也许它看起来很小或很不起眼, 但是你可以看出它背后的心血和包含的丰富 知识吗?心中又是一阵热血沸腾啊!
现代机 械朝着巨型化、微型化、高速、高载、高精度和绿色化方向发展,他着重强调他研究的绿色化方向。的确,自从上个世纪工业的发展,现在的环境问题越来越严 重,污染日益加重,我们的机械是绝对脱不了关系的。再者现在随着世界的发展 和人口的剧增,地球的各种资源不断的减少,有些资源甚至已经开发殆尽了,资 源问题是世界性的难题。故此机械业应尽一份义务,应和世界的需要,朝着绿色 化的方向发展。如此,便有了绿色理念,绿色创想,绿色
设计,绿色制造,绿色 生产和绿色处理等新的研究方向。就我个人而言,似乎又一股潜在的力量推动着 我我对绿色机械和回收再利用有极大的兴趣和热情。 我想有可能的话我以后会从 事绿色化方向的研究。
机械工程的制造技术, 目前先进制造技术包含有先进的制作工艺技术和 先进的制造自动化技术。而先进的制作工艺技术又含有特种加工、超精密加工、 微机械制造和超高速切削。 而先进的制造自动化技术有: 数控技术, 工业机器人, 柔性制造系统、计算机集成制造系统,智能制造系统。先进制造技术代表了现代 机械的前沿,也是我们以后的研究方向。
机械工程的学科内容,按工作性质可分为以下方面:①建立和发展可 实际和直接应用于机械工程的工程理论基础。如工程力学、流体力学、工 程材料学、材料力学、燃烧学、传热学、热力学、摩擦学、机构学、机械 原理、机械零件、金属工艺学和非金属工艺学等。②研究、设计和发展新 机械产品,改进现有机械产品和生产新一代机械产品,以适应当前和未来 的需要。③机械产品的生产,如生产设施的规划和实现、生产计划的制订 和生产调度、编制和贯彻制造工艺、设计和制造工艺装备、确定劳动定额 和材料定额以及加工、装配、包装和检验等。④机械制造企业的经营和管 理,如确定生产方式、产品销售以及生产运行管理等。⑤机械产品的应用, 如选择、订购、验收、安装、调整、操作、维修和改造各产业所使用的机 械产品和成套机械设备。⑥研究机械产品在制造和使用过程中所产生的环境 污染和自然资源过度耗费问题及处理措施。
机械工程的服务领域很广,凡使用机械、工具,以至能源和材料生产的 部门,无不需要机械工程的服务。现代机械工程有 5 大服务领域 :①研制 和提供能量转换机械,包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和 天然机
械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械, 以及将机械能转换 为所需要的其他能量的能量变换机械。 ②研制和提供用以生产各种产品的机 械,包括农、林、牧、渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻工业机 械等。③研制和提供从事各种服务的机械,如交通 运输机械,医疗机械,办 公机械,通风、采暖和空调设备以及除尘、净化、消声等环境保护设备等。 ④研制和提供家庭和个人生活用的机械, 如洗衣机、 电冰箱、 钟表、 照相机、 运动器械和娱乐器械等。⑤研制和提供各种机械武器。
由于机械工程的知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握,一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割,视野狭窄,不能统观和统筹稍大规模工程的全貌和全局,并且缩小技术交流的范围,阻碍新技术的出现和技术整体的进步,对外界条件变化(如新技术、新材料和新 产品的出现、材料与半成品的供应及价格变化等)的适应能力很差。封闭性 专业的专家们掌握的知识过狭, 考虑问题过专, 在协同工作时配合协调困难,也不利于继续自学提高。因此,从 20 世纪中、后期开始,机械工程又出现 了综合的趋势。人们更多地关注基础理论,拓宽专业领域,合并分化过细的 专业。