课题名称：轴类零件的数控加工工艺与仿真
本课题的的研究目的和意义：
（1）培养学生综合运用所学专业基础知识、专业知识和技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的.知识与技能。
（2）培养学生建立正确的科学思想，培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风。
（3）培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，运用国家标准、手册、资料等工具书进行（如设计计算，数据处理，工程制图）、编写技术文件等独立工作能力。
（4）通过本次毕业设计使自己对数控机床有更为充分、细致的理解，进一步掌握、学习轴类零件加工的加工方法、加工方案以及cad/cam软件的应用。在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点以及数控程序编制的难易程度。
本次毕业设计的关键问题有以下五个：
（1）零件的机构及加工工艺分析
（2）加工方案的选择及工艺路线的制定
（3）数控机床所用刀具的选择以及对刀操作
（4）数控机床车削加工程序的编写和检验
（5）加工轨迹的模拟-学习新的数控机床加工模拟软件
研究思路、方法和步骤：
研究思路：
（1）用autocad绘制零件图和草图，并对零件图进行工艺审查；
（2）拟定并确定数控机床的冷加工方案；
（3）确定各工序所用的设备和工艺装备；
（4）确定各主要工序的定位方法、加工余量、工序尺寸和公差的技术要求及检验方法；
（5）确定切削用量，编写加工程序，填写工艺卡片；
（6）用相应的软件模拟数控加工过程；
（7）撰写毕业设计说明书并准备答辩。
研究方法：
（1）学习软件：深入学习autocad软件并用软件进行绘图，学习数控机床加工模拟软件；
（2）查阅资料：通过图书馆、网络以及课本等搜集也毕业设计相关的文献；
（3）调查研究：深入分析零件加工工艺，剖析零件加工时合理的装夹方法；
（4）创新设计：在现有的资料和技术的基础上，结合自己所学到的知识进行开发研究，创作出自己的加工方案；
（5）完成论文：绘制工序简图，制作加工动作模拟，填写工艺卡片，完成毕业设计说明书的撰写；
（6）准备答辩：准备并完善毕业设计的相关材料，准备毕业答辩。
摘要：近几年，我国科学技术水平不断提升，机械行业也取得了重大的突破。在工业生产过程中，机械工程技术是极为重要的，我国机械行业虽然有着较快的发展速度，但是与其他发达国家进行对比还有一定的差距。自动化技术正在被人们所广泛运用，其不仅能够促使机械工程设计的效率不断提升，而且能够在一定程度上确保机械设计作业的安全性、可靠性。文章将详尽阐述机械设计及其自动化的具体设计原则，并结合实际情况来探析机械工程设计及其自动化的发展趋势。
关键词：机械工程设计；自动化；发展；趋势
1.概述
机械设计制造及自动化以机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互结合的产物[1]。机械设计及其自动化使得机械工业的技术结构、产品结构有所不同，其功能和构成也出现了一定的变化，机械工业的生产管理模式也不再像以前那样，其生产模式的自动化均已实现，产品的质量也越来越好，机械工程设计自动化对于我国工业水平的提升有着重大意义，应该给予一定的重视。
2.机械设计及其自动化的设计原则
设备的功能要求得以实现
机械设计及其自动化技术具有着较强的综合性，运用这种技术所制作出来的机械器材的性能与其内部构造之间有着紧密的联系。机械设备的研发主要是想让人们的日常生产环节能够更快更好地完成。每一种机械设备均有着其相应的功用，不同设备的功能是有着一定区别的。机械设计及其自动化最关键的设计原则是要满足人们对于设备功能的要求，只有这样才能确保这些设备能够被正常使用。每一种机械设备均可以处理物质、能量以及信息，然后再将这些输出，故机械设计及自动化也应该具备这种能力。
运用先进技术来不断改进和创新
机械工程及自动化系统有着众多功能，依照它们所具备的功能可以将这些产品细分为3种。
1.加工机。该产品是一种自动化形式的机械，往往被用来进行物料的搬运以及加工生产等作业，其能够针对各种类型的东西进行自主加工处理，从而得出更加完善合理的物品。该类型设备常见的有机床、交通运输的器材、食品加工处理的设备、运用于纺织以及印刷的机械等等。
2.动力机。这种器材主要运用于输出能量，在把各种信息输入到该设备中之后，将会通过这些信息来得出一种新的系统，比如交通车辆的电动机、内燃机、发动机等等。
3.信息机。信息机这种自动化机械设备主要是用来处理各种信息，在工作人员将各种信息输入之后，该设备针对这些信息展开计算和管理，从而得出用户想要的信息数据。
3.机械工程设计及其自动化发展趋势
智能化
伴随着社会现代化进程的不断推进以及科学技术水平的不断发展，机械工程设计及其自动化将会不断向智能化方面靠拢。机械设计及其自动化的智能化涉及的内容非常广泛，往往需要运用到诸多学科方面的知识和思想，在未来，机电一体化技术也会朝着这个方向不断发展。通过调查不难发现很多人认为机械智能化设备能够很好地完成人类的各种工作，并且会具备自身独立的思想、能力以及情感，即人工智能状态。这种机械设备具有一些基本的逻辑能力、思维能力、推理能力、判断能力以及情绪活动等[2]。人们通常将这一系列设备命名为智能机器人。在部分人的想象中，智能机器人发展到最后可能会取代人类，然而，这是不现实的，机器人终究属于机械设备，即使它有着很强的工作能力，但它终究是人类制作出来的，其无法取代人。由于机器人可以代替人们完成很多事情，故非常有必要注重机械智能化方面的探究，以此来更深层次解放人的劳动力。
绿色化
现如今，人们居住的环境变得越来越好，生活方面的物资也越来越丰富。然而，人们对于环境的破坏正在持续加重，各种资源的储备量也在急剧降低。针对这种情况，人们非常有必要采取一系列措施来加以处理，使得自然资源能够被很好地保存下来。现如今，为了确保环境保护以及人类健康的要求得以达成，绿色产品出现在人们的视野中，这种产品对于环境的危害非常小，而且能够充分利用资源，绿色化已经成为时代发展的趋向，机械工程设计及其自动化的发展也会朝着绿色化方向发展着，只有这样才能符合时代发展的需求。
微型化
最近几年以来，微电子设备技术正在被广泛运用与人们的日常工作和生活中。机械设备在人们的印象中往往是那些比较高大的器材，而机械设计及其自动化正在不断向微型化方面展开探究。机械设计及其自动化的微型化发展突出表现是微创术[3]。微创术很多被运用在医学方面，这种技术对于人们而言是非常新颖的，是一种顶尖科技。该技术在医疗方面具有重大的功用，其通过微型设备来减少手术所带来的危害，患者在手术过程中也不再那么痛苦，并且能够促使手术的安全性有所提升。目前，由于这种设备的加工比较困难，其要求非常严格，急需相关人员来加以处理，从而推进机械自动化设计在微型化方面的拓展运用。
网络化
网络的迅速普及，促使各种网络控制和检测技术的研究得到了长足的进展。而控制所用到的终端设备就是机械设计自动化产品[4]。网络技术的广泛使用让各种家用设备均能与网络连接起来，人们可以通过网络来控制各种设备的运转，故机械设计自动化产品需朝着网络化的方向发展。
4.结论
现如今，人们越来越注重机械设计及其自动化的发展，我国虽然在这方面取得了一定的成就，但是这些依然是不够的，要想推动我国社会、经济不断向前发展，就需让机械设计及自动化不断朝着智能化、绿色化方面发展。
参考文献
[1]王朋.浅谈机械设计制造及其自动化的发展方向[J].中国科技信息，2013（17）：21-28.
[2]曹宇.以创新技能为导向的机械设计及自动化主干专业课程实践[J].科技创新导报，2012（14）：39-42.
[3]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技，2013（6）：84-85.
[4]韩小旭.机械设计制造及其自动化的发展方向分析[J].电子制作，2013（18）：12-14.
摘要：当前，科学技术迅速发展，在机械工程设计领域中，传统的设计方法已经无法满足时代的要求，取而代之的是CAD技术。主要对机械工程设计中CAD技术的应用进行了详细探讨，以期为机械工程设计提供有效借鉴与参考。
关键词：机械工程;设计;CAD技术;应用
随着时代的进步，CAD技术也取得了巨大的发展成效，该技术凭借自身智能化、集成化以及标准化的优点，被广泛的运用在机械工程设计行业当中，不但大大的提高了产品的技术含量以及质量，还促进了机械工程行业的稳步发展。为此，加大对CAD技术的研究力度，促其优化完善，才能使其为机械工程设计做出更大的贡献。
1.机械工程设计中CAD技术的发展
在不断更新的计算机技术推动下，CAD技术的各项功能得了显著地拓展以及增强，内容也得到了不断丰富。在机械工程设计领域内，CAD技术软件具备有数量相当可观的用户群体，这些用户群体对CAD技术的要求越来越高，决定了今后CAD技术势必向智能化、集成化以及标准化的方向发展才能符合时代的要求。
技术智能化
犹如编程方法取得的巨大进步，CAD技术智能化也促使机械工程设计取得了巨大的进步，使得其设计方法不再局限于传统的设计当中。为了帮助设计人员进一步培养发散性思维，在对产品模型进行设计采用特征造型方式以及参数设计的时候，不必对其内在的联系过于拘泥。在一部分的3D、CAD软件当中，用户群可以直接欣赏到自己设计的成品，这种方式不但有利于创造性思维的培养，还可以在第一时间及时发现设计成品中存在的问题。
技术标准化
现今，很多CAD技术软件受到了广大用户的青睐，其中主要包括有UG、solidworks、Catia等等。但在这些软件中存在一个弊端，很多数据模型无法与其它同类型的软件相互兼容，这给行业内部技术的发展造成了极大的阻碍。为此，必须要加强对CAD技术数据模型以及交换资源进行标准化，这也是机械工程行业得以顺利发展的重要前提。虽然现在的CAD技术标准化还需要进一步提高，但是经过行业内技术人员的不懈努力后，使用不同的软件进行交流很快可以实现。
技术集成化
随着数控加工技术以及现代设计方式的高速发展，传统的计算机辅助已经无法满足新时代信息化的要求。从市场角度分析，迫切需要CAD技术能够在工程分析、工艺分析设计以及产品制造过程当中拥有一个良好的技术接口，也就是通常所说的CAM/CAD/CAE/CAPP四者的集成。当前，已经有少数的CAD软件具备了这些集成的功能。设计人员在设计的过程当中，可以直接导入运用该技术的设计模型来对结构力学的性能进行分析，同时与数控机床相结合，做出更深层次的分析和设计，最后进行制造与生产。CAD技术集成化借助计算机高速准确的运算功能，从过往繁琐的运算方法解脱出来，在很大程度上提高了工作效率，缩短了设计时间。
技术的网络化
近年，互联网技术的飞速发展，CAD技术的网络化变得尤为关键和重要。使用互联网的CAD的产品，其在对二维图纸进行传输的时候，更加简单便捷，更能符合企业的规定与要求。同时，不管在任何时候都能通过互联网对企业的动态三维模型进行交流。这种网络互相协作的模式，不但能够帮助企业节约成本，还能够进一步提高企业研发产品速率，并保证产品的最终质量。
技术的虚拟化
当前，CAD技术已经充分运用到了一种新型的技术，例如虚拟现实技术，并且该技术将会应用得越来越广泛。所谓的虚拟技术就是在一个虚拟的环境当中建筑设计人员创造新产品，同时通过模拟操作的方式，对产品的结构、舒适度以及质量等各方面进行检验。在开展机械工程项目之前，通过使用虚拟技术可以很好的解决各种存在的问题，防止各种不必要浪费现象的发生，进而达到减少工程建设成本费用的目的。正是凭借这种优势，虚拟化成为了未来CAD技术的主要发展趋势。
2.机械工程设计中CAD技术的具体应用
在机械工程中，应用CAD技术具有很大的优势，不但与设计人员的设计理想更加贴切，符合他们的设计意识，还能大大的缩短产品设计的周期，进一步提高产品的技术含量以及质量，从根本上来提高工作效率。一般来说，CAD技术在机械工程设计应用主要表现在以下几个方面：
计算机辅助建模
计算机辅助建模不单是CAD技术的重要内容，也是机械工程设计的核心设计部分。在创建模型的时候使用CAD软件，可以满足设计人员所需要的立体效果。更重要的是，为了促使效果更加逼真，所设计出来的模型与实体并没有太大差别，仅仅是在电脑上按照一定的比例呈现出来。使用特征造型以及参数设计的方法，设计人员可以在虚拟的环境下，对产品的模型进行更为直观的设计。在传统的设计方法中，由于抽象思维的局限，设计人员很难把产品的模型构建出来，导致设计结果与实际需要存在较大的误差，最终设计的质量和效率均不甚理想，导致不必要浪费。而现在的三维CAD软件的使用很好的弥补了以上存在的不足，设计人员仅仅需要把已经建立好的模型装配在一起，针对不合理之处加以改正就可以，大大的提高了产品设计的时效性以及质量。
计算机辅助绘图
对于计算机工程设计来说，绘图显得尤为关键和重要。CAD技术软件最初应用在机械工程设计的功能就是绘图功能。传统的方法主要是依靠手工来完成，这种方式不但导致工作效率低，绘图的质量也不甚理想，外形也不够美观。但使用CAD技术软件后，不但可以有效的提高工作效率，确保绘图质量，而且还可以打印出来进行保存，让人一目了然。
分析工程以及优化结构
产品要想得到优化设计，就必须要分析其力学性能以及优化结构。有限元分析以及动力性能分析等现代机械工程设计的发展，进一步推动了工程分析功能以及结构的进一步拓展。目前，很多CAD软件已经退出了与ANSYS有限元分析软件的接口。用户在使用的过程当中，可以把CAD技术软件建立的产品模型直接导入到有限元分析软件中，在负载的情况下，进一步对产品的模型进行工程分析，进而对产品的结构进行优化。在较为复杂的机械设计中，类似的分析方法存在很多优势，值得在接卸工程设计中广泛使用。
3.提高CAD设计人员的技术能力
对于设计人员来说，要想促使CAD技术能够得到广泛的应用，就必须要确保设计人员熟悉使用该技术。首先要充分了解该技术的具体操作，掌握其优势以及不足，在实际过程中，充分利用CAD技术软件的设计优势，进一步对产品结构进行优化以及升级，从根本上来提高产品的技术含量以及科技含量。CAD技术软件的发展与应用，给机械工程设计带来了巨大的转变，促使机械工程的设计方式从单调的设计方法中解脱出来，给机械工程设计注入了新鲜活力。同时设计周期的缩短以及与时俱进的创意，更是促使机械工程设计发展迈入了新台阶。随着计算机技术高速发展，CAD技术将会得到优化以及完善，在机械工程设计中也将会得到更深入的应用。但与外国相对应技术比较而言，我国CAD技术依然存在很多不足，需要加大对该技术的研究力度，进一步巩固我国机械工程发展的基础，促使我国机械工程行业未来发展之路更加长远以及稳定。
[参考文献]
[1]徐忠.我国CAD技术在工程设计中的应用和发展[J].西昌学院学报（自然科学版），2014，23（01）.
[2]彭嵩.CAD技术应用状况与发展趋势浅析[J].矿山机械，2014，21（02）.
[3]郭聚东，宋怀庆.制造技术对CAD技术的影响[J].煤矿机械，2014，25（05）.
[4]牟欣.CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].电子世界，2014，11（10）.
[5]李亚莉.CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].河南科技，2013，17（06）.
[6]黄继明.CAD技术在机械产品设计中的应用现状及对策[J].机械研究与应用，2013，31（06）.
1 机械工程设计制造及自动化的符合设计原则
满足对机器的功能要求
所有产品的开发都是为了更好满足人们各种需要的，因此其都将具有独特的功能。不同产品之间的功能都有相互区别之处，都有属于自身的主要功能。换句话来说，这些产品都能够将不同信号、能量、物质进行特定的处理，从而输出具有不同特性的信号、能量、物质。而机械工程及自动化产品正是具有如此功能的产品，其能够科学化、自动化的自主处理来自外部输入的信号、能量、物质，依据自身特性对这些内容进行加工，输出符合用户需求的信息、动力、产成品。机械工程及自动化系统不仅拥有机电一体化这项技术所具有的功能，而且能够利用这项技术开发适配的机电一体化产品。而这种机电一体化产品可以通过其设计不同、制造工艺不同打造不同功能，从而满足用户多样化的需求。
利用先进技术不断创新
机械工程及自动化系统可以根据其拥有的主功能，对这类产品或系统进行分类。
（1） 加工机。这是一种主要以物料的搬运和加工为主的自动化机械，其通过将输入的信息、能量及其物质通过加工处理步骤，输出改变原有物质形态、位置的一种机械，例如在生活当中经常看到的机床、交通运输的机械、食品加工的机械、用于纺织和印刷的机械等等；
（2） 动力机。这是一种主要以能量输出的机械，其在获取输入信息之后，在自主判断能量来源、成本的基础上输出不同能量的一种系统，例如：运输工具的电动机、内燃机、发动机等等。
（3） 信息机。其是以信息处理为主要功能的自动化机械系统，其对输入的信息或指示进行处理，为用户输出需求的信息，例如运输工具或加工机械上的仪表、生活中经常用到的计算机和打印机以及其他各种信息终端等等。
另外，机械工程及自动化系统还具有其它的功能，例如：检测的功能、控制的功能、构造的功能。这些功能都是机械工程及自动化系统的辅助功能，其在以上的功能系统运作原理基础上，为用户开发出的更有利于模型设计或者是数据分析的各种自动化机械的产品。这些产品的设计和开发非常有利于开拓人类的思维，延伸用户的思路，让创造发明更加容易被实现。例如，金属切削机床就是受到了工件和刀具之间会产生相对运动启发而设计的，其利用这种切削作用的基本原理设计出了更方便工作的机械设备。而科学家们又根据工件和刀具之间运动方式的差别，设计出了具有不同功能的机床。可以发现，机械工程及自动化这一领域的发展空间是非常广阔的，其拥有开拓的想象空间，而我们需要做的就是将机械工程设计的原理融入到我们的生活中不断的创新，不断的设计出方便人类生活、工作的自动化产品。
2 机械工程及自动化系统在化工生产中的应用
在每个产品的生产过程中，都对每个生产工艺过程的工艺变量（ 或叫做物力量） 进行一定的控制。这些被控制的工艺变量将直接影响整个生产过程，并在产品的数量和质量当中表现出来。例如，如果要控制精馏塔的塔顶或者是塔釜的温度，就一定要保证其内部操作压力时刻不变，只有才能才能够得到一批合格的产品。假如在加热过程中加热炉的出口温度所产生的波动超出了允许范围，就会导致下一工序出产半成品的质量和数量。另外，在加热过程中还要时刻控制化学反应器内的反应温度，只有保持温度平稳波动，才能让整个过程的生产效率达到要求。另外，虽然有些工艺变量不会直接的影响到产品的数量极其质量，但是保持其平稳波动却是确保整个加工生产过程得到控制的重要保证。
锅炉汽包水位控制方面的研究
锅炉汽包是一种用于生产蒸汽的重要设备，其在工业生产当中发挥着不可缺少的作用。在生产蒸汽过程中，如何保持锅炉汽包内液位的高度维持在规定的范围内对整个生产过程都是至关重要的。如果水位低于标准水平，将会直接影响到气体产生的数量，而且会导致锅炉内水分被烧干的事故出现。相反，如果内部水位高于标准区间，就会导致所生产蒸汽的含水量过大，从而降低蒸汽的质量。可以发现，汽包液位的准确、动态控制在锅炉生产过程中扮演着重要的角色。为了更好的保证液位适当，可以为其设计以下机械工程及自动化系统。
（1）单冲量控制系统：这一系统当中“冲量”一词的实际意思是指变量，而“单冲量”一词就是指汽包的动态水位。单冲量控制系统是一种非常典型和常见的简单控制系统。其运作原理如下：在蒸汽所产生的负荷突然产生大幅度的增加时，会产生假水位的现象，控制器会开始工作，从而调整控制阀的实际开度，大大减小供水量以保证锅炉内所有物料之间的平衡。接着，在假水位现象消失之后，由于炉内的蒸汽量开始增加，控制器就会增大送水量，从而减少反而炉内水位快速下降所带来的气泡波动。控制器在这一系统中发挥着关键的作用，通过单冲量控制系统可以大大降低蒸汽生产过程中发生事故的风险几率。但是，这一体统也有自身的弱点。对于大型锅炉来说，当炉内产生时间短以及负荷波动非常大的情况时，该系统无法进行快速反应，从而不能让炉内的水位得到保证。相反，当该系统被加载于小型锅炉时，由于炉内的水汽包中会在一个时间段长久停留，从而让蒸汽负荷产生变化时其所产生假水位现象并不是很明显，需要在此系统上安装连锁的报警装置来保证单冲量控制系统满足蒸汽生产的实际需求。
（2）双冲量控制系统：双冲量能够有效避免单冲量系统的弱点，其能够在汽包水位的控制过程中，通过主要的扰动来控制蒸汽负荷的动态变化。主动扰动系统让双冲量系统能够根据蒸汽的流量对水汽泡的高度进行动态的校正，从而不仅能够减少“虚假水位”所导致的失误操作，并且能够使供水控制阀更加灵敏，不断根据水位的减少或者增加，根据既定标准对水位进行调整，大大提高了科技含量，并提高了产品的品质和加工效率。从另一方面来看，其实双冲量这一控制系统是一种充分结合前馈控制和单回路反馈两种控制原理的复合控制的系统。但是，这种融合却也导致双冲量控制操作性和设计性难度的提高，为了更好的保证整个系统的有序运作，就需要在这两个系统之间找到平衡点并加以控制。
冷却器控制方案的研究
冷却器在机械工程及自动化控制当中也扮演着重要的地位。冷却剂是冷却器的热载体，在当前化工生产中通常会采用液态氨等化学介质。通过利用冷却器内化学介质的蒸发来吸收整个工艺物料生产过程中所产生大量的热量，从而使这些工艺物料能够达到其规定的出口温度。
（1）控制冷却剂的流量：其是控制主要是通过改变传热面积F 的传热速度来运作的。此方案在控制过程中比较平稳，能够保证冷却剂得到充分的利用，并且并不会对压缩机的入口产生过大压力。但是，这种方案控制也存在不够灵活，不能保证蒸发的空间从而导致气氨带液对压缩机造成伤害的弱点。
（2）控制气氨排量：该机械的运作原理是通过机械内部的平均温度来实现对工艺物料输出温度的控制的。此种方案的控制具有很高的灵敏度，但是必须保证该冷却机内的制冷系统能够适应压缩机入口的动态压力波动，从而保证冷却剂得到充分利用。另外，为了更好的确保整个系统的顺利运行，还要在此系统上加载另一个液位的控制系统，从而防止液氨泄露导致压缩机内部的损坏。
3 机械工程及自动化系统对生产和生活的影响
生产能力和工作质量提高
机械工程及自动化自产生到如今已经经历了五十个年头，伴随这一技术的发展，为人类社会带来了更加便利的交通设施，更加容易的沟通渠道，更加高效的生产模式。机械工程及自动化促进了人类整个社会的发展，带来了生产能力和工作质量的提高。现有的机械工程及自动化设备（ 机械） 已经开始朝着更加高科技方向发展，其控制灵敏度、可用度、适应性都较其出现之初得到了长足的发展，并且这些设备能够对参数、温度、湿度等主观环境得到有效的控制，从而让产品的生产大大的克服了地域、时间、空间的限制。
使用安全性和可靠性提高
机械工程及自动化的产品能够根据动态环境来配置资源、能量、信息的输入和输出，让产品的生产、信息的传递更加具有安全性。自动化操作系统也减少了繁琐的信息交互，让信息的传递跨越人为主观意识的阻碍。通过结合信息管理系统与机械一体自动化系统，为企业战略的制定和实施更加容易，让对整个产品生产线的操控更加简单和准确，从而大大提高了当代企业运作的可靠性。生产厂区人工数量的减少，对危险操作流程采用机械工程及自动化系统避免了有害工种对员工产生的健康威胁，通过远程操作、前馈程序编制的方式，大大提高了工作过程当中的安全性。
节约能源，减少耗材
机械工程及自动化大大的节约了能源，其通过对动态环境做出不同反应，减少了人工生产过程当中的失误，大大避免了人工工作过程中产生的风险，从而让产品的生产效率更高、产品次品率更低、产品质量更高。通过大规模机械之间的相互组合，新型机械工程及自动化生产线极大的减少了人工成本，缩短了整个产品出产的时间，从而减少了生产过程当中失误几率、信息传递误差的产生，带来了企业生产成本、耗材数量的降低。
4 结语
机械工程设计制造及其自动化技术的发展为我国社会主义现代化实现提供了坚实的基础。其以机械技术以及电子技术作为发展的核心内容，通过融合、渗透、交融多门学科技术产生的一项划时代产物，其也是一门与时代同步发展，并逐渐趋于完善的创新学科。依据其基本特征能够将这一技术概括为以整体系统观出发，坚持系统的功能及其优化的组织结构目标，通过综合运用多种机械信息技术（ 例如：机械制造技术、设计技术；微电子的技术；自动控制的技术；计算机信息的技术等等群体技术），从而让整个机械工作分散过程成为一个兼具多功能性、高质量性、高可靠性以及低消耗性的一种系统的工程技术。
随着我国国民经济的快速发展，社会对工矿企业的要求也越来越高，基于市场对铸、锻等专业人才需求量的扩大，我国教育部在1998 年对高等院校的专业进行了调整，新增了材料成型与控制工程专业，这门课程将以往的焊接、冲压、铸造、锻造、粉末冶金以及橡胶、塑料等相关专业融为一体，十分注重学科的应用性和实践性，意在锻炼和提高学生们的理论水平和实际操作能力，以便能更好的满足社会对相关人才的需求。
1 材料成型及控制工程专业人才的培养目标
高校之所以开展材料成型及控制工程这项专业课程，目的在于培养专业人才以为社会所用，因此，设计合理的科学的人才培养目标对于明确教育方向，规范教师的教育行为以及对教育方法、教育内容的选择等等方面都有着非同一般的影响力。随着国民经济的快速发展，人们生活水平的显著提升，社会上对于工矿企业的需求量也不断提高，因此对于铸造、焊接等工矿技术人才的要求也越来越严格，要求其不仅要具备专业上坚实丰富的理论基础更要具备实际动手操作的实践能力。高校开展材料成型及控制工程专业，并注重学科的实践性和专业性，目标就在于培养出符合社会需要，并令社会满意的专业性技术人才。因此，高校如何结合自身的办学条件以及社会的实际需求，使材料成型及控制工程专业的教育得以积极有效的展开成为高校老师面临的一个十分重要的课题。学校需要充分利用自身的地理环境优势或者经济优势，结合学生们的实际接受能力，多为学生创造材料成型及控制工程专业学习与实践的机会，并引导学生认清当今的就业形式与市场需要，让其了解专业的实际内涵与优势，调动学生的学习积极性，丰富学生们的理论知识储备并提高他们的实践能力，将培养有创新意识，能够知行统一，实践技术能力强的专业型技术人才作为学校的教育培养目标。
2 现阶段我国材料成型及控制工程专业教育中存在的问题
自从1998 年教育局规定新增材料成型及控制工程专业以来，我国各大高校中开设此项专业课程的高校多达30%，经过这十几年的教育推广，材料成型及控制工程专业为社会培养出了许多技术过硬的优秀的专业人才。但是尽管如此，这项学科教育中仍然存在着诸多的问题需要引起高校的高度注意。具体的问题包括以下几个方面:
2. 1 对学生的培养方案不一致
材料成型及控制工程专业是将铸造、锻造、焊接等众多专业融合在一起的一个新型的专业，它所涵盖的知识领域极广，因此学生们的学习压力也就随之增多。如果只是将所包含的知识点进行合并，那么在学生们的四年学习中使很难完成这么多的学习量的，因此学校必须对知识点进行取舍，但是由于取舍后每个学校所保留的知识点都不相同，因此很难对学生有一个统一的培养方案，也很难对学生的专业技能有一个合理的考量。
2. 2 材料成型及控制工程专业基础老旧落后，需要及时进行更新材料成型及控制工程专业是在铸造、锻造、焊接等众多老专业的基础之上形成的，这些老专业的学术质量高低直接影响着材料成型及控制工程专业的学科质量。然而由于时代科学技术的飞速发展，导致铸造、锻造、焊接等技术的更新换代十分频繁，然而高校中这些老专业的教学内容却仍然是对过去落后的专业技术的讲解，而且课程设置狭窄、教学方法单一，对学生专业技能的培养已经跟不上时代发展的潮流。因此基于此种老专业而建立起的材料成型及控制工程专业，如果不及时的跟进相关各项技术的发展进步，为学科教育注入新鲜的科技内容，将大大降低对专业人才的培养力度，而且即使教育培养出了成绩优秀的学生，他们也难以适应新技术环境中的市场要求。
3 如何在高校中开展有效的材料成型及控制工程专业建设工作
3. 1 开展材料成型及控制工程专业教育应该遵循的原则
3. 1. 1 实用性原则
高校开设材料成型及控制工程专业的目的在于为社会输送满足社会需求的专业性技术人才，因此在具体的专业建设中，首先需要遵循的就是实用性原则，注重学科的实用性和实践性，杜绝为学生开设过多的理论讲解课程，要将理论与实践相结合，多为学生开设一些有针对性的实践课程，让学生在实践中理解理论的内涵并对其的掌握应用能力得到锻炼。
3. 1. 2 创新性原则
培养学生的创新意识，提高学生的创新能力是所有学科的教育目标，材料成型及控制工程专业也不例外。如今我国的发展急需被注入创新性元素，只有一个懂创新会创新的民族才能在激烈的竞争中站稳脚跟，以谋取更长远的发展。对于材料成型及控制工程这样一个注重专业性的学科，必须在平时的教学之中注重对学生创新能力的培养，摒弃以往的“学科本位型”教学模式，建立创新型的课程模式，鼓励并引导学生大胆创新，在教学中逐渐提高学生的创新能力以满足当今社会的发展需要。
3. 1. 3 专业核心能力需求原则
材料成型及控制工程专业是强调专业技能的专业，对它的课程设置与安排必须强调凸现性和核心性，以便让学生的接受教育时对学科知识有鲜明的认识，从而进行更好的理解与运用。
3. 2 为材料成型及控制工程专业建设的顺利进行，建设一支高水平的教师队伍
老师的讲解是学生们获取新知最直接有效的途径，老师教学水平的高低直接影响着学生对知识的理解与掌握，因此提高老师们的教学质量，教学一支高水平的教师队伍对材料成型及控制工程专业的建设起着关键性的作用。建设一支高水平的教师队伍需从以下几方面入手，第一，建立人才引进和培训提高机制。提高对专业老师的技能要求，在招聘老师时需要选择那些既有坚实的理论基础，实践能力也过硬的秀秀人才。对在职的老师，学校也要定期对其进行专业培训，可以派遣一部分老师去到相关产业的一线进行实地学习。也可以请一些有关领域的工程师等技术人员来学校做兼职讲师。第二，要强化老师们的科研作业，要求全部老师都要参加科研项目，并亲身指导学生参与生产实践，通过科研与实践提升老师们的综合素质。
3. 3 为材料成型及控制工程专业建设的顺利进行，需注重素质培养的课程群建设
高校需要时刻谨记开展材料成型及控制工程专业的人才培养目标，并依据目标来设置专业课程体系。专业课程安排需要侧重于实现学生机械科学与材料科学等基础学科理论知识的掌握，需要实现对学生的科学思维方法以及动手实际操作能力的培养以满足社会主义现代建设的需求，需要加强对学生模型设计制造、材料成型、数控加工等课程的教学力度，培养能够从事技术开发、宽口径的高素质工程、工艺设计以及学科研究等事业的应用型专业人才。
4 小结
材料成型及控制工程专业是我国设立时间不算久的新型的学科专业，但是却对于培养我国工矿企业所需的专业性技术人才发挥着重要的作用。我国高校需要立足于社会市场对相关人才的需求，积极开发和推进高校材料成型及控制工程专业的建设工作，秉承为社会输送专业人才的教育目标，采取积极措施以应对当前我国材料成型及控制工程专业教育中存在的问题，为学生未来的就业与发展提供切实有力的教育帮助。
1.存在问题
学生的思维观念问题
机械制造及其自动化专业学生普遍认为机械类学科应该以机械设计和机械制造为核心，主要学习机械的设计以及与之相关的加工技术，其它与机械“无关”的课程学不学无所谓。所以，在计算机控制类课程的教学过程中，大多数同学表现消极，仅求考核过关。有的机械制造及其自动化专业的学生甚至认为计算机控制类的课程，应该是计算机专业或者控制专业的课程，这些课程与自己的专业方向不相关，花时间在这些课程的学习上，浪费自己的时间。
计算机控制类课程设置上与专业结合生硬
普通的本科学生在大学课程期间会学到很多的计算机类课程，但真正把计算机控制类课程与机械类主干课程相关联的课程却几乎没有。比如，机械制造及其自动化专业的学生都学习了机械设计课程，课程中对于丝杆的设计与计算进行过讲解；同时他们也学习过单片机或者PLC之类的计算机控制课程，对伺服或者步进电机控制也有一定的了解。但由于我们教学过程中缺少将两者有机结合的主干课程，所以，但在大多数同学的眼中，这两门课程没有任何的关联，是独立的两门课程。由于机械和控制类课程的生硬结合，也导致学生在进行机械设计的过程中，对于设计中需要考虑的机械传动与动作部分，都用一个方框替代，认为这是计算机专业学生需要解决的问题，这就使得有些机械设计成为了“空中楼阁”，无法运行。
机械制造及其自动化专业针对计算机控制类课程的实践
与创新环节尚未形成实践和创新环节是学生将理论知识与实践相结合的重要组成部分，机械类学生的实践环节多是针对某个零件的生产工艺或者设计过程进行的，而对于其生产制造过程中的动作及工艺自动实现部分却视而不见，这种长期以来形成的实践环节，更进一步地加深了学生对其课程学习的偏见。针对计算机控制类课程的实践和创新环节目前大多数的学校没有形成一套成熟的方案。
2.机械专业计算机控制类课程教学改革的方法与实践
转变学生的思想观念
大学生进入学校后，专业教育很重要。在专业教育的过程中，机械制造及其自动化专业的老师不仅需要强调其未来四年需要学到核心专业知识，同时，要进一步强调为了提高生产效率和减轻劳动强度，控制类的课程也是必不可少的组成部分，不能让学生在思想上对该专业开设计算机控制类课程存在偏见。其次，在机械类课程教学的过程中，机械设计、机械制造课程教学的`老师，在提及到电机和控制之类的素材时，也需要提示同学们在今后的计算机控制类课程会进一步说明和讲解，这样可以使得机械制造及其自动化专业的学生逐步认识到该专业课程不仅仅是机械设计和制造等机械类课程组成，它是一个系统的工程，同时也有计算机和控制之类的课程。这样不仅可改变机械制造及其自动化专业学生在大学期间的思想观念，同时也会影响其今后的设计和制造工作，使其对事物的认识不仅仅停留在某一个方面，而会从系统的角度来进行分析和研究。
机械类课程与计算机控制类课程有机结合
为了改变传统的机械类课程与计算机控制类课程的生硬叠加的教学模式，大学本科教学的老师有必要从机械制造及其自动化专业课程与计算机控制类课程的内在联系出发，提取机械类课程与计算机类课程的关联因素，对现有的教学模式进行改革，对两类课程之间的空缺进行有益的补充，形成比较完善的机械专业知识体系结构。在教学的过程中，可以尝试将机械类课程与计算机控制类课程分解为知识点、章节和教材的三种结合模式，形成点、线、面的三级结构，将机械类课程与计算机控制类课_正做到此有机地结合，形成学生在专业课程学习中的一个重要结成部分和重要的学习环节。
针对机械制造及其自动化专业的计算机类课程的实践环节研究
实践教学环节是学生对所学理论知识进行验证的手段，也是学生进行创新设计的重要基础，因此对机械制造及其自动化专业学生的计算机类课程的实践环节研究也是必不可少的，而且是十分重要的。在教学环节中，需要从机械的部件、功能、组成和接口之间的联系出发，将机械制造及其自动化专业的实践教学分解为设计类实践教学、工艺类实践教学和控制类实践教学三个组成部分，从而形成实践教学中的三大核心模块。实践教学的内容紧紧围绕三大模块展开，在实践教学的过程中，既能体现机械制造及其自动化专业的三大核心模块的独立性，又能强调三大模块之间的关联性。通过实践教学环节，进一步加深学生对机械是一个系统工程的认识。此外，在注重学生实践环节训练的同时，鼓励学生参与各类与机械和控制相关的设计大赛，如全国的机械创新设计大赛。通过参加各类大赛，不仅可以提高参赛学生对本专业所学知识的应用能力，同时也可以激发本专业学生对课程的学习热情，在整个院系形成一点带面的学习效果，形成良好的学习氛围，使控制类课_正融入到机械类课程的学习和实践之中，为培养知识全面的新时代机械制造及其自动化专业人才提供有力地保障。
3.结束语
针对我校机械制造及其自动化专业中的计算机控制类课程教学过程中存在的问题进行研究，分析了目前影响计算机控制类课程学习热情的因素。同时，针对这些问题提出了教学改革方法，将新的教学方法和做法应用于机械制造及其自动化专业的教学过程中，可以改变学生对机械专业课程的认识，提升学生对机械设备的系统认知能力，完善其自身的知识体系结构。该教学改革的研究，为机械制造及其自动化专业计算机控制类课程的教学工作的顺利开展提供了有力的保障。
