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
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机械加工工艺的主要流程
机械产品的设计制造主要分为产品的设计、工艺的设计以及零件的加工三个主要步骤，而具体到机械的加工工艺则主要由两部分组成。第一部分的工作是进行前期的生产，第二部分则是对产品进行后期的加工处理。整个加工工艺过程其实是将原材料或者半成品经过加工处理使其成为人们需要的产品的过程，这是一个复杂的流程，整个流程不仅包括制作以及加工的过程，还包括加工的准备工作以及后期的处理，诸如材料的准备、运输以及后期对产品的热处理和再加工等过程。机械加工流程复杂，包括了很多环节，并且由于同一零件可以用于不同用途，其标准也有所差别，还要求企业通过使用不同的生产工序来满足产品的要求，因此更需要生产企业通过科学的管理提高材料加工工艺流程的规范性，从而提高生产产品的质量。随着经济的不断发展以及科学的进步，目前大部分的企业都采用先进系统的管理方式，从而对生产组织以及生产过程的各个环节的管理和控制都得到了加强。
机械加工工艺的路线制定
机械加工工艺路线的制定，是做好机械加工工作的保障，在机械加工工作开始之前确定好加工工艺的路线。在制定机械加工工艺路线时，需要考虑的因素包括进行每一个工序所需要的材料、工具以及加工过程的各种参数。首先，在制定机械加工工艺流程时应该分清主次、逻辑清晰，优先加工基准面，并且对加工过程进行细化，并按逻辑要求划分，例如在加工过程中要优先加工平面，然后再对工孔进行加工。其次，在进行机械加工时要合理分工，按照加工的过程进行设备的选择，保证设备的使用合理并且匹配，如机械加工在进行粗加工和精细加工时，要分开操作并合理选择设备。
机械加工工艺对于保障机械加工的效率具有重要的意义，影响着机械加工产品的水平和生产的成本，因此机械加工工作要在科学的方法和规则的指导下进行，并且需要紧随科技发展的潮流对机械加工工艺进行创新，从而提高机械加工水平，促进我国机械制造业的发展。
参考文献：
[1]陈京平.面向机械加工工艺规划的绿色制造技术研究[D].南昌大学,2010.
[2]李聪波,_宇,刘飞,崔龙国,税虹.面向高效低碳的机械加工工艺路线多目标优化模型[J].机械工程学报，2014,17:133~141.
1机械专业毕业设计课题的选择
课题内容要尽可能多地涉及本专业的教学内容
(1)不同于科研和工程的实际需要，毕业设计的课题首先考虑满足教学要求。因为，学生没有多少实践经验，与实际生产接触机会很少。因此，课题内容要贴近本专业的教学内容，尽可能地通过毕业设计，来总结学生在大学四年内所学的理论基础知识，把这些专业知识有效的结合起来，不能让学生仅仅停留在课本内容基本上都懂，作业也都会做，考试也都不挂科，但就是不能做到应用的状态。(2)课题不能太大、太空。例如，提高机械效率的优化设计、世界先进机械的研究等，类似课题学生的经验和能力暂时还无法把握。
难易程度适中、工作量适宜、适当提前毕业设计开始时间
黄河科技学院工学院的毕业设计安排的是12周时间。但实际上，对于学生来说，真正用来做毕业设计的时间也就一两个月甚至更少，因为在这个时间里，有的学生已经开始去找工作，或者进入工作实习期，不能很好地保证用于毕业设计的时间。因此，如果课题难度太难，或者工作量太大，会造成学生失去信心，进而出现随便抄袭应付的现象。不能达到毕业设计的真正目的。所以，为了保证学生保质保量完成毕业设计，所选的项目难度、工作量要适中。毕业设计的开始时间，可以安排在机械设计的课程结束后。这时候，学生基本具备了设计的初步知识，可以选择适当难度的课题，让部分学生开始试住做些大体跟毕业设计内容基本一致的工作，到真正毕业设计的时候，一是可以把课题做深，二是学生也不感到时间紧张，三是有可能的话还做出实物。给学生的创造性的发挥空间，留够申请专利和论文的时间，提高毕业生的整体素质能力。近年来，我校每年有数十名学生，是用这种方式完成毕业设计的，毕业时他们已经申请好国家实用新型发明专利，并做出了实物。从创意、设计、制造到装配调试和改进过程，对学生来说收获很大，毕业后，学生在企业很快就进入岗位角色，企业也比较欢迎这样的学生。
选题要灵活
课题所涉及的行业要多种多样。例如，装备制造、矿山设备、农业机械、食品加工及特种设备等。这样既满足了不同学生的兴趣要求，又减少了雷同现象，指导教师也可以把难度相对大的课题，按照工艺或结构分成几个小课题再分配给不同的学生，使他们之间既有明确分工又有合作，增加学生的团队协作能力。除指导教师按照自己的工作经验和要求命题之外，可以与企业联系，设计一些在现实工作过程中实际应用的课题，增加项目实用性的同时，也允许学生根据自己的观察与爱好，由自己提出课题。部分学生已经参加了工作，也可以根据其所在的企业的行业性质和产品特点，设计有关产品。最后由教师和学生商议共同提出课题，以提高学生的学习兴趣，对其将来或现有的工作有着直接的帮助。
减少论文在整个毕业设计课题中所占比例，增加机械结构设计的要求
国家教育部2014年教育改革的一项重要内容，就是将600多所大学本科学校转向职业技术教育。因此，大部分大学本科生将来的就业岗位将是生产一线。因此，倾向于理论研究的论文题目在课题中的比例应当减少，更多地增加和体现生产实践中实际应用的课题。同时，也是由于论文内容是学生更容易抄袭，降低了教学质量，达不到学校开展毕业设计的真正目的。
2机械专业毕业设计过程中的几个具体问题
参考资料的收集
拿到设计题目后，学生最直接想到的是从网络中搜集资料。学生无疑能够很快地找到与自己题目相关的各种资料，但涉及到具体技术问题和具体结构问题的内容，网络中可参考的资料很少，能够具体解答的更少，这时学生就会感到很茫然，无从下手，这就是现代大学生的通病。之所以有这种惯性的思维，是由于现代的教学模式和教学理念不当造成的。在大学学期期间，学生们遇到问题后就去查找课本上的现在公式，只要套用就可以了，然后实际的设计却并非这样简单，要靠学生自己去思考，去查找相关文献。因此，在此期间建议学生到图书馆，到企业去，更广泛地搜集资料。另外，随着标准化的完善，有许多设备的设计制造都已经有了国家或行业标准和规范设计。例如，特种设备、食品加工设备、制药设备和计量设备等其设计方法和过程，甚至结构等都有详细的规定和要求，建议学生在查阅有关资料的过程中，学会查阅相关的国家标准或行业标准。
设计方案的确定
学生在经过了资料的搜集和总结后，根据自己的课题的要求，绘制出机构运动简图。然后对机构的运动部分进行初步的设计计算。此时，机构的选择，前提是要满足课题要求和机器功能的实现。但是，很多学生不重视这个过程，基本上在这个阶段都是画草图，懒于计算，导致在真正的结构设计过程中出现返工的现象。而且在方案设计时，要设计出不同的方案进行比较，甚至要做一些简单的模型进行实验比较。比较的过程中，不仅考虑机构是否达到生产率的要求，还要考虑机构的运动的平稳性，最终确定出更合理的方案，并绘制出正规的机构运动简图。
设计计算
毕业设计中的计算主要包括执行机构和原动机所需的功率、运动学计算、动力学计算。
类比法确定执行机构所需功率
首先，确定直接参与工作的执行机构所需要的力、力矩、速度、加速度和位置等技术参数，从而计算出执行机构的功率;然后，计算出整个传动系统中的传动功率。很多种情况下，执行机构所需的功率比较容易确定，例如，起重机起吊重物所需要的力、钢筋的弯曲切断所需要的力等。然而有时，这些重要的参数无法用简单的方法来确定，因为这些参数与其机器加工的对象和加工工艺有关，例如，压球机的设计。压球机压制过程中的径向压力是要通过模型试验而测定的，对于学生来说，这个环节有困难。因此，这种情况下，就要去找似的工况所耗用的功率，总之就是要用类比的方法来确定执行机构所需要的功率。确定了使用功率就可以确定原动机的功率，按国家相关标准选取电机类型，如三相(或单相)交流异步电机、直流调速电机、步进电机、伺服电机等。其中步进电机和伺服电机的主要参数是根据扭矩确定的。
运动学计算
在确定了电机转速之后，设计者需要对传动系统的各机构进行速比的分配。在速比分配的过程中，学生一般是按照课本推荐的数据来分配的，例如，带传动，课本上推荐的传动比是2～7，但在大功率带传动的机器中，小带轮基准直径确定后，如果按照传动比2～7来设计大带轮时，大带轮的直径会很大，有可能不满足实际的结构要求。在实际的设计过程中，速比的大部分应该是由减速器来承担，所以先确定减速器的型号。具体的步骤是:首先根据速比，对应的功率查到减速器型号，再根据型号(一般其主要结构参数是中心距)查得其联系尺寸。机器其余的速比部分再由其传动形式来补充。
动力学计算
在载荷计算中有时候会遇到较复杂的力的分析，如风载荷，雪载荷，地震载荷等，学生有时候不能够很好地将这些力进行简化，做出受力分析。因此，在此时建议学生去查找相关国家或行业标准里有无所规定的计算过程要求，若设计题目属于特种设备的卷扬机，起重机设备等，国家标准里都规定有计算内容和推荐公式，以及各种参数的选择，这时学生就必须按照标准进行;若标准里没有规定的就得查阅相似情况有没有其他设计人员发表的论文或者专著等，作为计算时的参考;若没有标准规定的，没有资料的，就得做模型试验，来确定相关参数。学习程度比较好的学生建议借助于分析软件进行计算，如Ansys、Creo、Adams、Ｒecdyn等，其计算的目的是确定结构主要零件的尺寸，同时还是要保证机器运动过程中的平稳性与可靠性，为下一步的机构设计打下基础。在此阶段里，许多学生甚至个别老师误解地认为设计就是计算，也就是要把包括结构在内的所有零部件的尺寸都计算出来，才能开始绘图，其实这是错误的。计算是基础，有了基础计算数据，就可以开始绘制结构图，很多结构和一些零件的尺寸是在绘图的过程中去确定的。
结构设计
作为机械专业的毕业生，常见机械和机构的设计与机械识图和制图的能力是最基本的要求，但由于绘图过程相对比较繁琐，需要一定的三维透视能力，学生们害怕画图已成为一种普遍现象。如果在此之前没有进行充足的绘图训练，所画的机械图纸问题较多，与正规图纸的要求有很大差距。虽然此阶段必要的计算已经结束，但大部分学生对绘图仍然感到茫然，无从下手。这个阶段指导老师应该在与学生共同分析结构的特点、视图的合理布置、标准件和外购件的选用、润滑的选用以及安全措施的应用等，重点指导结构设计和图纸的绘制。结构设计一般从执行机构先绘出，然后，逐渐向其他部分展开，边画图边修改，直到完成整个装配图的绘制。相对于装配图的设计，零件图的绘制设计、更多的要求是视图的正确表达、尺寸及加工要求的准确标注、零件材质的合适选择、合理加工工艺性等。所以，零件图要求的完整性和准确性更高。大部分毕业生觉得零件图好画，但结果往往不令人满意。有许多学生仍然还是画了几张在课程设计时的零件图，比如传动轴、齿轮、带轮等，反应出学生对零件设计工作的欠缺和不自信;也有一些同学，先用三维软件建立一个三维的模型，让软件自动生成二维的工程图纸，又不加于修正，致使零件图表达不完善，不能作为实际生产用图纸。所以，在整个结构设计阶段，指导教师要不断地检查学生的进度情况，及时指出图纸表达中的错误和不合理，避免设计出现重大的返工现象。
3结束语
应用型本科生的毕业设计是一个非常重要的实践教学和学习阶段，做好毕业设计，就是要给学生，把在学校的学习知识与就业的岗位要求之间，架起一座畅通的桥梁。因此，在教师指导毕业设计以及学生做设计的过程中:要求指导教师科学、严谨、务实地命题;提前将课题布置给学生，让学生有更充足的时间去调研和实验，并提出更高的要求;广泛多渠道地搜集相关的技术资料;进行多方案设计和比较和优化，正确地按工作量要求完成绘制装配和零部件图纸;规范格式化地撰写设计计算说明书;整个毕业设计过程，师生要定时见面沟通，及时发现问题，及时改正，避免重大返工现象。
1.煤矿机械设备维修管理中的常见问题
煤矿机械设备陈旧，维修不及时
一些煤矿企业为了节约成本，不愿意投入资金更换新的机械设备，于是就继续使用一些已经超过使用寿命或者存在故障的机械设备。还有一些煤矿企业对煤矿机械设备维修的重视程度不足，只是单纯注重经济效益，为了赶生产，缺乏对煤矿机械设备进行定时检测，让机械超负荷运转。另外，大部分煤矿企业都采用定期对煤矿机械设备进行检测和维修的方式，但是煤矿机械设备的磨损周期并不都一样，而是会随着生产环境等因素的变化而变化的，容易造成维修不及时等情况出现。
对人员的管理不到位
一些地方的煤矿技术人员严重不足，不能进行很好的技术培训与管理，造成了机械设备的不规范使。还有些地方由于采矿环境条件比较复杂，受资金约束，煤矿设备数量不足，再加上工人在使用机械设备时不注意保护，就导致了设备频繁出现故障，维修人员的工作量就相对较大，但待遇却很低，这就导致企业高水平的设备检修人才流失，机械设备的维修不能保质保量的进行，从而降低了煤矿企业生产的安全性。
2.煤矿机械设备维修管理办法
加强技术培训，提高工作人员的整体素质
为了保障煤矿机械设备的正常运行，最基础的工作就是机械设备使用、维修和管理过程中的技术培训。只有拥有了专业技术过硬的操作使用队伍，才能让设备最好地发挥使用效果，创造最大的经济利益，所以平时应加强技术岗位人员的专业培训，提高机械设备操作、维修和管理人员技术水平，从而提高有关人员的维修水平和整体素质。其次，还要提高机械检修人员的薪资待遇，定期给予适当的物质和精神奖励，使其在团队中能够实现自身的价值，安心工作而不随意跳槽，从而保证维修团队工作的稳定、高效，更好地为煤矿机械设备的维修和管理提供最优质的服务，保障采矿工程的顺利进行。
对不同机械设备选取不同的维修方法
针对不同类型和用途的设备，可根据设备在生产中的作用、结构特点、故障情况等因素进行分类，对于不同类型的机械设备采取性匹配的维修方法。比如，对于作业性质固定不变，但是一旦发生故障会给整个生产过程和安全带来严重后果的关键设备，可采用标准修理法；对于一些比较重要的设备可根据实际的需求，定期进行预防性维修；对已掌握其修理结构和修理间隔期的设备，可采用定期修理法。
加强对设备的预测性检修
预测性检修是指，在煤矿机械设备正常工作的条件下，通过一系列的现代化技术手段对各种工作状况下的设备进行监测，判断其是否正常运行。预测性维修对设备的工作状态进行实时监控，一旦监测出现异常，能及时发现设备存在的故障并进行维修，很大程度上节省了时间，不仅提高了工作效率，还能节省大量的维修费用，保障煤矿工作的顺利进行。
推行绿色检修，加强设备检修后的验收
当前社会提倡追求人与自然的和谐与可持续发展，以及社会环境、人口和资源的相互协调。为了保障生态环境不因为资源的大量消耗而受到破坏，必须贯彻落实可持续发展观，尤其在煤矿开采这样的对环境危害较大的工程当中，更要提倡绿色生产。比如在煤矿机械设备的维修中，实行绿色检修，其目的除了要使机械设备恢复正常功能以外，还要满足我国可持续发展观的要求，在保持被维修设备正常运行的前提下，最大限度利用资源，还能够减少设备使用、维修过程当中排放的有害物质，以求将对环境、维修人员和设备使用人员的危害降到最低。
完善煤矿机械设备维修制度
任何行业要想实现长期可持续发展，都离不开完善的管理制度。在煤矿产业当中，为了保障采矿工作的顺利进行，必须加强对煤矿机械设备的使用和维修管理，最根本的措施就是完善相关制度的建设。企业可以根据不同设备的详细信息和使用情况，建立一整套企业设备档案，并根据设备档案信息制定相应的维修制度，从而强化设备管理。
3.结语
综上所述，煤矿企业机械设备运行的好坏直接影响着煤矿的安全生产和经济效益，但是，目前我国煤矿企业机械设备的维修与管理仍存在一些问题。因此，煤矿企业必须完善相关管理制度，在日常工作中加强对设备的维护、维修与管理，从而保证煤矿企业生产工作的顺利开展，最终提升企业的经济效益。
