机械零件论文范文

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第1篇

论文摘要：检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要，它是把握产品质量的关键环节，检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行，并要分析误差的产生原因。

机械零件的技术要求很多,它有几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等。检测时先从何处着手,用哪些量具,采用什么样的先进方法,是检测中技术性很强的一个问题。为了使产品质量信得过,避免出现错检、误检和漏检,对此检测人员应遵守程序，做好各方面工作。

一、测前准备

1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析,掌握零件的形体结构。首先分析主视图,然后按顺序分析其它视图。同时要把各视图由哪些表面组成,如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等,组成表面的特征,如孔、槽等,它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸,通过看尺寸,可以了解零件的大小,看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析,要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度,表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用，对于特殊零件,如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件,要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准,是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件,应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏，标题栏内标有所用材料零件名称,通过看标题栏,掌握零件所用材料规格、牌号和标准,从中分析材料的工艺性能,以及对加工质量的影响。工作中,我曾遇到这样一个问题，在铣床上加工一批不锈钢支架,因所选铣刀材料不对,造成加工表面粗糙度不好,并且效率较低,严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后,选择了合适材料的铣刀,试用后,速度又快,表面粗糙度又好。

2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书,一定要认真仔细查看。按照加工顺序,对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅,同时应了解关键工序的装夹方法,定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工,从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果,这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时,不能使用,造成了成批产品报废。

3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后,下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时,带公差装轴承部位,应选用卡尺、千分尺、钢板尺等；如测量带公差的内孔尺寸时,应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测,这就要求检测人员,根据一定的实践经验、书本理论知识,用现有的量具进行整改,或进行一系列检测工具的制作。

二、检测（测量）

1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时,要选用精度高,能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔,轴类零件以中心孔为基准；测量垂直度应以大面为基准；测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上)为基准。

2、表面检测。机械零件的破坏,一般总是从表面层开始的。产品的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的，如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件,检测完后,都要认真作记录,特别是半成品,对合格品、返修品、报废产品要分清,并作上标记,以免混淆不清。

3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法,因为直接测量法比较简便,很直观,无需繁琐的计算，如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量,就需用间接测量,间接测量方法比较麻烦,有时需用繁琐的函数计算,计算时要细心,不能少一个因素，如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂,尺寸较多的零件时,测量前应先列一个清单,对要求的尺寸写在一边,实际测量的尺寸在另一边,按照清单一个尺寸一个尺寸的测量,并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后,根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否，这样既不会漏掉一个尺寸,又能保证检测质量。4、检测形位公差。按国家标准规定有14种形位公差项目。对于测量形位公差时,要注意应按国家标准或企业标准执行，如轴、长方件要测量直线度，键槽要测量其对称度。

三、测量误差与原因分析

测量过程中,影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类：随机误差、粗大误差、系统误差。

1、随机误差。在相同条件下,测量同一量时误差的大小和方向都是变化的,而且没有变化的规律,这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形,测量力的变化,目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等),还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。

2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意,比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值,应该剔除不用。

3、系统误差。在相同条件下,重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变,或者测量时条件改变,误差按照一定的规律变化,这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确,校正量具或者量仪的校正工具有误差,精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有,测量前必须对所有计量器具进行检定,应当对照规程进行修正消除误差。另外,保证刻度对准零位,必须测量前,仔细检查计量器具,保证足够的准确性。

第2篇

1）要满足该机械零件所应有的使用要求：首先，其设计的结果应能使该机械零件达到预期的使用目的；其次，被设计出的机械零件能够长期可靠地运行。综上所述，结构设计所制作的机械零件应该满足基本的功能、寿命、精确度、稳定性等要求。

2）要考虑最大经济性的原则：经济性原则是人类生产生活中一成不变的原则，其涉及到产品的诸多细节方面，在设计、生产、使用的整个过程中才能综合体现出经济性的指标。即结构设计的结果应能使产品满足制造成本较低、使用高效率、维护费用较低等特性。

3）要考虑到机械零件的使用者的劳动需求：机械零件的安全性能必须要严格把握，以保证劳动者及周边人员的人身安全；另外，还应该尽可能地改善劳动者的劳动条件，为劳动者创造安全轻松、省时省力的劳动环境；最后，对于机械零件的外观设计上也应最求一定的美观要求。

4）要满足机械零件其他的环境、功能等上的特殊要求：如大型的机械产品应设计上便于运输的要求，机械机床精度长期保证和保持的要求等。

2机械零件结构的设计方法

设计是在正确的基本原理和已有的实践经验基础上来创造和发展新事物或者改造旧事物。对于机械零件的设计，也应与该概念相合，从知识上的理论原理到实践中的经验总结都应该体现出来，因此，从理论到实践的结构设计，可有以下的几种结构设计的设计方法：

2.1理论设计

理论设计是日常生活中已掌握的合乎客观实际规律的理论和实践知识的基础上，与现代的各种物理力学理论、机械与金属的知识原理和规律相结合，来实现对机械零件的最理论的结构设计。根据零件的整体载荷情况、材料性能、零件工作情况和应力分布规律等方面的条件，运用理论知识下的简单的数学计算公式来确定该机械零件的几何尺寸、设计要求等。运用数学计算公式初步建立机械零件的形状尺寸后，下一步则是进行校核计算。校核计算是指运用理论的校核计算方法对计算出的机械零件的危险剖面的安全系数数值进行比对校核。该设计步骤多应用于机械内应力分布规律比较复杂，但该规律又能通过材料力学公式表达出来的机械零件结构设计。同时，它也适用于在已知零件尺寸的基础上而又应力分布规律相对简单的结构设计情况，如轴和弹簧的设计。一些实践经验丰富的设计工作者为了简化计算过程，常在进行机械零件制造的结构设计时，在相关资料数据的基础上先进行粗略估算，直接实施结构设计，然后再进行校核计算。理论设计是一种比较科学和现代化的设计方法，随着科技的发展，该方法正在不断进步和改善，它阐明了机械零件的材料性能及应力分布规律，是在大量的感性知识的基础上总结出来的一种设计规律，可广泛适用于绝大部分的机械零件的结构设计。

2.2经验设计

经验设计是指根据设计者本人的设计经验，再结合零件已有的设计使用经验，采用类比的方法来进行的结构设计就叫做经验设计。在理论设计非常困难或者理论欠缺等不适用的情况下，可考虑使用经验设计的的方法。经验设计与理论设计相比，虽然没有足够多的理论科学分析作为设计的基础，但是根据设计经验本身形成的公式与理论就已具备有一定的科学参考价值和理论统计性，所以经得起实践过程中的考验，具有很大的实用性的价值。并且一般来说，理论设计和经验设计在某种意义上是相辅相成的，可以相互应用。经验设计适合应用于载荷情况不明、无法用理论分析且外形复杂的机械零件的结构设计中，多在机架、变速箱体的设计中得到应用，也多应用在一些价值不高的机械零件结构设计中。2.3模型实验设计模型实验设计是指在对机械零件作出已有的初步设计的基础上，再做整体和局部的非特殊处理，形成一体上的模型，并对提出的模型进行反复试验，结合实验经验加以修正完善。该设计方法要能制定出复杂机械零件的工作应力分布和极限承受能力，相对于经验设计更加合理，更加完善。这也是一种使经验设计顺利转化为理论设计的重要途径。模型实验的设计方法与实验相结合，能改善理论设计指导上的不足，同时也弥补了经验设计中不够科学的地方。对于一些理论知识不够完备的大型的、结构复杂的机械零件的结构设计，模型实验设计是一项不错的选择。

3机械零件的结构设计需要有创新意识

创新精神是一个国家和民族进步的前提和不断源泉，同时，为了与国际现代化科技的创新发展理念相接轨，每一个机械零件制造的结构设计者都应当尽力附上自己的创新设计，以促进产业发展，并能提高产品的竞争力，实现经济效益。以上的设计方法和原有的理论设计步骤上设计者都可以做出自我的创新改变。如在进行机械零件内部结构分类时除了按各部分的功能进行分类外，还可以根据不同结构的不同价值，进行成本优化，做出结构评价再分类。

4结语

第3篇

1.1学生对课程设计的重要性认识不足

一直以来中国传统的教育体制，使教师和学生都特别重视书面应试能力而较忽视“实践”这一重要环节。因此，学生普遍认为课程设计只是辅的作业，是机械地套用经验公式，查手册，计算必要的数据，画出图而已。其实，课程设计是将所学理论知识与实践相结合地极好机会，也是培养学生创造性思维能力和想象力等良好素质的必要过程，但由于学生存在上述想法，这两项目标很难达到。

1.2结构设计中的不合理问题

从现场工作的学生反馈信息得知，设计中的结构设计比设计计算更为重要。合理的结构设计，对实际生产会产生严格的影响。由于学生实践经验和感性知识的缺乏，从而，在学习过程中不能运用已有理论知识透彻地分析和理解某种结构的功用，以至在设计图纸中出现不恰当甚至错误的结构。

1.3图纸的规范化问题

图纸是课程设计的最终反映，本应很清晰地表达出全部零件的装配关系、总体轮廓尺寸、各零部件的具体结构。但是在学生的图纸中，却不能完整、确切地表达出上述要求。例如，学生总装图中对轴和孔间的配合尺寸及公差不加标注，对加工表面粗糙度标注不全或不当等多种问题，反映出学生对图纸的规范缺乏全面认识和严谨的科学态度。

1.4设计说明书编写中出现的问题

设计说明书的编写，可以培养学生撰写技术文件的实际能力。它应全面包括课程设计总体方案、设计结果、结构设计依据以及维护、安装等内容，使读者在结合图纸的条件下，从说明书中能够完全了解所设计产品的结构、特性及科学依据。但有些学生却片面地认为，设计说明书的内容只是各零部件有关尺寸及数据的计算过程和结果，而对图纸中零部件结构的设计依据不加任何说明，说明书便成了各类计算题的汇集。

2对改进《机械零件》课程设计的建议

2.1提高学生对课程设计重要性的认识

学生对课程设计的重视程度，直接影响着设计效果。因此，提高学生对设计重要性的认识，应作为搞好设计的首要条件。将本思想贯穿于《零件》课程教学的始终。在基础理论教学中，可列举部分内容在实际生产中应用的反例，来强调设计的重要性。比如，讲授某种传动装置的设计时，可通过分析实际生产中由于某部分结构设计的不合理或错误，甚至由于某一参数选择不当而造成的不良后果，加强学生对设计重要性的认识。加强实践认识。在教学中，可安排适当的课时，带学生去现场参观，针对同一部件不同的结构设计而获得相异的生产效率进行分析，使学生在实践的过程中领悟到设计的重要性。

2.2课程设计与教学内容及实践性环节的有机结合

针对学生实践经验和感性知识贫乏，动手能力差等特点，在教学过程中，应适当减少课堂授课学时而增加见习课时。即在课程标准授课的过程中，根据不同教学内容，安排针对性较强的短期见习，其目的在于为课程设计积累一定的感性素材和设计要素。在见习中，教师对有关设计内容要加以讲解，分析关键及难点，使学生加深对书本知识的理解。例如在“轴”一章授课结束后，可安排一次实训，教师可针对往届学生在设计中存在的问题进行指导，从轴的加工工序至装配工序，针对选材、结构设计、图纸的规范化等实际问题进行分析。把实际中轴的具体结构设计要素;生产中用于加工的图纸应如何正确、全面地反映所设计零部件的结构、尺寸及技术要求总结出来。这样，既解决了课堂上难以理解的实际问题，又培养了学生观察问题、分析问题及独立思考的能力，充分调动了学生的主观能动性和积极性。

2.3做好课程设计的准备工作

课程设计前的准备工作是提高设计质量的必要条件。为此，设计前，指导教师可针对设计课题，做好两项准备工作:①参观有关设计内容。针对设计课题，带领学生参观现场，加强学生对实物的直观认识，在具体感性认识的基础上进行设计，对学生和教师均有“事半功倍”之效果。②突破设计难点。对书本上较难理解的关键和难点内容，进行实地测绘。比如，在设计1台减速器之前，带学生去工厂对减速器进行折装，同时，对其中某些关键或较难的零部件结构进行测绘，是获得具体的设计要素的有效之法。

2.4加强金工实习对课程设计的辅助作用

金工实习是机械专业类学生在学习《零件》课之前对机械的加工原理，生产工序，装配过程及工艺处理方法等进行的一次全面性认识实习。为了使学生在学习《零件》课前对各种机械及零件具备初步的感性认识，在金工实习过程中教师应指导学生有计划、有目的的掌握有关《零件》及其课程设计的基本知识。如可安排学生画出齿轮轮廓示意图，观察齿轮与轴的装配关系及热处理工艺方法，使学生对齿轮及轴等零部件具备初步的感性认识。实习结束后，学生将上述内容及测绘图以实习报告的形式写出出。

3结语

第4篇

摘要：文章针对传统机械零部件的设计局限性，提出了现代设计思想和方法。

一、机械零部件传统的设计局限

传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。

二、创新思维机械零部件的设计思想

机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。

（一）运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。

（二）运用发散思维

发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

（三）运用创新思维

创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。

三、科学的进行机械零部件设计

（一）把握机械零部件设计的主要内容

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。

（二）严格计算机械零部件的失效形式

机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷（下转第57页）（上接第58页）的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。

（三）正确选择机械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。

（四）全面优化机械零部件设计方法

要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。

【参考文献】

[1]王启，等．常用机械零部件可靠性设计[M]．北京：机械工业出版社，1996．

[2]隋明阳．机械设计基础[M]．北京：机械工业出版社，2002．

[3]赵冬梅．机械设计基础[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2004．

第5篇

1.质量第一

在设计零件时，首先需要考虑的是零件的材料、加工流程的要求要保证零件的质量。只有这样，才能保证盘类零件在实际使用中正常运转，发挥作用。所以，在盘类零件加工前，需要掌握零件的使用原理，作用机制以及加工过程的要求等。同时，在盘类零件加工的过程中，要严格按照图纸要求进行加工，确保尺寸、大小的精确，这是盘类零件能够使用的前提。如果加工出来的盘类零件不能够与其他零件相匹配，那么，这个零件就属于废品。

2.操作性要强

由于不同的盘类零件对加工的工艺与流程有不同的要求，有些零件的精密度高或零件结构本身比较复杂，这就对操作提出了很高的要求。因此，在零件的加工过程中，要综合考虑多方面的因素，包括加工工艺、机床以及加工者素质等，选择最合适的操作方式进行加工，从而保证设计的合理性，质量的达标。

3.安装便捷

盘类零件加工制作出后，需要与其他机械安装在一起，从而使整个机械能够运转，所以在设计盘类零件时，安装的方便、快捷也是需要考虑的因素之一。但由于有些盘类零件结构复杂，安装的技巧与时间等要求较高，这就需要另行考虑。

二、工艺因素

在加工盘类零件的过程中，工艺因素是需要首先考虑的。因为盘类零件的加工时一个整体，每一步骤都是在前一步骤完成后才能继续的。因此，在加工的过程中，严格按照操作步骤，遵守操作章程。

1.毛坯的选择

在盘类零件加工初始，根据盘类零件的性能要求来选择相应的毛坯，并且在粗加工阶段，根据后续程序，合理使用毛坯并有一定的结余。同时，按照确定好的工序对毛坯进行加工，环环相扣，在每一阶段，根据不同的要求，对毛坯的加工程度也会不同。在精细加工阶段，就要按照标准参数，对毛坯进行精准测量、切割、打磨等，使盘类零件的数据符合参数。

2.工艺的要求

由于盘类零件的功能不同，加工的方式、标准也会有所不同，这就需要根据零件的结构来确定。在以端面为主的盘类零件，它的基准通常为平面；在设计以内孔为主的零件时，就需要按照孔来做为基准；还有一种情况较少就是以外圆为主，它的定位基准则要与内孔相同，并且辅助于端面。由于盘类零件的特殊性，所以它的加工步骤都有严格具体的工艺要求。包括毛坯的选择，这不仅需要考虑盘类零件的功能要求，也要符合加工要求。根据零件生产的数量，可以选择不同的加工方式。对于批量生产的零件，通常采用冷挤压等工艺方法，先对毛坯进行粗加工，用这种工艺方式，可以提高工作效率，保证零件的数量要求。在完成盘类零件的结构加工后，就需要开始盘类零件的表面加工，这同样也是盘类零件加工的很重要的一个方面，同样有很高的工艺要求。加工表面尽可能的在同一方向上分布，次要表面尽量与主要表面在同一方向上分布，这样可以在对主要表面的加工中连同次要表面一起加工出来。除此以外，我们在加工零件时，在考虑工艺要求的同时一定要注意人力、物力的合理利用，使效益达到最大化，符合经济效益。

三、技术因素

盘类零件的加工属于技术性很强的工种，技术要求是我们必须考虑影响高效加工的因素之一。随着科技的发展，盘类零件的加工技术也日新月异，因此，在加工过程中，要时刻保持使用最新的技术，不仅盘类零件的参数精确化，而且大大提高了加工效率。随着大数据时代的到来，计算机的普及应用，使我们的盘类零件加工也信息化，加工系统软件的应用，对加工盘类零件的方式、方法越来越精准的控制，计算机的使用可以同时操作不同的加工部分，协同操作，大大提高了盘类零件的加工位置的准确性与速度控制的灵活性。同时，技术水平的不断提高，越来越多的盘类零件加工可以靠机器辅助来完成，甚至有机器来代替人工进行加工，只需远程调控加工过程，对加工程序，以及对零件的加工过程的调整更容易、更方便，并在不断实现无人加工，释放了人工束缚，技术的变革带来的效益是巨大的。在生产实践中，我们不难发现技术对机械制造业中盘类零件的加工高效的发展进步作用是不言而喻的，带动了机械加工制造业向前发展了一大步，极大地提高机械制造业的发展速度，因此，技术的发展，对机械制造业有重要意义。我们可以想象，如果及时更新在盘类零件加工过程中的技术，保证使用最新的生产技术，那么，盘类零件的加工将会更加准确，加工的数量。质量等都会有很大的提升。并且，使用最新的技术，可以在很大程度上节约人力、物力，以最小的投入获得更高的效益。充分发挥科学技术对人类、对生产、生活的影响，促进我国经济的发展具有举足轻重的作用与意义。因此，技术的发展要与时俱进，保持开放，努力吸收别国的技术经验，来不断革新我国的技术经验，促进我国加工制造业的发展。

四、结语

第6篇

流程影响机械制品质量的因素是多方面的，例如原材料质量、加工流程和工艺等，对于机械加工人员来说，必须严格按照规定的工艺和流程制造，尽量减少制造过程中外界因素造成的误差，下面针对机械加工工艺和其流程展开探讨。

1.1制定加工工艺加工机械之前需要一定准备工作，主要是整理和设计零部件工艺路线，准备好每一道工序所需的工具和材料等，制定完善的机械加工工艺路线需要注意两点：首先，粗加工和精加工不能混淆，必须按照加工工艺的不同，安排合适的热处理时间，并且需要使用合适的加工设备；第二，最好先加工基准面，机械加工分为很多道工序，一般情况下需要优先加工基准面，这样才能保证后续加工孔位置和平面的精准度。

1.2加工工艺流程机械零部件加工工艺流程分为两个部分，即前期加工工艺和后期加工工艺，这两个部分都要在技术监督下严格按照生产流程和工艺标准进行。通过加工原材料得到半成品，加工半成品后得到机械制品，但是除了加工半成品和原材料，还包括加工前的准备、输送与保存原材料、加工零部件毛坯等工序，可以看到，机械制造工作比较复杂。但是随着科学技术水平的提高，很多制造企业已经实现了制造自动化，运用科学的生产管理模式和先进的软件、硬件，实现机械制造的自动化、规范化和标准化，有效的提高了生产质量和生产效率，保证企业在激烈的市场竞争中有立足之地。

2零部件精度影响因素分析下面将从几个方面，分析零部件精度受到的影响因素。

2.1加工工艺影响一般情况下，零部件加工都是使用机床，机床精度就成为了零部件精度的影响因素之一，简单来说，机床控制加工刀具的速度和其他变化，而零部件直接受到加工刀具的作用，表面几何精度受到机床主轴回转误差的直接影响，如果机床存在主轴回转误差或者其他方面的精度问题，都会给零部件尺寸和外形带来较大的误差；再者，如果机床主轴径向、轴向发生轻微震动，也会影响零部件精度，举例来说，单纯的主轴角度摆动会造成零部件的圆柱度误差，而径向圆跳动则会造成圆度误差，但是圆度误差不会造成平面误差。所以，要保证零部件加工精度，要尽量增加机床主轴设计、安装、制造的精度，减少机床运行时的主轴偏差。除了使用刀具加工零部件，还需要使用专业夹具固定零部件，夹具精度也会影响零部件精度。夹具制造、安装都会产生误差，在使用过程中还会产生变形、磨损，这些都是造成夹具误差的因素，但是诸如使用中磨损等因素往往不被人们注意。在加工零部件的过程中，如果发现夹具有偏差，就需要及时采取措施调整，一般情况下可以采用补偿技术来减小误差，保证误差在可接受的范围内；部分机床自带补偿装置，直接使用补偿装置修正夹具误差即可。造成误差的原因是多方面的，矫正误差也并不见得一定准确，我们需要针对不同的情况采取不同的措施。

2.2受力形变影响使用设备加工零部件时，设备会受到一定的外力作用，长此以往，设备材料会发生“疲劳”现象，发生不可逆转的形变，机械加工中，设备会受到重力、切削力等其他多种作用力，导致加工设备变形。现在机械制造企业大多数使用数控机床进行零部件加工，程序步骤、数值都预定好，但是由于加工设备产生形变，预定的数值和实际不相符合，夹具、刀具位置会发生变化，从而导致零部件的尺寸和几何误差，在零部件加工过程中，有几个方面的因素会造成受力形变误差：工件刚度：如果刀具、机床等设备的刚度远比零部件高，加工过程中刀具和机床就会对零部件产生外力造成其形变，影响零部件精度；刀具刚度：如果内型加工刀杆和外圆车刀强度有较大差异，刀杆就会受到外力产生形变，对加工孔精度产生影响。在零部件加工过程中，我们可以采用措施减小误差，例如：增强加工设备刚度，尽量使用抗压、抗拉性能较好的高强度材料等。

2.3残余应力影响在零部件加工过程中会产生残余应力，例如锻造、铸造毛坯以及冷却时，由于毛坯各个组成部分材料不同，因此冷却速度也会有差异，材料伸缩速度差异造成形变。针对这种问题，可以采用包括震动时效和热时效在内的人工时效，什么是热时效？就是将零部件放在加热炉内加热，达到规定温度后和炉子共同冷却以消除应力。

3提高精度的若干措施

3.1误差补偿对于零部件加工过程中，设备的原始误差，我们可以采用误差补偿法，简单来说，就是人工制造一些误差，消除设备本身误差带来的影响以提高零部件精度；抑或制造误差来抵消设备误差。

3.2降低原始误差这是最基本的做法，主要是提高夹具、机床、刀具等设备本身的精度，减小、消除设备应力，尽量让设备和零部件不受外力影响以减小形变。针对不同的影响零部件精度的因素，我们应采取不同的措施。

4结束语

第7篇

1.1课程教学体系现状

《机械设计基础》课程开设在大学农牧学院的能源与动力工程专业，共有三个模块，分别为理论教学模块60学时、实验教学模块4学时以及课程设计1周。

1.2教学体系中存在的问题

课堂教学模式陈旧，重讲轻练。课堂教学中，教师常过分强调知识的全面性，造成课堂教授内容过多，与学生互动较少，同时没有给学生留下足够“学”的时间。例如在讲平面四杆机构设计时，课堂时间大部分在讲授其设计基本思路与方法，很少讲习题，更没有时间让学生练习，严重阻碍知识体系的掌握。实验教学条件和内容不完善，学生缺乏参与感。受实验教学条件的限制，现有实验教学内容仅包括机械原理认识实验与机械零件认识实验，均为参观性实验。学生在实验过程中只能对常用机械零件产生感性认识，而没有实际动手操作，致使参与感严重缺失。课程设计时间短，题目单一，且与实际脱节。课程设计的时间为一周，只能做一个题目，即二级变速器的设计。在这一周的时间内，需对设计的各环节进行分析、计算、选型和作图等，时间非常仓促，学生非常吃力。加之设计题目与实际脱节，学生对设计内容不感兴趣，阻碍了学生设计能力的提高。课程考核方式单一，偏重于理论知识的考核，实验等实践内容几乎不在考核之列，造成学生对实验课程和课程设计不重视，专心于理论知识的学习，不利于学生机械设计综合设计能力的提高。

2教学体系改革措施

课堂教学、课程设计、实验教学是机械设计课程整个教学体系中不可忽略的三个重要环节，本课程的教学改革也应从这三个环节入手。课堂教学应提高教学效率，课程设计应提高学生的工程设计能力，实验教学应以培养学生的动手能力和创新能力为目的。同时理顺课堂教学、课程设计与实验教学之间的关系，建立多元化的教学体系。

2.1改革课堂教学方法，整合教学内容，提高教学效率

针对教学模式陈旧、重讲轻练的现状，课堂教学应遵循精讲多练的原则。在理论授课时精讲基本概念、基本理论和基本方法，使知识易于理解、掌握和记忆。同时给学生留出一定的思维空间，避免满堂灌和填压式的教学方法。同时课堂教学应多采用现代教学手段，例如对于一些较为复杂的空间模型和机械运动规律的讲授，应采用幻灯片、动画或录像等方式，更有利于对常用机械零件的结构和特点的认识和掌握。在课程教学体系改革的大背景下，课程教学内容需要整合，应以机械零件设计为主线，以基础理论侧重实用为原则。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型建立机械运动简图，因此应把结构分析，机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号，机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机构原理部分的内容，过去主要是采用讲授图解法。随着计算机辅助机械设计的应用与推广，其教学内容应该以讲授解析法为主，并增加计算机辅助机械设计的内容，向学生简单介绍AutoCAD的操作知识以进行机械设计，课后要求学生利用计算机完成简单机构的设计任务。对于机械传动和零件设计，应尽量减少理论计算公式的推导，增加零件细部结构的设计介绍和常用设计参数的选取原则的介绍，并加强对机械组合的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。多向学生介绍机械方面的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。此外，参考教材的选用应着眼应用性和先进性。将版本较老、内容较难的教材改为内容较为简单、学生感兴趣、应用型强的教材。

2.2完善实验条件，注重实验教学，重点培养学生的动手和创新能力

针对学生对本课程的学习积极性很高，但学习很吃力的现状，分析其原因，主要是因为学生对理论推导的课程内容有所排斥。但学生对事物的感性认识能力较强，且比较爱动手操作。应对实验条件和实验教学内容做出调整。例如建设机械设计综合实验室，购买机械设计课程相关教学仪器设备，用于满足教学实验条件，并在维持总学时（64学时）不变的情况下，大幅加大实验学时所占的比例。其中，理论学时由60学时压缩至36学时，实验学时由4学时增加至28学时。为增加学生对机械机构的操作能力和创新能力，实验教学在课程教学中所占的比例大幅增加，实验教学内容也有了相应的调整，包括认识实验、操作实验和创新实验。其中，认识实验主要是参观机构工作原理，4个实验共8学时；操作实验主要是常用机械模型的制作，3个实验共14学时；创新实验主要是根据学生的兴趣进行机械模型创新设计，1个实验共6学时。

2.3健全课程设计内容，全面提高学生机械设计能力

机械设计课程设计是提高学生机械零件设计能力的一个重要环节。课程设计给定的时间短，涉及知识面广，完成的内容多，计算量大，绘图工作繁重，有时一个普通的传动方案就需要几个小时甚至几天的时间。鉴于该现状，应使课程设计的题目多样化，并给出设计功能要求，让学生根据自己的兴趣选题并拟定结构方案，指导教师给出合理建议，并尽量借助于现代设计手段、设计方法指导学生完成课程设计任务。在课程设计过程中，要求学生在手工计算的基础上，完成装配草图设计，并运用CAD软件完成装配工作图和零件工作图的绘制。这样不仅能使学生在学习期间接触和掌握计算机辅助绘图技巧，又可以加深学生对行业标准和设计规范的理解掌握，全面提高学生的机械设计能力，为其今后从事设计工作打下良好基础。

2.4考核形式多样化，全面考察学生的学习成果

传统的机械设计课程的课堂教学多，考核多以闭卷考试为主，因而导致学生对实验、设计不感兴趣，偏重于书本知识的掌握，形成了“高分低能”的不良现象。而社会的发展要求学生具有理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，因此，课程的考核形式应多样化，以全面考察学生的学习成果为目的，不能单纯以书面考试为主。按照这一思路，课程的考核形式也应作出相应的调整。例如新制定的考试方案中，闭卷（或开卷）考试占30%，实验完成情况占30%，课程小论文占20%，平时表现占20%。其中，闭卷（或开卷）考试内容为课堂教学的重点及难点；实验成绩包括实验模型制作水平、实验积极性及实验团队合作情况；学生可自行拟定课程小论文题目及内容，但论文中必须能反应学生对本课程结构体系的认识及学习感受（需对课程教学提出合理建议或意见）或对课程某一典型章节（典型机械结构）的深入理解；平时表现包括课堂教学及实验教学出勤率、学习积极性及作业完成情况。

3结论

3.1《机械设计基础》课程教学体系的改革应从课堂教学、课程设计和实验教学三个环节着手，应理顺课堂教学、课程设计和实验教学之间的关系，建立多元化且结构合理的教学体系。

第8篇

前言

众所周知，轴类零件是机械加工中普遍的机械零件之一。研究发现，轴类零件一般在机械器械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮等，同时带动连杆等传动件以传递扭矩。轴类零件按结构形式的不同，有锥度心轴、阶梯轴、空心轴、凸轮轴、光轴、曲轴、偏心轴、各种丝杠几种轴类零件等。在各类轴类零件中应用比较广泛的是阶梯传动轴，并且其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。

轴类零件的毛坯和材料

1 轴类零件的毛坯

根据轴类零件的生产类型、使用要求、生产设备以及零件的结构形状的不同，一般在加工零件时选用锻件、棒料等原材料。对于在零件长度方向上零件的外圆直径相差不大时，一般以棒料为主；而对于沿长度方向外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件。这样选材加工，既可以节约材料又能减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。

2 轴类零件的材料

在轴类零件的加工时，应根据不同的加工生产条件和零件的使用要求选用不同的材料，并按着零件的性能采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以保证零件达到一定的强度、韧性和耐磨性。

轴类零件加工工艺特点

研究发现，轴类零件常用的加工方法是车削和磨削等。如果对某一零件的表面精度要求特别高时，还应增加对零件的光整加工工序。一般轴类零件的加工工艺如下。

1 轴类零件的准备工作

一般轴类零件的准备工作有校直、切断、切端面和钻中心孔等。在中心孔的钻取时应注意，应保证零件两端面的中心孔有足够大的尺寸以及准确的锥角。因为端面上的中心孔在零件的整个加工过程中，需要承受零件的重量以及切削力。因此，如果在轴类零件加工时，零件尺寸过小，将会使得端面的中心孔和顶尖受力比较大，从而使得零件的损坏。同时，确保轴类零件在加工时，两端中心孔应在同一轴心线上。

2 轴类零部件定位基准的选择

一般情况下，在轴类零件加工时，采用零件两端的中心孔作为定位加工打磨。在加工零件的外圆时，为了定位的准确无误，要先加工轴的两端面和钻中心孔。此外，轴类零件的各外圆、锥孔、螺纹等表面的设计基准，一般都是轴的中心线，以中心孔为加工轴类零件的基准，使得轴类零件的精度提高，并且使得加工操作简便，所以此方法得到了普遍的应用。

3 外圆及细长轴的车削加工

在轴类零件的加工工艺中，外圆车削是机械加工中最广泛的加工方法。其工艺范围可以划分为荒车、粗车、半精车、精车等加工阶段。同时，主要根据零件的毛坯制造精度和工件最终的精度，选择合适的加工方法。

轴类零件加工的定位基准和装夹

1 以工件的中心孔定位

在轴的加工工艺中，零件各外圆表面、锥孔、螺纹表面的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度的设计基准一般都是轴类零件两端面的中心线。若用两中心孔定位，符合轴类零件加工基准重合的原则。加工经验表明，中心孔定位不仅是车削时的定为基准，也是其它加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。

2 以外圆和中心孔作为定位基准

虽然用轴的两端面中心孔定位定心精度高，但是零件的刚性较差，尤其是加工较重的工件时零件固定不够稳固，且切削用量也不能太大。因此，在轴类零件粗加工时，为了提高零件的刚度，可采用轴类零件的外表面和一端面的中心孔作为加工零件的定位。采用这种定位方法，可以使零件在加工时能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。

3 轴类零件机械加工工艺过程

一般轴类零件的加工工艺过程大致可划分3个加工步骤，首先零件原材料的粗加工（铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆），然后是零件的半精加工（钻通孔、半精车外圆、车锥面、锥孔、钻大头端面各孔、精车外圆），最后是零件的精加工（粗、精磨外圆、锥面、锥孔）。

同时，在机械零件加工工序时，需要在上述三个步骤中间插入必要的热处理工序，一般零件的加工工序按着以下顺序进行：外圆表面粗加工外圆表面半精加工调质钻通孔车锥孔粗加工外圆表面精加工淬火回火（最终热处理）粗磨雌孔精加工（以精加工外圆面定位）。

提高轴类零件车削外圆生产率的措施

1 在轴类零件加工时，尽量选择新材料刀具，因其具有耐磨性、硬度高和热稳定性好的优点。

2 为了发挥硬质合金的优点，宜选用多角形可转位车刀，自动机夹式车刀等，缩短了打磨刀具和更换刀具的额外时间。

3 采用多刀刃切削，在同一次加工时同时车削几个不同的零件外圆表面，这样缩短机动时间和辅助时间，很大程度提高了生产效率。

结束语

第9篇

[关键词]NX（UG） 机制本科 教学改革

[作者简介]孙芹（1979- ），女，山东威海人，山东英才学院机械学院，讲师，硕士，研究方向为机械制造、数控加工。（山东 济南 250104）

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）29

当今社会机械制造业的发展壮大，得益于日趋激烈的市场竞争。面对机遇与挑战，制造业只有不断吸收机械、电子、信息及现代企业管理等多方面的成果，并应用于产品生命周期的全过程，才能不断推出新品，富有竞争力。集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是使传统制造系统成为信息时代、知识经济时代的先进制造系统的最主要内容。目前，在众多企业中广泛应用的CAD/CAM技术是现代先进的计算机技术成功渗入传统制造业的结果。

为使学生进入企业后，能够熟练掌握一门CAD/CAM软件，尽快适应自己的工作岗位，山东英才学院结合机制专业的自身特点，选择NX（UG）作为CAD/CAM教学软件。通过到兄弟院校走访调研发现，在教学过程中，CAD/CAM单独作为一门课程一般开设在第六学期或第七学期，虽然该课程设置的目的是为了起到连接作用，为后续的毕业设计和学生就业提供好的绘图工具。但作为一门课程，学生学完后，很难做到融会贯通，没有达到预期的教学效果。为了提高学生学习的主动性，让枯燥的机械课程变得简单易懂，提高学生学习的兴趣，增强各门课程之间的联系。在机制本科的教学过程中，尝试运用NX的CAD/CAM一体化功能来辅助教学，实践表明，这对学生理解和掌握专业课程有很大的帮助。

一、NX软件在“机械制图”课程中的应用——NX 三维造型模块

“机械制图”是工科重要的主干专业技术基础课程，在机械工程科学人才培养体系中占有重要地位。该课程以形体构造和图形表达为核心，以形象思维为主线，培养学生空间想象能力、形象思维能力、图形表达能力和创新构形能力等工程科学的基本素质，并为进一步学习机械设计类、机械制造类和工程实践类后续课程提供必备的制图基础知识与基本技能。

在制图的教学过程中，仍以讲授为主，部分教学环节借助模型和挂图等辅助工具，学生往往是被动学习，建立空间思维相对困难，学生普遍反映课程太难学，从而对课程产生了厌倦，降低了学习积极性。到了高年级，进入专业课程学习、课程设计和毕业设计阶段，学生反而不会画图了。毕业后，进入社会，就业将更加困难。因此，尝试将NX软件引入“机械制图”课程教学环节。建立机械制图虚拟模型库，让学生有整体的概念，通过旋转、剖切三维图形，可以对三维模型进行动态仿真，让学生理解模型各个方向的形状，增加图形的直观性，搭建投影和三维实体之间的桥梁，这样再来学习制图的投影原理及其他表达方式，将变得非常轻松。同时，NX为参数化建模，方便对模型进行修改，可以根据教学大纲的变化，及时修改模型。可将模型库上传到网络课程中，学生自主学习，大大提高了学生学习兴趣，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。

二、在“数控机床编程”课程中的应用——NX加工模块

“数控机床编程”课程是机械制造本科专业重要的专业课程。大部分院校数控机床编程主要以手工编程为主，讲授数控车床编程和数控铣床（加工中心）编程。为了提高学生的学习兴趣，手工编程的内容也会借助NX软件，讲授自动编程应如何实现。如在车削的教学过程中，相应会讲解轴类零件、螺纹类零件、综合实例等自动编程过程，通过手工程序和自动生成程序的对比，学生对编程有更深刻的理解，更喜欢数控编程课程，为机床实训打下基础。

手工编程虽然有不少优点，如方便快捷，可以省略很多走空刀的地方，能最大地优化加工路径等。但手工编程无法编制复杂工件，如非常规曲面的程序编制，同时手工编程对编程人员有较高的要求，一个点计算错误，将会造成严重的后果。当手工编程无法完成或是编程比较困难的零件，可以通过自动编程完成，NX软件有强大的数控加工CAM模块，包括平面铣削、型腔铣削和深度铣削、固定轴曲面轮廓铣削、多轴铣削和孔加工等，基本可以加工任意复杂的曲面。NX数控加工的一般流程为零件3D建模—指定工艺方案—进入CAM环境—创建程序节点、创建刀具节点、创建几何节点、创建加工方法节点—设定参数—生成刀轨并验证—机床后置处理—数控程序（NC代码）。

三、在“机械设计基础”课程中的应用——NX仿真、装配和工程图模块

“机械设计基础”课程主要包括机械原理和机械零件设计两部分，以机械原理部分学习过程中的四连杆机构为例，在学习四连杆机构时，如果仅仅通过理论讲解，学生对四连杆的运动特性理解的不够充分，可以利用NX运动仿真模块，首先通过三维建模，虚拟装配，设定连杆，设定驱动，完成平面四连杆机构的三维动画运动仿模拟。

机械设计基础课程学完后，要进行课程设计。以减速器课程设计为例，学生要完成减速器装配图及零件图的绘制。给定参数后，如果学生凭空想象，采用二维软件即使完成了减速器的装配图，并拆画零件图，也不知道所绘制的减速器各零件间是否会产生干涉，能否保证加工后的零件能够安装。因此，可以利用NX的装配模块，将所设计的减速器零部件进行装配，通过仿真建模，查看各个零部件之间是否存在干涉，为后续加工的零件的顺利装配打下基础。并且，NX软件可以将三维模型转换为二维工程图形。如果零部件模型尺寸进行了修改，装配图形也会自动做相应的修改。

四、在本科毕业（论文）设计中的应用——NX 综合运用

毕业（论文）设计是每个本科生毕业前要完成的最重要的一项任务。机械设计制造及其自动化专业的本科毕业生主要从事的工作岗位为：数控机床操作岗位（数控车床、数控铣床、数控线切割机床的机床操作工），数控工艺技术岗位（数控加工工艺设计师、数控工艺文件管理员、数控程序编写技术员、电脑绘图员等），普通机电设备设计师助理等技术工作岗位，这些岗位的共同特点是动起手来能干活，拿起电脑可设计。因此，毕业设计对他们来说尤其重要，毕业论好了，进入企业后，就能更快适应工作岗位。

在教学过程中，为实现应用型本科的人才培养目标，减少理论型、研究型论文，要求毕业论文题目需“来自企业”，即学生的毕业论文内容既要包含设计又要包含制造，而且学生必须在数控机床上至少加工出毕业论文中的一个中等复杂的零件，若能借助NX软件，自动生成数控加工程序，并对刀路和程序进行优化，会起到事半功倍的效果。通过毕业设计，让学生掌握机械零件从设计到制造的全过程，为工作后以最短的时间适应企业要求奠定基础。

五、在机制专业各种大赛中的应用――NX 提升

虽然将NX软件融入多门专业课程的教学过程，使学生学习积极性大大提高了，教学效果明显，但由于课时的限制， NX软件强大的功能模块，教学过程不可能面面俱到，很多模块不能深入讲解，一般是按照一定的讲课模式完成教学任务。

教学过程中理论讲解的思路和方法肯定与实际工作有一定的差距。针对学生的不同要求，鼓励学生参加竞赛来提高自己的能力。主要组织学生参加山东省数控大赛、山东省机电产品设计大赛和全国3D大赛等。在每项技能竞赛中，都要求学生完成真实的产品，大赛的环境更接近于真实的工作环境，通过参加不同类型的大赛，学生会对NX软件更加的熟悉，对自己感兴趣的模块有更深刻的了解。同时，大赛能拓宽学生的视野，提高团队合作精神，提升自身的设计、制造和创新能力，拓宽将来的就业范围，提高了就业机会。教师通过指导大赛，与学生进行沟通，更了解学生的想法。通过参加大赛，与其他院校进行交流，相互借鉴，获得更多的信息，把握更新的教学理念，并不断渗透到自己的教学过程中，使教学更贴近实际，使本来枯燥的课堂变得更加生动。技能大赛可以让学生认识到学习中的不足，明确自己的学习方向。

把NX（UG）软件应用于机制本科“机械制图”“数控机床编程”“机械设计基础”等课程中，使学生感觉枯燥、难懂专业课程变得生动、易懂、易学，学生自主学习能力得到了提升，学习积极性得到了提高，同时，在本科毕业（论文）设计和各种大赛中，充分合理地选用NX软件的相应模块，满足了不同层次、不同要求的学习需求，教师更容易了解学生，可使教学更能满足学生的需求，更能贴近社会实践的要求。学生上学期间打下的坚实基础，也为今后的就业奠定了坚实的基础。

[参考文献]

[1]程德蓉，何玉林，李彩霞.基于CBR的“CAD/CAM技术-UG”课程的教学改革[J].教育与职业，2011（6）.

[2]焦丽丽.UG软件用于机械专业课程的教学改革[J].装备制造技术，2008（12）.

[3]严潮红，夏建生，王旭华，等.基于UG NX的工程本科应用型人才培养[J].盐城工学院学报：社会科学版，2010（3）.

[4]畅为航，段江军，张洪峰.基于UG软件的《机械制图》课程改革探索[J].装备制造技术，2009（12）.

第10篇

关键词：学生办厂；教师指导；企业化运行

中途分类号：G647.38 文献标识码：A

引言

随着现代科技的高速发展，经济社会的巨大进步，未来社会需要大量的创新创业人才。国家教育部、省教育厅高度重视此项工作，大力支持并多次在各高校开展创新创业人才培养工作。根据大学生创新创业初期条件，结合小型企业资本有机构成低、社会劳动力容纳量大的特点，选择以培养创办小型企业为目标的创新创业训练项目。

本项目以模具设计与制造专业的学生团队为主体，建立一个“广科机械加工厂”。为保证学生在项目训练中能获得预定的能力，制定工厂管理制度，模拟企业运作方式，将学生团队成员按企业的生产技术、经营管理等岗位进行分工，通过学生自己对本工厂产品设计制造以及生产经营的实施过程，使团队每个成员得到训练。

一、团队特色

学生团队方面：参与本项目的学生是通过自愿报名、任课老师和辅导员共同考查，指导组全体教师共同研究确定的。学生成员成绩优秀，基础知识扎实，求知欲强，对模具设计及制造或者机械零件加工有浓厚兴趣，对学习高新技术有着执着的追求。

教师团队方面：指导教师均具有丰富的教学和实践经验，有的直接来自机械企业生产一线，设计制造经验丰富，是一支“双师”型队伍；其中指导教师团队负责人兼具高级工程师和副教授职称，是一位曾经多年从事机械工业企业生产的中型国有企业厂长。

二、现有基本条件

（一）学院及系部领导高度关注并全力支持大学生创新创业项目。从人才培养方案制订到学生团队成员挑选、指导教师队伍组成、实训基地的保证、训练耗材的供应等方面给予全方位的支持。

（二）机械系现有一座1550平方米机械加工实训车间，内有数控车床、数控铣床、加工中心、线切割、电火花及通用机械加工设备70多台，价值700百多万元，有由10人组成的实训教学团队及完整的组织机构。

（三）有一个经验丰富的“双师结构”教师团队。团队成员专业知识及技能结构合理，有富于创新，乐于奉献、甘为人梯的精神。

三、项目特色及创新点

（一）立足现有条件，以本系机械加工实训车间为平台，挑选一批优秀学生，组织一个大学生创新创业训练指导教师团队，以模具设计制造、通用机械零件加工全过程为载体，组建一个 “机械加工厂”。

（二）本训练项目是借助一个虚拟的工厂组织机构，搭载机械系“机械加工实训车间”真实实体进行实际运行。在项目训练中，每个同学根据预定的角色在各自的工作岗位上，在老师的“全指导、半指导、零指导”进程中，分别获得模具设计、零件制造、生产经营、质量管理等技术技能，为走上社会创新创业打下坚实基础。

（三）本项目具有“三实一虚”特点。即训练平台（机械系实训车间）真实；团队（学生和老师）真实；训练内容（外来生产业务加工）真实；组织机构（广科机械加工厂）虚拟。

四、项目运行方式

（一）运行目标

以机械系“机械加工实训车间”为真实平台，在虚拟的“广科机械加工厂”组织机构中，对学生团队每个成员加以训练，使他们分别获得模具设计、零件制造、生产经营、质量管理等多种技术技能及素养，为未来独立创新创业打下基础。

（二）团队成员分工

1.工作岗位设置。按照机械加工厂生产经营特点，将训练岗位设置为：冲压模具设计，塑料模具设计、通用机械零件加工（含制造工艺设计和加工实操）、生产经营策划、质量管理、物资供应、财务管理7个岗位。

2.学生团队分工

将学生团队5个成员按前述设置的7个岗位进行分工：其中3人分别担任冲压模具设计，塑料模具设计、通用机械零件加工（含制造工艺设计和加工实操）；另外2人分别担任生产经营策划和财务管理、物资供应和质量管理。

3.实训指导教师分工

将5位指导教师按前述7个岗位的指导要求进行分工并落实到人，形成文字文件后再在两个团队全体成员会议上宣布，在项目运行中执行。

五、项目实施计划

（一）前期准备工作

前期以对学生进行培训为主，学习安全生产基本规程和加工厂的管理制度，熟悉生产环境和实训车间，了解客户下单签订合同与组织生产的流程。因加工厂条件所限，客户可由教师扮演，预定生产加工两套难度适中的塑料件模具产品，模拟与学生签订加工合同，此部分工作主要由市场部人员负责。其中对生产过程中需要用到的专业知识，如：客户提品特性，所需材料的性能，产品大致设计方案，加工工艺，产品价格估算等，进行系统的学习和培训，为下一阶段的训练做准备。

（二）项目训练阶段

借助机械系机械设计与加工既有平台，按照学生担任的岗位角色，进行岗位技术技能强化训练。

1.产品设计阶段

主要由工程部人员负责，在专业教师的指导下，进行工艺设计和模具设计，出具模具图纸，确定后续加工工艺方案，估算价格等。

2.备料，进行模具制造，加工模具零件，装配试模等。

3.产品设计汇总，总结解决设计问题。

六、训练方法

按照“全指导、半指导、零指导的”渐进式训练方式开展工作。初期，学生在教师的全面指导下进行工作；中期，学生自己工作，遇到问题时，老师给予指导；后期，学生自己独立开展工作并进行总结，老师给予评价。

七、训练内容

（一）技术类

1.根据用户提供的产品图纸技术要求，进行模具设计；编制外购件、外协件、标准件清单；

2.按照模具零件图的设计要求，编制生产工艺文件；编制生产准备清单，包括工具、量具、刀具及其它外购物资清单；

3.根据用户提供的零件图纸技术要求，编制生产工艺文件；编制生产准备清单，包括工具、量具、刀具及其它外购物资清单；

（二）生产类

1.根据技术部门提供的生产工艺文件，按照用户提出的时间要求，编制生产计划安排表；

2.根据生产部门的计划安排，按照机械加工工艺文件内容，组织实施生产。

（三）管理类

1.根据技术部门的物资清单，清点厂内现有物资，缺额所需立即购买，保证按时按量供应生产性物资。

2.按照财务管理相关规定，准确及时收付工厂资金。

3.对生产过程及出厂产品进行严格质量检查；

4.对外经营业务策划和实施。

八、项目进度安排

（一）储建阶段

按照《广州科技职业技术学院大学生创新创业训练管理办法》组建学生团队和指导教师团队，撰写项目申报材料并按规定程序申报；项目获批后，与机械系机械加工实训车间共同商定车间及机床设备使用事项；宣告“广科机械加工厂”成立。

（二）训练准备阶段

对学生团队成员进行培训，学习安全生产基本规程，熟悉场地和生产环境。购置训练材料，做好训练准备。

（三）项目训练阶段

1.全指导式训练。借助机械系机械加工实训车间既有平台，按照学生担任的岗位角色，进行岗位技术技能强化训练。

2.半指导式训练。通过学生自己及其它方式对外承接简单模具设计制造和机械零件加工业务。以学生为主体，在老师指导下完成对外业务制造工作。

3.零指导式训练。由指导老师设定项目，由学生自己独立完成，最后由指导老师对学生的工作质量进行测评，学生自己作出总结。

（四）项目总结验收阶段

1.项目组成员将前期训练及实践进行总结，撰写总结报告；

2.将在项目训练中设计的图纸、机械加工工艺文件等技术资料整理成册；

3.撰写发表项目成果论文；

4.向学校相关部门办理“广科机械加工厂”物资及财务交接手续；

5.组织项目验收。

九、结语

开展本项目的研究，就是要积极探索和实践，将我校以“广科机械加工厂”的活动形式的创新设计教育教学活动推广到全专业，扩大受益面，稳定并扩大创新设计教导教师队伍，同时借助实践基地的建设，为开展这种具有特色的教学模式提供物质基础和保障，大力加强机械类专业的实践教学，以创新作品的设计、制作及其竞赛活动，切实加强对我校工科专业学生的创新精神、创业能力和动手能力的培养，并将教改教研的成果进一步上升到新的理论高度，以期形成地方院校中富有特色的机械类应用型人才的创新能力培养模式，切实提高人才培养质量。

参考文献：

第11篇

关键词 虚拟样机；技术；机械；产品；设计

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0065-01

为了使自身在市场上立于不败之地，很多企业都对产品的模式进行了更新，其目的是提高产品的效率及收益。随着社会的发展和经济水平的提高，竞争也愈发激烈，除了要减少成本以外，还要提高产品的质量和使用价值。

1 什么是虚拟样机

所谓的虚拟样机，指的是产品的多领域数字化模型的集合体，它包含了真实产品的所有特点。运用这种技术，可以对机器的零件进行模拟制造，从而在设计阶段提高产品的使用性能和质量。

用这种技术来对机械产品进行设计，对零件、结构、装配等部分进行分析，使机械产品的设计更加具有直观性和可视性。

2 基于虚拟样机技术的机械产品设计与建模方法

2.1 利用CAD软件建模仿真

在对机械产品进行设计的时候，必须要运用一系列的软件来对机械零件的设计尺寸进行分析，并且对机械零件开始进行一个一个的建模。这样就可以得到一个三维的图片，然后再对零件模型的表面、材质、质量、性能等进行虚拟的设计，从而进行仿真分析。

建模完成以后，再利用三维软件，将需要调入的零件模型进行装配，装配的时候要充分的利用平衡、垂直、重合等。装配还必须按照顺序来进行，比如先装配部件，然后再将部件模拟装配成样机。此外，可以通过运动集成模块来进行优化设计，这些模块有很多的优点，比如能够矫正机械的运行，能够注意到机械的位置、运行速度、性能是否正常。另外，这些模块还能够通过对尺寸的计算，优化整个机械的性能。

2.2 对产品结构件进行分析和仿真

在对机械产品进行设计的过程当中，除了必须要考虑设计中的运动以外，还要考虑所设计的零件是否有一定的承载能力，或者强度和性能是否符合要求。进行了建模以后，因为软件有一个比较好的接口，因此可以采用这种软件对机械的各个部分进行强度分析，分析的时候还要计算有限元，这样才能够使设计更加的合理。另外还要分析设计要求是否符合机械的使用要求，如果得出的数据证明虚拟样机的一部分不符合机械使用要求，那么，就只能重新进行修改。同时，这也是一个系统而繁杂的过程。

2.3 对行星架进行分析

行星架是机械的承载构建，如果机械的行星架设计不合理，就会影响到整个机械的使用。同时，行星架也是非常复杂的一部分，很容易出现轴的强度过低，而计算应力又会显得比较复杂。首先要在软件中创建几何模型，其次要导入其中，导入之后可以添加材料信息了，然后要根据装配体的情况，来设置接触选项，最后再根据参数来设计网格，施加载荷，并且求出结果。

3 虚拟样机技术在机械产品设计中的应用

我国对机械产品的设计经历了很多个历程，最先开始是二维技术，利用计算机来生成零件，或者是整机的二维图形，然后是三维技术，最后才是现在的虚拟样机技术。笔者总结了虚拟样机技术在机械产品设计中的应用，具体为以下几点。

3.1 采用ADAMS软件对运动仿真进行分析

这种方法比较准确可靠，而且还可以使数据无缝连接，但是建模功能却不好。我国很早就采用ADAMS软件应用到农业机械当中，最普遍的是用收割机、深耕机。同时，在不同机械系统工作的参数下，油菜物料在清选袋置中的运动规律也不同。

3.2 ADAMS软件和造型软件的联合仿真

这种方法是首先在软件中建模，然后再把建的模导入ADAMS中，这种方法的建模功能非常的好，而且仿真功能也很强大，但是在导入模型的过程当中，很容易丢失一些信息。20世纪90年代末，运用这种技术设计了播种机，实现了自动化和科学化的播种。此外，这种技术还被运用在马铃薯收获机当中。

3.3 ADAMS和控制系统分析软件的联合仿真

机械系统和控制系统是现代机械的主要发展方向，两者结合可以降低机械设计的复杂性，还能提高机械运动的效率。几年前，我国通过将ADAMS与控制系统的联合，研制出了弹性轴轴承系统在径向正弦载荷作用下的动力学特征。在农业机械方面，还研制出了马铃薯联合收获机输送臂，对输送臂的整个运行进行了分析和研究，提高了其使用性能。

4 虚拟样机技术的优点

4.1 缩短了产品的设计周期

虚拟样机技术在传统机械设计的基础上进行了改善，从不同角度、不同使用需求出发，缩短了产品的设计周期。此外，还提高了机械运行的性能。

4.2 降低了产品的开发成本

因为机械设计是一项复杂而系统的工作，需要耗费大量的人力、物力、财力，而虚拟样机技术虽然对计算机软件、硬件的要求很高，却降低了机械设计的总体成本。

4.3 提高了零件的设计效率

与传统的机械设计相比，虚拟样机技术只需要输入一个基本模型，便可以导出精确的几何，对于形状大致相似的一系列零件，只需要稍微修改一下，就能够生成新的零件，这样就提高了零件的设计效率。

5 总结与体会

现在，虚拟样机在机械设计中的运用越来越广泛，从过去的二维、三维发展到CAD建模，再到如今的虚拟样机技术。不但提高了设计效率，还降低了设计成本，整个设计过程也大大的被简化，使得机械产品本身的操作也变得简单易懂。

参考文献

[1]徐海枝.我国虚拟样机技术应用研究论文计量分析[J].价值工程，2013，32（9）：312-313.

[2]王磊，吴新跃.基于虚拟样机技术的齿轮啮合仿真研究[J].机械工程与自动化，2013（1）：29-31.

第12篇

关键词：机械，公差原则，独立原则

 

1 前言

我们知道，机械零件具有各种不同的功能要求，公差原则就是基于零件功能要求来确定的，要根据不同的功能要求来采取不同的公差原则，以保证机械产品质量，这对于生产正常运行、提高劳动效率、提高经济效益都具有举足轻重的现实意义。。下面，本文就对《公差原则》的应用进行相关分析。

2 独立原则

独立原则是指图样上给定的各个尺寸、形状和位置要求都是各自独立、彼此无关的，分别满足各自的要求。独立原则是尺寸公差和形位公差互相关系遵循的基本原则，采用独立原则时，无需标注任何符号。

图1为独立原则的应用示例，图示光轴的轴径实际尺寸应该在15~14.973mm之间，其间的任何尺寸均为合格，而轴线的直线度误差均不允许大于0.015mm。

在图2中，套筒孔径的实际尺寸受所控制，轴线与端面A的垂直度误差受0.04mm控制。可见，在图1和图2中，形位公差和尺寸公差彼此无关，各自独立。

3 相关要求

相关要求是指图样上给定的尺寸公差与形位公差相互有关的设计要求，相关要求主要有包容要求、最大实体要求以及最小实体要求。有配合或装配性质要求时，需要尺寸公差补偿给形位公差，但有时后者反过来补偿给尺寸公差（可逆要求）。

3.1 包容要求(ER)

包容要求表示在给定的长度上被测实际要素处处不得超越最大实体边界的一种要求。包容要求只适用于单一尺寸要素的尺寸公差与形位公差之间的关系。采用包容要求的尺寸要素，在其尺寸极限偏差或公差代号后要加注符号E，其体外作用尺寸不得超出最大实体尺寸，且其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸（此即泰勒原则）。

图3(a)中，轴后加注符号E表示遵守包容要求；在图3(b)中，当轴局部实际尺寸处处均为最大实体尺寸时，不允许圆柱的轴线有形状误差，而应该具有理想形状；在图3(c)中，被测要素偏离最大实体尺寸，其直径等于，则允许轴线有形状误差；在图3(d)中，当轴尺寸处于最小实体尺寸14.982mm时，允许轴线的直线度误差值为0.018mm。

3.2 最大实体要求(MMR)

最大实体要求是被测要素的轮廓处处不超越最大实体实效边界的一种要求。当实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其中心要素的形位误差值超出其给出的公差值，此时应在图样上标注符号M；当其中心要素的形位误差小于给出的形位公差，又允许其实际尺寸超出最大实体尺寸时，可将可逆要求应用于最大实体要求。此时应在其形位公差框格中最大实体要求的符号M后面标注符号R。采用最大实体要求时，形位公差的补偿值取决于实际尺寸对其最大实体尺寸的偏离程度。因此，即便是规格相同的一批零件，各个零件上相对应的要素所能得到的形位公差补偿值也可能是各不相同的。

图4中，轴线直线度公差0.1mm是在轴的尺寸为最大实体尺寸20mm时给定的。当轴的实际尺寸等于最大实体尺寸20mm时，其轴线直线度误差不能超过0.1mm，如图4(b)所示。当轴的实际尺寸偏离最大实体尺寸20mm时，允许其轴线的直线度误差增大，轴的实际尺寸偏离其最大实体尺寸多少就允许其轴线的直线度误差增大多少。。例如，当轴的实际尺寸为da=19.985时，则允许其轴线的直线度误差增大到0.1+(20-19.97)，即0.13mm；轴的实际尺寸等于最小实体尺寸时，其轴线的直线度误差的增大值达到最大，0.1+(20-19.7)，即0.4mm。

3.3 最小实体要求(LMR）

最小实体要求是指被测要素的实际轮廓应该遵守其最小实体实效边界，当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其形位误差值超出最小实体状态下给出的公差值的一种要求。此时应用符号L在图样上形位公差值之后注出，最小实体要求适用于中心要素，主要用于需保证零件的强度和壁厚的场合。当其中心要素的形位误差小于给出的形位公差，又允许其实际尺寸超出最小实体尺寸时，可将可逆要求应用于最小实体要求。此时应同时在其形位公差框格中最小实体要求的符号L后标注符号R。

在图5(a)中，孔的中心线对基准的位置度公差采用最小实体要求。图5(b)所示中孔处于最小实体状态时，其中心线对基准A的位置度公差为0.4mm。当孔的实际尺寸为时，允许其中心线的位置度误差增大到0.4+（8.25-8.15），即0.5mm。被测要素处于最大实体尺寸时，其中心线的位置度误差的增大值达到最大0.4+（8.25-8.0），即0.65mm。。

4 结语

不同的公差原则满足不同的功能要求，在具体的设计应用中，选取哪一种公差原则要视具体情况来定，正确的选用相应的公差原则对于提高产品质量、降低成本，意义重大。因此，作为设计者必须要深刻理解不同公差原则的含义并能够运用灵活，以取得最佳工艺性及经济效益。

参考文献：

[1] 余甦.几种公差原则的特点和应用[J] 机械工业标准化与质量,2009(09)

[2] 赵耐丽.浅析公差原则的应用[J].科教文汇(中旬刊),2008(09)

[3] 王晓玲.正确理解和应用公差原则标准[J].拖拉机与农用运输车,2006(06)

第13篇

关键词：激光加工，农业机械制造

 

1.激光加工技术概述

激光加工技术是一种高度柔性和智能化的先进加工技术, 它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果, 技术涉及范围广。激光加工技术是指各种以高能密度激光束为手段, 通过激光束与材料之间的物理和化学等作用, 实现改变物质形态或性质的先进材料加工技术。激光加工涉及激光物理、材料、电子、机械和工程传热等多门学科, 综合了激光、制造、控制和计算机应用等多项技术, 已成为多学科交叉和多技术综合的一种典型的先进制造技术。激光加工具有非接触、无污染、热影响区域小、加工精度高以及可选区加工等特点, 而且在特定的加工情况下是其他制造方法不可替代的。因此, 激光加工技术在许多行业中都得到了重要而广泛的应用。由于其独特的性能在农业领域得到广泛应用, 在诱变育种、增强种子活力、促进生长发育、提高产量和品质、平地整地、提高节水灌溉能力、防治病虫害等方面发挥着越来越重要的作用。

2.激光加工技术在农机制造中的应用

21世纪是一个以信息、生物等高科技为支柱的知识经济时代, 我国农业只有加快现代化进程, 才能在国际竞争中立于不败之地。发展现代农业少不了农业机械的支持, 制造技术成为其重要的组成部分。当前农业机械由于其自身应用的特点和工作对象的复杂性, 尤其是农机制造行业的设计加工手段比较落后, 使其创新少, 新产品开发周期长, 成本高,制造质量比较粗糙, 产品寿命相对较短。免费论文参考网。为了大力提高农机的制造技术, 并与其他机械制造业平行发展, 必须加大激光等先进制造技术在农业制造中的应用力度, 提高农机制造企业的现代生产技术水平。

2.1激光快速成型技术在农机制造中的应用

快速成型技术即直接根据CAD模型快速生产样件或零件的技术总称。它集成了技术、数控技术、撒光技术和材料技术等现代科技成果, 是先进制造技术的重要组成部分 。其原理产品三维CAD模型一分层离散—按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料生成实体模型。它能根据CAD模型电子模型自动、直接、快速、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件, 在不同模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件, 解决了从设计到制造的快速对接问题。因此, 该技术可以对产品设计进行快速评价及修改, 有效地缩短了产品的研发周期, 降低了开发成本, 满足了当今竞争日益激烈的市场对新产品快速开发和快速制造的要求, 提高了产品的市场竞争力和企业的综合竞争能力。其中, 激光选区烧结是快速成型制造中的重要工艺方法之一。这种制造方法具有成型速度快、精度高、表面质量好、后置处理简单和省时等特点, 是一个具有生命力的技术, 为制造技术的发展创造了一种新方法。

农业机械生产过程具有特殊性。零件多具有较复杂的形状, 如耕地机械、整地机械和收获机械等。此外, 复杂曲面较多, 如犁体曲面、旋耕机旋刀、水泵叶轮和送料螺旋等, 而且根据具体的生产情况不同, 其形状还需相应调整。因此,利用传统的机械加工方法研制这种农业机械零件, 不仅研制开发时间长, 加工工艺复杂, 而且很难达到理想的效果。运用先进的激光快速成型集成技术, 不仅大大缩短新产品的开发周期, 降低开发成本, 而且制造质量也优于传统制造方法。

2.2激光表面强化与热处理技术在农机制造中的应用

激光表面强化与热处理技术是一种新型的材料表面处理技术。激光表面强化技术的原理是利用激光穿透能力极强的特点,当把金属表面加热到仅低于熔点的临界转变温度时, 其表面迅速奥氏体化, 然后急速自冷淬火, 金属表面迅速被强化川。激光热处理是传统热处理技术的发展和补充, 它可以解决其他表面处理方法无法解决或不好解决的材料强化问题。经过激光处理后, 可以提高其抗磨损、抗疲劳、耐腐蚀和防氧化等性能, 延长其使用寿命。总之, 激光表面技术对于提高零部件的表面综合机械物理性能, 改善产品的性能、使用寿命,增强产品的竞争能力起着至关重要的作用。

农业机械量大面广, 种类繁多, 每年由于表面破坏和失效带来的损失非常巨大。资料表明, 农机产品的失效破坏,约60%有是由零件表面的腐蚀和磨损造成的。如耕作、播种和收获机械的许多零部件, 直接与土壤接触, 其腐蚀和磨损相当严重, 导致故障增多、生产率下降, 作业成本明显上升。免费论文参考网。农用动力中的气缸、气门、曲轴, 因磨损和腐蚀常会导致功率下降, 污染增加。各种农用泵、风机和叶片在表面磨损后, 工作性能下降, 寿命降低。因此, 在农机行业中大力推广先进、实用的表面技术, 可显著提高零部件的抗氧化、耐腐蚀、耐磨损和耐疲劳性能, 能最大限度地延长农机具的使用寿命己对于已损坏的产品, 采用表面修复工艺, 可大大节省资金,经济效益十分显著。

此外, 激光热处理技术在农业机械制造行业应用极为广泛, 在许多关键零件上如缸体、缸套、曲轴、凸轮轴、排气阀、农技服务年阀座或活塞环等几乎都可以采用激光热处理。在农业生产中, 机器的工作条件是多种多样的, 有些机器犁、中耕机、播种机和收割机直接在磨料介质中工作, 使许多零件磨损很快。免费论文参考网。另一方面, 为了获得足够的强度, 机器的材料用量较大,不仅浪费材料, 而且显得笨重。对于此类零件, 激光硬化处理后的硬度比常规淬火硬度高5%一20%, 激光合金化可以根据要求选择加人新材料, 形成以基材为基础的新合金层,以获得满意的性能。此外, 由于处理后性能的提高, 可以选用低性能的基材, 从而减少了基材的质量。

2.3激光技术在农机零件修复中的应用

激光技术在农机零件修复中主要是应用激光熔覆技术。激光熔覆技术是一种新型的表面改性技术, 是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化, 并快速凝固后形成稀释度极低, 与基体成冶金结合的表面涂层, 显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法, 从而达到表面改性或修复的目的, 既满足了对材料表面特定性能的要求, 又节约了大量的贵重元素。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比, 激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。

因此, 激光熔覆技术可以提高材料表面的耐磨与耐蚀等性能, 主要用于零件磨损后的修复及增强新制造零件的性能。对于重要零件如农机中的汽缸套和活塞等,由于工作量大, 高温、高压、侵蚀以及不同程度的摩擦, 其磨损量是很大的, 零件需要定期报废和更换。对于耕地机械、整地机械和收割机械如犁、中耕机、播种机和收割机,作业时局部磨损很快, 零件报废是因为局部的损坏。为了提高零件的使用寿命, 修复工作有着极大的意义。激光加工具有选区作用的独特优点, 而且激光熔覆可以方便地修复磨损部位, 使零件不因为局部损坏而报废, 提高了零件的可靠性和使用寿命,在投人费用最小的情况下重新达到更佳的性能要求。此外,用激光对模具进行修复, 可以大大提高模具的寿命, 又不受形状和尺寸的限制, 在农机制造中也应大力推广和采用。

3.激光加工技术在农机制造中应用现状及前景

3.1激光加工技术在农机制造中的应用在我国尚不普遍, 主要是该行业对激光技术的应用还存在不同程度的神秘感和偏见。另外, 对激光技术的宣传也不够, 缺乏实践。因此, 农机企业应尽快引进吸收工业生产中成熟的科研成果,利用好工业中已建立的多功能激光加工中心, 使其为更多的农机企业服务。

3.2激光加工技术的引人可以大幅度提升农业机械的制造水平。但对加工类型的选择及激光器的使用, 要从基础做起, 只有在充分掌握这种先进加工方法的情况下, 才能更好地改进传统工艺, 发挥新技术的优势。激光加工技术集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,技术涉及范围广。因此, 农机企业在上激光制造项目时, 一定要分析企业自身条件和需求, 向其他机械企业咨询, 看准方向, 找到结合点, 循序渐进地进行。

3.3近年来, 大功率激光器和辅助设备的制造技术日益提高, 其基础理论及生产技术日益成熟, 与其他加工设备相比, 大功率激光器的价格也不是很高。因此, 激光加工技术

在农业机械制造中的应用具备了一定的外部条件。另外, 随着农业工业化的决速发展, 农业制造企业的实力明显增强, 对产品质量的要求越来越高, 为激光加工技术在农业机械制造中的应用提供了内部动力和条件。因此, 目前激光加工技术在农业机械制造中的应用具备了条件。从农机应用领域来看,快速成型、熔覆及热处理是激光加工技术应用的主要内容。

第14篇

关键词：机床生产；主轴回转；误差测试；高速回转

中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）07-0012-02

1 概述

在机械生产的过程中，对于机床方面的加工技术中会出现多种的问题，其中包含有加工设计中出现的误差。错误可以避免，但是误差是无法避免的，可以做到的是将误差的值调整到接近正常值的范围之内。在机床生产中，主轴的回转方面的误差就是一项需要改进的项目。主轴回转误差发生后，会对机械的零件加工形状和质量造成一定的影响，直接影响到机械零件表面的平滑程度。其中主轴回转所产生的误差如下图所示：

图1 主轴回转误差立体示意图

主轴回转生产误差是在机床主轴运行过程中，在一瞬间回转轴线与平行轴线之间发生的水平方向和竖直方向出现的位移差，也就是通常情况下所说的误差。其中水平轴线是在主轴运动瞬间运动趋势所得到的位移数据后，经过加权得到的平均位置。主轴回转生产误差主要有三种具体的形式：单一水平轴向跳动、单一竖直轴向跳动和单一偏角转动。在这三种形式当中，前两者被统一称作主轴轴向回转误差，这两者出现的误差会在机械零件加工中直接对原件后期生产造成一定的影响。

在出现主轴轴向回转误差时，纠正处理起来相对来说较为简单。只要在主轴的端处安装有位移传感器，在机床运行过程中，主轴发生偏移就可以在传感器中现实出来，技术人员就可以根据位移误差值对机械进行调整。同时对于机床主轴的回转生产误差值进行测试，寻找最为合适的生产模型。下面就测试的相关技术进行

研究。

2 误差分离测试技术

误差分离技术是通过信息源变换或模型参数估计的方式使有用的信号分量与误差分量相分离的—种测量技术。测量过程是：通过测量方法和测量装置的适当设计，改变误差分量与有用信号间的组合关系，并从信息源（误差分量与有用信号相混迭的信息源）的不同位置拾取信号，再根据在不同位置处拾取的信号间的联系，建立起误差分量与有用信号间的确定的函数关系，最后经相应的运算处理，使误差得以分离。测量过程的结构模型，如下图所示：

图2 误差分离技术结构模型

用位移传感器进行主轴回转误差测量时，由于实际的主轴回转轴心是不可见的，不能直接对其测量，而只能通过对装在主轴上的标准件（标准球或标准棒）或主轴轮廓的测量来间接测得主轴轴心运动。因而这样的测量方法不可避免会混入标准件或主轴外轮廓的形状误差。对于具有高回转精度的精密主轴，混入的形状误差或安装误差的影响是不容忽略的，它们甚至会掩盖掉微小的主轴回转误差，所以需要寻求有效的误差分离方法把它们从采集的数据中准确的分离出去。

对于主轴测量的相关统计数据资料表明，在误差分离技术的使用下，传感器的用处可以直接作用于机床使用当中，在数据采集的集合当中，数据资料可以被技术人员所使用，用在调整误差数值，以调整误差数值，同时也为后期的数据校正起到了帮助作用。此外，在多方向上使用的微位移变化是在二维图像的采集中转换为三维模型，在回转生产误差测试的径向起到轮廓采集的方式充分的起到了机床主轴回转生产误差测试。

3 主轴误差改进方式

叶片零件在机床加工占据重要的地位，在使用了误差分离技术后，代替了以往使用多年的制定龙骨板的做法，不在使用滚轮整体下料。这样一来，不仅添加了方案的选择余地，还发挥出了数控技术切割速度快、降低误差的特点。另外有些细小的配件的很多靠内侧部位无法通过主轴轴向切割，使用这样的办法就可以改善机械的运行模式，在操作中变得简单，在成果上也是的误差率在很大程度上得到了降低。

基于叶片零件数控切割机在传动上要求较为严格，在布进电机的下方安装有整体性的传动装置，在机床通电的情况下，电机传递出电流，电流转换为动能带动齿轮运转。我们注意到，在对称的两个传动齿轮中间有四个固定装置，在机床运行的同时，系统会根据已经定好的操作模式进行运转，四个装置不但起到固定传动齿轮的作用，还坚固校验齿轮的作用，这样就可以很好的解决了一瞬间回转轴线与平行轴线之间发生的水平方向和竖直方向出现的位置偏移的现象。另外在系统的下方安装相关的传感器，将上部传递下来的震动信息转换为误差指示值完成数控初期计算机设定的相关参数指令。

在传动装置的指引下，机床的零件可以完成形状复杂、精度要求高的任务，这些零件的加工完全是人工手段所不能达到的。日常对于误差处理的进程中可以控制机械的振动，但是振动都会对机械的机床部件和传感器造成一定的影响。在安装传感器方式来改善误差的情况之外，还可以在通过一些零件设备改造来降低误差。在压力底座支撑面上，压缩接触面积要保持均匀，才能满足密封的功能，因此内外环凸凹曲面的加工精度直接影响密封的可靠性。定期对油封内部进行清理，确保机床正常运行。保证运行中不出现机械的磨损，来降低误差值出现的可能。在使用主轴回转误差测试后对材料进行加工时，很容易保证材料小曲面的精度，光滑性也有很好的保证，也能够技术规范中浮动油封的密闭要求。此外，在机床运行中的减速机构处理，其行星架等分孔的等分精度几每行孔的同轴精度都直接影响整机的传动精度和使用寿命，在加工中心上加工行星架，不仅保证了图样的精度要求，同时误差减少了会增加工作的效率。

在单方面的评定测试当中，对于材料类型的改变会使得误差在主轴回转运动数据的数据采集方面发生一定的变化，原有的峰-谷数据会相应的被削弱，变成了误差范围较小的情况，这就成功的达到了精度提高的效果，完全满足了测试的要求。并能看到，使用这样的方式在对主轴回转误差测试中处理较为方便、计算模型简单，同时计算出的数据可靠度高，并能将这些精确的数据用在回转误差的判定和机床机械整合方面。

4 结语

主轴回转在使用当中会出现误差的情况，在本文中，通过对误差的统计中的分离技术来获得主轴更改误差数据，使得主轴在运作中的精度不断的提高，同时在文中提到了主轴回转生产的误差减小的方法，根据具体的工程实际情况来对机床的加工生产效率进行提升，有效的改善机械生产的效率，切实的通过调整误差出现的范围来控制机床生产效能。

参考文献

[1] 周菲，王庆军.机床主轴回转误差对加工精度的影

响[J].煤矿现代化，2002，12（15）：49-53.

[2] 黄伯文，尹苟保，刘桂秋.高精密车床主轴回转误

差运动数字式测量法[A].精密机床动态检测与精

度控制论文集[C].2007，9（10）：133-135.

[3] 王少薪.高速高精密主轴回转误差在线动平衡技术

第15篇

关键词：课程设计；创新能力；培养

“工程材料与热加工基础”课程的主要内容包括工程材料学、铸造、锻压、焊接等。按照教学大纲要求，该课程的教学强调学生学习知识的“综合性”、“自主性”和“实践性”。由于机械零件中所用材料及其成形工艺的选择是一个复杂的问题，材料和毛坯成形工艺的选择合理与否直接影响到产品的质量、寿命和生产成本。为了提高学生的工程实践能力、逐步培养学生的工程意识，在学习该课程后进行为期一周的课程设计。其主要目的是：通过课程设计的实践，使学生在理论课程中所学各部分知识融会贯通的基础上，能够在统筹考虑材料及成形工艺选择的问题上理清思路、掌握基本原则和方法，提高综合运用所学知识的能力；使学生初步达到在一般机械设计中，能合理地选择材料和毛坯制造方法，并能合理地安排热处理工艺及零件制造工艺流程，从而在处理工程技术问题上逐步建立起“工程思维方式”；理论与实践相结合，提高学生的实验技能，激发学生的创新能力。

一、学生是学习的主体，有利于充分调动学生自主学习的积极性

“工程材料与热加工基础”是一门研究工程材料及热加工工艺的实践性很强的综合性课程。随着科学技术的发展和时代的进步，现代教育的目标已从知识储备性发展为智力开发性，学生的学习是要从根本上接受新知识，提高其智能水平和培养综合解决问题的能力。单就知识的获取本身来说，除了教师的传授之外，还必须具备自己获取知识的能力。因此，教师在教学过程中，应着重培养学生的自学能力，掌握如何获取新知识的方式方法。依据教学进程安排，本课程设计是学生在大学期间最早接触到的设计类型教学环节。课程设计的任务是在教师的指导下，学生通过自主学习、自主设计、最终完成整个零件的选材及热加工工艺设计。

为了充分调动学生学习的主动性、积极性和创造性，在进行课程设计选题时，通常都是根据每个同学自身的特点和兴趣爱好，让他们选择感兴趣的题目进行设计，而不是一味进行强迫式学习，完成所谓的设计任务。创新与兴趣是两位一体的，如果学生对所选的设计题目不感兴趣，学习没有动力，就谈不上会有所创新。我校机械厂生产的小型高速台钻，应用前景广阔，同学们普遍兴趣很大。该产品涉及的零部件有60余个，选用其中的几个典型零件让同学进行设计，有工作台、立柱、主轴箱、主轴和罩壳等，这些看似简单的零件，要使选材和工艺设计合理，做到满足使用性、工艺性和经济性三原则，决非易事，需要付出大量的劳动，这其中既涉及各种材料的合理选择，也涉及到各种热加工工艺方案的制订，需要查阅大量的文献资料、小组反复讨论，甚至还要深入工厂生产第一线进行调查研究，才能最后得到满意的结果。这种教学方式极大地提高了学生的学习兴趣，激发学生的求知欲和探索意识，全面培养学生的各方面能力，包括与人交往能力等书本上学不到的知识，对学生今后走上工作岗位大有好处。

依据课程性质，基于对学生的创新能力培养，在课程设计中，始终强调以学生为主体，教师为主导的思想，因材施教。指导教师的作用一是如何使同学在设计过程中能尽快进入角色，消除设计开始时无从下手的畏惧感，在对学生严格要求的前提下，尽量放手让学生独立设计，使学生真正成为训练的主体。二是通过检查与答疑，以便及时发现问题，进行现场指导，从而实现课程设计教学以教师为中心到以学生为中心的转变。教师在指导过程中，要注意启发、因势利导，通过设计训练进一步激发学生的求知欲和创造力。由于在设计初期，学生基本上无工程设计经验，对各种热加工工艺细节和零件的详细结构等不够熟悉，此时，教师应鼓励学生大胆进行设计，拿出不同的工艺设计方案，此举既能培养学生的创造思维，又能锻炼学生的设计能力。实践证明，教师的悉心指导，有助于使传统的模仿型设计训练转变为思考型设计训练。不少同学在课程设计的体会中都提到，通过课程设计的实践，使他们进一步认识到工程材料及热加工工艺在实际生产中的重要作用，课程设计的训练使他们理清了思路，把握了重点和难点，对课程的教学主线掌握得非常好。

二、小组讨论，有利于培养学生相互协作的团队精神

在科学技术高度发达的今天，人们比以往任何时候都更加注重相互之间的合作，更加注重团队精神。毕竟个人的力量是有限的，在一个相互融洽的研究小组中学习和工作，有利于相互之间的取长补短，有利于活跃思维，激发设计灵感，创新能力在课程设计过程中得到锻炼和提高。与其他设计类课程一样，本课程设计也提供了一个相互合作的平台。课程设计的主要内容包括机械零件结构分析、受力状况、工作环境和生产批量等，以此来决定材料选用、成形工艺方法选择及其经济指标确定等诸方面。考虑到机械零件的结构设计、材料选用、成形工艺、经济性等诸多因素之间既相互关联、又相互影响，甚至相互依赖，并且这些因素还并不都是协调统一的，有时甚至互为矛盾。因此，有必要在弄清它们之间的相互作用及其相对重要性基础上，通过初步的工艺方案设计，再进行综合分析比较，一般要经过多次循环，反复进行，才能最后得到结果。鉴于课程设计具有一定的综合性，通过课程设计，能巩固、加深和扩展有关机械零件选材及热加工工艺设计方面的知识，培养学生理论联系实际的设计思想，提高分析和解决工程实际问题的能力，对学生的学习能力是一次较为全面的训练，并对后续专业课程的学习、毕业设计(论文)教学以及今后走上工作岗位都具有重要作用。

正是由于机械零件选材及毛坯成形工艺选择的复杂性，使得课程设计不但有利于学生独立分析问题和解决问题能力的培养，而且有利于思维的群体性培养，即思考问题时，善于向别人学习，取别人之长的思维习惯。培养思维群体性较好的办法之一是组织讨论。通过讨论，让各种不同的见解展开争辩，最后在相互补充之中统一。例如，承压油缸(主体)零件的毛坯成形工艺选择，依据零件的使用要求和技术条件、生产批量等，可以有以下几种生产工艺方案可供选择：(1)圆钢切削加工；(2)铸造毛坯：(3)模锻毛坯；(4)胎模锻毛坯：(5)焊接结构毛坯等。通过综合分析比较，从生产批量、生产可行性及经济性考虑，得出以模锻毛坯的生产方案较为合理，但若有合适的无缝钢管，也可采用焊接结构。很明显，如果没有相互之间的团结合作，集思广益，将很难在较短的时间内获得合理、经济、实用的工艺设计方案，因为成形工艺选择过程中既需要对所学知识进行高度概括和综合，又涉及到对有效知识的如何提取等能

力问题。

三、查阅技术文献，编写设计说明书，有利于培养学生的工程意识

当今时代，创新教育对培养高素质人才来说是一个永恒的主题，大学教育应有一定的系统性、科学性和先进性。依据高等教育的功能和目标，重要的是使学生掌握某种专门知识和谋生技能，使学生能从根本上适应社会环境的变化，提高迎接挑战的生存能力和自我发展能力。课程设计教学环节把理论与实践有机地结合起来，在一定程度上加强了对学生工程意识的培养。由于培养学生的动手能力和创新能力不是一朝一夕的事，有一个逐步渐进的过程，在该过程中应该从多角度和全方位来考虑。通过课程设计，可最大限度地启发学生发现问题、分析问题和解决问题，让学生在课程设计中通过查阅教材及相关参考书，找到所需要的文献资料，并从中受到某种新的启发，有利于培养学生的好奇心，发展学生的辨证思维能力和逻辑推理能力，培养学生的创新设计能力。

在课程设计过程中，对学生的整体知识水平提出了较高要求。工艺设计初步完成后，只有通过优化组合，适时调整结构设计和工艺参数，以获得更加接近实际需要的设计方案。因为要生产某一种产品可选的材料可能有多种，如何在众多的材料中选出符合实际的材料，既是对所学知识的检验，也是对学生综合能力的检验，也就是我们通常所说的没有最好，只有更好；同理，要生产某一种产品可能有许多制造方法可供选择，但是如何在众多的工艺方法中选择符合要求且成本低廉的制造方法，是值得每一位设计人员认真思考的问题。与通常在书本上就能简单找到答案的解题方法不同，课程设计要求从众多知识中进行概括推理，然后是实践验证的科学过程。通过训练，学生的工程思维方式得到较好的培养。

由于机械零件用材及毛坯成形工艺的选择综合程度很大，影响因素也很多，因此，通过课程设计，将使学生受到系统的设计训练，掌握如何查阅手册、资料，运用相关技术标准，培养他们对各种信息及数据的归纳整理能力，掌握基本设计计算的技能以及进行机械零件的合理选材及加工工艺流程设计；学生对工程技术文件的写作能力也得到锻炼和提高，进一步增强学生的自信心与责任感；培养了学生严谨求实的科研工作能力；有利于学生养成良好的职业道德和吃苦耐劳的精神，树立正确的工程观点、经济观念和良好的全局观念，培养他们的工程意识和工程素质。可以设想，如果学生所学的知识未能达到融会贯通，就很难谈得上有创新，也就不可能设计出令人满意的工艺产品。

四、从理论设计到实践验证，进一步增强对学生实验技能的培养

进行课程设计时，既要注意到设计的科学性和条理性，同时又要尽量和实际相结合。课程设计只有充分注意到理论与实践的联系、对知识的综合应用、全方位地展开学生的思维和最大限度地解放学生的思想，才能有助于培养学生具有活跃的应变思维能力。在设计过程中要求学生处处从实际出发来考虑和处理问题，要使自己设计出的产品符合实际需要，就必须从实践来，再到实践中去，没有实践，再好的工艺设计也只能是纸上谈兵，在实际生产中可能存在这样或那样的问题，难以真正生产出满足要求的产品。考虑到本课程理论知识学习的繁杂性，学生在课堂教学中只能了解和获取有关各种材料和加工工艺过程相对粗浅而空泛的知识，真正遇到实际问题时有可能仍然感到无从下手。因此，课程设计环节的安排，相当于是一个处理实际工艺流程问题的模拟过程，学生在设计过程中能够使繁杂的理论知识具体化，将许多抽象的概念通过一个具体的零件对象联系起来，对强化学生的思维训练起到重要作用。