矿山机械设计论文范文

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第1篇

相较于其他机械设备，矿山机械由于工作的特殊性常常需要更精密、更复杂的结构设计。以某金属地下采矿系统为例，矿井里由于空间受限，岩层坚硬，这就要求着采矿掘进机械设备结构强度较高、各部件力学性能要求较高、结构也相应更紧凑

2CAD技术及软件功能

2.1CAD技术

CAD技术指的是计算机辅助设计技术(CAD-ComputerAidedDesign)，是利用计算机及其图形设备软件帮助设计人员进行图形参数计算、设计、绘制、修改、尺寸标注、信息储存等工作的计算机应用技术。

2.2CAD软件功能

目前Auto-cad软件开发出了平面图形处理的二维cad和立体图形处理的三维cad图形处理模块，用户可根据各自的需要对图形进行设计与处理。软件提供了二维平面绘图、绘图辅助工具、图形编辑、文字书写与修改、尺寸标注及计算、图层管理、三维图形绘制、网络共享、数据交换等多种功能，使用时根据用户的特殊需要选取不同功能进行工作，操作极为方便。

3CAD技术在矿山机械设计中的应用

CAD技术很好地解决机械设计过程中图形绘制困难的问题。通过计算机软件绘制的机械设备图纸，设计、生产加工、维修人员可以在计算机上轻松地利用CAD图形阅读软件进行尺寸的标注和修改、结构部件的位置调整和准确定位，并可以对局部区域进行放大和缩小查看，既方便设计人员对整体-局部位置关系的设计，又有利于生产加工及维修人员对部件细节和部件结构位置的把握。因此在目前的机械设计尤其是装备复杂结构紧凑化、大型化、特种化的矿山机械中得到了广泛的应用。利用CAD技术在矿山机械设备设计中的好处主要有：

3.1减少设计工作的工作周期和工作量

采用CAD技术进行机械设备的设计工作，一方面使得机械设备的复杂构造转化成简单的几何图形，这既方便图形的绘制，也利于生产加工制造单位对于机械设备构造的整体把握；另一方面也使得机械设备设计工作量减少，设计周期变短，更方便机械设备的设计工作。

3.2有利于机械设备构件细节的设计

CAD技术软件能够对图形的局部区域进行放大和缩小查看、编辑处理，在实际的图形绘制过程中，可以更加注重细节的把握。将平常很难准确把握的部件结构细节处理清楚，并且保证精细构件与周边构件的精确结合，尤其是涉及齿轮咬合部分，这就有效地避免了由于机械设备构件结合不准造成的机械设备故障，给机械的日常工作提供保障。

3.3有利于机械设备构件的修改

CAD图形编辑软件提供了图形修改功能，主要包括线条修改（打断、延伸、删除等）、尺寸修改（拉伸）等。在机械设备设计中图形绘制出现问题时，可以方便地利用软件提供的编辑模块进行修改，操作极为方便。

3.4有利于机械设备的直观装配

CAD技术绘制的图形对于各部件的安装位置及大小有着精确的标注，因此在进行机械设备的生产加工制造过程中，各部件组合安装更加直观。在图形绘制过程中，随时利用软件对机械设备进行模型演示，以方便查找设计中存在的问题。

3.5保证机械设备设计质量

CAD技术是计算机应用技术的一种，有力地避免了机械设备设计中人为的失误造成的设计质量降低问题，并且其智能控制系统可以精确地查找设计中存在的问题，因此，更容易保证机械设备设计质量，更利于机械设备的设计工作。

4CAD技术未来的发展趋势

随着计算机技术的发展与进步，CAD技术也相应的得到飞速的发展，通过CAD技术在实际机械设计中的设计讨论，我们认为未来的CAD技术会越来越向着标准化、智能化、普及化发展。

4.1CAD技术的标准化

CAD技术在机械设计制造中图形的绘制、编辑、修改中占据有重要的地位，越来越多的设计单位、机械制造公司和机械使用单位利用CAD技术来进行日常的工作。因此，CAD技术必定向着应用技术的标准化发展以逐渐减少在交流过程中引起的误解，这既是CAD技术日常应用的需要，也是CAD技术发展的必然要求。

4.2CAD技术的智能化

CAD技术软件如果只是单纯的提供图形绘制和编辑修改工具模块，那么在实际的工作过程中会因为操作复杂而“难以上手”从而导致设计人员工作效率的下降，并且在实际的工作中可能会由于操作困难而导致图形绘制出现偏差和错误，不利于设计工作的进行。因此，CAD技术在未来发展过程中需要重点注意智能化发展，以完整的模块功能代替繁琐的编辑技巧，更方便设计工作图形绘制的进行。

4.3CAD技术的普及化

CAD技术在图形绘制应用上的强大功能优势保证着它的使用市场空间，那么在未来的工作过程中，CAD技术会得到越来越广泛的应用和普及，不仅局限于机械设备的图形设计，包括房屋装修、管线敷设、工艺流程设计等多种实际生产生活活动都可以应用CAD技术，极大地方便人们的日常生活。

5结束语

第2篇

矿山机电专业是培养能从事矿山机电设备安装调试、操作及维修、检修、矿山机电设备管理等专业技术工作。要求矿山机电专业毕业生要获得以下几方面的知识和能力:1.较系统的掌握本专业领域必需的技术基础理论知识。2.熟知并掌握机电设备零件图、装配图、电气原理图和安装图的阅读和绘制相关知识。熟知矿山机电设备构造、原理和故障原因及分析的相关知识，并了解本专业领域的现状与发展趋势。3.熟知矿山机电设备操作、维护、故障检修、安装调试及运行管理的能力。4.初步掌握室矿山机电设备选型、选参数及相关的设计方法。5.了解安全和文明生产的管理制度、技术规范、管理知识等。

二、矿山机电专业的《机械设计基础》课程安排

从该专业的特点来看，对于机械设计基础的要求比较高，主要是识图、读图、绘图、选型计算及机械设备安装与维护的能力要求比较多，掌握矿山机电及系统的设计，学会运用手册、标准、规范等资料。因此，在理论授课时要突出这方面的特点。1.理论环节本校该专业机械设计基础课程，理论教学为50学时，实验为10学时，根据这个学时来安排，理论知识突出与矿山机电专业相吻合的知识点。理论授课主要讲以下内容:①平面机构的结构分析，在这部分主要包括平面机构的运动简图以及平面机构的自由度分析及运动的确定;②凸轮机构。主要包括从动件的凸轮的几种形式及运动规律;③轴毂连接，主要包括键连接、花键连接和销连接的几种形式以及运用的环境;④带连接和链传动是重点，因为涉及井下运输。这部分包括带的分类、带传动的工作情况分析、普通V带的设计计算及V带传动的张紧、正确安装与维护;链传动主要有几种形式及应用场合;⑤齿轮传动。主要讲减速器设计；齿轮失效的形成、形式及措施等。⑥蜗杆传动，主要是蜗杆传动的散热计算;⑦齿轮轮系。主要是定轴轮系和周转轮系的传动比计算;⑧滚动轴承和滑动轴承。主要是分类和应用场合。2.实验环节针对专业的特点以及理论课授课的分配，在实验环节主要设计了下面几个实验:①金工工厂参观实习。让实习工厂的老师讲解设备的种类以及每种设备可以加工的零件类型，典型零件的示范加工。让学生对工厂内的设备大概了解，清楚有什么样的设备及该设备可以加工什么零件。这有助于学生在学习理论知识时加深理解。②机构认识实验。该实验可以增强学生对机构与机器的感性认识。陈列室展示各种常用机构的模型，通过对模型动态展示，并以四连杆机构的变化情况，提出液压支架中四连杆的作用的问题，让学生思考，使学生对常用机结构及类型与相应的设备建立起关联。③齿轮范成原理实验。该实验是了解用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，要指导学生注意观察齿廓渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程，使其了解渐开线齿轮在制造过程中产生根切现象的原因，以及避免根切现象的方法，并会比较标准齿轮和变位齿轮各部分尺寸的异同点。实验老师做演示实验，学生参观。另外在进行完该实验后，还应进行减速器的拆装。④带传动的滑动率和效率的测定。该实验主要是观察带传动的弹性滑动和打滑现象，并了解外载荷对传动效率的影响，让学生结合矿井运输了解皮带运输的原理和结构。

三、结语

第3篇

【关键词】矿山机械;情感化设计;研究与应用

一、概述

1.1情感化设计的含义

根据本文总结，得出情感化设计的大概含义。本文认为情感化设计是一种人性化的设计，其改变了传统的器械设计过程中只关注产品实用性的特点，将着眼点放于产品外形特征对于使用者的情感慰藉方面的作用，通过对产品外观的设计，使得使用者对器械进行更加有效的使用。

1.2对实现矿山机械情感化的作用的研究

本文认为，实现矿山机械情感化设计的作用表现在两个方面。首先是对于矿山作业者工作效率的影响。前文也有所提及，矿山作业相较于其他的工作来说其工作量是较为巨大的，因此，在矿山工作者工作时易产生疲劳的情绪，对工作提不起精神。而这时情感化设计就可以起到一定的作用，通过对颜色、外形等方面的改造，使得矿山工作者在进行机械使用时更具有精力。第二个影响即是对于安全性的影响。结合以往的对于矿山安全事故的报道可以得知，矿山作业的安全性虽然在近年得到了很大的提升，但是仍然具有一定的危险性，尤其是在警示不够且操作者疲乏的时候，更容易发生安全事故。情感化设计可以通过机械外形的刺激使得使用者具有警觉，从而减少事故的发生。

二、矿山机械情感化的实际应用

1、机械色彩应当保持明亮。在矿山机械的使用过程中，其外形对人产生最直接的冲击作用的就是机械的色彩。本文认为，在进行矿山机械设计的过程中，为了突出情感化设计的特点，其色彩应当从这两个方面加以注意。首先是从对使用者精神和视觉神经的刺激方面出发。据实验表明，深沉灰暗的色彩更容易使人出现疲乏的现象，而明亮的色彩可以振奋人的精神，因此，在进行矿山机械设计的时候，应当采用红、橙等明亮的颜色。但是，颜色整体应当趋于简单，不应当制造色彩斑斓的外形，尤其是仪表盘的应当尽量简单，以防使用者因为眼花缭乱而产生操作失误的现象。另一个方面是对于安全警示方面的作用。其实为了刺激人的视觉而选择的明亮色彩同时也具有个人提供警示的作用，但是本文认为，除了整体的颜色之外，为了机械操作的安全，机械上的关注部位应当用重点色彩进行标记，使得机械的使用者对其进行高度的关注，减少事故的发生。2、机械外形应当稳重可靠。除了矿山机械的色彩之外，其外形同样能给使用者起到心理暗示的作用。在我们传统的认知当中，普遍认为棱角分明的结构较之弯弯曲曲的结构更加具有安全感。而矿山机械由于其作业地点的特殊性以及其工作人员心理的特殊性，对其外表的稳重程度的要求比其他机械更高。因此，根据对矿山机械使用者情感的分析得出，其希望在较为不稳定工作环境中寻找一个稳定的依靠，因此，矿山机械的设计应当较多地利用直角和直线，以突出其稳定感。但是，从另一个方面而言，棱角分明的机械虽然看起来稳固可靠，但是也给人一种重机械的压抑感，影响矿山工作者的工作热情，因此，在进行矿山机械设计的时候，应当做到在保障整体结构的稳定可靠性的基础上融入较为柔和的线条，减缓重型机械给人心理带来的压抑感和严肃感。3、机械的操作应当具有规整性。至于矿山机械操作的规整性，可能是一个较为难于理解的概念。本文想突出的是，在矿山机械的操作过程中，其作用的效果应当具有一定的规律。例如，在运用挖煤机器的时候，挖煤机器挖出的煤最好是具有统一的大小和形状，这样的机械工作，不仅可以使得工作者心理因为煤块的整齐而感到舒心而且可以生出一种对这种机械操作的成就感。因此，要想实现矿山机械的情感化设计不仅需要对其外形进行改造，使其的作业方式变得更规整也是对增进工作者的工作效率具有重大影响的举措之一。

总的来说，要想实现矿山机械情感化设计的成功应用，就应把握住矿山工作则在工作的时候与其他工作者心理的不同，再通过研究，将能对其心理产生积极影响的元素融入到矿山机械的设计中去，以实现更安全高效的矿山工作。

作者:孔德博 张莉婷 单位:1.五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司 2.五矿邯邢矿业邯郸中冶建设有限公司

参考文献

[1]卜繁刚.现代机械设计方法在矿山机械设计中的应用[J].中国新技术新产品,2016,(07):53-54.

[2]张艳明.关于现代设计方法在矿山机械设计中的应用研究[J].科技展望,2015,(28):45.

[3]宋昊妍.论现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J].机电技术,2015,(04):158-160.

[4]徐淼,任家骏.矿山机械情感化设计研究与应用[J].矿山机械,2015,(05):1-4.

[5]朱艳敏.浅谈现代设计技术方法在矿山机械设计中应用[J].科技创新与应用,2014,(33):295.

第4篇

【关键词】机床；精密加工；自动换刀

Abstract：This product is a new type of multi-function machine tools，the main objective so that we can on a single machine to complete the one-time multi-channel precision small parts precision machining processes.Therefore，this machine can complete the drilling，milling，turning，grinding，and other four processes，as well as manual and automatic tool changing co-ordination，so that more diverse operation，which saves the need to purchase more than one machine costs，and eliminating non-less disassembly time and improve the processing efficiency.

Keywords：Precision Machining；Machine Tool；Automatic Tool Changer

机床设计属于造型设计工作中很重要的一部分，传统的大机床总布置设计由主传动系统、进给系统；机床基础件主要参数等组成，在满足机床性能的要求下进行设计。其目的是提高机床的生产效率和机床寿命。而对多功能小机床而言，机床本身结构与传统机床相比都有很大不同，但是基础的设计要求也有相同的因素。

1.多功能小型机床简介

一台机床可以实现车、铣、钻、磨四种功能；不需要过多的拆装，便可以完成这四种功能，节约时间，提高工作效率；占地面积小，适用于学校和工厂的实验室工作；独特的进给系统可以使操作者精确地掌握车刀和工件的进给量；自动换刀和手工换刀相结合，不仅使换刀方式多样，而且减少了拆装刀具的时间，提高了效率[1]。

2.多功能小型机床设计理念

现代工业的机床的设计理念主要是绿色设计，人性化设计和产品系统设计等。在设计上，这些主要设计理念与之相对应体现在：对环境的环保意识，体现对人的关怀，使得设计得到企业工厂乃至全球机床产业的认可。本论文设计的多功能小型机床体现了机床系统结构的设计理念。新型多功能机床包含了多种加工工艺，新颖的换刀结构，精确地进给结构，独特的车、铣、钻等交换方式。

3.多功能小型机床结构

新材料、新工艺的应用促进了机床结构的发展和机床轻量化，给机床结构设计提供了方便。机床构件的微型化，成形技术的发展带来了机床表面的平整化，减少了机床构件的数量，提高了机床的工作效率，进一步实现机床结构的微型化。从实验得知：多功能小型机床提高了工作效率，节约了时间。

4.多功能小型机床模型设计部分

根据模具设计的一般在步骤，对一部分进行模具设计，通过对典型零件的模具分析，掌握系统的性能和稳定性。在多功能小型机床的设计中综合运用了pro/E软件中的造型技术如边界线法，扫描法等。为设计出曲线光滑，工作效率高的机床，需反复实验才能得到合理的机床模型。

图1 机床传动系统模型

机床模型的步骤：收集零件工作图等技术文件；了解机床的需求情况，来确定机床结构的合理性经济性；对机床进行分析，备料确定模板尺寸；在图纸上进行模型绘制；绘制完成后，将模具进行校对和配件组立，确保各个模板孔位一致[2-4]，最后完成的机床模型运用渲染软件Cinema-4D处理后如图1所示。

5.结论

多功能小型机床是一种高精度，高柔性，高速度，高质量的新型机床，由于高速度，高质量，高精度，高柔性的特性与普通机床大有不同这也展示了多功能小型机床的优势。

参考文献

[1]胡黄卿.机械制造业的发展趋势[J].矿山机械，2003（05）：22-27.

[2]姜媛媛.基于pro/E在并联机床的实体建模[J].2009（04）： 18-22.

[3]徐竹.机械设计基础课程教学方法[J].职业教学研究， 2009（09）：8-14.

[4]徐锦康.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.150-225.

基金项目：2013年高校国家级大学生创新创业训练计划项目（编号：201310448021）。

作者简介：

第5篇

关键词 高水平应用型大学 机械设计制造及其自动化专业群 专业认证

Abstract In this paper， high-level application-oriented university in Shandong Province is taken as a case， and the major group of mechanical design and manufacture and automation in Shandong University of Science and Technology is taken as an example. From expects of current basic conditions， i.e. specialty and subject foundations， feasibility of implementation plan for specialty group of mechanical design， manufacture and automation is analyzed. Construction plan and management safeguards are put up with， in order to explore and study the implementation program of mechanical design， manufacture and automation for high - level application - oriented university.

Keywords High-level Application-oriented University； specialty group of Mechanical Design and Manufacture and Automation； Professional Certification

0 引言

2016年9月5日，山|省教育厅，山东省财政厅联合下发了《推进高水平应用型大学建设实施方案》。方案从“建设目标、立项条件、推进措施、组织实施”等四个方面进行了精心设计，其中亮点和特色颇多：到2020年，建成60个左右高水平应用型重点专业，进入全国同类专业前10%；推动10所左右高校综合实力排名进入全国应用型本科高校前10%；培育建设40个左右专业，逐步达到高水平应用型重点专业建设标准；对每个立项建设专业拨款经费400万元，每个培育建设专业拨款经费150万元；“十三五”期间，省财政将加大投入力度，加强资金统筹，多渠道筹集20亿元，积极支持高水平应用型大学建设。①高水平应用型大学建设旨在促进高校转型发展、特色发展，提高应用型人才培养质量，增强服务经济社会发展能力。在此背景下，对加强机械设计制造及其自动化专业群建设来说既是一种挑战也是一种契机。

1 机械设计制造及其自动化专业群建设基本条件

合理的专业结构、雄厚的专业基础及较高的学科基础是高水平应用型专业群建设的基本条件。山东科技大学机械设计制造及其自动化专业群是以机械设计制造及其自动化为核心专业，包括机械电子工程、材料成型及控制工程、金属材料工程共4个专业的专业群。专业群中的4个专业均服务于先进装备制造领域，具有相同的机械工程学科基础，其中，机械设计制造及其自动化是先进装备制造领域的重要核心专业，金属材料工程专业、材料成型及控制工程专业为装备产品的设计与制造提供材料知识及成型技术，机械电子工程专业为装备产品的智能化制造提供机电控制技术。4个专业相辅相成，相互补充，为高水平应用型专业群建设打下了坚实了专业结构基础。

1.1 专业基础条件

教师队伍结构优化，专业课程设置合理，是夯实专业基础的先决条件，是保证高水平应用型专业群建设长足发展的主导因素。山科机械设计设计制造及其自动化专业群核心专业专任教师52名，教授19人，具有博士学位的45人，35岁以下教师5人。“双师型”教师比例达到48.1%。教师队伍中多人入选国家百千万人才工程、国家及山东省有突出贡献的中青年专家、“泰山学者”。另外，专业群充分发挥自身优势和特色，全方位多层次地拓宽学生的创新创业渠道，积极寻找创业基地建设的新契机。截止2015年底专业群实践基地总数已发展到74个，校区合作建设基地28个，年均可接纳学生4000名。近年来，机械设计制造及其自动化专业获得山东省特色专业、山东省特色名校建设工程专业，教育部综合改革试点专业，2012年被列入教育部“卓越工程师教育培养计划”，省级教学成果奖6项，省级教学名师1名，省级教学团队2个等荣誉。

1.2 学科基础条件

学科建设是专业发展的基础，专业建设以学科发展为依托。应用型大学的学科基础水平决定着专业建设水平，专业建设水平决定人才培养质量，因此，应用型学科建设是应用型大学建设的一项基本任务，有实力的学科基础充分反应学校的综合实力和核心竞争力。②

一流的学科要求有一流的研究平台。“十二五”期间山东科技大学机械制造及其自动化专业群积极响应国家号召，加速学科基地建设，成功申报山东省机械电子工程、材料加工程、材料学重点学科，山东省矿山机械工程、先进材料与表面改性省重点实验室，山东省矿山辅助运输、采掘机械、金属材料与表面工程技术研究中心，“煤矿复杂条件开采成套装备关键技术”团队入选 “教育部创新团队”，“先进制造技术与装备”团队入选山东省高校科研创新团队，“煤矿机电技术系列课程”教学团队为省级教学团队，“机械基础系列课程”教学团队为省级教学团队。这些支撑平台的建立与建设，为学科发展提供了良好的实验研究环境，为高水平应用型专业建设提供了得天独厚的基础条件。

高校与科技界、经济界的纵横向联合开展的科学研究工作在学科建设与发展中同样起着举足轻重的作用。科学研究是学科建设的前提和坚强动力、学科建设是进行科学研究的基础与重要平台，两者相辅相成，互为基础，相互促进。③近年来，机械制造及其自动化专业群秉承“以服务求支持，以贡献求发展”理念，形成了基础前沿、应用研究和工程化研究一体化设计、全链条协调推进的科研创新模式。专业群教师承担了国家“863”计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金等一大批高水平科研项目。近10年承担国家级项目36项、省部级及重大横向科研项100余项，实到科研经费约2.7亿。2008年获国家科技进步二等奖1项，2011年获国家技术发明二等奖1项，2012年获国家科技进步二等奖1项。近5年来，获省部级科技奖励35项，其中一等奖11项，获国家发明专利109项，实用新型专利200余项，成果转化造效益10.6亿元，发表SCI收录论文40余篇、EI/ISTP收录论文200余篇。出版学术专著6部。

2 机械设计制造及其自动化专业群建设推进措施

通过专业群建设旨在以本专业群建设为着力点，突出强化各专业特色，促进应用型创新人才培养与制造产业优化升级、经济转型发展紧密对接，推动专业群各专业向高水平应用方向发展。

2.1 构建高素质应用型创新人才培养模式

探索校企深度协同育人机制，构建校企合作育人基地；优化课程体系，突出实践教学；整合教学资源，开发专业特色课程和在线开放课程；实行学分制和弹性学制，加强创新创业教育。构建集校内专业知识积累教学、校外企业工程实践能力提升教学、全时空网络开放教学于一体的，立体化、网络化的高素质应用型创新人才培养模式。

（1）基于社会需求和工程教育专业认证，探索、完善校企深度协同育人机制，积极推进校企、校地、校所、校校深度合作，建立产教融合、协同育人的人才培养模式，实现专业链与产业链、课程内容与职业标准和专业认证标准、教学与生产过程对接。优化调整专业群的培养方案及教学过程。优化课程体系，突出实践教学，提高实践课比重，各专业实践教学学分比例占总学分比例不低于30%。

（2）建设校企合作育人基地，构建高水平实践教学基地与平台，提升学生工程实践能力。改革专业群中各专业的实践教学体系，使之与产教融合、协同育人的人才培养模式相适应，进一步加强实验实践环节，提高学生实践动手能力，积极与厂矿企业合作，建设高水平合作育人基地。

（3）加强专业群课程和教材建设，着力开发专业特色课程和在线开放课程，满足学生多样化自主学习需求。充分利用互联网技术，提高学生利用各种渠道进行自主学习的能力，本着开放性、共享性、可扩展性、先进性、经济性和高可靠性原则，整合各专业优质教学资源，开发课程网络教学平台。

（4）改革教育模式，实行学分制，允许学生休学创业。加强创新创业教育，将创新创业教育融入人才培养全过程。为学生配置创新创业指导教师，探索大学生创新能力培养机制，鼓励学生参加各类科技创新活动，培养高水平科技创新人才和团队。

2.2 加强师资队伍建设，构建具有高水平实践教学能力的师资队伍

培养与引进相结合，建设一支适应高素质应用型创新人才培养需要，以高水平专业带头人和优秀中青年骨干教师为主，师德高尚、教育理念新、教学科研水平高、创新能力、实践能力强的师资队伍。

（1）加强师资队伍建设，提高“双师型”教师比例和兼职教师比例。

（2）调整教师结构，积极聘请行业优秀人才充实教师队伍。

（3）提高校内各专业教师实践教学能力。

（4）建设高水平专业群整体师资队伍。加强高水平人才引进和培养工作。

2.3 积极推动科技成果转化，产出高水平应用技术成果

将专业群的发展与科研方向融入以企业为主体的行业技术创新体系，推动科研成果产业化，加强科研反哺教学，积极与企业联合，申报省级以上高水平应用技术成果奖励。

（1）依托专业群内各专业科研优势和人才资源优势，加强校企深度合作。积极将专业群内各专业的发展及研究方向融入以企业为主体的区域、行业技术创新体系，以解决战略性新兴制造产业关键技术、社会发展重大（重点）问题为导向。通过联合、共建等多种方式，拓展专业群服务社会的领域和范围，广泛开展应用技术研究和科技服务，扩大成果转化的力度和经济社会效益，不断完善政策，支持并鼓励教师和企业联合开发新产品、新技术。

（2）设立专门机构和专职岗位，结合学校科技成果转化和知识产权运营机制，加快各专业知识产权成果的转移、转化，及时将科技研发成果转化为经济社会效益和专业课程教学资源。

（3）专业群内各建设专业积极与机械制造、矿山装备、海洋工程装备、钢铁等行业企业联合，力争获得高水平科技成果。

3 机械设计制造及其自动化专业群建设管理保障措施

3.1 建立管理组织机构

加强组织领导，完善专业建设负责人管理制度。成立高水平应用型专业群建设领导小组，科学规划，编报专业群建设方案，加强对专业群建设的领导和指导，加强专业管理队伍建设，有效协调专业群建设中的相关问题，保证组织落实、政策落实、措施落实、经费落实。同时，成立专业群建设发展规划委员会，制定专业群内各专业发展规划的具体方案和措施，把发展规划、行动计划以及年度计划紧密结合起来，远近结合，形成合力，使发展规划确定的目标、任务和各项措施切实得到贯彻落实。

3.2 创新管理机制

按照责权利相统一的原则，扩大学院在人、财、物等方面的自主管理权，建立体制机制、教学团队、课程体系、教学平台、应用技术研发和成果转化一体化协同发展的应用型人才培养新机制。建立健全专业群建设岗位责任制度和竞争激励机制，以制度促建设，对专业群建设实行制度化和规范化管理。探索实行合约管理模式，依据专业建设目标，细化建设任务指标。

3.3 实施过程监控与年度考核相结合

依据建设目标和建设任务建立考核体系，对专业群建设实施全过程的检查、监督、调控机制，定期调度，保证专业群建设的质量和进度。定期在全校范围内公布项目进展情况，每年依据建设任务进行阶段性考核、中期考核和年度考核，建立完善的专业群建设项目管理考评机制，完善绩效考核制度，提高教师投入综合教学改革的积极性。通过过程监控与年度考核相结合，确保各项专业群建设指标的落实与完成。

3.4 认真执行建设经费专款专用

制定《高水平应用型专业建设管理办法》、《高水平应用型专业建设项目资金管理办法》等相关文件和资金管理制度，严格建设资金管理，认真执行项目建设经费专款专用。学校将在人才政策、教育研究、科学研究、条件建设、资金配备、后勤保障等方面给予大力支持，并积极争取国家有关部委、地方政府和相关企事业单位的投入和政策支持，多渠道筹措资金，确保各项建设目标顺利实施。

4 结束语

高水平应用型大学建设对促进高校转型发展、特色发展，推荐高等教育综合改革，提高应用型人才培养质量，增强服务经济社会发展能力起着重要推进作用。综上所述，机械制造及其自动化专业群建设必须以重点专业为核心，以科研为支撑，以双师型教师队伍建设为中心，以实践教学为平台，走产学研发展之路，促进专业群建设，发挥学科群、专业群的综合优势，提升学校办学竞争力。

注释

① 山东省教育厅.关于印发推进高水平应用型大学建设实施方案的通知[Z].2016-09-05.

第6篇

关键词 金属结构；课程建设；理论教学；实践教学

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）06-0057-02

Creation and Construction National Quality Curriculum to Achieve Combination of Theory and Practice//XU Gening

Abstract The purpose of the curriculum construction is to improve the quality of teaching quality by providing students with the high quality teaching resources. Exploration and practice are carried out from curriculum， teaching theory， practice teaching， teaching team construction and textbook building to other aspects combining with “metal structure” curriculum construction， and a landmark achievement is made.

Key words metal structure； curriculum construction； theory teaching； practice teaching

太原科技大学是以工科为主的多科性大学，以机械类和近机械类专业为主导，自1965年成立起重运输机械、工程机械、矿山机械专业以来，将金属结构课程定为机械类专业方向必修的主干专业基础课（起重机械、工程机械、矿山机械、物流工程、安全工程）。在校、院和系领导的高度重视和课程教学团队的共同努力下，本门课程已经成为学校水平高、影响大、覆盖宽、教师和学生高度重视、教学质量稳定、教学效果好的课程之一。金属结构课程建设以培养高等工程技术应用型人才为目标，坚持“注重理论研究，强调工程概念，加强实践环节，激发创新意识，重视能力培养”教改思路；经过多年探索和建设，发挥该校机械设计制造与自动化专业创建、发展过程中的优势，突出课程体系、教学内容、教学手段和教材建设等几方面改革实践，已形成一套科学、系统、有效的教学新模式，具有鲜明的特色。2009年金属结构课程被评为省级精品课程，2010年金属结构课程被评为国家级精品课程，2013年扩展为山西省精品资源共享课。

1 金属结构课程体系改革

理论教学体系改革 建立以现代机械结构有关的理论及方法为基础，侧重学生工程素质、综合应用和创新设计能力培养的课程体系。根据这一新体系，注重加强与拓宽基础、加强工程背景、有利于学生自主学习的原则，进行教学内容的整合、协调和优化。

实践教学体系改革 通过“基本实验能力的形成——分析（设计）与综合能力的训练——创新精神的培养”构建实践教学体系。课程新体系注重理论教学与实践教学并重、各教学环节有机衔接和整体优化，形成了课堂教学、实验教学、课程设计一体化的教学体系。

2 理论教学改革与实践

改革以教师、课堂、书本为中心的知识灌输传授方法，采用以教师为主导、学生为主体的多种形式，注意教学互动与交流，促进学生积极思考，激发学生的创造性思维 具体做法：加强课程联动环节——将专业基础课中的基本模型、基本理论、基本方法、基本规律与专业课中的典型机型的典型构件、典型工况的典型载荷、典型模型的典型分析及典型步骤联动对应，打通课程的内在联系，承上启下地解决课程的重点、难点问题；加强课堂互动环节——提问、回答、讨论、报告——解决课程的重点、难点问题；加强课程内外结合环节——问题、例题、习题、解题——解决课程的重点、难点问题。

坚持课堂教学和案例教学相结合 以工程问题为背景，将行业标准、规范、案例分析融入相关教学内容中进行讲授，培养学生工程能力，拓宽学生知识面。

坚持课程教学与专业、科研有机结合 金属结构课程覆盖的专业和方向宽泛。教学过程中，在严格按照教学大纲进行授课的基础上，针对不同专业和方向，调整教学内容。将本课程的基本概念、基本理论和相关专业方向后续专业课程有效衔接并有机联合。对于起重机械、工程机械专业方向的学生，强化机械系统中的动力学部分以及零部件疲劳强度计算等内容，使学生认识到如何运用所学知识来解决系统中动力学及零部件疲劳强度问题，从而提高系统的安全性和可靠性。对于特种设备安全工程、物流工程等专业的学生，除了讲解金属结构的基础知识以外，注重讲解一些现代设计理论、零部件维修性能等，使学生能够将现代设计理论和本专业知识有机结合，如将通过可靠性设计以确定设备寿命和维修周期，保证设备安全性等有关知识溶入教学中。通过上述方式，实现了该课程和后续专业课的有机结合，充分发挥了该课程的作用，让学生看得见、摸得着、用得上，将课堂知识真正落到实处，为后续专业课程提供了坚实的基础。

3 实践教学改革与实践

实践教学环境建设 与金属结构课程相关实验室属机械实验教学中心。机械实验教学中心是国家实验教学示范中心、山西省虚拟仿真实验教学示范中心。金属结构课程相关实验室建设紧密跟踪行业和制造业的发展，适时将科研成果转化为教学资源，如自主设计具有工程背景的实验系统（设备）：机械传动、力学行为、调度管理试验系统及大型结构疲劳综合实验台等。实验系统（设备）集结构、光电、机械、控制、仿真、调度、管理于一体，体现多学科知识融合的系统集成；可开设虚实结合的设计创新性实验项目，实现工程教育回归工程的目标。

实验教学改革与实践 以国家示范实验教学中心，构建以综合、设计、创新能力培养为中心的“分层次+开放式”的实验教学新模式。“分层次”是将实验分为三个层次（基础型、分析与综合型、创新与设计型），不同层次实验采用不同的教学方法和手段。“开放式”是将实验项目、内容、时间面向学生全面开放，为学生个性化培养提供自由发展的平台和空间，真正体现以学生为主体、教师为主导，实现了由验证性实验向设计实验、单一性实验向综合实验及具有工程背景实验的转变。

合理设置相关的实验项目，引导学生在实践中掌握课程的重点和难点。在教学中紧密联系工程实际，逐步形成独有的实验和实践教学特色，将教学、工程和科研紧密结合，以科研支撑教学，以教学促进科研。如将国家重大技术装备科技攻关项目——“桥式起重机主梁疲劳设计与实验研究”的成果列入本科生的“金属结构疲劳实验”内容。

课程设计改革与实践 在课程设计中着重解决如何提高学生的综合设计能力、创新能力和工程实践能力，开展创新设计活动，调动学生设计思维。充分利用创新实验室的仪器、设备及虚拟仿真示范实验教学中心中面向工程实际的实用软件，使学生能将现代设计理论及方法应用于设计中，实现了课程设计与工程实际有机结合。鼓励学生直接参加教师的科研课题，并作为本课程的课程设计题目，将所学的基本知识直接应用于工程实际中。

4 课程教学团队建设

高水平的师资队伍建设是精品课程建设的根本保证。课程负责人为全国优秀教师、省级教学名师，在国内本领域具有较高的知名度。课程教学团队由7位教师和1位专职实验师构成，其中，博士生导师1人，硕士生导师3人，教授3人，副教授2人，讲师2人，高级实验师1人；7位教师中，博士研究生学历3人，在读博士研究生2人。为提高青年教师的教学水平，实行培养导师制、听课制度和学位提升制，保证持续稳定提高教学团队的整体教学和学术水平。

近年来，承担国家、省部级教改项目7项，获山西省教学成果奖3项，承担国家、省部级科研项目7项，获省部科技进步奖3项，在本领域具有较高的教学水平、学术水平和行业知名度。

5 《金属结构》教材建设

教材建设特色优势显著，起步最早，历史悠久，注重传承，不断创新。国内第一部教材是学校老专家徐克晋教授主编的《起重运输机金属结构》1962版，奠定了我国金属结构课程的基础。之后陆续主编再版《金属结构》1982版、1993版，1987年获机械工业部全国高等学校优秀教材一等奖，1988年获全国高等学校优秀教材奖。1997年由徐格宁教授主编《起重运输机金属结构设计》，精练了前续教材内容，突出了实用性，在全国本领域高校、研究所、生产企业使用了12年，有上百家企业和部分国家重点工程（如三峡工程的1200吨桥式起重机、西气东输工程的DG70吊管机、SD8高驱动架推土机研制）以及本学科领域的学者、论文、教材所引用。2006年，《起重运输机金属结构设计》的第2版更名为《机械装备金属结构设计》。2009年，徐格宁教授主编出版国家“十一五”规划教材《机械装备金属结构设计》，既传承老教材的精华，又吸纳多年科研成果及主持修订的最新国家标准（2008年出版）的内容，实现了教学内容、科研成果和实际工程的有机结合。

6 结束语

通过课程建设，全面提高了教师的自身素质和教学质量。但课程建设是一项长期的工作，还需在实践中不断地探索和完善。

参考文献

[1]徐格宁，陆凤仪，孙大刚，等.创建地方高校国家级机械实验教学示范中心的探索实践[J].实验技术与管理，

2010（2）：1-3.

[2]徐格宁.构建地方高校实验教学大平台的探索与实践[J].实验室研究与探索，2010（5）：1-3.

[3]陆凤仪，徐格宁，朱建儒，等.机械设计基础实验教学示范中心建设与教学改革[J].实验技术与管理，2006（2）：

第7篇

说过：“没有创新，就没有人类的进步，就没有人类的未来。”创新，就是变不可能为可能；创新，就是要花小钱办大事；创新，靠的是领导的思路和决策，科技人员的聪明才智和敬业精神，以及员工的无私奉献和拼搏进取。如果说矿浆管道工程从决策到隧道贯通体现的一根主线就是开磷人的创新精神的话，那么这种创新精神在安装工作中同样得到了充分的体现――

矿浆管道输送工程技术含量高，目前国内投运的几条管道均为美国PSI公司设计。通过论证和考察，开磷集团决定将矿浆管道委托给国内一家设计院设计，这是国内设计院首次独立承担这样的项目。然而，正因为它是首次独立承担设计，其思路还囿于理论层面。

为使工程经济合理，有必要对原设计方案进行优化和完善。为此，叶小洪工程师硬是“啃”完《PLC系统通信、扩展与网络互连技术》、《长距离管道输送工程设计与施工手册》等系列专著。

管道技术规格和标准设计出来后，投资额好几千万元，叶小洪想，能不能在满足设计要求保证质量的前提下再节省一点？为此，他通过对无缝钢管与高频直缝焊管的技术性能指标的对比分析，结合对国内矿浆管道输送的考察经验，写出了题为《ERW与SML钢管在流体输送领域的应用分析与比较》的论文，建议将管道壁厚减小。为证明这一优化设计的可行性和可靠性，开磷特意邀请国内浆体管道输送首席专家进行验算，结果与叶小洪的论点完全吻合。这一技术方案的变更，使工程投资节省300多万元。

2006年4月，叶小洪被任命为试车协调工作组技术总负责人。在其它试车准备工作陆续到位的情况下，却因进口阀门推迟交货，无法按计划试车，这可让人心头上火，叶小洪更是急得嗓子都沙哑了。他说：“嗓子哑不怕，怕就怕设备‘哑’。”为了不影响工期，他调整工艺管道阀门布置的建议得到采纳，实施后确保了按时联动试车并获得成功。

让我们再来回顾一下矿浆磨粉及输送设备的安装吧。

对于矿浆磨粉及输送设备的安装，很多企业选用的是进口装置。谁都知道，进口设备因性能可靠，工艺精度高，比国产设备安装起来要省事得多。但本着少花钱多办事办好事的原则，经过论证比较，开磷选择了国产设备。同时，确定由自己的机电设备安装公司承担矿浆厂的机电安装任务。

“机电设备安装公司什么时候安装过这样的设备，承接过这样的工程？”很多人心里直打鼓。不过胡雨武不这样想，他敢于对屈庆麟立军令状：“保证完成任务！”

对机电设备安装公司经理胡雨武，屈庆麟是了解的。别看这个拖拉机制造维护专业出身的人学历不是太高，其貌不扬，但对待工作既是个拼命三郎，也是个小诸葛亮。在建设息烽磷化工基地时，他就曾针对重钙造粒、20万吨硫磺制酸及第一套磷酸二铵装置的改造，解决过很多技术难题。

不过，这个工程对建设者们来说毕竟是全新的。工程一启动，难题就接踵而至：破碎机的行车吊重10吨，可破碎机机身上盖重量就达10多吨，如何吊得起来；磨机的滤筛过短，磨好的矿浆和渣子一同流失，从而达不到生产能力；1号磨机上有块铸件因堆放随意，导致30多吨重的4块齿轮变形，螺丝孔错位，无法正常组装；磨机的空气离合器套大轴小，装上后出现松动，不能正常使用；2号磨机安装中出现齿轮孔距差异……问题就这样一个接着一个地考验着开磷建设者们的心智。

2号磨机是个几百吨重的家伙，来回吊装作业好几次就是不能就位，施工人员被折腾得筋疲力尽，连生产厂家派来的技术人员都没招了。胡雨武说：“我们要在‘没招’中找出‘招’来。”于是，他想出了齿轮孔人工磨合、喷焊离合器孔、松紧螺丝、调整间隙、分步实施，并用人拉肩扛与现代机具相结合的办法，终于使2号磨机设备妥善就位。

球磨机的电气系统同样也是问题多多：高低压油站与高压开关电柜直接连锁，无法实现分断停车；高低压油站在冬季加热时间过长，影响系统起动；慢速传动系统与同步电动机系统互锁，无法实现惯性起动；现场仪表抖动导致系统误停车……这些都是由于生产厂家众多，各自按行业标准和自己的要求生产而留下的缺陷。怎么办？胡雨武望着电气工程师杨晓勇，那意思很明白：“活人总不至于被尿憋死吧！就看你的了。”

杨晓勇，这个西南师范大学物理专业毕业的高材生，文俊瘦弱，一派斯文，可在他的眼镜背后却闪烁着智慧的光芒。2002年以来，杨晓勇先后成功地应用PLC技术自主完成锚杆机自动化技术改造；对立式车床自动化系统成功实施改造；将ABB公司DCS500应用到龙门刨床的技术改造取得成功；应用上位机技术改造马路坪矿主斜井电气PLC系统，成功实现控制系统的可视化连接；2005年，完成工业电视系统自主设计，成功地将光纤传输技术用于井下生产作业，为数字化矿山建设奠定了基础……

这回，杨晓勇再次不负重托，会同彭永泓、李祖平等技术人员经过无数次的实验，把难关又一个个攻克了，厂商代表对他们竖起了大拇指。

时间进行到2006年8月，为保证按时试车，胡雨武带着建设者们在近40度的高温下工作,脸庞、手臂全晒脱了皮，一个个黑得像非洲人似的。在这节骨眼上，胡雨武病了，他说不是什么大病，就重感冒而已，因此白天坚持在现场，晚上才去打吊针。他知道这时候工地上需要他，建设者们的拼搏精神深深地感染着他。一位老焊工因工作没能够及时赶回老家见上病危中的老母亲最后一面；有位叫陈明福的职工，体重原来近100公斤，几个月下来减了7.5公斤，他不无幽默地说:“矿浆工程帮我减了肥。”工程处主任焦凤池，忍受着胆囊息肉发炎带来的痛苦，带领职工加班加点抢工期……胡雨武忍不住幽默地说：“打不尽豺狼决不下战场！”

此前，从磷化工基地传来一条消息：浓密机设计安装失败了！这可不是个好消息。

矿浆在长途跋涉中，要求含水率必须达到50%，到息烽磷化工基地后，须将含水率降到31-35%，才能满足生产需求。这套浓密装置由国内一家资质较高的电站装备工程公司设计制造安装，可试车运行2小时后，浓密机的刮泥装置抱死不能正常工作，经过重新设计泥耙，结果还是不能运行。大家傻眼了。

原设计安装单位无计可施，宣告失败。

然而，原设计安装单位宣告失败不代表开磷人要放弃矿浆输送工程建设，那可是开磷人梦想中的彩虹啊。不过，要重新寻找设计单位，不但要重新投资，而且时间也不等人。

廖贵芳站了出来。这位对机械设备怀有浓厚兴趣的“怪才”似乎天生就对机械敏感，当他还是一名普通的井下掘进工时，就曾对不可能成功的“永动机”苦苦痴迷过。

俗话说隔行如隔山，但“浓密”对于廖贵芳来说，毕竟生疏。廖贵芳，这位开磷自己培养出来的第一届学机械的理科电大毕业生，现任合资公司主任工程师，在矿山机械和化工机械设计维护岗位上摔打了二三十年了，特别是在磷化工基地的设备安装施工中解决过很多难题，翻越过很多座“山”了。现在，他决心要征服浓密这座大山。

廖贵芳记得，当时他看了原设计后，在现场曾对厂方的技术人员提出过改进建议，可对方吃的是“浓密”这个专业饭，只是看了廖贵芳一眼，根本听不进他的建议。可他们忽视了，他们的浓密机解决的是煤矿浆，而现在要面对的可是磷矿浆。

廖贵芳首先找出故障原因，分析原设计缺陷，对磷矿浆进行研究演示和实验。他把自己关在办公室对着磷矿浆“发呆”，然后对磷矿浆的质量进行理论计算。廖贵芳就是这样喜欢“发呆”的人，他对事物处处留心，善于钻研，勤于思考，从不肯轻易放过任何细节。不知是不是因为用脑过度，50出头的人，头发就已日渐稀疏了，以致有人跟他开玩笑地说：“廖工真是‘聪明绝顶’啊，那脑门越来越亮了，里面都装着智慧啊。”他也总是笑笑。

认真、专注的量变终于变成了新浓缩观念的质变。

廖贵芳开始了他的设计。他知道，他的设计决不能出现丝毫差错，否则将会给企业带来重大损失。从计算、设计到审图，再到监督施工，他都坚持一人把关。设计图纸交到施工人员手上后，他整天“钉”在施工现场。对施工技术人员，他提出了近乎苛刻的要求，无论是焊接还是设备组装，他都要认真仔细地进行检查，他的卷尺整天不知疲倦地在手上拉伸跳动。

一次因事离开了半天，廖贵芳回来时，施工人员在加固浓密机底座的施工中，已将浇灌水泥的模板安装到位，他检查时，发现钢筋上的垫块未按要求摆放，就把脸一黑，冲着施工技术人员吼道：“像你们这样糊弄，糊弄的是哪个？拆，赶快拆了重来。”

“这家伙可马虎不得！”廖贵芳说。原设计安装单位施工的浓密机座基间距过大，而浓密机却像一口巨型大锅，加上这“锅”里的矿浆有数百吨重，那像饥民手臂一样的座基如何能够承受这样的重负？现在重新加固，如果马虎了，就意味着埋下了巨大的隐患，就意味着对企业和自己不负责任。

功夫不负有心人。廖贵芳设计的浓密机于2006年3月安装完毕，3月10日试运行，经检验装置运行平稳，浓缩的矿浆工艺指标均在控制范围内，负荷超过200万吨/年的设计能力。

成功了！

2006年4月，合资公司将他发明的“矿浆浓密技术”报送贵阳市科技局，被评为贵阳市科技进步一等奖。现该项技术已申报国家专利权保护。

经过3年多艰苦卓绝的努力，开磷矿浆管道输送工程终于在2006年12月8日一次联动试车成功。

从矿区楠木坪矿浆厂到息烽磷化工基地浓密系统16.5公里绵延向西的矿浆输送管道，遇深谷腾空跨越，逢大山穿洞前行，像一条巨龙，又像一道彩虹，巧妙地将开磷集团的矿肥基地与磷化工基地紧密地联结在一起。

要说这是一道彩虹，那么它一头连着现实的根基，一头牵着腾飞的翅膀。

第8篇

【关键词】VBA；SolidWorks；参数化；液压缸

引言

一部现代机器，如果不是以行走为工作目的，它通常由机架、原动机、传动装置和工作机构四个主要部分构成，其中机架为载体，原动机的作用是进行能量形式的转换，为机器提供适当形式的动力，传动装置的作用是进行动力的传递，工作机构即执行机构，其作用是消耗能量而做功。如果原动机将其他形式的能转换成液压能，执行元件消耗液压能而做功，则称为液压机械（或液压机）。液压机械的执行元件即做功元件是液压马达和液压缸。液压马达和液压缸是通用化和标准化程度很高的液压元件，用户或设计者在研制一部新的液压机械时，应尽量选择标准化的液压元件，以避免金钱的浪费和时间、精力的消耗。但由于使用要求的千差万别，液压元件的专用化设计是不可避免的，其中以液压缸设计居多。这是由于液压缸配置的灵活性、设计、制造比较容易、维护比较方便的特点决定的。因而，相对其他液压元件而言，液压缸的设计是极为常见的，这也是工程技术人员必须具有的一种基本技能。

1、液压缸结构分析和优化的发展状况

液压缸能与各种传动机构相配合，完成复杂的机械运动，所以应用范围很广。其中在工程机械、矿山机械上的用量最大，其次是金属切削机床、锻压机床、注塑机，在船舶、飞机、农业机械、冶金设备及其他自动化设备和装置中也大量应用。近年来，国内外发表了不少论文，研究了液压缸的稳定性、可靠性、强度和局部应力、液压缸的运动特性、缓冲理论和液压缸的寿命等问题。本文将针对液压机上用的液压缸进行讨论。

液压缸是液压机的主要部件，它的作用在于把液体压力能转换为机械功。高压液体进入缸内后，作用于活塞(柱塞)上，经活动横梁将力传到工件上，使工件产生塑性变形。

液压缸制造工艺复杂，对材料、表面质量、加工精度要求很高，同时价格昂贵，少则几万元，多则几十万、上百万元，因此对液压缸的设计要十分慎重。在生产应用中，液压机的工作缸常由于以下几个设计方面的原因，导致其过早损坏。

(1)由于结构尺寸设计不合理，法兰高度太小或法兰外径过大，而使局部应力过高。某台200000锻造液压缸，其法兰高度仅为缸壁厚度的l.1倍，法兰处计算应力超过250MPa，工作1-2年后，两个缸先后破裂。更换新缸时,增大了法兰高度，减小了法兰外径，使用多年未坏。

(2)从缸壁到法兰的过渡区结构设计不合理，也会引起很大的应力集中。如一台6300kN液压机的工作缸，由于法兰过渡圆弧半径仅为4mm，使用不久就出现裂纹，裂纹扩展后，整圈法兰断裂脱落。为避免此种情况，可以对法兰处的过渡形线进行优化设计，选择能降低应力集中系数的形线。

(3)从缸底到缸壁的过渡区产生弯曲应力并有应力集中，此处圆弧半径太小是缸底破裂的主要原因之一，一般不应小于液压缸内直径的1/8。有几台液压缸的缸底圆弧半径分别为液压缸内直径的1/12.7,1/10和1/9，结果液压缸均曾在缸底破裂。因此，正确合理地设计液压缸是至关重要的。在传统设计中，液压缸的分析计算采用材料力学和弹性力学方法，并对受力情况作若干假设，但传统的弹性力学计算方法由于模型简单，所作的假设不能精确地反映实际情况，并且应力计算没考虑局部应力场的影响，所以误差较大。因此，学者对此作了许多研究和改进，提出了一些新的弹性力学计算方法，其中，对经常破坏的法兰和缸底过渡区研究最多。

新的液压缸强度分析理论和方法己逐步趋于实际应力应变情况，但它只能对液压缸的某个局部进行分析，工程应用中常常需要知道整个液压缸的应力分布情况，因此，需要一种新的分析计算方法即有限元法。有限元法是一种迅速而准确地分析结构强度和刚度等问题的数值计算方法，适于各种复杂结构的力学计算。

2、液压缸的参数化设计原理

将液压缸的组件（如活塞杆、缸体、活塞、端盖）按相似形原理归类建构系列产品的基本参数模型，提出参数模型设计参数作为驱动变量，在图形拓扑关系不变的情况下控制组件的几何尺寸。

设计参数的提取原理是能够反映产品的性能和用户的要求，能够控制组件的基本结构，如活塞设计主参数是活塞的外径、孔径和活塞宽度，缸筒的主参数是缸筒的外径和缸筒的长度。但是组件的设计主参数之间有约束关系，如活塞的外径与缸筒的内径相等，活塞的孔径与活塞杆径有函数关系，缸筒的长度与缸的行程、活塞宽度、缸盖和缸底的长度有关系，而活塞宽度又与密封结构、支撑结构以及与活塞杆的联接方式有函数关系。与主参数对应或函数关系的结构尺寸定为参考变量，结构尺寸不随主参数变化的定为常量尺寸。

在SolidWorks环境下，构造液压缸的零件的二维草图，对草图的点线添加几何约束和尺寸约束，通过旋转，拉伸等操作形成三维模型，用SolidWorks中的宏录制提取所需的编程代码，通过改变其中的变量，给参数重新赋值，通过函数关系确定，再通过VB中的语句反馈到三维模型，模型的拓扑关系没变，但尺寸变化了。

当液压缸设计完成后，形成液压缸的设计主参数汇总表，可在VB添加一个或者多个窗体，将所需的命令按钮、文本框、标签的设置好所需的参数，通过VB中的函数关系来确立将其需要改变的参数改成变量，然后通过输入自己想要的数值给变量赋值，调试、运行后即可得到新的模型零件。

液压缸参数化程序是运用VB语言程序所写，SolidWorks包含VBA这一二次开发的软件工具。VB与SolidWorks系统紧密集成，运用VB程序也可完成与SolidWorks各种交互动作。

3、活柱的参数化设计

运用SolidWorks宏编辑，建立活柱的参数化模型。具体建模过程如下：

1)根据液压缸的结构和功能，分析二维图，确定活柱的参数；

需要参数化的参数为：活柱小径d1，活柱大径d2，活柱长度l，活柱杆头圆孔直径d3。将这些参数设置为未知变量，根据用户的要求可自行确定，其他的尺寸可根据以上参数列出方程和代数关系，有些标准件可以不用参数化，这给参数化过程变得简洁了不少。

2)打开宏新建窗口，点击工具栏的【插入】【用户窗体】，建立一个窗体，再点击工具箱里的控件，将其添加到窗体中，修改一些控件的属性（图1）。

3)绘制草图1

图1为活柱的建模草图：

部分程序代码如下：

Dim swApp As Object ‘定义Solidworks对象的变量

Dim part As Object ‘定义ModleDoc对象的变量

Sub main()

Set swApp = Application.SldWorks ‘激活SolidWorks

Set part = swApp.NewDocument("C:\ProgramData\SolidWorks\SolidWorks 2008\templates\零件.prtdot", 0, 0#, 0#)

Set part = swApp.ActivateDoc2("零件1", False, longstatus)

Set part = swApp.ActiveDoc ‘打开零件文件

boolstatus = part.Extension.SelectByID2("前视基准面", "PLANE", 0, 0, 0, False, 0, Nothing, 0)

part.SketchManager.InsertSketch True ‘选择前视基准面

以上代码在每个零件的编程过程中都会用到，为常用代码。

在此草图中，用的代码主要是直线代码：

Dim SkLine As Object

Set SkLine = Part.SketchManager.CreateLine(X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2)

(X1, Y1, Z1)为直线起点坐标，（Z1, X2, Y2, Z2)为直线终点坐标。

生成三维模型

退出草图工作环境，在特征环境下，选择【特征】【旋转凸台】，即可生成三维模型。代码如下：

boolstatus = Part.Extension.SelectByID2("Line4", "SKETCHSEGMENT", 0, 0, 0, False, 4, Nothing, 0)

‘选择旋转中心线

boolstatus = Part.Extension.SelectByID2("草图1", "SKETCH", 0, 0, 0, True, 0, Nothing, 0)

‘选择旋转的草图

Part.InsertRevolvedRefSurface 6.28318530718, False, 3.14159265359, 0

‘选择旋转角度，6.28318530718即为360度

4)绘制草图2

图3为活柱内部结构草图：

完成活柱的参数化建模过程

图4为生成的活柱三维模型：

总结以上建模过程，基于SolidWorks宏编辑建立活柱的参数化模型过程如下：

1)根据液压缸的结构和功能，分析二维图，确定活柱的参数；

需要参数化的参数为：活柱小径d1，活柱大径d2，活柱长度l，活柱杆头圆孔直径d3。将这些参数设置为未知变量，根据用户的要求可自行确定，其他的尺寸可根据以上参数列出方程和代数关系，有些标准件可以不用参数化，这给参数化过程变得简洁了不少。

2)打开宏新建窗口，点击工具栏的【插入】【用户窗体】，建立一个窗体，再点击工具箱里的控件，将其添加到窗体中，修改一些控件的属性，建立窗体。

4、结论

目前，参数化设计已成为最热门的应用技术之一，能否实现参数化设计也成为评价产品优劣的重要技术指标，这是因为它更符合和贴近现代概念设计以及并行设计思想，工程设计人员设计开始阶段可快速草拟产品的零件图，通过对产品形状及大小的约束最后精确成图。同一系列产品的第二次设计可直接通过修改第一次设计来实现，设计参数不但可以驱动设计结果，而且影响产品的整个开发周期，设计参数可来自于其他系统。但国内目前处于研究阶段，本文就液压缸的参数化设计为例，介绍了SolidWorks的二次开发工具和参数化思想。在设计过程中重点了解液压缸的结构，这样才能在参数化建模过程中知道要将那些参数设为变量。本此设计的的重点是基于VBA的SolidWorks的二次开发，VBA语言的应用是整个参数化的主体。在此过程中用的工具就是SolidWorks自带的宏。通过宏的录制、编辑、运行，掌握了API中一些函数的功能。从而实现液压缸的各部件参数化，最终完成装配体。

参考文献

[1]宗彦, 吴淑芳. Solidworks机械产品高级开发技术[M]. 北京: 北京理工大学出版社, 2005