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關(guān)鍵詞：機械加工數(shù)控技術(shù)原理發(fā)展趨勢應(yīng)用

中圖分類號：TG659文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2017）11（a）-0009-02

在機械加工行業(yè)當中，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展進步以及市場日益競爭，傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)無法有效滿足產(chǎn)品多元化以及更新?lián)Q代的要求。小批量多品種產(chǎn)品的比例越來越高，同時產(chǎn)品交貨成本以及質(zhì)量方面的要求也日益嚴格，需要機械加工技術(shù)有著相匹配的柔性[1]。要想進一步提高機械加工行業(yè)產(chǎn)品適應(yīng)外界變化的能力，需要我們最大限度挖掘數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用價值，從而將機械設(shè)備的效率、功能、產(chǎn)品質(zhì)量以及可靠程度提高到新的層面，滿足市場競爭的要求。

1數(shù)控技術(shù)概述

數(shù)控技術(shù)指的是將機械加工技術(shù)以及計算機技術(shù)相結(jié)合，來有效控制機械加工的過程，其中主要的控制內(nèi)容包括位置、速度、角度等機械量以及同機械能量存在聯(lián)系的開關(guān)量。數(shù)控技術(shù)可以說是一門新興技術(shù)，有著高精度、高效率以及柔性自動化等方面的優(yōu)點，是機械加工自動化的前提條件，屬于現(xiàn)代集成系統(tǒng)必不可少的重要內(nèi)容[2]。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)當中綜合應(yīng)用電氣傳動技術(shù)、計算機技術(shù)、精密測算技術(shù)、機械制造技術(shù)以及自動控制技術(shù)，組成部分主要是數(shù)控系統(tǒng)（CNC系統(tǒng)）。數(shù)控系統(tǒng)借助于存儲程序來控制不同的機床，包括CNC裝置、軟件、輸出裝置、輸入裝置以及速度控制單元，CNC裝置可以說是數(shù)控系統(tǒng)的核心部分。CNC裝置作為特殊化的計算機，應(yīng)用過程是確保硬件在軟件控制下進行工作。數(shù)控技術(shù)涉及測量技術(shù)、信息處理技術(shù)、計算機技術(shù)、機械制造技術(shù)以及自動化技術(shù)，能夠滿足機械加工行業(yè)對于安全性、精度以及速度的要求，可以說是實現(xiàn)機械加工數(shù)字化以及集成化的前提條件，有著廣闊發(fā)展前景[3]。

2數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷半個多世紀的持續(xù)發(fā)展，從最初的封閉數(shù)控系統(tǒng)逐漸發(fā)展到計算機控制系統(tǒng)。計算機數(shù)控的性能優(yōu)越，一方面可以應(yīng)用于不同平臺，從而實現(xiàn)方便快捷的管理與操作，另一方面性價比也越來越高。不過需要注意的是，在數(shù)控技術(shù)不斷發(fā)展進步的過程當中，仍然存在著一些細節(jié)問題，例如多品種加工。與此同時，在航天工業(yè)以及航空工業(yè)當中，加工的大多數(shù)零部件屬于薄筋零件以及薄壁零件，使用的材料為鋁合金，因此剛度比較低。在加工的過程當中，需要確保切削速度快同時切削力度低[4]。當前情況下，這些要求在很多航天航空零件的加工當中都無法順利實現(xiàn)。數(shù)控技術(shù)的優(yōu)點是其他的機械加工技術(shù)難以匹敵的，因此在可以遇見的未來，數(shù)控技術(shù)仍然會持續(xù)發(fā)展改進，不斷提高性價比，提高自動化水平以及智能化水平，并在此基礎(chǔ)上改進加工效率以及加工質(zhì)量，增強自身的市場競爭力，從而適應(yīng)機械加工行業(yè)發(fā)展的需求。除此之外，數(shù)控加工技術(shù)還需要改進控制系統(tǒng)以及處理系統(tǒng)，完善機床結(jié)構(gòu)，降低機床的質(zhì)量以及體積，提高傳動精度以及剛度，延長機床的使用壽命，這也是數(shù)控技術(shù)在機械加工行業(yè)當中應(yīng)用需要進一步改進的領(lǐng)域[5]。

3數(shù)控技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用

第一，工業(yè)產(chǎn)品加工當中的應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進步，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的競爭日益激烈，同時加工難度也越來越高。對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備來說，通常情況下都需要在惡劣復(fù)雜的環(huán)境當中工作，完成工作人員無法勝任的工作。當前情況下，數(shù)控技術(shù)的自動化控制作用可以滿足這方面的要求。在工業(yè)產(chǎn)品加工的過程當中，計算機組成控制單元，指揮機械手根據(jù)要求把程序?qū)懭氲较到y(tǒng)當中，然后向驅(qū)動單元發(fā)送指令，執(zhí)行程序要求的操作步驟，并且實時進行檢測。要是發(fā)現(xiàn)不合格的動作或者是操作，傳感裝置就會在第一時間反饋消息，控制單元采取相應(yīng)的措施做好保護，保護措施執(zhí)行方面是機械元件以及伺服系統(tǒng)共同負責的。在工業(yè)產(chǎn)品加工過程當中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，能夠有效提高生產(chǎn)的效率，并且減少人力資源消耗，在此基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品質(zhì)量以及安全性能[6]。

第二，汽車加工當中的應(yīng)用。隨著我國交通運輸業(yè)的發(fā)展，人們對汽車的要求也日益提高，一方面表現(xiàn)在對汽車數(shù)量的要求增加，另一方面體現(xiàn)在對汽車性能，例如環(huán)保以及速度方面要求的日益嚴格。所以汽車加工生產(chǎn)的過程當中，日益重視復(fù)雜關(guān)鍵部件的研制以及加工。通過應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，顯著推動汽車工業(yè)的發(fā)展，并且能夠在短時間內(nèi)加工制造復(fù)雜零部件。除此之外，汽車工業(yè)迅速改進，但是受汽車產(chǎn)品特性的影響，對配件的要求也越來越嚴格。數(shù)控技術(shù)需要隨之發(fā)展改進，滿足高速生產(chǎn)線以及柔性生產(chǎn)線的要求，從而高效經(jīng)濟地生產(chǎn)汽車產(chǎn)品以及零部件。

第三，機械設(shè)備加工當中的應(yīng)用。機械設(shè)備可以說是機械制造的重要前提條件，在機械制造當中有著無法取代的重要地位。數(shù)控技術(shù)能夠為機床加工的控制提供理想的控制途徑，數(shù)控機床加工的過程是將各類零件的幾何信息以及工藝信息實現(xiàn)數(shù)字化的處理，通過程序的方式來達到一體化管理的目的，并且應(yīng)用計算機來操作數(shù)控機床。這樣一來就能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、自動化以及高效率的加工操作。這一過程當中，最顯著的優(yōu)點是在加工零部件的時候，不需要像傳統(tǒng)的操作那樣從事多步驟的操作，僅僅需要輸入設(shè)定好的程序。這樣一來一方面改進機械設(shè)備加工制造的效率，另一方面也顯著簡化加工制造的過程，從而在確保機械設(shè)備可控的基礎(chǔ)上，加工得到想要的設(shè)備。

第四，煤礦機械加工當中的應(yīng)用。當前使用的采煤機有著品種多以及采煤速度快等方面的優(yōu)點，批量比較少，所以需要使用焊件生產(chǎn)。傳統(tǒng)上的機械加工技術(shù)無法有效滿足煤礦機械加工過程當中的焊件下料，因此應(yīng)當選擇使用數(shù)控氣割技術(shù)，替代傳統(tǒng)上使用的仿型法，使用龍骨板程序來完成滾筒下料。通過應(yīng)用數(shù)控氣割技術(shù)，可以發(fā)揮切割質(zhì)量高以及切割速度快等方面的優(yōu)點。某些特殊零件焊接的坡口能夠直接進行切割，從而顯著改進生產(chǎn)的效率。數(shù)控氣割另一個典型的優(yōu)點是安裝使用可以調(diào)節(jié)的補償裝置，原理同數(shù)控機床的銑刀補償比較類似，這一裝置可以借助于調(diào)節(jié)切縫來更加準確地加工毛坯件。

綜上所述，在機械加工過程當中數(shù)控技術(shù)有著重要的應(yīng)用價值，一方面推動機械加工業(yè)的發(fā)展，另一方面也為經(jīng)濟社會的進步做出貢獻。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)成為機械加工的重要象征，隨著數(shù)控技術(shù)持續(xù)發(fā)展，我國需要進一步提高自主創(chuàng)新能力，從而為數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造條件，實現(xiàn)機械加工行業(yè)的穩(wěn)定進步。

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關(guān)鍵詞:機械制造技術(shù)基礎(chǔ);科學(xué)研究;學(xué)術(shù)探討;教學(xué)模式

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，課程的主要內(nèi)容包含了切削加工的基本要素、切削過程的基本規(guī)律、機械加工工藝規(guī)程的制定、典型零件的機械加工、機械加工精度、機械加工表面質(zhì)量、裝配工藝規(guī)程的制定、機械制造技術(shù)的發(fā)展［1］。該課程內(nèi)容豐富、邏輯性差、理論性強、實踐性強、綜合性強［2－3］。目前的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式仍然以傳統(tǒng)的課堂講授的灌輸式教學(xué)方式為主，雖然能夠快速地傳授給學(xué)生大量的理論知識，鞏固學(xué)生的基本知識，但是學(xué)生不能意識到所學(xué)知識的實用性，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更不能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立解決問題的能力［4］。以科學(xué)研究為基礎(chǔ)的學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式的實施不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立思考能力，為社會培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。本文對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式進行了探索。

1機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)現(xiàn)狀

1．1教學(xué)特征與效果

隨著時代的發(fā)展，對于學(xué)生的培養(yǎng)不但要提高其利用理論知識解決實際問題的能力，更加應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、獨立思考的能力和一定的科研精神，為學(xué)生進一步的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。目前機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)目標是要求學(xué)生掌握機械制造方面的基本理論、基本知識和基本技能，為從事機械制造的現(xiàn)場技術(shù)工作及科學(xué)研究工作打下堅實基礎(chǔ)。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容豐富、邏輯性差、理論性強、實踐性強、綜合性強，教材中的很多知識需要在實踐中不斷學(xué)習(xí)和貫通。長期以來，“填鴨式”課堂講授的方法雖然使學(xué)生具有較為扎實的基礎(chǔ)知識，但是學(xué)生產(chǎn)生了較強的依賴心理，缺乏獨立思考能力和創(chuàng)新能力，阻礙了學(xué)生的進一步學(xué)習(xí)深造［5］。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容理論性較強、實踐性強、綜合性強。比如刀具角度的功用，這部分需要學(xué)生掌握刀具角度的概念和對切削加工的影響規(guī)律，能夠真正運用到實際生產(chǎn)實踐中，并能夠利用辯證法去分析實際加工過程中的切削性能隨著刀具角度的變化規(guī)律。然而，由于學(xué)生缺乏實際的切削加工經(jīng)驗，并不能夠真切地感受和理解刀具角度的功用，學(xué)生從心理上不能接受和理解這部分內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生只是機械化地記憶所學(xué)內(nèi)容，缺乏對所學(xué)知識必要的思考和綜合分析。雖然很多高校教師提出產(chǎn)學(xué)研協(xié)同模式、授課+實踐模式、先實踐后理論模式等來提高學(xué)生的實踐經(jīng)驗，但是對于大多數(shù)的地方高校來說，受到課時、經(jīng)費和硬件設(shè)施等方面的限制，實施起來有一定的困難，而且培養(yǎng)出來的學(xué)生不能夠接觸到現(xiàn)在的前沿科技和科學(xué)研究工作，缺乏一定的獨立思考能力和創(chuàng)新精神，不利于學(xué)生的進一步深造［6］。

1．2學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程以閉卷考試的考核形式為主，平時成績和實驗成績占30%，卷面成績占70%。隨著時代的發(fā)展，學(xué)生的自主能力得到發(fā)展，其學(xué)習(xí)興趣來源于以實踐為基礎(chǔ)的應(yīng)用型知識的獲得，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程較強的實踐性和課堂灌輸式教學(xué)模式的局限性使得學(xué)生不能夠真正認識到該課程相關(guān)知識的實用性，學(xué)生的學(xué)習(xí)動力主要來源于學(xué)分的獲得，大部分學(xué)生以考試前的突擊學(xué)習(xí)、機械記憶等方式來應(yīng)付考試，使得機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的整體教學(xué)效果欠佳，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果差，不能夠達到教學(xué)大綱的要求。金工實習(xí)作為機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的前置課程，能夠提高學(xué)生的實際生產(chǎn)實踐知識，但是地方高校出于學(xué)生的安全、課時量和硬件設(shè)施等角度的考慮，學(xué)生動手操作的機會較少。機械制造技術(shù)的發(fā)展歷史源遠流長，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程所講述知識點較為傳統(tǒng)，但是機械制造業(yè)作為制造業(yè)的最主要的組成部分，機械制造基礎(chǔ)技術(shù)、超精密及細微加工技術(shù)、自動化制造技術(shù)、綠色制造技術(shù)等前言科技和科學(xué)研究工作的發(fā)展均屬于機械制造技術(shù)的內(nèi)容。然而機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程相關(guān)的前沿技術(shù)較為隱蔽，對于缺乏專業(yè)數(shù)據(jù)庫查閱和文獻檢索能力的本科生來說，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和學(xué)校購買的專業(yè)數(shù)據(jù)庫學(xué)習(xí)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的前言知識具有一定的困難，特別是對于自主學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生來說，面對誘惑較大的大學(xué)環(huán)境，學(xué)生的自控能力和管理時間的能力欠缺。綜合機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程特點和學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，探討適合于地方高校的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式具有一定的必要性。

2學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式的理論背景

大學(xué)是進行學(xué)問研究的機構(gòu)，科學(xué)研究作為大學(xué)教師必須要進行的主要任務(wù)之一，導(dǎo)致大學(xué)中教師與學(xué)生的關(guān)系和中小學(xué)教師與學(xué)生的關(guān)系有較大差異，大學(xué)的教師并不僅是因?qū)W生的存在而存在的，教師和學(xué)生還是因?qū)W(xué)問的研究工作而存在的［7］。大學(xué)中的科學(xué)研究工作又導(dǎo)致大學(xué)區(qū)別于一般職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校，大學(xué)中的科學(xué)研究以基礎(chǔ)理論性研究為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新性知識的生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用為中心，以產(chǎn)出高水平的科研成果和培養(yǎng)高層次的精英人才為目標，在社會發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、科學(xué)進步等方面發(fā)揮著重要的作用［8］。人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和服務(wù)社會成為當代高等學(xué)校的三大職能，高校教師的主要工作除了教書育人之外，科學(xué)研究成為高校教師重要的工作。以傳統(tǒng)課堂講授的灌輸式教學(xué)方式主要發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用和對課堂教學(xué)的組織、管理，但是忽視了對學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性的開發(fā)。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教材的內(nèi)容較多、邏輯性差，只是編寫了機械領(lǐng)域最基本的內(nèi)容，很少涉及機械領(lǐng)域前沿的研究進展，內(nèi)容更為古板。例如切削過程中切削力隨著切削參數(shù)的變化規(guī)律，教材上僅指出其變化規(guī)律的單調(diào)遞增或遞減性，但是在新型材料加工過程中切削力隨著切削參數(shù)的變化規(guī)律較為復(fù)雜，需要教師根據(jù)新型材料的切削加工的實際情況給學(xué)生分析其變化規(guī)律及機理。因此科學(xué)研究不僅能夠推動學(xué)科理論研究的深入進行，取得原創(chuàng)性的研究成果，服務(wù)于社會，也能夠使教學(xué)更有廣度，提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立解決問題的能力［9］。為了適應(yīng)現(xiàn)代社會對機械專業(yè)技術(shù)人才創(chuàng)新能力的新要求，培養(yǎng)學(xué)生既有解決生產(chǎn)實際問題的能力，又有創(chuàng)新能力和一定的理論深度素養(yǎng)，科研型大學(xué)成為各個高等學(xué)校發(fā)展的主要方向，也是一流高水平高校的重要標志［10］。

3學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式探索

3．1學(xué)術(shù)探討教學(xué)內(nèi)容準備

基于學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式的課堂教學(xué)除了講授知識，最重要的是根據(jù)最新科研成果講述所學(xué)知識的重要性和實用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)和提高學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力，為實際生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究作準備。在新的教學(xué)模式下，教材中很難理解、重點的內(nèi)容，在基本知識講解的基礎(chǔ)上，可以通過學(xué)術(shù)探討的方式，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生課后閱讀相關(guān)學(xué)術(shù)論文，讓學(xué)生理解所學(xué)知識的實用性和科學(xué)性;對于教材中較簡單的闡述較全面的知識點，可以安排學(xué)生自學(xué)。教學(xué)手段改革的關(guān)鍵要求教師必須對刀具、零件加工和裝備等內(nèi)容十分熟悉，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是從事材料精密加工研究的教師必須精通的一門課程［11］。切削加工的基本要素、切削過程的基本規(guī)律和機械加工表面質(zhì)量是從事材料切削加工機理研究的教師必須進行的研究內(nèi)容，機械加工工藝規(guī)程的制定和典型零件的機械加工是從事綠色制造領(lǐng)域的研究者必須熟知的知識點，這幾部分與高效精密加工研究密切相關(guān)的知識點恰好正是機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的難點與重點內(nèi)容。對于缺乏實踐經(jīng)驗的本科生來說，理解和掌握這些內(nèi)容十分困難，為了應(yīng)付考試學(xué)生只能死記硬背所學(xué)知識點，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更不用說提高其獨立思考能力和創(chuàng)新精神。對于從事機械加工研究的高校教師來說，在教學(xué)準備階段，應(yīng)大量閱讀與課程內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)論文，特別是較為前沿的文獻資料，結(jié)合自己的科研成果，以相關(guān)科研結(jié)論來講述相關(guān)知識點的重要性及實用性，以問題的形式啟發(fā)學(xué)生獨立思考相關(guān)科學(xué)實驗及數(shù)值模擬結(jié)論的合理性及可行性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力，并使其具有一定的科研素養(yǎng)。

3．2學(xué)術(shù)探討課程教學(xué)方法和手段

現(xiàn)代教育提倡多樣式的教學(xué)方法，如討論式、啟發(fā)式、問題引導(dǎo)式、案例式等來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性［12］。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課堂教學(xué)在每次講授知識點時，先引用相關(guān)的科研論文或者自己的科研成果來詮釋知識點的實用性和重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，然后進行教材基本知識點的講述，最后為了能夠提高學(xué)生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和綜合分析問題的能力，可以相關(guān)的科研論文或科研成果為基礎(chǔ)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生以教材的基本知識點為基礎(chǔ)探討相關(guān)的科研成果，從而提高學(xué)生的科研素養(yǎng)。合理布置課后作業(yè)對鞏固課堂理論知識和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有一定的幫助作用。學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式的課后作業(yè)要追求一定的豐富性、多樣性，改變傳統(tǒng)的練習(xí)題模式，避免學(xué)生的抄襲現(xiàn)象，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教師可以尋找與課堂內(nèi)容相關(guān)的科研論文或者讓學(xué)生自己檢索相關(guān)的科研論文，對科研論文進行閱讀，結(jié)合教材基本知識寫出大概100～200字的思考體會。

3．3學(xué)術(shù)探討課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計

課程設(shè)計是機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中重要的實踐環(huán)節(jié)，可以加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解能力。目前機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計的選題常為機械典型零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計。在明確設(shè)計任務(wù)的前提下，可以要求學(xué)生選用多種工藝方案和工藝路線，引導(dǎo)學(xué)生利用綠色制造等前言科技來分析多種工藝方案和工藝路線的利弊，讓學(xué)生更為直觀地體會合理選擇零件工藝方案和工藝路線的重要性以及了解綠色制造技術(shù)前沿科技的概念及實用性［13］。畢業(yè)設(shè)計是普通高等院校各專業(yè)教學(xué)計劃中的重要組成部分，是對學(xué)生本科階段所學(xué)專業(yè)知識的綜合、深化和升華，著重鍛煉學(xué)生利用各種資源來檢索所需知識并解決實際問題的綜合能力［14－15］。目前大多數(shù)地方高校的畢業(yè)設(shè)計選題多為機械典型零件的加工工藝及夾具設(shè)計、數(shù)控機床部件的設(shè)計、機械加工模具的設(shè)計等，其中機械典型零件的加工工藝及夾具設(shè)計與機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計、機械設(shè)計制造及自動化綜合課程設(shè)計的內(nèi)容有較多重復(fù)的地方。為了能夠進一步提高本科生的創(chuàng)新精神、獨立思考能力和科研能力，地方高校應(yīng)該打破機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計題目的限制，高校教師依據(jù)自己的研究方向給學(xué)生擬定畢業(yè)設(shè)計題目，讓學(xué)生進行新材料或傳統(tǒng)金屬材料的切削加工試驗研究、基于綠色制造合理工藝路線的選擇和有限元仿真切削加工性能研究，使得學(xué)生能夠?qū)C械制造技術(shù)基礎(chǔ)中相關(guān)理論知識有更深層次的認識，也提高了他們的科學(xué)研究能力、從事工程試驗和對試驗數(shù)據(jù)分析處理解釋的能力。

4結(jié)語

篇(3)

【關(guān)鍵詞】薄壁零件 銑削加工 裝夾

經(jīng)濟的飛速發(fā)展，加工制造業(yè)機遇與挑戰(zhàn)并存，提高機械加工制造的技術(shù)水平、提升生產(chǎn)效率、降低成本是現(xiàn)今我國加工制造業(yè)發(fā)展的主題。薄壁零件是典型的輕量化結(jié)構(gòu)，不但具有輕重量、高強度的特點，而且造型美觀，廣泛應(yīng)用與汽車、航空、航天、工業(yè)等領(lǐng)域。但是因為其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力形式多樣，使其在加工制造的過程中很容易發(fā)生變形，工藝難度高。本文以鋁合金薄壁零件的銑削加工為例，重點對數(shù)控機床在薄壁零件加工過程中工件的裝夾和夾具的設(shè)計進行研究和探討。

1 薄壁零件的結(jié)構(gòu)特點和工藝特點

薄壁零件相對于其它普通零件不僅重量很輕而且具有很高的強度和剛度，也正因為薄壁零件這些優(yōu)勢，使其在各大領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。特別是是在航空領(lǐng)域，薄壁零件能夠很好的滿足航空產(chǎn)品對零件重量和強度的要求。薄壁零件值得是壁厚在3mm以下的零件。薄壁零件常用的材料為鋁合金，這主要是由于鋁合金材料具有密度小、耐腐蝕能力強、有良好的塑性而且容易加工、經(jīng)濟性好等特點。薄壁零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對體積較大，在應(yīng)用中，不僅要滿足零件設(shè)計性能的基本要求，同時還要在重量上滿足要求。不同領(lǐng)域?qū)Σ煌谋”诹慵诮Y(jié)構(gòu)上也有所不同。

鑒于薄壁零件特有的結(jié)構(gòu)點，在加工工藝上與其它普通機加工零件也有所不同。薄壁零件整體體積較大，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，加上在壁厚上比其它普通零件要薄得多，應(yīng)用數(shù)控機床進行銑削加工的過程中很容易產(chǎn)生變形，控制零件變形并對變形進行矯正是薄壁零件在加工過程中的重點和難點問題。薄壁零件截面積小，外廓尺寸卻相對較大，隨著零件加工的進行，剛性降低，受銑削振動的作用，零件的加工精度受到影響。在精度方面，除了對薄壁零件的尺寸精度要求很高外，對協(xié)調(diào)精度也有很高的要求。特別是槽口、結(jié)合孔、接頭等部分必須保證很高的位置精度，要使零件滿足裝機的使用要求，必須保證裝配表明的加工合乎要求，與協(xié)調(diào)依據(jù)相符合。

2 工件的裝夾

工件在數(shù)控機床加工，裝夾是最基礎(chǔ)的步驟，裝夾主要包括工件的定位和夾緊兩個步驟。這兩個步驟相互關(guān)聯(lián)，兩者同樣重要，對工件的加工都起著基礎(chǔ)作用。這兩個步驟的順序不是固定的，有的工件在機床上進行裝夾時，先定位再夾緊，而有的工件在機床上裝夾時，是定位和加緊同時進行的，根據(jù)具體的工件加工要求來確定。

薄壁零件在多個領(lǐng)域中應(yīng)用，其中以航空航天制造領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，是飛機制造中不可或缺的結(jié)構(gòu)件。這些結(jié)構(gòu)件普遍體積較大，而且壁很薄，在剛度上較弱，在加工過程中容易產(chǎn)生變形。在數(shù)控機床切削加工的過程中往往有很大的余量，加工周期長，在精度控制上有很大的難度。可以說，裝夾方式是否科學(xué)正確對于加工精度和加工效率都影響巨大。現(xiàn)今對于薄壁零件的裝夾方式多采用機械、液壓可調(diào)夾具以及真空吸附裝夾等方法。其中液壓可調(diào)夾具的特點在于可利用液壓可調(diào)夾具對壓緊進行適當?shù)恼{(diào)整，也就是說在對薄壁零件切削加工的過程中可以將夾具松開，在加工區(qū)將刀具移出，能夠保證刀具對于工件的切削保持連續(xù)的軌跡。當?shù)毒咔羞^壓緊的位置后，在將壓板重新回到原來設(shè)定的壓緊位置。所謂結(jié)構(gòu)的調(diào)整指的是將夾具的部分組件進行更換或者修改，用以對不同零件不同的加工要求需要的不同裝夾方式加以適應(yīng)，必然對基礎(chǔ)墊板的更換、對夾具的重新組合等等。真空吸附夾具的優(yōu)勢在于既能夠?qū)⒐ぜ椒€(wěn)可靠的夾緊，有能夠保證工件表面的完整性。真空吸附夾具以的動力源為真空壓力，這尤其適合表面光滑工件的裝夾加工，能夠很好的解決不適合夾取的工件的裝夾要求，完成各種機械加工任務(wù)。

3 工件的夾具設(shè)計方案要求

數(shù)控機床的夾具是工藝系統(tǒng)的重要組成部分，執(zhí)行重要的切削加工任務(wù)。對于薄壁零件的銑削一般會采用高速切削的方法，這對于工件的夾具和具體的裝夾也提出了更高的要求，主要體現(xiàn)在：第一，薄壁零件在夾緊時一定要保證裝夾位置的高度精確性；第二，在夾緊后，盡可能的保證工件不發(fā)生變形或者微量變形；第三，在進行銑削的過程中，在以發(fā)生變形的方向上要盡量減小切削力；第四，裝夾要穩(wěn)定可靠，便于拆卸；第五，夾具要具有良好的可改造性，以滿足不同工件加工的裝夾要求。

在對薄壁零件進行機械加工的過程中，對于工件的定位和加緊要重視二者之間的密切關(guān)聯(lián)。在工件安裝時首先要在夾具的定位機構(gòu)中將工件正確放置，確保工件在預(yù)定的正確位置上。然后對工件壓緊夾牢，保證其在進行銑削加工的過程中不會因為各種力的作用和振動的影響發(fā)生位置改變。工件在夾具中加緊有多種方式，在實際操作過程中，為了保證加工精度和加工質(zhì)量，一定要注意夾緊力方向要正確，確定夾緊力的大小和作用點。變形是影響工件精度的最主要因素，要減小工件變形，可通過以下方法來解決：第一，調(diào)整夾緊力的樹木，將集中夾緊改為分布加緊，這樣可有效避免局部加緊集中造成局部發(fā)生過大變形；第二，調(diào)整夾緊力的位置，將位置設(shè)定在剛性好的表面上，將支撐力作用于剛性差的表面上；第三，調(diào)整夾緊力的大小，在滿足穩(wěn)定性要求的前提下，盡量采用小的裝夾力。

4 結(jié)語

綜上所述，薄壁零件因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件壁薄，對其進行數(shù)控銑削加工比其它普遍零件的機械加工難度要高，工藝也更加復(fù)雜。薄壁零件的加工精度受多方面因素的影響，夾具是機床加工系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，也是工件銑削加工的最基本的環(huán)節(jié)，因此，夾具設(shè)計是否合理，裝夾是否正確對于薄壁零件的加工精度有重要的影響。我們在實際的工作中，要對此環(huán)節(jié)加以充分的重視，在工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗，不斷完善夾具設(shè)計，使其能夠滿足多種類型薄壁零件的加工需求。

參考文獻：

[1]田姜濤.鋁合金薄壁零件精密加工[D].上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012.

篇(4)

論文摘要:對機械加工生產(chǎn)線在節(jié)拍時間、柔性化進展、加工精度、綜合自動化程度、可靠性和利用率等方面的進步和發(fā)展進行了闡述。并對其未來發(fā)展趨勢進行了分析、展望。

從二十世紀20年代開始，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業(yè)發(fā)展，機械加工制造中開始出現(xiàn)自動線，最早出現(xiàn)的是組合機床自動線。機械加工制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線，也有包括不同性質(zhì)的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。

采用自動線進行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量；產(chǎn)品設(shè)計和工藝應(yīng)先進、穩(wěn)定、可靠，并在較長時間內(nèi)保持基本不變。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動線能提高勞動生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，縮減生產(chǎn)占地面積，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)均衡性，有顯著的經(jīng)濟效益。

一、機械加工生產(chǎn)線的發(fā)展狀況

在汽車、拖拉機、內(nèi)燃機和壓縮機等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，組合機床生產(chǎn)線仍是大批量機械產(chǎn)品實現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟性生產(chǎn)加工的關(guān)鍵裝備，也是不可替代的主要加工設(shè)備。現(xiàn)針對組合機床生產(chǎn)線來說明一下國內(nèi)機械加工生產(chǎn)線的發(fā)展情況。

現(xiàn)代組合機床生產(chǎn)線作為機電一體化產(chǎn)品，它是控制、驅(qū)動、測量、監(jiān)控、刀具和機械組件等技術(shù)的綜合反映。我國傳統(tǒng)的組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，近年來隨著數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)等的發(fā)展，組合機床的機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)也發(fā)生了翻天覆地的變化。

1.節(jié)拍時間進一步縮短。早期的生產(chǎn)線要實現(xiàn)短的節(jié)拍，往往要采用并列的雙工位或設(shè)置雙線的辦法?，F(xiàn)在主要是通過縮短基本時間和輔助時間來實現(xiàn)的?？s短基本時間的主要途徑是采用新的刀具材料和新穎刀具，以通過提高切削速度和進給速度來縮短基本時間。縮短輔助時間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進以及加工模塊由快進轉(zhuǎn)換為工進后至刀具切入工件所花的時間。目前，隨行夾具高速輸送裝置常用的有電液比例閥控制的或擺線驅(qū)動的輸送裝置。

2.柔性化進展迅速。數(shù)控組合機床的出現(xiàn)，不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機床的控制系統(tǒng)，而且也使組合機床機械結(jié)構(gòu)乃至通用部件標準發(fā)生了或正在發(fā)生著巨大的變化。傳統(tǒng)意義上的組合機床剛性自動線和生產(chǎn)線，也具有了一定的柔性。由數(shù)控加工模塊組成的柔性組合機床和柔性自動線，可通過應(yīng)用和改變數(shù)控程序來實現(xiàn)自動換刀、自動更換多軸箱和改變加工行程、工作循環(huán)、切削參數(shù)以及加工位置等，以適應(yīng)變型品種的加工。

單坐標加工模塊由數(shù)控滑臺和主軸部件（或多軸箱，包括可換多軸箱）組成。雙坐標加工模塊由數(shù)控十字滑臺和主軸部件組成，例如數(shù)控雙坐標銑削模塊。

多軸加工模塊是又一種重要模塊，主要用于加工箱體和盤類工件的柔性組合機床和柔性自動線。這類模塊有多種不同的結(jié)構(gòu)形式，但基本上可分為自動換箱式多軸加工模塊、轉(zhuǎn)塔式多軸加工模塊和回轉(zhuǎn)工作臺式多軸加工模塊。自動換箱式模塊由于可在專門設(shè)置的多軸箱庫中儲存較多的多軸箱，故可用來加工較多不同品種的工件。而轉(zhuǎn)塔式和回轉(zhuǎn)工作臺式多軸加工模塊，由于在轉(zhuǎn)塔頭和回轉(zhuǎn)工作臺上允許裝的多軸箱數(shù)量有限，所以這種加工模塊只能實現(xiàn)有限品種的加工。

除上述各種 CNC 加工模塊外，機器人和伺服驅(qū)動的夾具也是柔性組合機床和柔性自動線的重要部件。特別在柔性自動線上，目前已較普遍地采用龍門式空架機器人進行工件的自動上下料，用于工件的轉(zhuǎn)位或翻轉(zhuǎn)。為搬運不同的工件，可在自動線旁設(shè)置手爪庫，以實現(xiàn)手爪的自動更換。夾具配備伺服驅(qū)動裝置，以適應(yīng)工件族內(nèi)不同工件的自動夾緊。

3.加工精度日益提高。為了滿足用戶對工件加工精度的高要求，除了進一步提高主軸部件、鏜桿、夾具（包括鏜模）的精度，采用新的專用刀具，優(yōu)化切削工藝過程，采用刀具尺寸測量控制系統(tǒng)和控制機床及工件的熱變形等一系列措施外，目前，空心工具錐柄（HSK）和過程統(tǒng)計質(zhì)量控制（SPC）的應(yīng)用已成為自動線提高和監(jiān)控加工精度的新的重要技術(shù)手段?？招墓ぞ咤F柄是一種采用徑向（錐面）和軸向（端面）雙向定位的新穎工具，其優(yōu)點是具有較高的抗彎剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和很高的重復(fù)精度。SPC 是基于工序能力的用于監(jiān)控工件加工質(zhì)量的一種方法。目前，在自動線上這種質(zhì)量保證系統(tǒng)愈來愈多地被用來對整個生產(chǎn)過程中的加工質(zhì)量進行連續(xù)監(jiān)控。

4.可靠性和利用率不斷改善和提高。為提高加工過程的可靠性、利用率和工件的加工質(zhì)量，采用過程監(jiān)控，對其各組成設(shè)備的功能、加工過程和工件加工質(zhì)量進行監(jiān)控，以便快速識別故障、快速進行故障診斷和早期預(yù)報加工偏差，使操作人員和維修人員能及時地進行干預(yù)，以縮短設(shè)備調(diào)試周期、減少設(shè)備停機時間和避免加工質(zhì)量偏差。

故障診斷技術(shù)中的基于知識的故障診斷技術(shù)，可對自動線運行中產(chǎn)生的所有故障進行診斷（而不是局限于診斷最常出現(xiàn)的故障），確定故障部位及其原因，這為迅速排除故障贏得了時間，從而顯著地縮短自動線的調(diào)試時間和停機時間。

當前，自動線的控制技術(shù)已由集中控制方式轉(zhuǎn)向分散控制方式。根據(jù)對這種新的控制模式的研究表明，采用分散控制系統(tǒng)要比采用集中控制系統(tǒng)可節(jié)省費用。這主要是由于分散控制系統(tǒng)可減少電纜敷設(shè)費用（采用總線系統(tǒng)）、減少電氣保養(yǎng)維修費（由于提高了透明度）、省去控制柜臺架（分散控制系統(tǒng)的控制柜直接設(shè)置在自動線的加工工位上）和無需設(shè)置集中冷卻裝置等。此外，這種分散控制系統(tǒng)由于總體配置簡單，有利于加快自動線的投入運行，并由于一目了然的結(jié)構(gòu)配置，在產(chǎn)生故障時很容易確定故障的部位。最后，分散控制系統(tǒng)的模塊化和標準化也有利于降低成本和提高透明度。

二、機械加工生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢

隨著市場競爭的加劇和對產(chǎn)品需求的提高，高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控組合機床及其自動線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機床生產(chǎn)線，因此，組合機床生產(chǎn)線的發(fā)展思路必須是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術(shù)的成套性為主攻方向。

篇(5)

關(guān)鍵詞：印刷設(shè)備，機械零件，維修

 

引言

在印刷設(shè)備中機械零件的維修中，發(fā)現(xiàn)印刷設(shè)備的機械零件故障主要包括以下五種：零件變形、零件腐蝕、零件磨損、零件斷裂、零件的配合位置出現(xiàn)偏差。印刷設(shè)備出現(xiàn)機械故障的主要原因就是這五種現(xiàn)象。如果印刷設(shè)備中機械零件的配合位置出現(xiàn)偏差，一般將其恢復(fù)到原位即可，而對于零件變形、零件腐蝕、零件磨損、零件斷裂，就需要使用應(yīng)急維修技術(shù)進行解決。

1印刷設(shè)備中機械零件的維修特點以及要求

機械零件修復(fù)范圍包括各種進口、國產(chǎn)高精密模具、曲軸、軋滾、瓦座、印刷機滾筒、柱塞、油缸、油泵、液壓馬達、缸套、鍍鉻桿、齒輪鍵槽、轉(zhuǎn)子軸承、軸承位等所有各種不同材質(zhì)、不同形狀機械零件的斷、裂、劃傷、磨損、密封、堵漏。論文大全。法蘭、管道、閥門等不停車帶壓密封、堵漏。

修復(fù)印刷機械零件的過程中盡量保持零件始終處于常溫狀態(tài)，不變形、不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、無退火、軟化現(xiàn)象；無斷、裂的潛在影響；不產(chǎn)生脫落、無硬點、結(jié)合強度高，修補處機械性能高，通過選擇同材料可滿足不同性能的技術(shù)要求，要求修復(fù)后的印刷機械零件在硬度、耐磨、耐腐蝕都可超過新件。

2 印刷設(shè)備中機械零件的維修方法

通常情況下，我們可以將印刷設(shè)備中機械零件的修復(fù)工作分為五種，分別為：機械修理法、焊接修理法、粘接修理法、電鍍修理法、噴涂修理法。這五種方法都具備一定的優(yōu)點和缺點。我們可以根據(jù)印刷設(shè)備中機械零件的具體情況，例如，材料性能、形狀尺寸和工作精度等，決定機械零件的修復(fù)方法。

2.1機械修理法

這種方法是一種最為實用、普遍的方法。當印刷設(shè)備的機械零件發(fā)生斷裂、變形或嚴重磨損等現(xiàn)象時，通常會采用一些機械方法進行除了，例如重新加工、附加零件、局部變換或鉚接等方法。例如，當某個印刷膠印機上的傳動齒輪出現(xiàn)個別齒磨損的現(xiàn)象時，可以根據(jù)磨損的舊齒輪進行圖紙的測繪工作?？梢愿鶕?jù)圖紙進行加工，設(shè)計出一個大小尺寸和未被磨損時的齒輪相同的齒輪。然后，再將這個齒輪安裝到印刷設(shè)備上，使得印刷設(shè)備能夠進行正常的運轉(zhuǎn)。再舉一個例子，通常在膠印機上有一些竄水輥和竄墨輥，由于在竄水輥和竄墨輥的兩頭，容易受到長期的磨損，如果更換新的竄水輥和竄墨輥，則需要花費更昂貴的價錢。這種情況下，我們可根據(jù)原來的竄水輥和竄墨輥的尺寸加工一個與原來一樣的軸頭，并將其鑲?cè)说捷侒w中，這樣不僅節(jié)省了不必要的開支，而且經(jīng)濟實惠地進行了印刷機械的修理。機修人員用的最普遍的應(yīng)急維修方法就是這種機械修理法。機械修理法可以利用鉗工技藝，同時可以通過車、銑、刨、磨、鉆等基本的機械加工的工藝手段，進行印刷設(shè)備中機械零件的修復(fù)。

2.2焊接修理法

當機械零件出現(xiàn)斷裂或者是較嚴重的損壞現(xiàn)象時，可以通過電焊的辦法進行修理。焊接修理法的應(yīng)用是極其廣泛的。焊接修理法包括氣焊、電弧焊和釬焊等多種方式。焊接修理法可以對鑄鐵、碳鋼、鋁或銅等金屬材料進行修理。但是，當采用焊接修理法進行修理時，會產(chǎn)生很高的溫度，由于零件的壁是非常薄的，而且細長的零件受熱是非常容易變形的，因此，采用這種方法進行修理時對精度的要求是非常高的，要謹慎處理對于壁薄和細長的零件的維修。

2.3粘接修理法

這種修理法一般可以在機械零件斷裂或磨損時使用。有時，印刷設(shè)備中機械零件的粘接也可以利用粘合劑或化學(xué)溶劑來實現(xiàn)。粘接修理法的應(yīng)用范圍也是非常廣泛的。粘接修理法可以在金屬之間，非金屬之間或金屬和非金屬之間進行粘接，這種方法使用的典型的粘合劑包括環(huán)氧樹脂、聚氨醋，丙烯酸雙醋、膠等。在實際的修理過程中，對需粘接零件的表面，必須謹慎處理，應(yīng)該保持需粘接零件的表面的清潔干燥，同時應(yīng)該盡量使其粗糙，從而達到增加進行維修時的接觸面積的目的。而且，在粘接時，還應(yīng)該將固化時間考慮在內(nèi)。例如，曾經(jīng)我們單位的一臺印刷機上的印版滾筒一端的軸承發(fā)生走內(nèi)圈現(xiàn)象，對于其磨損部分，我們就使用了樂泰膠進行填充，由于在這臺印刷機器上，有印刷任務(wù)必須完成，等著要用，為了爭取時間，縮短固化時間，我們采用了添加促進劑并使用電吹風(fēng)進行加溫的辦法。最后發(fā)現(xiàn)，印刷效果非常好，版面文字非常清晰，網(wǎng)點非常結(jié)實。但由于粘接的結(jié)合力太差，不能很好地抗沖擊，而且抗老化及抗高溫的性能也非常差，因此，必須及時購買相關(guān)的零件配件或者采用其他辦法，使得印刷設(shè)備的性能得到提高。論文大全。

2.4電鍍修理法

在機械零件出現(xiàn)磨損，并且磨損量不是很大的情況下，通?？梢圆捎秒婂冃蘩矸ㄟM行維修。論文大全。這種方法包括鍍鉻、鍍銅、鍍鎳等多種形式。使用這種方法進行維修，不僅能夠使機械零件的原有尺寸得到恢復(fù)，而且由于致密的電鍍層的表面硬度是非常高的，這樣就使得零件的耐磨性及耐腐蝕性得到了提高。在進行具體的維修過程時，這種方法達到了很好的效果。

2.5噴涂修理法

當機械零件磨損量非常大時，使用電鍍修理法速度太慢，這時，可以采用噴涂修理法。噴涂修理法就是將噴涂材料加熱軟化，然后通過高速氣流使軟化的噴涂材料霧化，再將其噴涂到零件表面，使噴涂材料形成和原材料緊密結(jié)合的金屬層，最后再經(jīng)過精加工就能夠完成修復(fù)。噴涂修理法具有速度比較快，操作簡單等優(yōu)點，噴涂修理法對于1毫米左右磨損量的軸型零件非常方便。但是，在使用噴涂修理法進行維修時容易產(chǎn)生較高的溫度，因此，在采用此法進行壁薄或細長桿的零件的修復(fù)時，必須特別注意熱變形的避免，必須使得零件的整體溫度保持在80度以下。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代印刷設(shè)備維修管理工作除了要恢復(fù)印刷設(shè)備原有的性能之外，而且應(yīng)該使印刷設(shè)備的性能得到改善，從而提高印刷品的質(zhì)量。印刷設(shè)備中機械零件的維修非常重要，應(yīng)該采用合適的印刷設(shè)備維修方法進行印刷設(shè)備中機械零件的維修。印刷企業(yè)的印刷設(shè)備維修人員應(yīng)該掌握一些應(yīng)急維修方法，維修方法不僅要經(jīng)濟，而且應(yīng)該具有很強的實用性，才能有利于印刷設(shè)備中機械零件的維修的改善以及達到良好的印刷效果。

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篇(6)

【關(guān)鍵詞】傳感器技術(shù)；自動控制；應(yīng)用；發(fā)展

前言

隨著人們運用科學(xué)技術(shù)對未知領(lǐng)域和空間的探索，信息的種類及信息間的傳遞方式的多樣化，要求信息處理的速度愈來愈快，信息處理的能力也要愈來愈強，從而使傳感器信息采集技術(shù)在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用頗為廣泛。在自動控制系統(tǒng)中傳感器技術(shù)相當于自動控制系統(tǒng)的“皮膚”，其作用極其重要，能精準并迅速的感受到不同的環(huán)境、操作對象所傳遞的相關(guān)信息，為有效的控制自動控制系統(tǒng)以精、細、準的標準運行提供了必不可少的條件。

一、認識傳感器技術(shù)

傳感器是一種探測和感受并傳遞外界的溫度、光亮、煙霧濃度和濕度等各種信號的裝置。它是通過一些敏感性元件來感受被檢測的非電信號的物理量，再通過轉(zhuǎn)換元件把被檢測的非電信號物理量轉(zhuǎn)換成方便并適于傳輸和測量的電信號物理量。這種信號間的轉(zhuǎn)換是運用了生物、化學(xué)以及物理等學(xué)科現(xiàn)象和效應(yīng)進行的各種能量形式的相互轉(zhuǎn)換。傳感器技術(shù)是一種不僅包含了傳感器的物理量之間的轉(zhuǎn)換、所用材料的選擇、結(jié)構(gòu)與外形的設(shè)計以及開發(fā)和應(yīng)用等多方面的全面性技術(shù)，而且還是多種先進學(xué)科之間進行交叉、融合而形成的綜合性的高新前沿技術(shù)。傳感器技術(shù)是采集現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)以及人們?nèi)粘Ｉ钪械母鞣矫嫘畔⒌闹饕椒ê头绞?，對提高人們的生活水平、科學(xué)研究的進步和生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)有著不可替代的決定性作用。傳感器技術(shù)的先進與否直接影響科學(xué)和國民經(jīng)濟發(fā)展。

二、傳感器在自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

自動控制在現(xiàn)代化產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛，傳感器又在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用非常普遍，因此自動化生產(chǎn)中傳感器的應(yīng)用遍布各個環(huán)節(jié)。

1、在工業(yè)機械手中的應(yīng)用

在電子行業(yè)，電路板的印制以及電子電路的焊接是一個較為繁瑣的過程，為了保證其精準精細的特點，目前多采用機械手來運作，它通過各種傳感器獲得相關(guān)信息，對所需操作的元件的位置、大小以及電路路線等得以確定，可以做到自動、精準、無誤的完成各項工作，減少了人工操作的勞動強度和誤差。

2、在AGV自動控制送貨車中的應(yīng)用

在AGV自動送貨車中采用超聲波測距傳感器來判斷建筑物內(nèi)人和物體所在位置，運用紅外線色彩傳感器來控制小車的運動軌跡并識別小車的位置，采用條形碼傳感器進行貨物識別，已達到自動運送貨的目的。

3、在機械加工過程的應(yīng)用

目前機械加工都是采用數(shù)控機床來操作，數(shù)控機床的運行主要是采用傳感器技術(shù)來檢測驅(qū)動系統(tǒng)、軸承系統(tǒng)以及回轉(zhuǎn)系統(tǒng)和摩擦溫度監(jiān)測與控制等。按照給出的切削加工指令指示控制機床運行，利用傳感器檢測出影響刀具與工件相對位移的因素，例如機床的位置、速度以及變形、振動等，并通過傳感器監(jiān)測工件加工過程的狀態(tài)，根據(jù)傳感器的檢測結(jié)果來調(diào)整工件的加工條件，保證加工精準度。工件加工完畢后，還要利用傳感器技術(shù)對其進行質(zhì)量檢測，以確保工件在以后應(yīng)用中的可靠性。

4、在車業(yè)自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著時代的發(fā)展，傳感器技術(shù)的應(yīng)用使汽車行業(yè)的出現(xiàn)了前所未有的新面貌。汽車的純機械式控制部件由自動控制系統(tǒng)所取代，增強人性化服務(wù)功能，全面地改善了汽車的相關(guān)性能，降低油耗量，減少汽車尾氣的排放量。在汽車中把位置、溫度、壓力、氣敏等各種傳感器運用在所有的重點控制系統(tǒng)中，使汽車全身都運用了先進的檢測和控制技術(shù)，從而做到了操作起來更方便、舒適，行駛的過程中更安全、可靠。

5、在機器人控制中的應(yīng)用

隨著高科技術(shù)的發(fā)展，機器人的相關(guān)研究與機器人在現(xiàn)代化生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，是高科技術(shù)自動化和智能化的綜合性表現(xiàn)。科研工作人員采用傳感器技術(shù)，在機器人與人類的相應(yīng)部位上安裝了與人類相似的感觸、視覺和運動協(xié)調(diào)等相關(guān)功能的觸覺、視覺、力覺以及超聲波等多種傳感器，從而使機器人具備了智能探測發(fā)現(xiàn)工作對象并可以對其進行處理加工的能力，提高了智能機器人感知能力和應(yīng)急反應(yīng)能力，可以代替人工更靈活、更妥善地完成一些具有危險性的和難度較大的復(fù)雜的工作。

三、傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢

現(xiàn)代化產(chǎn)品的生產(chǎn)可實現(xiàn)自動化控制的關(guān)鍵是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中運用了傳感器技術(shù)。傳感器技術(shù)說是這是現(xiàn)代化發(fā)展的重要技術(shù)之一，其發(fā)展水平越高，自動化系統(tǒng)的功能就越強大?，F(xiàn)在人們對傳感器技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，不管是生產(chǎn)還是生活中傳感器技術(shù)的應(yīng)用隨處可見，人們對其的重視程度也日趨高漲，因此傳感器的研發(fā)也就成為了高科技術(shù)研究目前最為火熱的話題。

1、新材料的研發(fā)

隨著材料工程的發(fā)展，傳感器種類的多樣化，使傳感器的材料不僅僅限于半導(dǎo)體和陶瓷材料，而是向著高科技材料光導(dǎo)纖維和超導(dǎo)材料的方向進軍，目前納米材料等新式材料應(yīng)用給傳感器技術(shù)注入了新的血液，同時也使傳感器具備了新的功能和外形結(jié)構(gòu)，為人工智能材料開辟出了新天地。

2、多功能一體的研發(fā)

也稱為多功能集成，在同一時間多個被測參數(shù)可以由一個傳感器同時檢測出來。例如可以同時檢測出Na+，K+和H+等離子的多離子傳感器，常用于水質(zhì)的檢測，以及可以檢測物體所受壓力和物體所處環(huán)境的溫度兩個參數(shù)的硅壓阻式復(fù)合傳感器。

3、集成化的研發(fā)

隨著精細化加工技術(shù)在各個行業(yè)、各個領(lǐng)域產(chǎn)品中的應(yīng)用，集成化技術(shù)也成了傳感器技術(shù)發(fā)展的一個重要方向，促使傳感器產(chǎn)品達到質(zhì)量高性能化和體積小型化。集成壓力傳感器就是把受壓力變化是電阻值隨之變化的壓敏電阻、電橋電路和可以放大電壓的電壓放大器電路以及溫度補償電路集成在一個芯片上。集成傳感器的功能單一、誤差較小、價格便宜、反應(yīng)速度快、微型體積、功耗較低以及電路簡單等特點適宜于異地遠距離操作。

4、智能化的研發(fā)

智能化傳感器是將采用集成化技術(shù)的傳感器與微型處理器兩者有機結(jié)合起來，形成具有檢測和處理信息功能的傳感器?，F(xiàn)在，智能化傳感器發(fā)展空間頗為廣闊，把它與人工智能相結(jié)合，可以對所檢測到的信息進行分散處理，可以降低制造傳感器所需要的成本。由于智能化傳感器具有高精準度的信息采集、檢測和編程自動化等多樣化功能，因此未來傳感技術(shù)研發(fā)智能化將是重中之重。

5、微精細化的研發(fā)

在順應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的要求下，傳感器在生產(chǎn)和生活中加工技術(shù)的微精細化的地位越來越凸顯。伴隨著集成技術(shù)在電路工藝的應(yīng)用，微機械精細加工技術(shù)應(yīng)運而生，它是把離子、電子、激光等光束和化學(xué)刻蝕工藝運用到微型電子元器件加工上的專業(yè)性技術(shù)。目前微精細化加工技術(shù)已在傳感器制造工藝中得到了廣泛應(yīng)用。

四、傳感器技術(shù)面臨的桃戰(zhàn)和機遇

現(xiàn)在由于科技發(fā)展的迅猛，使得產(chǎn)品的生產(chǎn)和傳輸系統(tǒng)越來越復(fù)雜繁瑣。單純的自動控制系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代化發(fā)展所應(yīng)具備的條件，主要體現(xiàn)在攝取信息的方式跟不上科技的發(fā)展以及傳感器本身存在智能化和網(wǎng)絡(luò)化等方面技術(shù)落后上，這兩個方面的原因使自動控制系統(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)出步步維艱、難以突破的尷尬局面。由此可以看出傳感器技術(shù)的重要性，也表明傳感器技術(shù)的前行的道路存在的極大阻力，有著嚴峻的挑戰(zhàn)。

新型技術(shù)的開發(fā)，帶來新一輪的技術(shù)革命，全球開始步入信息化時代。在這個以信息傳遞為重要通訊的時代中，能可靠并準確無誤的傳遞信息的技術(shù)是最為重要的，然而人們的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域離不開傳感器技術(shù)，它是獲取和傳遞不同信息的重要途徑和手段。在現(xiàn)代化自動控制系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中的很多環(huán)節(jié)都要運用傳感器來監(jiān)視、檢測和控制各種參數(shù)，已達到高標準、高質(zhì)量的設(shè)備運行和產(chǎn)品生產(chǎn)。由此可見，高優(yōu)質(zhì)的傳感器是現(xiàn)代化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，傳感器技術(shù)推動著社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展，是現(xiàn)代化科學(xué)發(fā)展的一項核心技術(shù)。高科技術(shù)的發(fā)展同樣推動傳感器技術(shù)加速發(fā)展，因此在未來傳感器技術(shù)將會踩在高科技術(shù)的肩膀上馳騁。

五、結(jié)束語

傳感器技術(shù)在自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用主要體現(xiàn)在信息的傳遞方面，它使系統(tǒng)中信息間的傳遞和能量間的轉(zhuǎn)換更加方便、快捷，促使系統(tǒng)各個組成部分順應(yīng)自然的相互聯(lián)系在一起，從而形成一套完備的整體系統(tǒng)。隨著自動控制理論推進著自動控制系統(tǒng)的前行，傳感器技術(shù)在自動控制系統(tǒng)而變尤為重要；同時由于現(xiàn)代化產(chǎn)品高品質(zhì)、高精準度的迅速發(fā)展，也要求傳感器技術(shù)的研究步伐也越來越快。時代在進步，社會在發(fā)展，傳感器技術(shù)將會融合更多學(xué)科技術(shù)，達到更高的技能水準，從而帶動各行各業(yè)迅猛發(fā)展，是現(xiàn)代化科學(xué)發(fā)展必不可少的一項技術(shù)。

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篇(7)

關(guān)鍵詞：典型、偏心軸、車削、工藝

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

1、引言

偏心軸在現(xiàn)代社會中非常典型，也是汽車、火車制造等領(lǐng)域的重要部件，但偏心軸的加工是機械加工中的難點，尤其是在我國，偏心軸的加工技術(shù)還比較傳統(tǒng)，加工的精度也不高，影響了實際應(yīng)用。偏心軸有階梯偏心軸、異形偏心軸和光軸偏心等形式，可以傳遞運動和扭矩，在汽車、火車等應(yīng)用中發(fā)揮著動力傳遞的功能。論文將結(jié)合筆者的研究學(xué)習(xí)經(jīng)驗，分析偏心軸車削的方法和工藝，為相關(guān)的研究提供參考。

2、偏心軸車削加工的介紹

2.1偏心軸車削加工的方法

偏心軸的軸向平行但不重合，車削偏心軸的方法比較多，如雙重卡盤法、三爪自定心卡盤法、四爪單動卡盤法、偏心卡盤法、專用夾具法等，偏心軸加工工藝水應(yīng)了企業(yè)加工的能力，尤其是對于大型偏心軸的加工。偏心軸的加工在軸類零件中屬于難度較大的，最常見的車削加工方法有三爪法、四爪法、花盤法和專用夾具法。

2.2傳統(tǒng)的加工手段

偏心軸的裝夾具有一定的難度，在傳統(tǒng)的車削加工中，要求操作的技能強，三爪車削法適應(yīng)小偏量、偏心距小、精度要求低的情況，但要求操作者有較高的理論計算能力；但是三爪車削法的缺點也比較明顯，如加工要求多數(shù)難以達到，裝卸時誤差難以控制、加工費時等。四爪車削法適用于單件、偏心距大、精度較低的情況，要求操作者技能嫻熟，裝夾時要求高，但是四爪車削法的實際操作性差，加工費時，工件的找正、測量偏心距比三爪法麻煩、卸下工件時需要重新找正、測量，沒有互換性可言。專用夾具車削法可以完成加工的任務(wù)，降低勞動強度，提高偏心軸加工的互換性和精度，如下圖1所示，但是加工比較困難，效率低，尤其是對于現(xiàn)代制造，難以滿足高精度、高效率的要求。

圖1：專用夾具車削偏心軸

3、典型偏心軸車削工藝研究

首先要確定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和類型，本文研究的偏心軸屬于中小批量，因而要求有較高的互換性，精度中等，采用專用機床和夾具。其次，偏心軸的加工材料是34CrNiMo，其綜合機械性能好，具有抗沖擊、承載能力強等特點，屬于高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼。再者，偏心軸采用調(diào)質(zhì)處理，即淬火加高溫回火，淬火可以改善偏心軸的性能，并為回火做準備，回火決定了偏心軸最終的機械性能，經(jīng)過熱處理后的偏心軸有較好的強度、塑性和韌性，綜合性能高。本文研究的偏心軸是兩心偏心的工件，結(jié)構(gòu)相對簡單，加工定位的關(guān)鍵在加工偏心外圓上，在加工軸大端需要用心軸作為輔助支承。加工的步驟如下所示：

（1）要檢查毛坯是否存在缺陷，銑斷面加工中心孔，中心孔可以作為心軸的輔助支承，一般選用高精度鏜床，確保一定的精度。

（2）加工大端外圓，此時需要控制偏心外圓垂直度誤差，并且留有加工的余量，為下一道工序做好準備。

（3）加工小端外圓，與加工大端外圓相似，控制外圓垂直誤差，流出直徑加工的余量，方便下一道工序做出調(diào)整。

（4）加工偏心外圓時采用專用夾具，粗加工偏心外圓表面，調(diào)整基準軸線與偏心軸線的距離為80mm(+0.03mm/-0.03mm)，平行度公差為0.03mm。

（5）粗加工之后進行熱處理，檢驗零件是否達到加工的技術(shù)要求。

（6）精修中心孔。

（7）精加工大斷面，使偏心面的寬度達到40.5mm(+0.2mm/0)，側(cè)面到軸端面的距離為128mm，軸表面精度為φ65h6,φ60h6。

（8）精加工小斷面，偏心面寬度為40mm(+0.1mm/-0.1mm)，側(cè)面至端面的距離為278mm，加工精度要求達到φ65h6,φ55h6。

（9）使用專用夾具加工偏心外圓，精加工偏心外圓表面，確?；鶞瘦S線到偏心軸線的距離為80mm(+0.03mm/-0.03mm)，平行度公差為0.03mm，偏心直徑為225mm(0mm/-0.07mm)。

（10）對產(chǎn)品進行全面的檢驗，要求粗加工軸表面的粗糙度達到Ra1.6um，而偏心外圓表面的粗糙度達到Ra0.8um。由于本文研究的偏心軸屬于中小批量生產(chǎn)，偏心軸在機械行業(yè)發(fā)揮的作用比較大，尤其是在傳遞轉(zhuǎn)矩和運動時，因而需要進行探傷處理，在調(diào)質(zhì)前后都需要進行一次金屬探傷，一般采用超聲波探傷，并且對加工完成之后的表面進行磁粉探傷，確保工件的質(zhì)量。

偏心軸的形狀比較復(fù)雜，加工的材料和性能要求也有很大的區(qū)別，因而在加工之前需要對技術(shù)指標、選用的材料、加工零件的大小、裝夾方式、熱處理、加工精度等做綜合的考慮，制定完善的加工工藝，減少加工成本，并提高進度，保證質(zhì)量。

4、結(jié)束語

偏心軸屬于難加工產(chǎn)品，但是其重要性又是不言而喻的，因而研究其車削加工的方法和工藝，對于提升加工的效率和質(zhì)量都有重要的參考意義，相關(guān)研究值得深入。

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