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在機械制造業之中，制造專業的設備與儀器的加工對加工的水平有著重要的作用。可是，事實上我國對很多精密的設備零件并沒有自主的知識產權，主要依靠的是進口，這對國內制造業有著極大的限制。對比日本、美國等發達國家，我國在制造技術和加工工藝上有著巨大的差距，正是因為這種機械加工工藝的落后，造成了我國機械加工的效率低下，生產的質量也比較差。

1.2制造加工工藝

當今社會，電子技術和信息技術都由于科技信息的發達而得到了快速的發展。機械制造業也越來越關注科技信息的應用。近幾年來，提起中國制造，人們往往把他與假冒偽劣或是質量沒保障相聯系。產品質量往往是和機械加工工藝相聯系的。因此我國應當加大對于新型和高科技技術的加工方法的擴大應用，努力使制造加工水平得到良好的提高。

1.3智能與自動化工藝技術

計算機技術的日益發展，使得制造工業中的自動化的程度得到了充分的提高。發達國家已經基本實現了機械制造工業的自動化與智能化以及集成化產品制造。可是，在我國只有極少數的大型機械加工企業達到了國際的水平，而大部分工廠仍舊是以傳統的制造工藝進行生產的。

1.4生產與管理部分

制造工業發達的一些國家對于機械加工的管理都是通過計算機進行遠程管理與操控的，相對于我們國家只有極少數的企業應用計算機進行輔的管理之外，剩下的大多數中小型企業依然是處在經驗的管理階段。我國的大部分機械加工企業的管理都是管理水平較低，市場開拓的能力弱，競爭能力低下。

1.5核心技術與開發

自從中國進入世界貿易組織之后，雖然大量對外招商引資，可是在引進先進裝備的同時，核心技術卻是過不去的一道坎，始終難以把握。根據相關數據說明，對外來技術的依賴性居然高至50%，對于這個比例，發達國家卻只有30%以下。國防企業是一定要有自己的核心技術，國防技術的依賴性對于國家的安全性是一個很大的威脅。現在世界格局發生了轉變，中國是一個全球性的制造大國。但是因為核心技術的不足以及自主知識產權的缺乏，致使我國的制造加工業處于國際價值鏈的低端。除去以上分析的幾個問題，國家的政治政策與宏觀方針，創新能力以及人才的培養方案等等，對我國的機械制造與加工工藝都有著一定的影響。文章從機械加工工藝的流程和優化進行重點分析。

2機械加工工藝的優化研究

為使機械加工更好的適應現代市場的轉變，機械加工真要面對一個巨大的改革，而對于機械加工工藝的優化就成了中小型企業的選擇。要想要優化加工工藝，需要從以下幾點考慮：

2.1了解機械加工工藝發展中出現的問題

對于機械加工工藝中的問題在上文中已有提到，現階段最主要的問題就是如何提高我們自主創新的能力以及對于核心技術研發的能力和怎樣提高我國制造工藝信息化的水平。

2.2優化工藝流程建立在提高效益的基礎之上

對引進先進的設施設備注重看待，淘汰掉落后的加工工藝。通過對原材料形狀、性能、材質等進行相應的改變與優化，成為更加優良的成品的過程就是加工工藝的優化。新的工藝主要的一點就是要提高生產的效率降低制造的成本。用新進的科技技術，運用新的裝備是優化工藝的最有效的路徑。對技術人員研發產品過程中的知識產權進行保護，對技術人員的待遇進行合理提高。我國在機械加工上通常是缺少原則的，存在普遍的仿制加工的現象。對于知識產權的維護幾近于無，這不僅是損害了發明者的利益，還禁錮了機械制造工藝的發展，大大打擊了制造工藝者的創新工藝的積極性。國家應該制定相關政策，打擊技術盜用，維護技術人員的利益。

3對于制造工藝成本的優化

主要內容：①對工藝材料進行合理的選擇，材料本身的性質，如硬度、性能、可加工性等對于機械制造工藝都有一定的影響；②對于金屬材料的切割盡可能減少，這樣做不僅節約了時間，同時也減少了原材料的浪費，但是減少的程度與實際加工要進行優化比對，做到綜合最佳；③降低加工的難度。因為機械加工工藝的操作與工具的一些限制，有的形狀難以加工。因此要盡可能的把難度降到最低，但是還是要做到符合要求。

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1.切割精度高

使用超高壓水切割可提供良好的切邊品質,所加工物料無裂縫,無毛邊,無浮渣,且切口小,切口平整,不產生熱效應、加工硬化和應力,切縫可以達到很高的精度。

2.切割范圍廣

超高壓水切割工藝適應性強,切割范圍廣,既可以切割花崗巖、玻璃、鋼材及鈦合金等硬質材料,又可切割布料、紙板、皮革等軟材料及易變形材料等。

3.切割效率高

水射流切割加工工藝切割的速度快,生產效率高。

4.高度彈性化

從簡單到復雜的圖形不僅切割速度快而且切割容易。它除可切割直線、斜線、圓弧線外,還可切割地圖、各種復雜圖形等。

5.操作簡單

水射流切割加工不僅操作方式簡單,而且程序的編輯也很容易,具有“可切割任何設計或是創意之圖

形”的可用性。

6.成本低

水射流切割加工工藝以水為介質,并且零配件的使用壽命很長,這樣就可減少停機的時間并降低成本。

7.安全性

水射流切割加工時不會產生灰塵及有毒氣體,可提供一個清潔及安全的操作環境,并提供全面的安全設施。

綜上所述,與傳統的切割工藝相比,水射流切割更具有切縫窄、切口光滑平整、無熱變形、無邊縫毛刺、切割速度快、效率高、無污染、操作安全方便和成本低等特點。

三、發展現狀

1968 年,美國密執安大學教授諾曼·弗蘭茲博士首次獲得水射流切割技術專利。1971 年,利用該技術對做家具的硬木進行射流切割獲得成功,引起了國際關注。80 年代,美國又率先把水磨料射流(AWJ)切割技術推進到了實用階段,使切割對象更為廣泛。高壓水射流切割不僅可以切割各類金屬或非金屬、塑性或脆性硬材料,而且是冷切割工藝,因此材料的物理、機械性能及材質的晶間組織結構不會遭到破壞, 且免除了后序加工。尤其對特種材料, 如鈦合金、碳纖維材料等, 其切割效果更無法比擬。目前,已有3 000多套水射流切割設備在數十個國家的幾十個行業中應用,可切割500 余種材料,其設備年增長率超過20%。

,水射流發展迅速,、日本國際水射流學會(WJTA)WJTA還組織編寫了等書, 使得目前從40德國、瑞士、英國、法國、加拿大、澳大利亞、印度、韓國、新加坡等。

我國的水射流技術起步并不晚,始于50 年代,但主要局限于礦業運用與開發,壓力為中高壓水平, 直到80 年代才開始引進超高壓水射流設備, 仿制與研究相結合, 用于加工航空復合材料及欽板等, 與此同時國內船舶系統也研制開發中高壓系統用于清洗、除銹等艦船的修配工作。80年代后期和90年代初國內自行研制成功了超高壓水切割系統設備, 并具有自己的特色和優點, 但是在推廣應用及進一步改進提高上工作還做得不夠, 未能形成美國式的一條龍服務的良性循環。我國目前已有許多單位研制開發過(出)產品及正在研制開發與應用水射流切割技術與設備。

國內的水射流學術活動也較多, 已舉辦過三屆全國噴射技術會議、八屆水射流技術討論會, 而且幾乎每屆的相關國際會議都有中國學者參加。我國眾多學者為水射流技術做了大量工作, 并取得了許多較高水平的成果。在高壓水射流切割設備方面, 我國也具備設計與制造實力。某些國產設備的指標已達國際先進水平。我國目前水射流切割技術應用還不很廣泛, 并未引起應有的足夠重視, 還沒有一家汽車廠采用, 這不能不說是一種缺陷, 這也正是其推廣與提高的障礙。

水射流切割技術發展趨勢可以概括為以下幾個方面:

1.主機設計日趨完善。如主機的超高壓、大功率化。目前水射流的壓力已超過500MPa。主機的超高壓、大功率化等研究與開發十分活躍。設計工作壓力更高

的、更加穩定的高壓系統是當前研究熱點之一。如國外的高壓部分設計有2個高壓發生器。其中一個高壓發生器工作,另一個高壓發生器備用。2個高壓發生器交替工作,可以保證機床連續工作;其完善的自動診斷及保護功能使其運行更安全、維護更加簡單方便;機床定位精度高,其直線定位精度為0.1076mm,重復定位精度為0.1050mm;設計了自動調高系統,能夠在切割過程中自動調整切割頭與工件之間的距離以保證優良的切割品質和防止砂管被撞斷;此外如發展為加裝多個切割刀頭形式,即用一臺高壓系統,同時帶動3- 4個噴嘴同時進行切割;加砂切割頭帶自動輸砂裝置;采用高度及碰撞感應器;增加自動化除砂系統等。

2.切割工藝參數不斷優化,進一步提高效率,減少磨料消耗和降低能耗,如最佳的磨料量使用可節省成本。儲備了工件材料數據庫,用戶可根據工件材料種類、厚度和加工要求自動變換加工參數,操作者可自行擴展數據庫。

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機械加工的工藝系統主要包括機床、工件和工具、夾具。在機械進行切削的過程中，通常會因為夾緊力等作用的影響，使這些工藝系統受到不同程度的影響，進而發生一定程度的變形，進而使已經調整好的處于靜態位置的工具發生變化，導致其加工精度降低。為了能夠最大限度的保證加工精度，最為有效的方式就是將工藝系統受力變形降至最低。在實踐生產中，則主要是利用提高工藝系統的剛度或是降低負荷的變化來解決這一問題。而且，為了能夠保證加工質量和生產效率，還需要盡可能的提高加工工藝中的剛度。

3工藝系統幾何精度對加工精度的影響

工藝系統幾何精度對加工精度的影響主要是從以下幾個方面體現出來的：一是加工原理；二是加工過程中的調整；三是機床；四是夾具和刀具等制造方面存在的誤差。其中，加工原理導致精度的降低主要是由于在加工工藝中使用了近似的成形運動，然而就是這種近似的成形運動則可以將刀具形狀或者機床結構予以簡化、使生產效率提高、增加加工精度，而且由于加工方法導致的誤差能夠符合規定的精度要求，所以在生產實踐中，該種方法的應用范圍仍然十分廣泛。在工藝加工過程中，難免會出現對工藝系統進行調整，以滿足生產的需要，但是由于不能完全確定調整是否完全精準，因此，也就很難避免調整誤差的出現。由于機床導致的加工精度的降低主要是因為機床在制造和安裝，以及運行的過程中不會避免由于磨損帶來的誤差；夾具等制造產生誤差的主要原因是定位元件、分度機構、刀具導向元件以及夾具體的制造誤差等、在裝配夾具后各個元件之間存在的工作面尺寸誤差、使用夾具中工作面磨損導致的誤差。

4增強機械加工精度的幾點措施

首先，在生產的過程中盡量避免誤差的出現；也就是要預防誤差，通過減少誤差源。較為常用的方式包括：a.誤差轉移法；b.誤差平均法；c.直接減少原始誤差；d.盡可能使用先進的加工工藝和設備等。然而，通過不斷的實踐證實，在精度要求被不斷提高后，在使用原有的方式或是新的方式來提高加工精度的陳本也是會隨著提高的。其次，加強對科技力度的投入；在針對各個環節經常出現的，以及難以避免的影響加工精度的因素而言，可以考慮在資金允許的前提下，適當增加科技研發資金的投入，主要是針對這些容易出現誤差的環節進行新工藝、新方式的研發，來努力提高加工精度。再次，減少原始誤差；在條件允許的前提下，盡可能提高機床的幾何精度，提高量具、刀具等的制作精度，在多方面來提高加工精度。然而，針對原始誤差，還需要具體問題具體分析。需要進行有效分析來通過適當的手段解決產生的原始誤差，進而提高加工精度。而針對那些精密的零件，在加工的過程中也應該使用高精密儀器和設備進行加工。

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前言

在市場經濟快速發展的今天，企業若想在激烈的市場中占據一席之地，提高市場競爭力，那么必須要從產品性價比上下工夫，即用最少的經濟投入，生產出高質量的產品。在以往的機械加工產業領域內，多數的企業都是將企業的產能定為企業的發展戰略目標，以銷量贏得市場。但是在知識經濟時代，技術成為了標榜生產力的第一要素，抓好機械設計加工的技術含量，促使高質量、低成本的產品形成是市場經濟時代企業獲得發展的關鍵。在機械設計加工過程中雖然影響產品性價比的因素有很多種，但最主要的還是和設計有關聯的產品材料及一些機械加工的標準化運用等因素。本文就這些影響機械設計加工的因素進行了淺顯的分析。

一、機械設計加工中如何選用材料

（一）應對基礎需求進行滿足

1.運用性能方面的需求，運用性能是指產品原材料如何在使用中合理的應用，這是在挑選材料時應該首先考慮的。不一樣的零部件對產品的運用性能的要求是不一樣的。一些零部件要求材料的強度高，一些要求材料有耐磨的特性，另外一些特殊的零部件對運用性能沒有硬性要求，只要求外表美。所以，在挑選材料的時候，對零部件所需要的運用性能進行精確的判定就顯得尤為重要了。

2.要求工藝性，工藝性是指原材料能夠滿足各種工藝需求，也就是說原材料既能制作出成品，并且質量方面也要有所保障。第一，熱加工特性主要是指鑄造特性、鍛造特性、焊接特性和對熱量的處理特性。第二，金屬的削切性能對刀的耐用程度通常在60min，用專業術語表現出來就是V60，它的值越高，則說明金屬的切割性能越優良。

（二）選擇機械零部件的訣竅

1.產品壽命成本將對挑選材料產生影響，在實際工程中，在產品性能得到保障的同時，盡可能地挑選造價比較實惠的原材料，可以減少產品的成本；與此同時，有些原材料雖然成本比較高，但它們的性能非常優越，基于其產品壽命周期長、修理費用低等優勢，反而可以節約成本。

2.選擇制作產品的方式是零部件選擇的又一個關鍵因素也就是說，應該將設計結構、挑選原材料及科學的加工結合起來。挑選原材料的時候不但要考慮零部件單獨加工的成本，對于整體成本也應進行管控。

二、按標準流程操作可以使成本減少

（一）零部件是組成機器的基礎因素。按照標準流程操作顯得十分重要。按照標準流程操作，就是通過對零部件的大小、整體結構、原材料的使用特性、繪圖需求等等，設定一個標準。它的優良特性表現為：

1.采用先進工藝批量制造零部件，提升質量的同時減少成本。

2.對零部件的使用性能進行統一，延長其使用壽命。

3.按照標準制作出來的零部件可以使設計簡單化，提高零部件的使用效率

（二）按標準流程進行操作可以使成本減少，市場是不斷變化的，如何滿足市場的需求，是每個企業應該思考的問題，不斷精益求精，使產品質量得到提高，將能源消耗降到最低，是企業占據市場份額、提升品牌影響力的關鍵。要實現上述目標，企業就要按標準流程進行操作，嚴格化產品設計，才能促進企業的新陳代謝。

三、劑的特征和使用

要使零部件達到預先設定好的形狀、大小和質量，就要對零部件進行削切、打磨、成型加工等等，劑是金屬在加工中所使用的冷卻材料。

（一）劑對技術方面的要求

基于加工工藝的需求，劑要有以下性能；

1.要能夠冷卻金屬，在金屬的削切工作中，損耗的能量大多數都轉換成了削切熱量，它會損毀道具，而且成品容易被燒壞或者鑄造出來的金屬成品色澤會變暗，從而使產品精確度不夠，質量提高更談不上了。所以，劑要能降低摩擦頻率以此讓熱量減少。另外，通過削切液的熱傳遞和氣體化等特性讓產品不受高溫所害。

2.要能夠對產品進行，刀具在切割金屬的時候，削切力的作用力是非常大的，劑優良的性能能夠使刀的表面和切下來的碎屑、刀后面的表面和金屬表面的摩擦減少，起到很好的作用。從而使功率損耗減少，使刀的生命周期得以延長，從而使打磨出來的產品光滑。

3.要能夠對產品進行清洗，產品在削切的工作中，油漬、微小的細屑、粉末和沙礫經常粘附在刀或者金屬上，事后很難清理，從而使加工質量受到影響，刀和砂輪的使用周期也會縮短，最重要的是對機床的精確度也會產生影響。所以，劑必須對上述雜質進行合理有效的清理，對于粘附在機床等工具上的細屑要及時進行清除，沖走容易使機器和工具生銹的“有害物質”。

4.要有預防銹蝕的能力，水基型的劑多數部分都由水組成（水成分占到了百分之八十到百分之九十八），使銹蝕的幾率大大增加。其中的一些添加劑可以銹蝕金屬；因此，劑防止銹蝕的作用是必不可少的，它會使產品在加工中和加工之后的一段時間里不會因銹蝕的出現，影響質量和操作。

（二）如何挑選劑

對劑進行挑選，要符合產品對工藝方面的需求。選擇純粹用油的劑或者能夠溶于水中的劑，要對這兩方面的劑進行準確的判定。一般情況下，機床提供商的舉薦我們可以考慮采納；另外，可以依據我們平時工作中的經驗對劑進行挑選，比如說運用高速度的刀進行較低速度的切割時，純粹用油的劑就比較適合。劑的種類很多，需要結合具體加工情況進行合理選擇適合的類型和品牌。在選擇的過程中需要結合零部件加工生產的工藝流程、金屬材料類型、零部件加工精密度要求以及相關性能來綜合考慮，確定選擇純油性還是水溶性劑，一般使用高速鋼刀具進行低速切削時可以使用純油性劑，使用硬質合金刀具進行高速切削操作時可以使用水溶性劑，在切削液難以有效到達切削區域的情況下，可以使用純油性金屬切削液。

四、總結

綜上所述，在市場經濟體制的大環境下，為使企業的發展適應生產力的需要，擁有先進工藝的機械產品層出不窮且種類繁多。在機械設計之中，挑選材料并按照標準化流程進行作業，是企業的首選，必須將這樣的認識提升到一個嶄新的層面。在機械運用的過程中，減少雜質提高油的使用效率，顯得至關重要。企業應做的努力就是：降低成本，提高利潤。現在的市場看重的是產品的質量，只有內部嚴格要求，外部通力合作，將提高產品質量和企業的經濟效益放在首位，從而使企業的社會效益也相應地得到提升。材料的選擇看似不起眼，但要真正做起來卻是沒有那么容易，從原材料的供貨渠道到它們的基本特性，這些企業都要進行充分的了解；按標準化流程作業也在企業里時常提起，俗話說“無規矩不成方圓”，標準化流程提出的要求得到滿足的話，企業自然會蒸蒸日上；同時，劑的作用也是巨大的，一個性能良好的劑賽過了“千軍萬馬”。本文從以上三點對機械設計工作中的問題進行了闡述，希望對企業有所幫助。

參考文獻：

[1]王杰,程明遠,李士曉等.淺談機械設計加工中應注意的幾個問題[J].科技信息,2011,(11):96-97.

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(一)基本內涵

一體化教學模式是指將專業課的理論教學與實踐教學有機結合，它力求改變傳統的教學模式，重新整合各種教學資源，突出能力本位的技術技能型人才培養目標。在整個教學環節中，理論教學和實踐教學交叉進行，抽象理解和直觀演示輪流出現，沒有固定的先實踐后理論或先理論后實踐，由師生雙方共同圍繞項目任務，進行邊教、邊學、邊做來完成某一具體工作任務，依任務需要來進行理論知識和實踐技能的學習。這種教學模式突出了“教師主導和學生主體參與”的教育思想，做到了“教室車間合一、教師師傅合一、學生學徒合一”的三個合一，體現了中等職業教育的實踐性、開放性、實用性。

(二)優勢

1．該教學模式以綜合職業能力作為培養目標，學生可以比較全面系統地獲得專業能力、方法能力和社會能力，畢業后的崗位適應能力很強。2．解決了理論與實踐脫節的問題，減少理論課與實習課之間知識的重復，增強教學的直觀性，有助于教學質量的提高。3．能推動專業課教師在課程改革、一體化課程教學、教材編寫等方面的能力提高。4．有利于師資、教學設備、多媒體資源等教學資源的合理配置與優化組合。

三、一體化教學模式的改革實踐

一體化教學模式改革要想在中職學校順利進行，并取得理想的育人效果，首先要有學校管理層的高度重視和強力推進，然后還要有專業課教師對該模式的認可與高效執行力，以及一體化教材、一體化教學場地、一體化教學評價等配套條件的及時跟進。筆者所在學校機械加工技術專業得益于國家中職示范校建設，從師資力量和實訓設備等實施條件較好的專業核心課中，選定了“車工工藝與技能訓練”、“數控車工床編程與操作”、“極限配合與技術測量”和“機械制圖”4門課程作為試點，在一體化教學模式改革方面積極實踐并取得一定成效。現僅從以下3個方面以介紹。

(一)打造“業務精良、技術精湛”的一體化教學團隊

由于一體化的教學特點，教師既要講授理論知識又要講授實踐知識，這就要求教師既要精通本專業的理論知識。又要能夠熟練掌握實踐操作技巧，尤其是碰到一些問題的解決需要理論與實踐巧妙地結合，這就需要能將專業理論與實踐融會貫通的“雙師型”教師。在“雙師型”教師培養上，我們采取了以下措施:1．更新教育理念。通過“一體化課程改革教學資源網”學習一體化課程開發技術規程、一二批試點學校一體化課改經驗，研讀趙志群教授的《職業教育工學結合一體化課程開發指南》等與一體化教學有關理論論述，［1］從教學理念上提升專業課教師的認知。另外，從北京工貿技師學院聘請專家進行專業講座，并對教師一體化教學設計做針對性指導，教師的一體化實施能力大幅提高。2．提升專業技能。結合中職學校教師“國培項目”和“青年教師企業實踐項目”，專業組派出4名骨干教師參加培訓。利用寒暑假，與校企合作企業實施了專業教師下企業實踐活動。通過企業實踐，了解企業生產組織方式、工藝流程、產業發展趨勢;熟悉企業相關崗位職責、操作規范、用人標準及管理制度;學習所教專業在生產中的新知識、新技能、新工藝、新方法，增進對企業生產和產業發展的了解。此外，合作企業北京數碼大方科技股份有限公司(CAXA)選派公司技術骨干，在校內PLM體驗中心對全體專業教師進行軟件使用培訓，感受了PLM體驗中心在數控課一體化實訓教學中的應用，同時，對自治區大賽指導教師專門進行技能提升培訓。對于沒有取得技能證的教師，通過與在校生一起培訓考取了數控車工技能證書。部分教師還參與了“引企入校”企業技術服務。

(二)編寫“理實結合、必需夠用”的一體化教材

教學模式改革最終要以教材為載體進行體現和傳播。一體化教學要求教材既能體現實踐操作的技術要領，又要能深入淺出地展示出蘊含在其中的道理，便于中職層面的學生閱讀和理解。目前，由勞動和社會保障出版社組織一體化課程改革專家、試點院校骨干教師編輯出版的系列一體化教材《零件普通車床加工》理念非常先進，也很適合一體化教學。［2］但由于筆者所在學校使用的機床設備、操作系統、刀具和毛坯材料等實際條件所限，無法選用該教材。因此，編寫一套符合自己學校實際的校本教材非常重要。專業組通過企業調研確定機械加工技術專業人才培養目標，參照中級車工、中級數控車工國家職業標準開發核心課程標準，請專家審核課程標準。成立教材編寫小組，確立編寫主體思路。根據課程標準，確立“車工一體化教程”、“數控車工一體化教程”、“機械制圖”和“極限配合與技術測量”4本教材的項目名稱及工作任務，企業專家審核教材任務的合理性后，聘請出版社編輯進行教材編寫培訓，編寫樣章，編委會討論確定編寫體例后，分工編寫形成初稿，選定實驗班試用。通過教學實施反饋，對不合理之處再次進行局部修改直至最終定稿。由于教材符合學生認知規律，適合學校的教學條件，使用效果非常好。

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機械零件材料的選擇對于產品周期、生產成本等方面影響較大，有些產品零件在選擇材料時候，保證性能的前提下選用相對廉價的材料，但是使用周期縮短，有些材料成本較高，但是質量更優，使用周期長、維修費用低、節能效果更好，經濟性反而提高。因此，在材料的選擇上要結合產品實際使用的具體情況，進行全面綜合研究，選取性價比最高的材料。實際生產中，材料的選擇還要兼顧到制造與生產工藝，結合加工生產方式進行綜合考慮，既要核算不同材料加工成本，還要考慮到與此相關聯的全部工序成本，選取最為科學的材料。并形成科學有序的材料選擇論證分析報告。[1]

二、有效提高機械設計標準化水平

1、機械零件是機器的基本組成要素，對于機械零件設計工作來說，標準化的作用是非常重要的。所謂零件的標準化，就是通過對零件的尺寸、結構要素、材料性能、檢驗方法、設計方法、制圖要求等，制定出各式各樣的大家共同遵守的標準。

2、搞好設計階段的標準化工作是降低產品成本的重要途徑。在市場經濟體制下，生產廠家根據市場的需求變化，不斷更新產品品種，提高產品質量，降低物資消耗，提高經濟效益。要達到這些目的，都離不開標準化，必須用標準化手段，從嚴把好產品設計這一關，才能使企業在市場競爭中求得生存和發展，加快新產品開發。

三、兼顧到機加工件表面層物理力學性能因素

在機械零部件加工生產的過程中，切削力和切削熱能夠對零部件表面物理力學性能產生影響。首先是表面層金相組織發生變化。磨削加工導致工作部位溫度升高導致表面層金相組織發生變化，過硬的砂輪會引發切削堵塞，建議使用軟砂輪，還要通過同時加大工件速度以及砂輪速度的方式避免工件表面溫度過高，輔之以高壓大流量冷卻液的方式，提高降溫效果以及消除砂輪切屑堵塞現象。另外，零部件表面層殘余應力也要引起注意，在對零部件材料進行切削過程中，其表面組織因為出現了形狀或者組織上的變化，表層和基體銜接處因相互平衡作用出現彈性應力，主要為冷塑性變形、熱塑性變形、金相組織變化等方面因素導致。

四、劑的特性及應用

為了使工件得到所期望的幾何形狀、尺寸精度和表面質量，需要對工件進行切削、研磨、沖壓、軋制和拉拔等，金屬加工劑是金屬在加工工藝過程中所使用的冷卻材料。

1、劑的作用和技術要求

我們使用的金屬切屑劑的主要目的是：（1）延長刀具的使用壽命；（2）保證和提高工件的加工尺寸精度；（3）改善工件表面的光潔度；（4）及時排除金屬屑，確保切削過程順利進行；（5）及時帶走切屑熱，迅速均勻冷卻刀具和工件等；（6）防止機床和工件產生腐蝕和銹蝕；（7）提高切削加工效率，降低成本。為實現上述目的，要求金屬切屑劑必須具備以下幾方面主要性能：

1.1冷卻性能

在金屬切削加工過程中，所消耗的能量，絕大部分（90%以上）都轉變成切削熱，它不但使刀具容易磨損，而且使工件容易產生局部燒傷或發暗，影響工件表面的加工精度及加工質量。因此，要求金屬切削劑能夠通過減輕摩擦來減少熱量的產生。二是通過切削液的熱傳導、對流和汽化進行散熱。

1.2性能

刀具在切削工件的瞬間，通常承受著極大的切削力作用，金屬切削劑良好的性可以減小刀具前刀面與切屑、后刀面與工件表面之間或砂輪與材料間的摩擦與磨損，降低摩擦系數，防止刀具與切屑或工件間的粘著。減少功率消耗，延長刀具的使用壽命，從而使工件獲得良好的表面光潔度；更重要的是減少切削過程中產生積屑瘤的機會。[2]

1.3清洗性能

金屬在切削（或磨削）過程中，油污、細小的切屑、金屬粉末和砂輪砂粒等互相粘結，并粘附在工件、刀具和機床上，影響工件的加工質量，降低刀具和砂輪的使用壽命，影響機床的精度。因此，金屬切削劑應具有良好的清洗作用，減少細小的切屑及金屬粉末等的粘結以利清洗，同時迅速將細小的切屑及金屬粉末等及時沖走。

1.4防銹性能

水基型金屬切削劑在使用過程中大部分是水（約占80%―98%），為銹蝕的產生提供了有利的環境，其中某些表面活性劑往往會加劇金屬的銹蝕；所以要求水基型金屬切削劑必須具備一定的防銹性能，使工件在加工過程中和加工后的短時間內不產生銹蝕。[3]

2、金屬切削劑的選擇

選擇金屬切削劑，首先要根據切削加工的工藝條件及要求，初步判斷選取純油性或水溶性切削劑。通常我們可以根據機床供應商的推薦來選擇；其次，還可以根據常規經驗進行選取，如使用高速鋼刀具進行低速切削時，通常采用純油性，使用硬質合金刀具進行高速切削時，通常可以采用水溶性；對于供液困難或切削液不易達到切削區時采用純油性金屬切削液（如攻絲、內孔拉削等），其他情況下通常可采用水溶性金屬切削液等。

由于機械設備在運行過程中，受載荷以及零件加工精度等方面的影響，摩擦和磨損是不可避免的。隨著機械設備的工作條件日益苛刻，或工作強度的提高，對劑性能的要求也越來越高，同時，往往要求一種劑要具有多種功能。實踐表明，劑在減小機械磨損，延長機械使用壽命方面起著十分關鍵的作用。

參考文獻：

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前言

機械加工和熱處理是機械制造業中的關鍵工藝環節,同時也是改善零件加工質量、提高生產效率的重要手段。隨著各類機械裝備性能的提高,制造出符合設計要求、用戶滿意、具有較高幾何精度、性能可靠的產品是機械制造企業的目標。在制造高精度、高性能產品的背后必須有高的工藝制造水平和能力來保證。

一、重視預先熱處理

為保證零件的切削性能,加工精度和減少變形,提高零件的內在質量和表面尺寸穩定,預先熱處理是極重要的一環。各種材料的最佳切削性能都對應有一定的硬度范圍和金相組織。亞共析鋼經正火得到片狀珠光體組織;過共析鋼退火得到粒狀珠光體組織。此時,它們的晶粒細小,均勻的組織,不僅改善了切削性能,提高了機械加工精度,而且為最終實現熱處理(淬火+回火),保證獲得良好的組織和性能做好準備。對于高合金鋼中的過共析鋼及萊氏體鋼,預先熱處理退火十分重要,我們在分析模具、齒輪、軋輥等零件淬火后開裂,其原因,除了最終熱處理的問題外,預熱處理及鍛造欠妥也是主要因素。機械加工技術人員對零件的整個過程中內在質量的情況,要做到心中有數。

二、熱處理工藝在機加工工藝中的合理安排

對于有效厚度超過30mm的調質件,調質工序安排在中間最理想,由于坯件先進行粗加工毛坯的氧化脫碳層被切除,工件表面光潔,保證淬火后有足夠高而且均勻的硬度,不易產生軟點,軟塊,綜合機械性能比毛坯調質的高,尤其對于淬透性較差的鋼,這樣安排可保留較厚的脫碳層。另外,對于零件最終必須要有尖角及過渡驟變處,可采用先粗加工成圓角,留余量后進行中間調質,最后再精加工成型。中間調質的零件,單面所留得加工余量視零件的大小和形狀而定,一般留1.5-2mm即可。一般零件熱處理后不需校準。細長件和扁平件變形較大,可用壓力機校準或回火時采用定型夾具校準。對于必須最終熱處理或僅留磨削余量的高硬度零件可通過摸索、掌握熱處理的變形規律,采用改變熱處理前的公差方法(收緊或移位),來保證熱處理后零件精度達到圖紙要求。由于零件內部的應力分布比較復雜,零件的幾何形狀也各不相同,熱處理后應力重新分布,特別是在淬火時產生較大的組織應力和熱應力,因此變形規律是很復雜的,但對于成批生產的零件,冷熱加工工藝都確定后,變形規律還是可以掌握的。另外,在機加工工序中穿插1-2道消除應力的回火,對減少最終熱處理的變形,效果也很顯著。工程技術人員在制定機械加工工藝和熱處理工藝時,應通過對零件材料的選擇、工藝參數的設計、實際加工效果及經濟性建立工藝檔案,并在此基礎上,不斷完善、提高,使機加工和熱處理的工藝路線安排的更為合理。目前,微機已廣泛應用于機械設計、加工和熱處理生產過程,我們已有條件對各類零件的材料選擇、機加工和熱處理工藝參數及相關系編制軟件,并建立數據庫,這樣可免去技術人員去查閱大量手冊的繁重勞動,縮短了工藝編制時間使選擇的材料及工藝參數具有較好的適用性和經濟性,這也是機加工技術人員的努力方向。

三、機械加工與熱處理的關系

1、切削加工與熱處理。切削加工時工件的硬度應符合效率原則,硬度過高,則加工困難、刀具磨損嚴重、粗糙度高;硬度過低,則發生粘刀現象,易產生切削瘤同樣增加刀具的磨損并劃傷工件表面。因此,應把硬度控制在170～210HB左右,以利于加工。影響加工性能除了硬度外,還有金屬件內部組織。對高碳鋼(w(C)≥0.6%)而言,得到碳化物呈球化且均勻分布的組織比片狀珠光體切削加工性能好;對低碳鋼(w(C)≤0.25%)而言,退火鋼中含有大量鐵素體、切屑易粘刀、表面粗糙度差、使用壽命低,可采用正火工藝使鋼切削性能得到改善;對中碳鋼(w(C)=0.25%～0.6%)而言,含碳量偏下限的宜采采用正火工藝,含碳量偏上限的應采用調質工藝,這樣可獲得低的表面粗糙度和好的切削加工性。

2、機加工與熱處理。機加工工藝對熱處理的影響很大,改變某些機加工工藝將給熱處理帶來很大的方便,如硬度300～400HB的車輪采用調質工藝就比中頻淬火方便且成本較低。齒輪經滲碳淬火后,公法線長度會漲大,冷加工時把公法線控制在中、下差,以便熱處理后公法線在公差范圍內。因此,熱處理前公法線長度公差應在冷加工和熱處理之間應合理分配(一般可取4∶6)。編制機加工工序與熱處理的加工路線時,考慮到感應加熱淬火產品在熱處理前多數已基本成形,對容易開裂產品應調整工序,以避免開裂, 如支撐輥的中頻淬火、齒圈滲碳淬火等。

四、機械加工中熱處理配合問題的處理

1、大型齒輪滲碳淬火變形的處理。1）型齒輪經滲碳淬火后,變形較大的是外徑(齒頂圓直徑)、公法線長度、斜齒輪的螺旋角。齒輪外徑呈明顯膨脹趨勢,且與裝卡方式有關。若是單件齒輪淬火,則呈現兩端面外徑膨脹大、中間外徑膨脹小的特征;若是重疊掛裝,則呈現最上層、最下層端面外徑膨脹大、中間外徑膨脹小的特征。2）嚴格按熱處理工藝操作,大型齒輪滲碳后不采用直接淬火工藝,以免增大變形,造成內部金相組織的不合格,多數采用快速爐冷或在緩冷坑中冷卻留足加工余量(包括變形余量和磨削量),對公法線長度余量應經反復測試后來確定。齒軸在滲碳前軸徑方向應留有大于1.5倍滲碳層深度的加工余量,滲碳后用齒節圓作基準面,加工去掉軸徑等不要求淬硬的滲碳層,然后再進行淬火。

2、大型齒輪滲碳淬火開裂的處理。1）工件應避免尖角和嚴重厚薄不均。尖角處易過熱,加熱和淬火時應力大、極易開裂,因此應改為圓角或倒角。2）對結構形狀復雜、易變形和淬裂的零件可選用合適的合金鋼;對形狀復雜、但硬度要求不高的結構零件可選用含碳量較低的材料。含碳量高,變形和開裂的傾向大,如齒部采用感應加熱的齒輪材料盡量不用感應淬火開裂傾向大的42CrMo材料,宜改用35CrMo。3）技術條件應根據零件的工作條件及損壞形式來制訂,例如拉矯機工作輥(材料為9CrMo,尺寸為580mm×1526mm)按原工藝(調質+中頻淬火)制造的輥子裝機使用后,僅使用了七天就磨損報廢了。經過現場分析,發現輥子主要受到磨擦磨損和磨粒磨損,同時工作時輥面溫度達到300℃左右,從而使輥面硬度下降,導致輥面磨損增加。輥面采用超音速熱噴涂后,裝機使用了2個月才磨損,壽命提高了3倍。又如滲碳齒輪的預先熱處理采用調質工藝的調質硬度控制在170～230HB為宜;對需要表面強化(高頻淬火、氮化)工件,不能為了滿足切削加工性能而采用降低調質硬度的方法。

四、結束語

合理解決制造工藝中機械加工與熱處理之間配合的矛盾,并使其有機結合是機械制造企業提升制造能力的有效途徑之一。

參考文獻：

[1]雷廷權,傅家騏.熱處理工藝方法300種(修訂版).北京:機械工業出版社,1993

[2]史冬梅.LY12合金尺寸穩定化處理的研究.[碩士論文].哈爾濱

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本人多年從事數控編程與操作課程的教學工作，在這個過程中了解到數控實踐教學存在著若干問題：

 

1.學生人均實際操作時間相對較少

 

由于數控實習設備價位相對來說比較高， 一般職業院校購置數控設備的臺套數有限，而學校在校的實習學生數量相對較大，因此不能保證學生的人均實踐操作時間。[1]

 

2.學生實習的內容與生產實際嚴重脫節

 

與生產實際相脫節的原因有多個方面，首先，在數控機床的操作過程中，由于教學時間有限，指導教師多以指導學生的基本操作為主，而理論、實踐技能訓練的內容偏少，與實際生產銜接不夠;其次，學生使用的毛坯材料和刀具與實際生產有差距。由于用于加工生產的毛坯原材料價格比較昂貴，加之學生多以練習為主，不進行實際工件的加工，大部分材料都是浪費，所以車間用于學生練習的毛坯一般是價格相對便宜。從另一個方面考慮，就是在實習過程中選擇了比較好的材料，由于學生對加工工藝認識的相對缺乏，刀具必定會被頻繁的打壞，而更換刀具的價格也是不菲的。

 

3.機械加工工藝知識面窄，給數控實踐教學帶來了極大的困難

 

學生數控知識面培養不夠，并且經歷實踐操作環節很少，對設備安全和學生人身安全存在的危險問題考慮不到，也影響了數控實踐教學的順利進行。[2]

 

4.由于設備少、資金緊張等多方面原因，數控實踐教學多以演示性和驗證性實驗為主，只注重對理論知識的驗證和實際零件加工的演示，學生無需或很少動手，學習效果較差。

 

5.數控實踐教學不能充分利用課堂時間

 

由于數控技術專業實踐性強、職業能力要求高，要求教師既能從事理論教學又能承擔實踐教學，具有較強的動手能力和解決生產一線有關技術問題的能力，能在生產現場動手示范，指導學生掌握生產技能，因此擔任這門課程的一般為“雙師型”教師。但這樣也存在著弊端，一個教師在數控機床前面指導的學生是有限的，不可能將整個班級的學生都拉到機床前面教學，所以就要分組進行，最多十個學生一組，這樣勢必就會有許多空余時間不能充分利用。

 

針對上述在數控實踐教學中存在的問題，對高校數控實踐教學的培養目標、組織實施方式和實踐教學內容等教學環節進行改革，勢在必行。本人認為應該從不同層次認識數控實踐教學，從而在教學條件有限的情況下提高“數控編程與操作”課程的實踐操作性。

 

二、問題的解決

 

1.揭掉“數控”的神秘面紗。

 

一般人提起數控總感覺數控很神秘，經過這幾年的數控教學，我的認識是數控并不神秘，其實所謂的“數控”也就是機械加工，再進一步說就是無人值守的全自動的機械加工過程。因此既然是機械加工，所以學習數控最主要的是學習機械加工工藝，而工藝知識正是我們學生最缺乏的。因為機械工藝知識的獲取不單單是靠教師對工藝知識的理論講解，更重要的是在實際加工過程中積累工藝經驗，只有在實際加工中經歷了解決問題的過程，工藝知識才會有積累。

 

2.進行數控實踐操作必須具有的知識基礎。

 

實踐教學一般包括實驗、實習和實訓，而數控實踐教學實質是實習加實訓。在進行數控實踐操作之前學生必須完成一定程度的專業基礎實習，專業基礎實習主要是進行金工實習。通過金工實習，要求學生掌握常用機械加工方法以及車床、銑床、鉆床、磨床的加工工藝特點，機械加工工藝方法和工藝參數選擇。

 

學生在掌握了金工實習所要求的技能的基礎上，再進行數控機床的實際操作，可以對比學習，相對來說就比較簡單了，而且很多機械加工工藝的知識對數控加工也是通用的。

 

3.綜合利用數控仿真軟件完成數控實踐教學

 

首先利用數控仿真軟件在虛擬加工的軟件環境中讓每個學生得到充分的訓練，然后在真實的生產設備上進行加工，這樣既獲得了較好的教學效果，而且也為學校節省了大量加工材料和刀具材料等不必要的浪費。[3]

 

4.重新設計數控實踐教學的考核

 

對實踐教學的考核，是實施實踐教學體系過程中的重要環節。考試對于學生來說是一種壓力，同時也是一種動力，只有通過考核，才能檢驗學生的掌握程度，對于數控的實踐教學來說也是如此。學校考核數控實踐教學的教學效果主要是考核學生對理論知識的掌握和職業技能的初步操作程度，在考核過程中應制定評分細則，全方位加以考評。但是由于時間和機床有限的原因，全方位考評在學校實施起來是比較困難的。社會的考核主要是讓學生參加相應職業崗位技術等級考核。

 

對于數控實踐教學來說，重點內容是讓學生掌握數控機床的手動操作方法，對于自動加工，只要學生編寫程序沒有錯誤，只要按下 “循環啟動”按鍵，讓程序自動運行便可以了。而手動操作數控機床主要是建立工件坐標系的操作，也就是“對刀”操作。所以學校考核只要進行“對刀”手動操作的考試便可以了。如表1所示是本人從事數控實踐操作過程中定制的數控手動操作的評分標準。

 

三、總結

 

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軸類零件的毛坯和材料

1 軸類零件的毛坯

根據軸類零件的生產類型、使用要求、生產設備以及零件的結構形狀的不同，一般在加工零件時選用鍛件、棒料等原材料。對于在零件長度方向上零件的外圓直徑相差不大時，一般以棒料為主；而對于沿長度方向外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件。這樣選材加工，既可以節約材料又能減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。

2 軸類零件的材料

在軸類零件的加工時，應根據不同的加工生產條件和零件的使用要求選用不同的材料，并按著零件的性能采用不同的熱處理規范（如調質、正火、淬火等），以保證零件達到一定的強度、韌性和耐磨性。

軸類零件加工工藝特點

研究發現，軸類零件常用的加工方法是車削和磨削等。如果對某一零件的表面精度要求特別高時，還應增加對零件的光整加工工序。一般軸類零件的加工工藝如下。

1 軸類零件的準備工作

一般軸類零件的準備工作有校直、切斷、切端面和鉆中心孔等。在中心孔的鉆取時應注意，應保證零件兩端面的中心孔有足夠大的尺寸以及準確的錐角。因為端面上的中心孔在零件的整個加工過程中，需要承受零件的重量以及切削力。因此，如果在軸類零件加工時，零件尺寸過小，將會使得端面的中心孔和頂尖受力比較大，從而使得零件的損壞。同時，確保軸類零件在加工時，兩端中心孔應在同一軸心線上。

2 軸類零部件定位基準的選擇

一般情況下，在軸類零件加工時，采用零件兩端的中心孔作為定位加工打磨。在加工零件的外圓時，為了定位的準確無誤，要先加工軸的兩端面和鉆中心孔。此外，軸類零件的各外圓、錐孔、螺紋等表面的設計基準，一般都是軸的中心線，以中心孔為加工軸類零件的基準，使得軸類零件的精度提高，并且使得加工操作簡便，所以此方法得到了普遍的應用。

3 外圓及細長軸的車削加工

在軸類零件的加工工藝中，外圓車削是機械加工中最廣泛的加工方法。其工藝范圍可以劃分為荒車、粗車、半精車、精車等加工階段。同時，主要根據零件的毛坯制造精度和工件最終的精度，選擇合適的加工方法。

軸類零件加工的定位基準和裝夾

1 以工件的中心孔定位

在軸的加工工藝中，零件各外圓表面、錐孔、螺紋表面的同軸度，端面對旋轉軸線的垂直度的設計基準一般都是軸類零件兩端面的中心線。若用兩中心孔定位，符合軸類零件加工基準重合的原則。加工經驗表明，中心孔定位不僅是車削時的定為基準，也是其它加工工序的定位基準和檢驗基準，又符合基準統一原則。

2 以外圓和中心孔作為定位基準

雖然用軸的兩端面中心孔定位定心精度高，但是零件的剛性較差，尤其是加工較重的工件時零件固定不夠穩固，且切削用量也不能太大。因此，在軸類零件粗加工時，為了提高零件的剛度，可采用軸類零件的外表面和一端面的中心孔作為加工零件的定位。采用這種定位方法，可以使零件在加工時能承受較大的切削力矩，是軸類零件最常見的一種定位方法。

3 軸類零件機械加工工藝過程

一般軸類零件的加工工藝過程大致可劃分3個加工步驟，首先零件原材料的粗加工（銑端面、加工頂尖孔、粗車外圓），然后是零件的半精加工（鉆通孔、半精車外圓、車錐面、錐孔、鉆大頭端面各孔、精車外圓），最后是零件的精加工（粗、精磨外圓、錐面、錐孔）。

同時，在機械零件加工工序時，需要在上述三個步驟中間插入必要的熱處理工序，一般零件的加工工序按著以下順序進行：外圓表面粗加工外圓表面半精加工調質鉆通孔車錐孔粗加工外圓表面精加工淬火回火（最終熱處理）粗磨雌孔精加工（以精加工外圓面定位）。

提高軸類零件車削外圓生產率的措施

1 在軸類零件加工時，盡量選擇新材料刀具，因其具有耐磨性、硬度高和熱穩定性好的優點。

2 為了發揮硬質合金的優點，宜選用多角形可轉位車刀，自動機夾式車刀等，縮短了打磨刀具和更換刀具的額外時間。

3 采用多刀刃切削，在同一次加工時同時車削幾個不同的零件外圓表面，這樣縮短機動時間和輔助時間，很大程度提高了生產效率。

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1機械設計加工問題

1．1性價比低

性價比是消費者購買機械產品時候重要參考因素。消費者一方面需要買適用的，另一方面要求價格低，這兩方面是所有消費者考慮的因素，現在機械產品需求量很大，但機械類企業之間存在激烈競爭，由于很多因素，促使消費者購買的機械產品性價比不適應。隨著各個領域對機械產品需求量的不斷攀升，機械生產企業之間的競爭也在不斷加劇，而消費者在購買機械產品的時候，偏向于產品本身的性價比。但是在產品性能方面，因為設計加工損耗較多、設計加工質量差、加工工藝落后等原因，直接影響到機械設計產品的性能。在價格方面，因為加工方案不滿足實際要求、加工存在誤差，所以，也容易增加機械設計的加工成本。兩個方面的原因疊加，就使得產品的性價比無法滿足市場的發展要求。市場是企業發展的杠桿，對企業進行有效的調節，企業要發展必須遵守市場規律。機械產品必須符合市場發展需要，改變生產技術，完善加工流程，生產出性價比合理的產品，這樣的機械類企業才能可持續發展，符合社會發展規律。

1．2質量不達標

現在機械類企業競爭激烈，客戶在追求性價比，有很多企業生產出來的產品質量不達標，促使機械零件的損耗，使用年限都降低，還容易出現機械故障。質量達標是機械產品的基本要求，企業要長期發展，生產的產品必須合格是前提，在創新的去研發，科學的去管理，逐步完善生產工藝，促使機械產品合格，符合機械企業需要。

1．3精度較低

精度是機械產品重要性能指標，精度較低證明產品在生產過程中誤差比較大，精度低的產品是產品質量不達標的表現形式，每種機械產品對精度都有一定要求，但是機械產品精度越高，證明機械產品性能越好，現在很多企業對機械產品都有更高的要求，對精度有明確要求，促使機械制造企業，要完善工藝流程，提高產品精度，提高產品質量，這是企業的發展要求，也是社會發展對機械制造企業提出的新要求。

2機械加工設計優化策略

2．1機械材料需滿足性能要求

(1)材料選擇的要求機械產品加工對材料選擇有嚴格要求，首先材料應該滿足性能要求，每種產品生產材料都有一定性能，同一個材料，不同型號性能不同，在機械產品生產過程中，要嚴格按產品設計說明進行材料選擇，這樣才能滿足產品性能要求，性能是產品質量保障關鍵因素。其次材料設計需要滿足工藝性能要求，沒種機械零件對工藝有一定要求，工藝性也促使產品的外觀符合企業需要，工藝性是產品重要質量指標，直接影響產品性能。最后材料設計需要滿足經濟性能，產品價格也是阻礙產品銷售的主要因素，消費者希望物美價廉，但在實際過程中，主要以性價比作為參考，根據企業需要，選擇性價比高的產品，在產品生產過程中，機械加工也要考慮成本，要符合性價比，促使產品能更好的銷售。(2)材料選擇的方法材料選擇過程中，要考慮很多因素，目的就是提高性價比，符合企業發展需要。材料選擇會對產品壽命周期成本產生影響。在選擇材料時，滿足性能前提下，盡量選擇價格低廉的材料，這樣可以縮短產品的壽命周期。有些材料雖然成本高，但是其性能良好，可以滿足機械產品質量以及延長產品壽命的要求，進而降低后期的維護費用，提高經濟效益。所以，材料選擇應該考慮性價比，同時綜合的考慮維修、成本、市場等諸多因素。材料選擇是一項復雜過程，要充分考慮多種因素，根據企業發展實際需要，選擇合理的材料，促使企業健康發展。

2．2機械加工表面物理力學性能因素需要合理統籌設計

機加工表面物理力學性能因素需要合理統籌設計主要考慮三方面:首先加工金屬的表面金相組織變化，其次加工金屬表面的冷作硬化、最后加工金屬表面產生的殘余應力。這三方面因素要綜合考慮，以全面提升機械加工表面物理力學性能為目標，在具體操作過程中需要合理統籌設計。

2．3機械設計加工中有效的控制劑

在機械加工設計中，選擇劑需要考慮到防銹仿佛是、清洗、冷卻等功能。另外，還要注意到劑的匹配度。在金屬劑選擇中，應該根據實際的情況來選擇。在選擇中，需要確定使用的劑是水溶性還是純油性，同時還需要根據機床生產廠家和機械加工工藝流程來進行綜合化考慮$在具體的操作中，在高速鋼刀的低速切削之中，推薦使用純油性的劑，在硬質何進刀具的高速切削中推薦使用水溶性家$在確定了劑的種類之后，還應該考慮到金屬材料的類型，加工零部件的性能與加工精密度，從而進一步考慮選擇哪一種品牌。

參考文獻:

［1］顏秋艷．淺談CAE技術在機械設計教學中的應用［J］．高教學刊，2016(16)．

［2］白益鋮．計算機輔助設計技術在機械設計中的應用［J］．裝備制造技術，2016(06)．

［3］徐紅芹，郭前建，李愛軍，王紅梅，毛崇智．基于布魯姆教學理論的機械設計教學模式改革［J］．教育現代化，2016(18)．

篇11

Spline Broach CAD and Manufacturing

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1 薄壁零件的結構特點和工藝特點

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勢，使其在各大領域廣泛應用。特別是是在航空領域，薄壁零件能夠很好的滿足航空產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、經濟性好等特點。薄壁零件結構復雜，相對體積較大，在應用中，不僅要滿足零件設計性能的基本要求，同時還要在重量上滿足要求。不同領域對不同的薄壁零件在結構上也有所不同。

鑒于薄壁零件特有的結構點，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，具有復雜的結構，加上在壁厚上比其它普通零件要薄得多，應用數控機床進行銑削加工的過程中很容易產生變形，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，對協調精度也有很高的要求。特別是槽口、結合孔、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，與協調依據相符合。

2 工件的裝夾

工件在數控機床加工，裝夾是最基礎的步驟，裝夾主要包括工件的定位和夾緊兩個步驟。這兩個步驟相互關聯，兩者同樣重要，對工件的加工都起著基礎作用。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，根據具體的工件加工要求來確定。

薄壁零件在多個領域中應用，其中以航空航天制造領域應用最為廣泛，是飛機制造中不可或缺的結構件。這些結構件普遍體積較大，而且壁很薄，在剛度上較弱，在加工過程中容易產生變形。在數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，裝夾方式是否科學正確對于加工精度和加工效率都影響巨大。現今對于薄壁零件的裝夾方式多采用機械、液壓可調夾具以及真空吸附裝夾等方法。其中液壓可調夾具的特點在于可利用液壓可調夾具對壓緊進行適當的調整，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，在加工區將刀具移出，能夠保證刀具對于工件的切削保持連續的軌跡。當刀具切過壓緊的位置后，在將壓板重新回到原來設定的壓緊位置。所謂結構的調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，必然對基礎墊板的更換、對夾具的重新組合等等。真空吸附夾具的優勢在于既能夠將工件平穩可靠的夾緊，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。

3 工件的夾具設計方案要求

數控機床的夾具是工藝系統的重要組成部分，執行重要的切削加工任務。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生變形或者微量變形；第三，在進行銑削的過程中，在以發生變形的方向上要盡量減小切削力；第四，裝夾要穩定可靠，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聯。在工件安裝時首先要在夾具的定位機構中將工件正確放置，確保工件在預定的正確位置上。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生過大變形；第二，調整夾緊力的位置，將位置設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，調整夾緊力的大小，在滿足穩定性要求的前提下，盡量采用小的裝夾力。

4 結語

綜上所述，薄壁零件因其結構復雜，工件壁薄，對其進行數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的基礎組成部分，也是工件銑削加工的最基本的環節，因此，夾具設計是否合理，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，要對此環節加以充分的重視，在工作中不斷總結經驗，不斷完善夾具設計，使其能夠滿足多種類型薄壁零件的加工需求。

參考文獻：

篇13

近十年來，數控技術在我國機械加工行業飛速發展，數控加工技術人才需求急劇膨脹，全國各職業院校相關專業與課程應運而生，每年向社會輸送數十萬計的數控技術人員。《數控加工》是一門應用性、實用性非常強的課程，作為數控技術人員培訓與學習的必需課程，其教學也因此備受矚目。

傳統的數控加工教學，一開始，有兩門課程。一門課程為《數控加工工藝》，另一門為《數控加工編程》。在教學過程中，發現了很多不盡人意的地方，在上《數控加工工藝》課程時，同學們沒有實際操作的經驗，對課上涉及的理論知識，會感覺難以理解，枯燥乏味，大大降低了學習的積極性。而在《數控加工編程》這門課程的教學中，不可能只講編程不講工藝，所以兩門的內容有所重復。并且，這兩門課都是先上理論，再安排兩周實訓，這樣的后果是同學們前面所學理論知識所記不多，教與學之間就會出現明顯的脫節。兩周實訓等于從頭學起，時間倉促，達不到教學要求。這就需要我們打破傳統的教學模式，尋找一種更為合理的教學方法。

二、項目教學法

數控加工是目前機械加工企業廣泛應用的一門技術。根據高職的總體培養目標要求和該課程的特點，其能力目標可確定為三個方面：一是能按加工要求正確操作幾種常用的數控機床。二是能根據零件圖樣正確選擇數控機床，能根據相應機床及工藝要求編制合理的數控加工程序。三是能對機床進行基本的維護與保養。

為滿足以上能力目標的要求，學生必須達到的知識目標是：①能認識數控加工設備及其附件，懂得各設備的功用。②能正確理解各常用數控設備的加工原理、基本構造。③能正確識讀零件圖樣，并根據圖樣要求進行工藝分析。④能正確認知編程需用的各項指令與符號。⑤能根據工件測量要求正確選擇并使用量具。

通過多方調研，明確了這門課程是以“實現職業能力”為目標，最終將《數控加工工藝》和《數控加工編程》兩門課統編為一門課《機械零件數控加工》。為了彌補《機械零件數控加工》所涉工藝內容不足，增加了一門新的課程《機械加工工藝設計》，從而很好的解決了這個問題。同時將《機械零件數控加工》由先上理論，改為“理論實際一體化”教學，即在四周的時間，120個課時，根據項目化教學，將所要求的理論知識，細化在幾個任務中，每天由老師提出任務，說明理論知識，再由同學們運用在加工零件的過程中。這樣操作技能和理論知識同時掌握。更重要的是，能夠讓同學們覺得，書本上遙不可及的理論知識，通過自己的實際操作變得容易理解，極大的增強了學生的自信，提高了學生的學習興趣。通過這幾年的教學實踐，取得了明顯的改革效果。我院學生參加數控車工、數控銑等職業技能鑒定的質量與數量得到了大幅提升，已進入社會參加工作的學生也反饋回了學以致用的信息。

為了達到該目標我們采用了項目教學法，完成一個項目就是完成了一個零件的加工。這個零件的加工分成了多個任務，每個任務的完成，都可掌握新的技能和新的理論知識。任務的設計都是由淺到深，由易到難，內容的多少、難易程度也保持在“適度”的前提下，不會給學生造成“怎么努力也做不完的”這樣的想法。

每個任務都必須完成：識圖、工藝分析、編程知識、操作、測量五個過程。例如下項目五中的任務1平面加工中，首先給同學們一張零件圖，上面標注了六面體的尺寸精度，位置精度；講解了加工方案，刀具，切削用量等工藝知識；指令中的G54，G01，M03等等；機床的操作如對刀、操作機床的注意事項等；用游標卡尺，千分尺測量等。

學生針對教學目標，帶著問題學習，完成一個任務，解決一些問題，逐步接近目標，并在最后的檢測中，體會到自己的成就感。

三、分組對抗式教學法

為了更好的提高上課質量，激發學生的積極性，我們在教學中采用了“對抗式教學法”。帶組對抗式教學法是指教師在培養若干骨干分子，學生在骨干分子帶領下分成若干組進行互學互練的一種方，基層教師們在不同程度上應用過此教學。帶組教學法既是一種教學方法，又能體現教學思想。即能最大限度的發揮學生的主體作用；發展學生自身與集體智慧；培養學生的領導、管理能力；同時使學生在競爭與合作中教育學生對集體榮譽的分享與共承思想，從而提高集體主義精神，充實的道德生活。教師應采用各種引導手段，創造條件，使學生積極參與，制造良好的課堂氣氛。

筆者以項目五任務1平面加工為例，簡要介紹“帶組對抗式教學法”的實施過程。首先組成三個大組，每個組的學生已根據學生的情況，按照優秀、中等、較差三個等級分類，將三類學生均勻分到各組，確保各組均衡。然后設計對抗項目。

在任務1中，可設立的對抗項目有：程序輸入速度對抗，夾具安裝速度對抗，對刀速度對抗，零件加工完成質量對抗。按這些項目制作表格，記錄各組的成績，選出各組優秀選手，再進行組與組的對抗，最后可得出該對抗項目的冠軍，一周內可得出該周總冠軍，及其他名次。最后獎勵項目設計：要讓學生們提高對抗積極性獎勵設置是不可少，比如前三名可免除期末考試，其余的可獎勵平時分加10分，加5分等，也可為了活躍教學氣氛可以獎水果，獎糖果等。

數控加工課程，只有在教學中注重理論與實踐相結合，注重學生動手能力的培養，防止一昧關注理論學習，忽略動手實踐。并加以必要的獎勵手段，才可提高學生的學習積極性， 從而掌握好這門課程。

參考文獻：

[1]張報山，劉詩安，何春生.基于能力培養的數控加工課程教學改革研究[J].新課程研究，2009，（147）

[2]項強.體操技術動作帶組對抗式教學法研究[J].杭州教育學院學報，1998，（4）