機械加工技術論文大全11篇

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2加工工藝的誤差以及原因

（1）定位誤差及原因。在機械加工工藝中，加工中的定位誤差是比較常見的，其主要表現在兩個方面。第一，由于基準的重合不準確而導致的誤差；第二，由于定位副加工的準確度不高從而導致的定位誤差。由此看出，在加工機械零件時定位的準確性是非常重要的。機械加工必須要有準確的定位基準，且要使用正規的幾何要素。如果采用不正確的幾何要素來作為定位基準，則會出現相應的定位誤差，并且所選擇的定位基準必須要與設計基準相吻合，否則會出現基準不重合的現象，這就是導致基準不重合的主要原因。定位副主要是由兩方面組成，即夾具定位原件和工件定位面，引起定位副加工不準確的主要原因就是由于定位副制造或定位副間的配合不協調，使得其間隙發生變化而導致零件發生變化，從而使定位副加工的準確度受到影響。這種誤差一般在調整法加工中出現，若換成試切法加工會將此誤差的出現概率降低。

（2）制造誤差及原因。在機械加工工藝誤差中，由于機床生產的制造誤差主要包括三方面，即導軌誤差、傳動鏈誤差以及主軸回轉誤差。所謂導軌是指機床各部分零件位置的基準，機床之所以能運轉，是因為有導軌的支撐。出現導軌誤差的主要原因是由于在使用過程中出現局部磨損、安裝的質量不過關等，從而造成了機床生產制造誤差。出現傳動鏈誤差的主要原因是傳動鏈在使用的過程中會出現不同程度的磨損，而磨損后的傳動鏈在運轉時就會產生一定的差距，這樣就會導致傳動鏈出現誤差。主軸回轉誤差的產生原因是由于主軸的實際回轉線與平均回轉線不是一成不變的，兩者之間會產生一系列的變動，其變動的量就是所謂的主軸回轉誤差，該誤差的大小直接影響了加工產品的精細度。同時，產生主軸回轉誤差的原因還包括了同軸度誤差以及軸承運轉的磨損程度等因素。

（3）加工工具的誤差及原因。對于機械加工的工具來說其主要有夾具和刀具，而夾具和刀具的使用誤差對加工工藝來說也是比較嚴重的問題。使用夾具的主要作用是確定加工零件的具置，如果在夾具的使用過程中出現了誤差，則會直接導致加工零件的定位出現偏差。出現刀具使用誤差的主要原因是由于刀具在使用過程中會受到各種因素的影響從而出現不同程度的磨損，而將磨損后的刀具用于加工工藝中則會對產品的尺寸以及形狀造成一定程度的影響。因此，加工工藝中刀具的誤差是一個不容忽視的問題。

（4）工藝系統的誤差及原因。在機械加工工藝中，出現工藝系統誤差的主要原因是由于在加工過程中有一些硬度不高的零件會容易變形。而變形后的零件就會促使工藝系統誤差的出現，并且在加工過程中，切削力的變化、材質不均勻等也會導致誤差的出現從而對整個工藝系統造成影響。

3如何降低加工工藝技術的誤差

（1）避免直接誤差。在機械加工的過程中并不是所有誤差都不能避免，一些誤差是可以被避免的。工程技術人員首先要高度重視在加工過程中所出現的誤差，并及時的處理這些誤差，從而避免這些誤差再次出現。例如，在磨削薄片零件的端面時，技術人員可以根據以往的經驗先將原件粘在平板上，然后準備一個磁力吸盤，并將兩個工件放于吸盤上，將零件端面磨平再取出。隨后在打磨另一個端面時就以此為基準進行，這樣打磨出來的薄片不容易變形。

（2）及時處理誤差。雖然在加工過程中有些誤差能夠避免，但是仍有一些誤差是必然的，若出現了不可避免的誤差，則工程技術人員應立即處理，從而降低因誤差帶來的損失。避免誤差的主要做法就是人為制造出新的誤差，并利用這種誤差來抵消原有的不可避免的誤差，這樣才能及時的避免誤差惡化。

（3）利用誤差分組法。在機械加工工藝中常用降低誤差的方法主要就是誤差分組法，其可以很大程度的降低誤差并且提高工藝的精確度。誤差分組法顧名思義就是進行分組，而分組依據是按原件的尺寸和誤差的大小進行。這樣分組之后會使得每組的準確度大幅度提高，然后在進行一定的調整，就可以很大程度的降低所有組的整體誤差，從而使工藝的誤差能夠大幅度的減少。

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通過將計算機技術、通信技術、傳感技術以及光、機、電等諸多技術與現代制造技術融合在一起，以實現數字化對機械進行加工以及運動工程進行控制制的技術成為數控技術。目前數控技術主要利用事先編制好的程序，通過計算機來實現對設備的控制。因此數控技術具有效率高、自動化程度高、精密度高等優點。數控加工技術的具體加工特點如下：①對于換批加工和新產品的研發，只需通過改變數控機器內的參數便可實現，因此對產品的改良和新產品的研發帶來了很大便利。②縮短加工時間，提高效率。數控技術可以實現一次裝夾完成多道工序的加工。這樣既保證了加工精度又大大縮短反復裝夾浪費的時間。③提高產品品質。利用數控技術可以實現對復雜零件及零件曲面任意形式的加工，這是普通機床難以完成的。④模塊化、標準化加工。通過對數控技術的模塊化設計，可以大大減少換刀時間及安裝時間，從而實現對一種部件的模塊化、標準化加工。

1.2數控技術優勢

現代數控技術融合了計算機技術、電子技術、自動化技術，具有高精度、高效率等特點而日益成為現代機械加工控制技術的發展方向。另外，現代數控加工技術能將各個單獨系統組成模塊形成自動化生產線，從而為實現大批量、高效率、自動化加工零件帶來可能。自動化生產的同時也可以大大降低生產成本。

2現代機械加工中數控技術的應用

數控技術因其優勢而被廣泛使用，也很快得到人們的認可。其在機械加工領域的應用體現在以下方面：

2．1數控技術在工業中的應用

數控系統一般由控制單元、驅動單元和執行單元三部分組成。工業生產中數控技術主要運用在機器設備生產線上，以實現大規模集成化生產。如：傳統工業如食品加工、造紙印刷行業等；以及惡劣勞動環境下如重工業金屬冶煉、化工行業、農藥加工、資源開采等方面。數控技術的應用有助于實現大規模自動化生產，因此在惡劣復雜條件下，數控技術有助于改善勞動條件、減少勞動強度、保障人員安全等優點，再加上數控技術高精度、高效率的特點在兼顧質量的同時保持效率。通過編制計算機程序，來控制計算機發出指令到驅動單元，然后由驅動單元帶動執行機構實現自動化加工生產。通過傳感系統和檢測技術控制零件的加工精度以保證質量，若出現錯誤和故障，傳感器和檢測系統就會發出故障信號給計算機系統，計算機系統控制發出報警信號，并自動控制系統停止工作以保護機器。

2．2數控技術在機床設備中的應用

數控技術在機床設備加工中的應用更是普遍，現代數控技術是機床設備加工工藝實現現代機電一體化組成中不可或缺的部分。數控技術在機床加工中應用是機床加工工藝發生了革命性的變化。首先數控技術對機床加工設備的控制能力發生質的飛躍。如今我們可以控制設備實現對物件任意形式的加工。通過將刀具、工件之間相對位置、主軸、刀具、速度以及冷卻泵的啟停等各種設備按照既定動作編排到計算機上，然后計算機發出控制指令實現對所需要部件的加工。

2．3數控技術在汽車工業中的應用

現代汽車工業對零部件的要求極為苛刻，傳統加工技術已無法滿足現代汽車工業的要求。如今現代數控技術在汽車工業零部件加工和組裝中處于支配地位。數控技術使汽車使得汽車兩大加工中心合為一體，實現一體式流水線自動加工生產，同時數控技術還具有快速控制，使得加工中心具有高速性。這種“高柔性”與“高效率”的結合，不僅滿足了產品更新換代的要求，而且能實現多品種，中小批量的高效生產的特點。數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術和集成制造技術等，在汽車制造工業中得到了廣泛深入的應用。

2．4數控技術在煤礦機械加工中的應用

煤炭在我國能源結構中占有重要地位，尤其今年來采煤業發展突飛猛進。作為采煤業必不可少的設備采棉機決定煤炭企業的效率。采煤業以其復雜環境、惡劣條件使得傳統加工工藝已越來越無法滿足現代采煤業的要求。傳統機械加工難以實現單件的下料問題，而數控技術通過對材料進行切割就很輕松地解決了這個問題，它代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序對象為采煤機葉片和滾筒，從而進一步優化了套料的選用方案。數控技術在采煤機上的應用優勢體現在以下幾個方面：①切割速度快，提高了采煤效率。數控技術的快速控制使采煤機的快速切割成為可能，切割葉片能在一定時間內完成更多的采集提高了采煤速度。②提高采煤機自動化，降低勞動強度和人工采礦的危險性。自動數控技術在采煤機上的使用不但提高采煤機自動化而且降低勞動強度和危險性。③提高加工質量和效率。數控氣割機可自動可調的補償切縫，一些零件的焊接坡口可直接割出，從而提高了生產效率。另外它允許對構件的實際輪廓進行程序控制，這樣就可以通過調節切縫的補償值來精確地控制毛坯件的加工余量，更好地配置資源，實現最優化生產。

2.5數控技術在兵器工業機械中的應用

傳統兵器工業機械加工已經成熟且自成一體。如果全面更換使用現代數控機床技術，既不經濟又不現實。因此充分利用現有資源將原有加工機床與現代數控技術結合在一起，這樣既可以節省成本又可以提高加工精度以滿足兵器工業機械加工現代化要求。對于加工工藝要求不高的部件我們可以運用傳統機床進行加工生產，對于加工工藝要求較高的部件我們可以運用數控機床進行加工生產，這樣避免了資源的浪費。數控機床以其高精密性、高穩定性、可復制性因此能滿足兵器工業機械加工的規?；痛罅可a。對傳統機床的改造賦予其現代數控技術使普通機床變成了全新概念的數控機床，最終達到投入資金少，方便操作，功能和精度都普遍提高的效果。因此現代數控技術必將為兵器加工工業帶來新的飛躍。

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當下，數控技術在機床生產上的應用已經相當普遍。機床設備為機械生產提供數量龐當、種類繁多零部件，進行零件加工時，由于不同批次、不同廠家的需求不同，零件的規格也存在細微差異，此時就需要通過手工調整編程數據，實現相關參數的規范化。數控技術可以對生產環節中的不同工序進行整體性或局部性的調整和監控，還能針對實際情況對工序中的參數進行修改，從而完成即時性的跟蹤控制。簡而言之，數控技術就是以計算機的精密指揮取代操作人員的經驗性指導，實現控制裝置的自動化操作，并有效提高機床設備的控制與執行能力。通過將零件規格與操作誤差數據化，合理調節相關設備的啟閉時間與運轉周期，實現機床加工精度的提升，進而滿足機械生產工藝復雜化的具體要求。

（二）數控技術應用于汽車

汽車操縱靈敏性、機械動力性及速度、安全等方面的要求都要靠精密的內部零件來實現。在汽車購買量不斷增大的今天，數控技術在提高生產線效率，保證零件生產速度與質量方面依然發揮著重要作用。除復雜零件的生產環節，在進行底盤裝配和發動機安裝時，自動化生產線同樣可以節約大量安裝人力，并有效提供操作的精準性，避免誤差和瑕疵的產生。此外，數控系統通過整合大量模擬數據，還可以實現對不同款型、功能汽車的柔性控制與柔性生產線歸納。柔性生產線能根據市場需求完成對高、中、低檔車型的不同調試，并進行新品的開發工作，以此減小品牌更新換代過快對生產線造成的壓力。與此同時，柔性生產線還可通過控制系統與不同操作系統、監控反饋系統的不同組合實現產品的更新，并通過汽車生產線與柔性生產的有機結合，實現生產質量與效能的提高與品牌的創新。

（三）數控技術應用于煤炭開采

煤炭的發掘和開采工作存在較大危險性，對施工質量、施工設備、施工人員也有較高要求，是以在進行相關操作前，必須探明具體礦藏情況、地質環境、氣候環境及相關內容。數控技術能實現套料選擇方案的最優，在擴大開采規模、提高工作效率的同時完成對挖掘的深度、角度、方向等進行精確控制，從最大程度上保證施工人員的安全，避免坍塌事故的發生。

（四）數控技術應用于工業生產以造紙業為例

在完成原木的采購工序后，需要對木材進行去皮、正圓、切割、粉碎、熬漿、造紙、曬干等一系列環節的處理。然而，流程中產生的廢氣、機械操縱的失誤都可能對施工人員帶來安全隱患。此時，數控技術先通過限制正圓環節中的程序參數實現原木規格的統一化，降低后續環節的操作難度，再通過數控切割等技術實現后續環節的相對封閉化，減少相應環節中的人力投入，從而在確保人員安全的基礎上實現生產效能的提升。數控技術在食品生產領域也有著廣泛應用。通過無菌自動化生產線，可以完成對食品造型、材料配比、加工時間等各項指標的數據化規定。此外，還可通電子監控系統與自動報警裝置及時發現、糾正制作流程中存在的問題，并進行針對性調整。值得注意的是，工資在勞動力導向型為主的工業生產的生產開支中占了很大比重，這造成了利益空間的壓縮，不利于生產擴大化和高速化，而數控技術的應用則是通過機械生產取代手工操作的方式，完成了人力的節約化與生產的高質高效化。

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2木材加工機械數控技術的戰略思考

我國的木工企業規模較小、發展緩慢，單靠自身品牌效應和能力很難進行數控設備的開發。中國很少運用數控鏤銑機，所以國外生產這批數控鏤銑機幾乎無法進行銷售，更何況是暢銷。國內的木工機械數控的大市場，雖然已被跨國公司控制，但是它們卻無法包攬整個市場，這是由于我國的特殊國情決定的。數控技術自出現以來，其發展已經與木工機械數控相適應。

2.1數控技術產業的人才缺乏

我國所有的木工機械生產企業共有1000多家，然而只有不足20家企業，可以進行自主研發，不足100家企業有測繪仿制能力。而我國木材加工企業共有3萬多家，不足300家企業購買了數控木工機械，若要在其中找出能進行設備二次開發能力并且能夠進行生產的企業，還不及總數的一半。除此之外，木材加工的相關企業的薪資水平較低，很少有人愿意嘗試其生產、銷售和操控設備的工作，又進一步地阻礙了數控木材加工設備在我國的發展。另有一些企業以裝點門面為由，購買數控木材加工設備，而沒有真正地發揮其作用。2.2數控系統是木工機床的中心我國木工機床的發展能力有限，數控技術方面和硬件設備的開發難以取得階段性進展，但是由金屬加工數控機床的系統所產生的數控木工機械技術還不夠完善，有許多問題亟待解決，沒有將木工企業的特點體現出來。而由于語言問題，無法直接引用國外的優秀軟件，所以，現在的首要任務，要根據木工數控設備的特點研究，引進能夠適應國內數控木工機械系統的設備或軟件。

2.3明確數控木工設備的發展方向

憑借著良好的售后服務，國外的數控木工機械生產機構才能不斷地獲得訂單。但我國的技術水平和售后服務都還不足，無法滿足群眾的需求。而且我國傳統的木工企業與群眾之間缺乏溝通，所以始終達不到跨國企業的銷售量。而我國的這些企業也很少購買能夠提高產量和生產效率的先進設備，無法獲取更高的利益。從現在木工機械數控市場的發展來看，我國傳統的時代已經過時，需要研究出為企業創造生產價值的數控設備。管理者需要考慮企業的開發方向是否正確，例如現在很多用戶需求的是小批量的生產方式，所以，木工機械企業應準確掌握發展方向。

2.4企業售后的重要性

數控木工機械加工企業應該對企業售后進行專項管理，并加強售后內容培訓和技術支持，這種方式才能打開市場，加大企業的知名度，吸引用戶的目光。與此同時企業自身也要給用戶提供機械系統的保修，提高企業在用戶心中的地位。對于中、小型木工機械企業等服務，應該根據我國的數控技術和機床的應用基礎，采用合理的開發模式。

2.5加強與高等院校的合作

我國應著重加強中小企業的木工機械數控技術的開發，并以其為研究主體，因其生產技術都是剛剛起步，對于數控生產技術方面還有很大的空間。而經營成功的企業已經形成了技術體系，很難創新技術，而很多企業實際上對數控技術沒有一個全面的了解。首先要加強與各大高校的技術連接，開發初期要以高校給出的發展方案為主，自身進行加工工作，購買低成本的配件，并采用先進的生產方式。如今的市場競爭中，沒有一家企業能夠壟斷整個市場，也不可能生產自身產品的全部零件，應杜絕這種落后的生產模式，加強社會分工協作，時刻與時俱進。以目前的數控技術發展速度，數控設備的普及將很快到來。建立產學研合作與開發能夠加快其進度，并且更加順利。

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2機械制造工藝與精密加工技術的應用分析

2.1關于現代機械制造工藝的應用分析

2.1.1氣體保護焊工藝。在進行焊接工藝的使用中，需要明確的一點是，該焊接的主要熱源之一就是電弧。在進行工作的時候，他的主要特點就是將某種惰性氣體或者性質符合要求的氣體作為焊接物之間的有一種保護的介質，在焊接工作開展的過程中，這種氣體就會從噴槍中配出來，對電弧的周圍進行一種有效的保證，這樣做就保證電弧、熔池和空氣三者之間能夠達到有效的分析。這種做的目的是為了保證有害氣體不會干擾到焊接工作的正常進行，保護焊接工作中的電弧能夠正常的進行燃燒、工作。在當代社會的發展中，應用最多的保護氣體應該屬于二氧化碳保護氣體，該氣體的使用是因為其使用性質較為不錯，并且制造的成本也比較低廉，適合大范圍的使用，所以，其在當代機械制造行業得到了有效且廣泛的應用。

2.1.2電阻焊工藝。該工藝是把焊接物置于正電極、負電極之間進行通電操作，當電流通過時，就會在焊接物之間的接觸面及其周圍形成“店長效應”，從而焊接物達到熔化并融合的效果，實現壓力焊接的目的。該工藝的特點是焊接質量較好、工作生產效率較高、充分實現機械化操作、且需要時間較短、氣體及噪聲污染較小等，優點較多。電阻焊工藝目前已在航空航天、汽車和家電等現代機械制造業中應用較廣。但其也存在缺點和不足，即焊接設備的成本較高、后期維修費用大，并且沒有有效的無損檢測技術等。

2.1.3埋弧焊工藝。該工藝是指在焊劑層下燃燒電弧而進行焊接的一種焊接工藝。其分為自動焊接以及半自動焊接兩種焊接方式。進行自動焊接時，通過焊接車把焊絲以及移動電弧送入從而自動完成焊接操作。進行半自動焊接時，則是由機械完成焊絲送入，再由焊接操作人員進行移動電弧的送入操作，因此增加了勞動成本，目前應用較少。以焊接鋼筋為例，過去經常采取手工電弧焊的方法，即半自動埋弧焊，而如今電渣壓力焊取代了半自動埋弧焊，該焊法生產效率較高、焊縫質量好，并且具有良好的勞動條件。但選擇該焊接工藝焊接時需要注意選擇理想的焊劑，因為焊接的工藝水平、應用電流大小、鋼材的級別等許多技術指標都可以通過焊劑堿度充分體現出來，所以要特別注意焊劑的堿度。

2.1.4螺柱焊工藝。該工藝是指首先把螺柱與管件或者板件相連接，引入電弧使接觸面熔化在一起，再對螺住施加壓力進行焊接。其分為儲能式、拉弧式兩種焊接方式。其中儲能式焊接熔深較小，在薄板焊接時應用較多，而拉弧式焊接與之相反，在重工業中應用較多。該兩種焊接方式都為單面焊接方式，因此具有無需打孔、鉆洞、粘結、攻螺紋和鉚接等諸多優勢，特別是無需打孔和鉆洞，能夠確保焊接工藝不會發生漏氣漏水現象，現代機械制造業中應用極廣。

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關鍵詞

強壓處理電拋光處理截錐形彈簧的設計

前言

應出版社的要求，筆者對近四十年以來國內（包括國外譯著）機械設計手冊中有關彈簧設計與制造方面的內容進行了研讀，從中注意到這些著作中的一些指導性論述和我們在生產實際中的應用是有一定的差異的?，F在將這些手冊中的一些內容節錄，并與筆者根據實踐和分析后的結果闡述如下。

一、關于彈簧的強壓（拉、扭）處理

《GB1805彈簧術語》對彈簧強壓（拉、扭）處理作了如下定義：“將彈簧壓縮（拉伸、扭轉）至彈簧材料表層產生有益的與工作應力反向殘余應力，以達到提高彈簧承載能力和穩定幾何尺寸的一種工藝方法”。

化學工業出版社出版的《機械設計手冊》第15章“彈簧的強化處理及熱處理—強壓（強拉、強扭）處理”一節中，以理論力學做了分析后得出結論認為：“以上結論表明：設計彈簧時，如以彈簧材料扭轉屈服極限τ2為設計計算應力。壓縮彈簧經強壓處理后，材料截面表層可能存在近于τ2/3的負殘余應力，故彈簧承載時，截面表層的實際應力比計算應力低約1/3?！室嘞喈斢诔休d能力提高了1/3?！痹撌謨赃€認為：不同類型的彈簧其強壓處理的方法…扭桿彈簧是將扭桿在工作載荷的方向，加以超過扭桿切變彈性極限的扭矩；壓縮彈簧和拉伸彈簧分別加以超過彈簧材料切變彈性極限的壓縮和拉伸載荷；扭轉彈簧加以超過彈簧材料極限的扭矩，都可以提高彈簧的承載能力。

機械工業出版社出版的《機械設計手冊》（1993年版）第30篇提出：“經過強壓（拉）處理的彈簧，可以提高彈簧的許用應力τP，最高可以達25%……”根據《機械設計手冊》提供的資料，可以統計并得到彈簧強壓（拉、扭）處理前和強壓處理后可以達到的許用應力[τ]值。列表如下：

彈簧種類許用應力強壓處理后可以達到的許用應力

壓縮彈簧

Ⅰ類[τ]=（0.35～0.4）σb

Ⅱ類[τ]=（0.4～0.47）σb

Ⅲ類[τ]=（0.5～0.55）σb

[τ]=（0.44～0.532）σb

[τ]=（0.50～0.625）σb

[τ]=（0.62～0.731）σb

拉伸彈簧

Ⅰ類=[τ]（0.28～0.32）σb

Ⅱ類=[τ]（0.32～0.38）σb

Ⅲ類=[τ]（0.40～0.44）σb

[τ]=（0.35～0.425）σb

[τ]=（0.40～0.505）σb

[τ]=（0.50～0.585）σb

扭轉彈簧

強扭處理前的工作極限彎曲應力σf

Ⅱ類[τ]=0.625σb

Ⅲ類[τ]=0.80σb

強壓處理后可以達到的極限彎曲應力σf

[τ]=（0.78～0.83）σb

[τ]=（1.00～1.06）σb

注：（1）Ⅰ類載荷(106以上)；Ⅱ類載荷(103～105)；Ⅲ類載荷(103以下)（2）強壓（拉、扭）處理后可以達到的許用應力是按強壓（拉、扭）處理前的許用應力的1.25～1.33倍計算得到的。

通過強壓處理能夠使彈簧一下子就提高承載能力25%～33%，這對于剛剛接觸機械零件設計的技術人員來說，確實是一個有非常吸引人的數據。

但是，經過筆者的實踐和分析，認為：通過強壓（拉、扭）處理來提高彈簧的承載能力是有條件的。因為在強壓處理過程中，只有將彈簧材料表層產生有益的與工作應力反向殘余應力，才能獲得強壓的效果，并且只有在強壓（拉、扭）時，使得彈簧材料產生的殘余應力即塑性變形越大，彈簧材料的彈性極限提高得就越大。但每種材料的彈性極限都是有一定的限度的，一旦超過這個極限，材料不僅會產生塑性變形，而且會“完全屈服”變形，許多彈簧在強壓（拉）到材料的0.5σb就已經“完全屈服”變形。各種材料屈服極限值也有差異，屈服極限值只能通過強度驗算和試驗后才能確定。另外，強壓（拉、扭）處理的效果與彈簧的外形結構、特性、以及強壓處理的工藝方法都有密切的關系。就彈簧的外形結構而言，旋繞比大或者螺旋升角小的（壓縮彈簧）就不可能通過強壓處理來提高它的承載能力，旋繞比和螺旋升角究竟多少能達到目的，需要通過強壓設計和試驗才能確定。所以，并非僅僅是簡單的將彈簧壓一壓、拉一拉或者扭一扭，就能夠一下子提高承載能力多少多少的。

綜上分析，彈簧強壓處理的壓應力τQy或者壓力PQy首先應該滿足以下公式要求：τQy=8DPQy/πd3＞τS≥0.5

同時，當τQy/σb＞0.8時，會使材料達到屈服極限，彈簧出現永久變形，反而使載荷減少。

因此強壓處理的壓應力τQy/σb必須在0.5～0.8范圍內。從上面表格中可以看出：除非是高應力彈簧，一般的壓縮、拉伸和扭轉彈簧都不具備強壓（拉、扭）的必備條件，但可以通過對彈簧進行“預制高”的工藝來創造條件。例如：對于壓縮彈簧和扭轉彈簧，可以通過對它預留強壓的“預制高”和“預制角”來實現兩個目的：一是使得彈簧材料截面表層可以產生殘余應力的“壓縮量”和“扭轉量”；二是經過強壓處理后彈簧的高度尺寸或角度正好符合設計的要求。對于拉伸彈簧來說第一個目的就不容易實現。

根據以上的分析和筆者以往對截錐形彈簧強壓處理效果的探討，得到對彈簧強壓處理的意見是：

1、在考慮要對彈簧作強壓處理時，應該先對彈簧進行強壓設計，以確定該彈簧是否適合做強壓處理。

2、具備強壓處理條件并受高應力的壓縮彈簧、扭轉彈簧等，經過強壓處理后力學性能會得到明顯的改善。

3、有初拉力要求的拉伸彈簧，在強拉處理時初拉力會減少甚至消失，這類彈簧不能做強拉處理。而無初拉力要求的拉伸彈簧，是不容易通過強拉處理來提高承載能力的。

4、高溫（超過+60℃）及腐蝕條件下工作的彈簧作強壓處理，只能起穩定尺寸的作用，不能提高承載能力。

5、通過用強壓處理的方法來提高截錐形彈簧的承載能力在實際上是不可取的，并以此可以推斷出：對于各種變剛度的彈簧，是不適合用強壓處理的方法來提高它的承載能力的。

二、關于電拋光處理

為了滿足對要求精密的彈性零件的力學性能，一些文獻提出：“可以對用精密合金、銅合金和不銹鋼絲制造的彈簧進行電拋光或者化學拋光處理，以微量削減材料表層，來達到需要的尺寸和特性?！惫P者經過實踐后認為，采用電拋光是可以削減彈簧表層的尺寸的，這對一些壓縮彈簧、彈簧片和波紋管可以適當的采用，但是對拉伸、扭轉等無間隙的彈簧，不適合用電拋光來降低其力學性能。

因為，電拋光的電流及其電介液（含硫酸、硝酸等）在極短的時間內（拋光的時間一般2～8秒）不可能均勻地通過彈簧圈與圈之間的縫隙，這樣經過電拋光處理后的拉、扭簧材料的截面直徑成了不均勻、不規則的多棱邊形，這對精度要求比較高的彈簧來說是不可取的。從電拋光對彈簧性能的影響考慮出發，是不宜用過多的時間去電拋光，因為在酸溶液的時間過長，對彈簧強度的影響是絕對存在的，而且是有害的。其次，電拋光的溶液使用期較低，工藝參數變化大，每批彈簧都需要經過試驗后才能確定，從經濟上考慮也提高了成本。目前各種牌號各種直徑規格的彈簧鋼絲都有供應，基本上能滿足各種精密要求彈簧的力學性能。

綜上所述對拉伸彈簧和扭轉彈簧，想通過電拋光來削減其微量尺寸，以達到需要的特性，并不可取的。對化學拋光也存在同樣的問題。

三、關于截錐形彈簧的設計

1982年以后，我國出版的各種機械工程手冊中介紹了等螺旋升角截錐形彈簧的設計計算方法，其中都提到等螺旋升角截錐形彈簧所形成的螺旋線，在與彈簧中心線相垂直的支承面上的投影是對數學螺線，即：R＝R1emθm＝In（R2-R1）/2π

但是，在實際介紹這種彈簧的變形和應力計算以及其幾何尺寸時，又將它和等節距截錐形彈簧混為一談。這就給有精度要求的等螺旋升角截錐形彈簧的設計和制造帶來困難。筆者因為工作需要，曾經推導過等螺旋升角截錐形彈簧的設計計算方法，也曾經查閱過國外有關等螺旋升角截錐形彈簧的設計計算方法，其中前蘇聯的計算公式是完全正確的、精確的。

另外，等節距截錐形彈簧的設計計算公式也存在一些問題。今后將在專門的文章里提出討論。

在截錐形彈簧的設計計算這個問題上，對于《機械設計手冊》這部中國機械零件設計指導性手冊的正確性和精確性，是否有些小小的遺憾。

篇（7）

作者：惠延嶺 單位：鄭州市國防科技學校

在數控加工中，通常粗精加工一次完成，說以粗精加工有時候放在一個工序中，所以和普車有很大區別。學習機械加工工藝文件要加工工藝參數為重點。在數控教學教學中，由于課時少，設備少，教學往往過于強調指令的學習，對于加工工藝參數的學習幾乎沒有。加工藝參數是零件質量的重要保證，提高學生對選擇合理的工藝參數學習是不可缺少的，切削用量不僅是機械加工必須確定的重要參數，而且其數值合理與否對加工質量、加工效率、生產成本等有著非常重要的影響。生產實踐表明，靈活應用切削用量，在加工中有著重要的意義，能大大地提高工作效率，提高學生對機械加工工藝文件的加工工藝參數學習是提高學生技能的保證。

機械加工工藝文件的學習是滿足現代企業的需要，有助于學生對機械加工知識有一個系統學習和提高，畢業后才能較快地入到企業的生產活動之中，在日常的教學中，加強機械加工工藝文件是系統地學習和指導作用是要培養學生的獨立分析及解決問題的能力，從而，全面提高學生車工實習教學質量和教學效果。機械加工工藝文件對有助于數控實習合理安排。機械加工工藝文件是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規定的形式書寫成工藝文件，經審批后用來指導生產。將工藝文件的內容，填入一定格式的卡片，即成為生產準備和施工依據的工藝文件?？偟膩碚f，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數，工藝規程是某個廠根據實際情況編寫的特定的加工工藝。通過工藝文件的工藝流程可以科學的安排實習教學，對實習教學有很大的指導作用。機械加工工藝文件對有助于學生分析、解決問題能力的提高。在實習中，學生根據機械加工文件的要求獨立完成實習任務，對學生知識和技能的全面提高有指導作用。從工具、量具到刀具的選擇必須自己解決，零件雖然簡單，但需要磨外圓刀，鏜孔刀、端面刀，及相應的鉆頭、量具等工具的準備，還要自己根據加工工藝選擇加工順序，選擇切削用量等，如果沒有扎實的基本功和獨立的工作能力，想加工出來，也是不可能的。顯著提高有獨立分析解決問題的能力，機械加工工藝文件在車工實習中有助于學生對零件的作用及工作條件、表面幾何特征及組成、表面質量、材質性能方面的技術要求、結構工藝性、機加工方法達到結構要求的難易程度等進行正確的分析,以明確加工的內容及要求，從而正確地選擇加工方案，確定加工順序、走刀路線、選擇合適的機床、設計夾具、選擇刀具，確定合理的切削用量等，能提高學生知識把握的全面性。

機械加工工藝文件對安全隱患有指導作用，實習存在學生分布廣、實習場地情況各不相同等特點，首先要做到嚴格遵守實習安全操作規程，包括安全事故隱患、設備使用與維護的問題以及預防是車工實習教學管理的重中之重，一旦學生出現安全事故，將對學生、家庭、學校造成嚴重的影響。因此，教師教育學生執行安全操作規程，加強學生安全、守紀、順利地完成實習任務是不容忽視的。機械加工工藝文件中工藝參數的選擇，和工件裝夾和走到順序為實習安全提高保證。機械加工工藝文件在科學合理的規定工藝順序，加工工藝參數，時間定額等多方面內容，是科學合理安排加工重要依據，是按現代企業要求進行的，有助于學生的安全。

篇（8）

機電一體化又稱機械電子學，其主要是指利用計算機技術，信息技術，機械技術，電子技術，控制技術和光學技術實現智能化、模塊化、網絡化、微型化和系統化加工。機電一體化實現了加工技術、加工質量和加工精度的優化，對制造行業具有重大的貢獻，也是我國經濟飛速發展的主要技術支持之一。近幾年隨著機電一體化的逐漸發展，對傳統機械加工機床的改造工作正在逐漸推廣和普及。為進一步提升傳統機械加工機床機電一體化改造效率和質量，對其實施改造分析具有重要的意義和價值。

1機電一體化改造優勢

隨著機電一體化的逐漸推廣和普及，人們對傳統機械加工機床機電一體化的改造出現了不同的聲音，其中有支持也有反對的[1]。就該種現象及機電一體化改造進行優勢分析發現其具有以下幾種優勢。第一，智能化優勢。對傳統機械加工機床實施機電一體化改造的過程中會利用計算機控制軟件，實現軟件更新，在保障機電系統的基礎上實現智能化操作。在改造的過程中利用智能化軟件實現人操作和組合，具有自行判斷、自行篩選等基本邏輯功能，從而實現人類自動控制危險因素的實際操作。因此，對傳統機械加工機床實施機電一體化具有優化其智能化的作用。第二，個性化優勢。機電一體化智能化優勢是傳統機械加工基礎改造的必然趨勢[2]。近幾年隨著社會經濟體制和經濟結構的逐漸轉變，企業和人們對事物個性化的需求逐漸增加，進一步提升了對機械加工的個性化需求。而機電一體化改造能夠實現結合實際發展需求，滿足消費者個性化加工。在產品生產的過程中其微控系統根據市場調研需求自主的對產品實施升級方案制定，以滿足智能個性化產品優勢。第三，高速化優勢。機電一體化改造的過程中對機床的運轉速度改造是其中關鍵的一環。利用微控系統實現機床主軸轉速的提升，可以在傳統機械加工機床轉速的基礎上提高2倍左右，明前的加快了加工的速度，為整個機床加工生產效益的優化奠定了基礎[3]。此外，隨著納米技術的逐漸應用，納米機床機電一體化改造更是實現了高效率、高精度的機械加工。因此，機電一體化改造具有其高速化發展優勢。第四，綠色環保優勢。機電一體化改造不僅能夠在技術、效率、性能等上實現傳統機械加工機床優化，在其綠色環保上能夠降低材料和燃料的使用，從而利用高新技術手段降低對環境的污染。隨著綠色能源的創新和發展，以綠色能源為基礎的機電一體化機械加工機床必將成為機械加工機床改造優化的主流趨勢。

2傳統機械加工機床機電一體化改造注意點

針對實踐工作中對傳統機械加工機床機電一體化改造的工作經驗，結合理論知識和內容，提出未來在傳統機械機電一體化改造的過程中需要從以下幾方面注意處理。第一，在改造穩定性上。對傳統機械加工機床實施改造的過程中需要在現有機械設備的基礎上進行改造。由于傳統的機械加工機床的加工一般采用的是焊接的方式，且材料的使用上一般是堅固的鑄造件。經過改造之后需要將其改變為高性能和高精確度的結構。因此，在改造的過程中需要從其鑄造件的性能出發，注重改造的整體性，在不破壞設備本身結構的基礎上，保障機械加工機床的整體穩定性。第二，在設備為維修操作山。對傳統機械加工機床實施改造的過程中在其設備維修改造上為了進一步實現機電一體化操作，也會對其維修性能實施改造，為改造后機電一體化機械加工機床的日常使用和維護提供保障。因此，在其維修改造的過程中必須對其維修周期和故障診斷性能實施計算機信息處理和邏輯程序編制，以保障設備維修操作的安全性和高效性[4]。第三，在技術運行改造上。在實施技術運行改造的過程中必須按照技術該噶發展方向速度對其進行改造，采用循序漸進的技術改造方案，從而保障實時提高設備自動化的效率和水平。在不斷提升傳統機械加工機床設備檔次的基礎上完成技術運行改造。尤其注意的是不能采用激進的方式進行技術運行改造，這樣容易形成技術壁壘和技術脫檔。第四，在工作效率和質量改造上。針對傳統機械加工機床的工作效率和工作質量改造是在設備技術改造的基礎上實現的。因此，在其改造的過程中需要從精度、專業、生產三方面完成整體工作效率和工作質量改進，這樣才能夠保障傳統機械加工機床在實現機電一體化的基礎上，充分的發揮機電一體化工作效率和工作質量的提升。第五，在改造成本上。針對改造成本實施成本控制也是傳統機械加工機床機電一體化改造中需要注意的一點，可以采用分環節成本控制和材料成本控制的方式實現改造成本控制，在保障改造效率的前提下節約改造經費，降低企業成本，從未有效的提高機電一體化機械加工機床的市場競爭力。

3總結

通過本文中對傳統機械加工機床機電一體化改造的優勢分析們能夠看出，機械加工機電一體化是未來我國機械加工技術的發展的必然趨勢。未來我國在傳統機械加工機床機電一體化改造的過程中需要對其改造穩定性、設備維修操作、技術運行、工作效率和質量、改造成本等方面對其進行優化，從而實現智能化、高效率、高質量、高性能的改造，以促進我國機械加工行業的整體發展，為我國經濟建設奠定基礎。

作者:李杰 單位:秦皇島優益重工科技有限公司

參考文獻：

[1]任敬衛.關于傳統機械加工機床機電一體化改造的探析[J].時代教育,2016,19(01):199.

篇（9）

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

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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隨著科學技術的發展，世界先進制造技術的興起和不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求，目前我國制造業已開始廣泛使用先進的數控技術，但掌握數控技術的機電復合型人才奇缺，數控編程、數控機床操作和維護人員更是不足。據調查目前我國高校數控方向的畢業生每人通常有4個以上的就業崗位可供選擇，畢業生一次性就業率在95％以上。來自大學、高等職業技術院校的數控技術應用專業的畢業生，雖然具有一定的專業知識和動手能力，但缺乏工藝經驗，難以滿足某些企業對加工和維修一體化的復合型人才的要求。這主要是作為培養技術人才的高校、高職院校在加大培養數控人才的力度的同時，沒有根據數控技術崗位需求的變化來相應的改變教學模式和教學內容，仍在延續傳統教學模式所造成的。

目前市場對數控人才的需求有以下三個層次，所需掌握的知識結構也各不同。

(1)金領層：這類人才需熟悉機械加工和數控加工工藝，具有熟練的數控編程能力、較高的數控設備操作能力和數控設備的維護、維修能力，且具有一定的實際經驗和寬厚的綜合理論知識，能自行完成數控系統的選型、數控機床機械機構的設計和控制系統的安裝調試和維護，獨立完成機床數控化改造等工作。

(2)灰領層：具有較為系統的機械加工工藝理論知識，熟悉數控加工工藝的特點，能夠完成數控程序編制和數控機床維護等工作。

(3)藍領層：具有手工編程和調試數控機床的能力，熟練的數控機床操作能力，了解自動編程和數控機床的簡單維修，能夠完成數控機床的操作、調試和維護等工作。

本文從培養數控技術應用型通才的角度來探討其崗位所需的專業知識結構，并依此為基礎來討論專業基礎課和專業課程的設置及課程教學內容的整合。

數控技術是用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動控制技術。模擬控制系統中的控制信息是模擬量，而數字控制系統中的控制是數字量，在計算機技術迅速發展的推動下數控技術以其表達信息準確，可進行復雜信息處理且具有邏輯處理能力，使剛性機械設備具備了柔性。

從機床控制技術的觀點來看，數控技術的cnc系統把計算機引入數控系統，可利用計算機的數據處理能力方便地實現各種控制策略，用軟件實現機床的開關量控制。當被加工對象的數字信息被送入到專用的或通用的計算機后，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發出各種指令來控制機床的伺服系統或其它執行元件，使機床自動加工出所需要的工件。數控機床就是將加工過程所需的各種操作和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示。這使數控機床與其它自動機床具有了一個顯著的區別：當加工對象改變時，除了重新裝夾工件和更換刀具之外，只需要更換新的控制程序，不需要對機床硬件作任何調整或少量調整即可。

從機械加工技術的觀點來看，數控加工技術屬于現代制造技術的范疇，是計算機技術、信息技術與機械技術交叉融合而形成的一門綜合性新技術。數控機床，是數字控制技術嫁接到金屬切削機床上的產物。數控機床的加工方法仍然是采用金屬切削方法。因而，數控加工與傳統機械加工的工藝規程從總體上說是一致的。由數控機床的成形運動的控制采用了計算機數字控制技術，不但能夠使其成形運動實行兩軸或多軸聯動，使數控機床能夠在兩維和三維空間中實現任意曲面的加工，而且使機床結構大大簡化，使數控機床所能采用的切削方法增多，加工工藝范圍增大。因而數控加工工藝過程與傳統加工工藝過程產生了較大差異，主要體現在：單臺數控機床可使用多種切削加工方法、工藝范圍增大，數控加工的工序內容比普通機加工的序內容復雜、工藝過程縮短，工藝裝備種類和數量減少，裝夾次數減少，加工精度和質量主要由機床保證，特別是加工中心(mc)，可實現除定位基面以外的其它大部分表面的加工，機床柔性增大。數控加工工藝的制訂不但涉及到傳統機械制造工藝制定的基本理論知識，還包括加工原點的確定、工序內容的劃分、刀具軌跡的確定、刀具的選擇與使用和切削用量的選擇等具體內容。

從以上分析，數控的金領層應具備根據被加工對象的工藝特征和特殊要求，編制數控程序及調試、維護數控機床和使用數控機床進行加工的能力。

根據其能力需求，我們可以從以下兩個方面來分析其所需的知識結構。

從機床控制方面，數控的金領層應在電工電子、計算機原理及控制、計算機編程語言、數控原理及數控機床、數控軟件及數控編程等方面具備扎實的基礎知識；

從機械加工方面，數控的金領層應在現代機械設計、機械加工工藝、金屬切削理論、夾具、刀具和量具等方面具備扎實的基礎知識；

從機械加工技術和控制兩個方面出發，數控技術應用所涉及的學科范圍廣、教學內容多、課程內容本身具有其系統性要求。怎樣在有限的教學時間里，將所需的基本知識傳授給學生，且能達到培養目標的要求，是課程體系建立和教學內容的確定過程中應解決的關鍵問題。因此，課程內容的合理安排和整合是必需的，也是至關重要的。

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0220-02

一、引言

特種加工技術是指依靠聲、光、電、磁、化學、熱及其復合等的能量形式，使其施加于被加工材料的表面，通過一定的控制措施實現對零件的尺寸加工、形狀加工、表面改性、表面處理等的非傳統加工方法；是機械加工工藝的補充和延伸；是先進制造技術的重要組成部分。本課程所涉及的內容理論較深，學科交叉多，知識面廣，工藝更新快，學生學習難度較大。隨著現代化信息技術的發展和制造領域對人才需求的不斷增加，以前的教學方法和手段已經不能滿足發展的需要。為此，本文從課程定位、教學體系、教學內容、教學方法、實踐教學、網上互動平臺建設等方面著手，對“特種加工技術”精品課程建設進行了研究和探討，建立了一套獨具特色的現代化專業課程教學模式。

二、課程定位

為適應高等教育改革是需要，貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010―2020年）》的精神，促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的各類型高質量工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。2010年我校作為山東省屬高校中唯一一所入圍“卓越計劃”的高校，機械設計制造及其自動化專業獲得立項支持?！疤胤N加工技術”課程是機械工程領域機械制造及其自動化專業的主干專業課程之一，是機械加工工藝的補充和延伸，是先進制造技術的重要組成部分。該門課程的定位和目標是培養掌握特種加工理論、加工工藝、工藝編程與操作的，符合當今制造業急需的，以數字化信息化技術推動下的“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的機電制造業復合型高素質技能型并具有一定開發能力的技術人才。

三、教學體系建設

“特種加工技術”課程的主要特點是多學科交叉、知識面寬（涉及聲、光、電、熱、磁、化學等方面），知識跨度大。其課程體系建設重點解決理論知識與實踐應用的有機結合，提高學生學習的主動性和創造性，培養和提高學生的理論水平、工程實踐和應用能力。主要從以下幾個方面構建課程體系。

1.以理論為依據，以工程應用為背景，加強理論與實際的結合，培養學生的工程意識和實踐能力。“特種加工技術”作為一門實踐性很強的專業課，是本科教育階段綜合性工程應用的教學環節，也是實現培養目標的重要途徑。為此，根據上述課程定位，結合當今制造業對人才培養的要求，筆者在承擔多項國家級和省部級科研課題研究過程中，收集了大量國內外科研技術資料，探討本學科前沿知識，掌握了本專業范圍的許多新理論、新成果、新方法、新工藝，及時補充和更新教學內容。本著培養學生“三方面能力”，即綜合理解和運用機械工程基礎知識的能力，透徹理解特種加工的基本理論和基本應用的能力，結合具體工程實際解決和研發新加工方法的創新能力。落實“一方面素質”，即具備在制造業信息化技術、控制技術、傳感檢測技術推動下，機電一體化的復合型人才高素質的課程建設培養目標。以生動、形象、直觀、多樣化的教學方法和手段，使該課程基本知識的傳授，融科研與教學于一體，及時更新、充實教學內容，突出了理論與實際的緊密聯系。

2.強化實驗教學，提高學生的動手實踐能力。實驗教學作為實踐教學的重要組成部分，是課堂教學的重要補充和延伸。為了保證實驗教學質量，在實驗教學中，采用多元化的實驗教學模式，將創新能力、設計能力和動手能力的培養貫穿于實驗教學過程。具體做法是：設計實驗內容，既要保證學生掌握基本的理論知識，又要加強學生實踐能力和動手能力的培養，并且將零件加工方案的選擇、工藝路線的分析、加工工藝的制定、數控加工程序的編制以及實驗報告等有機結合起來，形成一套為培養學生機械加工方法的選擇和加工工藝的制定能力服務的完善的實驗教學體系，確立培養學生的工程實踐與創新設計能力為主線的教學目標。在安排實驗內容和編制實驗教學大綱過程中，需要根據各種特種加工設備目前在實際生產中的普及情況，結合學?，F有的實驗條件，對特種加工各類課程進行合理安排。

3.結合實習環節，拓寬學生視野。實驗課的開設讓學生現場感受到特種加工的奇特魅力和獨到效果。但實驗室里的加工實驗不是真正的生產，為了讓學生親身感受特種加工工藝在生產中的應用，在課程結束后安排一周的生產實習。在實習過程中，學生通過參觀和親身體驗，增長見識，擴大視野。對特種加工的工業化生產組織形式、產品類型、生產環境以及機床操作等有深入的了解。通過在工廠的實習，使學生全面了解和掌握特種加工在生產中的應用、工作環境以及產品的適應性，這對以后從事該方面的工作具有非常直接的指導意義。

4.畢業設計環節融入特種加工方面的研究和設計。畢業設計環節是學生大學四年最后的學習階段，最能鍛煉學生的綜合應用能力和獨立思考能力。在設計學生的畢業設計題目時，結合老師在特種加工方面的研究課題，使學生參與相關課題的研究。這樣既鞏固了特種加工知識，又掌握了該技術的實際應用。為學生以后的工作和學習打下堅實的基礎。

下頁的圖是運用現代化的教學手段建立的《特種加工技術》精品課程教學體系。

四、教學內容與教學方法

“特種加工技術”是當今制造業在數字信息化技術、控制技術、傳感檢測技術快速發展的推動下，機械工程領域中出現的現代先進制造技術和加工方法，給機械制造業帶來了深刻的變革，促進了制造業向更深更高層次發展。本著培養學生“三方面能力”，落實“一方面素質”的課程建設培養目標，其教學內容和方法主要從以下方面進行。理論教學與實踐教學結合，理論教學突出先進性、實用性和前沿性。在課堂教學上，強調理論與實踐的融合和知識之間的內在聯系。重視專業性較強的和相關的應用理論，突出理論的實用性，主要遵循如下原則。（1）應用性原則：理論教學以應用為目的，通過學以致用掌握基本概念和基本理論、強化應用為教學重點，加強工程素質、工程實踐能力和創新能力的培養。（2）整合性原則：打破原有的課程界限，突出各門課程的綜合性，體現了傳統工程技術、現代工程技術的融合，建立整合性內容課程。（3）先進性原則：針對當今國內外制造業發展的現狀，為了拓寬學生的知識面和激發學習興趣，增加現代技術含量，處理好傳統與現代教學內容的關系。改進教學方法，采用現代教學手段提高教學質量和效率。（4）“特種加工技術”課程有關的畢業設計突出綜合性，遵循一切理論教學為培養工程應用能力服務。課題來自生產一線和教師正在研究的課題；學生直接參與科研和實驗室建設，在老師的指導下進行設備改進和性能研發。畢業設計一人一題。對實驗進行了重新審核和研討，加大實驗改革力度，增加創新性實驗，提高學生的學習興趣和學習積極性。采用多媒體教學，增加案例解析，加強實踐性環節教學，讓學生到實訓基地進行訓練，增加對課堂知識的理解和掌握。

五、實踐教學

實踐教學主要從三方面入手。

1.實驗教學。我校實驗室建設力度很大，擁有符合特種加工試驗條件的一整套先進的試驗儀器和設備。如數控電火花成型加工機、數控電火花線切割加工機床、快速成型機、超聲加工機、數控激光加工機、五軸聯動數控加工中心、三座標測量儀等若干先進的加工試驗設備。

2.校內外實習實訓教學。我校工程實訓中心設備比較齊全、先進，給學生學習提供了比較好的工程實訓條件。通過與企業聯系與合作，建立了多處校外生產實習基地。每年分期分批帶領學生到企業實習，已形成“特種加工技術”課程良好的教學基礎支撐。

3.畢業設計環節。利用畢業實習與畢業設計，使學生了解畢業設計題目中相關技術的發展現狀，通過親自設計特種加工設備，參加教師的相關課題研究，加深對特種加工工藝的理解，提高學生的綜合應用能力和創新能力。

六、網上互動平臺建設

在學生課后自學學時內充分發揮網絡資源的優勢，在學校信息化教學平臺上建立主講教師與學生網上交流、網上答疑、網絡授課等的互動平臺，同時積極發揮網絡課件和多媒體技術的優勢，適當縮減面授學時，形成以授課、實驗、實習、網上互動、畢業設計綜合運用的多方位立體化的教學模式。

七、結語

經過多年的教學研究與實踐，特種加工技術精品課程建設取得了預期的效果，主要體現在如下方面。

1.學生的學習積極性明顯提高，基本理論知識的掌握更加扎實。通過教學改革，采用生動、形象、有趣的教學手段和啟發式、討論式的教學方法，將特種加工技術中涉及的聲、光、電、磁、化學、傳感、控制、計算機技術等應用于加工制造業，極大地激發和提高了學生的興趣和學習積極性，使他們對特種加工技術理論有了更加深入的理解和掌握。

2.學生分析和解決工程實際問題的能力有了長足的進步。精品課程的建設和教學方法的改革，提高了學生的動手能力和綜合應用能力，增強了學生的科技創新意識。在后續課程和畢業設計中，學生能較好地運用特種加工知識解決工程實際問題。

3.通過該精品課程的建設，使教師的教學、科研水平進一步提高，起到了教學相長的作用。教師相繼在各類期刊雜志上發表數篇教研教改論文，在國家級重要期刊上發表科研論文數十余篇。該項目的建設對培養學生的工程意識和創新能力發揮了重要作用。