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一直以來中國傳統(tǒng)的教育體制，使教師和學(xué)生都特別重視書面應(yīng)試能力而較忽視“實踐”這一重要環(huán)節(jié)。因此，學(xué)生普遍認為課程設(shè)計只是輔的作業(yè)，是機械地套用經(jīng)驗公式，查手冊，計算必要的數(shù)據(jù)，畫出圖而已。其實，課程設(shè)計是將所學(xué)理論知識與實踐相結(jié)合地極好機會，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和想象力等良好素質(zhì)的必要過程，但由于學(xué)生存在上述想法，這兩項目標很難達到。
1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不合理問題
從現(xiàn)場工作的學(xué)生反饋信息得知，設(shè)計中的結(jié)構(gòu)設(shè)計比設(shè)計計算更為重要。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對實際生產(chǎn)會產(chǎn)生嚴格的影響。由于學(xué)生實踐經(jīng)驗和感性知識的缺乏，從而，在學(xué)習(xí)過程中不能運用已有理論知識透徹地分析和理解某種結(jié)構(gòu)的功用，以至在設(shè)計圖紙中出現(xiàn)不恰當甚至錯誤的結(jié)構(gòu)。
1.3圖紙的規(guī)范化問題
圖紙是課程設(shè)計的最終反映，本應(yīng)很清晰地表達出全部零件的裝配關(guān)系、總體輪廓尺寸、各零部件的具體結(jié)構(gòu)。但是在學(xué)生的圖紙中，卻不能完整、確切地表達出上述要求。例如，學(xué)生總裝圖中對軸和孔間的配合尺寸及公差不加標注，對加工表面粗糙度標注不全或不當?shù)榷喾N問題，反映出學(xué)生對圖紙的規(guī)范缺乏全面認識和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
1.4設(shè)計說明書編寫中出現(xiàn)的問題
設(shè)計說明書的編寫，可以培養(yǎng)學(xué)生撰寫技術(shù)文件的實際能力。它應(yīng)全面包括課程設(shè)計總體方案、設(shè)計結(jié)果、結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)以及維護、安裝等內(nèi)容，使讀者在結(jié)合圖紙的條件下，從說明書中能夠完全了解所設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、特性及科學(xué)依據(jù)。但有些學(xué)生卻片面地認為，設(shè)計說明書的內(nèi)容只是各零部件有關(guān)尺寸及數(shù)據(jù)的計算過程和結(jié)果，而對圖紙中零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計依據(jù)不加任何說明，說明書便成了各類計算題的匯集。
2對改進《機械零件》課程設(shè)計的建議
2.1提高學(xué)生對課程設(shè)計重要性的認識
學(xué)生對課程設(shè)計的重視程度，直接影響著設(shè)計效果。因此，提高學(xué)生對設(shè)計重要性的認識，應(yīng)作為搞好設(shè)計的首要條件。將本思想貫穿于《零件》課程教學(xué)的始終。在基礎(chǔ)理論教學(xué)中，可列舉部分內(nèi)容在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的反例，來強調(diào)設(shè)計的重要性。比如，講授某種傳動裝置的設(shè)計時，可通過分析實際生產(chǎn)中由于某部分結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理或錯誤，甚至由于某一參數(shù)選擇不當而造成的不良后果，加強學(xué)生對設(shè)計重要性的認識。加強實踐認識。在教學(xué)中，可安排適當?shù)恼n時，帶學(xué)生去現(xiàn)場參觀，針對同一部件不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計而獲得相異的生產(chǎn)效率進行分析，使學(xué)生在實踐的過程中領(lǐng)悟到設(shè)計的重要性。
2.2課程設(shè)計與教學(xué)內(nèi)容及實踐性環(huán)節(jié)的有機結(jié)合
針對學(xué)生實踐經(jīng)驗和感性知識貧乏，動手能力差等特點，在教學(xué)過程中，應(yīng)適當減少課堂授課學(xué)時而增加見習(xí)課時。即在課程標準授課的過程中，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容，安排針對性較強的短期見習(xí)，其目的在于為課程設(shè)計積累一定的感性素材和設(shè)計要素。在見習(xí)中，教師對有關(guān)設(shè)計內(nèi)容要加以講解，分析關(guān)鍵及難點，使學(xué)生加深對書本知識的理解。例如在“軸”一章授課結(jié)束后，可安排一次實訓(xùn)，教師可針對往屆學(xué)生在設(shè)計中存在的問題進行指導(dǎo)，從軸的加工工序至裝配工序，針對選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計、圖紙的規(guī)范化等實際問題進行分析。把實際中軸的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計要素;生產(chǎn)中用于加工的圖紙應(yīng)如何正確、全面地反映所設(shè)計零部件的結(jié)構(gòu)、尺寸及技術(shù)要求總結(jié)出來。這樣，既解決了課堂上難以理解的實際問題，又培養(yǎng)了學(xué)生觀察問題、分析問題及獨立思考的能力，充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性和積極性。
2.3做好課程設(shè)計的準備工作
課程設(shè)計前的準備工作是提高設(shè)計質(zhì)量的必要條件。為此，設(shè)計前，指導(dǎo)教師可針對設(shè)計課題，做好兩項準備工作:①參觀有關(guān)設(shè)計內(nèi)容。針對設(shè)計課題，帶領(lǐng)學(xué)生參觀現(xiàn)場，加強學(xué)生對實物的直觀認識，在具體感性認識的基礎(chǔ)上進行設(shè)計，對學(xué)生和教師均有“事半功倍”之效果。②突破設(shè)計難點。對書本上較難理解的關(guān)鍵和難點內(nèi)容，進行實地測繪。比如，在設(shè)計1臺減速器之前，帶學(xué)生去工廠對減速器進行折裝，同時，對其中某些關(guān)鍵或較難的零部件結(jié)構(gòu)進行測繪，是獲得具體的設(shè)計要素的有效之法。
2.4加強金工實習(xí)對課程設(shè)計的輔助作用
金工實習(xí)是機械專業(yè)類學(xué)生在學(xué)習(xí)《零件》課之前對機械的加工原理，生產(chǎn)工序，裝配過程及工藝處理方法等進行的一次全面性認識實習(xí)。為了使學(xué)生在學(xué)習(xí)《零件》課前對各種機械及零件具備初步的感性認識，在金工實習(xí)過程中教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生有計劃、有目的的掌握有關(guān)《零件》及其課程設(shè)計的基本知識。如可安排學(xué)生畫出齒輪輪廓示意圖，觀察齒輪與軸的裝配關(guān)系及熱處理工藝方法，使學(xué)生對齒輪及軸等零部件具備初步的感性認識。實習(xí)結(jié)束后，學(xué)生將上述內(nèi)容及測繪圖以實習(xí)報告的形式寫出出。
維修是恢復(fù)土石方機械技術(shù)性能，排除故障及消除故障隱患，延長機械使用壽命的有效手段。當前國內(nèi)汽車維修行業(yè)已具有相當規(guī)模，而土石方機械維修行業(yè)起步相對較晚，在維修中還存在著諸多技術(shù)問題。這些問題的存在，導(dǎo)致機械維修質(zhì)量不高，裝備可靠性差，甚至重大土石方機械事故的發(fā)生?，F(xiàn)針對土石方機械維修工作中遇到的常見技術(shù)問題做簡要分析，旨在引起有關(guān)人員的重視。
1對機械故障判斷失誤，修理人員技術(shù)不過硬、修理過程不規(guī)范
1.1不能正確判斷分析故障，盲目更換零部件，一味“換件修理”造成浪費
憑著“大概、差不多”的思想盲目對機械大拆大卸，結(jié)果不但原故障未排除，而且由于維修技能和工藝較差，又出現(xiàn)新的問題。例如我單位一臺YZ26壓路機出現(xiàn)振動力不足、機械無法正常工作的故障，經(jīng)拆卸分解振動泵和起振開關(guān)，更換振動泵和起振開關(guān)故障依舊。最后檢查故障是由于液壓油不足、濾網(wǎng)堵死導(dǎo)致液壓油進入不到大泵，大泵因缺油而燒壞。因此，當機械出現(xiàn)故障后，要通過檢測設(shè)備進行檢測，如無檢測設(shè)備，可通過“問、看、查、試”等傳統(tǒng)的故障判斷方法和手段，結(jié)合土石方機械的結(jié)構(gòu)和工作原理，確定最可能發(fā)生故障的部位。在判定土石方機械故障時，一般常用“排除法”和“比較法”，按照從簡單到復(fù)雜、先外表后內(nèi)部、先總成再部件的順序進行，切忌“不問青紅皂白，盲目大拆大卸”。
1.2螺栓擰緊方法不當?shù)那闆r較嚴重
土石方機械各部位固定或聯(lián)接螺栓多數(shù)有擰緊力矩要求，如噴油器固定螺栓、缸蓋螺栓、連桿螺栓、飛輪螺栓等，有些規(guī)定了擰緊力矩，有些規(guī)定了擰緊角度，同時還規(guī)定了擰緊順序。一些維修人員，認為擰緊螺栓誰都會做，無關(guān)緊要，不按規(guī)定力矩及順序擰緊（有的根本不了解有擰緊力矩和順序要求），不使用扭力（公斤）扳手，或隨意使用加力桿，憑感覺擰緊，導(dǎo)致擰緊力矩相差很大。力矩不足，螺栓易發(fā)生松脫，導(dǎo)致沖壞氣缸襯墊、軸瓦松動、漏油、漏氣；力矩過大，螺栓易拉伸變形，甚至斷裂，有時還會損壞螺紋孔，影響了修理質(zhì)量。
1.3不重視螺栓的選用，螺栓使用混亂的現(xiàn)象較突出
在維修土石方機械時，亂用螺栓的現(xiàn)象還比較突出，因螺栓性能、質(zhì)量不符合技術(shù)要求，導(dǎo)致維修后機械故障頻出。土石方機械使用的專用螺栓，如傳動軸螺栓、缸蓋螺栓、連桿螺栓、飛輪螺栓、噴油器固定螺栓等是用特殊材質(zhì)經(jīng)過特殊加工制成的，其強度大、抗剪切力強，確保聯(lián)接、固定可靠。實際維修作業(yè)中，常常在拆卸時所有螺栓堆在一起，不分類堆放，但組裝時隨意亂裝和替代，這些螺栓因材質(zhì)差或加工工藝不合格，給工程機械的后期使用留下故障隱患，如EX200-5挖掘機后橋輪邊減速器內(nèi)連接行星輪架和輪邊減速器殼體的6只螺栓承受較大的扭矩，這6只螺栓發(fā)生斷裂損壞，使用其它螺栓或自行加工代用，常出現(xiàn)因螺栓強度不夠而再次折斷的情況；有些部位需用“小螺距”的“細扣自緊”螺栓、銅螺栓、鍍銅螺栓，卻使用普通螺栓代替，導(dǎo)致出現(xiàn)螺栓自行松脫、拆卸困難等現(xiàn)象，如柴油機排氣歧管固定螺母多為銅制，防止受熱或使用時間過長不易拆卸，但在實際維修時，卻多數(shù)使用了普通螺母，時間一長拆卸十分困難；有些螺栓經(jīng)使用后會出現(xiàn)拉伸、變形等缺陷，有些技術(shù)要求規(guī)定拆裝幾次后必須換新的螺栓，若不了解這些情況，多次重復(fù)使用不合格的螺栓，也易導(dǎo)致機械故障或事故的發(fā)生。因此，在維修工程機械時，當螺栓損壞或丟失要及時更換符合要求的螺栓，切忌亂用螺栓。
2各零部件配合間隙不能正確掌握，導(dǎo)致機械加快磨損
2.1維修時不注意檢測零部件配合間隙
柴油機活塞與缸套配合間隙、活塞環(huán)“三隙”、活塞頂隙、氣門間隙、柱塞余隙、制動蹄片間隙、主從動齒輪嚙合間隙、軸承軸向和徑向間隙、氣門桿與氣門導(dǎo)管配合間隙等，各類機型都有嚴格的要求，在維修時必須進行測量，對不符合間隙要求的零部件要進行調(diào)整或更換。實際維修工作中，不測量配合間隙而盲目裝配零部件的現(xiàn)象為數(shù)不少，還有憑手感覺和經(jīng)驗裝配，造成起動困難或爆燃、活塞環(huán)折斷、機件撞擊、漏油、漏氣等故障，有時甚至?xí)蛄悴考浜祥g隙不當，導(dǎo)致機械嚴重損壞事故的發(fā)生。
2.2不成對、成套更換偶件或組件
土石方機械上有很多偶件，如柴油機燃油系統(tǒng)的柱塞副、出油閥副、噴油嘴針閥副偶件；驅(qū)動橋主減速器內(nèi)的主、從動齒輪；液壓操縱閥中的閥塊與閥桿；全液壓轉(zhuǎn)向器中的閥芯與閥套等，這些配合偶件在工廠制造時經(jīng)過特殊加工，成對研磨而成，配合十分精密，在使用的壽命期內(nèi)始終成對使用，切不可互換；一些相互配合組件，如活塞與缸套、軸瓦與軸頸、氣門與氣門座、連桿大頭瓦蓋與桿身等，經(jīng)過一段時間的磨合使用，相對配合較好，在維修時，也應(yīng)注意成對裝配，不要弄串；柴油機連桿、活塞、風(fēng)扇皮帶、高壓油管、挖掘機中央回轉(zhuǎn)接頭油封、推土機主離合器膠布節(jié)等，尤其是同時使用一套的配件，發(fā)生損壞一定要成套更換，否則由于配件質(zhì)量差別大、新舊程度不同、長短尺寸不一，會導(dǎo)致柴油機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)、液壓系統(tǒng)漏油、載荷集中現(xiàn)象嚴重、更換的配件易早期損壞等。在實際維修工作中，為了減少開支、不了解技術(shù)要求，不成對或成套更換上述零部件的情況還不少見，降低了工程機械的維修質(zhì)量，縮短了機件壽命，增加了故障發(fā)生的可能性，應(yīng)引起足夠的重視。
2.3裝配時零部件裝反
在維修土石方機械時，一些零部件裝配有著嚴格的方向要求，只有正確安裝，才能保證零部件正常工作。有些零部件外部特征不明顯，正反都可以安裝，在實際工作中時常出現(xiàn)裝反的情況，導(dǎo)致零件早期損壞、機械不能正常工作、土石方機械損壞事故等。
3對零配件材料質(zhì)量不能正確識別
不檢查新件質(zhì)量，裝配后出現(xiàn)故障的問題比較常見。在更換配件前，有些維修人員對新配件不做技術(shù)檢查，拿來后直接安裝到工程機械上，這種做法是不科學(xué)的。目前市場上出售的零配件質(zhì)量良莠不均，一些假冒偽劣配件魚目混珠；還有一些配件由于庫存時間過長，性能發(fā)生變化，如不經(jīng)檢測，裝配后常常引起故障的發(fā)生。以為新的就是好的，結(jié)果問題仍然存在，造成更大的損失。1臺ZL50裝載機，柴油機機油壓力過低，分析是機油濾清器堵塞，更換了一新機油濾清器，試機機油壓力仍低。后檢查或更換了所有可能導(dǎo)致機油壓力低的零部件，但機油壓力仍不能升高，最后在沒有查到故障原因、機油壓力偏低的情況下勉強使用，結(jié)果導(dǎo)致柴油機燒瓦抱軸、造成損失。后經(jīng)檢查是由于更換的機油濾清器濾芯（粗濾器）已被過多的鐵銹堵塞，原因是該濾清器長時間庫存保管導(dǎo)致內(nèi)部生銹。因此，在更換新配件前一定要進行必要的檢查測試，檢測包括外觀及性能測試，確保新配件無故障，杜絕其引起的不必要麻煩。
4在維修過程中治標不治本，只追求數(shù)量而忽視維修質(zhì)量
4.1維修方法不正規(guī)，“治標不治本”仍是慣用的手段
在維修土石方機械時，一些維修人員不采取正確的維修方法，認為應(yīng)急措施是萬能的，以“應(yīng)急”代“維修”，“治標不治本”的現(xiàn)象還很多。挖機旋轉(zhuǎn)油壓馬達油封更換要將整個液壓馬達解體，從內(nèi)向外裝配，因圖快從外向內(nèi)裝配，結(jié)果只用兩三個小時又出現(xiàn)漏油，又要重新維修，結(jié)果維修時間增加，工作時間變少，影響設(shè)備使用率，降低效益。
4.2墊片使用不規(guī)范，隨意使用的現(xiàn)象仍然存在
土石方機械零部件配合面間使用的墊片種類很多，常用的有石棉墊、橡膠墊、紙板墊、軟木墊、毛氈墊、有色金屬墊（銅墊、鋁墊）、銅皮（鋼皮）石棉墊、絕緣墊、彈簧墊、平墊等。一些用來防止零部件配合面間漏油、漏水、漏氣、漏電，一些起緊固防松作用。每一類墊片使用的時機和場合有不同的規(guī)定和要求，在維修土石方機械時，墊片使用不規(guī)范甚至亂用的現(xiàn)象還比較嚴重，導(dǎo)致配合面間經(jīng)常發(fā)生泄漏，螺栓、螺母自行松動、松脫，影響工程機械的正常使用。如發(fā)動機氣缸墊過厚，導(dǎo)致壓縮比降低，發(fā)動機起動困難；噴油器與氣缸蓋配合面間使用銅墊片，如使用石棉墊代替，易使噴油器散熱不良發(fā)生燒蝕；柴油機輸油泵和噴油泵結(jié)合面間墊片過厚，導(dǎo)致輸油量及輸油壓力不足，柴油機功率下降；如漏裝彈簧墊、鎖緊墊、密封墊，致使接合不緊，易發(fā)生松動或漏油等現(xiàn)象；因墊片中間有孔而忘記開孔導(dǎo)致油道、水道堵塞，發(fā)動機燒瓦抱軸、水箱開鍋的現(xiàn)象也經(jīng)常發(fā)生。在此提醒廣大維修人員維修時，切記“墊片雖小用處大”。
4.3“小件”好壞不重視，因“小”失“大”導(dǎo)致故障增加
在維修作業(yè)時，往往只重視噴油泵、輸油泵、活塞、缸套、活塞環(huán)、液壓油泵、操縱閥、制動、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等零部件的維護，卻忽視了對濾清器、溢流閥、各類儀表等“小件”的保養(yǎng)，認為這些“小件”不影響機械的工作，即使損壞也無關(guān)緊要，只要機械能動就湊合著用，孰不知，正是這些“小件”缺乏維護，導(dǎo)致機械發(fā)生早期磨損，縮短使用壽命。如工程機械使用的柴油濾清器、機油濾清器、空氣濾清器、液壓油濾清器、水溫表、油溫表、油壓表、感應(yīng)塞、傳感器、報警器、預(yù)熱塞、油液濾網(wǎng)、水箱蓋、油箱蓋、加機油口蓋、黃油嘴、儲氣筒放污開關(guān)、蓄電池箱、噴油器回油接頭、開口銷、風(fēng)扇導(dǎo)風(fēng)罩、傳動軸螺栓鎖片等，這些“小件”是工程機械正常工作及維護保養(yǎng)必不可少的，對延長機械的使用壽命至關(guān)重要，在維修作業(yè)時，如不注意維護保養(yǎng)，常會“因小失大”，導(dǎo)致機械故障的發(fā)生。超級秘書網(wǎng)
4.4維修禁忌忘腦后，隱性故障頻繁出
維修土石方機械時，若不了解維修中應(yīng)注意的一些問題，則會導(dǎo)致拆裝中經(jīng)常出現(xiàn)“習(xí)慣性”的錯誤，影響機械的維修質(zhì)量。如熱車拆裝發(fā)動機氣缸蓋，易導(dǎo)致缸蓋變形裂紋；安裝活塞銷時，不加熱活塞而直接把活塞銷打入銷孔內(nèi)，導(dǎo)致活塞變形量增大，橢圓度增加；曲軸主軸瓦或連桿瓦背加銅墊或紙墊，易堵塞油道，導(dǎo)致燒瓦抱軸事故；在維修柴油機時過量刮削軸瓦，軸瓦表面的減摩合金層被刮掉，導(dǎo)致軸瓦鋼背與曲軸直接摩擦發(fā)生早期磨損；拆卸軸承、皮帶輪等過盈配合零部件時不使用拉力器，硬打硬敲，易導(dǎo)致零部件變形或損壞；啟封新活塞、缸套、噴油嘴偶件、柱塞偶件等零件時，用火燒零件表面封存的油質(zhì)或臘質(zhì)，使零件性能發(fā)生變化，不利于零件的使用。
4.5零部件除污、清洗不徹底，早損、腐蝕常發(fā)生
二、創(chuàng)新思維機械零部件的設(shè)計思想
機械零部件設(shè)計的本質(zhì)是創(chuàng)造和革新?，F(xiàn)代機械機械零部件設(shè)計強調(diào)創(chuàng)新設(shè)計，要求在設(shè)計中更充分地發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用最新科技成果，在現(xiàn)代設(shè)計理論和方法的指導(dǎo)下，設(shè)計出更具有生命力的產(chǎn)品。
（一）運用創(chuàng)造思維
設(shè)計者的創(chuàng)造力是多種能力、個性和心理特征的綜合表現(xiàn)，它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達能力、自控能力、文化修養(yǎng)、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創(chuàng)造力的核心，它是將觀察、記憶所得信息有控制地進行加工變換，創(chuàng)造表達出新成果的整個創(chuàng)造活動的中心。創(chuàng)造力的開發(fā)可以從培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力和素質(zhì)、加強創(chuàng)新實踐等方面著手。設(shè)計者不是把設(shè)計工作當成例行公事，而是時刻保持強烈的創(chuàng)新愿望和沖動，掌握必要創(chuàng)新方法，加強學(xué)習(xí)和鍛煉，自覺開發(fā)創(chuàng)造力，成為一個符合現(xiàn)代設(shè)計需要的創(chuàng)新人才。
（二）運用發(fā)散思維
發(fā)散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心，思維者打破常規(guī)，從不同方向，多角度、多層次地考慮問題，求出多種答案的思維方式。例如，若提出“將兩零部件聯(lián)結(jié)在一起”的問題，常規(guī)的辦法有螺紋聯(lián)結(jié)、焊接、膠接、鉚接等，但運用發(fā)散思維思考，可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的主要形式之一，在技術(shù)創(chuàng)新和方案設(shè)計中具有重要的意義。
（三）運用創(chuàng)新思維
創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維是一種最高層次的思維活動，它是建立在各類常規(guī)思維基礎(chǔ)上的。人腦在外界信息激勵下，將各種信息重新綜合集成，產(chǎn)生新的結(jié)果的思維活動過程就是創(chuàng)新思維。機械機械零部件設(shè)計的過程是創(chuàng)新的過程。設(shè)計者應(yīng)打破常規(guī)思維的慣例，追求新的功能原理、新方案、新結(jié)構(gòu)、新造型、新材料、新工藝等，在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新。
三、科學(xué)的進行機械零部件設(shè)計
（一）把握機械零部件設(shè)計的主要內(nèi)容
機械零部件設(shè)計是機械設(shè)計的重要組成部分，機械運動方案中的機構(gòu)和構(gòu)件只有通過零部件設(shè)計才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖，同時它也是機械總體設(shè)計的基礎(chǔ)。機械零部件設(shè)計的主要內(nèi)容包括：根據(jù)運動方案設(shè)計和總體設(shè)計的要求，明確零部件的工作要求、性能、參數(shù)等，選擇零部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)形、材料、精度等，進行失效分析和工作能力計算，畫出零部件圖和部件裝配圖。機械產(chǎn)品整機應(yīng)滿足的要求是由零部件設(shè)計所決定的，機械零部件設(shè)計應(yīng)滿足的要求為：在工作能力上要求具體有強度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動穩(wěn)定性及精度等；在工藝性上要求加工、裝配具有良好的工藝性及維修方便；在經(jīng)濟性上的要求主要指生產(chǎn)成本要低。此外，還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環(huán)境等環(huán)境保護要求和安全要求等。這些要求往往互相牽制，需全面綜合考慮。
（二）嚴格計算機械零部件的失效形式
機械零部件由于各種原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有斷裂、表面壓碎、表面點蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。為了保證零部件能正常工作，在設(shè)計零部件時應(yīng)首先進行零部件的失效分析，預(yù)估失效的可能性，采取相應(yīng)措施，其中包括理論計算，計算所依據(jù)的條件稱為計算準則，常用的計算準則有：一是強度準則。強度是機械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過大塑性變形等失效的能力。強度要求是保證機械零部件能正常工作的基本要求。二是剛度準則。剛度是指零部件在載荷（下轉(zhuǎn)第57頁）（上接第58頁）的作用下，抵抗彈性變形的能力。剛度準則要求零部件在載荷作用下的彈性變形在許用的極限值之內(nèi)。三是振動穩(wěn)定性準則。對于高速運動或剛度較小的機械，在工作時應(yīng)避免發(fā)生共振。振動穩(wěn)定性準則要求所設(shè)計的零部件的固有頻率與其工作時所受激振源的頻率錯開。四是耐熱性準則。機械零部件在高溫工作條件下，由于過度受熱，會引起油失效、氧化、膠合、熱變形、硬度降低等問題，使零部件失效或機械精度降低。因此，為了保證零部件在高溫下正常工作，應(yīng)合理設(shè)計其結(jié)構(gòu)及合理選擇材料，必要時須采用水冷或氣冷等降溫措施。五是耐磨性準則。耐磨性是指相互接觸并運動零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當零部件過度磨損后，將改變其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，削弱其強度，降低機械精度和效率，以致零部件失效報廢。因此，機械設(shè)計時應(yīng)采取措施，力求提高零部件的耐磨性。
（三）正確選擇機械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術(shù)指標，是檢驗零部件表面質(zhì)量的主要依據(jù)；它選擇的合理與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和生產(chǎn)成本。機械零部件表面粗糙度的選擇方法有3種，即計算法、試驗法和類比法。在機械零部件設(shè)計工作中，應(yīng)用最普通的是類比法，此法簡便、迅速、有效。應(yīng)用類比法需要有充足的參考資料，現(xiàn)有的各種機械設(shè)計手冊中都提供了較全面的資料和文獻。最常用的是與公差等級相適應(yīng)的表面粗糙度。在通常情況下，機械零部件尺寸公差要求越小，機械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系。在實際工作中，對于不同類型的機器，其零部件在相同尺寸公差的條件下，對表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩(wěn)定性問題。在機械零部件的設(shè)計和制造過程中，對于不同類型的機器，其零部件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的。在設(shè)計工作中，表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實際出發(fā)，全面衡量零部件的表面功能和工藝經(jīng)濟性，才能作出合理的選擇。
（四）全面優(yōu)化機械零部件設(shè)計方法
要充分運用機械學(xué)理論和方法，包括機構(gòu)學(xué)、機械動力學(xué)、摩擦學(xué)、機械結(jié)構(gòu)強度學(xué)、傳動機械學(xué)等及計算機輔助分析的不斷發(fā)展，對設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)問題能作出很好的處理，一系列新型的設(shè)計準則和方法正在形成。計算機輔助設(shè)計（CAD）是把計算機技術(shù)引入設(shè)計過程，利用計算機完成選型、計算、繪圖及其他作業(yè)的現(xiàn)代設(shè)計方法。CAD技術(shù)促成機械零部件設(shè)計發(fā)生巨大的變化，并成為現(xiàn)代機械設(shè)計的重要組成部分。目前，CAD技術(shù)向更深更廣的方向發(fā)展，主要表現(xiàn)為以下基于專家系統(tǒng)的智能CAD；CAD系統(tǒng)集成化，CAD與CAM（計算機輔助制造）的集成系統(tǒng)（CAD/CAM）；動態(tài)三維造型技術(shù)；基于并行工程，面向制造的設(shè)計技術(shù)（DFM）；分布式網(wǎng)絡(luò)CAD系統(tǒng)。
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1.1制定加工工藝加工機械之前需要一定準備工作，主要是整理和設(shè)計零部件工藝路線，準備好每一道工序所需的工具和材料等，制定完善的機械加工工藝路線需要注意兩點：首先，粗加工和精加工不能混淆，必須按照加工工藝的不同，安排合適的熱處理時間，并且需要使用合適的加工設(shè)備；第二，最好先加工基準面，機械加工分為很多道工序，一般情況下需要優(yōu)先加工基準面，這樣才能保證后續(xù)加工孔位置和平面的精準度。
1.2加工工藝流程機械零部件加工工藝流程分為兩個部分，即前期加工工藝和后期加工工藝，這兩個部分都要在技術(shù)監(jiān)督下嚴格按照生產(chǎn)流程和工藝標準進行。通過加工原材料得到半成品，加工半成品后得到機械制品，但是除了加工半成品和原材料，還包括加工前的準備、輸送與保存原材料、加工零部件毛坯等工序，可以看到，機械制造工作比較復(fù)雜。但是隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，很多制造企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了制造自動化，運用科學(xué)的生產(chǎn)管理模式和先進的軟件、硬件，實現(xiàn)機械制造的自動化、規(guī)范化和標準化，有效的提高了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，保證企業(yè)在激烈的市場競爭中有立足之地。
2零部件精度影響因素分析下面將從幾個方面，分析零部件精度受到的影響因素。
2.1加工工藝影響一般情況下，零部件加工都是使用機床，機床精度就成為了零部件精度的影響因素之一，簡單來說，機床控制加工刀具的速度和其他變化，而零部件直接受到加工刀具的作用，表面幾何精度受到機床主軸回轉(zhuǎn)誤差的直接影響，如果機床存在主軸回轉(zhuǎn)誤差或者其他方面的精度問題，都會給零部件尺寸和外形帶來較大的誤差；再者，如果機床主軸徑向、軸向發(fā)生輕微震動，也會影響零部件精度，舉例來說，單純的主軸角度擺動會造成零部件的圓柱度誤差，而徑向圓跳動則會造成圓度誤差，但是圓度誤差不會造成平面誤差。所以，要保證零部件加工精度，要盡量增加機床主軸設(shè)計、安裝、制造的精度，減少機床運行時的主軸偏差。除了使用刀具加工零部件，還需要使用專業(yè)夾具固定零部件，夾具精度也會影響零部件精度。夾具制造、安裝都會產(chǎn)生誤差，在使用過程中還會產(chǎn)生變形、磨損，這些都是造成夾具誤差的因素，但是諸如使用中磨損等因素往往不被人們注意。在加工零部件的過程中，如果發(fā)現(xiàn)夾具有偏差，就需要及時采取措施調(diào)整，一般情況下可以采用補償技術(shù)來減小誤差，保證誤差在可接受的范圍內(nèi)；部分機床自帶補償裝置，直接使用補償裝置修正夾具誤差即可。造成誤差的原因是多方面的，矯正誤差也并不見得一定準確，我們需要針對不同的情況采取不同的措施。
2.2受力形變影響使用設(shè)備加工零部件時，設(shè)備會受到一定的外力作用，長此以往，設(shè)備材料會發(fā)生“疲勞”現(xiàn)象，發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的形變，機械加工中，設(shè)備會受到重力、切削力等其他多種作用力，導(dǎo)致加工設(shè)備變形。現(xiàn)在機械制造企業(yè)大多數(shù)使用數(shù)控機床進行零部件加工，程序步驟、數(shù)值都預(yù)定好，但是由于加工設(shè)備產(chǎn)生形變，預(yù)定的數(shù)值和實際不相符合，夾具、刀具位置會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致零部件的尺寸和幾何誤差，在零部件加工過程中，有幾個方面的因素會造成受力形變誤差：工件剛度：如果刀具、機床等設(shè)備的剛度遠比零部件高，加工過程中刀具和機床就會對零部件產(chǎn)生外力造成其形變，影響零部件精度；刀具剛度：如果內(nèi)型加工刀桿和外圓車刀強度有較大差異，刀桿就會受到外力產(chǎn)生形變，對加工孔精度產(chǎn)生影響。在零部件加工過程中，我們可以采用措施減小誤差，例如：增強加工設(shè)備剛度，盡量使用抗壓、抗拉性能較好的高強度材料等。
2.3殘余應(yīng)力影響在零部件加工過程中會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，例如鍛造、鑄造毛坯以及冷卻時，由于毛坯各個組成部分材料不同，因此冷卻速度也會有差異，材料伸縮速度差異造成形變。針對這種問題，可以采用包括震動時效和熱時效在內(nèi)的人工時效，什么是熱時效？就是將零部件放在加熱爐內(nèi)加熱，達到規(guī)定溫度后和爐子共同冷卻以消除應(yīng)力。
3提高精度的若干措施
3.1誤差補償對于零部件加工過程中，設(shè)備的原始誤差，我們可以采用誤差補償法，簡單來說，就是人工制造一些誤差，消除設(shè)備本身誤差帶來的影響以提高零部件精度；抑或制造誤差來抵消設(shè)備誤差。
3.2降低原始誤差這是最基本的做法，主要是提高夾具、機床、刀具等設(shè)備本身的精度，減小、消除設(shè)備應(yīng)力，盡量讓設(shè)備和零部件不受外力影響以減小形變。針對不同的影響零部件精度的因素，我們應(yīng)采取不同的措施。
2機械零件加工中產(chǎn)生精密度誤差的主要原因
2.1造成機械零件精密度誤差的外部因素
在機械零件加工中,產(chǎn)生精密度誤差的外部因素主要是工藝師及機器產(chǎn)生的加工原始誤差,零件在受熱時產(chǎn)生的誤差,以及加工時受力而產(chǎn)生的誤差。機械零件在加工過程中由于使用了相似的成型進行加工而導(dǎo)致了零件精密度誤差,或者是使用的夾具誤差影響了零件的尺寸精密度和位置精密度。此外,在使用夾具固定零件進行加工的時候常常會產(chǎn)生定位誤差,零件在夾具中的準確位不好控制。加工刀具和機床也會造成零件的精密度誤差,刀具的種類不同誤差也不一樣,而機床造成的精密度誤差是機械零件誤差的主要來源,這主要是因為機械零件一般是在機床上成型的。零件受熱所產(chǎn)生的變形誤差,主要是子機械零件的加工過程中,許多工藝都會產(chǎn)生一定的高溫,溫度超出限度時,機械零件就會產(chǎn)生形變,從而形成誤差影響精密度。通常稱這種因受熱而變形的現(xiàn)象為熱變現(xiàn)象。這種熱變在一些精密零件加工中破壞刀具與零件的位置關(guān)系,從而產(chǎn)生的加工誤差很嚴重地影響了精密零件的精密度。有時熱變形產(chǎn)生的誤差可高達總誤差的百分之五十。零件在加工過程中因受力而產(chǎn)生變形,也會造成零件的精密度誤差。在切削的外部作用力的影響下,由于自身剛度不足而產(chǎn)生了形變。刀具、機床的剛度是很重要的影響因素,例如加工細小的機械零件或加工口徑很小的內(nèi)孔,如果刀桿的剛度太差,內(nèi)孔的加工精密度就會產(chǎn)生很大的誤差。其余外部因素還有導(dǎo)軌誤差、轉(zhuǎn)動鏈誤差以及在調(diào)整測量方面的誤差等,在此便不加詳述。
2.2造成機械零件精密度誤差的內(nèi)部因素
在影響機械零件精密度的因素中,有一種關(guān)鏈的內(nèi)部因素,就是加工零件的內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力誤差是由于零件內(nèi)部存在的作用力,使得零件處于較為不穩(wěn)定的狀態(tài)而亟需恢復(fù)本來狀態(tài)時所產(chǎn)生的誤差。一般來說產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力誤差的主要原因,在于機械零件加工過程產(chǎn)熱、冷卻不均勻、零件本身形狀限制而壁厚不均。這種內(nèi)應(yīng)力是零件的物理因素,對于這種影響零件加工精密度的內(nèi)在因素,主要解決方法就是在零件設(shè)計時盡量做到結(jié)構(gòu)對稱,在加工時克服壁厚不均的問題,從而提高其加工精密度。
3提高機械零件加工精密度的具體方法
3.1對于原始誤差進行控制
控制機械加工零件的原始誤差是提高機械零件加工精密度的主要方法。主要兩個方面,一個是控制加工工具及機械,提供量具、工具、夾具等本身的梢度數(shù)據(jù),另一個是控制加工過程加工方法,技師在加工時,控制零件受熱受力、刀具磨損過度等因素造成的誤差,對其產(chǎn)生的加工誤差采取措施做出調(diào)整。這種原始誤差控制,要求在加工之前,對于工具、機床、受熱受力等多種因素的誤差做出詳細的分析,根據(jù)加工工具及零件的實際情況,例如提供機床剛度數(shù)據(jù)、減少夾具安裝誤差等方式來提出解決方案。
3.2使用誤差補償法提高機械零件加工精密度
誤差補償法適用于無法減少原始誤差的情況下,根據(jù)實際的加工情形,為了彌補原始誤差而人為地創(chuàng)造出一種新的誤差。在這種情況下,合理的人為誤差可以對原始誤差進行彌補。但是,這種方法的使用,依賴于技師的合理判斷,以及對于機械零件加工過程的全方位理解。
3.3使用誤差抵消法提高機械零件加工精密度
誤差抵消法與誤差補償法的區(qū)別在于,誤差抵消發(fā)不創(chuàng)造新的誤差而是使用原有的加工原始誤差,使得原始之間可以實現(xiàn)互相抵消。
3.4使用分化誤差法提高機械零件加工精密度
對于原始誤差我們可以采用分化的方式,使原始誤差不斷減小,直至可以幾乎忽略。這種方法的應(yīng)用常見于加工精度要求高的零件表面,例如進行連續(xù)的試切加工。在加工中計算好原始誤差,并將其分成x組,每組加工都須將精度縮小為1/x,如此一來,原始誤差就可以逐步縮小。
3.5使用均化誤差法提高機械零件加工精密度
均化誤差法與分化誤差法類似,但是略有不同,主要是通過對于零件的表面進行比較,根據(jù)其反映的差異而進行均化加工處理。
3.6使用轉(zhuǎn)移誤差法提高機械零件加工精密度
誤差的轉(zhuǎn)移是一種機械加工零件過程的優(yōu)化方法,在原始誤差不可抵消分化時,將誤差轉(zhuǎn)移到對于精密度沒有關(guān)鍵影響的方面。例如,在大型機床加工零件時,可以通過增加一個附加橫梁彌補橫梁較差的缺陷,主要減輕受重力產(chǎn)生的變形,從而達到提高機械零件加工精密度的作用。使得原始誤差向?qū)τ诰芏扔绊懖淮蟮姆敲舾蟹较蜃龀鲛D(zhuǎn)移,加工零件表面的切線方向,很大程度上提升了機械零件的精密度。
中圖分類號： C35 文獻標識碼： A
前言：機器零件的加工質(zhì)量不僅指加工精度，還包括加工表面質(zhì)量。經(jīng)機械加工后的零件表面并非理想的光滑表面，而是存在著不同程度的冷硬、粗糙波紋、裂紋等缺陷。機械加工后的零件表面雖只有0.05mm--0.15mm極薄的一層，但對機器零件的美觀程度、光滑度耐勞度以及使用性能均有極大的影。大部分零件的磨損、腐蝕和疲勞破壞都是從零件表面開始的，如得不到合理的控制，機械加工表面質(zhì)量甚至?xí)乐赜绊懙疆a(chǎn)品的性能。
如今機械化零件加工正朝著精密化、高速化、多功能現(xiàn)代化工業(yè)方向發(fā)展，機械零件大多工作在高溫、高壓、高速、高應(yīng)力條件下，表面層的任何缺陷都會加速零件的失效。零件表面質(zhì)量的高低是決定其使用性能好壞的重要因素，正確分析機械加工過程中影響加工表面質(zhì)量的各種工藝因素，并針對具體缺陷提出改善表面質(zhì)量控制方法，對提高機械加工零件產(chǎn)品表面質(zhì)量和提高產(chǎn)品使用性能具有重要的意義。
一、機械加工表面質(zhì)量對產(chǎn)品性能影響
機械加工表面質(zhì)量直接影響零件的耐磨性、配合精度、疲勞強度、抗腐蝕性、接觸剛度等使用性能，并影響到零件的可靠性和壽命。
1、表面質(zhì)量對耐磨性的影響。生產(chǎn)運行中機械零件的表面質(zhì)量對產(chǎn)品耐磨性能起著決定行作用，事實上機械零件實際工作接觸面積遠小于理論接觸面積，因此在相互接觸的峰部會產(chǎn)生非常大的單位厘力，從而致使實際接觸面積處產(chǎn)生塑性變形、彈性變形和峰部之間的剪切破壞，引起加工零件嚴重磨損。對零件耐磨性有直接影響的主要是機械零件的表面粗糙度和表面冷作硬化。
2、表面質(zhì)量對疲勞強度的影響。機械加工零件在工作過程中受交變載荷作用會產(chǎn)生疲勞破壞，且其往往發(fā)生在零件表面和表面冷硬層下面，因此表面質(zhì)量對零件疲勞強度影響很大。對零件疲勞強度有影響的主要是加工表面殘余應(yīng)力和冷作硬化。
3、表面質(zhì)量對耐蝕性的影響。零件表面是機械零件避免被外部空氣、水汽和油污等腐蝕性物質(zhì)侵蝕的保護層，因而表面質(zhì)量對機械加工零件的耐蝕影響很大。零件的耐蝕性強度很大程度上取決于零件表面粗糙度，表面粗糙度值愈大，零件表面凹谷中聚積腐蝕性物質(zhì)就愈多，其抗蝕性也就愈差，反之則其抗蝕性愈強。
4、表面質(zhì)量對配合質(zhì)量的影響。機械加工零件的表面影響配合表面的配合質(zhì)量。對于加工零件的間隙配合，零件的粗糙度值大會使零件磨損加大，導(dǎo)致間隙增大，從而破壞了要求的配合性質(zhì)。此外，機械加工零件的過盈配合也會對配合質(zhì)量產(chǎn)生影響，機械零件裝配過程中一部分表面凸峰被擠平，導(dǎo)致實際過盈量減小，直接降低了加工零件配合件間的連接強度。
二、對機械加工表面質(zhì)量的產(chǎn)生影響的主要因素分析
1、切削加工
機械加工過程，離不開切削作用，很多金屬部件在成型之前，要進行好幾道切削作業(yè)程序。在金屬零部件的切削加工過程中，刀具和金屬零件在接觸時由于摩擦力和切削力的作用，會產(chǎn)生大量的熱量，在高溫環(huán)境下，表面層金屬的一些性能就會發(fā)生微妙的變化，其中比較敏感的就是物理機械性能會發(fā)生較大程度的變化，具體表現(xiàn)為表面層金屬顯微硬度的變化、金相組織的變化以及殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。
2、 表面層冷作硬化
在實際機械加工過程中，金屬零部件由于受到削力的巨大作用，會造成塑性變形，在實際零部件中表現(xiàn)為零部件的品格扭曲、形狀畸變，內(nèi)部晶粒間出現(xiàn)剪切滑移，還有品粒被外力所拉長，甚至出現(xiàn)品粒的纖維化，以致最終導(dǎo)致金屬部件的破碎。上面這幾種情況，通常都會使得表面層金屬的硬度和強度大幅提高，這也就是在機械加工領(lǐng)域的冷作硬化工藝。金屬零件出現(xiàn)表面的冷作硬化，就會導(dǎo)致金屬變形的阻力提高，其結(jié)果是降低了金屬的塑性，從而使得一些金屬部件的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)受到一定程度的影響。
3、表面層材料金相組織變化
金屬機械零部件受到切削摩擦?xí)r，其自身溫度會升高，如果金屬部件表面溫度過高，超過了金屬的相變溫，這種情況下表層金屬就會產(chǎn)生金相組織的變化，其結(jié)果就會改變表層金屬的一些物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，具體說來，金屬零部件的強度和硬度就會出現(xiàn)不同程度的減弱，與此同時還會產(chǎn)生一定程度的殘余應(yīng)力，有時還會給金屬零件造成比較小的表層裂紋，從金屬加工工藝上來看，其實這就屬于金屬部件的磨削燒傷。
4、表面層殘余應(yīng)力
在交變載荷作用下，機器零件表面上的局部微觀裂紋，會因拉應(yīng)力的作用使原生裂紋擴大，最后導(dǎo)致零件斷裂。從提高零件抵抗疲勞破壞的角度考慮，該表面最終工序應(yīng)選擇能在該表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力的加工方法。
三、機械零件外表處理強化處理技術(shù)分類及特點
選擇適宜的外表強化處理能夠構(gòu)成機械零件外表的耐磨層和強化層, 增強抗磨能力, 最為常用的外表強化處理的辦法如下。
1、外表上增加某種材料
歸于這類辦法的處理技能有:1)熱噴涂技能, 2)涂鍍技能,3)氣相堆積技能。
熱噴涂技術(shù)是使用專門設(shè)備將金屬或非金屬資料加熱到熔化或半熔化狀況, 用高速氣流將其吹成細小顆粒并噴射到零件外表, 構(gòu)成覆蓋層。常用的熱噴涂辦法有火焰粉末噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂。
涂鍍技術(shù)是使用電化學(xué)辦法或化學(xué)辦法將單一或多種金屬或非金屬資料堆積在零件外表, 構(gòu)成鍍覆層。其間電化學(xué)辦法使用電極反響, 而化學(xué)辦法使用化學(xué)反響將資料堆積在零件外表。常用的涂鍍辦法有電鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍及熱浸鍍。氣相堆積技術(shù)是使用資料在高真空下氣化或受激離子化而在機械零件外表形涂覆層。氣相堆積辦法有物理氣相堆積(PVD)、化學(xué)氣相堆積(CVD)及等離子化學(xué)氣相堆積(PCVD)。其間物理氣相堆積包含真空蒸鍍、真空濺射和離子鍍3種。
2、外表發(fā)作化學(xué)變化
這種辦法即外表化學(xué)熱處理, 它是將金屬或合金工件置于必定溫度的活性介質(zhì)中保溫, 使一種或幾種元素進入工件外表?；瘜W(xué)熱處理辦法有:滲碳、滲氮、滲硼、碳氮共滲等, 其意圖是進步金屬外表的強度、硬度及耐磨性。
3、使外表微觀構(gòu)造發(fā)作變化
歸于這類辦法的處理技術(shù)有:外表形變強化(如噴丸、滾壓)、外表熱處理、激光外表熱處理。
噴丸處理是在受噴資料的再結(jié)晶溫度下進行的一種冷加工辦法, 加工進程由彈丸流在很高的速度下撞擊受噴工件外表而完結(jié), 其形變硬化層深度為0. 5 ～ 1. 5mm。噴丸處理的作用是進步零件外表的疲勞強度, 如20C rM nTi圓鋼, 在滲碳淬火后進行噴丸處理, 外表硬度為HRC 60 ～ 61, 壽數(shù)從55 萬次上升到150 ～ 180萬次。
外表熱處理是對零件的外表進行加熱、冷卻, 然后改動表層安排和性能而不改動成分的一種技能, 其作用是進步零件的外表硬度。外表熱處理技能包含:感應(yīng)加熱外表淬火、火焰加熱外表淬火等。
激光外表熱處理是使用激光的高能量進行外表處理的一種手法, 它包含:激光相變硬化、激光熔覆、激光合金化、激光沖擊硬化等, 其作用是進步零件的外表硬度。如CO2激光淬火, 對20鋼進行CO2 激光淬火, 處理深度0. 25mm, 外表硬度HV500～600;對T10鋼, 處理深度0. 65mm, 外表硬度HV841。
四、使用實例
一臺CA6140一般車床在軌跡中心50 mm ×450mm 的面積規(guī)模內(nèi), 因為遭到外界的磕碰, 拉出很多溝槽和凹坑, 且形狀、深淺均不一樣, 嚴重影響車床的加工精度。經(jīng)研討, 決定選用熱噴涂外表強化技能進行修正, 處理技能為:
1、外表整理
用專用金屬清潔劑除掉軌跡的油垢, 然后再用氧乙炔火焰加熱烘烤, 溫度控制在150℃左右。
2、打磨
用角向砂輪整體打磨一切缺點規(guī)模, 將一切規(guī)模缺點打磨潔凈, 最后用丙酮將修正面清潔潔凈。
3、熱噴涂技能參數(shù)
所用氧氣壓力為0. 55MPa、乙炔壓力為0. 075MPa, 噴涂距離180mm 擺布, 噴槍類型QT-7 /h, 噴涂層厚1. 25mm, 噴涂資料N i60。噴涂完結(jié)后, 再進行打磨, 到達規(guī)則需求。
修正后的軌跡尺度精度和機械性能滿足需求, 投入使用后工作狀況杰出。
總之，機械零件經(jīng)外表強化處理技能修正后, 運轉(zhuǎn)作用良好, 修正部位結(jié)合強度高, 耐磨性能好, 并為企業(yè)節(jié)約很多費用。很多實踐證明, 外表強化處理技術(shù)在技術(shù)上是領(lǐng)先的, 在生產(chǎn)實踐中是有用的, 經(jīng)濟效益非常顯著, 在機械修補中值得大力推廣使用。
參考文獻：
[作者簡介]孫芹（1979- ），女，山東威海人，山東英才學(xué)院機械學(xué)院，講師，碩士，研究方向為機械制造、數(shù)控加工。（山東 濟南 250104）
[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2013）29
當今社會機械制造業(yè)的發(fā)展壯大，得益于日趨激烈的市場競爭。面對機遇與挑戰(zhàn)，制造業(yè)只有不斷吸收機械、電子、信息及現(xiàn)代企業(yè)管理等多方面的成果，并應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期的全過程，才能不斷推出新品，富有競爭力。集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、虛擬化以及智能化是使傳統(tǒng)制造系統(tǒng)成為信息時代、知識經(jīng)濟時代的先進制造系統(tǒng)的最主要內(nèi)容。目前，在眾多企業(yè)中廣泛應(yīng)用的CAD/CAM技術(shù)是現(xiàn)代先進的計算機技術(shù)成功滲入傳統(tǒng)制造業(yè)的結(jié)果。
為使學(xué)生進入企業(yè)后，能夠熟練掌握一門CAD/CAM軟件，盡快適應(yīng)自己的工作崗位，山東英才學(xué)院結(jié)合機制專業(yè)的自身特點，選擇NX（UG）作為CAD/CAM教學(xué)軟件。通過到兄弟院校走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過程中，CAD/CAM單獨作為一門課程一般開設(shè)在第六學(xué)期或第七學(xué)期，雖然該課程設(shè)置的目的是為了起到連接作用，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計和學(xué)生就業(yè)提供好的繪圖工具。但作為一門課程，學(xué)生學(xué)完后，很難做到融會貫通，沒有達到預(yù)期的教學(xué)效果。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，讓枯燥的機械課程變得簡單易懂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增強各門課程之間的聯(lián)系。在機制本科的教學(xué)過程中，嘗試運用NX的CAD/CAM一體化功能來輔助教學(xué)，實踐表明，這對學(xué)生理解和掌握專業(yè)課程有很大的幫助。
一、NX軟件在“機械制圖”課程中的應(yīng)用——NX 三維造型模塊
“機械制圖”是工科重要的主干專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，在機械工程科學(xué)人才培養(yǎng)體系中占有重要地位。該課程以形體構(gòu)造和圖形表達為核心，以形象思維為主線，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力、形象思維能力、圖形表達能力和創(chuàng)新構(gòu)形能力等工程科學(xué)的基本素質(zhì)，并為進一步學(xué)習(xí)機械設(shè)計類、機械制造類和工程實踐類后續(xù)課程提供必備的制圖基礎(chǔ)知識與基本技能。
在制圖的教學(xué)過程中，仍以講授為主，部分教學(xué)環(huán)節(jié)借助模型和掛圖等輔助工具，學(xué)生往往是被動學(xué)習(xí)，建立空間思維相對困難，學(xué)生普遍反映課程太難學(xué)，從而對課程產(chǎn)生了厭倦，降低了學(xué)習(xí)積極性。到了高年級，進入專業(yè)課程學(xué)習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計階段，學(xué)生反而不會畫圖了。畢業(yè)后，進入社會，就業(yè)將更加困難。因此，嘗試將NX軟件引入“機械制圖”課程教學(xué)環(huán)節(jié)。建立機械制圖虛擬模型庫，讓學(xué)生有整體的概念，通過旋轉(zhuǎn)、剖切三維圖形，可以對三維模型進行動態(tài)仿真，讓學(xué)生理解模型各個方向的形狀，增加圖形的直觀性，搭建投影和三維實體之間的橋梁，這樣再來學(xué)習(xí)制圖的投影原理及其他表達方式，將變得非常輕松。同時，NX為參數(shù)化建模，方便對模型進行修改，可以根據(jù)教學(xué)大綱的變化，及時修改模型?？蓪⒛Ｐ蛶焐蟼鞯骄W(wǎng)絡(luò)課程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
二、在“數(shù)控機床編程”課程中的應(yīng)用——NX加工模塊
“數(shù)控機床編程”課程是機械制造本科專業(yè)重要的專業(yè)課程。大部分院校數(shù)控機床編程主要以手工編程為主，講授數(shù)控車床編程和數(shù)控銑床（加工中心）編程。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，手工編程的內(nèi)容也會借助NX軟件，講授自動編程應(yīng)如何實現(xiàn)。如在車削的教學(xué)過程中，相應(yīng)會講解軸類零件、螺紋類零件、綜合實例等自動編程過程，通過手工程序和自動生成程序的對比，學(xué)生對編程有更深刻的理解，更喜歡數(shù)控編程課程，為機床實訓(xùn)打下基礎(chǔ)。
手工編程雖然有不少優(yōu)點，如方便快捷，可以省略很多走空刀的地方，能最大地優(yōu)化加工路徑等。但手工編程無法編制復(fù)雜工件，如非常規(guī)曲面的程序編制，同時手工編程對編程人員有較高的要求，一個點計算錯誤，將會造成嚴重的后果。當手工編程無法完成或是編程比較困難的零件，可以通過自動編程完成，NX軟件有強大的數(shù)控加工CAM模塊，包括平面銑削、型腔銑削和深度銑削、固定軸曲面輪廓銑削、多軸銑削和孔加工等，基本可以加工任意復(fù)雜的曲面。NX數(shù)控加工的一般流程為零件3D建?！付üに嚪桨浮M入CAM環(huán)境—創(chuàng)建程序節(jié)點、創(chuàng)建刀具節(jié)點、創(chuàng)建幾何節(jié)點、創(chuàng)建加工方法節(jié)點—設(shè)定參數(shù)—生成刀軌并驗證—機床后置處理—數(shù)控程序（NC代碼）。
三、在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中的應(yīng)用——NX仿真、裝配和工程圖模塊
“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程主要包括機械原理和機械零件設(shè)計兩部分，以機械原理部分學(xué)習(xí)過程中的四連桿機構(gòu)為例，在學(xué)習(xí)四連桿機構(gòu)時，如果僅僅通過理論講解，學(xué)生對四連桿的運動特性理解的不夠充分，可以利用NX運動仿真模塊，首先通過三維建模，虛擬裝配，設(shè)定連桿，設(shè)定驅(qū)動，完成平面四連桿機構(gòu)的三維動畫運動仿模擬。
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程學(xué)完后，要進行課程設(shè)計。以減速器課程設(shè)計為例，學(xué)生要完成減速器裝配圖及零件圖的繪制。給定參數(shù)后，如果學(xué)生憑空想象，采用二維軟件即使完成了減速器的裝配圖，并拆畫零件圖，也不知道所繪制的減速器各零件間是否會產(chǎn)生干涉，能否保證加工后的零件能夠安裝。因此，可以利用NX的裝配模塊，將所設(shè)計的減速器零部件進行裝配，通過仿真建模，查看各個零部件之間是否存在干涉，為后續(xù)加工的零件的順利裝配打下基礎(chǔ)。并且，NX軟件可以將三維模型轉(zhuǎn)換為二維工程圖形。如果零部件模型尺寸進行了修改，裝配圖形也會自動做相應(yīng)的修改。
四、在本科畢業(yè)（論文）設(shè)計中的應(yīng)用——NX 綜合運用
畢業(yè)（論文）設(shè)計是每個本科生畢業(yè)前要完成的最重要的一項任務(wù)。機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的本科畢業(yè)生主要從事的工作崗位為：數(shù)控機床操作崗位（數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機床的機床操作工），數(shù)控工藝技術(shù)崗位（數(shù)控加工工藝設(shè)計師、數(shù)控工藝文件管理員、數(shù)控程序編寫技術(shù)員、電腦繪圖員等），普通機電設(shè)備設(shè)計師助理等技術(shù)工作崗位，這些崗位的共同特點是動起手來能干活，拿起電腦可設(shè)計。因此，畢業(yè)設(shè)計對他們來說尤其重要，畢業(yè)論好了，進入企業(yè)后，就能更快適應(yīng)工作崗位。
在教學(xué)過程中，為實現(xiàn)應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標，減少理論型、研究型論文，要求畢業(yè)論文題目需“來自企業(yè)”，即學(xué)生的畢業(yè)論文內(nèi)容既要包含設(shè)計又要包含制造，而且學(xué)生必須在數(shù)控機床上至少加工出畢業(yè)論文中的一個中等復(fù)雜的零件，若能借助NX軟件，自動生成數(shù)控加工程序，并對刀路和程序進行優(yōu)化，會起到事半功倍的效果。通過畢業(yè)設(shè)計，讓學(xué)生掌握機械零件從設(shè)計到制造的全過程，為工作后以最短的時間適應(yīng)企業(yè)要求奠定基礎(chǔ)。
五、在機制專業(yè)各種大賽中的應(yīng)用――NX 提升
雖然將NX軟件融入多門專業(yè)課程的教學(xué)過程，使學(xué)生學(xué)習(xí)積極性大大提高了，教學(xué)效果明顯，但由于課時的限制， NX軟件強大的功能模塊，教學(xué)過程不可能面面俱到，很多模塊不能深入講解，一般是按照一定的講課模式完成教學(xué)任務(wù)。
教學(xué)過程中理論講解的思路和方法肯定與實際工作有一定的差距。針對學(xué)生的不同要求，鼓勵學(xué)生參加競賽來提高自己的能力。主要組織學(xué)生參加山東省數(shù)控大賽、山東省機電產(chǎn)品設(shè)計大賽和全國3D大賽等。在每項技能競賽中，都要求學(xué)生完成真實的產(chǎn)品，大賽的環(huán)境更接近于真實的工作環(huán)境，通過參加不同類型的大賽，學(xué)生會對NX軟件更加的熟悉，對自己感興趣的模塊有更深刻的了解。同時，大賽能拓寬學(xué)生的視野，提高團隊合作精神，提升自身的設(shè)計、制造和創(chuàng)新能力，拓寬將來的就業(yè)范圍，提高了就業(yè)機會。教師通過指導(dǎo)大賽，與學(xué)生進行溝通，更了解學(xué)生的想法。通過參加大賽，與其他院校進行交流，相互借鑒，獲得更多的信息，把握更新的教學(xué)理念，并不斷滲透到自己的教學(xué)過程中，使教學(xué)更貼近實際，使本來枯燥的課堂變得更加生動。技能大賽可以讓學(xué)生認識到學(xué)習(xí)中的不足，明確自己的學(xué)習(xí)方向。
把NX（UG）軟件應(yīng)用于機制本科“機械制圖”“數(shù)控機床編程”“機械設(shè)計基礎(chǔ)”等課程中，使學(xué)生感覺枯燥、難懂專業(yè)課程變得生動、易懂、易學(xué)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到了提升，學(xué)習(xí)積極性得到了提高，同時，在本科畢業(yè)（論文）設(shè)計和各種大賽中，充分合理地選用NX軟件的相應(yīng)模塊，滿足了不同層次、不同要求的學(xué)習(xí)需求，教師更容易了解學(xué)生，可使教學(xué)更能滿足學(xué)生的需求，更能貼近社會實踐的要求。學(xué)生上學(xué)期間打下的堅實基礎(chǔ)，也為今后的就業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
[參考文獻]
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一、背景
近十年來，數(shù)控技術(shù)在我國機械加工行業(yè)飛速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)人才需求急劇膨脹，全國各職業(yè)院校相關(guān)專業(yè)與課程應(yīng)運而生，每年向社會輸送數(shù)十萬計的數(shù)控技術(shù)人員。《數(shù)控加工》是一門應(yīng)用性、實用性非常強的課程，作為數(shù)控技術(shù)人員培訓(xùn)與學(xué)習(xí)的必需課程，其教學(xué)也因此備受矚目。
傳統(tǒng)的數(shù)控加工教學(xué)，一開始，有兩門課程。一門課程為《數(shù)控加工工藝》，另一門為《數(shù)控加工編程》。在教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)了很多不盡人意的地方，在上《數(shù)控加工工藝》課程時，同學(xué)們沒有實際操作的經(jīng)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(xué)習(xí)的積極性。而在《數(shù)控加工編程》這門課程的教學(xué)中，不可能只講編程不講工藝，所以兩門的內(nèi)容有所重復(fù)。并且，這兩門課都是先上理論，再安排兩周實訓(xùn)，這樣的后果是同學(xué)們前面所學(xué)理論知識所記不多，教與學(xué)之間就會出現(xiàn)明顯的脫節(jié)。兩周實訓(xùn)等于從頭學(xué)起，時間倉促，達不到教學(xué)要求。這就需要我們打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，尋找一種更為合理的教學(xué)方法。
二、項目教學(xué)法
數(shù)控加工是目前機械加工企業(yè)廣泛應(yīng)用的一門技術(shù)。根據(jù)高職的總體培養(yǎng)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(shù)控機床。二是能根據(jù)零件圖樣正確選擇數(shù)控機床，能根據(jù)相應(yīng)機床及工藝要求編制合理的數(shù)控加工程序。三是能對機床進行基本的維護與保養(yǎng)。
為滿足以上能力目標的要求，學(xué)生必須達到的知識目標是：①能認識數(shù)控加工設(shè)備及其附件，懂得各設(shè)備的功用。②能正確理解各常用數(shù)控設(shè)備的加工原理、基本構(gòu)造。③能正確識讀零件圖樣，并根據(jù)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(jù)工件測量要求正確選擇并使用量具。
通過多方調(diào)研，明確了這門課程是以“實現(xiàn)職業(yè)能力”為目標，最終將《數(shù)控加工工藝》和《數(shù)控加工編程》兩門課統(tǒng)編為一門課《機械零件數(shù)控加工》。為了彌補《機械零件數(shù)控加工》所涉工藝內(nèi)容不足，增加了一門新的課程《機械加工工藝設(shè)計》，從而很好的解決了這個問題。同時將《機械零件數(shù)控加工》由先上理論，改為“理論實際一體化”教學(xué)，即在四周的時間，120個課時，根據(jù)項目化教學(xué)，將所要求的理論知識，細化在幾個任務(wù)中，每天由老師提出任務(wù)，說明理論知識，再由同學(xué)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(xué)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(xué)生的自信，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過這幾年的教學(xué)實踐，取得了明顯的改革效果。我院學(xué)生參加數(shù)控車工、數(shù)控銑等職業(yè)技能鑒定的質(zhì)量與數(shù)量得到了大幅提升，已進入社會參加工作的學(xué)生也反饋回了學(xué)以致用的信息。
為了達到該目標我們采用了項目教學(xué)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(wù)，每個任務(wù)的完成，都可掌握新的技能和新的理論知識。任務(wù)的設(shè)計都是由淺到深，由易到難，內(nèi)容的多少、難易程度也保持在“適度”的前提下，不會給學(xué)生造成“怎么努力也做不完的”這樣的想法。
每個任務(wù)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(wù)1平面加工中，首先給同學(xué)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(xué)生針對教學(xué)目標，帶著問題學(xué)習(xí)，完成一個任務(wù)，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(xué)法
為了更好的提高上課質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的積極性，我們在教學(xué)中采用了“對抗式教學(xué)法”。帶組對抗式教學(xué)法是指教師在培養(yǎng)若干骨干分子，學(xué)生在骨干分子帶領(lǐng)下分成若干組進行互學(xué)互練的一種方，基層教師們在不同程度上應(yīng)用過此教學(xué)。帶組教學(xué)法既是一種教學(xué)方法，又能體現(xiàn)教學(xué)思想。即能最大限度的發(fā)揮學(xué)生的主體作用；發(fā)展學(xué)生自身與集體智慧；培養(yǎng)學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)、管理能力；同時使學(xué)生在競爭與合作中教育學(xué)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(yīng)采用各種引導(dǎo)手段，創(chuàng)造條件，使學(xué)生積極參與，制造良好的課堂氣氛。
筆者以項目五任務(wù)1平面加工為例，簡要介紹“帶組對抗式教學(xué)法”的實施過程。首先組成三個大組，每個組的學(xué)生已根據(jù)學(xué)生的情況，按照優(yōu)秀、中等、較差三個等級分類，將三類學(xué)生均勻分到各組，確保各組均衡。然后設(shè)計對抗項目。
在任務(wù)1中，可設(shè)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(zhì)量對抗。按這些項目制作表格，記錄各組的成績，選出各組優(yōu)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(nèi)可得出該周總冠軍，及其他名次。最后獎勵項目設(shè)計：要讓學(xué)生們提高對抗積極性獎勵設(shè)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(xué)氣氛可以獎水果，獎糖果等。
數(shù)控加工課程，只有在教學(xué)中注重理論與實踐相結(jié)合，注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，防止一昧關(guān)注理論學(xué)習(xí)，忽略動手實踐。并加以必要的獎勵手段，才可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性， 從而掌握好這門課程。
參考文獻：
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1 機械加工表面質(zhì)量對零件使用性能的影響
機械加工出來的零件表面通常都不是理想表面，而是存在一定程度上的粗糙度、裂紋等缺陷，機械加工零件尤其是精密零件，極細微的差異也會對產(chǎn)品精度、配合精度、耐磨性、抗腐蝕程度以及疲勞強度等造成影響，最終影響到機械的整體使用性能和使用壽命，相關(guān)研究還表明表面質(zhì)量的缺失會造成機械零件的失效，表現(xiàn)在破損性和疲勞強度上的破壞。我國機械加工的表面質(zhì)量控制水平參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量還有待提高，有很大的進步空間。
2 機械加工表面質(zhì)量的影響因素
機械加工表面粗糙度的影響因素有：切削殘留面積、切削表面塑性變形、磨削用量、砂輪影響；表面加工硬化是由于所用刀具與工件在被加工零件表面擠壓和摩擦造成，其影響因素有：切削用量或磨削用量、刀具影響、工件材料、砂輪等；表面波度是由工藝系統(tǒng)的低頻振動所引起；殘余應(yīng)力是加工過程中的切削力、切削熱所導(dǎo)致，磨削加工中產(chǎn)生的切削熱也會對表面金相組織造成影響[2]。
3 機械加工表面影響因素的作用規(guī)律
3.1 表面粗糙度對表面質(zhì)量的影響
零件的表面質(zhì)量決定著零件的有效接觸面積以及油的存儲、表面處理效果過滑不利于油的儲存，零件間的分子的親和力會加大，摩擦阻力增大，磨損加??；表面粗糙度過大，有效接觸面積會變小，壓強增加，同樣會降低零件的耐磨性；凹坑處易引起應(yīng)力集中，在交變應(yīng)力作用下，零件易產(chǎn)生疲勞裂紋，破壞零件的疲勞強度。因此，對重要的以及承受交應(yīng)力的零件如連桿、曲桿在表面處理時應(yīng)進行光整加工，降低粗糙度，提高零件的疲勞強度[3]；此外，凹谷處易聚集腐蝕性介質(zhì)，致使化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生，較低的表面粗糙度可以減少腐蝕性介質(zhì)的接觸面積，是提高機械加工零件耐腐蝕性的措施之一。
3.2 加工硬化對表面質(zhì)量的影響
以型號為Q255A的鋼舉例，在經(jīng)過冷拔加工后其硬度會增加15%～45%，而磨損量會降低20%～30%，由此可見，機械加工零件表面處理時，適當?shù)募庸び不瘯欢ǔ潭壬咸岣咂淠湍バ浴Ｆ湮锢沓梢蛉缦拢杭庸び不幚頃瑫r增加零件表面層的強度和硬度，減少接觸區(qū)的塑性及彈性變形，材料分子間的親和力減少，從而減少磨損量；加工硬化過高會使零件內(nèi)部硬度與表面硬度差距過大，易出現(xiàn)表層剝落的現(xiàn)象，最終加劇零件的磨損，從而降低耐磨性；同時會導(dǎo)致零件表面脆性的增加，降低零件塑性，產(chǎn)生裂紋，降低疲勞強度。適當?shù)募庸び不茉黾恿慵钠趶姸?，延緩疲勞裂紋的產(chǎn)生與擴張。
3.3 殘余應(yīng)力對表面質(zhì)量的影響
加工后零件表面的殘余應(yīng)力（拉應(yīng)力或壓應(yīng)力）會對零件表面組織的緊密度產(chǎn)生影響，零件在應(yīng)力狀態(tài)下工作，會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，所以殘余拉應(yīng)力過大，會使零件材質(zhì)的結(jié)構(gòu)變疏松，降低零件的耐磨性，同時加速疲勞裂紋的產(chǎn)生和裂紋的擴大，降低零件的疲勞強度以及耐腐蝕性；殘余壓應(yīng)力會促使零件原材料結(jié)構(gòu)變得更緊密，語文教育教學(xué)論文效果是增加表面質(zhì)量的耐磨性，相對地也會延緩零件疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴張，降低零件的疲勞強度，還能提高零件的耐腐蝕性；殘余應(yīng)力還會引起零件的變形，對配合性質(zhì)產(chǎn)生影響，持續(xù)的零件變形會降低機器的工作精度。
3.4 表面金相組織變化對表面質(zhì)量的影響
零件在進行機械加工時，表面金相組織的變化會改變零件材質(zhì)的原有硬度，降低其耐磨性，產(chǎn)生的殘余拉應(yīng)力，會降低零件的疲勞強度。
4 機械加工表面質(zhì)量管理的優(yōu)化措施
4.1 合理選用刀具及工件材料
工件在加工過程中不可避免地會受到切削力、切削熱影響，導(dǎo)致表面層的物理機械性能的改變，正確合理地選用工件材料和刀具，可以增加刀具性能。刀具材料的選擇應(yīng)充分考慮其硬度、塑性、導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性、摩擦系數(shù)以及刀具及工件材料的親和力。常選擇的刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、金剛石材質(zhì)等；在進行機械加工前，應(yīng)對工件進行調(diào)質(zhì)處理，以提高材料的硬度，降低塑性、細化晶粒；新型的磨料可以有效地改善切削刃的鈍化；增大磨削間距、改善散熱條件或采用高壓大流量法冷卻或內(nèi)冷卻法來提高冷卻效果。此外，選用合理的切削液或使用專用裝置霧化磨削液，可以減少刀具的變形和摩擦，抑制鱗刺的產(chǎn)生，降低切削溫度。工件材料應(yīng)選用合適的砂輪硬度，砂輪的修整質(zhì)量影響到零件磨削表面的粗糙度，軟的砂輪可以提高自礪性、保持切削刃鋒利；粗砂輪或粒度號小的砂輪有孔隙不易被堵塞的優(yōu)點。
4.2 減少振動、強化加工工藝
機械加工過程中的自由振動、強迫振動、自激振動會影響加工表面粗糙度、加速刀具磨損、影響機床、夾具的壽命，從而影響機械加工表面質(zhì)量。減少振動的措施有：消除或減弱產(chǎn)生振動的條件、通過增加主偏角、增大進給量來實現(xiàn)減小切削或磨削時的重疊系數(shù)，減少激振力，提高工藝系統(tǒng)的剛度、調(diào)整振源頻率、采用固體或液體的阻尼來消耗振動能量、實現(xiàn)減振，采用減振裝置與隔振措施：如采用動力減振器或摩擦式、沖擊式減振器等。提高機械加工表面處理工藝的措施有：合理選擇切削用量、磨削用量及刀具參數(shù)、控制磨削參數(shù)等工藝參數(shù)、采用超精磨削、鏡面磨削，研磨、拋光等光整加工方法、采用合理的熱處理工藝等。
5 結(jié)語
零件加工的加工精度以及加工表面質(zhì)量是評價零件是否合格的質(zhì)量指標，研究機械綠卡表面質(zhì)量的影響因素，運用規(guī)律來對加工過程加以控制對改善零件表面質(zhì)量管理水平，提高產(chǎn)品使用性能具有非常重要的意義。
參考文獻
[1] 周民輝.機械加工表面質(zhì)量管理中的不足及其優(yōu)化措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（20）：132.
1 前言
我們知道，機械零件具有各種不同的功能要求，公差原則就是基于零件功能要求來確定的，要根據(jù)不同的功能要求來采取不同的公差原則，以保證機械產(chǎn)品質(zhì)量，這對于生產(chǎn)正常運行、提高勞動效率、提高經(jīng)濟效益都具有舉足輕重的現(xiàn)實意義。。下面，本文就對《公差原則》的應(yīng)用進行相關(guān)分析。
2 獨立原則
獨立原則是指圖樣上給定的各個尺寸、形狀和位置要求都是各自獨立、彼此無關(guān)的，分別滿足各自的要求。獨立原則是尺寸公差和形位公差互相關(guān)系遵循的基本原則，采用獨立原則時，無需標注任何符號。
圖1為獨立原則的應(yīng)用示例，圖示光軸的軸徑實際尺寸應(yīng)該在15~14.973mm之間，其間的任何尺寸均為合格，而軸線的直線度誤差均不允許大于0.015mm。
在圖2中，套筒孔徑的實際尺寸受所控制，軸線與端面A的垂直度誤差受0.04mm控制?？梢?，在圖1和圖2中，形位公差和尺寸公差彼此無關(guān)，各自獨立。
3 相關(guān)要求
相關(guān)要求是指圖樣上給定的尺寸公差與形位公差相互有關(guān)的設(shè)計要求，相關(guān)要求主要有包容要求、最大實體要求以及最小實體要求。有配合或裝配性質(zhì)要求時，需要尺寸公差補償給形位公差，但有時后者反過來補償給尺寸公差（可逆要求）。
3.1 包容要求(ER)
包容要求表示在給定的長度上被測實際要素處處不得超越最大實體邊界的一種要求。包容要求只適用于單一尺寸要素的尺寸公差與形位公差之間的關(guān)系。采用包容要求的尺寸要素，在其尺寸極限偏差或公差代號后要加注符號E，其體外作用尺寸不得超出最大實體尺寸，且其局部實際尺寸不得超出最小實體尺寸（此即泰勒原則）。
圖3(a)中，軸后加注符號E表示遵守包容要求；在圖3(b)中，當軸局部實際尺寸處處均為最大實體尺寸時，不允許圓柱的軸線有形狀誤差，而應(yīng)該具有理想形狀；在圖3(c)中，被測要素偏離最大實體尺寸，其直徑等于，則允許軸線有形狀誤差；在圖3(d)中，當軸尺寸處于最小實體尺寸14.982mm時，允許軸線的直線度誤差值為0.018mm。
3.2 最大實體要求(MMR)
最大實體要求是被測要素的輪廓處處不超越最大實體實效邊界的一種要求。當實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其中心要素的形位誤差值超出其給出的公差值，此時應(yīng)在圖樣上標注符號M；當其中心要素的形位誤差小于給出的形位公差，又允許其實際尺寸超出最大實體尺寸時，可將可逆要求應(yīng)用于最大實體要求。此時應(yīng)在其形位公差框格中最大實體要求的符號M后面標注符號R。采用最大實體要求時，形位公差的補償值取決于實際尺寸對其最大實體尺寸的偏離程度。因此，即便是規(guī)格相同的一批零件，各個零件上相對應(yīng)的要素所能得到的形位公差補償值也可能是各不相同的。
圖4中，軸線直線度公差0.1mm是在軸的尺寸為最大實體尺寸20mm時給定的。當軸的實際尺寸等于最大實體尺寸20mm時，其軸線直線度誤差不能超過0.1mm，如圖4(b)所示。當軸的實際尺寸偏離最大實體尺寸20mm時，允許其軸線的直線度誤差增大，軸的實際尺寸偏離其最大實體尺寸多少就允許其軸線的直線度誤差增大多少。。例如，當軸的實際尺寸為da=19.985時，則允許其軸線的直線度誤差增大到0.1+(20-19.97)，即0.13mm；軸的實際尺寸等于最小實體尺寸時，其軸線的直線度誤差的增大值達到最大，0.1+(20-19.7)，即0.4mm。
3.3 最小實體要求(LMR）
最小實體要求是指被測要素的實際輪廓應(yīng)該遵守其最小實體實效邊界，當其實際尺寸偏離最小實體尺寸時，允許其形位誤差值超出最小實體狀態(tài)下給出的公差值的一種要求。此時應(yīng)用符號L在圖樣上形位公差值之后注出，最小實體要求適用于中心要素，主要用于需保證零件的強度和壁厚的場合。當其中心要素的形位誤差小于給出的形位公差，又允許其實際尺寸超出最小實體尺寸時，可將可逆要求應(yīng)用于最小實體要求。此時應(yīng)同時在其形位公差框格中最小實體要求的符號L后標注符號R。
在圖5(a)中，孔的中心線對基準的位置度公差采用最小實體要求。圖5(b)所示中孔處于最小實體狀態(tài)時，其中心線對基準A的位置度公差為0.4mm。當孔的實際尺寸為時，允許其中心線的位置度誤差增大到0.4+（8.25-8.15），即0.5mm。被測要素處于最大實體尺寸時，其中心線的位置度誤差的增大值達到最大0.4+（8.25-8.0），即0.65mm。。
4 結(jié)語
不同的公差原則滿足不同的功能要求，在具體的設(shè)計應(yīng)用中，選取哪一種公差原則要視具體情況來定，正確的選用相應(yīng)的公差原則對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，意義重大。因此，作為設(shè)計者必須要深刻理解不同公差原則的含義并能夠運用靈活，以取得最佳工藝性及經(jīng)濟效益。
參考文獻：
[1] 余甦.幾種公差原則的特點和應(yīng)用[J] 機械工業(yè)標準化與質(zhì)量,2009(09)
[2] 趙耐麗.淺析公差原則的應(yīng)用[J].科教文匯(中旬刊),2008(09)
1.引言
地方工科院校立足地方、服務(wù)地方，以培養(yǎng)服務(wù)地方經(jīng)濟和社會發(fā)展的高級應(yīng)用型人才為辦學(xué)宗旨。“面向工程、強化實踐、貼近需求”，地方工科高校能更好地實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。據(jù)統(tǒng)計，近幾年來，我校會計、工商管理專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)于制造類企業(yè)的占就業(yè)學(xué)生數(shù)的比例均在70%左右。為適應(yīng)這一新形勢，我校對一些非機類專業(yè)例如工商管理、會計、工業(yè)設(shè)計等專業(yè)開設(shè)了《機械制造基礎(chǔ)》課程。該課程的教學(xué)目的是使學(xué)生熟悉機械產(chǎn)品生產(chǎn)的一般過程，掌握一定的工程基礎(chǔ)技能和實踐知識，在處理專業(yè)問題時具有良好的機械制造知識背景。這樣，本課程和先修課程《機械制圖》，以及金工實習(xí)，便形成了較為系統(tǒng)的工程素質(zhì)培養(yǎng)體系，為學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)和今后從事制造業(yè)相關(guān)工作奠定了必要的基礎(chǔ)。然而，在教學(xué)過程中，很多教師普遍感到非機類專業(yè)學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)興趣不強，空間想象能力、理解能力較差，存在教學(xué)吃力、教學(xué)效果不佳等狀況。我在從事非機類專業(yè)《機械制造基礎(chǔ)》教學(xué)實踐中探索和總結(jié)經(jīng)驗，供大家參考。
2.以專業(yè)培養(yǎng)目標為導(dǎo)向，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
非機類《機械制造基礎(chǔ)》課程所包含的內(nèi)容多，覆蓋面廣，包含機械工程材料、機械零件、金屬切削原理、機械加工工藝、先進制造等方面內(nèi)容。在有限的學(xué)時內(nèi)把這些內(nèi)容講深、講透是不可能的。課程內(nèi)容的構(gòu)建應(yīng)該以專業(yè)培養(yǎng)目標為導(dǎo)向，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，重在基本知識、基本理論和基本技能的傳授。在本課程內(nèi)容構(gòu)建中，我們緊緊把握“基本工程素質(zhì)教育”為目的，確立了以“機械工程材料選用、機械零件基本概念、零件加工方法、機械加工工藝”為課程教學(xué)主線，建立了符合事物認知規(guī)律的教學(xué)體系。在具體教學(xué)內(nèi)容上，根據(jù)各專業(yè)的特點，特別是應(yīng)按學(xué)生實際工作需要，對課程內(nèi)容有所取舍，做到“有所為有所不為”。例如：對于經(jīng)濟管理類學(xué)生，畢業(yè)之后工作崗位不可能是一線的機械類技術(shù)工作。因此，在保證基本理論知識夠用的前提下，從管理而非設(shè)計專業(yè)培養(yǎng)的角度，在課程內(nèi)容進行了調(diào)整。機械加工工藝、先進制造技術(shù)等方面內(nèi)容予以增加，降低了機械零件、刀具角度和夾具等方面的難度和深度，這與培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型管理人才的培養(yǎng)目標是相適應(yīng)的。
3.以增強教學(xué)效果為目標，改進教學(xué)方法
對于非機類專業(yè)學(xué)生來說，主觀上由于專業(yè)的原因?qū)W生對這門課興趣不是太濃，客觀上非機類專業(yè)特別是文科類學(xué)生空間想象能力、邏輯思維能力稍差。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時感到抽象、難學(xué)，教學(xué)效果不理想。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，采用什么樣的教學(xué)方法，才能夠增強教學(xué)效果，是教學(xué)中必須重視的問題。
3.1重視緒論的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程動力。
對于一門課程來說，緒論是學(xué)好這門課程的“觸發(fā)器”，緒論的教學(xué)應(yīng)該引起足夠的重視。內(nèi)容豐富、教學(xué)方法合理的緒論教學(xué)，能夠讓學(xué)生充分了解本課程的內(nèi)容和學(xué)習(xí)好本課程的重要性。在本課程緒論教學(xué)中，我們采用多媒體課件讓學(xué)生觀看我國機械制造業(yè)的過去、現(xiàn)狀和發(fā)展方向，并對比國外的先進制造業(yè)，學(xué)生會被屏幕上豐富多彩的畫面和生動的內(nèi)容所吸引，再加上教師的引導(dǎo)和講解，會在很大程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，特別是了解了我國與國外先進制造業(yè)的差距后，學(xué)生會增強使命感和責(zé)任感。在此基礎(chǔ)上，教師順勢深入講解本專業(yè)學(xué)習(xí)本課程的重要性和必要性。例如對于工業(yè)設(shè)計專業(yè)，在講述工業(yè)設(shè)計與制造業(yè)的關(guān)系時，類比了建筑學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)的關(guān)系，深入淺出地闡述了工業(yè)設(shè)計和制造業(yè)的關(guān)系。通過這樣的教學(xué)活動，學(xué)生的學(xué)習(xí)本課程的動力被調(diào)動起來，為整個課程的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。
3.2采用互動式教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)的原動力。托爾斯泰說：“成功的教學(xué)所需要的不是強制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣?！睂τ诜菣C類學(xué)生來講，本課程相對其他課程是抽象而枯燥的，所以應(yīng)該采取更靈活、更活潑的互動式教學(xué)方式。例如根據(jù)管理類、藝術(shù)類學(xué)生的思維特點，可以經(jīng)常采用課堂討論的方式進行教學(xué)活動。教師在課堂上針對教材中的基礎(chǔ)理論或主要疑難問題，提出一步一步的問題，學(xué)生獨立思考之后，共同進行討論。教師在討論中注意引導(dǎo)和辨析，討論結(jié)束后，應(yīng)當歸納與總結(jié)。在實際教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)對于非機類專業(yè)采用互動式教學(xué)方法，能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與意識，能取得較好的教學(xué)效果。
3.3把握認知規(guī)律，采用引導(dǎo)式教學(xué)方法。
引導(dǎo)式教學(xué)方法是指在教師的啟發(fā)之下，讓學(xué)生按照自己的觀察和思考事物的方式去認知事物。引導(dǎo)式教學(xué)更符合學(xué)生對知識的認知規(guī)律，能夠較好地實現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標。例如在講解鐵碳合金材料性能時，首先對優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通碳素鋼、低碳鋼、球墨鑄鐵等不同材料的軸類零件的強度、剛度、耐磨性，以及性價比進行比較、分析，讓學(xué)生有了直觀的感受，再講解各種材料的功能和應(yīng)用范圍。通過這樣的教學(xué)方法，學(xué)生易于接受，對所授知識有了更深刻的印象。
3.4多采用實例教學(xué)方法，提高教學(xué)效率。
本課程與實際工程密切相關(guān)，可以較多地采用實例教學(xué)方法，達到事半功倍的效果。例如講解機床的結(jié)構(gòu)時，可以采用實例教學(xué)法，帶學(xué)生到實驗室，針對具體的機床進行講解，效果更理想。
4.以學(xué)生為主體，不斷優(yōu)化現(xiàn)代化教學(xué)手段
現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段，集聲音、圖像、視頻和文字等媒體為一體，具有形象性、多樣性、新穎性等特點，能夠優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)效率，在教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，在教學(xué)活動中如果由于過分依賴多媒體課件，對所講授內(nèi)容不熟悉、理解不深刻，反而無法取得良好的教學(xué)效果。例如有些青年教師把所有內(nèi)容都放入課件中，講課僅僅是從原來的“背書”改成“念書”，上課時一味播放課件，學(xué)生毫不動腦地看熱鬧，多媒體教學(xué)成了講稿演示。另外，多媒體教學(xué)具有信息量大、進度快的特點，如果不注意教學(xué)策略和方法，非機類學(xué)生可能就會感到無所適從。因此，應(yīng)該以學(xué)生為主體，處理好傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代化教學(xué)的關(guān)系，優(yōu)化現(xiàn)代化教學(xué)手段，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢。
在非機類《機械制造基礎(chǔ)》教學(xué)活動中使用現(xiàn)代化教學(xué)手段應(yīng)該注意兩個方面：一方面，在制作多媒體課件時應(yīng)該考慮本專業(yè)學(xué)生的心理特征和認知結(jié)構(gòu)。在突出教學(xué)重點、難點的情況下，可以適當增加圖片、視頻等媒體，增加課堂的趣味性和活潑性。例如在講授鑄造工藝時，我播放了多種鑄造工藝的教學(xué)視頻，在每種視頻后對每種鑄造方法的特點和使用場合進行了歸納與總結(jié)。采用這種方法不僅完成了教學(xué)目標，而且使教與學(xué)更加輕松，提高了課堂教學(xué)的實效。另一方面，在使用多媒體課件教學(xué)中，教師應(yīng)該時刻注意與學(xué)生的互動，防止出現(xiàn)“學(xué)生盯著多媒體看，教師圍著電腦轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象。教師要經(jīng)常走下講臺，走到學(xué)生中講解，用眼光與學(xué)生交流，感受學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，根據(jù)學(xué)生的反映和表現(xiàn)隨時調(diào)整教學(xué)進度和教學(xué)方法，用積極的雙向交流來促進學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)。
在利用現(xiàn)代化教學(xué)手段教學(xué)中強調(diào)充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，這并不等于老師的主導(dǎo)作用就消失了。目前高校教學(xué)改革的主要目標之一，就是要改變傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)結(jié)構(gòu)，建立一種既能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又能充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用的新型教學(xué)結(jié)構(gòu)。非機類《機械制造基礎(chǔ)》教學(xué)中，一方面由于專業(yè)背景的限制，另一方面本課程內(nèi)容繁雜，學(xué)生不容易建立系統(tǒng)性的知識結(jié)構(gòu)。教師應(yīng)當充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，時刻把握教學(xué)目標，在教與學(xué)過程中的起到“領(lǐng)航員”的作用。
5.科學(xué)制定考核評價體系
建立科學(xué)的考核評價體系必須結(jié)合本專業(yè)、本課程的教學(xué)特點，能夠充分反映學(xué)生的綜合素質(zhì)。我們對于非機類《機械制造基礎(chǔ)》考核中，除了傳統(tǒng)的考核方式外，設(shè)置了小論文形式的考核方法。這是考慮到《機械制造基礎(chǔ)》是一門實踐性很強的課程，而對于非機類專業(yè)，沒有相應(yīng)的實驗課和課程設(shè)計，利用小論文能夠考查學(xué)生綜合利用知識解決實際問題的能力。在典型零件的加工方法考核小論文中，安排每組3-4人，對一零件加工工藝進行設(shè)計和編寫，對于非機類學(xué)生來說，難度不小。但是學(xué)生經(jīng)過查閱資料、小組討論，甚至有的學(xué)生到機械學(xué)院找同學(xué)請教，基本完成任務(wù)。從考核結(jié)果來看，學(xué)生完成情況良好。通過這樣的考核方式，不僅考查了學(xué)生的綜合素質(zhì)，而且提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，收到了較好的效果。
6.結(jié)語
作為工科院校非機類專業(yè)進行工程素質(zhì)培養(yǎng)的重要課程《機械制造基礎(chǔ)》，教師在教學(xué)實踐中，應(yīng)針對非機類專業(yè)學(xué)生特點、本專業(yè)課程體系特點和課程本身的特點，采用靈活多樣、富有實效的教學(xué)方式和手段，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生良好的工程素養(yǎng)，為他們以后從事本專業(yè)工作打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻：
