序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇機(jī)械零件論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

1）要滿足該機(jī)械零件所應(yīng)有的使用要求：首先，其設(shè)計(jì)的結(jié)果應(yīng)能使該機(jī)械零件達(dá)到預(yù)期的使用目的；其次，被設(shè)計(jì)出的機(jī)械零件能夠長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行。綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所制作的機(jī)械零件應(yīng)該滿足基本的功能、壽命、精確度、穩(wěn)定性等要求。

2）要考慮最大經(jīng)濟(jì)性的原則：經(jīng)濟(jì)性原則是人類(lèi)生產(chǎn)生活中一成不變的原則，其涉及到產(chǎn)品的諸多細(xì)節(jié)方面，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用的整個(gè)過(guò)程中才能綜合體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)。即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果應(yīng)能使產(chǎn)品滿足制造成本較低、使用高效率、維護(hù)費(fèi)用較低等特性。

3）要考慮到機(jī)械零件的使用者的勞動(dòng)需求：機(jī)械零件的安全性能必須要嚴(yán)格把握，以保證勞動(dòng)者及周邊人員的人身安全；另外，還應(yīng)該盡可能地改善勞動(dòng)者的勞動(dòng)條件，為勞動(dòng)者創(chuàng)造安全輕松、省時(shí)省力的勞動(dòng)環(huán)境；最后，對(duì)于機(jī)械零件的外觀設(shè)計(jì)上也應(yīng)最求一定的美觀要求。

4）要滿足機(jī)械零件其他的環(huán)境、功能等上的特殊要求：如大型的機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)設(shè)計(jì)上便于運(yùn)輸?shù)囊螅瑱C(jī)械機(jī)床精度長(zhǎng)期保證和保持的要求等。

2機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

設(shè)計(jì)是在正確的基本原理和已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上來(lái)創(chuàng)造和發(fā)展新事物或者改造舊事物。對(duì)于機(jī)械零件的設(shè)計(jì)，也應(yīng)與該概念相合，從知識(shí)上的理論原理到實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)都應(yīng)該體現(xiàn)出來(lái)，因此，從理論到實(shí)踐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有以下的幾種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法：

2.1理論設(shè)計(jì)

理論設(shè)計(jì)是日常生活中已掌握的合乎客觀實(shí)際規(guī)律的理論和實(shí)踐知識(shí)的基礎(chǔ)上，與現(xiàn)代的各種物理力學(xué)理論、機(jī)械與金屬的知識(shí)原理和規(guī)律相結(jié)合，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械零件的最理論的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)零件的整體載荷情況、材料性能、零件工作情況和應(yīng)力分布規(guī)律等方面的條件，運(yùn)用理論知識(shí)下的簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算公式來(lái)確定該機(jī)械零件的幾何尺寸、設(shè)計(jì)要求等。運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)算公式初步建立機(jī)械零件的形狀尺寸后，下一步則是進(jìn)行校核計(jì)算。校核計(jì)算是指運(yùn)用理論的校核計(jì)算方法對(duì)計(jì)算出的機(jī)械零件的危險(xiǎn)剖面的安全系數(shù)數(shù)值進(jìn)行比對(duì)校核。該設(shè)計(jì)步驟多應(yīng)用于機(jī)械內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律比較復(fù)雜，但該規(guī)律又能通過(guò)材料力學(xué)公式表達(dá)出來(lái)的機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，它也適用于在已知零件尺寸的基礎(chǔ)上而又應(yīng)力分布規(guī)律相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，如軸和彈簧的設(shè)計(jì)。一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)工作者為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，常在進(jìn)行機(jī)械零件制造的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在相關(guān)資料數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上先進(jìn)行粗略估算，直接實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行校核計(jì)算。理論設(shè)計(jì)是一種比較科學(xué)和現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法，隨著科技的發(fā)展，該方法正在不斷進(jìn)步和改善，它闡明了機(jī)械零件的材料性能及應(yīng)力分布規(guī)律，是在大量的感性知識(shí)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的一種設(shè)計(jì)規(guī)律，可廣泛適用于絕大部分的機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.2經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指根據(jù)設(shè)計(jì)者本人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合零件已有的設(shè)計(jì)使用經(jīng)驗(yàn)，采用類(lèi)比的方法來(lái)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就叫做經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在理論設(shè)計(jì)非常困難或者理論欠缺等不適用的情況下，可考慮使用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的的方法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與理論設(shè)計(jì)相比，雖然沒(méi)有足夠多的理論科學(xué)分析作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，但是根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)本身形成的公式與理論就已具備有一定的科學(xué)參考價(jià)值和理論統(tǒng)計(jì)性，所以經(jīng)得起實(shí)踐過(guò)程中的考驗(yàn)，具有很大的實(shí)用性的價(jià)值。并且一般來(lái)說(shuō)，理論設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)在某種意義上是相輔相成的，可以相互應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)適合應(yīng)用于載荷情況不明、無(wú)法用理論分析且外形復(fù)雜的機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，多在機(jī)架、變速箱體的設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用，也多應(yīng)用在一些價(jià)值不高的機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。2.3模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指在對(duì)機(jī)械零件作出已有的初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，再做整體和局部的非特殊處理，形成一體上的模型，并對(duì)提出的模型進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)加以修正完善。該設(shè)計(jì)方法要能制定出復(fù)雜機(jī)械零件的工作應(yīng)力分布和極限承受能力，相對(duì)于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加合理，更加完善。這也是一種使經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)順利轉(zhuǎn)化為理論設(shè)計(jì)的重要途徑。模型實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，能改善理論設(shè)計(jì)指導(dǎo)上的不足，同時(shí)也彌補(bǔ)了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)中不夠科學(xué)的地方。對(duì)于一些理論知識(shí)不夠完備的大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)不錯(cuò)的選擇。

3機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要有創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)新精神是一個(gè)國(guó)家和民族進(jìn)步的前提和不斷源泉，同時(shí)，為了與國(guó)際現(xiàn)代化科技的創(chuàng)新發(fā)展理念相接軌，每一個(gè)機(jī)械零件制造的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者都應(yīng)當(dāng)盡力附上自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并能提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。以上的設(shè)計(jì)方法和原有的理論設(shè)計(jì)步驟上設(shè)計(jì)者都可以做出自我的創(chuàng)新改變。如在進(jìn)行機(jī)械零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類(lèi)時(shí)除了按各部分的功能進(jìn)行分類(lèi)外，還可以根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的不同價(jià)值，進(jìn)行成本優(yōu)化，做出結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)再分類(lèi)。

4結(jié)語(yǔ)

篇(2)

前言

眾所周知，軸類(lèi)零件是機(jī)械加工中普遍的機(jī)械零件之一。研究發(fā)現(xiàn)，軸類(lèi)零件一般在機(jī)械器械中主要用于支承齒輪、帶輪、凸輪等，同時(shí)帶動(dòng)連桿等傳動(dòng)件以傳遞扭矩。軸類(lèi)零件按結(jié)構(gòu)形式的不同，有錐度心軸、階梯軸、空心軸、凸輪軸、光軸、曲軸、偏心軸、各種絲杠幾種軸類(lèi)零件等。在各類(lèi)軸類(lèi)零件中應(yīng)用比較廣泛的是階梯傳動(dòng)軸，并且其加工工藝能較全面地反映軸類(lèi)零件的加工規(guī)律和共性。

軸類(lèi)零件的毛坯和材料

1 軸類(lèi)零件的毛坯

根據(jù)軸類(lèi)零件的生產(chǎn)類(lèi)型、使用要求、生產(chǎn)設(shè)備以及零件的結(jié)構(gòu)形狀的不同，一般在加工零件時(shí)選用鍛件、棒料等原材料。對(duì)于在零件長(zhǎng)度方向上零件的外圓直徑相差不大時(shí)，一般以棒料為主；而對(duì)于沿長(zhǎng)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(jié)約材料又能減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。

2 軸類(lèi)零件的材料

在軸類(lèi)零件的加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的加工生產(chǎn)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(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以保證零件達(dá)到一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。

軸類(lèi)零件加工工藝特點(diǎn)

研究發(fā)現(xiàn)，軸類(lèi)零件常用的加工方法是車(chē)削和磨削等。如果對(duì)某一零件的表面精度要求特別高時(shí)，還應(yīng)增加對(duì)零件的光整加工工序。一般軸類(lèi)零件的加工工藝如下。

1 軸類(lèi)零件的準(zhǔn)備工作

一般軸類(lèi)零件的準(zhǔn)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(shí)應(yīng)注意，應(yīng)保證零件兩端面的中心孔有足夠大的尺寸以及準(zhǔn)確的錐角。因?yàn)槎嗣嫔系闹行目自诹慵恼麄€(gè)加工過(guò)程中，需要承受零件的重量以及切削力。因此，如果在軸類(lèi)零件加工時(shí)，零件尺寸過(guò)小，將會(huì)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(shí)，確保軸類(lèi)零件在加工時(shí)，兩端中心孔應(yīng)在同一軸心線上。

2 軸類(lèi)零部件定位基準(zhǔn)的選擇

一般情況下，在軸類(lèi)零件加工時(shí)，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(shí)，為了定位的準(zhǔn)確無(wú)誤，要先加工軸的兩端面和鉆中心孔。此外，軸類(lèi)零件的各外圓、錐孔、螺紋等表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，一般都是軸的中心線，以中心孔為加工軸類(lèi)零件的基準(zhǔn)，使得軸類(lèi)零件的精度提高，并且使得加工操作簡(jiǎn)便，所以此方法得到了普遍的應(yīng)用。

3 外圓及細(xì)長(zhǎng)軸的車(chē)削加工

在軸類(lèi)零件的加工工藝中，外圓車(chē)削是機(jī)械加工中最廣泛的加工方法。其工藝范圍可以劃分為荒車(chē)、粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)等加工階段。同時(shí)，主要根據(jù)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(lèi)零件加工的定位基準(zhǔn)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(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的垂直度的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸類(lèi)零件兩端面的中心線。若用兩中心孔定位，符合軸類(lèi)零件加工基準(zhǔn)重合的原則。加工經(jīng)驗(yàn)表明，中心孔定位不僅是車(chē)削時(shí)的定為基準(zhǔn)，也是其它加工工序的定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。

2 以外圓和中心孔作為定位基準(zhǔn)

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(shí)零件固定不夠穩(wěn)固，且切削用量也不能太大。因此，在軸類(lèi)零件粗加工時(shí)，為了提高零件的剛度，可采用軸類(lèi)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(shí)能承受較大的切削力矩，是軸類(lèi)零件最常見(jiàn)的一種定位方法。

3 軸類(lèi)零件機(jī)械加工工藝過(guò)程

一般軸類(lèi)零件的加工工藝過(guò)程大致可劃分3個(gè)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(chē)外圓），然后是零件的半精加工（鉆通孔、半精車(chē)外圓、車(chē)錐面、錐孔、鉆大頭端面各孔、精車(chē)外圓），最后是零件的精加工（粗、精磨外圓、錐面、錐孔）。

同時(shí)，在機(jī)械零件加工工序時(shí)，需要在上述三個(gè)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(jìn)行：外圓表面粗加工外圓表面半精加工調(diào)質(zhì)鉆通孔車(chē)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(lèi)零件車(chē)削外圓生產(chǎn)率的措施

1 在軸類(lèi)零件加工時(shí)，盡量選擇新材料刀具，因其具有耐磨性、硬度高和熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

2 為了發(fā)揮硬質(zhì)合金的優(yōu)點(diǎn)，宜選用多角形可轉(zhuǎn)位車(chē)刀，自動(dòng)機(jī)夾式車(chē)刀等，縮短了打磨刀具和更換刀具的額外時(shí)間。

3 采用多刀刃切削，在同一次加工時(shí)同時(shí)車(chē)削幾個(gè)不同的零件外圓表面，這樣縮短機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間，很大程度提高了生產(chǎn)效率。

結(jié)束語(yǔ)

篇(3)

關(guān)鍵詞 虛擬樣機(jī)；技術(shù)；機(jī)械；產(chǎn)品；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）14-0065-01

為了使自身在市場(chǎng)上立于不敗之地，很多企業(yè)都對(duì)產(chǎn)品的模式進(jìn)行了更新，其目的是提高產(chǎn)品的效率及收益。隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的提高，競(jìng)爭(zhēng)也愈發(fā)激烈，除了要減少成本以外，還要提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用價(jià)值。

1 什么是虛擬樣機(jī)

所謂的虛擬樣機(jī)，指的是產(chǎn)品的多領(lǐng)域數(shù)字化模型的集合體，它包含了真實(shí)產(chǎn)品的所有特點(diǎn)。運(yùn)用這種技術(shù)，可以對(duì)機(jī)器的零件進(jìn)行模擬制造，從而在設(shè)計(jì)階段提高產(chǎn)品的使用性能和質(zhì)量。

用這種技術(shù)來(lái)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)零件、結(jié)構(gòu)、裝配等部分進(jìn)行分析，使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加具有直觀性和可視性。

2 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與建模方法

2.1 利用CAD軟件建模仿真

在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要運(yùn)用一系列的軟件來(lái)對(duì)機(jī)械零件的設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行分析，并且對(duì)機(jī)械零件開(kāi)始進(jìn)行一個(gè)一個(gè)的建模。這樣就可以得到一個(gè)三維的圖片，然后再對(duì)零件模型的表面、材質(zhì)、質(zhì)量、性能等進(jìn)行虛擬的設(shè)計(jì)，從而進(jìn)行仿真分析。

建模完成以后，再利用三維軟件，將需要調(diào)入的零件模型進(jìn)行裝配，裝配的時(shí)候要充分的利用平衡、垂直、重合等。裝配還必須按照順序來(lái)進(jìn)行，比如先裝配部件，然后再將部件模擬裝配成樣機(jī)。此外，可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)集成模塊來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這些模塊有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如能夠矯正機(jī)械的運(yùn)行，能夠注意到機(jī)械的位置、運(yùn)行速度、性能是否正常。另外，這些模塊還能夠通過(guò)對(duì)尺寸的計(jì)算，優(yōu)化整個(gè)機(jī)械的性能。

2.2 對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析和仿真

在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，除了必須要考慮設(shè)計(jì)中的運(yùn)動(dòng)以外，還要考慮所設(shè)計(jì)的零件是否有一定的承載能力，或者強(qiáng)度和性能是否符合要求。進(jìn)行了建模以后，因?yàn)檐浖幸粋€(gè)比較好的接口，因此可以采用這種軟件對(duì)機(jī)械的各個(gè)部分進(jìn)行強(qiáng)度分析，分析的時(shí)候還要計(jì)算有限元，這樣才能夠使設(shè)計(jì)更加的合理。另外還要分析設(shè)計(jì)要求是否符合機(jī)械的使用要求，如果得出的數(shù)據(jù)證明虛擬樣機(jī)的一部分不符合機(jī)械使用要求，那么，就只能重新進(jìn)行修改。同時(shí)，這也是一個(gè)系統(tǒng)而繁雜的過(guò)程。

2.3 對(duì)行星架進(jìn)行分析

行星架是機(jī)械的承載構(gòu)建，如果機(jī)械的行星架設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)影響到整個(gè)機(jī)械的使用。同時(shí)，行星架也是非常復(fù)雜的一部分，很容易出現(xiàn)軸的強(qiáng)度過(guò)低，而計(jì)算應(yīng)力又會(huì)顯得比較復(fù)雜。首先要在軟件中創(chuàng)建幾何模型，其次要導(dǎo)入其中，導(dǎo)入之后可以添加材料信息了，然后要根據(jù)裝配體的情況，來(lái)設(shè)置接觸選項(xiàng)，最后再根據(jù)參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)網(wǎng)格，施加載荷，并且求出結(jié)果。

3 虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

我國(guó)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)歷了很多個(gè)歷程，最先開(kāi)始是二維技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)來(lái)生成零件，或者是整機(jī)的二維圖形，然后是三維技術(shù)，最后才是現(xiàn)在的虛擬樣機(jī)技術(shù)。筆者總結(jié)了虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，具體為以下幾點(diǎn)。

3.1 采用ADAMS軟件對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真進(jìn)行分析

這種方法比較準(zhǔn)確可靠，而且還可以使數(shù)據(jù)無(wú)縫連接，但是建模功能卻不好。我國(guó)很早就采用ADAMS軟件應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械當(dāng)中，最普遍的是用收割機(jī)、深耕機(jī)。同時(shí)，在不同機(jī)械系統(tǒng)工作的參數(shù)下，油菜物料在清選袋置中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也不同。

3.2 ADAMS軟件和造型軟件的聯(lián)合仿真

這種方法是首先在軟件中建模，然后再把建的模導(dǎo)入ADAMS中，這種方法的建模功能非常的好，而且仿真功能也很強(qiáng)大，但是在導(dǎo)入模型的過(guò)程當(dāng)中，很容易丟失一些信息。20世紀(jì)90年代末，運(yùn)用這種技術(shù)設(shè)計(jì)了播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和科學(xué)化的播種。此外，這種技術(shù)還被運(yùn)用在馬鈴薯收獲機(jī)當(dāng)中。

3.3 ADAMS和控制系統(tǒng)分析軟件的聯(lián)合仿真

機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是現(xiàn)代機(jī)械的主要發(fā)展方向，兩者結(jié)合可以降低機(jī)械設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，還能提高機(jī)械運(yùn)動(dòng)的效率。幾年前，我國(guó)通過(guò)將ADAMS與控制系統(tǒng)的聯(lián)合，研制出了彈性軸軸承系統(tǒng)在徑向正弦載荷作用下的動(dòng)力學(xué)特征。在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面，還研制出了馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)輸送臂，對(duì)輸送臂的整個(gè)運(yùn)行進(jìn)行了分析和研究，提高了其使用性能。

4 虛擬樣機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

4.1 縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期

虛擬樣機(jī)技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改善，從不同角度、不同使用需求出發(fā)，縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。此外，還提高了機(jī)械運(yùn)行的性能。

4.2 降低了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本

因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，而虛擬樣機(jī)技術(shù)雖然對(duì)計(jì)算機(jī)軟件、硬件的要求很高，卻降低了機(jī)械設(shè)計(jì)的總體成本。

4.3 提高了零件的設(shè)計(jì)效率

與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，虛擬樣機(jī)技術(shù)只需要輸入一個(gè)基本模型，便可以導(dǎo)出精確的幾何，對(duì)于形狀大致相似的一系列零件，只需要稍微修改一下，就能夠生成新的零件，這樣就提高了零件的設(shè)計(jì)效率。

5 總結(jié)與體會(huì)

現(xiàn)在，虛擬樣機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，從過(guò)去的二維、三維發(fā)展到CAD建模，再到如今的虛擬樣機(jī)技術(shù)。不但提高了設(shè)計(jì)效率，還降低了設(shè)計(jì)成本，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程也大大的被簡(jiǎn)化，使得機(jī)械產(chǎn)品本身的操作也變得簡(jiǎn)單易懂。

參考文獻(xiàn)

[1]徐海枝.我國(guó)虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究論文計(jì)量分析[J].價(jià)值工程，2013，32（9）：312-313.

[2]王磊，吳新躍.基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的齒輪嚙合仿真研究[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2013（1）：29-31.

篇(4)

關(guān)鍵詞：機(jī)床生產(chǎn)；主軸回轉(zhuǎn)；誤差測(cè)試；高速回轉(zhuǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）07-0012-02

1 概述

在機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程中，對(duì)于機(jī)床方面的加工技術(shù)中會(huì)出現(xiàn)多種的問(wèn)題，其中包含有加工設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的誤差。錯(cuò)誤可以避免，但是誤差是無(wú)法避免的，可以做到的是將誤差的值調(diào)整到接近正常值的范圍之內(nèi)。在機(jī)床生產(chǎn)中，主軸的回轉(zhuǎn)方面的誤差就是一項(xiàng)需要改進(jìn)的項(xiàng)目。主軸回轉(zhuǎn)誤差發(fā)生后，會(huì)對(duì)機(jī)械的零件加工形狀和質(zhì)量造成一定的影響，直接影響到機(jī)械零件表面的平滑程度。其中主軸回轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的誤差如下圖所示：

圖1 主軸回轉(zhuǎn)誤差立體示意圖

主軸回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差是在機(jī)床主軸運(yùn)行過(guò)程中，在一瞬間回轉(zhuǎn)軸線與平行軸線之間發(fā)生的水平方向和豎直方向出現(xiàn)的位移差，也就是通常情況下所說(shuō)的誤差。其中水平軸線是在主軸運(yùn)動(dòng)瞬間運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)所得到的位移數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)加權(quán)得到的平均位置。主軸回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差主要有三種具體的形式：?jiǎn)我凰捷S向跳動(dòng)、單一豎直軸向跳動(dòng)和單一偏角轉(zhuǎn)動(dòng)。在這三種形式當(dāng)中，前兩者被統(tǒng)一稱(chēng)作主軸軸向回轉(zhuǎn)誤差，這兩者出現(xiàn)的誤差會(huì)在機(jī)械零件加工中直接對(duì)原件后期生產(chǎn)造成一定的影響。

在出現(xiàn)主軸軸向回轉(zhuǎn)誤差時(shí)，糾正處理起來(lái)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單。只要在主軸的端處安裝有位移傳感器，在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，主軸發(fā)生偏移就可以在傳感器中現(xiàn)實(shí)出來(lái)，技術(shù)人員就可以根據(jù)位移誤差值對(duì)機(jī)械進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)對(duì)于機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差值進(jìn)行測(cè)試，尋找最為合適的生產(chǎn)模型。下面就測(cè)試的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行

研究。

2 誤差分離測(cè)試技術(shù)

誤差分離技術(shù)是通過(guò)信息源變換或模型參數(shù)估計(jì)的方式使有用的信號(hào)分量與誤差分量相分離的—種測(cè)量技術(shù)。測(cè)量過(guò)程是：通過(guò)測(cè)量方法和測(cè)量裝置的適當(dāng)設(shè)計(jì)，改變誤差分量與有用信號(hào)間的組合關(guān)系，并從信息源（誤差分量與有用信號(hào)相混迭的信息源）的不同位置拾取信號(hào)，再根據(jù)在不同位置處拾取的信號(hào)間的聯(lián)系，建立起誤差分量與有用信號(hào)間的確定的函數(shù)關(guān)系，最后經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算處理，使誤差得以分離。測(cè)量過(guò)程的結(jié)構(gòu)模型，如下圖所示：

圖2 誤差分離技術(shù)結(jié)構(gòu)模型

用位移傳感器進(jìn)行主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)量時(shí)，由于實(shí)際的主軸回轉(zhuǎn)軸心是不可見(jiàn)的，不能直接對(duì)其測(cè)量，而只能通過(guò)對(duì)裝在主軸上的標(biāo)準(zhǔn)件（標(biāo)準(zhǔn)球或標(biāo)準(zhǔn)棒）或主軸輪廓的測(cè)量來(lái)間接測(cè)得主軸軸心運(yùn)動(dòng)。因而這樣的測(cè)量方法不可避免會(huì)混入標(biāo)準(zhǔn)件或主軸外輪廓的形狀誤差。對(duì)于具有高回轉(zhuǎn)精度的精密主軸，混入的形狀誤差或安裝誤差的影響是不容忽略的，它們甚至?xí)谏w掉微小的主軸回轉(zhuǎn)誤差，所以需要尋求有效的誤差分離方法把它們從采集的數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確的分離出去。

對(duì)于主軸測(cè)量的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料表明，在誤差分離技術(shù)的使用下，傳感器的用處可以直接作用于機(jī)床使用當(dāng)中，在數(shù)據(jù)采集的集合當(dāng)中，數(shù)據(jù)資料可以被技術(shù)人員所使用，用在調(diào)整誤差數(shù)值，以調(diào)整誤差數(shù)值，同時(shí)也為后期的數(shù)據(jù)校正起到了幫助作用。此外，在多方向上使用的微位移變化是在二維圖像的采集中轉(zhuǎn)換為三維模型，在回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差測(cè)試的徑向起到輪廓采集的方式充分的起到了機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)生產(chǎn)誤差測(cè)試。

3 主軸誤差改進(jìn)方式

葉片零件在機(jī)床加工占據(jù)重要的地位，在使用了誤差分離技術(shù)后，代替了以往使用多年的制定龍骨板的做法，不在使用滾輪整體下料。這樣一來(lái)，不僅添加了方案的選擇余地，還發(fā)揮出了數(shù)控技術(shù)切割速度快、降低誤差的特點(diǎn)。另外有些細(xì)小的配件的很多靠?jī)?nèi)側(cè)部位無(wú)法通過(guò)主軸軸向切割，使用這樣的辦法就可以改善機(jī)械的運(yùn)行模式，在操作中變得簡(jiǎn)單，在成果上也是的誤差率在很大程度上得到了降低。

基于葉片零件數(shù)控切割機(jī)在傳動(dòng)上要求較為嚴(yán)格，在布進(jìn)電機(jī)的下方安裝有整體性的傳動(dòng)裝置，在機(jī)床通電的情況下，電機(jī)傳遞出電流，電流轉(zhuǎn)換為動(dòng)能帶動(dòng)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)。我們注意到，在對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)傳動(dòng)齒輪中間有四個(gè)固定裝置，在機(jī)床運(yùn)行的同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)已經(jīng)定好的操作模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，四個(gè)裝置不但起到固定傳動(dòng)齒輪的作用，還堅(jiān)固校驗(yàn)齒輪的作用，這樣就可以很好的解決了一瞬間回轉(zhuǎn)軸線與平行軸線之間發(fā)生的水平方向和豎直方向出現(xiàn)的位置偏移的現(xiàn)象。另外在系統(tǒng)的下方安裝相關(guān)的傳感器，將上部傳遞下來(lái)的震動(dòng)信息轉(zhuǎn)換為誤差指示值完成數(shù)控初期計(jì)算機(jī)設(shè)定的相關(guān)參數(shù)指令。

在傳動(dòng)裝置的指引下，機(jī)床的零件可以完成形狀復(fù)雜、精度要求高的任務(wù)，這些零件的加工完全是人工手段所不能達(dá)到的。日常對(duì)于誤差處理的進(jìn)程中可以控制機(jī)械的振動(dòng)，但是振動(dòng)都會(huì)對(duì)機(jī)械的機(jī)床部件和傳感器造成一定的影響。在安裝傳感器方式來(lái)改善誤差的情況之外，還可以在通過(guò)一些零件設(shè)備改造來(lái)降低誤差。在壓力底座支撐面上，壓縮接觸面積要保持均勻，才能滿足密封的功能，因此內(nèi)外環(huán)凸凹曲面的加工精度直接影響密封的可靠性。定期對(duì)油封內(nèi)部進(jìn)行清理，確保機(jī)床正常運(yùn)行。保證運(yùn)行中不出現(xiàn)機(jī)械的磨損，來(lái)降低誤差值出現(xiàn)的可能。在使用主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)試后對(duì)材料進(jìn)行加工時(shí)，很容易保證材料小曲面的精度，光滑性也有很好的保證，也能夠技術(shù)規(guī)范中浮動(dòng)油封的密閉要求。此外，在機(jī)床運(yùn)行中的減速機(jī)構(gòu)處理，其行星架等分孔的等分精度幾每行孔的同軸精度都直接影響整機(jī)的傳動(dòng)精度和使用壽命，在加工中心上加工行星架，不僅保證了圖樣的精度要求，同時(shí)誤差減少了會(huì)增加工作的效率。

在單方面的評(píng)定測(cè)試當(dāng)中，對(duì)于材料類(lèi)型的改變會(huì)使得誤差在主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集方面發(fā)生一定的變化，原有的峰-谷數(shù)據(jù)會(huì)相應(yīng)的被削弱，變成了誤差范圍較小的情況，這就成功的達(dá)到了精度提高的效果，完全滿足了測(cè)試的要求。并能看到，使用這樣的方式在對(duì)主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)試中處理較為方便、計(jì)算模型簡(jiǎn)單，同時(shí)計(jì)算出的數(shù)據(jù)可靠度高，并能將這些精確的數(shù)據(jù)用在回轉(zhuǎn)誤差的判定和機(jī)床機(jī)械整合方面。

4 結(jié)語(yǔ)

主軸回轉(zhuǎn)在使用當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)誤差的情況，在本文中，通過(guò)對(duì)誤差的統(tǒng)計(jì)中的分離技術(shù)來(lái)獲得主軸更改誤差數(shù)據(jù)，使得主軸在運(yùn)作中的精度不斷的提高，同時(shí)在文中提到了主軸回轉(zhuǎn)生產(chǎn)的誤差減小的方法，根據(jù)具體的工程實(shí)際情況來(lái)對(duì)機(jī)床的加工生產(chǎn)效率進(jìn)行提升，有效的改善機(jī)械生產(chǎn)的效率，切實(shí)的通過(guò)調(diào)整誤差出現(xiàn)的范圍來(lái)控制機(jī)床生產(chǎn)效能。

參考文獻(xiàn)

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響[J].煤礦現(xiàn)代化，2002，12（15）：49-53.

[2] 黃伯文，尹茍保，劉桂秋.高精密車(chē)床主軸回轉(zhuǎn)誤

差運(yùn)動(dòng)數(shù)字式測(cè)量法[A].精密機(jī)床動(dòng)態(tài)檢測(cè)與精

度控制論文集[C].2007，9（10）：133-135.

[3] 王少薪.高速高精密主軸回轉(zhuǎn)誤差在線動(dòng)平衡技術(shù)

篇(5)

[論文摘 要] 本文從三個(gè)方面論述了熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。 

 

引言 

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，金屬零件的制造是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，具有舉足輕重的作用，因此提高金屬零件的制造水平成為一項(xiàng)不可缺少的工作。而在金屬零件的制造過(guò)程中，熱處理工作又是提高其制造水平的重要措施。在設(shè)計(jì)工作中，正確制定熱處理工藝可以改變某些金屬材料的機(jī)械性能。而不合理的熱處理?xiàng)l件，不僅不會(huì)提高材料的機(jī)械性能，反而會(huì)破壞材料原有的性能。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)金屬材料成分，準(zhǔn)確分析金屬材料與熱處理工藝的關(guān)系，制訂合理的熱處理的工藝，合理安排工藝流程，才能得到理想的效果，提高金屬零件的制造水平。 

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，廣泛使用的金屬有鐵、鋁、銅、鉛、鋅、鎳、鉻、錳等。但用得更多的是它們的合金。金屬和合金的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)方面：其一是金屬原子之間的結(jié)合方式；其二是原子在空間的排列方式。金屬的性能和原子在空間的排列配置情況有密切的關(guān)系，原子排列方式不同，金屬的性能就出現(xiàn)差異。 

為了得到更好的金屬性能，滿足制造和使用要求，我們將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度在不同的介質(zhì)中冷卻，通過(guò)改變金屬材料表面或內(nèi)部的顯微組織結(jié)構(gòu)來(lái)改變其性能，這就是金屬材料熱處理過(guò)程。 

不同的熱處理?xiàng)l件會(huì)產(chǎn)生不同的材料性能改變效果，下面從3個(gè)方面來(lái)說(shuō)明熱處理工藝在提高金屬零件的制造水平中的作用。 

一、提高金屬材料的切削性能和加工精度 

在各類(lèi)鑄、鍛、焊工件的毛坯或半成品金屬材料的切削過(guò)程中，由于被加工材料、切削刀具和切削條件的不同，金屬的變形程度也不同，從而產(chǎn)生不同程度的光潔度。各種材料的最佳切削性能都對(duì)應(yīng)有一定的硬度范圍和金相組織。為了得到最佳切削性能，就要求被加工材料具有合適的組織狀態(tài)，這就要用到預(yù)先熱處理。 

通過(guò)預(yù)先熱處理，可以消除或減少冶金及熱加工過(guò)程產(chǎn)生的材料缺陷，并為以后切削加工及熱處理準(zhǔn)備良好的組織狀態(tài)，從而保證材料的切削性能、加工精度和減少變形。 

舉例1：齒坯材料在切削加工中，當(dāng)齒坯硬度偏低時(shí)會(huì)產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，在前傾面上形成積屑瘤，使被加工零件的表面光潔度降低。而對(duì)齒坯材料進(jìn)行正火＋不完全淬火處理，切屑容易碎裂，形成粘刀的傾向性減少。并隨著齒坯硬度的提高，切屑從帶狀向擠裂狀過(guò)渡，從而減少了粘刀現(xiàn)象，提高了切削性能。 

舉例2：鋁合金在加工過(guò)程中，通常都是先經(jīng)強(qiáng)化處理（固溶處理＋時(shí)效；時(shí)效），這樣可以得到晶粒細(xì)小、均勻的組織，比鑄態(tài)或壓力加工狀態(tài)的切削性能好，不僅改善了切削性能，而且同時(shí)提高了機(jī)械加工精度。 

二、提高金屬材料的斷裂韌性 

金屬材料的斷裂韌性指含有裂紋的材料在外力作用下抵抗裂紋擴(kuò)展的性能。提高金屬斷裂韌性的關(guān)鍵是要減少金屬晶體中位錯(cuò)，使金屬材料中的位錯(cuò)密度下降，從而提高金屬?gòu)?qiáng)度，而減少金屬晶體中位錯(cuò)的一種重要方法，就是細(xì)晶強(qiáng)化，其原理是通過(guò)細(xì)化晶粒使晶界所占比例增高而阻礙位錯(cuò)滑移從而提高材料強(qiáng)韌性。而金屬組織的細(xì)晶強(qiáng)化的過(guò)程實(shí)際上就是金屬熱處理。 

在金屬熱處理過(guò)程中，當(dāng)冷變形金屬加熱到足夠高的溫度以后，在一定的應(yīng)力和變形溫度的條件下，材料在變形過(guò)程中積累到足夠高的局部位錯(cuò)密度級(jí)別，會(huì)在變形最劇烈的區(qū)域產(chǎn)生新的等軸晶粒來(lái)代替原來(lái)的變形晶粒，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為再結(jié)晶。再結(jié)晶晶核的形成與長(zhǎng)大都需要原子的擴(kuò)散，因此必須將變形金屬加熱到一定溫度之上，足以激活原子，使其能進(jìn)行遷移時(shí)，再結(jié)晶過(guò)程才能進(jìn)行。 

那么，對(duì)于不同的金屬材料，我們就可以通過(guò)控制不同的熱處理的溫度，來(lái)提高金屬材料的斷裂韌性。 

舉例：在sy鋼坯料上線切割適當(dāng)?shù)男A柱，機(jī)加工后，選擇在700℃，800℃，900℃、1000℃和1100℃在cleeble-1500型熱模擬試驗(yàn)機(jī)上以5×10-1的變形速率保溫30s壓縮變形50％，然后在空氣中冷至室溫，再進(jìn)行680℃×6hac(空冷)的退火處理，再將壓縮后的試樣沿軸向線切割剖開(kāi)，研磨拋光后用化學(xué)物質(zhì)顯示晶粒形貌。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：在700℃時(shí)，扁平的晶粒開(kāi)始逐漸向等軸晶粒的形狀變化。800℃變形的晶粒中等軸晶粒已經(jīng)有少量出現(xiàn)，但仍然以變形拉長(zhǎng)的晶粒為主。在900℃變形開(kāi)始，晶粒突然變得細(xì)小，幾乎全部為等軸晶粒，晶粒度達(dá)到y(tǒng)bl2級(jí)。在900℃以上．晶粒開(kāi)始長(zhǎng)大。因此，對(duì)此種鋼來(lái)說(shuō)，900℃左右溫度進(jìn)行熱處理，可以提高其斷裂韌性。 

三、減少金屬材料的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂 

金屬材料在拉伸應(yīng)力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下發(fā)生的脆性斷裂破壞稱(chēng)為應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。大部分引起應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的應(yīng)力是由殘余拉應(yīng)力引起的。殘余應(yīng)力是金屬在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的。金屬在加熱時(shí)，以及加熱后冷卻處理時(shí)，改變了材料內(nèi)部的組織和性能，同時(shí)伴隨產(chǎn)生了金屬熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。金屬材料在加熱和冷卻過(guò)程中，表層和心部的加熱及冷卻速度(或時(shí)間)不一致，由于溫差導(dǎo)致材料體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應(yīng)力，即熱應(yīng)力。在熱應(yīng)力的作用下，由于冷卻時(shí)金屬表層溫度低于心部，收縮表面大于心部而使心部受拉應(yīng)力：另一方面材料在熱處理過(guò)程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，因比容的增大會(huì)伴隨材料體積的膨脹，材料各部位先后相變，造成體積長(zhǎng)大不一致而產(chǎn)生組織應(yīng)力。組織應(yīng)力變化的最終結(jié)果是表層受拉應(yīng)力，心部受壓應(yīng)力，恰好與拉應(yīng)力相反。金屬熱處理的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力疊加的結(jié)果就是材料中的殘余應(yīng)力，正是其存在造成了應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。 

舉例：金屬熱處理中，通過(guò)控制淬火冷卻速度，可以顯著地控制淬火裂紋，為了達(dá)到淬火的目的，通常必須加速材料在高溫段內(nèi)的冷卻速度，并使之超過(guò)材料的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應(yīng)力而論，這樣做由于能增加抵消組織應(yīng)力作用的熱應(yīng)力值，故能減少工件表面上的拉應(yīng)力而達(dá)到抑制縱裂的目的。 

3、結(jié)論 

金屬材料的熱處理在機(jī)械零件制造中占有十分重要的地位，在金屬材料加工的整個(gè)工藝流程中，如果將切削加工工藝與熱處理工藝進(jìn)行密切配合，將有效地提高金屬零件的制造水平。 

參 考 文 獻(xiàn) 

[1] 雷聲，齒輪熱處理變形的控制.機(jī)械工程師.2008年5期. 

篇(6)

    一、提高對(duì)課程的認(rèn)識(shí),樹(shù)立創(chuàng)新教育觀念

    材料科學(xué)對(duì)于科技進(jìn)步、國(guó)防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,起著先導(dǎo)和基礎(chǔ)作用,各個(gè)行業(yè)都離不開(kāi)材料的研究與應(yīng)用。例如,在講課中,列舉南京長(zhǎng)江大橋、年產(chǎn)30萬(wàn)噸乙烯工程、大慶和大港油田的建設(shè)成就等生動(dòng)例子,以及在納米材料、超導(dǎo)材料等研究工作中取得的重大成果,結(jié)合授課內(nèi)容,密切聯(lián)系我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所取得的成就和科研成果,潛移默化,進(jìn)行正確的引導(dǎo),就能讓每個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生認(rèn)識(shí)到這門(mén)課程的意義,樹(shù)立創(chuàng)新教育觀念,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,意識(shí)到在信息社會(huì)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的重要性。

    二、根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)選擇與更新教學(xué)內(nèi)容,采用啟發(fā)滲透式的教學(xué)方式

    工程材料的課程內(nèi)容具有基礎(chǔ)性、前沿性和時(shí)代性。針對(duì)機(jī)械類(lèi)學(xué)生,根據(jù)他們的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容。

    (一)基本理論部分。簡(jiǎn)要闡述工程材料學(xué)的基本概念和基本理論。

    (二)工程材料知識(shí)部分。重點(diǎn)介紹常用的鋼鐵材料,包括結(jié)構(gòu)材料、工具材料的成分、組織、性能及其應(yīng)用知識(shí)。如以下一些常用鋼種:碳素工具鋼T8、普通低合金鋼16Mn、彈簧鋼60Si2Mn、軸承鋼GCr9、調(diào)質(zhì)鋼40Cr、高速鋼W6Mo5GrV2、冷模鋼Cr12等。簡(jiǎn)要介紹高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料,引入功能材料,納米材料等新材料的內(nèi)容,擴(kuò)展學(xué)生的材料知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。

    (三)工程材料應(yīng)用部分。介紹機(jī)械零件的失效與選材知識(shí)以及工程材料在汽車(chē)、機(jī)床等領(lǐng)域的應(yīng)用情況。當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,材料工程和機(jī)械工程中新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)。教師要及時(shí)捕捉這些信息,將新材料、新工藝等前沿知識(shí)充實(shí)到講課內(nèi)容中,使學(xué)生感到課程內(nèi)容新穎、有現(xiàn)代氣息。這對(duì)培養(yǎng)21世紀(jì)社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)所需人才無(wú)疑有很大益處。采用啟發(fā)滲透式相結(jié)合的教學(xué)方式,在機(jī)械工程材料的基本概念與基本理論方面注意概念嚴(yán)謹(jǐn)、基礎(chǔ)扎實(shí)。在講授基本理論在機(jī)械工程材料中的應(yīng)用方面則注重講解扼要,要求學(xué)生有重點(diǎn)、有選擇的自學(xué)。從而激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望和濃厚的學(xué)習(xí)興趣,產(chǎn)生探索問(wèn)題的愿望和積極思維的動(dòng)力。例如,我們?cè)谥v齒輪材料時(shí)提出以下問(wèn)題,以期達(dá)到啟發(fā)滲透式的教學(xué)效果:1、齒輪工作時(shí)受力特點(diǎn)是什么?2、齒輪類(lèi)零件常見(jiàn)失效形式是什么?3、齒輪材料應(yīng)具有哪些性能要求?4、機(jī)床齒輪和汽車(chē)變速箱齒輪的選材有何區(qū)別?5、機(jī)床齒輪和汽車(chē)變速箱齒輪的生產(chǎn)工藝路線是什么?6、生產(chǎn)工藝路線中各熱處理工序的作用是什么?通過(guò)類(lèi)比聯(lián)想、循序漸進(jìn)的啟發(fā)滲透,引導(dǎo)學(xué)生全面細(xì)致地分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

    三、加強(qiáng)形象化教學(xué),充分利用第二課堂

    工程材料的授課過(guò)程中要大力開(kāi)展多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以清晰描述微觀、動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程與狀態(tài),顯著加大課堂教學(xué)信息量,簡(jiǎn)化信息傳輸轉(zhuǎn)換過(guò)程,增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性和吸引力,從而顯著提高教學(xué)效果與效率。充分利用第二課堂教學(xué)。組織學(xué)生到相關(guān)的工廠、企業(yè)參觀,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。例如,在講熱處理這章時(shí),組織學(xué)生到熱處理車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)參觀,了解淬火、正火、退火、回火,表面熱處理,化學(xué)熱處理的工藝過(guò)程,這樣學(xué)生能把這些名詞牢牢記入腦海里。培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題的能力和習(xí)慣,要啟發(fā)學(xué)生多問(wèn)“為什么”,然后帶著問(wèn)題有目的地去學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。通過(guò)組織興趣小組,參與教師的科研等課外學(xué)習(xí)方式,激發(fā)創(chuàng)造精神,強(qiáng)化自己的實(shí)踐能力。教師應(yīng)該適當(dāng)?shù)貙?duì)學(xué)生的課外學(xué)習(xí)予以指導(dǎo),針對(duì)其感興趣的研究方向,提供參考書(shū)目,引導(dǎo)學(xué)生了解最新動(dòng)態(tài),把握研究方向,與學(xué)生之間展開(kāi)討論,鼓勵(lì)學(xué)生走出學(xué)校,參加各種講座,參與校外組織的相關(guān)活動(dòng),開(kāi)闊自己的視野,增加自己的才干,逐步培養(yǎng)自己的研究能力和創(chuàng)新能力。

    四、在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新能力

    實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面能起到非常獨(dú)特有效的作用。工程材料課程有較強(qiáng)的實(shí)踐性,在課程的教學(xué)過(guò)程中,要重視學(xué)生觀察能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng),我們?cè)诮虒W(xué)中安排了多種形式不同層次的實(shí)驗(yàn)。一是基本技能性實(shí)驗(yàn)。如金屬材料的硬度和沖擊韌性測(cè)定、鐵碳合金平衡組織顯微鏡觀察和碳鋼的熱處理及熱處理后的顯微組織觀察,由實(shí)驗(yàn)教師操作演示,最后由學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)CAI課件獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。二是綜合性實(shí)驗(yàn)。如分別對(duì)20鋼、45鋼和T10鋼進(jìn)行完全退火處理,觀察并畫(huà)出顯微組織,測(cè)出其硬度,要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前編制一套完整的實(shí)驗(yàn)方案,包括具體的工藝參數(shù)和詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟(需查找相關(guān)資料),經(jīng)實(shí)驗(yàn)教師審查通過(guò)后開(kāi)始。三是研究性實(shí)驗(yàn)。例如研究與分析不同晶粒度的金屬(低碳鋼和鋁)經(jīng)不同程度拉伸變形后,在回復(fù)和再結(jié)晶的過(guò)程中,其組織與性能的變化情況。本類(lèi)實(shí)驗(yàn),教師只需要提出問(wèn)題,整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案由學(xué)生自主討論決定。通過(guò)多種形式的實(shí)驗(yàn),有效鍛煉了學(xué)生自主獲取知識(shí)和綜合應(yīng)用知識(shí)的能力,提高了分析和解決問(wèn)題的能力,充分發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,實(shí)踐動(dòng)手能力大為增強(qiáng),創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到了培養(yǎng)和提高。

    五、課堂討論的開(kāi)展

    工程材料課程包括三個(gè)主要環(huán)節(jié):課堂教學(xué)、金相實(shí)驗(yàn)、課堂討論。課堂討論是教學(xué)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),通過(guò)對(duì)講課中的一些重點(diǎn)和難點(diǎn)的討論,進(jìn)一步掌握本課程的重點(diǎn)、基本概念和基本理論。課堂討論共有三次:鐵碳相圖、鋼的熱處理和選材及熱處理工藝分析。以第三次討論選材及熱處理工藝分析為例。高質(zhì)量機(jī)械產(chǎn)品的獲得,應(yīng)以設(shè)計(jì)為主導(dǎo),材料為基礎(chǔ),而熱處理則是關(guān)鍵。此次課程討論是本課程內(nèi)容在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用。對(duì)于不同的機(jī)械專(zhuān)業(yè),典型零件的選擇可以各不相同,有所側(cè)重。在一般機(jī)械制造和設(shè)計(jì)中,大量遇到的是齒輪類(lèi)和軸類(lèi)零件,這些零件在選材和熱處理工藝上有較大的代表性。我們以機(jī)床齒輪、汽車(chē)—拖拉機(jī)齒輪、機(jī)床主軸和汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)曲軸等零件的選材及熱處理為例,討論步驟包括四部分內(nèi)容:1、根據(jù)工作條件和使用性能進(jìn)行選材;2、工藝路線分析;3、熱處理工序作用;4、熱處理工藝及達(dá)到的組織和性能。這三次課堂討論不僅是對(duì)整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的概括、總結(jié)和應(yīng)用,而且集中體現(xiàn)了該課程的主要教學(xué)目標(biāo)和要求。也就是通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中,優(yōu)良設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)材料和高質(zhì)量熱處理對(duì)提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要意義,并使學(xué)生進(jìn)一步掌握和應(yīng)用這方面的知識(shí)和技能。為此我們不應(yīng)該把這三次課堂討論看成可有可無(wú),當(dāng)作一般階段小結(jié)來(lái)對(duì)待,必須認(rèn)真對(duì)課堂討論內(nèi)容進(jìn)行合理的組織,這是搞好討論課的關(guān)鍵所在。通過(guò)思考分析、獲取信息、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能來(lái)解決問(wèn)題。在解決問(wèn)題的過(guò)程中,學(xué)生學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn),學(xué)會(huì)分析。因此,課堂討論的順利開(kāi)展能給與學(xué)生更多的主動(dòng)權(quán),能激發(fā)學(xué)生的求索精神與創(chuàng)新意識(shí)。

篇(7)

關(guān)鍵詞：泵體；偏心車(chē)；以車(chē)代銑

單偏心距擺線泵體是一種安裝轉(zhuǎn)子的內(nèi)孔和其安裝密封圈的外圓不同心的偏心結(jié)構(gòu)零件，它是擺線泵的基礎(chǔ)件，其作用是將有關(guān)的零件聯(lián)成有機(jī)整體，使之保持正確的相對(duì)位置，其精度直接影響擺線泵的性能、壽命和可靠性。它的體積和尺寸較小，屬薄壁件，但形狀復(fù)雜、尺寸精度高且易變形，難加工，尤其是轉(zhuǎn)子孔。而泵體轉(zhuǎn)子孔的質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的性能及工作效率。文章通過(guò)對(duì)HY150YB單偏心距擺線泵體加工工藝的分析針對(duì)現(xiàn)有加工轉(zhuǎn)子孔的加工工藝提出車(chē)削加工方案，研究了偏心車(chē)夾具原理設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。

1 泵體工藝性分析

首先對(duì)泵體進(jìn)行必要的工藝性分析再確定加工工藝方案。

如圖1所示，HY150YB泵體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有80個(gè)要素之多，該圖為其簡(jiǎn)圖。該產(chǎn)品精度要求高，主要有同軸度（？準(zhǔn)D、？準(zhǔn)E、？準(zhǔn)F對(duì)？準(zhǔn)C的同軸度）、偏心距（轉(zhuǎn)子孔直徑？準(zhǔn)A與內(nèi)孔直徑？準(zhǔn)C的中心距的距離）、轉(zhuǎn)子孔深度（轉(zhuǎn)子孔？準(zhǔn)A的深度G）、平面度等要求。？準(zhǔn)C、？準(zhǔn)D、？準(zhǔn)E、？準(zhǔn)F四尺寸為零件右側(cè)可考慮一次加工，？準(zhǔn)B及其深度G可一次性加工，20×？準(zhǔn)7可一次性加工。

現(xiàn)有工藝將轉(zhuǎn)子孔？準(zhǔn)A及其深度G、20×？準(zhǔn)7等各要素安排在同一道工序加工，采用銑削加工的方式。

圖2 HY150YB泵體的機(jī)加工工藝流程

如圖2所示，HY150YB泵體的機(jī)加工工藝流程為粗加工外圓及端面精加工外圓及內(nèi)孔（掉頭加工）加工各孔加工轉(zhuǎn)子孔及密封面。原有加工工藝中加工轉(zhuǎn)子孔及密封面工序采用銑削加工，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)如下不足：

（1）產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定：銑削轉(zhuǎn)子孔及底平面，很難完全保證0.02mm的平面度和Ra0.8的粗糙度，而且產(chǎn)品實(shí)物有明顯的接刀痕，降低了產(chǎn)品的精度。

（2）生產(chǎn)效率低：為了保證轉(zhuǎn)子孔深度0.02mm的公差，密封面和轉(zhuǎn)子孔需用同一把刀來(lái)加工，由于零件較大，直徑達(dá)？準(zhǔn)178，用？準(zhǔn)20的立銑刀，不考慮接刀長(zhǎng)度，僅僅一個(gè)密封面，需要走6道，生產(chǎn)效率很低，一件產(chǎn)品至少需要10分鐘。

很顯然，車(chē)削加工轉(zhuǎn)子孔就可以解決上述問(wèn)題，可是所加工的轉(zhuǎn)子孔與其定位基準(zhǔn)C不同心，這是車(chē)削加工油泵中遇到新問(wèn)題。要解決此問(wèn)題需要有設(shè)計(jì)合理制作精良的工裝夾具。

2 偏心車(chē)夾具的設(shè)計(jì)

2.1 偏心車(chē)夾具設(shè)計(jì)思想

由于零件加工部位的中心與零件夾持部位的中心不同心，那么，要使零件加工部位的回轉(zhuǎn)中心與車(chē)床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合，需先保證夾持部位的中心到零件被加工部位中心的距離剛好等于產(chǎn)品的偏心距，即夾具的定位夾持部位的中心和夾具定位在車(chē)床上的中心的距離為加工產(chǎn)品的偏心距。

2.2 HY150YB油泵體偏心車(chē)夾具設(shè)計(jì)原理

根據(jù)泵體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可采用一面兩銷(xiāo)定位方式，即以長(zhǎng)度尺寸35.5右端面為定位面，分別以？準(zhǔn)D孔和？準(zhǔn)7孔為定位孔?？紤]到工件的夾緊，選用彈簧漲套定位孔？準(zhǔn)D不僅滿足了定位夾緊要求，而且消除了配合間隙確保了僅有0.05mm偏心距公差，為避免過(guò)定位，需采用菱形銷(xiāo)定位孔？準(zhǔn)7較為適宜。

（1）彈簧漲套的設(shè)計(jì)原理

彈簧漲套是包絡(luò)式夾緊，可以更好地保護(hù)工件表面且能提供更佳的切削扭矩。

圖3 彈簧漲套工作原理圖

如圖3，拉桿（件01）的外螺紋直接或間接與設(shè)備主軸相固接，拉桿（件01）與彈簧漲套（件03）前端通過(guò)錐度孔軸相配，后端通過(guò)圓柱孔軸相配，定位板（件02）固定在主軸端部用于安裝彈簧漲套（件03）。主軸向后拉緊帶動(dòng)拉桿（件01），產(chǎn)生軸向拉力，然后由彈簧漲套前端的被稱(chēng)為鎖緊角（圖3中的α）的錐面，通過(guò)彈簧漲套的簧瓣彈性變形將軸向拉力轉(zhuǎn)換成一垂直于彈簧漲套中心的夾緊力，在加工時(shí)零件內(nèi)孔與彈簧漲套產(chǎn)生足夠大的摩擦力來(lái)克服切削力矩。不僅如此，夾緊力還可以通過(guò)鎖緊角將其擴(kuò)大，根據(jù)不同的鎖緊角，彈簧漲套夾緊力可擴(kuò)大3-4倍。拉桿（件01）的軸向拉力可由操作員通過(guò)調(diào)整設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）偏心車(chē)夾具的工作原理

此夾具方案原理為特殊的一面兩銷(xiāo)定位原理，特殊之處有二，一是圓柱銷(xiāo)采用彈簧漲套漲緊工件內(nèi)孔實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)與工件內(nèi)孔零間隙配合，二是彈簧漲套與主軸偏心位置精度決定了產(chǎn)品的偏心距加工質(zhì)量。

如圖4所示為HY150YB泵體偏心車(chē)夾具方案圖，其工作原理為：

定位：如圖4（a），定位元件定位板（件02）右端面與零件長(zhǎng)度35.5尺寸左端面定位；如圖4（b），通過(guò)兩銷(xiāo)將定位元件定位板（件02）與定位元件彈簧漲套（件03）精確定位，保證偏心距尺寸，定位元件彈簧漲套實(shí)現(xiàn)零件的精確定位；定位元件菱形銷(xiāo)定位偏心距的角向位置。

夾緊：彈簧漲套的彈性變形實(shí)現(xiàn)夾緊

加工前，此套夾具無(wú)需找正，就可以迅速而可靠地保證工件對(duì)機(jī)床和刀具的正確相對(duì)位置，并可迅速夾緊。既可保證加工精度，又可提高生產(chǎn)效率，但沒(méi)有通用性。此夾具的設(shè)計(jì)、制造和維修特別需要一定的投資。

可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的HY150YB的偏心車(chē)夾具是滿足加工要求的。

3 單偏心距轉(zhuǎn)子泵泵體車(chē)加工工藝應(yīng)用及分析

偏心車(chē)夾具投入使用后，加工效果良好，提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

（1） 生產(chǎn)效率。銑削加工生產(chǎn)節(jié)拍為每件10分鐘，車(chē)削加工生產(chǎn)節(jié)拍為每件4分鐘。整體工藝流程由原有的7道工序縮減至4道工序，減少了設(shè)備的數(shù)量，提高了設(shè)備利用率，適應(yīng)了批量生產(chǎn)要求。

（2）根據(jù)采用車(chē)削泵體加工工藝所加工的2000多件產(chǎn)品的檢測(cè)結(jié)果（表1為部分檢測(cè)結(jié)果），油泵體的產(chǎn)品質(zhì)量基本得到保證，工序CPK達(dá)到1.67以上，遠(yuǎn)高于銑削加工相關(guān)指標(biāo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，對(duì)單偏心距泵體，采用偏心車(chē)削加工的方法代替原銑削加工方法，完全滿足產(chǎn)品要求，是一種可推行的加工方案。通過(guò)理論分析及實(shí)際應(yīng)用效果對(duì)比可以看出，偏心車(chē)夾具的應(yīng)用使得車(chē)削加工方法得以實(shí)現(xiàn)。研究結(jié)果表明：

（1） 偏心車(chē)夾具可以推廣同類(lèi)單偏心距泵體加工；

（2）以車(chē)代銑加工工藝的突破是以偏心車(chē)夾具的實(shí)現(xiàn)為前提的；

（3） 加工方法有多種，可按照提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)條件等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比選擇。

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