發(fā)布時(shí)間：2023-03-30 11:29:48
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的傳統(tǒng)加工工藝論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；工藝規(guī)劃；制造技術(shù)；應(yīng)用
在機(jī)械加工中，為了做出符合要求的成品或零部件，常常形成許多廢料，不僅消耗了大量的資源與能量，還產(chǎn)生了噪聲污染。所以，在可持續(xù)發(fā)展成為時(shí)代主題的現(xiàn)在，綠色制造勢(shì)在必行。對(duì)于當(dāng)前這個(gè)領(lǐng)域的現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)外的綠色制造研究需求，文章介紹了面向機(jī)械加工工藝制造技術(shù)的研究問(wèn)題，明確了綠色制造的應(yīng)用前景和研究意義。
1 機(jī)械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)概述
因?yàn)樵谄髽I(yè)加工生產(chǎn)零件的過(guò)程中，要符合低耗高產(chǎn)清潔安全的基本要求，所以生產(chǎn)的工藝過(guò)程必須遵守制造工藝學(xué)的制作方法與原理。并且要在實(shí)際生產(chǎn)中，結(jié)合具體的生產(chǎn)條件來(lái)確定生產(chǎn)的實(shí)際方案，在此過(guò)程中不能依靠經(jīng)驗(yàn)主義盲目的進(jìn)行判斷。由此確定的工藝文件包含兩種格式，工序卡片和工藝過(guò)程卡片。而工藝文件則是描述和規(guī)定零件、機(jī)械產(chǎn)品制造工藝過(guò)程的有關(guān)文件。在新產(chǎn)品投產(chǎn)前，機(jī)械加工工藝規(guī)程為其現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)提供了依據(jù)。主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：擬定各道工序和工藝路線的詳細(xì)操作。給機(jī)械加工過(guò)程、新建改建以及擴(kuò)建車間提供主要的技術(shù)文件。
2 綠色制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)概述
綠色制造技術(shù)會(huì)影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)生命周期，有時(shí)還可能會(huì)是多生命周期。產(chǎn)品的生命周期，包括選擇材料、設(shè)計(jì)產(chǎn)品、加工制造、對(duì)產(chǎn)品的包裝裝配以及產(chǎn)品的使用和管理回收再制造等。綠色制造則要考慮這全部的生命周期，特別是要考慮環(huán)境和資源消耗的影響，也要兼顧效益與技術(shù)因素，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與外在社會(huì)效益達(dá)到最優(yōu)化。
綠色制造的關(guān)鍵在于“4R”，即在產(chǎn)品整個(gè)生命周期過(guò)程中怎么實(shí)現(xiàn)重用（Reuse）、減量化（Reduce）、再制造（Remanufacturing）以及再生循環(huán)（Recycle）。面向機(jī)械加工的制造體系主要包括三項(xiàng)具體內(nèi)容，兩大制造目標(biāo)，還有兩個(gè)層次過(guò)程的控制。旨在給人們提供機(jī)械加工與綠色制造的全面視圖與模型，實(shí)現(xiàn)外在社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和優(yōu)化，最大可能的降低資源消耗、優(yōu)化配置，讓資源利用率達(dá)到最高，對(duì)環(huán)境的影響降到最低。
3 綠色制造在機(jī)械加工制造體系的應(yīng)用
綠色制造關(guān)系到機(jī)械加工制造體系的多個(gè)方面。大體可以分成三個(gè)部分，應(yīng)用到的技術(shù)包括污染預(yù)防技術(shù)、面向環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)等。這些技術(shù)的研究方面主要是基于產(chǎn)品的生命周期、產(chǎn)品技術(shù)以及生產(chǎn)過(guò)程技術(shù)。根據(jù)對(duì)面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃的研究，建立起以時(shí)間、成本、質(zhì)量、資源、環(huán)境為參量的具有綠色制造特性的機(jī)械加工工藝體系?？砂焉a(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題初步分化成三類：資源能耗類，即根據(jù)資源的使用，細(xì)化成能量消耗和原材料消耗的極小化問(wèn)題；環(huán)境排放類，即廢氣廢液廢渣等各種廢品極小化，以及電輻射、噪聲排放的極小化問(wèn)題；面向環(huán)境影響及資源整體決策類，即在實(shí)施過(guò)程中發(fā)生的決策性問(wèn)題，例如，機(jī)床的選擇、切削液的選擇、夾具刀具的選擇決策等。機(jī)械加工制造問(wèn)題系統(tǒng)則是在上述問(wèn)題的細(xì)化下形成的。
4 優(yōu)化綠色制造工藝過(guò)程規(guī)劃
優(yōu)化參數(shù)，在過(guò)程規(guī)劃中，工藝參數(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)能源與物料的最低化，就必須對(duì)零件加工的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通常來(lái)說(shuō)，參數(shù)優(yōu)化主要是針對(duì)制造工藝的采用過(guò)程，讓加工過(guò)程可以更好的進(jìn)行。在加工過(guò)程中，影響能量消耗、加工質(zhì)量、環(huán)境污染的因素有很多，例如，刀具的種類，切削液的類型等等，優(yōu)化參數(shù)則是選擇最適的加工工具。優(yōu)化制造工藝路線，工藝路線的確定，是制造工藝過(guò)程中最難最重要的環(huán)節(jié)，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、較少成本、節(jié)約資源方面都有重要作用。優(yōu)化工藝路線，是在明確傳統(tǒng)工藝方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)環(huán)保、資源利用以及成本的充分分析，做出最有利實(shí)用的加工路線。優(yōu)化節(jié)能型機(jī)床工件，對(duì)于當(dāng)前已擁有的設(shè)備資源進(jìn)行優(yōu)化配置，利用不同型號(hào)規(guī)格機(jī)床的不同作用，優(yōu)化機(jī)床與工件的組合方式，實(shí)現(xiàn)多機(jī)床多工件的同時(shí)加工，在安排調(diào)度過(guò)程中，注意考慮不同組合方式對(duì)環(huán)境以及資源消耗的影響，實(shí)現(xiàn)總體能量消耗的最低化。
5 國(guó)內(nèi)外綠色加工工藝規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，綠色加工工藝是一種決策問(wèn)題，屬于綠色制造的一部分。是以傳統(tǒng)工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合了包括控制技術(shù)、材料應(yīng)用技術(shù)、表面技術(shù)等多種新科技在內(nèi)的現(xiàn)代工藝規(guī)劃。環(huán)境影響與資源消耗是綠色工藝規(guī)劃考慮的主要問(wèn)題，通過(guò)對(duì)加工制造方案、規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化選擇，制定綠色環(huán)保的實(shí)施方案，并以此來(lái)提高原材料的利用率，降低能源與物料的消耗，減少?gòu)U氣污染物的產(chǎn)生。
其中，產(chǎn)品加工過(guò)程中的廢物流和由其帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題受到了國(guó)際各方面的高度重視。在國(guó)外，由加利福尼亞大學(xué)在內(nèi)的幾所高校設(shè)立了有關(guān)此方面的研究課題，并制訂了各研究階段的目標(biāo)。此課題著眼于機(jī)床系統(tǒng)，通過(guò)控制機(jī)床系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，分析數(shù)據(jù)，量化輸出參數(shù)，總結(jié)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。還研究了與此相關(guān)的機(jī)床加工切屑形態(tài)學(xué)、動(dòng)力機(jī)理以及加工系統(tǒng)的廢物流特性等。為了支持課題的研究，美國(guó)有關(guān)部門還設(shè)立了專門的部門以管理環(huán)境意識(shí)制造專題。
在國(guó)內(nèi)，一些高校與科研機(jī)構(gòu)也跟進(jìn)形勢(shì)，對(duì)綠色制造的工藝規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了初步的探索。例如，重慶大學(xué)在研究綠色制造工藝規(guī)劃方法以及實(shí)用技術(shù)的課題中，通過(guò)對(duì)壓力加工，鑄造焊接，特種加工等工藝類型的大量實(shí)驗(yàn)與分析，初步建立起數(shù)據(jù)知識(shí)庫(kù)的原型系統(tǒng)。近年來(lái)，隨著大量有關(guān)論文雜志的發(fā)表或出版，研究體系也逐步完善。
6 結(jié)束語(yǔ)
在面向機(jī)械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)的系統(tǒng)研究中，綠色制造工藝規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)置起了決定性的作用，根據(jù)加工工藝具體要求，細(xì)化各個(gè)方面的問(wèn)題，建立起面向機(jī)械加工丁藝規(guī)劃制造研究的結(jié)構(gòu)體系。綜合設(shè)計(jì)問(wèn)題、制造問(wèn)題、資源問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題考慮綠色制造加工工藝。在資源利用、時(shí)間成本、質(zhì)量的方面，對(duì)機(jī)械加工制造構(gòu)建起評(píng)價(jià)體系，全面細(xì)致的對(duì)機(jī)械加工工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：鍺透鏡、粗磨、精磨、車削
一、研究背景
在傳統(tǒng)光學(xué)零件加工中，需要三大基本工序——粗磨、精磨和拋光。這三大工序中均未采用車削技術(shù)。究其原因是因?yàn)楣鈱W(xué)材料屬于脆性材料，脆性材料的可加工性極差。所以人們一直沿用古老的研磨、拋光工藝對(duì)脆性材料進(jìn)行光整加工，也就是上述三大基本工序。
粗磨是將塊料或塑性毛坯加工成具有一定幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度的工序。目前國(guó)內(nèi)大部分光學(xué)廠的粗磨工序普遍使用銑磨機(jī)加工。精磨的目的是保證工件達(dá)到拋光前所需要的面形精度、尺寸精度和表面粗糙度。精磨的方法分為散粒磨料精磨和金剛石精磨，前者稱為古典法精磨，又稱自由研磨，后者稱為高速精磨。國(guó)內(nèi)現(xiàn)普遍采用金剛石精磨，基本實(shí)現(xiàn)了光學(xué)加工的自動(dòng)化和流水線生產(chǎn)。拋光是去除精磨的破壞層，達(dá)到規(guī)定的表面質(zhì)量要求，同時(shí)精修面形，達(dá)到圖紙要求的光圈和局部光圈，最后形成透明規(guī)則的表面。
雖然現(xiàn)行的光學(xué)零件加工工藝已趨于成熟和完善，但這些加工方法在生產(chǎn)效率、加工精度等方面還存有缺陷，而且加工過(guò)程不易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，對(duì)于曲面形狀復(fù)雜的工件甚至無(wú)法加工，因此已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代高科技發(fā)展和高效率的要求。特別是加工周期相對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度顯得較慢，再與高速加工的車削工藝相比，這種加工周期的緩慢就尤其突出。
因而設(shè)想能將車削用于光學(xué)零件的表面加工，以車削代替粗磨和精磨，將會(huì)大大縮短光學(xué)零件加工的周期和大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
在光學(xué)材料中，鍺材料日益廣泛地被用于紅外、夜視技術(shù)中。鍺屬于第Ⅳ主族元素、金剛石結(jié)構(gòu)， 鍺具有比較優(yōu)越的物理和化學(xué)性質(zhì)， 其主要應(yīng)用于半導(dǎo)體材料、紅外光學(xué)材料、化工催化劑、醫(yī)學(xué)應(yīng)用及其他一些新用途領(lǐng)域， 尤其是作為一種優(yōu)異的紅外光學(xué)材料使用。鍺不溶于水， 化學(xué)性能穩(wěn)定， 在可見(jiàn)光區(qū)域它是不透明的。鍺對(duì)微波則有很好的透過(guò)性，鍺是一種比較脆的材料， 抗機(jī)械沖擊性能也比較差。當(dāng)鍺作為紅外材料使用時(shí)， 加工重點(diǎn)是要保證材料表面具有較高的光潔度和良好的透過(guò)率。與光學(xué)玻璃相比，鍺的機(jī)械性能具有一定的優(yōu)越性，因而選擇鍺晶體作為車削技術(shù)運(yùn)用的加工材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)以鍺晶體作為光學(xué)加工材料，以普通數(shù)控車床作為加工設(shè)備，開(kāi)發(fā)出了一套替代傳統(tǒng)光學(xué)零件加工研磨工藝的車削工藝，在現(xiàn)行光學(xué)零件加工中進(jìn)行了工藝改革，提高了勞動(dòng)效率。
二、加工實(shí)例
圖1
如圖1所示為加工零件圖。
1、零件圖紙技術(shù)要求參數(shù)：
外徑18.575正負(fù)0.025
凸面R半徑：11.368正0.021
中心厚：3.175正負(fù)0.025
弧高：3.40正負(fù)0.025
邊緣不倒角
2、加工設(shè)備選擇：
CK6430普通車床
2、車刀選擇：
①車刀材料
金剛石車刀
②車刀幾何角度
車刀的前角選取負(fù)15°，車刀的后角選取8°
3、夾具選擇：
鋁制彈性?shī)A具，結(jié)構(gòu)類似普通銑床用的收管
4、毛坯選擇：
單晶鍺
5、加工工藝
1）加工步驟
①選擇毛坯為Φ18.575X10.8；
②先裝夾左端，車削右端面；
③調(diào)頭，用車削出來(lái)的右端面為裝夾基準(zhǔn)車削R11.368的球面。
2）切削用量：該鍺透鏡車削的方法的切削用量為：
①粗車球面時(shí)， 車床主軸轉(zhuǎn)速設(shè)為1200 r/min切削進(jìn)給速度f(wàn)=20 mm/min，預(yù)留精車余量0.05 mm；
②精車球面時(shí)，車床主軸轉(zhuǎn)速設(shè)為2000 r/min，進(jìn)給速度f(wàn)=10 mm/min；
⑹切削液選用
切削液用柴油
2、凸面數(shù)控車床編程（參考）：
T0101 M03 S2000；
M08；
G01 X10.5 F900；
Z2；
G01 Z5.118 F100；
X9.9 F5；
G02 X0 Z0 R12.113 F20；
G00 Z80；
X-60；
M09；
M05；
M30；
%
按上述方法加工出的零件，表面質(zhì)量相當(dāng)于302號(hào)砂精磨，生產(chǎn)時(shí)間縮短了60%以上。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上，以鍺晶體作為光學(xué)加工材料，以普通數(shù)控車床作為加工設(shè)備，可用車削代替?zhèn)鹘y(tǒng)光學(xué)零件加工中的研磨工藝，即以車削代替?zhèn)鹘y(tǒng)三大加工工藝中的粗磨和精磨，大大縮短了加工時(shí)間，在現(xiàn)行光學(xué)零件加工中進(jìn)行了工藝改革，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
基金項(xiàng)目：2011年云南省教育廳科學(xué)研究基金課題“光學(xué)零件加工中鍺晶體車削工藝研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2011C161）研究成果。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：精品課程；教學(xué)研究；教學(xué)模式；創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）08-0220-02
一、引言
特種加工技術(shù)是指依靠聲、光、電、磁、化學(xué)、熱及其復(fù)合等的能量形式，使其施加于被加工材料的表面，通過(guò)一定的控制措施實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的尺寸加工、形狀加工、表面改性、表面處理等的非傳統(tǒng)加工方法；是機(jī)械加工工藝的補(bǔ)充和延伸；是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。本課程所涉及的內(nèi)容理論較深，學(xué)科交叉多，知識(shí)面廣，工藝更新快，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展和制造領(lǐng)域?qū)θ瞬判枨蟮牟粩嘣黾?，以前的教學(xué)方法和手段已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要。為此，本文從課程定位、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、網(wǎng)上互動(dòng)平臺(tái)建設(shè)等方面著手，對(duì)“特種加工技術(shù)”精品課程建設(shè)進(jìn)行了研究和探討，建立了一套獨(dú)具特色的現(xiàn)代化專業(yè)課程教學(xué)模式。
二、課程定位
為適應(yīng)高等教育改革是需要，貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020年）》的精神，促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的各類型高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)。2010年我校作為山東省屬高校中唯一一所入圍“卓越計(jì)劃”的高校，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)獲得立項(xiàng)支持?！疤胤N加工技術(shù)”課程是機(jī)械工程領(lǐng)域機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主干專業(yè)課程之一，是機(jī)械加工工藝的補(bǔ)充和延伸，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。該門課程的定位和目標(biāo)是培養(yǎng)掌握特種加工理論、加工工藝、工藝編程與操作的，符合當(dāng)今制造業(yè)急需的，以數(shù)字化信息化技術(shù)推動(dòng)下的“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的機(jī)電制造業(yè)復(fù)合型高素質(zhì)技能型并具有一定開(kāi)發(fā)能力的技術(shù)人才。
三、教學(xué)體系建設(shè)
“特種加工技術(shù)”課程的主要特點(diǎn)是多學(xué)科交叉、知識(shí)面寬（涉及聲、光、電、熱、磁、化學(xué)等方面），知識(shí)跨度大。其課程體系建設(shè)重點(diǎn)解決理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)和提高學(xué)生的理論水平、工程實(shí)踐和應(yīng)用能力。主要從以下幾個(gè)方面構(gòu)建課程體系。
1.以理論為依據(jù)，以工程應(yīng)用為背景，加強(qiáng)理論與實(shí)際的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和實(shí)踐能力?！疤胤N加工技術(shù)”作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，是本科教育階段綜合性工程應(yīng)用的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要途徑。為此，根據(jù)上述課程定位，結(jié)合當(dāng)今制造業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求，筆者在承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科研課題研究過(guò)程中，收集了大量國(guó)內(nèi)外科研技術(shù)資料，探討本學(xué)科前沿知識(shí)，掌握了本專業(yè)范圍的許多新理論、新成果、新方法、新工藝，及時(shí)補(bǔ)充和更新教學(xué)內(nèi)容。本著培養(yǎng)學(xué)生“三方面能力”，即綜合理解和運(yùn)用機(jī)械工程基礎(chǔ)知識(shí)的能力，透徹理解特種加工的基本理論和基本應(yīng)用的能力，結(jié)合具體工程實(shí)際解決和研發(fā)新加工方法的創(chuàng)新能力。落實(shí)“一方面素質(zhì)”，即具備在制造業(yè)信息化技術(shù)、控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)推動(dòng)下，機(jī)電一體化的復(fù)合型人才高素質(zhì)的課程建設(shè)培養(yǎng)目標(biāo)。以生動(dòng)、形象、直觀、多樣化的教學(xué)方法和手段，使該課程基本知識(shí)的傳授，融科研與教學(xué)于一體，及時(shí)更新、充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，突出了理論與實(shí)際的緊密聯(lián)系。
2.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充和延伸。為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程。具體做法是：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，既要保證學(xué)生掌握基本的理論知識(shí)，又要加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)，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(shù)控加工程序的編制以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成一套為培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械加工方法的選擇和加工工藝的制定能力服務(wù)的完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，確立培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐與創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為主線的教學(xué)目標(biāo)。在安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和編制實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱過(guò)程中，需要根據(jù)各種特種加工設(shè)備目前在實(shí)際生產(chǎn)中的普及情況，結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)特種加工各類課程進(jìn)行合理安排。
3.結(jié)合實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，拓寬學(xué)生視野。實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)設(shè)讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)感受到特種加工的奇特魅力和獨(dú)到效果。但實(shí)驗(yàn)室里的加工實(shí)驗(yàn)不是真正的生產(chǎn)，為了讓學(xué)生親身感受特種加工工藝在生產(chǎn)中的應(yīng)用，在課程結(jié)束后安排一周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)。在實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)參觀和親身體驗(yàn)，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，擴(kuò)大視野。對(duì)特種加工的工業(yè)化生產(chǎn)組織形式、產(chǎn)品類型、生產(chǎn)環(huán)境以及機(jī)床操作等有深入的了解。通過(guò)在工廠的實(shí)習(xí)，使學(xué)生全面了解和掌握特種加工在生產(chǎn)中的應(yīng)用、工作環(huán)境以及產(chǎn)品的適應(yīng)性，這對(duì)以后從事該方面的工作具有非常直接的指導(dǎo)意義。
4.畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)融入特種加工方面的研究和設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是學(xué)生大學(xué)四年最后的學(xué)習(xí)階段，最能鍛煉學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和獨(dú)立思考能力。在設(shè)計(jì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，結(jié)合老師在特種加工方面的研究課題，使學(xué)生參與相關(guān)課題的研究。這樣既鞏固了特種加工知識(shí)，又掌握了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。為學(xué)生以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
下頁(yè)的圖是運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段建立的《特種加工技術(shù)》精品課程教學(xué)體系。
四、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法
“特種加工技術(shù)”是當(dāng)今制造業(yè)在數(shù)字信息化技術(shù)、控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展的推動(dòng)下，機(jī)械工程領(lǐng)域中出現(xiàn)的現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)和加工方法，給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了深刻的變革，促進(jìn)了制造業(yè)向更深更高層次發(fā)展。本著培養(yǎng)學(xué)生“三方面能力”，落實(shí)“一方面素質(zhì)”的課程建設(shè)培養(yǎng)目標(biāo)，其教學(xué)內(nèi)容和方法主要從以下方面進(jìn)行。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合，理論教學(xué)突出先進(jìn)性、實(shí)用性和前沿性。在課堂教學(xué)上，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的融合和知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系。重視專業(yè)性較強(qiáng)的和相關(guān)的應(yīng)用理論，突出理論的實(shí)用性，主要遵循如下原則。（1）應(yīng)用性原則：理論教學(xué)以應(yīng)用為目的，通過(guò)學(xué)以致用掌握基本概念和基本理論、強(qiáng)化應(yīng)用為教學(xué)重點(diǎn)，加強(qiáng)工程素質(zhì)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（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(xiàn)了傳統(tǒng)工程技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)的融合，建立整合性內(nèi)容課程。（3）先進(jìn)性原則：針對(duì)當(dāng)今國(guó)內(nèi)外制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，為了拓寬學(xué)生的知識(shí)面和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增加現(xiàn)代技術(shù)含量，處理好傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)內(nèi)容的關(guān)系。改進(jìn)教學(xué)方法，采用現(xiàn)代教學(xué)手段提高教學(xué)質(zhì)量和效率。（4）“特種加工技術(shù)”課程有關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)突出綜合性，遵循一切理論教學(xué)為培養(yǎng)工程應(yīng)用能力服務(wù)。課題來(lái)自生產(chǎn)一線和教師正在研究的課題；學(xué)生直接參與科研和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)和性能研發(fā)。畢業(yè)設(shè)計(jì)一人一題。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重新審核和研討，加大實(shí)驗(yàn)改革力度，增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。采用多媒體教學(xué)，增加案例解析，加強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)，讓學(xué)生到實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行訓(xùn)練，增加對(duì)課堂知識(shí)的理解和掌握。
五、實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)主要從三方面入手。
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)。我校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度很大，擁有符合特種加工試驗(yàn)條件的一整套先進(jìn)的試驗(yàn)儀器和設(shè)備。如數(shù)控電火花成型加工機(jī)、數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床、快速成型機(jī)、超聲加工機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心、三座標(biāo)測(cè)量?jī)x等若干先進(jìn)的加工試驗(yàn)設(shè)備。
2.校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。我校工程實(shí)訓(xùn)中心設(shè)備比較齊全、先進(jìn)，給學(xué)生學(xué)習(xí)提供了比較好的工程實(shí)訓(xùn)條件。通過(guò)與企業(yè)聯(lián)系與合作，建立了多處校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地。每年分期分批帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)，已形成“特種加工技術(shù)”課程良好的教學(xué)基礎(chǔ)支撐。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。利用畢業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，通過(guò)親自設(shè)計(jì)特種加工設(shè)備，參加教師的相關(guān)課題研究，加深對(duì)特種加工工藝的理解，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
六、網(wǎng)上互動(dòng)平臺(tái)建設(shè)
在學(xué)生課后自學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢(shì)，在學(xué)校信息化教學(xué)平臺(tái)上建立主講教師與學(xué)生網(wǎng)上交流、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)絡(luò)授課等的互動(dòng)平臺(tái)，同時(shí)積極發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課件和多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，適當(dāng)縮減面授學(xué)時(shí)，形成以授課、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、網(wǎng)上互動(dòng)、畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用的多方位立體化的教學(xué)模式。
七、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)研究與實(shí)踐，特種加工技術(shù)精品課程建設(shè)取得了預(yù)期的效果，主要體現(xiàn)在如下方面。
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提高，基本理論知識(shí)的掌握更加扎實(shí)。通過(guò)教學(xué)改革，采用生動(dòng)、形象、有趣的教學(xué)手段和啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方法，將特種加工技術(shù)中涉及的聲、光、電、磁、化學(xué)、傳感、控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等應(yīng)用于加工制造業(yè)，極大地激發(fā)和提高了學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)積極性，使他們對(duì)特種加工技術(shù)理論有了更加深入的理解和掌握。
2.學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。精品課程的建設(shè)和教學(xué)方法的改革，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合應(yīng)用能力，增強(qiáng)了學(xué)生的科技創(chuàng)新意識(shí)。在后續(xù)課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生能較好地運(yùn)用特種加工知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題。
3.通過(guò)該精品課程的建設(shè)，使教師的教學(xué)、科研水平進(jìn)一步提高，起到了教學(xué)相長(zhǎng)的作用。教師相繼在各類期刊雜志上發(fā)表數(shù)篇教研教改論文，在國(guó)家級(jí)重要期刊上發(fā)表科研論文數(shù)十余篇。該項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力發(fā)揮了重要作用。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：典型、偏心軸、車削、工藝
中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1、引言
偏心軸在現(xiàn)代社會(huì)中非常典型，也是汽車、火車制造等領(lǐng)域的重要部件，但偏心軸的加工是機(jī)械加工中的難點(diǎn)，尤其是在我國(guó)，偏心軸的加工技術(shù)還比較傳統(tǒng)，加工的精度也不高，影響了實(shí)際應(yīng)用。偏心軸有階梯偏心軸、異形偏心軸和光軸偏心等形式，可以傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩，在汽車、火車等應(yīng)用中發(fā)揮著動(dòng)力傳遞的功能。論文將結(jié)合筆者的研究學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，分析偏心軸車削的方法和工藝，為相關(guān)的研究提供參考。
2、偏心軸車削加工的介紹
2.1偏心軸車削加工的方法
偏心軸的軸向平行但不重合，車削偏心軸的方法比較多，如雙重卡盤法、三爪自定心卡盤法、四爪單動(dòng)卡盤法、偏心卡盤法、專用夾具法等，偏心軸加工工藝水應(yīng)了企業(yè)加工的能力，尤其是對(duì)于大型偏心軸的加工。偏心軸的加工在軸類零件中屬于難度較大的，最常見(jiàn)的車削加工方法有三爪法、四爪法、花盤法和專用夾具法。
2.2傳統(tǒng)的加工手段
偏心軸的裝夾具有一定的難度，在傳統(tǒng)的車削加工中，要求操作的技能強(qiáng)，三爪車削法適應(yīng)小偏量、偏心距小、精度要求低的情況，但要求操作者有較高的理論計(jì)算能力；但是三爪車削法的缺點(diǎn)也比較明顯，如加工要求多數(shù)難以達(dá)到，裝卸時(shí)誤差難以控制、加工費(fèi)時(shí)等。四爪車削法適用于單件、偏心距大、精度較低的情況，要求操作者技能嫻熟，裝夾時(shí)要求高，但是四爪車削法的實(shí)際操作性差，加工費(fèi)時(shí)，工件的找正、測(cè)量偏心距比三爪法麻煩、卸下工件時(shí)需要重新找正、測(cè)量，沒(méi)有互換性可言。專用夾具車削法可以完成加工的任務(wù)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高偏心軸加工的互換性和精度，如下圖1所示，但是加工比較困難，效率低，尤其是對(duì)于現(xiàn)代制造，難以滿足高精度、高效率的要求。
圖1：專用夾具車削偏心軸
3、典型偏心軸車削工藝研究
首先要確定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和類型，本文研究的偏心軸屬于中小批量，因而要求有較高的互換性，精度中等，采用專用機(jī)床和夾具。其次，偏心軸的加工材料是34CrNiMo，其綜合機(jī)械性能好，具有抗沖擊、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，屬于高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼。再者，偏心軸采用調(diào)質(zhì)處理，即淬火加高溫回火，淬火可以改善偏心軸的性能，并為回火做準(zhǔn)備，回火決定了偏心軸最終的機(jī)械性能，經(jīng)過(guò)熱處理后的偏心軸有較好的強(qiáng)度、塑性和韌性，綜合性能高。本文研究的偏心軸是兩心偏心的工件，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，加工定位的關(guān)鍵在加工偏心外圓上，在加工軸大端需要用心軸作為輔助支承。加工的步驟如下所示：
（1）要檢查毛坯是否存在缺陷，銑斷面加工中心孔，中心孔可以作為心軸的輔助支承，一般選用高精度鏜床，確保一定的精度。
（2）加工大端外圓，此時(shí)需要控制偏心外圓垂直度誤差，并且留有加工的余量，為下一道工序做好準(zhǔn)備。
（3）加工小端外圓，與加工大端外圓相似，控制外圓垂直誤差，流出直徑加工的余量，方便下一道工序做出調(diào)整。
（4）加工偏心外圓時(shí)采用專用夾具，粗加工偏心外圓表面，調(diào)整基準(zhǔn)軸線與偏心軸線的距離為80mm(+0.03mm/-0.03mm)，平行度公差為0.03mm。
（5）粗加工之后進(jìn)行熱處理，檢驗(yàn)零件是否達(dá)到加工的技術(shù)要求。
（6）精修中心孔。
（7）精加工大斷面，使偏心面的寬度達(dá)到40.5mm(+0.2mm/0)，側(cè)面到軸端面的距離為128mm，軸表面精度為φ65h6,φ60h6。
（8）精加工小斷面，偏心面寬度為40mm(+0.1mm/-0.1mm)，側(cè)面至端面的距離為278mm，加工精度要求達(dá)到φ65h6,φ55h6。
（9）使用專用夾具加工偏心外圓，精加工偏心外圓表面，確保基準(zhǔn)軸線到偏心軸線的距離為80mm(+0.03mm/-0.03mm)，平行度公差為0.03mm，偏心直徑為225mm(0mm/-0.07mm)。
（10）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，要求粗加工軸表面的粗糙度達(dá)到Ra1.6um，而偏心外圓表面的粗糙度達(dá)到Ra0.8um。由于本文研究的偏心軸屬于中小批量生產(chǎn)，偏心軸在機(jī)械行業(yè)發(fā)揮的作用比較大，尤其是在傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)時(shí)，因而需要進(jìn)行探傷處理，在調(diào)質(zhì)前后都需要進(jìn)行一次金屬探傷，一般采用超聲波探傷，并且對(duì)加工完成之后的表面進(jìn)行磁粉探傷，確保工件的質(zhì)量。
偏心軸的形狀比較復(fù)雜，加工的材料和性能要求也有很大的區(qū)別，因而在加工之前需要對(duì)技術(shù)指標(biāo)、選用的材料、加工零件的大小、裝夾方式、熱處理、加工精度等做綜合的考慮，制定完善的加工工藝，減少加工成本，并提高進(jìn)度，保證質(zhì)量。
4、結(jié)束語(yǔ)
偏心軸屬于難加工產(chǎn)品，但是其重要性又是不言而喻的，因而研究其車削加工的方法和工藝，對(duì)于提升加工的效率和質(zhì)量都有重要的參考意義，相關(guān)研究值得深入。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：磨輪臂 裝夾 車削
一、引言
磨輪臂是超微粒粉碎機(jī)的關(guān)鍵零件，超微粒粉碎機(jī)主要是用于粉碎一些材料比較硬的藥材和化工原料，比如石膏、紫石英等藥材。該機(jī)器根據(jù)主機(jī)尺寸及主機(jī)功率不同可以分為三種型號(hào)：CWF-360、CWF-600 、CWF-900。本文以最小型號(hào)的CWF-360為例，介紹其機(jī)器內(nèi)部最主要的零件磨輪臂的機(jī)械加工過(guò)程。超微粒粉碎機(jī)加工后的藥材的粒度可以達(dá)到60-300目（meshes），它的工作原理主要是通過(guò)磨輪臂帶動(dòng)磨輪和缸體的內(nèi)壁進(jìn)行研磨，把原來(lái)大粒的藥材粉碎成微粒的藥材。因?yàn)槟ポ喓透左w的內(nèi)壁進(jìn)行的是高強(qiáng)度的摩擦，所以磨輪臂必須具備的力學(xué)性能是硬度高、耐磨性好、剛性好等。因此，我們采用鑄鋼（ZG45）作為磨輪臂的材料，并進(jìn)行一定熱處理使其力學(xué)性能達(dá)到要求。
二、零件形狀分析
該零件形狀如圖1所示，零件的材料是鑄鋼（ZG45），鑄件毛坯外協(xié)加工。磨輪臂的形狀不規(guī)則，主要由軸承孔Φ47M7兩個(gè)、帶有錐度1：30的孔、凹槽、油槽以及一些M4螺紋孔和M6螺紋孔組成。需要加工的 范圍比較大，而且形狀不太規(guī)則，主要應(yīng)保證軸承孔、錐度孔及中心距83-0.37+0.28尺寸。需要用到的刀具也比較多，主要用到粗加工的合金刀YT5和精加工的合金刀YT15。
三、加工工藝及裝夾
磨輪臂的加工分幾個(gè)步驟完成，主要加工過(guò)程如下：
（一）磨輪臂的鑄造件是與外面協(xié)作，做好鑄件后先對(duì)鑄件進(jìn)行表面清砂，去除澆口及毛刺，然后進(jìn)行退火處理。處理完后我們要對(duì)鑄件進(jìn)行質(zhì)檢，主要檢查鑄件是否存在鑄造缺陷和毛坯尺寸是否符合要求。
（二）第二步，進(jìn)行畫線，畫好兩孔的中心線和孔線及兩端面的加工線。
（三）第三步，用車床對(duì)孔進(jìn)行加工，用到了我們?cè)O(shè)計(jì)的專用夾具，如圖2和圖3是兩種車床固定芯套。兩芯套的形狀非常相似，差別就是總長(zhǎng)不一樣，主要是考慮到加工的零件的特點(diǎn)，防止發(fā)生一些干涉現(xiàn)象。車床的轉(zhuǎn)速的控制可以通過(guò)下面的計(jì)算得出：
需要加工的直徑為Φ30— Φ50，查表得到鑄鋼的切削速度范Vc= 60m/min—90m/min，那么車床的主軸轉(zhuǎn)速為
=573，那么轉(zhuǎn)速范圍是382-573。利用上面得出的轉(zhuǎn)速粗車軸承孔Φ47M7和Φ42， Φ31的孔，以及端面至要求，所用到的刀具是合金刀YT5，留有一定的精加工余量，利用合金刀YT15加工到尺寸要求，然后用芯套一套進(jìn)已經(jīng)加工好的孔，把工件用五粒螺栓和壓板固定在法蘭盤上，然后找正孔的中心，用四爪卡盤夾住夾具的一端對(duì)另外一端進(jìn)行加工。
（四）第四步，調(diào)頭利用芯套二進(jìn)行裝夾，把錐孔和大端面的凹位、油槽進(jìn)行加工。錐度C=1：30，圓錐半角為 ，圓錐半角 的計(jì)算如下：
行反復(fù)檢查，直到錐度符合要求為止。
（五）第五步，對(duì)加工好的各孔進(jìn)行測(cè)量檢查，同時(shí)，對(duì)兩端面的M4螺紋孔和零件表面上的一個(gè)M6的螺紋孔進(jìn)行畫線。
（六）第六步，對(duì)畫好線的各螺紋孔先用相應(yīng)的鉆頭進(jìn)行鉆孔，M4的螺紋孔用Φ3.3的鉆頭鉆孔M6的螺紋孔用Φ5的鉆頭進(jìn)行鉆孔，然后用相應(yīng)的絲錐進(jìn)行攻絲。
（七）第七步，利用錐度塞規(guī)對(duì)錐孔進(jìn)行涂色檢查，接觸面應(yīng)大于70%，如果沒(méi)有達(dá)到要求我們必須進(jìn)行修刮。最后，對(duì)加工好的零件進(jìn)行質(zhì)檢后入庫(kù)。
四、結(jié)束語(yǔ)
本文重點(diǎn)是介紹磨輪臂的加工方法，并且設(shè)計(jì)了配套的夾具，通過(guò)該夾具進(jìn)行裝夾加工，非常方便實(shí)用，節(jié)省了很多找正的時(shí)間，并且精度的要求也得到保證，適合批量生產(chǎn)該零件。相對(duì)傳統(tǒng)的車削偏心零件方法該生產(chǎn)工藝具有一定的先進(jìn)性和可行性。每臺(tái)粉碎機(jī)上一共有四個(gè)磨輪臂，因此，該加工方法對(duì)整臺(tái)機(jī)器的生產(chǎn)節(jié)省了很多時(shí)間，提高了效率。本文是以最小型號(hào)的超微粒粉碎機(jī)為例的，其他型號(hào)的超微粒粉碎機(jī)的磨輪臂加工的原理都是根據(jù)本文所論述的原理進(jìn)行加工。利用該裝夾的設(shè)計(jì)理念我們還可以加工更加多的偏心工件。通過(guò)設(shè)計(jì)該零件的加工工藝和撰寫本論文，使我從中學(xué)習(xí)到了很多東西，懂得了機(jī)械零件的設(shè)計(jì)是嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的。
參考文獻(xiàn)
【論文關(guān)鍵詞】數(shù)控車工；實(shí)訓(xùn)教學(xué)；體會(huì)
合理安排教學(xué)內(nèi)容，抓好學(xué)生的基礎(chǔ)訓(xùn)練;采用分層次教學(xué)管理模式，利用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)因材施教;承認(rèn)個(gè)別差異，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，并對(duì)學(xué)生的成績(jī)通過(guò)師生互動(dòng)、學(xué)生互動(dòng)給予做出及時(shí)的評(píng)價(jià)，激發(fā)其積極性，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)意愿，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)拓思維，獨(dú)立思考，獨(dú)立作業(yè)，勇于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)熱情，這樣才能更好地提高學(xué)生車工實(shí)習(xí)操作水平。
職業(yè)技能是一種包含專業(yè)素質(zhì)在內(nèi)的專業(yè)技能，是一種直接的有形生產(chǎn)力。具體說(shuō)，職業(yè)技能指與操作生產(chǎn)設(shè)備直接聯(lián)系的技能，如數(shù)控設(shè)備操作、車工操作；或與實(shí)際工作直接聯(lián)系的技能。職業(yè)技能培訓(xùn)教學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)出現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)急需的、有社會(huì)主義覺(jué)悟的、有技術(shù)的高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)員。我校開(kāi)設(shè)車工專業(yè)的時(shí)間比較短，但由于幾年來(lái)我們一直重視教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，使得該專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)形勢(shì)一直很好。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，職業(yè)學(xué)校的畢業(yè)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，如何使學(xué)校在競(jìng)爭(zhēng)中得以長(zhǎng)足的發(fā)展，我們說(shuō)：教學(xué)質(zhì)量。本人在多年的實(shí)踐教學(xué)中也是始終堅(jiān)持這一宗旨。
技術(shù)學(xué)校應(yīng)社會(huì)需要而開(kāi)設(shè)的車工生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程教學(xué)的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生全面牢固地掌握本工種的基本操作技能；會(huì)做本工種中級(jí)技術(shù)等級(jí)工件的工作；學(xué)會(huì)一定的先進(jìn)工藝操作；能熟練地使用、調(diào)整本工種的主要設(shè)備；獨(dú)立進(jìn)行一級(jí)保養(yǎng)；正確使用工、夾、量具、具有安全生產(chǎn)知識(shí)和文明生產(chǎn)的習(xí)慣；養(yǎng)成良好的職業(yè)道德。從技校車工生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程教學(xué)的特點(diǎn)分析，我校結(jié)合自己學(xué)校實(shí)際情況，依教學(xué)大綱要求，開(kāi)展車工生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)。
為營(yíng)造我校采用分層次教學(xué)管理模式，充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)因材施教的環(huán)境。我校在充分借助多媒體工具向?qū)W生展示圖、文、聲像相結(jié)合的課件的同時(shí)，充分利用學(xué)生的心理特點(diǎn)及學(xué)生自我展示的需要，借助現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備開(kāi)展技術(shù)交流，構(gòu)建一個(gè)師生互動(dòng)、學(xué)生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生上講臺(tái)解說(shuō)、分析工件加工工藝步驟，并與不同學(xué)齡段的學(xué)生交流自己在車工實(shí)習(xí)過(guò)程中的心得，總結(jié)自己實(shí)習(xí)得失、經(jīng)驗(yàn)的平臺(tái)。以此平臺(tái)對(duì)學(xué)生的成績(jī)通過(guò)師生互動(dòng)、學(xué)生互動(dòng)給予做出及時(shí)的評(píng)價(jià)。如此教師不必像以前那樣唱“獨(dú)角戲”，還能在教學(xué)過(guò)程中點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花，激發(fā)學(xué)生感情上的參預(yù)與主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，從而構(gòu)建學(xué)生認(rèn)知主體的地位，把學(xué)生的感知過(guò)程、理解過(guò)程、運(yùn)用過(guò)程融為一體，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，一定程度上也彌補(bǔ)了學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足。使學(xué)生通過(guò)操作進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)械生產(chǎn)的理解。因此，我校校園內(nèi)，學(xué)生學(xué)習(xí)氣氛非常濃厚。新老生間三五成群的聚在一起討論車工實(shí)習(xí)操作卡片上的零件加工工藝、加工步驟及加工方法等（例如：在車雙梯形螺紋時(shí)，如何利用平行四邊行法則或量塊實(shí)現(xiàn)分線;在轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板車圓錐體時(shí)，如何采用相似三角形及全等三角形方法進(jìn)行調(diào)整小滑板角度等），已經(jīng)成為校園內(nèi)的一道風(fēng)景線。
1．利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，使學(xué)生在虛擬環(huán)境中了解數(shù)控加工技術(shù)
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)采用了與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，不存在任何的安全問(wèn)題，學(xué)生可以大膽地、獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)。不僅如此，現(xiàn)代的數(shù)控加工仿真軟件還能實(shí)現(xiàn)加工模擬演示功能和程序自診斷功能，不僅具有對(duì)學(xué)生編制的數(shù)控程序進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、具體指出錯(cuò)誤原因的功能，還具有在真實(shí)設(shè)備上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的三維測(cè)量功能。這樣學(xué)生既能比較完整地學(xué)到知識(shí)，還能鍛煉學(xué)生的膽量，培養(yǎng)他們的自信心。
2．妥善安排實(shí)訓(xùn)步驟，減少學(xué)習(xí)“彎路”
現(xiàn)代的數(shù)控車床種類繁多，結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)以及主要性能都不一樣，特別是不同的車床，它的控制面板也是不同的，它的g代碼和輔助功能的m代碼的含義也不完全相同，甚至完全不同。所以實(shí)訓(xùn)的第一步必須要學(xué)生先熟悉所操作的車床的結(jié)構(gòu)，了解車床的主要技術(shù)參數(shù)、操作系統(tǒng)、控制面板、g代碼、坐標(biāo)系等性能。第二步發(fā)給學(xué)生一些外圓弧、錐度等模型零件的加工程序，讓學(xué)生照此輸入，然后在實(shí)訓(xùn)教師指導(dǎo)下加工，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉車床的性能，熟悉操作規(guī)程，減少操作時(shí)的恐懼心理，樹(shù)立自信心。第三步給學(xué)生一些簡(jiǎn)單零件的圖紙讓學(xué)生先觀察，明確加工內(nèi)容和技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，劃分和安排加工工序；考慮零件的定位、夾具和刀具選擇、切削用量的確定以及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的位置和刀具補(bǔ)償?shù)纫幌盗袉?wèn)題。然后手工編寫加工程序單，檢驗(yàn)并修改加工程序，編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件，如數(shù)控加工工序卡、程序說(shuō)明卡、走刀路線圖等。第四步在實(shí)訓(xùn)教師在場(chǎng)的情況下按照自己所編工藝路線上車獨(dú)自加工完成零件。第五步按照考級(jí)要求讓學(xué)生熟練掌握各類g代碼、m指令等功能以及切削要素的內(nèi)涵并能恰當(dāng)選用。加工先從軸類零件、盤類零件、內(nèi)外螺紋零件開(kāi)始訓(xùn)練，等這些熟練后嘗試加工中等復(fù)雜零件，如車制機(jī)床主軸（要求采用粗切循環(huán)功能）、車制內(nèi)外球面（要求采用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能，并且球面的位置度不大于0.04mm）、車制蝸桿以及多頭螺紋（要求采用子程序功能，并符合圖樣要求），最后再練習(xí)一兩次較高難度結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的加工，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考能力，充分挖掘?qū)W生潛能，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
論文摘要:本文系統(tǒng)介紹了數(shù)控高速切削加工的基礎(chǔ)理論及發(fā)展過(guò)程,分析了高速加工的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域,總結(jié)了發(fā)展數(shù)控高速切削加工需要的關(guān)鍵技術(shù)和研究方向。
數(shù)控高速切削技術(shù)(High Speed Machining,HSM,或High Speed Cutting,HSC),是提高加工效率和加工質(zhì)量的先進(jìn)制造技術(shù)之一,相關(guān)技術(shù)的研究已成為國(guó)內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域重要的研究方向。我國(guó)是制造大國(guó),在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù),否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步落后。研究先進(jìn)技術(shù)的理論和應(yīng)用迫在眉睫。
1、數(shù)控高速切削加工的含義
高速切削理論由德國(guó)物理學(xué)家Carl.J.Salomon在上世紀(jì)三十年代初提出的。他通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究得出結(jié)論:在正常的切削速度范圍內(nèi),切削速度如果提高,會(huì)導(dǎo)致切削溫度上升,從而加劇了切削刀具的磨損;然而,當(dāng)切削速度提高到某一定值后,只要超過(guò)這個(gè)拐點(diǎn),隨著切削速度提高,切削溫度就不會(huì)升高,反而會(huì)下降,因此只要切削速度足夠高,就可以很好的解決切削溫度過(guò)高而造成刀具磨損不利于切削的問(wèn)題,獲得良好的加工效益。
隨著制造工業(yè)的發(fā)展,這一理論逐漸被重視,并吸引了眾多研究目光,在此理論基礎(chǔ)上逐漸形成了數(shù)控高速切削技術(shù)研究領(lǐng)域,數(shù)控高速切削加工技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家的研究相對(duì)較早,經(jīng)歷了理論基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及應(yīng)用研究和發(fā)展應(yīng)用,目前已經(jīng)在一些領(lǐng)域進(jìn)入實(shí)質(zhì)應(yīng)用階段。
關(guān)于高速切削加工的范疇,一般有以下幾種劃分方法,一種是以切削速度來(lái)看,認(rèn)為切削速度超過(guò)常規(guī)切削速度5-10倍即為高速切削。也有學(xué)者以主軸的轉(zhuǎn)速作為界定高速加工的標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為主軸轉(zhuǎn)速高于8000r/min即為高速加工。還有從機(jī)床主軸設(shè)計(jì)的角度,以主軸直徑和主軸轉(zhuǎn)速的乘積DN定義,如果DN值達(dá)到(5~2000)×105mm.r/min,則認(rèn)為是高速加工。生產(chǎn)實(shí)踐中,加工方法不同、材料不同,高速切削速度也相應(yīng)不同。一般認(rèn)為車削速度達(dá)到(700~7000)m/min,銑削的速度達(dá)到(300~6000)m/min,即認(rèn)為是高速切削。
另外,從生產(chǎn)實(shí)際考慮,高速切削加工概念不僅包含著切削過(guò)程的高速,還包含工藝過(guò)程的集成和優(yōu)化,是一個(gè)可由此獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的高速度的切削加工,是技術(shù)和效益的統(tǒng)一。
高速切削技術(shù)是在機(jī)床結(jié)構(gòu)及材料、機(jī)床設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、高速主軸系統(tǒng)、快速進(jìn)給系統(tǒng)、高性能CNC系統(tǒng)、高性能刀夾系統(tǒng)、高性能刀具材料及刀具設(shè)計(jì)制造技術(shù)、高效高精度測(cè)量測(cè)試技術(shù)、高速切削機(jī)理、高速切削工藝等諸多相關(guān)硬件和軟件技術(shù)均得到充分發(fā)展基礎(chǔ)之上綜合而成的。因此,高速切削技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,是一個(gè)隨相關(guān)技術(shù)發(fā)展而不斷發(fā)展的概念。
2、數(shù)控高速切削加工的優(yōu)越性
由于切削速度的大幅度提高,高速切削加工技術(shù)不僅提高了切削加工的生產(chǎn)率,和常規(guī)切削相比還具有一些明顯的優(yōu)越性:第一、切削力小:在高速銑削加工中,采用小切削量、高切削速度的切削形式,使切削力比常規(guī)切削降低30%以上,尤其是主軸軸承、刀具、工件受到的徑向切削力大幅度減少。既減輕刀具磨損,又有效控制了加工系統(tǒng)的振動(dòng),有利于提高加工精度。第二、材料切除率高:采用高速切削,切削速度和進(jìn)給速度都大幅度提高,相同時(shí)間內(nèi)的材料切除率也相應(yīng)大大提高。從而大大提高了加工效率。第三、工件熱變形小:在高速切削時(shí),大部分的切削熱來(lái)不及傳給工件就被高速流出的切屑帶走,因此加工表面的受熱時(shí)間短,不會(huì)由于溫升導(dǎo)致熱變形,有利于提高表面精度,加工表面的物理力學(xué)性能也比普通加工方法要好。第四、加工精度高:高速切削通常進(jìn)給量也比較小,使加工表面的粗糙度大大降低,同時(shí)由于切削力小于常規(guī)切削,加工系統(tǒng)的振動(dòng)降低,加工過(guò)程更平穩(wěn),因此能獲得良好的表明質(zhì)量,可實(shí)現(xiàn)高精度、低粗糙度加工。第五、綠色環(huán)保:高速切削時(shí),工件的加工時(shí)間縮短,能源和設(shè)備的利用率提高了,加工效率高,加工能耗低,同時(shí)由于高速切削可以實(shí)現(xiàn)干式切削,減少甚至不用切削液,減少污染和能耗。
3、數(shù)控高速切削技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域研究
鑒于以上所述高速切削加工的特點(diǎn),使該技術(shù)在傳統(tǒng)加工薄弱的領(lǐng)域有著巨大應(yīng)用潛力。首先,對(duì)于薄壁類零件和細(xì)長(zhǎng)的工件,采用高速切削,切削力顯著降低,熱量被切屑帶走,可以很好的彌補(bǔ)采用傳統(tǒng)方法時(shí)由于切削力和切削熱的影響而造成其變形的問(wèn)題,大大提高了加工質(zhì)量。其次,由于切削抗力小,刀具磨損減緩,高錳鋼、淬硬鋼、奧氏體不銹鋼、復(fù)合材料、耐磨鑄鐵等用傳統(tǒng)方法難以加工的材料,可以研究采用數(shù)控高速切削技術(shù)來(lái)加工。另外,在汽車、模具、航天航空等制造領(lǐng)域, 一些整體構(gòu)件需要比較大的材料切除率,由于數(shù)控高速切削的進(jìn)給速度可隨切削速度的提高而相應(yīng)提高, 使得單位時(shí)間內(nèi)的材料切除率大大提高,因而在模具制造、汽車制造、航空航天制造中,數(shù)控高速切削技術(shù)的應(yīng)用將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。第四,由于高速切削時(shí),加工過(guò)程平穩(wěn)、振動(dòng)小,與常規(guī)切削相比, 高速切削可顯著提高加工精度1~2級(jí),完全可以取消后續(xù)的光整加工, 同時(shí),采用數(shù)控高速切削技術(shù), 能夠在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件同時(shí)進(jìn)行粗、精加工,減少了轉(zhuǎn)工序中可能的定位誤差, 因而也有利于提高工件的加工精度。因此, 高速切削技術(shù)在精密制造中有著廣闊的應(yīng)用前景。如某企業(yè)加工的鋁質(zhì)模具,模具型腔長(zhǎng)達(dá)1500mm,要求尺寸精度誤差±0.05mm,表面粗糙度Ra0.8μm,原先的制造工藝為:粗刨—半精刨—精刨—手工鏟刮—手工拋光,制造周期要60小時(shí)。采用高速銑床加工后,經(jīng)過(guò)半精加工和精加工,加工周期僅需6小時(shí),不僅效率提高,而且模具質(zhì)量也大大提高。
4、實(shí)現(xiàn)數(shù)控高速切削加工的關(guān)鍵技術(shù)研究
數(shù)控高速切削加工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及到切削機(jī)理、切削機(jī)床、刀具、切削過(guò)程監(jiān)控及加工工藝等諸多相關(guān)的硬件與軟件技術(shù),數(shù)控高速切削技術(shù)的實(shí)施和發(fā)展,依賴于此系統(tǒng)中的各個(gè)組成要素的,這些實(shí)現(xiàn)數(shù)控高速切削技術(shù)離不開(kāi)的關(guān)鍵技術(shù),具體體現(xiàn)在以下方面:
1)高速切削機(jī)理:有關(guān)各種材料在高速加工條件下,切屑的形成機(jī)理,切削力、切削熱的變化規(guī)律,刀具磨損規(guī)律及對(duì)加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律,對(duì)以上基礎(chǔ)理論的實(shí)驗(yàn)和研究,將有利于促進(jìn)高速切削工藝規(guī)范的確定和切削用量的選擇,為具體零件和材料的加工工藝制定提供理論基礎(chǔ),屬于原理技術(shù)。目前,黑色金屬及難加工材料的高速切削工藝規(guī)范和切削用量的確定,是高速切削生產(chǎn)中的難點(diǎn),也是高速切削加工領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。
2)高速切削機(jī)床技術(shù)模塊:高速切削機(jī)床需要高速主軸系統(tǒng)、快速進(jìn)給系統(tǒng)和高速CNC控制系統(tǒng)。高速加工要求主軸單元能夠在很高的轉(zhuǎn)速下工作,一般主軸轉(zhuǎn)速10000 r/min以上,有的甚至高達(dá)60000-100000r/min,且保證良好動(dòng)態(tài)和熱態(tài)性能。其中關(guān)鍵部件是主軸軸承,它決定著高速主軸的壽命和負(fù)載容量,也是高速切削機(jī)床的核心部件之一,主軸結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和性能的提高是高速機(jī)床的一項(xiàng)重要單元技術(shù)。另一項(xiàng)重要的單元技術(shù)是高速進(jìn)給系統(tǒng)。隨著機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的提高,為保證刀具每齒或每轉(zhuǎn)進(jìn)給量不變,機(jī)床的進(jìn)給速度和進(jìn)給加速度也相應(yīng)提高,同時(shí)空行程速度也要提高。因此,機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)必須快速移動(dòng)和快速準(zhǔn)確定位,這顯然對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌、伺服系統(tǒng)、工作臺(tái)結(jié)構(gòu)等提出了新的更高要求,是制約高速機(jī)床技術(shù)的關(guān)鍵單元技術(shù)。
3)高速切削刀具技術(shù)模塊:由機(jī)床、刀具和工件組成的高速切削加工工藝系統(tǒng)中,刀具是最活躍的因素。切削刀具是保證高速切削加工順利進(jìn)行的最關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著切削速度的大幅度提高,對(duì)切削刀具材料、刀具幾何參數(shù)、刀體結(jié)構(gòu)等都提出了不同于傳統(tǒng)速度切削時(shí)的要求,高速切削刀具材料和刀具制造技術(shù)都發(fā)生了巨大的變化,高速切削加工時(shí),要保證高的生產(chǎn)率和加工精度,更要保證安全可靠。因此,高速切削加工的刀具系統(tǒng)必須滿足具有良好的幾何精度和高的裝夾重復(fù)定位精度,裝夾剛度,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)良好的平衡狀態(tài)和安全可靠。盡可能減輕刀體質(zhì)量,以減輕高速旋轉(zhuǎn)時(shí)所受到的離心力,滿足高速切削的安全性要求,改進(jìn)刀具的夾緊方式。刀具系統(tǒng)的技術(shù)研究和發(fā)展是數(shù)控高速切削加工的關(guān)鍵任務(wù)之一。
4)數(shù)控高速切削工藝:高速切削作為一種新的切削方式,要應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),缺乏可供參考的應(yīng)用實(shí)例,更沒(méi)有實(shí)用的切削用量和加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),高速加工的工藝參數(shù)優(yōu)化是當(dāng)前制約其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。另外,高速切削的零件NC程序要求必須保證在整個(gè)切削過(guò)程中載荷穩(wěn)定,但是現(xiàn)在使用的多數(shù)CNC軟件中的自動(dòng)編程功能都還不能滿足這一的要求,需要由人工編程加以補(bǔ)充和優(yōu)化,這在一定程度上降低了高速切削的價(jià)值,必須研究采用一種全新的編程方式,使切削數(shù)據(jù)適合高速主軸的功率特性曲線,充分發(fā)揮數(shù)控高速切削的優(yōu)勢(shì)。
高速切削加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有賴于以上原理方面、機(jī)床、刀具、工藝等各項(xiàng)關(guān)鍵單元技術(shù)的發(fā)展和綜合。
5、高速切削技術(shù)應(yīng)用方面研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)
由于高速切削在提高生產(chǎn)效益方面具有巨大潛力,早己成為美、日、德等國(guó)競(jìng)相研究的重要技術(shù)領(lǐng)域。美國(guó)日本等國(guó)早在60年代初,就開(kāi)始了超高速切削機(jī)理的研究。上世紀(jì)70年代,美國(guó)已經(jīng)研制出最高轉(zhuǎn)速達(dá)20000r/min 的高速銑床。如今,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的不同規(guī)格的各種超高速機(jī)床已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)并進(jìn)入市場(chǎng),在飛機(jī)、汽車及模具制造行業(yè)實(shí)際應(yīng)用。例如,在美國(guó)波音公司等飛機(jī)制造企業(yè),已經(jīng)采用數(shù)控高速切削加工技術(shù)超高速銑削鋁合金、鈦合金等整體薄壁結(jié)構(gòu)件和波導(dǎo)管、撓性陀螺框架等普通方法難加工的零件。近年來(lái),美、歐、日等國(guó)對(duì)新一代數(shù)控機(jī)床、高速加工中心、高速工具系統(tǒng)的研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步加快,高性能的電主軸技術(shù)及其產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)步伐加大;高性能的刀具系統(tǒng)技術(shù)也進(jìn)展迅速;直線電機(jī)技術(shù)應(yīng)用于高速進(jìn)給系統(tǒng)。
應(yīng)用型本科教育是以培養(yǎng)知識(shí)、能力和素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展，具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理等一線的高級(jí)應(yīng)用型人才為目標(biāo)定位的高等教育[1]。發(fā)展應(yīng)用型本科教育，既是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求，也對(duì)高等教育大眾化進(jìn)程起到了積極的促進(jìn)作用。我校依據(jù)應(yīng)用型的辦學(xué)定位和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，以“大應(yīng)用觀、大工程觀”為引領(lǐng)確立了應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建了新的人才培養(yǎng)方案?！稒C(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類各專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課題組根據(jù)學(xué)校教學(xué)改革精神及機(jī)械類專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求，對(duì)課程在理論教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合、課程知識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新相融合、教學(xué)改革與資源建設(shè)相結(jié)合等方面進(jìn)行了研究與實(shí)踐探索，取得了顯著的效果。
一、將理論教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合
應(yīng)用型本科教育的課程體系具有其特點(diǎn)，它不是建立在學(xué)科體系上而是以技術(shù)體系為依據(jù)的課程內(nèi)容體系[2]。在“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、能創(chuàng)新、高素質(zhì)”目標(biāo)指導(dǎo)下，強(qiáng)調(diào)理論的應(yīng)用性與技術(shù)的先進(jìn)性。該課程的教學(xué)內(nèi)容與制造企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)，它主要介紹機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程及生產(chǎn)活動(dòng)的組織、機(jī)械加工方法、機(jī)械加工過(guò)程及其系統(tǒng)。為了滿足機(jī)械類應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求，教學(xué)內(nèi)容體系以實(shí)際工程為背景，以機(jī)械制造工藝過(guò)程為主線，從機(jī)床、刀具到夾具設(shè)計(jì)、工藝制訂、加工裝配，均要符合企業(yè)技術(shù)體系和實(shí)際流程。教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)與工程應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，根據(jù)徐州的地緣優(yōu)勢(shì)，引入了工程機(jī)械零件如油缸、殼體等零件的加工工藝，并注重經(jīng)典知識(shí)與新技術(shù)相結(jié)合，保證了教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。
面向應(yīng)用型工程人才的培養(yǎng)，專業(yè)理論以“夠用”為度，強(qiáng)化案例教學(xué)，突出實(shí)用性。對(duì)課堂活動(dòng)應(yīng)精心設(shè)計(jì)和組織，課程各章節(jié)以案例導(dǎo)入、問(wèn)題導(dǎo)向，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。講授中采用置疑討論、交流互動(dòng)等啟發(fā)式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、分析討論，避免單純“灌輸型”傳授知識(shí)。對(duì)于重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，精講多練，有助于課堂教學(xué)質(zhì)量的提高。對(duì)于卓越班采用小班授課，更易于師生交流互動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂，強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生分析解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。
教學(xué)中靈活運(yùn)用多媒體課件、實(shí)物教具等輔助教學(xué)手段，可顯著提高課堂教學(xué)效果。對(duì)多媒體課件要精心設(shè)計(jì)，合理選用動(dòng)態(tài)仿真、現(xiàn)場(chǎng)視頻、3D模型等，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，豐富信息量，使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性更高。如講解機(jī)床結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，若采用機(jī)床剖切圖或錄像進(jìn)行教學(xué)的話，學(xué)生難以看清楚機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)，教學(xué)效果不理想。為此課題組基于Pro/E軟件建立了CA6140機(jī)床的3D模型并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，課堂教學(xué)中可演示機(jī)床每個(gè)部件的構(gòu)成、空間位置關(guān)系、傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)等，非常直觀形象，使學(xué)生能深入理解并掌握知識(shí)要點(diǎn)，增強(qiáng)了課程學(xué)習(xí)的趣味性。充分利用多種教具和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，形象直觀，可促使理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。如講解車刀和鉆、擴(kuò)、攻絲、磨削等加工工藝時(shí)，教師將車刀及模型、小型手工電鉆、拋光機(jī)、磨平機(jī)等帶進(jìn)課堂，對(duì)照實(shí)物講解刀具幾何角度、現(xiàn)場(chǎng)在鋁板上進(jìn)行鉆孔、攻絲、對(duì)板件進(jìn)行磨邊、拋光等[3]，并在課間和課后現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行試加工，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)加工工藝的感性認(rèn)識(shí)。
課后除布置思考題和作業(yè)，安排習(xí)題課及作業(yè)講評(píng)，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)外，充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺(tái)開(kāi)辟第二課堂，實(shí)現(xiàn)師生網(wǎng)上交流與互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生挖掘和利用網(wǎng)絡(luò)中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的信息資源，在牢固掌握課程知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生信息收集、辨別及合理利用的意識(shí)，不斷提升學(xué)生的綜合能力。課程設(shè)計(jì)以選擇企業(yè)案例中的典型零件為對(duì)象，增強(qiáng)了課程設(shè)計(jì)的真實(shí)性[4]。設(shè)計(jì)任務(wù)包括繪制零件圖、毛坯圖，編制零件機(jī)械加工工藝卡、工序卡，繪制夾具裝配圖和撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書等，進(jìn)行綜合訓(xùn)練。設(shè)計(jì)手段由二維設(shè)計(jì)逐漸向三維設(shè)計(jì)、裝配過(guò)渡，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐能力。為保證課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，指導(dǎo)教師組成答辯小組，對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行答辯，從圖紙、說(shuō)明書、對(duì)知識(shí)的掌握程度等方面嚴(yán)格把關(guān)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)集中在中國(guó)一拖集團(tuán)有限公司等企業(yè)進(jìn)行，學(xué)校與企業(yè)結(jié)合共同培養(yǎng)機(jī)械類應(yīng)用型人才。為保證實(shí)習(xí)效果，實(shí)施“企業(yè)導(dǎo)師講解+校內(nèi)導(dǎo)師講解+分組討論+教師總結(jié)+撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告”的實(shí)習(xí)模式。企業(yè)導(dǎo)師講解之后，校內(nèi)導(dǎo)師必須將重點(diǎn)問(wèn)題逐個(gè)講解，各分廠實(shí)習(xí)結(jié)束后在非生產(chǎn)區(qū)分組討論，補(bǔ)充完善實(shí)習(xí)日記及實(shí)習(xí)報(bào)告。
二、將課程知識(shí)與實(shí)踐創(chuàng)新相融合
對(duì)機(jī)械類應(yīng)用型人才不僅要強(qiáng)化工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，更要注重對(duì)學(xué)生科技創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[5]。課題組教師積極指導(dǎo)學(xué)生參與科研課題、課外科技活動(dòng)等創(chuàng)新活動(dòng)，組織學(xué)生參加國(guó)家、省市等各大賽事，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。對(duì)于本課程教學(xué)中的難點(diǎn)和學(xué)生不易理解的知識(shí)點(diǎn)，如刀具的幾何角度部分，教師將其問(wèn)題提煉出來(lái)以項(xiàng)目的形式帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)集語(yǔ)音、動(dòng)作、視頻為一體的多功能動(dòng)態(tài)刀具幾何角度演示裝置，獲得了全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)，獲江蘇省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)，并授權(quán)發(fā)明專利。這既解決了教學(xué)難題，又鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。針對(duì)課程中刀具切削溫度的知識(shí)點(diǎn)，教師指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)發(fā)了基于紅外測(cè)溫技術(shù)的刀具溫度測(cè)量裝置等，既鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力，也具有很好的應(yīng)用效果。課題組教師鼓勵(lì)學(xué)生積極申報(bào)各類大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生將課程和生活中的有關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行提煉，并通過(guò)創(chuàng)新項(xiàng)目加以解決。指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技論文寫作和專利申報(bào)，培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)踐表明，對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，能有效地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。兩年來(lái)，充分利用我校的國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心的優(yōu)勢(shì)條件，指導(dǎo)學(xué)生完成了國(guó)家級(jí)、省級(jí)實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目3項(xiàng)，指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文2篇，獲批發(fā)明專利和實(shí)用新型專利3項(xiàng)。指導(dǎo)學(xué)生獲得第四屆、第五屆“浩辰杯”華東區(qū)大學(xué)生CAD應(yīng)用技能競(jìng)賽中獲一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)6項(xiàng)。指導(dǎo)學(xué)生獲省級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)、校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)2項(xiàng)。
三、將教學(xué)改革與資源建設(shè)相結(jié)合
圍繞機(jī)械類應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)要求深入開(kāi)展課程教學(xué)改革，促進(jìn)了課程資源的建設(shè)。課題組根據(jù)機(jī)械類應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求，結(jié)合工程實(shí)際合理安排課程內(nèi)容體系，強(qiáng)化案例教學(xué)，主編出版了機(jī)械類創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)劃教材《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，已在省內(nèi)外多所院校中推廣使用，受到了大家的好評(píng)。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)更加注重學(xué)生工程實(shí)踐能力的提高。我校不但增加了實(shí)踐類課程的學(xué)分比重，也調(diào)整了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，以更多的綜合實(shí)驗(yàn)取代傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，以更多的生產(chǎn)一線實(shí)景教學(xué)取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室模擬教學(xué)。教師積極主持、參與實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)踐活動(dòng)，收到了顯著成效。如指導(dǎo)“夾具拆裝與調(diào)整”實(shí)驗(yàn)時(shí)，選拔一些學(xué)生參加機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)制作項(xiàng)目，充實(shí)實(shí)驗(yàn)室資源建設(shè)。學(xué)生利用課外時(shí)間完成夾具設(shè)計(jì)、工藝制訂、加工裝配等，制作完成機(jī)床夾具實(shí)驗(yàn)裝置2套。在整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中將設(shè)計(jì)（3D建模、裝配、仿真，標(biāo)準(zhǔn)查詢，標(biāo)準(zhǔn)件選型，材料選擇）、繪制工程圖、工藝制訂、機(jī)械加工（車削、銑削、鉆孔、攻絲等）、電火花線切割加工、裝配（含配作加工）全部貫穿起來(lái)，有利于本專業(yè)知識(shí)的融會(huì)貫通，使學(xué)生實(shí)際工程能力得到明顯提升。
