机械零件论文大全11篇

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一直以来中国传统的教育体制，使教师和学生都特别重视书面应试能力而较忽视“实践”这一重要环节。因此，学生普遍认为课程设计只是辅的作业，是机械地套用经验公式，查手册，计算必要的数据，画出图而已。其实，课程设计是将所学理论知识与实践相结合地极好机会，也是培养学生创造性思维能力和想象力等良好素质的必要过程，但由于学生存在上述想法，这两项目标很难达到。

1.2结构设计中的不合理问题

从现场工作的学生反馈信息得知，设计中的结构设计比设计计算更为重要。合理的结构设计，对实际生产会产生严格的影响。由于学生实践经验和感性知识的缺乏，从而，在学习过程中不能运用已有理论知识透彻地分析和理解某种结构的功用，以至在设计图纸中出现不恰当甚至错误的结构。

1.3图纸的规范化问题

图纸是课程设计的最终反映，本应很清晰地表达出全部零件的装配关系、总体轮廓尺寸、各零部件的具体结构。但是在学生的图纸中，却不能完整、确切地表达出上述要求。例如，学生总装图中对轴和孔间的配合尺寸及公差不加标注，对加工表面粗糙度标注不全或不当等多种问题，反映出学生对图纸的规范缺乏全面认识和严谨的科学态度。

1.4设计说明书编写中出现的问题

设计说明书的编写，可以培养学生撰写技术文件的实际能力。它应全面包括课程设计总体方案、设计结果、结构设计依据以及维护、安装等内容，使读者在结合图纸的条件下，从说明书中能够完全了解所设计产品的结构、特性及科学依据。但有些学生却片面地认为，设计说明书的内容只是各零部件有关尺寸及数据的计算过程和结果，而对图纸中零部件结构的设计依据不加任何说明，说明书便成了各类计算题的汇集。

2对改进《机械零件》课程设计的建议

2.1提高学生对课程设计重要性的认识

学生对课程设计的重视程度，直接影响着设计效果。因此，提高学生对设计重要性的认识，应作为搞好设计的首要条件。将本思想贯穿于《零件》课程教学的始终。在基础理论教学中，可列举部分内容在实际生产中应用的反例，来强调设计的重要性。比如，讲授某种传动装置的设计时，可通过分析实际生产中由于某部分结构设计的不合理或错误，甚至由于某一参数选择不当而造成的不良后果，加强学生对设计重要性的认识。加强实践认识。在教学中，可安排适当的课时，带学生去现场参观，针对同一部件不同的结构设计而获得相异的生产效率进行分析，使学生在实践的过程中领悟到设计的重要性。

2.2课程设计与教学内容及实践性环节的有机结合

针对学生实践经验和感性知识贫乏，动手能力差等特点，在教学过程中，应适当减少课堂授课学时而增加见习课时。即在课程标准授课的过程中，根据不同教学内容，安排针对性较强的短期见习，其目的在于为课程设计积累一定的感性素材和设计要素。在见习中，教师对有关设计内容要加以讲解，分析关键及难点，使学生加深对书本知识的理解。例如在“轴”一章授课结束后，可安排一次实训，教师可针对往届学生在设计中存在的问题进行指导，从轴的加工工序至装配工序，针对选材、结构设计、图纸的规范化等实际问题进行分析。把实际中轴的具体结构设计要素;生产中用于加工的图纸应如何正确、全面地反映所设计零部件的结构、尺寸及技术要求总结出来。这样，既解决了课堂上难以理解的实际问题，又培养了学生观察问题、分析问题及独立思考的能力，充分调动了学生的主观能动性和积极性。

2.3做好课程设计的准备工作

课程设计前的准备工作是提高设计质量的必要条件。为此，设计前，指导教师可针对设计课题，做好两项准备工作:①参观有关设计内容。针对设计课题，带领学生参观现场，加强学生对实物的直观认识，在具体感性认识的基础上进行设计，对学生和教师均有“事半功倍”之效果。②突破设计难点。对书本上较难理解的关键和难点内容，进行实地测绘。比如，在设计1台减速器之前，带学生去工厂对减速器进行折装，同时，对其中某些关键或较难的零部件结构进行测绘，是获得具体的设计要素的有效之法。

2.4加强金工实习对课程设计的辅助作用

金工实习是机械专业类学生在学习《零件》课之前对机械的加工原理，生产工序，装配过程及工艺处理方法等进行的一次全面性认识实习。为了使学生在学习《零件》课前对各种机械及零件具备初步的感性认识，在金工实习过程中教师应指导学生有计划、有目的的掌握有关《零件》及其课程设计的基本知识。如可安排学生画出齿轮轮廓示意图，观察齿轮与轴的装配关系及热处理工艺方法，使学生对齿轮及轴等零部件具备初步的感性认识。实习结束后，学生将上述内容及测绘图以实习报告的形式写出出。

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机械加工工艺对零件加工精度的内在因素一般为机械加工系统中的几何精度误差和安装相关机械时的不规范，内在因素的存在对加工零件的精度影响十分显著，且它的特点是不易消除。几何精度中的机床本身的误差是最为重要的影响因素，机床本身如果存在问题，那么在加工后所生产出的零件一定也存在相当大的误差。机械加工工艺对进行零件加工的设备要求很高，设备的好坏直接影响到生产零件精度。零件的加工机械一般是较大型的组合型机械，这种大型机械会满足零件的精度要求。在组合型机械进行工作时，安装机械是必不可少的环节，机械的各个组合部分有很高的契合度，如果在安装的过程中没有将机械组装好，则将引起零件精度不准确。在日常工作的磨损中也会是机械的各组成部分产生细小的缝隙，这也将对零件的精度产生影响。

2受力因素

在机械设备对零件的加工过程中，机械对零件的接触将使零件受到力的作用。例如有些机械加工设备过紧，它对零件产生的挤压也将成为零件所受的一种外力，加压力对零件的作用是不在加工计算范围内的，所以它的影响将直接是零件的大小产生一定的误差。一般的机械的运行都会对所加工的零件有微小的力的作用，这种看似不会影响零件精度的外力作用往往被生产零件的部门所忽视，但事实上这种运行过程中产生的力的作用会随着时间积累慢慢变大，最终产生足以影响生产零件精度的作用。

3热变因素

机械加工工艺对零件精度的热变因素分为三种，即加工工艺中存在的刀具热变、工件热变形、机床本身及其结构热变形。机械加工工艺过程中存在的刀具热变就是在进行零件加工时的必要切割过程，有些零件的尺寸较小而加工它所用的材料的尺寸却较大，这时就需要用专用刀具对材料进行机械切割。要保证所切割出的零件符合标准，在切割过程中就要反复的切割直至所切割出的材料大小正好符合要求的零件尺寸大小。反复切割的过程就是机械摩擦大量产热的过程，产生的热量会使生产出的零件发生变形，进而影响零件的精度。工件热变形的影响主要是针对长度较长的零件来讲的，在机械加工工艺中经常会加工一些对长度有要求的高精度零件，零件在机械打磨的加工工艺中因为长度过长的原因将产生工件表面温度过高的现象，而其内部的温度却还与环境的温度保持一致，这样就引发了工件的内外温差大的情况，内外存在的温差就会使零件造成严重的形变，这种形变就称之为工件热形变。机床本身及其构件的热变形就是主要针对在加工过程中机床和其它构件运行过程中会相互作用，导致机床本身部分或整体的温度升高。机床局部的温度升高会影响机床本身的结构契合度，高温状态下会使机床的一些部分结合紧密而另一些部分则将会产生结构上的细小缝隙，这样就导致了加工的零件会存在精度不准的问题。整体的机床发热问题会影响带机床本身的正常运行，机床运行的速度会因为温度的升高而下降，这就进一步影响到了所加工生产的零件品质。

二解决机械加工工艺对加工精度影响的对策

1严格控制零件制造过程

在机械加工工艺的过程中要想合理的防止几何精度的误差对零件精度产生影响，就要在选择加工机械加工设备上加以注意，一般的几何误差都来源于出厂时的机械加工设备，对所需要的机械加工设备进行严格的检验。在检验的过程中充分了解设备本身存在的误差问题，经过选择淘汰来找到最适合生产高精度零件的机械加工设备。如果对于已经工作的机械加工设备进行改造，就要对其日常工作所生产的零件进行误差的统计，对得出的数据进行系统的分析，将误差的准确值数据输入到机床的工作系统中去，让其自动的对结果进行误差的消除，生产出的零件就不会存在较大的精度误差。

2减少外力对零件的干扰

在机械加工工艺的过程中，设备对零件所产生的力的作用主要就是挤压力与摩擦力，减少外力对零件精度的影响就要从减少这两方面的力入手。日常加工工作的进行前就要对加工设备进行检查，对固定零件部位过紧的设备要进行及时的整修，减少设备对零件产生力的作用。机械加工设备的表面不可避免都会有摩擦作用，例如在一般的零件生产过程中零件与机床的接触过程中都会产生一定的摩擦力，在持续生产的过程中也会增加设备的表面摩擦力。所以在日常的设备检验过程中就要对表面进行定时的打磨，减少零件与设备接触面的摩擦力的作用，进而减少零件加工过程中产生的误差。

3合理控制温度合理控制

机械加工工艺过程的温度对加工的结果具有重大意义，温度是影响加工设备运行的重要因素，过高的温度与过低的温度都将影响设备的正常运行工作。在加工过程中如果运行的速度快引发了温度的增高就要采取冷水降温的解决措施。例如在对零件的打磨工序中，机床上高速旋转的砂轮与零件相互摩擦将产生大量的热，温度过高将使与砂轮接触的零件部分变形，避免零件变形的重要措施就是用冷水进行设备的降温处理。

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1.2机械零件在现代化机械加工中，还会受到各种因素的影响，对刀具有着较大的影响，在加上机械零件材料自身所具有的特性以及振动，不仅会使得刀具受到一定的损害，而且还会造成抛光处理的不完全等较多问题。在机械零件表面出现的缺陷是可以通过肉眼能够识别出来的，尤其针对于纹理缺陷；只是利用肉眼进行一定的观察，但是不能利用数学知识进行一定的计算，这就需要利用计算机对机械加工零件表面纹理缺陷进行一定的检测，从而得出有效的检测方法，对机械零件表面纹理缺陷进行准确合理的分析。

2机械加工零件表面纹理缺陷的检测

2.1由于在对机械零件加工过程中会存在着一定的纹理缺陷，不仅严重影响了机械加工零件的质量，而且还在一定程度上影响了机械加工零件的使用。这就需要对机械加工零件表面纹理缺陷进行一定的检测，从而能够分析出机械加工零件表面出现纹理缺陷的原因，并且针对纹理缺陷的特征做出一定的措施进行解决，不仅保证了机械加工零件的质量，而且还方便了机械加工零件的使用。

2.2在一般的机械加工零件检查过程中需要遵循以下的步骤：首先利用先进的检测设备将机械零件表面加工过程中出现的纹理缺陷准确的检测出来，然后根据检测出来的信息输入到计算机中进行科学合理的处理，最后把计算机处理过的信息利用傅里叶变换处理为频谱图像，能够清晰的分析出机械加工零件表面纹理缺陷。傅里叶变换是一种线性的变换，将各种信号在频域之间进行变换，这种思想是由傅里叶提出，所以以其来命名。

2.3在对机械加工零件表面纹理缺陷实际的检测过程中，主要采用的是摄像机、显微镜等先进设备，然后在与计算机系统进行相机和，通过利用计算机系统对机械加工零件表面纹理缺陷的数据进行一定的收集，再利用傅里叶变换的原理，把收集到的纹理缺陷数据转换成频谱图像。还可以通过频域滤波器对机械加工零件表面纹理缺陷数据进行一定的处理，其最重要的目的就是增强机械加工零件表面纹理图像的清晰度，在利用傅里叶变换转换为空间域图像，并且利用图像分割法，将纹理图像与缺陷纹理进行一定的分离，能够进一步对机械加工零件表面纹理缺陷找到科学合理的检测方法。

3机械加工零件表面纹理缺陷检测的方法

3.1在机械加工零件表面纹理缺陷检测的方法中，最为重要的是对机械加工零件背景纹理图像的辨别，通过利用滤波处理是一种非常有效的方法，在一定程度上增强了纹理图像的清晰度，更加方便对背景纹理图像和缺陷纹理进行区分。在利用图像分割方法进行检测中，需要消除噪声产生的影响。

3.2在机械加工零件表面纹理缺陷实际检测中，首先需要对机械加工零件表面的纹理图像进行一定的提取，然后在进行对纹理图像进行一定的处理。在对机械加工零件表面纹理图像进行提取过程中，通过采用二阶统计度量，同时在对机械加工零件表面纹理缺图像提取中，还要通过计算机系统对纹理图像进行一定的处理，对机械加工零件表面纹理图像数据进行一定的整理，利用傅里叶变换，对纹理图像和纹理缺陷图像进行合理的区分，从而能够使得机械加工零件表面进行良好的纹理缺陷检测。

3.3在利用图像分割对机械加工零件表面纹理缺陷实际检测中，在进行图像处理过程中需要充分认清噪声与纹理缺点的区别，由于噪声点是随机分布的，机械加工零件表面纹理特征也存在着不同的形状。在对机械加工零件表面纹理缺陷检测过程中，利用开运算不仅能够消除一定的噪音，而且还能对纹理缺陷进行一定的处理。通过利用图像分割检测方法，在一定程度上增强了机械加工零件表面纹理缺陷图像的清晰度，并且在有效的条件下还原为空间域图像。还要对关键的细节进行一定的优化处理或者对图像进行一定的重建，在对图像进行重建过程中，将机械加工零件表面纹理缺陷的图像保存下来，通过利用数学工具，对图像的形态进行一定的处理，这种机械加工零件表面纹理缺陷检测方法不仅能够提高检测机械零件纹理缺陷的精确度，而且在一定程度上增强了图像的完整性。

3.4在对机械加工零件表面纹理缺陷实际检测过程中，需要根据机械加工零件表面纹理图像的特点，通过利用共生矩阵，科学合理的计算出平均值，将计算出来的平均值作为纹理特征向量，并且根据图片的在线显示对实际机械加工零件表面纹理缺陷进行一定的检测，然后再利用图像处理卡，进一步保证纹理图像处理机械加工零件表面纹理缺陷数据的稳定和对图像拍摄的精度，最后对机械加工零件表面纹理缺陷的信息进行自动的统计和处理，并且分析出所产生的原因，针对产生的原因提出相应的对策进行科学合理的解决，不仅能够保证机械加工零件的质量，而且还能发挥出机械加工零件表面纹理缺陷检测的作用以及价值。以上就是机械加工零件表面纹理缺陷检测的方法。

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1.1制定加工工艺加工机械之前需要一定准备工作，主要是整理和设计零部件工艺路线，准备好每一道工序所需的工具和材料等，制定完善的机械加工工艺路线需要注意两点：首先，粗加工和精加工不能混淆，必须按照加工工艺的不同，安排合适的热处理时间，并且需要使用合适的加工设备；第二，最好先加工基准面，机械加工分为很多道工序，一般情况下需要优先加工基准面，这样才能保证后续加工孔位置和平面的精准度。

1.2加工工艺流程机械零部件加工工艺流程分为两个部分，即前期加工工艺和后期加工工艺，这两个部分都要在技术监督下严格按照生产流程和工艺标准进行。通过加工原材料得到半成品，加工半成品后得到机械制品，但是除了加工半成品和原材料，还包括加工前的准备、输送与保存原材料、加工零部件毛坯等工序，可以看到，机械制造工作比较复杂。但是随着科学技术水平的提高，很多制造企业已经实现了制造自动化，运用科学的生产管理模式和先进的软件、硬件，实现机械制造的自动化、规范化和标准化，有效的提高了生产质量和生产效率，保证企业在激烈的市场竞争中有立足之地。

2零部件精度影响因素分析下面将从几个方面，分析零部件精度受到的影响因素。

2.1加工工艺影响一般情况下，零部件加工都是使用机床，机床精度就成为了零部件精度的影响因素之一，简单来说，机床控制加工刀具的速度和其他变化，而零部件直接受到加工刀具的作用，表面几何精度受到机床主轴回转误差的直接影响，如果机床存在主轴回转误差或者其他方面的精度问题，都会给零部件尺寸和外形带来较大的误差；再者，如果机床主轴径向、轴向发生轻微震动，也会影响零部件精度，举例来说，单纯的主轴角度摆动会造成零部件的圆柱度误差，而径向圆跳动则会造成圆度误差，但是圆度误差不会造成平面误差。所以，要保证零部件加工精度，要尽量增加机床主轴设计、安装、制造的精度，减少机床运行时的主轴偏差。除了使用刀具加工零部件，还需要使用专业夹具固定零部件，夹具精度也会影响零部件精度。夹具制造、安装都会产生误差，在使用过程中还会产生变形、磨损，这些都是造成夹具误差的因素，但是诸如使用中磨损等因素往往不被人们注意。在加工零部件的过程中，如果发现夹具有偏差，就需要及时采取措施调整，一般情况下可以采用补偿技术来减小误差，保证误差在可接受的范围内；部分机床自带补偿装置，直接使用补偿装置修正夹具误差即可。造成误差的原因是多方面的，矫正误差也并不见得一定准确，我们需要针对不同的情况采取不同的措施。

2.2受力形变影响使用设备加工零部件时，设备会受到一定的外力作用，长此以往，设备材料会发生“疲劳”现象，发生不可逆转的形变，机械加工中，设备会受到重力、切削力等其他多种作用力，导致加工设备变形。现在机械制造企业大多数使用数控机床进行零部件加工，程序步骤、数值都预定好，但是由于加工设备产生形变，预定的数值和实际不相符合，夹具、刀具位置会发生变化，从而导致零部件的尺寸和几何误差，在零部件加工过程中，有几个方面的因素会造成受力形变误差：工件刚度：如果刀具、机床等设备的刚度远比零部件高，加工过程中刀具和机床就会对零部件产生外力造成其形变，影响零部件精度；刀具刚度：如果内型加工刀杆和外圆车刀强度有较大差异，刀杆就会受到外力产生形变，对加工孔精度产生影响。在零部件加工过程中，我们可以采用措施减小误差，例如：增强加工设备刚度，尽量使用抗压、抗拉性能较好的高强度材料等。

2.3残余应力影响在零部件加工过程中会产生残余应力，例如锻造、铸造毛坯以及冷却时，由于毛坯各个组成部分材料不同，因此冷却速度也会有差异，材料伸缩速度差异造成形变。针对这种问题，可以采用包括震动时效和热时效在内的人工时效，什么是热时效？就是将零部件放在加热炉内加热，达到规定温度后和炉子共同冷却以消除应力。

3提高精度的若干措施

3.1误差补偿对于零部件加工过程中，设备的原始误差，我们可以采用误差补偿法，简单来说，就是人工制造一些误差，消除设备本身误差带来的影响以提高零部件精度；抑或制造误差来抵消设备误差。

3.2降低原始误差这是最基本的做法，主要是提高夹具、机床、刀具等设备本身的精度，减小、消除设备应力，尽量让设备和零部件不受外力影响以减小形变。针对不同的影响零部件精度的因素，我们应采取不同的措施。

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在机械设计过程中，主要零件的基本尺寸往往是通过强度计算、刚度计算等确定的。机械的强度设计，必须考虑载荷的情况及所选用的材料。不同的材料在相同的载荷作用下的断裂情况不可能完

全一样，同一材料在不同的载荷作用下的断裂情况不可能相同。因此，进行设计计算时应先确定该零件工作时所承受的载荷和应力的性质，并根据所选用的材料、热处理方式和使用要求，合理选择许用应力和安全系数[1]。

1.载荷和应力

4.许用应力和安全系数

安全系数（或许用应力）的选择，对零件的尺寸有很大影响。若安全系数选得过大，则许用应力过小，将使结构笨重，浪费材料；反之，安全系数选得过小，则许用应力过大，零件将不够安全[3]。

机械零件的设计，在保证机件强度的条件下，材料要耗费最少；尺寸要最小；重量要最轻。因此，在静载荷作用下，用塑性材料制造的机件，其危险断面上的实际应力大小不应超过材料的屈服极限。在变载荷作用下，机件的实际应力不应超过材料的耐久极限。

正确的选择许用应力是很复杂的问题，它与材料、载荷情况、机件形状等有关，任何一个许用应力的选择都决定了材料的消耗量及机件的使用年限，同时改变了机构的形式，所以许用应力及安全系数的正确选择，对于机械设计工程师来讲是最基本的知识，同时是最重要的知识。

参考文献：

[1]杨家军，张卫国.机械设计基础[M].华中科技大学出版社，2002.

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机械零件的技术要求很多， 它有几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等。检测时先从何处着手， 用哪些量具， 采用什么样的先进方法， 是检测中技术性很强的一个问题。为了使产品质量信得过， 避免出现错检、误检和漏检， 对此检测人员应遵守程序，做好各方面工作。

一、 测前准备

1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析， 掌握零件的形体结构。 首先分析主视图， 然后按顺序分析其它视图。 同时要把各视图由哪些表面组成， 如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等， 组成表面的特征， 如孔、槽等， 它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸， 通过看尺寸， 可以了解零件的大小， 看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析， 要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸，要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中，根据公差精度， 表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用， 对于特殊零件， 如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件， 要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准， 是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件， 应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏， 标题栏内标有所用材料零件名称， 通过看标题栏， 掌握零件所用材料规格、牌号和标准， 从中分析材料的工艺性能， 以及对加工质量的影响。工作中， 我曾遇到这样一个问题， 在铣床上加工一批不锈钢支架， 因所选铣刀材料不对， 造成加工表面粗糙度不好， 并且效率较低， 严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后， 选择了合适材料的铣刀， 试用后， 速度又快， 表面粗糙度又好。

2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书， 一定要认真仔细查看。按照加工顺序，对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅， 同时应了解关键工序的装夹方法， 定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工， 从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果， 这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时， 不能使用， 造成了成批产品报废。

3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后， 下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时， 带公差装轴承部位， 应选用卡尺、千分尺、钢板尺等； 如测量带公差的内孔尺寸时， 应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件，用现有的量具不能直接检测， 这就要求检测人员， 根据一定的实践经验、书本理论知识， 用现有的量具进行整改， 或进行一系列检测工具的制作。

二、检测（测量）

1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时， 要选用精度高， 能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。 如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔， 轴类零件以中心孔为基准；测量垂直度应以大面为基准；测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上) 为基准。

2、表面检测。机械零件的破坏， 一般总是从表面层开始的。 产品的性能， 尤其是它的可靠性和耐久性， 在很大程度上取决于零件表面层的质量。 研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律， 以便运用这些规律来控制加工过程， 最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的，如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件， 检测完后， 都要认真作记录， 特别是半成品， 对合格品、返修品、报废产品要分清， 并作上标记， 以免混淆不清。

3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法， 因为直接测量法比较简便， 很直观， 无需繁琐的计算，如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量， 就需用间接测量， 间接测量方法比较麻烦， 有时需用繁琐的函数计算， 计算时要细心， 不能少一个因素，如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂， 尺寸较多的零件时， 测量前应先列一个清单， 对要求的尺寸写在一边， 实际测量的尺寸在另一边， 按照清单一个尺寸一个尺寸的测量， 并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后， 根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否，这样既不会漏掉一个尺寸， 又能保证检测质量。

4、检测形位公差。按国家标准规定有14 种形位公差项目。对于测量形位公差时， 要注意应按国家标准或企业标准执行， 如轴、长方件要测量直线度， 键槽要测量其对称度。

三、测量误差与原因分析

测量过程中， 影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类：随机误差、粗大误差、系统误差。

1、随机误差。在相同条件下， 测量同一量时误差的大小和方向都是变化的， 而且没有变化的规律， 这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形， 测量力的变化， 目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等) ， 还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。

2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意， 比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差，以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值， 应该剔除不用。

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[作者简介]孙芹（1979- ），女，山东威海人，山东英才学院机械学院，讲师，硕士，研究方向为机械制造、数控加工。（山东 济南 250104）

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）29

当今社会机械制造业的发展壮大，得益于日趋激烈的市场竞争。面对机遇与挑战，制造业只有不断吸收机械、电子、信息及现代企业管理等多方面的成果，并应用于产品生命周期的全过程，才能不断推出新品，富有竞争力。集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是使传统制造系统成为信息时代、知识经济时代的先进制造系统的最主要内容。目前，在众多企业中广泛应用的CAD/CAM技术是现代先进的计算机技术成功渗入传统制造业的结果。

为使学生进入企业后，能够熟练掌握一门CAD/CAM软件，尽快适应自己的工作岗位，山东英才学院结合机制专业的自身特点，选择NX（UG）作为CAD/CAM教学软件。通过到兄弟院校走访调研发现，在教学过程中，CAD/CAM单独作为一门课程一般开设在第六学期或第七学期，虽然该课程设置的目的是为了起到连接作用，为后续的毕业设计和学生就业提供好的绘图工具。但作为一门课程，学生学完后，很难做到融会贯通，没有达到预期的教学效果。为了提高学生学习的主动性，让枯燥的机械课程变得简单易懂，提高学生学习的兴趣，增强各门课程之间的联系。在机制本科的教学过程中，尝试运用NX的CAD/CAM一体化功能来辅助教学，实践表明，这对学生理解和掌握专业课程有很大的帮助。

一、NX软件在“机械制图”课程中的应用——NX 三维造型模块

“机械制图”是工科重要的主干专业技术基础课程，在机械工程科学人才培养体系中占有重要地位。该课程以形体构造和图形表达为核心，以形象思维为主线，培养学生空间想象能力、形象思维能力、图形表达能力和创新构形能力等工程科学的基本素质，并为进一步学习机械设计类、机械制造类和工程实践类后续课程提供必备的制图基础知识与基本技能。

在制图的教学过程中，仍以讲授为主，部分教学环节借助模型和挂图等辅助工具，学生往往是被动学习，建立空间思维相对困难，学生普遍反映课程太难学，从而对课程产生了厌倦，降低了学习积极性。到了高年级，进入专业课程学习、课程设计和毕业设计阶段，学生反而不会画图了。毕业后，进入社会，就业将更加困难。因此，尝试将NX软件引入“机械制图”课程教学环节。建立机械制图虚拟模型库，让学生有整体的概念，通过旋转、剖切三维图形，可以对三维模型进行动态仿真，让学生理解模型各个方向的形状，增加图形的直观性，搭建投影和三维实体之间的桥梁，这样再来学习制图的投影原理及其他表达方式，将变得非常轻松。同时，NX为参数化建模，方便对模型进行修改，可以根据教学大纲的变化，及时修改模型。可将模型库上传到网络课程中，学生自主学习，大大提高了学生学习兴趣，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。

二、在“数控机床编程”课程中的应用——NX加工模块

“数控机床编程”课程是机械制造本科专业重要的专业课程。大部分院校数控机床编程主要以手工编程为主，讲授数控车床编程和数控铣床（加工中心）编程。为了提高学生的学习兴趣，手工编程的内容也会借助NX软件，讲授自动编程应如何实现。如在车削的教学过程中，相应会讲解轴类零件、螺纹类零件、综合实例等自动编程过程，通过手工程序和自动生成程序的对比，学生对编程有更深刻的理解，更喜欢数控编程课程，为机床实训打下基础。

手工编程虽然有不少优点，如方便快捷，可以省略很多走空刀的地方，能最大地优化加工路径等。但手工编程无法编制复杂工件，如非常规曲面的程序编制，同时手工编程对编程人员有较高的要求，一个点计算错误，将会造成严重的后果。当手工编程无法完成或是编程比较困难的零件，可以通过自动编程完成，NX软件有强大的数控加工CAM模块，包括平面铣削、型腔铣削和深度铣削、固定轴曲面轮廓铣削、多轴铣削和孔加工等，基本可以加工任意复杂的曲面。NX数控加工的一般流程为零件3D建模—指定工艺方案—进入CAM环境—创建程序节点、创建刀具节点、创建几何节点、创建加工方法节点—设定参数—生成刀轨并验证—机床后置处理—数控程序（NC代码）。

三、在“机械设计基础”课程中的应用——NX仿真、装配和工程图模块

“机械设计基础”课程主要包括机械原理和机械零件设计两部分，以机械原理部分学习过程中的四连杆机构为例，在学习四连杆机构时，如果仅仅通过理论讲解，学生对四连杆的运动特性理解的不够充分，可以利用NX运动仿真模块，首先通过三维建模，虚拟装配，设定连杆，设定驱动，完成平面四连杆机构的三维动画运动仿模拟。

机械设计基础课程学完后，要进行课程设计。以减速器课程设计为例，学生要完成减速器装配图及零件图的绘制。给定参数后，如果学生凭空想象，采用二维软件即使完成了减速器的装配图，并拆画零件图，也不知道所绘制的减速器各零件间是否会产生干涉，能否保证加工后的零件能够安装。因此，可以利用NX的装配模块，将所设计的减速器零部件进行装配，通过仿真建模，查看各个零部件之间是否存在干涉，为后续加工的零件的顺利装配打下基础。并且，NX软件可以将三维模型转换为二维工程图形。如果零部件模型尺寸进行了修改，装配图形也会自动做相应的修改。

四、在本科毕业（论文）设计中的应用——NX 综合运用

毕业（论文）设计是每个本科生毕业前要完成的最重要的一项任务。机械设计制造及其自动化专业的本科毕业生主要从事的工作岗位为：数控机床操作岗位（数控车床、数控铣床、数控线切割机床的机床操作工），数控工艺技术岗位（数控加工工艺设计师、数控工艺文件管理员、数控程序编写技术员、电脑绘图员等），普通机电设备设计师助理等技术工作岗位，这些岗位的共同特点是动起手来能干活，拿起电脑可设计。因此，毕业设计对他们来说尤其重要，毕业论好了，进入企业后，就能更快适应工作岗位。

在教学过程中，为实现应用型本科的人才培养目标，减少理论型、研究型论文，要求毕业论文题目需“来自企业”，即学生的毕业论文内容既要包含设计又要包含制造，而且学生必须在数控机床上至少加工出毕业论文中的一个中等复杂的零件，若能借助NX软件，自动生成数控加工程序，并对刀路和程序进行优化，会起到事半功倍的效果。通过毕业设计，让学生掌握机械零件从设计到制造的全过程，为工作后以最短的时间适应企业要求奠定基础。

五、在机制专业各种大赛中的应用――NX 提升

虽然将NX软件融入多门专业课程的教学过程，使学生学习积极性大大提高了，教学效果明显，但由于课时的限制， NX软件强大的功能模块，教学过程不可能面面俱到，很多模块不能深入讲解，一般是按照一定的讲课模式完成教学任务。

教学过程中理论讲解的思路和方法肯定与实际工作有一定的差距。针对学生的不同要求，鼓励学生参加竞赛来提高自己的能力。主要组织学生参加山东省数控大赛、山东省机电产品设计大赛和全国3D大赛等。在每项技能竞赛中，都要求学生完成真实的产品，大赛的环境更接近于真实的工作环境，通过参加不同类型的大赛，学生会对NX软件更加的熟悉，对自己感兴趣的模块有更深刻的了解。同时，大赛能拓宽学生的视野，提高团队合作精神，提升自身的设计、制造和创新能力，拓宽将来的就业范围，提高了就业机会。教师通过指导大赛，与学生进行沟通，更了解学生的想法。通过参加大赛，与其他院校进行交流，相互借鉴，获得更多的信息，把握更新的教学理念，并不断渗透到自己的教学过程中，使教学更贴近实际，使本来枯燥的课堂变得更加生动。技能大赛可以让学生认识到学习中的不足，明确自己的学习方向。

把NX（UG）软件应用于机制本科“机械制图”“数控机床编程”“机械设计基础”等课程中，使学生感觉枯燥、难懂专业课程变得生动、易懂、易学，学生自主学习能力得到了提升，学习积极性得到了提高，同时，在本科毕业（论文）设计和各种大赛中，充分合理地选用NX软件的相应模块，满足了不同层次、不同要求的学习需求，教师更容易了解学生，可使教学更能满足学生的需求，更能贴近社会实践的要求。学生上学期间打下的坚实基础，也为今后的就业奠定了坚实的基础。

[参考文献]

[1]程德蓉，何玉林，李彩霞.基于CBR的“CAD/CAM技术-UG”课程的教学改革[J].教育与职业，2011（6）.

[2]焦丽丽.UG软件用于机械专业课程的教学改革[J].装备制造技术，2008（12）.

[3]严潮红，夏建生，王旭华，等.基于UG NX的工程本科应用型人才培养[J].盐城工学院学报：社会科学版，2010（3）.

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1.引言轧辊磨床是现代工业生产中不可缺少的一种重要生产设备，轧辊主要用于冶金、造纸等行业，它的磨削机理具有一般大型外圆磨床特点，但又不同于一般的外圆磨床的运动复杂得多，除砂轮与工件（轧辊）作相对回转运动（主运动）外，还要求砂轮、工件二者作相对纵向运动的同时，作一定的径向相对位移，而且这个径向位移是不同于磨削锥度的复合运动。因此，它的传动机构比较复杂，机床工作精度要求也较高。

轧辊磨削精度和表面质量除了依靠精良的轧辊磨床工作精度之外，主要还取决于对特定的加工轧辊选用与之相匹配的砂轮、冷却液和磨削工艺参数。

2.磨削加工基础知识及工艺

2.1 磨削加工的基础知识 近几年来，磨床加工有很大的发展，已广泛地应用于机械加工行业，磨削的机械零件有很高的精度和很细的表面粗糙度。论文参考。随着机制造的精度提高，一个国家的磨削工艺水平，往往地反映了国家机械制造的水平。磨床除能磨削外圆，内圆，平面、成型面外，还能磨削螺纹、齿轮、刀具、模具等复杂零件表面加工。

磨床—磨床在磨削工件时，按加工要求不同，工作台纵向运动的速度必须可以调整，能实现无极变速，并在换向时有一定的精度要求，磨床要具备这些条件，磨床的纵向往复运动采用了液压传动，液压传动在磨床的工作台驱动及横向快速进退等方面已广泛应用。

液压传动工作原理—在机床上为改善液压传动的性能，以满足生产加工中的各种要求，磨床工作的液压传动系统是由以下四部分组成：

执行部分—液压机（液压缸、液压马达）在压力油的推动下，作直线运动或回转运动，即将液体的压力能转换为机械能。

控制部分—压力控制阀，流量控制阀，方向控制阀等，用以控制液压传动系统所需要的力速度方向和工作性能的要求。

辅助部分—油箱滤油器，油管和油管接头等。其作用是创造必要的条件以保证液压系统正常工作。机床的液压传动系统能实现工作台的自动往复运动，砂轮架快速进退运动，砂轮架周期进给，尾架套筒的缩回，车轨以及其它一些动作。

2.2 磨削加工及先进的工艺方法 为了适应各类零件的磨削，磨床和砂轮的品种，性能也有了进一步的发展，在基本型谱的基础上，又生产出，精密型，高精度型，半自动型及数控型等10个系列，各类磨床的精度适应性和专门化程度均有很大提高，如适于模具制造的坐标磨应酬具有加工精度高使用寿命长等特点，近20年来，在我国超硬磨料，如人造金刚石，立方氮化硼等，已广泛地应用于各种高硬度材料的磨削。

要求精度高的机械零件的加工方法一般分为粗磨—半精磨—精磨—精密磨—超精磨五个阶段。磨削加工一般是属于零件的后道工序，即零件的精加工。困此零件的尺寸精度和相关面的位置精度以及有关表示的形状精度和表示粗糙度，都要在磨削中得到最后控制和保证，所以必须仔细分析和研究零件图及技术要求，根据对零件图的分析研究，就可以初步确定零件的加工顺序和所采用的加工方法。例如：尺寸精度IT6级，表示粗糙度为Ra0.8—0.1um时一般只需要经过粗磨，精磨或粗磨，精磨或粗磨。精磨和精密磨削，尺寸精度在IT6—IT5表示粗糙度为0.1um～Ra0.5um时，一般要经过粗磨，半精磨，精磨，高精度磨削加工。磨削加工所用的机床除特殊机床外，一般采作通用工艺装备，以降低生产成本取得良好的经济效果，成批大量生产时，可以根据零件的加工精度和技术要求，尽量采用专用夹具，专用量具，以满足高生产率的要求，砂轮的选择也应可能按照不同工序的不同要求考虑，磨料，粒度，硬度，尺寸等这样人但能保证工件的加工精度，同时对提高生产率也有利。

大批量的机械零件生产中，零件的产生相当稳定并广泛采用专用机床的自动生产线，生产率极高，整个生产过程按一事实上节拍自动循环，操作工人只是在自动生产线的一端装上毛坯，在另一端卸成品，并监视自动线的正常运转，就可以了，我国已在汽车，拖拉机，轴承等生产中建立了许多自动线，现在的机械制造基本特征是：多品种，中、小批生产占主导地位，工厂生产的产品经常地更换，以适应市场的竞争，目前除采用先进高效，高速磨削，强力磨削外，还逐步采用先进的自动或半自动磨削，数控磨削，适应控制磨削，和成组工艺等新技术，达到较高的生产率和设备负荷率。

3．磨削温度对磨削效果的影响 大量的磨削热将会软化工件表面，使其塑性增加，有利于磨屑的形成。但对被磨工件表面质量、磨削效果和机床等也有不利的影响。

对工件的影响主要表现在工件表面质量和加工精度两方面。

磨削的高温会使工件表面层金相组织发生变化。当磨削温度未超过工件的相变温度时，工件表面层的变化主要决定于金属塑性变形所产生的强化和因磨削热作用所产生的恢复这两个过程的综合作用，磨削温度可以促使工件表面层冷作硬化的恢复；如果磨削温度超过了工件金属的相变临界温度，则在金属塑性变形的同时，还可能产生金属组织的相变。

4．怎样提高轧辊磨床磨削精度4.1磨床的检修4.1.1床身导轨的检测与修刮

床身V形导轨经检修后应达到以下精度要求：垂直平面内直线度≤0.01mm/m；水平面内直线度≤0.01mm/m；对拖板座导轨的垂直度≤0.02mm/250m；接触点要求12～14点/25mm×25mm。

床身平面导轨经检修后应达到以下精度要求：对V形导轨的平行度≤0.02mm/m；垂直平面内直线度≤0.01mm/m；接触点要求12～14点/25mm×25mm。

4.1.2 拖板座导轨的检测与修刮

拖板座V形导轨经检修后应达到以下精度要求：垂直平面内直线度在全部长度上≤0.01mm；接触点要求10～12点/25mm×25mm。

拖板座平面导轨经检修后应达到以下精度要求：对V形导轨的平行度≤0.02mm/m；接触点要求10～12点/25mm×25mm。

4.1.3 砂轮主轴与轴瓦间的间隙调整及检测

动压轴承：在砂轮主轴轴颈上涂色，与轴瓦转研，用刮刀刮研轴瓦表面，使接触点要求达到12～14点/25mm×25mm，然后进行安装调整，将砂轮主轴与轴瓦的间隙调整到0.0025～0.005mm，这样可避免磨削中工件产生棱圆。

静压轴承：检查前后轴承油腔压力是否正常。

4.2砂轮的修整 一般情况下，用只经过金刚笔修整的砂轮在普通磨床上只能磨出Ra0.4～0.8µm的表面粗糙度。为使磨削表面达到Ra0.02～0.04µm的粗糙度要求，就必须对砂轮进行精修和细修两次修整。修整方法可采用以下两种方法之一。

4.2.1用金刚笔精修、再用油石细修

砂轮粒度一般选用46＃～80＃。首先用锋利的单颗粒金刚石笔以微小而均匀的进给量对砂轮进行精修，以在砂轮磨粒上修整出较多的等高微刃。精修时，砂轮修整器的安装应正确合理(见图2)，每次进给量应控制在5µm，纵向进给速度建议选用最低速度。在精修过程中，应注意修整发出声音的变化。论文参考。若发出均匀的沙沙声，说明修整状况正常；若发出的声音忽高忽低或渐高渐低，甚至发出不正常的嘟嘟声，则应立即检查工作台是否出现爬行，冷却是否充分，金刚笔是否锋利等，然后进行适当调整。经金刚笔精修后，再用油石(或砂条)进行细修，以在砂轮磨粒上修整出更多的等高微刃。油石需在平面磨床上磨平。细修时，油石必须与砂轮圆周表面平行，油石与砂轮轻微接触，缓慢地纵向移动2～3次即可。

4.2.2用金刚笔精修、再用精车后的砂轮细修

用金刚笔精修后，先用磨削长度与工件基本一致的芯轴进行锥度调整，然后用精车后的砂轮进行细修。

细修用砂轮可采用TL60＃K～L，直径约100mm。精车砂轮时，将砂轮安装在卡盘上，将卡盘夹紧在一根自动定心的芯轴上，然后顶在精密车床的两个顶尖上进行粗、精车外圆，使砂轮外圆无偏摆。然后将精车后的砂轮顶在磨床的两顶尖上即可对磨削用砂轮进行细修。

细修时，头架带动修整用砂轮转动，选用低转速(约80～100r/min)、小进给量(往复一次约2µm)，工作台往复速度应低于0.3m/min。需作多次往复修整。修整用砂轮与被修整砂轮的旋转方向应相同，即接触点两者的线速度方向相反。冷却液应充分，以冲走浮砂，防止磨削时砂轮上残留的浮砂拉毛工件表面。

5.结论

以上是对轧辊的磨削方法和加工工艺进行了总结。论文参考。这几种方法的采用有助于高精度的轧辊磨削。以上的工艺方法在实际加工过程中应用比较广泛。轧辊磨床在磨削超精磨削时，选用较好的进给量可以保证磨削精度，表面粗糙度要求选用经验磨削用量一般横向进给一般取5微米左右，纵向磨削用量选用0.3—0.5米/分。在精磨轧辊时机床应开空车30分钟，待机床热平衡稳定和液压油排静空气后，再进行磨削加工大量的磨削热将会软化工件表面，使其弹性增加，有利于磨削的形成，但对轧辊表面质量，磨料和机床有不利于的影响，影响机床的精度，对于精度高的轧辊，在无进给光磨时可以采取一边磨削一边使轧辊慢速范围内不断变换转速，以减少或打乱机床各种频率的振动对磨削圆度和磨削波纹的影响，提高轧辊磨削质量由于采用了上述的许多新技术和新设计，使现代轧辊磨床能够基本满足轧钢技术的发展需要。

参考文献

[1]吴宗泽.机械加工实用手册（第二版）.北京：化学工业出版社，2003.

[2]刘超.高速切削磨削技术.机械工程师2005.

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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0183-01

1 成果为本教学理念简介

成果为本的教学理念（outcome-based education，简称OBE）是20世纪90年代开始兴起的一种教育模式，代表人物是斯派蒂（B.Spady），他提出：“基于结果的教育明确地意味着关注和组织教育系统中的每件事物，围绕着一个根本的目标让所有的学生在完成他们的学习经历后都能获得成功，这意味着首先要对教育结果有一个清晰的了解，然后据此组织课程、指导课程及评估以保证这一学习成果最终能发生。”该教育理念最早在美国、英国、澳大利亚、新西兰等地实施并取得了较好的反馈。近年来香港教育资助委员会也在香港的高等院校改革中逐步推行了这种教学理念，其中香港理工大学早在2004年初已开始将成果为本教学纳入该校的课程中，在教学及评估方面取得了显著的成绩。

成果为本教学的四大基本元素分别是确定理想的学习成果、设计配合学习成果的课程教学及评核、搜集成果达标的数据、利用成果评估数据改善课程，成果为本教学的的两个重点为教学质量的提高与教学质量的保证。该理念侧重于教学成果多于教学内容，在订立课程目标、教学方法设计、课程考核方式等每一个环节中都以教学成果为重心。

2 成果为本教学理念在零件数控加工与工艺课程中的应用

零件数控加工与工艺课程是机械制造与自动化专业与数控技术专业的一门核心课课程将数控机床、数控加工工艺和数控编程等知识通过具体学习任务有机的结合起来，主要培养学生数控加工机床操作能力和机械零件数控加工工艺方案制定的能力，这也是本专业学生在工作岗位上需要的核心能力，对应工作岗位主要为数控设备的操作人员、数控工艺及程序员。

（1）首先要设计课程的学习目标或成果。学习成果包括学生通过教学过程所应该知道理解的（know/understand）；学生应该能做的（able to do）；学生应该具备的[素质]（be like），实际上就是我们常说的知识、技能和素质（思想），成果应与就业岗位相适应基于数控设备的操作人员、数控工艺及程序员岗位工作任务的分析，可以初步将课程目标描述为以下几点：使学生掌握数控削加工方法，了解金属材料的切削加工性能，熟悉机械零件数控加工设备的操作规程和操作方法，掌握数控刀具的选择方法，掌握零件的数控车削和数控铣削加工方法与程序编制，熟悉常用测量工具的使用方法，了解数控机床的基本结构组成，培养学生安全操作数控机床、维护保养数控机床的职业素质，团队协同工作的职业精神，一丝不苟的职业品格。

基于上述要求把加工轴套配合类零件当作数控车削加工的最终成果，成果特点对学生的要求：像真正的数控操作员一样 加工出该配合类零件。满足了职业性的要求（态度）；零件待加工表面：内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹面、球面、端面、倒角……加工表面丰富，满足了知识的要求；零件的加工要求：尺寸精度、配合精度、表面粗糙度……加工要求高，加工难度大，满足了技能的要求。可是该成果真想加工起来难度还是很大的，别说刚开始上专业课的学生，就是工厂的师傅也需要仔细阅读零件图、认真进行工艺分析，所以这是数控车削部分的最终成果，想要获得这个成果或者说想要会加工这组零件，需要先会加工其余四组零件，分别是带外圆柱面与圆锥面的零件（阶梯轴）；带圆弧面的轴类零件；带螺纹的零件；孔类零件。而想要加工以上四组零件，则需要先会操作数控车床，所以数控车削部分就设计6个成果，成果排序是基础到高端、由简单到复杂，成果设计时遵循了适用性、实用性、代表性、趣味性的原则。

设计教学成果应注意：学习成果的表述往往是知识和能力的结合，知识为基本，为能力服务，不能单独停留到知识上，做到这点才能获得成果为本的精髓；成果并不是学习目标简单的罗列，成果应有具体的形式；成果应与就业岗位相适应。

（2）其次要设计配合学习成果的课程、教学及评核，通过配合来保证达到成果。设计主要的学习与教学活动，包括利用哪些资源、通过哪些活动来实现预期的教学成果，并且要对每项课程活动进行简要的解释，再次要针对每项教学成果设计匹配的评估方式，比如测验、论文、案例报告、考试等，以保证每项预期的教学成果能够获得标准的评估，由此可见成果为本的教学理念实现了教与学的统一、教学目标与教学过程的统一、教学目标与教学效果评估考核的统一，这三个统一使得该理念主导下的教学方法比传统的教学方法在教学目标设置、教学活动设计和教学质量评估方面的信息更透明、更公平合理，也更容易被学生所接受。教师在教学中的随意性、课程考核评价的主观性也会随之下降。

（3）最后搜集及运用学习成果评估数据以改善课程。

无论是哪一种教学方法，我们运用的目的都是与预期的成果配合，或者说从而达到预期成果，这个先后顺序是不可以变更的都应该是设计教学成果，而后做的一切工作都是为了实现成果。所以说在成果教学法中，确定理想的教学成果是最重要的内容是最先开始的工作，我们在完成一个学习任务后，要及时评核学习成果，并整理保存数据，在进行完一个工作循环后，根据我们搜集整理出来的学习成果评估数据用以改善我们的课程，需要什么改善方案以提升课程的效果？如何推行？学生能够达到课程中哪些学习成果？哪些需要改善？这些都是一轮教学任务完成后我们应该的思考。

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1 前言

我们知道，机械零件具有各种不同的功能要求，公差原则就是基于零件功能要求来确定的，要根据不同的功能要求来采取不同的公差原则，以保证机械产品质量，这对于生产正常运行、提高劳动效率、提高经济效益都具有举足轻重的现实意义。。下面，本文就对《公差原则》的应用进行相关分析。

2 独立原则

独立原则是指图样上给定的各个尺寸、形状和位置要求都是各自独立、彼此无关的，分别满足各自的要求。独立原则是尺寸公差和形位公差互相关系遵循的基本原则，采用独立原则时，无需标注任何符号。

图1为独立原则的应用示例，图示光轴的轴径实际尺寸应该在15~14.973mm之间，其间的任何尺寸均为合格，而轴线的直线度误差均不允许大于0.015mm。

在图2中，套筒孔径的实际尺寸受所控制，轴线与端面A的垂直度误差受0.04mm控制。可见，在图1和图2中，形位公差和尺寸公差彼此无关，各自独立。

3 相关要求

相关要求是指图样上给定的尺寸公差与形位公差相互有关的设计要求，相关要求主要有包容要求、最大实体要求以及最小实体要求。有配合或装配性质要求时，需要尺寸公差补偿给形位公差，但有时后者反过来补偿给尺寸公差（可逆要求）。

3.1 包容要求(ER)

包容要求表示在给定的长度上被测实际要素处处不得超越最大实体边界的一种要求。包容要求只适用于单一尺寸要素的尺寸公差与形位公差之间的关系。采用包容要求的尺寸要素，在其尺寸极限偏差或公差代号后要加注符号E，其体外作用尺寸不得超出最大实体尺寸，且其局部实际尺寸不得超出最小实体尺寸（此即泰勒原则）。

图3(a)中，轴后加注符号E表示遵守包容要求；在图3(b)中，当轴局部实际尺寸处处均为最大实体尺寸时，不允许圆柱的轴线有形状误差，而应该具有理想形状；在图3(c)中，被测要素偏离最大实体尺寸，其直径等于，则允许轴线有形状误差；在图3(d)中，当轴尺寸处于最小实体尺寸14.982mm时，允许轴线的直线度误差值为0.018mm。

3.2 最大实体要求(MMR)

最大实体要求是被测要素的轮廓处处不超越最大实体实效边界的一种要求。当实际尺寸偏离最大实体尺寸时，允许其中心要素的形位误差值超出其给出的公差值，此时应在图样上标注符号M；当其中心要素的形位误差小于给出的形位公差，又允许其实际尺寸超出最大实体尺寸时，可将可逆要求应用于最大实体要求。此时应在其形位公差框格中最大实体要求的符号M后面标注符号R。采用最大实体要求时，形位公差的补偿值取决于实际尺寸对其最大实体尺寸的偏离程度。因此，即便是规格相同的一批零件，各个零件上相对应的要素所能得到的形位公差补偿值也可能是各不相同的。

图4中，轴线直线度公差0.1mm是在轴的尺寸为最大实体尺寸20mm时给定的。当轴的实际尺寸等于最大实体尺寸20mm时，其轴线直线度误差不能超过0.1mm，如图4(b)所示。当轴的实际尺寸偏离最大实体尺寸20mm时，允许其轴线的直线度误差增大，轴的实际尺寸偏离其最大实体尺寸多少就允许其轴线的直线度误差增大多少。。例如，当轴的实际尺寸为da=19.985时，则允许其轴线的直线度误差增大到0.1+(20-19.97)，即0.13mm；轴的实际尺寸等于最小实体尺寸时，其轴线的直线度误差的增大值达到最大，0.1+(20-19.7)，即0.4mm。

3.3 最小实体要求(LMR）

最小实体要求是指被测要素的实际轮廓应该遵守其最小实体实效边界，当其实际尺寸偏离最小实体尺寸时，允许其形位误差值超出最小实体状态下给出的公差值的一种要求。此时应用符号L在图样上形位公差值之后注出，最小实体要求适用于中心要素，主要用于需保证零件的强度和壁厚的场合。当其中心要素的形位误差小于给出的形位公差，又允许其实际尺寸超出最小实体尺寸时，可将可逆要求应用于最小实体要求。此时应同时在其形位公差框格中最小实体要求的符号L后标注符号R。

在图5(a)中，孔的中心线对基准的位置度公差采用最小实体要求。图5(b)所示中孔处于最小实体状态时，其中心线对基准A的位置度公差为0.4mm。当孔的实际尺寸为时，允许其中心线的位置度误差增大到0.4+（8.25-8.15），即0.5mm。被测要素处于最大实体尺寸时，其中心线的位置度误差的增大值达到最大0.4+（8.25-8.0），即0.65mm。。

4 结语

不同的公差原则满足不同的功能要求，在具体的设计应用中，选取哪一种公差原则要视具体情况来定，正确的选用相应的公差原则对于提高产品质量、降低成本，意义重大。因此，作为设计者必须要深刻理解不同公差原则的含义并能够运用灵活，以取得最佳工艺性及经济效益。

参考文献：

[1] 余甦.几种公差原则的特点和应用[J] 机械工业标准化与质量,2009(09)

[2] 赵耐丽.浅析公差原则的应用[J].科教文汇(中旬刊),2008(09)

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关键词：机械设计；CAD技术

1CAD技术的发展

CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。

产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。

以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。

2三维CAD技术在机械设计中的优点

通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:

2.1零件设计更加方便

使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。

2.2装配零件更加直观

在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。

2.3缩短了机械设计周期

采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。

2.4提高机械产品的技术含量和质量

由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。

3CAD技术在机械设计中的应用

3.1零件与装配图的实体生成

3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。

对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。

3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。

3.2模具CAD/CAM的集成制造

随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。

一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。

3.3机械CAE软件的应用

机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。

4CAD前沿技术与发展趋势

4.1图形交互技术

CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。

4.2智能CAD技术

CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

4.3虚拟现实技术

虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。

参考文献

[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.

[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.