時間：2022-11-28 07:35:08
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械加工技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：雙軸加速度傳感器，ADXL210E，三維鼠標
一、引言
ADXL210E是美國模擬器件公司生產的含有用多晶硅表面微機械加工技術制作的傳感器的兩坐標軸加速度計單片集成電路。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E是一種低成本，低功耗，完整2軸加速度傳感器，該電路可以測量諸如振動這樣的動態加速度和重力之類的靜態加速度，測量范圍為±10g。ADXL210E的占空因數輸出在沒有A/D轉換器或膠著邏輯（Gluelogic）的情況下，可通過微處理器直接測量。論文寫作，ADXL210E。事實上，器件的占空因數（即脈沖寬度與周期之比值）正比于加速度。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E常用于兩軸傾斜傳感器、信息家電、報警和移動探測器及汽車安全等領域。
其性能特點如下：
（1）利用3V～5.25V的單電源工作，電源電流低于0.6mA；
（2）集成了兩坐標軸采用多晶硅精細機械加工技術制作的傳感器；
（3）經占空因數輸出端可直接與低成本的微控制器接口；
（4）加速度計的帶寬可由引腳XFILT和引腳YFILT上的電容器（CX、CY）設定；（5）滿度測量范圍為±10g，在60Hz下的分辨力是2mg；
（6）占空因數周期T2由引腳2上的電阻器RSET設定（T2=RXET（Ω）/125MΩ）。（7）有專門設計的數字輸出，通過占空因數濾波或者利用引腳XFILT與引腳YFILT輸出，也可提供模擬輸出。
二、基本結構與原理
ADXL210E采用尺寸為5mm×5mm×2mm的8引腳LCC型封裝，引腳排列如圖1所示。各個引腳的功能見表1。
圖1 ADXL210E引腳排列圖
表1 ADXL210E的引腳功能
【關鍵詞】失效零件；再制造；機械加工
在21世紀人們最關心的話題莫過于保護地球，保護環境，確保社會經濟的可持續發展。具有節能環保特色的再制造工程可使廢棄資源中還僅存的價值得到最大限度的利用，從而有效的緩解了資源浪費問題，降低廢棄產品對環境的破壞，是處理廢棄機電產品的有效方法。將那些退役的機械設備進行拆解后，有許多零件因各種因素的影響失去了原有的尺寸及性能，導致其不能再次正常使用。而采用先進的再制造加工技術對那些失去性能的零部件進行有效的再制造，能很好的降低原材料及新備件的損耗，減低了成本的投入，關鍵時刻還能解決缺乏從國外進口一些必要備件的問題。
1 簡述再制造加工
所謂的再制造加工指的就是在幾何尺寸以及性能方面對廢棄失效的零部件進行恢復和升級的過程。一般情況下，其分為兩種方法，機械加工方法和表面工程技術方法。實際上很多失去功效的金屬零件都可以采取再制造加工工藝恢復其原有的性能。此外，通過表面工程技術的處理，還可以使這些被處理過的零件性能達到甚至超過新零件的性能。比如：對曲軸進行修復可采取離子熱噴技術，由于軸頸耐磨性能得到了提高，因此使得其使用壽命可以超過新軸的壽命；對發動機閥門采取等離子堆修復技術，修復后的使用壽命可達到新品的2倍以上。
2 我國再制造技術的發展現狀
自1999年6月，在西安首度發表了“表面工程與再制造技術”的學術論文，國內就提出了“再制造”的概念，距今已有13年了。目前情況下，我國高度重視再制造產業，相關的鼓勵政策不斷出臺，穩步進行再制造示范工作，使得我國的再制造產業在理論與技術等方面取得顯著成果。高等院校以及企業對再制造技術的理論及實際技術進行了不斷的深入探討，這就更加促進了再制造技術的發展。
3 滿足再制造加工所必須的條件
不是所有的失效廢棄零件拆除后都可以進行再制造技工恢復的，其實需要滿足一定條件才能進行再制造的。主要表現在以下幾個方面：
（1）時代在發展，對環境保護的重視程度越來越重，因此那些失去效力的零件本身就必須符合環保要求，對于那些在環保中就禁止使用的有害物質是絕對不允許再次使用的。因此對于那些在原加工過程中允許使用而在再制造中就可能出現的不允許使用的物質的零件就不允許使用再制造技術。對失效零件進行再制造則需要涉及到多種學科的基礎理論，例如：金屬材料學、電化學、摩擦學以及焊接學等等，其加工制造技術的專業性非常強，不可能存在一種萬能的技術。
（2）再制造所需的成本必須明顯低于制造新部件的成本才能使用該技術。進行再制造加工的主要是那些價值較高的核心部件，而對于低值易耗部件一般采取直接更換的方法，而如果出現即使再加工也無法得到該零件的情況時，這時也需要使用再加工來完成對整體的再造。
（3）必須確保對零件進行再制造后的使用壽命能再維持最少一個生命周期，方可進行再制造加工工藝，這樣再制造出的產品性能才能保障不低于新品的要求。
（4）必須對將要進行再制造的零件與原件在配合精度、表面粗糙度、硬度及強度剛度等方面進行技術探討。
4 再制造加工方法的分類與選擇
常用的加工方法如圖所示：
在選擇工藝時要考慮一下幾點：（1）工藝對材質的適應性；（2）恢復覆層可修補的厚度；（3）結合的強度；（4）恢復層的耐磨性；（5）對疲勞強度的影響；（6）環保性。
5 機械加工恢復法
5.1 再制造修理尺寸法
對失效件進行再制造后其尺寸達到原設計尺寸的要求，這種方法稱之為標準尺寸再制造恢復法。通常利用表面工程處理技術就可以實現。對于原來的設計尺寸不要可以考慮，直接采取切削加工或者別的方法從形狀、位置、表面粗糙度和其他技術方面進行恢復使其獲得一個新的尺寸，這種方法稱之為再制造的修理尺寸。在使用此方法時主要內容就是去除表面層的厚度，首要注意的是在進行再制造后的各種性能能夠滿足需要。例如一般情況下其減小量低于原尺寸的10%。此法作為國內外最常用的再制造生產方法，其工作量最小，而且操作簡單，經濟效益好，還可以將零件的使用壽命恢復到原值，特別是針對那些貴重的零件其意義非凡。
5.2 鉗工再制造恢復法
這種方法既是一種獨立的恢復手段，也可作為其他再造法，同時此法也是恢復零件中最基本、最廣泛應用、最主要的工藝方法。
5.3 鑲加零件法
針對于那些相互配合的零件出現磨損后，通常可以在結構和強度都允許的條件下通過鑲加一個新的零件來對磨損和修復去掉的部分進行補償，從而將愿配合精度進行修復，此法就是鑲加零件法。
5.4 換位法
對于在使用過程中出現一邊磨損較嚴重，而對稱的一邊相對磨損較小的，可以在結構允許且不具備徹底對零件進行修復的條件下，可以考慮將未磨損的一邊換個方向安裝繼續使用，此法就是換位法。
6 結束語
除了以上敘述的方法之外，還有局部更換法，塑性變形法等都是比較良好的再制造方法，無論是哪一種機械加工恢復法，其最主要的原則是相同都是確保恢復后的零件能夠滿足零件性能及產品質量要求，確保再制造出來的產品能夠保障使用壽命在一個周期以上。
參考文獻：
[1]邵澤鋒.失效零件再制造加工技術[J].河南科技，2010（20）.
關鍵詞：機械制造 綠色制造 綠色設計 綠色產品
引 言
機械制造業作為我國經濟發展的支柱和核心產業，其行業發展對我國國民經濟及社會的發展都發揮著重要的推動作用。但是，在推動經濟發展的同時，也造成了環境的污染和破壞。在20世紀，人類社會生產力以前所未有的速度迅猛發展，與此同時，地球的生態環境也在以前所未有的速度急劇惡化。物質文明的發展所帶來的損害，令人們反省過去漠視環境的保護的后果，從宏觀到微觀，環境保護意識已經滲透到人類生產、生活、生存的方方面面。此外，隨著人類社會的發展和進步， 經濟、資源、市場、政治及軍事等方面的激烈競爭，使得人們對自然資源的利用極盡所能。人們在越來越充分地利用自然的同時，其實也給人類生命和財產的安全， 生產、生活必不可少的自然資源，造成了越來越多而且越來越嚴重的隱患。近年來，運輸工具與機械設備（如汽車、飛機、列車、船舶等）日益向大型、重載和高速方面發展，消耗與使用了大量的原材料與能源。
在此背景下，綠色理念正是為了防范制造業發展所帶來的負面影響而全面實施的新的發展戰略理念。在綠色理念的貫穿下，開發及應用機械制造技術成為機械制造行業貫徹可持續發展戰略的必由之路。已經頒布實施的ISO9000 系列國際質量標準和ISO14000 國際環保標準為制造業提出了一個新的課題，就是快速實現制造的綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程（綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理）生產出綠色產品，產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響，同時原材料和能源的利用效率能達到最高。制造實質上是人類社會可持續發展戰略在現代制造業的體現，也是未來制造業自動化系統必須考慮的重要問題。
一、綠色制造的國內外發展現狀
（一）國外發展
綠色制造相關內容最早可追溯到20世紀30年代，但直到1996年才由美國制造工程師學會（SME）在其發表的關于綠色制造的專門藍皮書中比較系統地提出綠色制造的概念、內涵和基本內容。1998年SME 在國際互聯網上發表了綠色制造的發展趨勢的網上主題報告，對綠色制造的重要性和相關問題作了進一步的介紹。
近年來，西方國家綠色制造及其相關問題的研究相當活躍，尤其是在美國、加拿大、德國等發達國家。在美國，包括國家重點實驗室和國家研究中心，以及著名的麻省理工學院和加州大學，綠色制造研究規模龐大。卡奈基梅隆大學的綠色設計研究所從事綠色設計、管理、制造、法規制定等的研究和教育工作， 并與政府、企業、基金會等廣泛合作。加州大學伯克利分校不僅設立了關于環境意識設計和制造的研究機構，而且還在國際互聯網上建立了可系統查詢的綠色制造專門網頁。許多企業也進行了大量研究。1996年在美國SME 學會召開的綠色制造研究圓桌會議上，來自企業界的代表占大多數。美國AT&T公司還在企業技術學報上發表了許多有關綠色制造的研究論文。美國國家科學基金會也對綠色制造研究高度重視。如美國國家科學基金會1999年資助課題報告會所資助的與綠色制造相關的研究課題多達十余項。加拿大Windsor 大學建立了環境意識設計和制造實驗室（ ECDM Lab）和基于網上信息庫，出版《國際環境意識設計與制造雜志》，對環境意識制造中的環境性設計、生命周期分析等進行了深入研究。在歐洲，國際生產工程學會CIRP 近幾年每年均有許多論文對綠色制造相關問題進行研究。英國可持續中心（The Center for Sustainable Design） 對生態設計、可持續性產品設計等進行了集中研究，并出版《可持續生產設計雜志》。總之，綠色制造的研究己在全世界迅速展開。特別是近年來國際標準化組織ISO的環境管理體系ISO14000系列標準，大大推動了綠色制造的迅速發展。
（二）國內發展
目前，我國的機械制造業大多采用的還是高投入的粗放型發展模式，資源和能源消耗大，效率低，“三廢”排放量大，環境污染嚴重。在各類產品的加工過程中，所產生的各類污染物相當驚人。另外，傳統制造業一般是純粹從經濟效益的角度去實施制造過程的，在設計產品時著力考慮產品的功能與品質，制造產品時片面追求高效益和低成本，注重的是如何以最低的成本高效率地產出產品，加上不斷涌現的新穎高效的先進制造技術，推動了制造業的快速發展，產品更新換代周期不斷縮短，加速了材料的消耗和工藝裝備的淘汰；同時也產生了更多的廢棄物，從而使人類賴以生存的環境不堪重負，嚴重制約了社會經濟及人類文明的可持續發展。
我國近年來在綠色制造及相關領域也進行了大量的研究。國家自然科學基金和國家863 計劃/ CIMS 主題均支持了一定數量的綠色制造研究課題，并己取得了一定研究成果。國內一些高校和科研機構對綠色制造的理論體系、專題技術等進行了大量的研究。1996 年成立了國家環保總局華夏環境管理體系審核中心， 專門負責IS014000 系列標準在我國的實施。ISO14000 環境管理體系標準己引起了我國眾多企業的高度重視，至今己有包括廈門ABB 開關有限公司、青島海爾電冰箱股份有限公司等多家企業獲得ISO14000 標準認證。
二、 綠色設計
研究表明，產品性能70%～80%是在設計階段形成的，而設計本身的成本，僅為產品總成本的10%。產品的設計階段造成的對生態環境的破壞程度，遠遠大于由設計過程本身所造成的對生態環境的破壞。因此只有在設計的初期階段，按照綠色產品的特點規劃、設計產品、即進行綠色設計，才能保證產品最終的“綠色”。因此，要想從根本上解決問題，只有從設計階段著手，才能最終實現從粗放型向集約型的發展模式轉變，實現國民經濟持續、健康、穩定發展。
在傳統設計過程中，設計人員主要是根據產品的性能、品質和成本要求等指標進行設計，對產品的維護性、拆卸性、回收性、淘汰廢棄產品的處理及處置，以及對生態環境考慮得較少，甚至根本就不考慮。這樣生產出來得產品，會影響人類的生活品質和生態環境，造成資源和能源的大量浪費，影響其發展的持續性。
綠色設計是這樣一種設計，即在產品的整個壽命周期內（ 設計、制造、運輸、銷售、使用或消費、廢棄處理），著重考慮產品的環境屬性（自然資源的利用、對環境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可重復利用性等），并將其作為設計目標， 在滿足環境目標要求的同時，并行地考慮并保證產品應有的基本功能、使用壽命、經濟性和質量等。簡言之，綠色設計是指以高效利用資源和能源獲得綠色產品為目的的設計。
綠色設計是綠色制造中的關鍵技術，綠色設計的一個重要趨勢就是與并行工程結合， 形成一種新的產品設計和開發模式——綠色并行工程。綠色并行工程又稱為綠色并行設計， 是現代綠色產品設計和開發的新模式。它是一個系統方法，以集成的、并行的方式設計產品及其生命周期全過程，力求使產品開發人員在設計開始就考慮到產品整個生命周期中從概念形成到產品報廢處理的所有因素， 如質量、成本、用戶要求、環境影響、資源消耗狀況等。
綠色產品設計，主要涉及以下方面的內容：
（1）環境保護。主要考慮產品生命周期內對環境所產生的影響。
（2）工作條件。在產品的設計階段考慮產品在制造、使用和廢棄/回收再生過程中諸如噪音、振動、熱、化學物質以及點輻射等對人的健康的損害。
（3）資源優化。不僅研究在制造過程中物資和能量的有效利用，還要研究在銷售、使用和廢棄/回收再生過程中物資和能量的有效利用。
（4）產品成本。在產品成本核算的過程中，不僅要考慮設計、制造和銷售成本的核算，還有考慮包括使用和廢棄/回收再生過程中用戶和社會所承擔的成本。
三、綠色制造流程
（一） 綠色制造工藝技術
綠色制造工藝技術是以傳統工藝技術為基礎，并結合環境科學、材料科學、能源科學、控制技術等新技術的先進制造工藝技術。從節約資源的工藝技術方面來說， 在機械加工中， 綠色制造工藝技術主要應用在少無切屑加工技術、干式加工技術、新型特種加工技術3個方面。
1、干式加工
干切削加工方法有很多種，如干車削、干銑削、干鉆削、干式螺紋加工、干式齒輪加工等。干式加工就是在加工過程中不用冷卻液的加工工藝。這種工藝方法從原理上講并不新。且已在生產中有較長時間的應用（如鑄鐵的干銑削等），但其內涵卻與以往有很大不同。因為這里的干式加工已不僅局限于鑄鐵材料的加工。而是力圖在所有材料加工及所有加工方法中均采用干式加工。就目
前來看，干式加工范圍還較為有限，但其研究和應用已成為加工領域的一個新熱點。近年來.美國在制造業廣泛采用了干式加工。在歐洲已有一半的企業采用了干切削加工技術，尤其在德國，應用更為廣泛。準干式加工或最少切削液切削加工是一種介于濕式加工與干式加工之間的加工技術。準干式加工是將壓縮空氣和少量切削液混合氣化后噴射到加工區，對刀具與工件之間進行的加工部位進行。它所使用的切削液很少，約占濕加工的六萬分之一，但其效果卻十分明顯。它彌補了完全干式加工應用范圍的局限性和完全濕式加工的諸多不足，結合了兩者的優點.既滿足了加工的要求，又使與切削液有關的費用降至最低.并可取得與完全干式加工相同的效果。準干式切削技術只要使用適當，刀具、工件和切削必然是干燥的，因而可避免切削液的處理過程。
2、刀具技術
干式加工對刀具材料要求很高，它要求材料要具有很高的紅硬性和熱韌性，良好的耐磨性耐熱沖擊和抗粘結性，現在立方氮化硼、聚晶金剛石、超細晶粒硬質合金等超硬材料已經廣泛應用于干切削。經研究表明，高速鋼和硬質合金經過PVD涂層處理后也可以用于干切削。在對刀具的幾何參數和結構設計時。要滿足干切削對斷屑和排屑的要求。對韌性材料的加工來說，斷屑是很關鍵的，目前車刀三維曲面斷屑槽方面的設計制造技術已經比較成熟，可針對不同的工件材料和切削用量很快設計出相應的斷屑槽結構與尺寸，并能大大提高切屑折斷能力和對切屑流動方向的控制能力。
3、機床技術
干式加工在切削區域會產生大量的切削熱，如果不及時散熱，會使機床受熱不均而產生熱變形，這個熱變形就成為影響工件加工精度的一個重要因素。因此機床應配置循環冷卻系統，帶走切削熱量，并在結構上有良好的隔熱措施。實驗表明，干式切削理想的條件應該是在高速切削條件下進行.這樣可以減少傳到工件、刀具和機床上的熱量。干切削時產生的切屑是干燥的。這樣可以盡可能地將干切削機床設計成立軸和傾斜式床身。工作臺上的傾斜蓋板用絕熱材料制成.在機床上配置過濾系統排出灰塵.對機床主要部位進行隔離。
（二）實現綠色機械加工的主要途徑
1、 網絡化
制造的網絡化， 特別是基于Internet/ Intranet 的制造已成為重要的發展趨勢。作為機械制造重要基礎的綠色機械加工也需要大力推進網絡化。通過企業局域網將各個分散的加工中心、數控設備等聯接起來， 可便于機械加工控制中心對整個加工進程進行總體監控， 同時還可與企業中的工程設計系統、管理信息系統等各子系統實現集成， 便于優化決策。
2、 信息化
綠色機械加工的追求目標是實現整體最優化加工， 即從系統的觀點出發， 全面考慮企業和整個社會的綜合成本， 綜合分析不同的材料、零部件、設備等加工因素， 優化選擇冷卻方式、冷卻介質及用量、加工參數等， 確定最合理的加工方案， 以實現加工時間少、生產效益高、環境污染小、綜合成本低的目標。信息化是實施綠色機械加工的關鍵要素及有效手段。為實現整體最優化加工， 需要建立加工設備、切削刀具、切削液、切削用量、工件材料、環境、能源等相關資料的機械加工數據庫， 采用有限元法、神經網絡、人工智能等先進技術對各種綠色機械加工方法（ 如高速切削、干切削、硬切削、MQL 等） 進行建模、仿真、虛擬加工和決策， 并通過Intranet 與企業的其它數據庫系統互聯共享， 實現并行設計與生產。
3、柔性化
現代生產方式已由大批量、單一品種生產逐漸轉變為小批量、多品種生產， 要求生產企業能夠根據市場變化作出敏捷反應， 快速適應市場需求。綠色機械加工的柔性包括機器柔性、工藝柔性、運行柔性和擴展柔性。加工系統應能實現快速重構， 對新產品開發及產品更新換代具有快速響應能力， 以最小成本和最短時間適應加工任務及環境的變化。
四、綠色產品
（一） 綠色產品的定義及特征
根據綠色設計的要求， 最終產品應該是綠色產品。綠色產品則是指在具有特定功能的前提下，對環境（包括其中的動、植物）和人體健康不造成危害的產品。例如，作為綠色產品的綠色汽車應該滿足以下條件：
（1） 在車型開發之前應該建立基于環境因素的設計規范，以保證制造裝配過程、產品的運輸銷售過程、消費者使用過程、回收再生過程都不會引起的環境問題。
（2） 在生產制造過程中不得對環境產生損害，包括噪聲、振動、熱、化學物質、電輻射等等。
（3） 汽車的能耗要低，效率要高，對環境影響要少。
（4） 汽車報廢時要能夠方便地拆卸和回收。
（二）基于生命周期視角的綠色產品開發過程分析
首先，開發過程要對生命周期內的產品有清晰的決策目標。在傳統的產品開發中，開發目標主要集中于最終產品和制造過程中的質量Q、成本C、時間T，使開發出的產品質量盡可能高，成本盡可能低，制造時間盡可能短。綠
色產品開發的目標則在此基礎上有所擴展，即除了質量、成本、時間這3項外，還重視環保方面的因素，這方面包括兩個目標：資源消耗R和污染排放P。綠色產品開發中要考慮使產品在制造、使用過程中的資源消耗和污染排放最小化。資源消耗主要包括：原材料消耗、能源消耗、制造中的物料消耗、包裝消耗、運輸中的能源消耗、使用中的能源消耗等。污染排放則包括：廢棄物、廢水、廢氣、粉塵排放、噪聲干擾等。這5個目標應該作為綠色產品開發過程中創意篩選、方案選擇、工藝設計以及每一個決策環節所要考慮的因素和追求的目標，并作為產品開發人員思考的主線與原則。
其次，在綠色產品開發中最好采用并行工程（CE.Concurrent Engineering）的開發模式。并行工程是對產品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化工作模式。我們知道，新產品開發必須經過一系列階段，包括創意來源——方案遴選——概念與產品測試——試產——正式投放市場。長期以來的一種模式是各個階段呈順序或串行方式進行，這種開發模式的缺陷是設計階段無法預見或考察后續制造過程中可能出現的問題，導致設計與制造脫節”1。而在并行工程的模式下產品開發人員從一開始就考慮到產品全生命周期（從概念形成到產品報廢）內各階段的因素（如功能、制造、裝配、質量、成本、能耗、環保等），并強調各部門的協同工作，綜合考慮各相關因素的影響，使后續環節中可能出現的問題在設計的早期階段就被發現，以避免或減少那些導致方案運行到后期不得不返工的設計錯誤。它要求綠色企業必須關注其產品生命周期的各個階段，主要包括產品設計、制造和回收，并對每一過程進行優化。運用并行工程進行綠色產品開發不僅能縮短研發周期、減少研發及制造費用，還能充分考慮產品全生命周期內的各項因素，從而提高產品的質量、綠色度，更好地滿足顧客需求，增強產品的競爭能力。可見。并行工程理念本身也包含了綠色產品開發所要求的對產品全生命周期因素的考慮，綠色產品開發對應用并行工程模式具有較強的契合度和需求度。
綠色產品的開發尤其要考慮其生命周期內的資源消耗和污染排放。為了達到減少資源消耗和污染排放這兩個環保目標，必須在開發階段進行產
品生命周期內的分析和設計。這種分析的工具就是生命周期評估（LCA，Life Cycle Assessment）。IS014040環境管理TC 207 SC5將其定義為：匯總和評估一個產品（或服務）體系在其整個生命周期內的所有投入及產出對環境造成的直接的和潛在的影響的方法。生命周期評估包括以下4個階段：①目的與范圍確定（Goal and Scope Definition）。將生命周期評估研究的目的及
范圍予以清楚地確定，使其與預期的應用相一致；②清單分析（Inventory Analysis）。編制一份與所研究的產品系統有關的投入產出清單，包含資料搜集及運算，以便量化一個產品系統的相關投入與產出，這些投入與產出包括資源的使用及對空氣、水體及土地的污染排放等；③影響評估（Impact Assessment）。采用生命周期清單分析的結果，來評估與這些投入產出相關的潛在環境影響；④解釋說明（Interpretation）。將清單分析及影響評估所發現的與研究目的有關的結果合并在一起，形成結論與建議。生命周期評估要對生命周期內的每個階段進行評估，其評估結果又對每個階段具有指導意義。它不僅能顯示當前產品的狀況，還能提供未來開發方案的改進方向。因此生命周期分析應該持續地進行，而不是只在一個產品開發項目里進行。在產品生命周期分析的基礎上，結合企業的戰略對產品進行生命周期的設計，主要包括：綠色材料設計、綠色工藝設計、綠色包裝設計、回收處理設計、面向產品使用的設計哺]。其中每一個技術方案的確定都應該以生命周期評估的結果為基礎，同時結合企業的產品戰略，制定出當前采取的方案和未來改進的方向。例如，企業當前的產品在市場上占據領先地位，而且尚未面臨政策性限制和市場壁壘等環保壓力，那么近期的開發方案可以優先考慮降低成本、提高質量、增加柔性等方面，根據生命周期評估的綠色改進方向確定未來一段時間內提升產品綠色性的方案。再如，產品處于市場追隨者地位的企業，在近期的開發方案上應該大幅度提高產品的綠色性，開發出差異化產品，從而提高產品競爭力，搶占市場份額，在短期內可以允許成本提高等其它因素的影響，在未來的改進方案中再解決這些問題。
五、結語
隨著人類對環境污染問題的重視度的提高，機械制造企業需轉換產業運行方式。現代機械制造業應實施可持續發展的發展模式，從而適應全球化經濟的發展要求。在技術領域中，隨著綠色理念的滲入及技術的進步，綠色制造技術的進步對社會和經濟具有重大的意義。因此，我國的機械制造業應抓住發展機遇，把握現代機械制造技術的發展動向，使我國的機械制造業得到持續穩定的進步與發展。■
參考文獻
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[3] 劉飛，李聰波.基于產品生命周期主線的綠色制造技術內涵及技術體系框架[J].機械工程學報，2009，45（12）：115-120.
論文摘要:對機械加工生產線在節拍時間、柔性化進展、加工精度、綜合自動化程度、可靠性和利用率等方面的進步和發展進行了闡述。并對其未來發展趨勢進行了分析、展望。
從二十世紀20年代開始，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業發展，機械加工制造中開始出現自動線，最早出現的是組合機床自動線。機械加工制造業中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線，也有包括不同性質的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。
采用自動線進行生產的產品應有足夠大的產量；產品設計和工藝應先進、穩定、可靠，并在較長時間內保持基本不變。在大批、大量生產中采用自動線能提高勞動生產率，穩定和提高產品質量，改善勞動條件，縮減生產占地面積，降低生產成本，縮短生產周期，保證生產均衡性，有顯著的經濟效益。
一、機械加工生產線的發展狀況
在汽車、拖拉機、內燃機和壓縮機等許多工業生產領域，組合機床生產線仍是大批量機械產品實現高效、高質量和經濟性生產加工的關鍵裝備，也是不可替代的主要加工設備。現針對組合機床生產線來說明一下國內機械加工生產線的發展情況。
現代組合機床生產線作為機電一體化產品，它是控制、驅動、測量、監控、刀具和機械組件等技術的綜合反映。我國傳統的組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，近年來隨著數控技術、電子技術、計算機技術等的發展，組合機床的機械結構和控制系統也發生了翻天覆地的變化。
1.節拍時間進一步縮短。早期的生產線要實現短的節拍，往往要采用并列的雙工位或設置雙線的辦法。現在主要是通過縮短基本時間和輔助時間來實現的。縮短基本時間的主要途徑是采用新的刀具材料和新穎刀具，以通過提高切削速度和進給速度來縮短基本時間。縮短輔助時間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進以及加工模塊由快進轉換為工進后至刀具切入工件所花的時間。目前，隨行夾具高速輸送裝置常用的有電液比例閥控制的或擺線驅動的輸送裝置。
2.柔性化進展迅速。數控組合機床的出現，不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機床的控制系統，而且也使組合機床機械結構乃至通用部件標準發生了或正在發生著巨大的變化。傳統意義上的組合機床剛性自動線和生產線，也具有了一定的柔性。由數控加工模塊組成的柔性組合機床和柔性自動線，可通過應用和改變數控程序來實現自動換刀、自動更換多軸箱和改變加工行程、工作循環、切削參數以及加工位置等，以適應變型品種的加工。
單坐標加工模塊由數控滑臺和主軸部件（或多軸箱，包括可換多軸箱）組成。雙坐標加工模塊由數控十字滑臺和主軸部件組成，例如數控雙坐標銑削模塊。
多軸加工模塊是又一種重要模塊，主要用于加工箱體和盤類工件的柔性組合機床和柔性自動線。這類模塊有多種不同的結構形式，但基本上可分為自動換箱式多軸加工模塊、轉塔式多軸加工模塊和回轉工作臺式多軸加工模塊。自動換箱式模塊由于可在專門設置的多軸箱庫中儲存較多的多軸箱，故可用來加工較多不同品種的工件。而轉塔式和回轉工作臺式多軸加工模塊，由于在轉塔頭和回轉工作臺上允許裝的多軸箱數量有限，所以這種加工模塊只能實現有限品種的加工。
除上述各種CNC加工模塊外，機器人和伺服驅動的夾具也是柔性組合機床和柔性自動線的重要部件。特別在柔性自動線上，目前已較普遍地采用龍門式空架機器人進行工件的自動上下料，用于工件的轉位或翻轉。為搬運不同的工件，可在自動線旁設置手爪庫，以實現手爪的自動更換。夾具配備伺服驅動裝置，以適應工件族內不同工件的自動夾緊。
3.加工精度日益提高。為了滿足用戶對工件加工精度的高要求，除了進一步提高主軸部件、鏜桿、夾具（包括鏜模）的精度，采用新的專用刀具，優化切削工藝過程，采用刀具尺寸測量控制系統和控制機床及工件的熱變形等一系列措施外，目前，空心工具錐柄（HSK）和過程統計質量控制（SPC）的應用已成為自動線提高和監控加工精度的新的重要技術手段。空心工具錐柄是一種采用徑向（錐面）和軸向（端面）雙向定位的新穎工具，其優點是具有較高的抗彎剛度、扭轉剛度和很高的重復精度。SPC是基于工序能力的用于監控工件加工質量的一種方法。目前，在自動線上這種質量保證系統愈來愈多地被用來對整個生產過程中的加工質量進行連續監控。
4.可靠性和利用率不斷改善和提高。為提高加工過程的可靠性、利用率和工件的加工質量，采用過程監控，對其各組成設備的功能、加工過程和工件加工質量進行監控，以便快速識別故障、快速進行故障診斷和早期預報加工偏差，使操作人員和維修人員能及時地進行干預，以縮短設備調試周期、減少設備停機時間和避免加工質量偏差。
故障診斷技術中的基于知識的故障診斷技術，可對自動線運行中產生的所有故障進行診斷（而不是局限于診斷最常出現的故障），確定故障部位及其原因，這為迅速排除故障贏得了時間，從而顯著地縮短自動線的調試時間和停機時間。
當前，自動線的控制技術已由集中控制方式轉向分散控制方式。根據對這種新的控制模式的研究表明，采用分散控制系統要比采用集中控制系統可節省費用。這主要是由于分散控制系統可減少電纜敷設費用（采用總線系統）、減少電氣保養維修費（由于提高了透明度）、省去控制柜臺架（分散控制系統的控制柜直接設置在自動線的加工工位上）和無需設置集中冷卻裝置等。此外，這種分散控制系統由于總體配置簡單，有利于加快自動線的投入運行，并由于一目了然的結構配置，在產生故障時很容易確定故障的部位。最后，分散控制系統的模塊化和標準化也有利于降低成本和提高透明度。
二、機械加工生產線的發展趨勢
隨著市場競爭的加劇和對產品需求的提高，高精度、高生產率、柔性化、多品種、短周期、數控組合機床及其自動線正在沖擊著傳統的組合機床生產線，因此，組合機床生產線的發展思路必須是以提高組合機床加工精度、組合機床柔性、組合機床工作可靠性和組合機床技術的成套性為主攻方向。
關鍵詞 數控加工技術 CDIO 研究生教學 實驗方案
0 引言
“卓越工程師教育培養計劃”是按照《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》提出的高等教育重大戰略性改革計劃，對高等教育面向社會需求培養人才，調整人才培養結構，提高人才培養質量，推動教育教學改革，增強畢業生就業能力都具有十分重要的示范和引導作用。①②為了積極應對社會經濟發展和全國高等教育改革形勢提出的挑戰，抓住發展機遇，強化、加快內涵建設，我校已正式啟動“卓越工程師教育培養計劃”建設實施工作。
眾所周知，在工科院校機械類或近機械類專業中，現代數控加工技術是機械設計制造及自動化類專業的專業課，它是電子技術、計算機技術與機械制造技術的有機結合，它以數控機床為對象，研究數字控制系統的工作原理、組成及其在數控機床上的應用，通過本課程的學習使學生具有一定的機械加工工藝分析和數控編程的能力，并掌握對典型數控機床的基本操作技能，對今后從事數控加工和研究工作奠定一定的基礎。我校機械工程學科依托江蘇省船舶先進制造技術重點實驗室和江蘇省級機械工程基礎實驗教學示范中心，面向船舶制造業、緊密跟蹤學科前沿，圍繞復雜產品的數字化設計與制造、先進制造工藝技術與裝備、船舶機電設備與系統的協同控制等領域開展深入而有特色的研究工作，形成了基礎研究、應用預先研究和工程化應用及產品開發有機結合的科研體系。
1 數控加工技術CDIO實訓方案
數控加工技術是工科院校機械類和近機械類專業學生必修的一門專業課，是一門理論性和實踐性都很強的課程，其主要教學目的在于使學生獲得常用機械工程材料的基本理論、熱處理工藝和性能特點等知識，能夠合理選用工程材料，正確制定加工工藝路線，以培養學生的綜合工程素質和創新能力、實踐動手能力、綜合分析和解決實際問題的能力。本課程在內容方面側重于基礎知識、基礎理論以及基本分析方法的講授，在培養實踐能力方面應著重數控加工技能的基本訓練。通過課堂授課、課內實驗和課外項目等多層次教學訓練，綜合培養學生的職業道德、工程素質和社會責任，包括團隊協作觀念、職業道德規范等；科學嚴謹的工作作風、認真負責的工作態度、講求實效的工程觀點、綜合分析的系統思維等和社會義務責任心、環保節能意識、積極端正的進取心等。為了更加確切地了解用人單位對數控加工技術人才在數控機床應用，特別是數控加工、數控編程等方面的能力要求以及如何建設數控加工實訓基地，課題組成員為此進行了廣泛的社會調查，我們走訪了滬東重機股份有限公司、重慶齒輪箱有限責任公司、滬東中華造船集團公司、江南造船集團公司、河南柴油機重工有限公司、安慶中船柴油機有限公司、武漢船用機械有限公司和鎮江中船設備有限公司等工礦企業，了解了作為數控機床使用企業對人才能力的需求情況以及學校如何組織數控加工技術CDIO教學。綜合調研結果，我們認為數控加工技術課程CDIO教學應分階段按層次進行，采用循序漸進、逐步提高的方案。以適應社會需求為目標，數控加工技術應明確界定知識結構和能力結構的關系，這樣才能做到有的放矢，體現出數控行業特色、專業內涵和符合社會企業需求的數控專業培養目標。③④
2 數控加工技術CDIO課外項目和課內實驗實施
現代數控加工技術實驗是機械設計制造及其自動化專業的一門專業實驗課程。通過課外項目和課內實驗實踐使學生掌握插補原理、數控加工中心、數控車床、數控銑床、數控線切割的編程與加工方法等，使學生具有直接針對數控機床編程與加工、測試和維護的能力。培養學生從理論課程向工程實踐課程轉換的過渡性環節，具有增強學生對機械技術工作的適應能力和開發創造能力的作用。本課外項目實踐教學面向機械類專業學生開設，在深化現代數控加工技術課程的基本知識、基本理論、基本方法基礎上，通過課外項目實踐教學，培養學生應用計算機、數控加工仿真軟件等現代制造方法解決機械工程問題的能力，培養學生發現問題、分析問題以及自主創新的能力，培養學生進行科學研究和工程設計的良好習慣。以下針對我校研究生課程——現代數控加工技術課程CDIO部分教學實驗內容展開分析和討論。
2.1 數控編程與加工仿真實驗
通過本課外項目和課內實驗實踐的學習，使學生了解或掌握數控機床的數控編程及其仿真使用方法。可在計算機虛擬環境下可以動態地分析、觀察數控工藝的完備性、程序的正確性。了解后置程序主要功能分析包括機床選擇模塊、機床回零、安裝零件、NC程序導入、運行軌跡檢查、裝刀具、對刀和卸刀、參數設置等功能。以船用柴油機關鍵件CAD/CAPP/CAM集成實驗為例，船用柴油機關鍵件CAD/CAPP/CAM集成系統根據某企業用戶提供的零件模型，對零件模型特征信息提取與重構，特征工藝推理及排序，并能生成特征刀具軌跡以及對應刀具軌跡的NC代碼，最終對生成的NC代碼按照加工要求進行拼接。⑤
2.2 Vericut加工工藝系統仿真實驗
通過本實驗的學習，使學生了解或掌握Vericut加工工藝系統仿真軟件的使用，通過如船用柴油機關鍵件典型零件數控加工實例的實施，將課內學習的數控工藝知識綜合起來，對不同的工藝內容要了解的不同的實施步驟和采取方法。產品的實際加工環境包括數控加工設備、工裝夾具及其加工刀具等，因此在虛擬加工環境中需要建立相應的數控加工設備模型、夾具模型、刀具模型及工件模型，使得Vericut虛擬加工環境能夠依據用戶輸入的NC代碼、工藝參數和刀具模型給出有關工件變化、刀具狀況、加工效率等信息，為進行產品的可制造性評價和優化打下基礎。
3 結論
在數控加工技術CDIO項目實踐教學過程中，整個項目實踐教學實施過程主要包括編程、仿真、切削加工、撰寫報告和演示答辯等環節，以學生為主體，教師起引導答疑作用，要求學生按進度完成各環節任務；項目實踐教學組織采用個人和團隊的方式，其中團隊項目實踐的成員之間必須有明確的分工與合作，禁止以逸待勞現象；項目實踐教學完成后，要求提交項目實踐報告、數控程序源文件及仿真、加工的關鍵草稿紙等。評定方式根據項目實踐表現、項目完成情況、項目實踐報告質量、演示答辯水平等方面綜合考慮。通過數控加工技術CDIO項目的研究，制定了切實可行的數控加工技術應用培訓方案，探討了數控加工技術實訓的內容和層次的劃分，提供了制造工程實踐環境，在實現數控加工技術應用專業人才培養目標中起到了重要的作用。數控加工技術CDIO項目實施近一年多來，研究生反映效果良好，達到了預期的目的。在項目設計、實現、運作之中，小組成員要進行項目總結交流，實現經驗分享，拓展所學知識，從而培養了學生的團隊協作能力。
① 王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究,2009(9):86-87.
② 江帆,張春良,王一軍等.機械專業CDIO 培養模式探索[J].裝備制造技術,2010(6):192-194.
③ 方喜峰,張勝文.數控技術應用實訓方案探討[J].實驗室研究與探索,2005(6):90-92,103.
一、我國機械制造技術發展的現狀分析
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。
20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。20世紀80年代以后,隨著市場全球化的進一步發展,市場競爭變得越來越激烈。
20世紀90年代初,隨著CIMS技術的大力推廣應用,包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環境已建成。在全國范圍內,部署了CIMS的若干研究項目,諸如CIMS軟件工程與標準化、開放式系統結構與發展戰略,CIMS總體與集成技術、產品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術、管理與決策信息系統、質量保證技術、網絡與數據庫技術以及系統理論和方法等均取得了豐碩成果,獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業和絕大部分中小型機械制造企業主要限于CAD和管理信息系統,底層基礎自動化還十分薄弱,數控機床由于編程復雜,還沒有真正發揮作用。因此,與工業發達國家相比,我國的制造業仍然存在一個階段性的整體上的差距。
目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線——剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
二、機械制造技術的特點
做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
1.機械制造技術是一個系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.機械制造技術是一個綜合性技術
先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3.機械制造技術是市場競爭要素的統一體
市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
4.機械制造技術是一個世界性技術
? 20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。 免費論文下載中心
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。
超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程 正向其終極目標——原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代;二是機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
1.精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括:精密鑄造(濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯)、精密鍛壓(冷濕精密成形、精密沖裁)、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業,無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
3.快速成形技術快速原型零件制造技術(RPM),其設計突破了傳統加工技術所采用的材料去除的原則,而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造(LOM),熔化沉積制造(FDM)等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的
關鍵詞：泵體；偏心車；以車代銑
單偏心距擺線泵體是一種安裝轉子的內孔和其安裝密封圈的外圓不同心的偏心結構零件，它是擺線泵的基礎件，其作用是將有關的零件聯成有機整體，使之保持正確的相對位置，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，但形狀復雜、尺寸精度高且易變形，難加工，尤其是轉子孔。而泵體轉子孔的質量直接影響著產品的性能及工作效率。文章通過對HY150YB單偏心距擺線泵體加工工藝的分析針對現有加工轉子孔的加工工藝提出車削加工方案，研究了偏心車夾具原理設計并進行了實際應用。
1 泵體工藝性分析
首先對泵體進行必要的工藝性分析再確定加工工藝方案。
如圖1所示，HY150YB泵體結構復雜，有80個要素之多，該圖為其簡圖。該產品精度要求高，主要有同軸度（？準D、？準E、？準F對？準C的同軸度）、偏心距（轉子孔直徑？準A與內孔直徑？準C的中心距的距離）、轉子孔深度（轉子孔？準A的深度G）、平面度等要求。？準C、？準D、？準E、？準F四尺寸為零件右側可考慮一次加工，？準B及其深度G可一次性加工，20×？準7可一次性加工。
現有工藝將轉子孔？準A及其深度G、20×？準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泵體的機加工工藝流程
如圖2所示，HY150YB泵體的機加工工藝流程為粗加工外圓及端面精加工外圓及內孔（掉頭加工）加工各孔加工轉子孔及密封面。原有加工工藝中加工轉子孔及密封面工序采用銑削加工，實際生產過程中發現如下不足：
（1）產品質量不穩定：銑削轉子孔及底平面，很難完全保證0.02mm的平面度和Ra0.8的粗糙度，而且產品實物有明顯的接刀痕，降低了產品的精度。
（2）生產效率低：為了保證轉子孔深度0.02mm的公差，密封面和轉子孔需用同一把刀來加工，由于零件較大，直徑達？準178，用？準20的立銑刀，不考慮接刀長度，僅僅一個密封面，需要走6道，生產效率很低，一件產品至少需要10分鐘。
很顯然，車削加工轉子孔就可以解決上述問題，可是所加工的轉子孔與其定位基準C不同心，這是車削加工油泵中遇到新問題。要解決此問題需要有設計合理制作精良的工裝夾具。
2 偏心車夾具的設計
2.1 偏心車夾具設計思想
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中心與車床主軸的回轉中心重合，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床上的中心的距離為加工產品的偏心距。
2.2 HY150YB油泵體偏心車夾具設計原理
根據泵體的結構特點，可采用一面兩銷定位方式，即以長度尺寸35.5右端面為定位面，分別以？準D孔和？準7孔為定位孔。考慮到工件的夾緊，選用彈簧漲套定位孔？準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，為避免過定位，需采用菱形銷定位孔？準7較為適宜。
（1）彈簧漲套的設計原理
彈簧漲套是包絡式夾緊，可以更好地保護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備主軸相固接，拉桿（件01）與彈簧漲套（件03）前端通過錐度孔軸相配，后端通過圓柱孔軸相配，定位板（件02）固定在主軸端部用于安裝彈簧漲套（件03）。主軸向后拉緊帶動拉桿（件01），產生軸向拉力，然后由彈簧漲套前端的被稱為鎖緊角（圖3中的α）的錐面，通過彈簧漲套的簧瓣彈性變形將軸向拉力轉換成一垂直于彈簧漲套中心的夾緊力，在加工時零件內孔與彈簧漲套產生足夠大的摩擦力來克服切削力矩。不僅如此，夾緊力還可以通過鎖緊角將其擴大，根據不同的鎖緊角，彈簧漲套夾緊力可擴大3-4倍。拉桿（件01）的軸向拉力可由操作員通過調整設備來實現。
（2）偏心車夾具的工作原理
此夾具方案原理為特殊的一面兩銷定位原理，特殊之處有二，一是圓柱銷采用彈簧漲套漲緊工件內孔實現銷與工件內孔零間隙配合，二是彈簧漲套與主軸偏心位置精度決定了產品的偏心距加工質量。
如圖4所示為HY150YB泵體偏心車夾具方案圖，其工作原理為：
定位：如圖4（a），定位元件定位板（件02）右端面與零件長度35.5尺寸左端面定位；如圖4（b），通過兩銷將定位元件定位板（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現零件的精確定位；定位元件菱形銷定位偏心距的角向位置。
夾緊：彈簧漲套的彈性變形實現夾緊
加工前，此套夾具無需找正，就可以迅速而可靠地保證工件對機床和刀具的正確相對位置，并可迅速夾緊。既可保證加工精度，又可提高生產效率，但沒有通用性。此夾具的設計、制造和維修特別需要一定的投資。
可見，所設計的HY150YB的偏心車夾具是滿足加工要求的。
3 單偏心距轉子泵泵體車加工工藝應用及分析
偏心車夾具投入使用后，加工效果良好，提高了生產效率，保證了產品質量。
（1） 生產效率。銑削加工生產節拍為每件10分鐘，車削加工生產節拍為每件4分鐘。整體工藝流程由原有的7道工序縮減至4道工序，減少了設備的數量，提高了設備利用率，適應了批量生產要求。
（2）根據采用車削泵體加工工藝所加工的2000多件產品的檢測結果（表1為部分檢測結果），油泵體的產品質量基本得到保證，工序CPK達到1.67以上，遠高于銑削加工相關指標。
4 結束語
實踐證明，對單偏心距泵體，采用偏心車削加工的方法代替原銑削加工方法，完全滿足產品要求，是一種可推行的加工方案。通過理論分析及實際應用效果對比可以看出，偏心車夾具的應用使得車削加工方法得以實現。研究結果表明：
（1） 偏心車夾具可以推廣同類單偏心距泵體加工；
（2）以車代銑加工工藝的突破是以偏心車夾具的實現為前提的；
（3） 加工方法有多種，可按照提高生產效率、實現產品技術條件等標準進行對比選擇。
參考文獻
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[4]殷國富、徐雷，等. 機床夾具設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2004.
Abstract: Format conversion between bitmap and vector graph is introduced based on MasterCAM software in this paper， three-dimensional model is constructed through ArtCAM software with vector graph, Rapid Prototyping is realized by three-dimensional printer, and the manufacturing of picture surface model is completed.
關鍵詞： MasterCAM；ArtCAM；位圖；造型；manufacturing快速成型
Key words: MasterCAM；ArtCAM；Picture；Three-dimensional model；Rapid Prototyping
中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）28-0143-02
0 引言
三維建模屬于工業設計的一種，工業設計是一種創造性的活動，是科學與藝術的有機結合，它以現代生產方式為基礎，以科學技術為依托，整個創造體現著工業產品的視覺再現和物理再現的的統一，隨著工業設計理論與實踐的發展，以及科技在工業設計領域的廣泛應用，使得曲面設計在技術，方法上得到了極大的改進和更新，開發和應用工業設計的CAD/CAM軟件，是工業設計發展的，作為工業設計藝術品的浮雕產品，傳統的方式是手工雕刻和機械加工相結合，隨著計算機輔助制造技術的不斷成熟，完全利用計算機技術在三維打印機上完成浮雕快速成型，不僅可以大大提高生產效率，而且可以大幅度降低成本，縮短生產周期，能夠滿足不同行業的需要，具有廣闊的市場前景。
基于圖形圖像數據的數控雕刻加工技術是近十幾年發展起來的一種新的雕刻技術，它是計算機圖形學、數字圖像處理技術與數控加工技術高度融合，用于對各種材料表面進行文字、圖案雕刻的現代化特種加工方法。
1 圖片三位造型及加工的總體方案設計
圖片三維曲面造型采用“ARTCAM”軟件來實現，通過“浮雕操作”對話框中的相關參數實現各部分曲面造型，然后按照要求拼合修飾，利用三維打印機，即可完成平面位圖到三維浮凸曲面的造型與加工過程。整個流程如圖1所示。
2 圖片處理及二維矢量圖的生成
矢量圖是進行三維造型，雕刻加工路徑，以及加工的基礎，其質量直接決定了所作出的產品的精確度，二維矢量圖的生成步驟如圖2所示。原位圖圖片如圖3所示。按圖示步驟通過軟件Illustrator的應用生成的矢量圖如圖4所示。
3 模型的三維造型及設計
3.1 ArtCAM 矢量圖處理 由于前期用的Illustrator來處理二維矢量圖，導入到ArtCAM中后，矢量圖是作為一個整體的，所以這里要進行矢量的分解與重新組合，將整體矢量全部分解，再對閉合矢量進行合并。另外還需在此步進行變換矢量、填充矢量、偏置矢量、修剪矢量、矢量合并等操作完成矢量的編輯處理，對錯誤的部分進行修剪或替換，產生新的可用于ArtCAM三維編輯的二維矢量圖。
3.2 三維模型的設計 三維浮雕的建模總方案為由易到難即先對簡單的矢量進行建模，再對難的矢量進行建模；由整體到局部即先對整體大的輪廓矢量進行建模，再對細節矢量進行建模。當選中一形狀給已選矢量閉合區域后，雙擊彈出出現“形狀編輯器”對話框，對所選矢量模塊進行編輯操作。建模過程如圖5至圖8所示。
3.3 三維模型的光順處理 通過以上方法產生的三維模型由于在產生過程中不同模塊會出現干涉，導致整體模型的光順效果較差，需要對模型進行必要的編輯。選擇光順次數5，使得模型各邊界更為光滑。處理完成后的三維模型效果如圖9所示。
4 曲面三維打印快速成型
本論文中采用Dimension SST 1200es三維打印機對頭罩進行快速成型，如圖10所示，它采用熔融堆積（FDM）技術，采用白色ABSPlus材料。將生成的實體模型在Artcam中進行三角形化處理，并導出成二進制的stl格式文件，實現快速成型。成型的效果如圖11所示。
5 小結
本文首先介紹了二維位圖圖片到三維造型及加工實現的流程，包括位圖與矢量圖的轉換、矢量圖的修飾、三維模型的構造與光順、快速打印成型等環節。其中所用到的ArtCAM為廣泛使用的CAD/CAM軟件，可以方便地使用快速成型機實現圖片三維造型打印，對實際生產具有一定的實用價值。
參考文獻：
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[2]惲志東.基于MasterCAM X Art的浮雕設計與數控加工[J].工具技術，2009，43：79-82.
關鍵詞：中低壓管道；現場集中化工藝配管；模塊化配置安裝；觀感質量
目前超超臨界火電機組的中低壓管道泛指設計壓力
1 中低壓管道現場化集中化工藝配管：
在施工前期，現場不具備安裝條件時，將中低壓管道系統在組合場內進行預先配置組合，減少現場安裝的施工工作量，加快施工進度，改善安全文明環境，提高管道安裝精度及內部清潔度，保證安裝質量。將現場大部分安裝工作提前在配置場做，解決以往工程待廠房內施工條件具備后，才能在安裝地點周圍進行下料、組合和安裝，可將管道預制安裝與土建施工并行，縮短工期，降低施工成本。現場集中化工藝配管可將中低壓管道施工周期提前1-2個月，大大節約施工成本，避免了常規安裝方法文明施工差、交叉作業多、作業面相互影響等弊端。
現場集中化工藝配管在滿足現場運輸和吊裝條件下，要盡量加深管段的預制深度，預制焊口數要達到總數的50%以上，能將原材料檢驗、測量、下料、坡口、對口、焊接、標識等各項作業形成流水線作業，保證管道預制安裝程序化、規范化、模式化，提高中低壓管道安裝效率和效益。
1.1 操作要點：
現場集中化工藝配管是充分利用管道預制場地的機械設備和環境等有利因素，配備專用的配管工器具（切管機、坡口機、熱處理機、自動噴砂裝置、埋弧自動焊機等）進行機械化生產，施工工藝美觀，質量可靠，精確度高，施工速度快，可有效提高管道加工精度，保證管道后續安裝應力小，避免泄露，確保管道的安全運行。
現場集中化工藝配管遵循“設計允許、安裝方便”的原則，所有管道規格DN≥80mm的管道系統都要進行二次配管設計并進行集中化工藝配管。中低壓管道工藝配管設計除機務專業外還應結合熱工專業、焊接專業綜合考慮各種安裝因素和規范標準要求，保證配管正確性及完整性。
1.1.1 配置場地及施工機具準備
1）根據機組施工總平面布置圖要求、管道工程量及工期計劃安排，規劃管道預制場地，場地應配置龍門吊等吊裝機具，便于管道吊裝運輸。
2）根據工程特點及需求情況在配置場內配備噴砂裝置、焊機集裝箱、熱處理集裝箱、切割機、坡口機、鉆床等機加工設備，按下料、組對、焊接、檢驗等工序形成流水生產線作業。
1.1.2 配管設計
1）配管設計時應綜合考慮管道及管件的布置、閥門的位置、疏放水點、放氣點、取樣加藥點、熱工測點（包括調試、性能試驗、運行）、流量測量裝置和支吊架位置及形式等，二次配管設計必須以設計院提供的正式藍圖為基準。
2）配管設計時彎管、管件、閥門、流量測量裝置等零部件尺寸應以現場測量的數據為準，盡量將現場焊口位置靠近現場安裝平臺，并考慮安裝用調整段并應考慮到系統沖洗、吹掃等臨時接口，還應考慮到現場起吊重量和空間的限制。組合段內如果有閥門，應等閥門兩側組合段噴砂除銹后再與閥門組合。
3）為了便于施工，配管圖應有平面圖和軸測圖，圖上應顯示：管件、閥門管道附件、支吊架、放水、放氣點、接管座、熱工測點、性能測點等位置和相應尺寸。管段詳圖上應有材料明細表，標明其規格、材質、編號、長度及重量等，并標明每段鋼管所在的系統的編號，標注該管段兩端接管位置和介質流向。
若組合段較為復雜，開孔較多，且開孔位置不是位于組合段正上方或者正下方。應增加單件管道圖以及開孔斷面圖，標注清楚開孔位置、角度及尺寸。
4）確定單件分段管道總體尺寸及焊縫位置時，應滿足以下要求：
配管程序中的排料優化原則，使管材得到充分的合理利用。焊縫距彎管起弧點不小于鋼管外徑并不得小于100mm。兩個相鄰焊縫間的距離不小于鋼管外徑并不得小于150mm。焊縫距離支吊架管部邊緣不小于50mm，對于焊后需進行熱處理的焊縫，距離支吊架管部邊緣不得小于焊縫寬度的5倍，且不小于100mm。焊縫距離管道開孔邊緣不小于150mm。對位于隔墻，樓板內的管段不得設置焊縫。在確定單件分段管道的總體尺寸時，要考慮運輸和吊裝位置條件的限制；還應考慮其剛度能保證吊裝后不致產生永久變形，若組合件剛度不夠，必須有增加剛度的措施，以免吊裝組合件變形。
1.1.3 配管管道下料、組合工作
1）焊接坡口宜采用機械加工。型式和尺寸應按《電力建設施工及驗收技術規范（火力發電廠焊接技術規程）》的規定加工。
2）焊件在組裝前應將焊口表面及附近母材的油、漆、垢、銹等清理干凈。每側10～15mm打磨出金屬光澤，并檢查無裂紋、雜質等缺陷。
3）坡口宜采用機械加工的方法。如采用熱加工方法（如火焰切割、等離子切割）下料，切口部分應留有機械加工余量，以便于除去淬硬層及過熱金屬。
4）焊接
配管焊接為提高工作效率可采用埋弧自動焊和手動焊接相結合的方法。焊接施工過程結束后，及時委托金屬檢測單位及時檢驗。
5）噴砂處理
在配置場地組合好的管道直徑φ89mm及以上的碳鋼及合金鋼管道全部噴砂除銹；不銹鋼管應檢查內部情況，保證清潔無雜物。對于對空排氣管道、對外排污管管子，管內無嚴重銹蝕和雜物時可不做處理。
配管場地內應準備噴砂設備一套。噴射石英砂對管道及管件內部進行噴砂除銹，噴砂時不允許停留在某一部位時間過長，噴砂后工件表面應露出金屬光澤，無銹蝕及雜物。
6）配管的管段標識
配管管段應標識清楚、明了，便于現場的辨識及安裝。采用噴漆方式在管段上明確標示系統編號、管段號、規格、材質及流向。
7）管口封堵
管口應封堵嚴密，采用橡膠封頭或彩條布包裹用膠帶封緊的方法，以防止異物或灰塵進入或在運輸及存放的過程中發生銹蝕和碰撞。
2、調整支吊架及管道合理安裝順序：
廠房具備施工條件后，一般首先進行設備就位安裝工作（凝汽器、高加、低加、除氧器、汽泵等轉動機械的就位工作）。期間可考慮首先進行高低加排汽、軸加排汽、汽封排汽、輔汽聯箱安全閥排汽、除氧器排汽等管道施工。（上述排汽管道一般沿柱子垂直布置，不需要等待平臺交安，可提前安排施工）。
零米層應首先進行地埋管道安裝，其中要提前策劃輔機設備放水管道及中低壓管道放水、放氣等小口徑管道終端疏水箱的安裝位置與接口，并布置在靠近通道或者進出方便易于觀察的位置，疏水箱底部放水管道采用DN50～DN80碳鋼管道與地埋的無壓放水母管接通，要避免以往工程小口徑管道施工時終點位置不確定，布置雜亂無章，做完零米地面后發現放水口再進行二次開挖，浪費人力物力拖后工期的落后的施工方法。
施工現場具備安裝條件后，需及時將預置場地內配置好的管道運至安裝位置進行組合安裝。一般根據機組試運順序，優先考慮凝結水、開式水、閉式水、高低加疏水、中低壓給水、輔助蒸汽等系統施工。
支吊架根部應先于管道施工，可作為施工吊點，減少焊接臨時吊點，提高臨時懸吊的安全性。中低壓管道支吊架圖紙應在廠房交安前2-3月達到施工單位，進行圖紙會審，材料計劃提取，加工及購買等工作。支吊架根部型鋼材料到貨后可在管道組合場提前下料和配制、油漆，前期施工的系統支吊架根部應在廠房交安前配置完畢。
2.1中低壓管道現場組合安裝工藝優化措施：
2.1.1 如條件允許，低溫中低壓管道吊裝前可將管道外壁打磨干凈，涂刷底層防銹漆，即可提高管道安裝外觀工藝，也減少了已完工程管道安裝結束后，搭架子進行外壁打磨二次涂刷，減少環境污染和成品保護。
2.1.2 管道吊裝將在鋼梁上焊接臨時吊點更改為自制的可重復利用剪刀鉤型鋼梁提升卡具，既減少了工作量，又避免了二次割除時損壞鋼梁。
2.1.3安裝時，要提前考慮系統沖洗和嚴密性試驗的接口及臨時管道的布置，做好提前預留和臨時措施，避免將管道施工完畢后，再進行拆裝，造成管道和設備內部的再次污染。
2.1.4 不銹鋼管道與支吊架之間應墊入不銹鋼墊片隔離；穿墻或過樓板的管道，位于隔墻、樓板內的管段不得有接口，所加套管應符合設計要求，設計無規定時，穿墻套管長度不應小于墻厚，穿樓板套管宜高出樓面或地面25-30mm。管道與套管的空隙應按設計要求滿足保溫和熱位移需要。
2.1.5 管道安裝過程中，嚴禁在正式管道內臨時存放工具和雜物，避免出現工具、雜物遺忘在管道內。每日施工結束應對管道開口部位加彩條布封閉，以防止雜物進入。
2.2支吊架安裝觀感質量優化措施：
支吊架安裝在嚴格按照施工規范規定施工的同時，制定外觀觀感質量要求和措施和增加支吊架觀感質量檢查驗收記錄，完善過程控制，突出細部安裝工藝，在保證安全的基礎上，有效提高觀感質量，保證花蘭螺絲、螺紋接頭、彈簧標尺方向整齊劃一、工藝美觀，提高安裝效率，減少施工缺陷，避免二次返工。
3 小口徑管道模塊化配置安裝：
汽機側小口徑管道安裝范圍包括：疏水擴容器周圍疏水管道、熱力系統疏放水管道、放空和排汽管道、設備冷卻和密封用水管道、發電機氫氣系統管道、汽水取樣及加藥管道等。目前設計院對火電機組DN≤80mm的工藝管道只出具系統圖而沒有布置圖，現場施工隨意性大，布置雜亂、阻礙通道，施工缺陷及二次返工率較高。 我們根據以往工程中低壓汽水系統小口徑管道的安裝的經驗和布置的特點，將其劃分為高低加區域模塊、疏水擴容器區域模塊、本體疏水區域模塊、抽汽區域模塊、取樣加藥系統模塊、油系統模塊、發電機區域模塊等進行模塊化設計和配置安裝。
首先由技術人員根據設計院提供系統圖、管線流程圖、總體布置圖等相關圖紙和資料，結合現場設備、主管路、電纜等敷設的實際情況，進行小口徑管道現場模塊化設計，再由施工人員在配置場地將疏水平臺、閥門操作站、具有相同配置特點的管道等在場外預先進行組合配置，將小口徑管道疏水平臺或閥門站預制成模塊作為一個個組合體，方便和加速了現場的安裝。安裝前對其預制和組裝，避免了在其最終位置的狹窄空間進行過多的工作，保證小口徑管道的安裝工期與母管安裝工期并行，從而提高安裝進度，縮短安裝工期。
小口徑管道模塊化的布置原則是：散狀布置、分塊集中，走向合理、間距均勻、避免交叉、整齊美觀、高空布置、少占空間、不占運行通道及檢修場地、閥門盡量就近布置、有序排列且便于操作和檢修。
3.1 本體疏水和抽氣區域小口徑管道模塊化布置：臨近的閥門盡量進行集中布置，嚴格按介質壓力和溫度對小徑管進行區分，布置時分別考慮，高溫管道和常溫管道盡量不集中布置在一起。（如圖3-1所示）
3.2 高低壓加熱器區域模塊小口徑管道模塊化布置： 以高低加為中心的小口徑管道布置在背向通道的一側，閥門集中布置處要形成操作臺，方便操作，操作臺盡量借用設計好的平臺，閥門站一般分為兩個閥門站分別靠近加熱器的兩端進行安裝以節約材料，減少安裝工作量，且操作臺要留有足夠的通道空間。（如圖3-2所示）
3.3 疏水擴容器周圍疏水管道模塊化布置：將一定范圍內的相同介質和相近壓力的小徑管集中并按壓力由高至低、由外至內的順序疏向疏水集管，管道布置需保證間距均勻，分層布置，單根保溫，無交錯現象。設計有氣動控制門的疏水管路集中布置，沒有氣動控制門的管路就地布置。集中布置的管路閥門站盡量布置在零米層汽機基座高壓缸側的兩個柱子之間，為避免帶型疏水管路的出現，需將閥門站的標高抬高至本體疏水擴容器疏水集管標高以上，為便于閥門的操作和檢修，設閥門操作平臺及上下爬梯。
3.4 加藥取樣系統模塊化布置：加藥取樣系統管道支路較多，管線較長。由于加藥間與取樣間具置的不同，要改變布置分散的弊端，將加藥管道與取樣管道提前匯合，在C列墻外側（煤倉間側）布置，整體成排平行向汽機房鋪設。由于加藥取樣系統管道的口徑比較小，要用彎管機握彎，減少彎頭焊接的工作量，管道支吊架盡量采用U形管夾及儀表排夾，根部盡量用花角鋼，以提高安裝效率。
3.5 就地布置的放水管道模塊化布置：分散布置的就地放水管道安裝嚴格按照統一模式進行安裝，閥門離地高度及距離母管長度都要統一，要充分考慮到母管振動、熱膨脹等帶來的不利影響，有溫度的疏水管道要有良好熱補償性能，防止焊口撕裂，危及設備及系統的安全經濟運行。
通過對中低壓管道常規化施工程序和方法進行變革和創新，使中低壓管道安裝工藝更加簡捷、工序合理，比傳統的方法縮短了施工工期，降低工程成本，減少管道安裝的質量通病，減少現場高空作業和交叉作業，有效保障了施工安全。在新密電廠二期工程2×1000MW超超臨界燃煤發電機組#4機、華能沁北電廠三期工程2×1000MW超超臨界燃煤發電機組#6機中低壓管道安裝中得到應用，成為提高超超臨界火電機組中低壓管道安裝效益的有效途徑和方法之一。
致謝
首先感謝中國電建集團河南工程公司、新密電廠和華能沁北電廠的領導和同仁為本次論文寫作提供大力支持和指導，并給予中肯的意見，才能使我順利完成論文的寫作工作。
感謝為論文提供廣大學術資料的專家，有你們的學術成果，使論文有了明確的方向和堅實的基礎，再次，向你們表示衷心的感謝和致以崇高的敬意。
參考文獻：
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[2]張金和主編.《管道安裝工程手冊》.機械工業出版社，2006.
[3]謝萬鈞主編.電力施工企業職工崗位技能培訓教材《管道安裝》中國電力出版社
作者簡介：
韓春峰（1964.02），男，河南郟縣，學歷：大專，工程師，研究方向：熱能動力工程.
論文摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果，本文簡述了機電一體化技術的基本應用，并對機電一體化專業就業前景及就業方向進行了分析。
0 引言
作為全國發展較為落后的省份，到貴州主政不到一年的省委書記、省長趙克志指出，工業強省戰略是貴州更好更快發展的必然選擇，因此，“十二五”時期貴州將重點實施工業強省戰略和城鎮化帶動戰略。在這樣的時代背景下，作為職業院校的一名教師，深感機電一體化專業又迎來了發展的春天。隨著現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。但機電一體化專業就業前景如何，機電一體化專業就業方向有哪些？這些問題成了很多家長和同學們想要了解的問題。
1 機電一體化技術的基本應用
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
1.1 在現代機械制造業中的應用
傳統機械制造業是建立在規模經濟的基礎上，靠企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的，它強調資源的有效利用，以低成本獲得高質量和高效率，其生產盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業是以信息為主導，采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業，其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造。現代制造業集成了現代科學技術的發展，充分利用電子計算機技術，使制造技術提高到新的高度。近年來，制造工程領域的新技術相繼誕生，如計算機數字控制、現代集成制造系統、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。
1.2 在飲料行業中的應用
機電一體化技術是當今發展最快、應用前景最為廣泛的技術之一。機電一體化技術在食品、飲料包裝機械的開發、設計和制造過程中的應用。不僅使單機的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產線的自動化控制水平、生產能力得到很大提高，使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備。可以大大改善食品飲料包裝生產設備產品的質量，提高其國內、國際競爭能力。
1.3 在鋼鐵企業中的應用
在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。
2 機電一體化專業就業前景
有關研究報告顯示“機電一體化”一詞最早是日本提出的，在上世紀80年代初，日本名古屋大學最早設置了“機電一體化”專業。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列入“863計劃”中。機電一體化專業是精密機械——電子技術(含電力電子)——計算機技術等多門學科交叉融合的產物，屬高新技術，也是當前發展最快的技術之一，它是先進制造技術的主要組成部分。它的發展推動了當前制造技術的迅速更新換代，是產品向高、精、快迅速邁進，使勞動生產率迅速提高。由于我國逐漸成為世界制造業基地加上傳統企業面臨大規模的技術改造與設備更新，國內急需大量先進制造技術專業人才。而“十二五”時期貴州將重點實施工業強省戰略，因此我校機電一體化專業的畢業生可以立足貴州，放眼全國，就業前景很好，而且往屆畢業生普遍反應待遇較好。畢業生主要在各行政、企業、事業單位從事機械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調試以及技術管理等工作。具體就業方向有：
2.1 機電一體化專業
從事機電一體化液體灌裝生產線及商品包裝自動化機械運行、維護、管理、技術改造等工作的機電一體化高等技術應用性專門人才。可在大型啤酒、飲料、食品及商品包裝生產企業從事現代化自動機與生產線的維護和管理工作，也可在相關的自動機與生產線的生產廠家或設計部門、營銷單位從事技術工作。
2.2 機電一體化專業（計算機輔助設計與制造方向）
從事機電產品的計算機輔助設計（CAD）與計算機輔助制造（CAM），并熟練使用和維修數控加工設備的機電一體化高等技術應用性專門人才。
可在模具設計及制造、機械加工、塑料、五金、電子產品、計算機生產等企業從事數控機床的加工工藝設計編程，數控機床的調試、維護及加工操作，從事生產和技術管理工作，也可以從事國內外數控設備的營銷工作。
2.3 機電一體化專業(模具CAD/CAM方向）
從事利用計算機技術和數控加工技術對模具進行設計和制造等工作的機電一體化高等技術應用性專門人才。
可在模具、機械、五金、塑料、家電等生產企業從事模具計算機輔助設計與制造等方面的技術工作，也可在企事業單位從事與本專業有關的經營、管理工作。
2.4 機電一體化專業（機電CAD技術方向）
在機電一體化產品、設備的設計、制造、維修、管理、技術改造與服務過程中專門從事用電腦繪圖設計、信息處理和資料管理的高等技術應用性專門人才。
可在機械設計、制造與裝備行業、模具制造業，輕工、家用電器、電子制造業從事設計、制造、技術改造、產品營銷、設備管理與維護等工作。
市場調研發現機電一體化專業是一個寬口徑專業，適應范圍很廣。我校該專業學生在校期間除學習各種機械、電工電子、計算機技術、控制技術、檢測傳感等理論知識外，還將參加各種技能培訓和國家職業資格證書考試，如維修電工，PLC程序設計師，CAD制圖員等國家級職業技能鑒定考試，學生必須考取相應的技能證書后才能取得畢業證，充分體現重視技能培養的特點。歷屆學生畢業后主要面向珠江三角洲各企業、公司，從事加工制造業，家電生產和售后服務，數控加工機床設備使用維護，物業自動化管理系統，機電產品設計、生產、改造、技術支持，以及機電設備的安裝、調試、維護、銷售、經營管理等等。
參考文獻：
[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京.科學出版社.2004.
[2]高鐘毓.機電控制工程[M].北京.清華大學出版社.2002.
關鍵詞：高速切削優點，刀炳系統，高速切削發展
1、高速度切削的基礎理論
高速切削技術不只是一項先進技術，它的發展和推廣應用將帶動整個制造業的進步和效益的提高。在國外，20世紀30年代德國Salomon博士提出高速切削理念以來，經半個世紀的探索和研究，隨數控機床和刀具技術的進步，80年代末和90年代初開始應用并快速發展到廣泛應用于航空航天、汽車、模具制造業加工鋁、鎂合金、鋼、鑄鐵及其合金、超級合金及碳纖維增強塑料等復合材料，其中加工鑄鐵和鋁合金最為普遍。
2、 高速切削加工理論基礎
(1) 切屑形成特征
不同材料在不同狀態下的切屑形態:
(a)供貨狀態，切削速度127.2m/min （b）硬度325HB，切削速度125.5m/min
連續帶狀切屑（D.LEE）鋸齒狀切屑
工件材料及其性能和切削條件對切屑形態起主要作用，其中工件材料及其性能有決定性的影響。一般低硬度和高熱物理性能KρC（導熱性K、密度ρ和比熱容C的乘積）的工件材料如鋁合金、低碳鋼和未淬硬的鋼與合金鋼等，在很大切削速度范圍內容易形成連續帶狀切屑。
硬度較高和低熱物理特性KρC的工件材料，如熱處理的鋼與合金鋼、鈦合金和超級合金，在很寬的切削速度范圍均形成鋸齒狀切屑，隨切削速度的提高，鋸齒化程度增高，直至形成分離的單元切屑。
(2)切削力學
圖中Fs為剪切力，Fm為高速切削時切屑動量改變所需的作用力；Ff為作用在后刀面上的摩擦力
直角切削時剪切角和前刀面受力簡圖
（3）切削熱和切削溫度
切削時的熱量主要來自剪切變形功、刀－屑和刀－工件摩擦功。干切時，切削熱主要由切屑、工件和刀具傳出去，周圍介質傳出小于1％。
切削時熱的產生與傳出
切削速度對切削溫度的影響試驗結果。隨切削速度的提高，開始切削溫度升高很快，但達到一定速度后，切削溫度的升高逐漸緩慢，甚至很少升高。
3、 高速切削的優點
（1） 隨切削速度的大副度提高，進給速度也相應提高5―10倍。這樣，單位時間內的材料切除率可以大大增加，可達到常規切削的3―6倍，甚至更高。同時機床快速空程速度的大副提高，也大大減少了非切削的空行程時間，從而極大地提高了機床的生產率。
（2）在切削速度達到一定值后，切削力可降低30%以上，尤其是徑向切削力的大副減少，特別有利于提高薄壁細肋等剛性差的高速精密加工。
（3）在高速切削時，95%--98% 以上的切削熱來不及傳給工件，被切削飛速帶走，工件可基本上保持冷態，因而特別適合加工容易熱變形的零件。
（4）高速切削時，機床的激震頻率特別高，它遠遠離開了“機床―刀具―工件”工藝系統的固有頻率范圍，工作平穩震動小，因而能加工出非常精密、非常光潔的零件，零件經高速車、銑加工的表面質量常可達到磨削的水平，殘留在工件表面上的應力也很小，故常可省去銑削后的精加工工序。
（5）高速切削可以加工各種難加工材料。例如，航空和動力部門大量采用的鎳基合金和鈦合金，這類材料強度大、硬度高、耐沖擊、加工中容易硬化，切削溫度高，刀具磨損嚴重。在普通加工中一般采用很低的切削速度。如采用高速切削，則其切削速度可提高到100―1000m/min，為常規切削速度的10倍左右，不但可大副提高生產率，而且可有效地減少刀具磨損，提高零件加工的表面質量。
（6）降低加工成本，由于高速切削，零件的單件加工時間縮短了；在一臺機床上，一次裝夾完成零件地所有粗、半精、精加工，提高了效率；高速加工提高了零件表面粗糙度質量，免去了后續地光整加工工序以及替代了一部分電加工工序；因此，雖然高速機床地價格高于普通速度機床，但是綜合幾方面的因素，仍可大幅度降低加成本。
4、高速切削加工的刀柄系統
BT系統：刀柄錐度7：24，單面接觸。 HSK系統：刀柄錐度1：10，雙面接觸。
BT刀柄（7：24）BT刀柄與主軸接合圖
HSK刀柄（1：10）HSK刀柄與主軸接合圖
刀柄與主軸接觸 不同刀柄系統，高速加工時，離心力有很大影響。
BT主軸/刀柄聯結
主軸轉速達到某一極限值 (n=15000r/min，F=15kN) 時，主軸/刀柄聯接處大端的分離導致刀柄在切削力的作用下以刀柄為支承發生擺動，極大地降低了刀柄在主軸錐孔內的定位精度和重復定位精度，無法保證聯結的可靠性。BT40聯結的最佳轉速范圍為0~12,000r/min，12,000~15,000r/min仍可使用，15,000r/min以上，由于精度降低，無法使用。HSK－63A刀柄系統最佳轉速范圍為0－30000r/min，超過這個范圍精度降低。
5、高速切削加工技術展望
高效率、高精度、高柔性和綠色化是機械加工領域的發展趨勢。高速切削加工技術必將沿著安全、清潔生產和降低制造成本的方向繼續發展，而成為21世紀切削技術的主流
切削速度目標：
銑加工鋁及其合金10000m/min；銑加工鑄鐵5000m/min；銑加工普通鋼2500m/min。
鉆削鋁及其合金30000r/min，鉆削鑄鐵20000r/min，鉆削普通鋼10000r/min。
進給速度目標20～50m/min，進給量1.0～1.5mm/齒。
鋁及其合金等有色金屬和碳纖維增強塑料等非金屬材料的切削速度主要受限于機床主軸最高轉速和功率。在高速加工機床領域，具有小質量、大功率的高速電主軸、高加速度的快速直線電機和高速精密數控系統，以及配套的高速軸承及其技術、刀庫技術和自動換刀裝置及監控技術等正在迅速發展，可望達到更高的加工水平。
鑄鐵、鋼及其合金、鈦及鈦合金、高溫耐熱合金等超級合金以及金屬基復合材料的高速切削加工目標主要受刀具壽命困擾，發展新型高溫力學性能（硬度、強度與斷裂韌性）和高抗熱震性能更高的高可靠性的刀具材料對進一步發展高速切削技術具有決定性的意義。
現有高速切削刀具材料PCD、CBN、陶瓷刀具、金屬陶瓷、涂層刀具和超細硬質合金刀具等仍將起主導作用，并將得到新的發展。進一步發展新型高溫力學性能和高抗熱震性能的高可靠性的刀具材料（包括自刀具材料），特別是為加工超級合金和高性能新型工程材料和高速干切削的刀具材料是發展的重點。
金剛石刀具領域，人工合成單晶金剛石和金剛石厚膜涂層刀具具有更好的優越性，隨技術日益成熟和成本降低，可望成為高速切削有色金屬和非金屬材料比較理想的刀具材料。
陶瓷刀具有獨特優越性，可望通過多種強韌化機理（如微－納、納－納等）大幅度提高其性能，它將成為高速切削鋼、鐵材料的最有前途的刀具材料之一。
涂層刀具在高速切削加工技術領域具有巨大潛力，通過深入研究涂層技術和涂層物質，如高強度的硬質合金粉末表面涂層、CBN涂層，納米涂層等進一步提高其性能，可望成為高速切削加工最具有誘人吸引力的刀具材料。
在發展高速切削加工技術領域，開發高效復合切削技術和高性能切削技術及其多功能與專用刀具，是提高切削效率和加工質量十分有效的方法之一。
高速切削過程的機床、刀具和工件質量的智能監控技術將得到更加重視和發展。
6、結束語
高速切削加工技術是一項全新的、正在發展之中的先進實用技術，在工業發達國家已得到廣泛的應用，取得巨大的經濟和社會效益。在我國高速切削加工技術的開發和應用還處于初步階段，還有大量研究、開發工作需要進行。但國內已進口了大批高速加工設備，也開發了多種高速機床和加工中心，還有許多可供應高速切削刀具系統的工具企業，只要充分認識高速切削加工技術的優越性和誘人的巨大經濟效益的潛力，完全有可能迅速把我國高速切削加工技術的應用推進到一個新水平
參考文獻：
（1）《第一屆全國數控技能大賽決賽試題解析與點評》
第一屆全國數控技能大賽 機床雜志社組編 中國科學技術出版社
（2）機電工程現代設計方法 萬耀青，阮寶湘 北京理工大學出版社
（3）現代設計技術與機械產品 曹金榜 機械工業出版社
論文關鍵詞：數控車削；課程改革；教學模式；學習情境；項目驅動；一體化
數控車削加工是以培養熟練掌握數控車床操作、程序編制、工藝設計、數控車床的日常維護保養和常見故障的診斷技術高技能人才為目標，針對企業數控加工崗位需求而設置的一門數控技術專業課程。傳統教學模式是把數控編程、切削加工工藝等理論課和數控操作實訓課分開，因兩類課程的進度不同步，達不到理論指導實踐目的，并出現重復傳授知識點浪費課時，理論教學與生產實踐偏離的問題，對此，必須實行教學改革，才能使教學適應生產，使畢業生被企業所接受。
一、課程改革思路
數控車削加工課程，應依托校企合作平臺進行課程改革與建設，以企業機械數控車削工作過程序化教學內容，根據數控車削加工工藝的復雜難易程度，從數控車削加工的簡單應用開始，逐漸培養學生對數控車削加工的復雜應用，以零件生產工作過程為主線重組教學內容。
（一）重構本課程的課程標準。課程標準是落實培養目標和指導教學工作的最基本綱領性教學文件，是選用與編寫教材、進行教學以及評估和檢查教學質量的依據，課程標準確定人才培養目標的方向。零件數控車削加工的課程標準應根據本地區機械加工行業等生產企業的崗位需求來制定，為了使教學培養目標與企業需求實現零距離對接，應與企業一線技術專家合作進行“頭腦風暴”的專業分析及一系列的調研工作，才能確定本課程的能力目標、素養目標、知識結構及要求。同時遵循學生技能增進的一般規律，選擇真實的機械零件或類似的零件為載體來設計本課程的教學項目、工作任務。圍繞完成項目教學的工作任務應具備的相公工藝知識重構本課程教學內容，最后確定課程標準。
（二）設計“項目驅動”的、理論實踐“一體化”、實行“產學結合”教學模式的實訓課。課程教學培養的學生能力與企業生產要求是否能實現零距離對接，教學模式應貼近實際工作情境。為了使學生體驗實際零件數控加工工作過程，應按實際零件生產所需的技能、相關工藝知識、生產管理要求完成項目學習任務，設計行動導向的項目教學，即“項目驅動”的教學模式；根據項目教學要完成的項目內容所需的相公工藝知識或基礎理論知識，設置教學內容，采取實踐教學與理論教學合二為一的“一體化”教學模式教學；把生產任務引進實訓教學，實施“產學結合”的生產性實訓教學模式。學生在做中學，既提高學習效果，又貼近企業生產實戰要求。使學生體驗在不同工作情境下不同崗位角色感受，體會到要完成什么工作任務，必須掌握什么知識和素養，促使學生為做而學，在做中實現其技能、職業素質的全面提升。
（三）構建具有實用意義的校內實訓基地。校內實訓基地是高職高專不可缺少的實訓場所，尤其是數控技術專業，必須有一點數量的數控實訓設備。因此，建設對應的數控車削加工仿真實訓室與生產性實訓基地，為教學的實施提供堅實的保障。
（四）建設課程配套教材以及課程網站等教學資源。教材是教學的主要工具之一，教材建設是課程教學改革的重要環節。過去的數控加工技術類教材，多以理論課的模式編寫，對實踐指導作用不大。為此，建設以項目驅動設計工藝知識內容，以工作過程為導向設計訓練步驟的《零件的數控車削加工》一體化教學配套教材，是課程改革的重要舉措。
相關教學資源的建設是提高教學效果的推進器，建設課程教學網站及相關教學資源，能用于輔助教學和提供學生課外學習的指導，因此，應重視課程網站建設，使教學源資更加豐富。
（五）注重教師教學能力的提高。教師教學能力的提高是提高教學質量的充要條件。課程團隊教師應不斷學習進取，提高自身知識與技能以及教學技巧，確保教學水平與教學效果的不斷提高，為企業培養出高技能人才。
（六）引入企業質量標準，建立“過程考核與終結考核相結合”課程考核制度。在教學過程中，引入企業質量標準，是提高學生對產品質量監控意識的重要舉措。建立“過程考核與終結考核相結合”的新型課程考核制度，從專業技能、職業素質等方面全方位對學生進行考核，以促使學生成為技術過硬、職業素質好的高技能人才，實現人才培養在生產和管理上與企業要求的零距離對接。
二、課程改革實施工作的開展
（一）建設高水平的課程教學團隊，開展課程改革調研活動。組建一支以骨干教師為主體聘請企業專家作兼職教師的課程團隊，開展科研工作。一是深入企業調查研究，對數控技術應用專業的畢業生的使用情況和人材需求狀況進行調研，收集用人單位對人才需求方向、能力要求等信息，為制定專業課程培養目標提供依據。二是舉辦工作分析會，請企業行業專家到學院，舉辦以行業專家為主體，課程教師團隊參加的工作分析會，采取頭腦風暴的形式，對數控技術加工領域的人才需求、知識技能結構要求進行討論。經專家們的統一論證，明確了數控技術應用專業的畢業生就業崗位群以及對應的工作任務，要勝任相應工作應具備的專業知識與技能。給數控技術應用專業的培養目標、知識與技能結構要求較為準確的定位。
（二）根據企業需求確定課程培養目標，針對職業技能成長規律設計學習情境，完善課程標準。根據工作分析獲得的結論，召開團隊教師研討會，根據企業需求確定專業培養目標，制定專業人才培養方案。團隊教師通過走訪企業尋找訓練載體，挖掘素材，設計適合職業技能成長規律的課程學習情境和工作任務。并經多次反復研討論證與修改，制定以企業生產的零件加工為訓練載體的零件數控車削加工課程的學習情境、教學實施計劃，完善零件數控車削加工課程標準。
（三）教學資源的建設。組織團隊教師并邀請企業專家，根據人才培養目標與課程標準要求，編寫出版以項目驅動、以典型案例工作過程為導向的具有實用意義的《零件的數控車削加工》“一體化”實訓配套教材；建立具有數控車削加工特點的課程網站，能為學生課外學習、教師教學資源共享、師生課外交流與溝通提供網絡平臺。
建設對應的數控車削加工仿真實訓室與具有一定規模的生產性實訓基地。一方面，仿真實訓室可采用數控模擬加工與編程，使學生更快的掌握數控車床操作要領，避免或降低新手操作真機因不熟練發生事故造成的損失；同時可對新項目進行模擬加工，確定合理的程序。另一方面，具有一定規模的生產性實訓基地，為實型產學結合的教學模式，實現自我造血功能提供保障。
（四）構建了以工作過程為導向、項目驅動教學的教學模式。改革傳統的教學模式，構建以工作過程為導向、項目驅動的“一體化”教學模式。實行“產學結合”的生產性實訓教學，即把企業真實零件加工生產任務為訓練載體引進課堂，針對實際零件加工設計教學與學習過程，把教學融入地方汽車產業鏈的生產，服務地方企業，解決過去純消耗實訓的弊端，實現“自我造血”功能。
（五）團隊教師教學能力的提高。為了提高團隊教師自身知識與技能以及教學技巧，確保教學水平與教學效果的不斷提高。經常性地組織教師參加各類專業技能培訓與教學能力培訓，有計劃地安排教師到企業掛職鍛煉，組織相應的教學能力大賽和說課比賽，參加科研項目與各種教研活動等，達到教師的綜合水平提高。
教學手段與教學方法的改進也是改革實施的另一方面。過去教師講課總是一塊黑板一支粉筆一張嘴講完一節課，學生只是被動的聽，在做操作示范時，一個班的學生圍觀，能完全看清楚的僅僅是前面的幾個學生，其他同學在外圍只能伸出脖子或在縫隙間偶爾看見一兩個動作，教學效果很差。通過教學改革，采用PPT課件加上視頻或微格錄像、結合黑板板書，使教學更具直觀性，加上案例驅動、分組討論等教學方法，使學生更容易接受、教學效果更好。
（六）學生技能考核與培訓機制的建立。為了實現人才培養在生產和管理上與企業要求的零距離對接，將企業質量標準與管理機制引入課程考核，綜合考核學生職業素養；按國家技能等級考核標準對學生的綜合技能進行考核，并按教考分離的方式實行考核，確保技能的真實性。
根據教學目標，學生應在教學計劃課時內達到中級工技能等級，通過考核合格后，成績達到良好以上的學生給予教學計劃外的高級工等級技能培訓，按高級技能等級要求考試合格的授予高級工技能等級證書，起到激勵學生積極學習技能的作用。
三、改革成效
（一）改革有助于學生能力的快速增長。以真實零件加工的數控編程與實踐操作，項目驅動教學，做中學有利于學生學對知識與技能的掌握，提高技能；將企業質量標準引入課程考核機制中，讓學生樹立產品質量意識、效率意識及安全文明使用設備及維護意識，形成良好的職業素養，實現生產和管理與企業要求的零距離。
一方面，通過學生獲取技能等級情況的前后對比而言，過去的等級考試采用單純的針對某具體零件的操作技能，僅90%獲得中級工技能等級。現在采取隨機抽取考題的方式考核，重在考學生的綜合分析能力、綜合技能，獲得中級工技能等級占96%，且鼓勵中級考試成績優秀學生參加高級工技能考核，刺激學生對數控技術的學習興趣與能力的開發，通過考核，高級工合格率在50%左右。部分學生技能更加突出，2009年1月，07級數控專業學生（第三學期）參加柳州市大、中職業院校數控技能競賽獲得個人第一名。2010年1月08級數控專業學生參加參加柳州市大專院校數控車、銑綜合技能競賽獲得團體第一名。
另一方面，從學生受企業歡迎度比過去大大提高。由于現在學生能力普遍提高，近兩年機制、數控專業的學生到企業試崗后得到了企業的稱贊：我們學院的學生比其他院校的學生更適應生產要求。如:桂林福達公司經試用后，每年與我系一百五十多名學生簽訂勞動就業合同。
（二）實行產學結合的教學模式，有利于學生技能成長，更有利于學院的發展。在實訓教學中，采用真實零件為訓練載體，當學生有了一定的基本功后，就采取輪換的方式進行零件批量生產，有利于學生的操作熟練程度的提高，并加強學生的產品質量、生產效率、降低成本等意識，學生更容易被企業接受。兩年來，數控專業、機制專業的學生完成了企業來料加工十多種產品上萬件，為學院節省了大量用于訓練的鋼料，并產生經濟效益，同時服務于地方企業。所以，實行產學結合的教學模式，產生了雙重的效益，提高學院在地區的知名度，更有利于學院的發展。
