時(shí)間：2023-03-21 17:04:55
導(dǎo)語：在機(jī)械加工工藝論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
在討論誤差形成原因之前，我們需要了解誤差的概念。所謂誤差，當(dāng)是實(shí)際值與真實(shí)理想值之間的偏差，在機(jī)械制造中，可以看作是設(shè)計(jì)的真實(shí)值與實(shí)際操作所得到工件的實(shí)際值之間的偏差。在加工前，工件都有一個(gè)理想的標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)際操作中，或多或少的一些原因?qū)?huì)導(dǎo)致實(shí)際的加工件與理想完美狀態(tài)的成品之間不是完美一致的，只是很大程度上的相似，誤差的大小實(shí)際上就是這個(gè)相似度的程度。
1.1理論誤差
由于我們?cè)跈C(jī)械加工時(shí)，采取的是近似的加工運(yùn)動(dòng)，或者是采用了近似的切削刀具。這加工運(yùn)動(dòng)和近似的刀具，本身就與理想狀態(tài)下的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值存在著一定的誤差，由它們通過加工得到的工件，顯然，誤差不可避免的存在了。
1.2安裝誤差
實(shí)際安裝過程中，也會(huì)產(chǎn)生安裝誤差，它主要由兩個(gè)方面組成：定位誤差和加緊誤差。所謂定位誤差，即是指基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)移位誤差的向量和。在實(shí)際的機(jī)械加工過程中，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)若是與定位基準(zhǔn)不一致，就會(huì)導(dǎo)致基準(zhǔn)不重合誤差；而在實(shí)際安裝過程中，有時(shí)候因?yàn)楣ぞ弑旧砘蛘呤遣僮鞯膯栴}，會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)移位，也將引起誤差。我們將這兩種誤差的向量和定義為實(shí)際的安裝誤差。所謂夾緊誤差即是指加工過程中，由于夾具夾緊工件的力，作用到工件身上，使得工件受力發(fā)生形變，引起誤差。
1.3調(diào)整誤差
機(jī)械加工過程中，出于保證尺寸精度的目的，一般會(huì)采用試切法或者調(diào)整法，而采用這些方法的同時(shí)，也伴隨著調(diào)整誤差。試切法的調(diào)整誤差主要是由于操作時(shí)的測(cè)量誤差、機(jī)床微量進(jìn)給誤差以及工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差引起的。調(diào)整法的誤差形成原因可能性比較多，一般微進(jìn)給量誤差或者實(shí)際操作中的“爬行”都會(huì)引起調(diào)整法的誤差；此外，調(diào)整機(jī)構(gòu)的制造誤差或者對(duì)刀時(shí)的誤差等都可以造成調(diào)整法的誤差。
1.4測(cè)量誤差
這類誤差主要是由于加工過程中采用測(cè)量儀器的精度問題引發(fā)的，另外測(cè)量人員的觀測(cè)也會(huì)引起誤差。
1.5機(jī)床誤差
常規(guī)情況下的機(jī)械加工多數(shù)是通過機(jī)床來操作的，但是機(jī)床作為一件加工道具，它本身也是存在著誤差的，顯然，由本身存在誤差的機(jī)床作為加工刀具來加工機(jī)械產(chǎn)品，生成誤差也就無可厚非了。機(jī)床的誤差一般是構(gòu)成它的幾個(gè)要素的誤差綜合影響的結(jié)果。機(jī)床在工作時(shí)，主要是通過主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。這里就產(chǎn)生了一個(gè)問題：主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于軸本身的制造因素以及裝配上的間隙，加之在持續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中可能存在的振動(dòng)現(xiàn)象，這些都將導(dǎo)致軸的回轉(zhuǎn)中心不是一條直線。這種呈現(xiàn)略微波動(dòng)的現(xiàn)象使得工件在加工時(shí)不可避免要產(chǎn)生誤差。
1.6夾具及刀具誤差
顧名思義，這種誤差分別是由于夾具和刀具各自的誤差引起。夾具誤差除開夾具本身的制造誤差，還受定位、對(duì)刀以及安裝裝配等的影響。刀具誤差的產(chǎn)生主要是刀具本身制造存在問題，另外經(jīng)常性的切削也會(huì)使其產(chǎn)生磨損。
1.7工藝系統(tǒng)變形誤差
工藝系統(tǒng)變形誤差主要有兩種情況，一為受力變形，二為受熱變形。受力變形主要是因?yàn)闄C(jī)床的零部件、刀具以及工件本身的剛度問題，使其在受到一定程度的力的時(shí)候發(fā)生形變；受熱變形即是在加工的時(shí)候，機(jī)床或者刀具受熱發(fā)生變形，由此造成誤差。
1.8操作
這種是常見的，由于操作人員的素質(zhì)高低不同，由他們加工出來的工件存在著誤差也就不足為奇了。
2.減少誤差的方法
無論從生產(chǎn)需求還是加工初衷上來看，我們都希望得到零誤差的完美成品?？墒?，大量的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，機(jī)械制造過程中，不可能產(chǎn)生百分之百零誤差，不管多么精密的儀器，多么科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮魇址?，誤差都不可避免的存在著。所以，在實(shí)際加工中，我們只能退而求其次，力求最大限度地減少誤差，使之盡量契合設(shè)計(jì)上的完美狀態(tài)。針對(duì)上述誤差產(chǎn)生原因，給出對(duì)應(yīng)的解決方法。
為了減少理論誤差，我們可以采取CAD/CAM技術(shù)，這一點(diǎn)在現(xiàn)代加工中也越來越較多應(yīng)用；安裝時(shí)，要做到基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一，夾緊時(shí)，準(zhǔn)備計(jì)算夾緊力，確保工件剛度；針對(duì)調(diào)整誤差，對(duì)于測(cè)量儀器，我們得定期檢查及修理，確保其精度符合實(shí)際，機(jī)床要進(jìn)行良好的保養(yǎng)，保證其微進(jìn)給量，對(duì)刀、定位等都要精準(zhǔn)，此外，加工工藝參數(shù)一定要正確選定；測(cè)量時(shí)為了盡量使觀測(cè)值準(zhǔn)確，在選取高精度的測(cè)量儀器的同時(shí)，一個(gè)好的測(cè)量方法的選擇也是非常重要的；機(jī)床存在誤差的，要針對(duì)性地解決，機(jī)床零部件要按時(shí)整修，一定要保證機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度，可以縮短傳動(dòng)鏈，控制裝配的間隙；夾具本身精度及粗糙度一定要過關(guān)，設(shè)計(jì)要合理，確保其剛性；刀具使用上，要合理地選擇進(jìn)給量及吃刀量，粗、精加工得分而論之，充分發(fā)揮冷卻液的作用；針對(duì)工藝系統(tǒng)的變形，由受力引發(fā)的需保證剛度，受熱引發(fā)的需要確保恒溫精度，此外要正確制定加工工藝參數(shù)；粗、半粗加工前要去除內(nèi)應(yīng)力，精加工前進(jìn)行時(shí)效處理；對(duì)操作人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，保證在工人素質(zhì)這一塊盡量少誤差。除了上述方法，很多情況下，我們會(huì)采取誤差補(bǔ)償來減少誤差。所謂誤差補(bǔ)償說的是人為制造誤差用以抵消或者補(bǔ)償加工過程中原有的誤差，從而達(dá)到減少誤差的目的。如過能正確地利用好誤差補(bǔ)償，在減少誤差的問題上將可以提供很大幫助。
3.結(jié)語
摘要：根據(jù)小機(jī)車箱體的技術(shù)要求和中批量生產(chǎn)類型，制定了小機(jī)車箱體的機(jī)械加工工藝過程，設(shè)計(jì)各加工工序，包括各加工面的加工方法、加工方案和切削用量的選擇。對(duì)加工精度要求高的孔采用粗鏜—半精鏜—精鏜的加工方法，平面的加工采用粗銑－精銑的方法。同時(shí)設(shè)計(jì)了箱體加工過程中要用到的銑夾具、鉆夾具和鏜夾具。并且闡明了工藝路線的確定原則，并對(duì)工藝路擬定中的工藝設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了討論。
關(guān)鍵詞：箱體0件；加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。
Technique Design on A small locomotive Abstract：According small locomotive carriage technical requirements and the type of mass production, the development of small locomotive box machining process, the design processes, including the machined surface processing methods, processing programs and cutting the amount of choice. On the processing requirements of high accuracy using rough hole boring - boring - precision-machining of precision boring, Plane processing using Rough Milling-precision milling method. Meanwhile designed box processing with the fixture milling ， drilling and boring jig fixture. And clarify the process to determine the line of principle, and road development process，the process design problems were discussed.
Keywords: A carriage parts ; the Process of craft design rules.
包括：畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙、畢業(yè)論文、機(jī)械加工工藝過程卡、0件工序卡
作者：馬玉瓊 單位：滄州師范學(xué)院
高等職業(yè)教育職業(yè)能力培養(yǎng)的有效方法
案例分析教學(xué)法案例分析教學(xué)法的核心是教師要在教材中講解基本原理、方法以后,搜集和編寫案例.教師向?qū)W生提示處理案例的要點(diǎn)和難點(diǎn),給學(xué)生提供線索讓學(xué)生去搜集、查閱相關(guān)資料分析案例,教師適時(shí)給予必要的指導(dǎo),從而使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用基本理論、原則及方法解決實(shí)際問題,培養(yǎng)其實(shí)際工作能力.案例分析教學(xué)法從總體上來說是一種歸納模式,通過案例來學(xué)習(xí)解決實(shí)際問題的原則和處理方法.例如在《機(jī)械制造技術(shù)》這門專業(yè)課中,工藝規(guī)程的制訂是課程的主線,在教學(xué)過程中,我們選擇中國一拖公司的連桿、變速箱體等典型零件的加工工藝規(guī)程的制訂作為案例,讓學(xué)生自己動(dòng)手,編制機(jī)械加工工藝規(guī)程,然后師生共同討論,教師點(diǎn)評(píng),選擇最佳方案.在畢業(yè)實(shí)習(xí)中到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)了解現(xiàn)行的工藝方案,與自己制訂的方案進(jìn)行比較,找出自己方案的優(yōu)缺點(diǎn),分析現(xiàn)行方案的不足之處,讓學(xué)生知道工藝方案不具備唯一性———制訂工藝方案的原則是在滿足使用要求的前提下,提高效率,降低成本.只要符合上述要求,制訂的工藝方案即為最佳.通過此類案例教學(xué),使學(xué)生了解工程實(shí)例及其處理方法,吸取現(xiàn)行案例成功的經(jīng)驗(yàn),學(xué)會(huì)因地、因時(shí)制宜,科學(xué)、合理地處理實(shí)際工程問題,提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力.項(xiàng)目化教學(xué)法項(xiàng)目化教學(xué)法即將某門或幾門專業(yè)課程按類別分成若干技術(shù)或技能單元,每個(gè)技術(shù)或技能單元為一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目,實(shí)行理論實(shí)踐一體化的單元式教學(xué)模式.每一個(gè)項(xiàng)目都應(yīng)最終實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目的考核目標(biāo).以機(jī)制專業(yè)作為我們的試點(diǎn)專業(yè),具體作法是:在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中,把熱加工方法、熱處理方法、車削加工、銑削加工、數(shù)控加工及其他加工方法分別作為不同的項(xiàng)目,把相應(yīng)的理論知識(shí)融入到實(shí)訓(xùn)當(dāng)中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐教學(xué)的一體化.這種教學(xué)方法,變抽象為具體,增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的應(yīng)用能力.這種教學(xué)法還解決了專業(yè)知識(shí)多、課時(shí)少的矛盾,使課本上的基本知識(shí)與基本技能得到有機(jī)的整合,用較短的時(shí)間完成了預(yù)定的教學(xué)目標(biāo),收到很好的教學(xué)效果.2.3課題教學(xué)法課題教學(xué)法是由教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)給定課題方向,學(xué)生去查閱相關(guān)資料和參考現(xiàn)場(chǎng)條件,在教師的指導(dǎo)下,完成研究課題,寫出綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告或完成課題論文,達(dá)到教學(xué)目的的教學(xué)方法.通過這種方法,能使學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)合理地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),創(chuàng)造性地完成相關(guān)課題,增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、自主決斷能力和知識(shí)的運(yùn)用能力.課題教學(xué)法的結(jié)構(gòu)程式是:依據(jù)教學(xué)目標(biāo)選定課題(教師指定或自主選擇)—結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—完成制造—完成課題論文、綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告.以筆者所在院系為例,本系根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求,在教學(xué)計(jì)劃中安排了七周綜合實(shí)訓(xùn),其中兩周為生產(chǎn)實(shí)習(xí),到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)了解典型零件的用途及機(jī)械制造工藝與工裝結(jié)構(gòu),在教師的指導(dǎo)下,選擇合適的設(shè)計(jì)課題.學(xué)生利用剩余五周時(shí)間完成典型零件的工藝設(shè)計(jì),從工藝過程中選擇典型工序,設(shè)計(jì)專用夾具,拆出專用夾具的所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖,分別編制其工藝規(guī)程,然后從市場(chǎng)調(diào)研分析著手,選擇購置毛坯材料,進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工制造,完成專用夾具的裝配調(diào)試,最后完成課題論文或綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告.課題教學(xué)法可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,鍛煉學(xué)生的實(shí)際工作能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì).目標(biāo)教學(xué)法目標(biāo)教學(xué)與教學(xué)目標(biāo)是兩個(gè)完全不同的概念,教學(xué)目標(biāo)僅僅是課程設(shè)置的一部分,在教學(xué)過程中起定向作用;目標(biāo)教學(xué)是完成一系列教學(xué)任務(wù)和教學(xué)活動(dòng)、達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的一套教學(xué)模式,為提高教學(xué)質(zhì)量而設(shè)計(jì)的具有獨(dú)特性的教學(xué)范型.它的實(shí)施程式為:設(shè)置教學(xué)目標(biāo)———實(shí)施教學(xué)活動(dòng)———反饋評(píng)價(jià)教學(xué)結(jié)果———修正、補(bǔ)救教學(xué)偏差———實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo).具體實(shí)施過程是:以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向,確定設(shè)計(jì)課題;根據(jù)題目的難易程度和工作量的大小,分成若干個(gè)課題小組,工藝實(shí)施過程及工裝設(shè)計(jì)方案由小組成員共同協(xié)商、討論,確定多個(gè)設(shè)計(jì)方案,然后與指導(dǎo)教師共同分析,確定最佳方案;具體制造和裝配、調(diào)試過程由小組成員分工合作,共同完成.學(xué)生課題的質(zhì)量由專家組綜合評(píng)價(jià);專家肯定成績,提出缺點(diǎn),讓學(xué)生及時(shí)改正,最終達(dá)到全面提高教學(xué)質(zhì)量的目的.
高等職業(yè)教育職業(yè)能力培養(yǎng)的效果分析
通過職業(yè)能力訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生從業(yè)的基礎(chǔ)能力,使學(xué)生提高對(duì)所學(xué)專業(yè)的認(rèn)識(shí)和對(duì)專業(yè)的興趣.通過開發(fā)性的綜合實(shí)訓(xùn),達(dá)到了培養(yǎng)目標(biāo)所要求的基本技能;培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力;培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和社會(huì)協(xié)調(diào)能力.將知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)等能力要素轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ膹臉I(yè)能力,再通過產(chǎn)學(xué)結(jié)合回歸于實(shí)際工作中,最終使理論、經(jīng)驗(yàn)及各項(xiàng)技能得以升華為職業(yè)能力.培養(yǎng)綜合職業(yè)能力通過七周的綜合實(shí)訓(xùn),經(jīng)過師生的共同努力,設(shè)計(jì)并制造出典型的工藝裝備———某設(shè)備的專用夾具,學(xué)生具備了編制、實(shí)施機(jī)械制造工藝能力和設(shè)計(jì)一般工藝裝備的能力,簡單機(jī)械設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)的基本能力,機(jī)械加工質(zhì)量分析的初步能力,以及計(jì)算機(jī)操作及使用本專業(yè)CAD/CAM實(shí)用軟件的基本能力,完成了從單純注重培養(yǎng)學(xué)生的專門技能和專業(yè)能力向注重培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)能力和綜合職業(yè)能力的轉(zhuǎn)變.人才培養(yǎng)目標(biāo)向多元化整合型方向發(fā)展,呈現(xiàn)由學(xué)科本位向能力本位發(fā)展的趨勢(shì).培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和立業(yè)創(chuàng)業(yè)能力在給出設(shè)計(jì)課題時(shí),要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)自己動(dòng)手設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案、手工繪圖或計(jì)算機(jī)繪圖、按規(guī)范要求編寫設(shè)計(jì)說明書.在綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)施過程中,盡量樹立創(chuàng)新意識(shí),進(jìn)行創(chuàng)新思維能力的訓(xùn)練,力求做到:每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的某項(xiàng)任務(wù);學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中遇到問題,指導(dǎo)教師不是簡單地告訴學(xué)生自己的想法,而是積極啟發(fā)學(xué)生的思路,鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)腦筋、想辦法,創(chuàng)造性地解決問題,讓每個(gè)人最大限度地發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和立業(yè)創(chuàng)業(yè)能力.培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和社會(huì)協(xié)調(diào)能力綜合實(shí)訓(xùn)的每一課題由一個(gè)課題小組共同完成,小組成員有分工有合作.專用夾具整體方案的設(shè)計(jì)實(shí)施、整機(jī)的裝配由課題組同學(xué)共同完成.另外每人必須負(fù)責(zé)部分零件的工藝實(shí)施,其實(shí)施的結(jié)構(gòu)程式為:制定零件的加工工藝規(guī)程———購買材料———機(jī)械加工.學(xué)生從設(shè)計(jì)開始,注意市場(chǎng)調(diào)查,了解金屬材料的結(jié)構(gòu)形狀,便于設(shè)計(jì)出合理的結(jié)構(gòu);學(xué)生自己聯(lián)系加工設(shè)備,完成零件的加工,進(jìn)而根據(jù)裝配工藝完成裝配過程.通過真題綜合實(shí)訓(xùn),讓學(xué)生感受、理解專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用過程,培養(yǎng)他們收集和處理信息的能力和獲取新知識(shí)的能力;培養(yǎng)他們分析和解決實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和社會(huì)協(xié)調(diào)能力,最終培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)、富于團(tuán)隊(duì)精神的實(shí)干家.
[關(guān)鍵詞]大學(xué)生 實(shí)綱 校外實(shí)習(xí)實(shí)踐
[中圖分類號(hào)] G642.44 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）18-0083-02
一、實(shí)習(xí)意義、目的基本介紹
為了落實(shí)湖北工業(yè)大學(xué)“721人才培養(yǎng)”以及“拔尖創(chuàng)新型人才培養(yǎng)”的教學(xué)改革指導(dǎo)精神，并具體實(shí)施 “卓越工程師計(jì)劃”，本項(xiàng)目特設(shè)計(jì)和開展了機(jī)械學(xué)院創(chuàng)新班入駐企業(yè)實(shí)踐4個(gè)月的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。
本實(shí)習(xí)的目的是通過企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉，使學(xué)生具備基本的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、設(shè)備調(diào)試運(yùn)行的能力；具備發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；具備開闊的技術(shù)領(lǐng)域視野、工程創(chuàng)新思維和能力；具備交流溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。通過企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉，培養(yǎng)出適應(yīng)機(jī)械行業(yè)發(fā)展要求，能勝任機(jī)械科學(xué)研究、產(chǎn)品開發(fā)、制造服務(wù)等領(lǐng)域工作的，敬業(yè)精神強(qiáng)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)好、創(chuàng)新能力突出，具備國際競(jìng)爭力的卓越工程師。
二、實(shí)習(xí)的目標(biāo)和要求
學(xué)生經(jīng)過在長機(jī)科技為期4個(gè)月的實(shí)習(xí)，需達(dá)到幾個(gè)方面的目標(biāo)，具體如下：
（1）熟悉相關(guān)齒輪系列機(jī)床零部件及整機(jī)的制造、裝配過程及其所用技術(shù)文件，深入分析典型零件的機(jī)械加工工藝過程及其所在部件的裝配工藝過程。
（2）理解相關(guān)齒輪系列機(jī)床的控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、系統(tǒng)的組成及工作原理。
（3）認(rèn)識(shí)和理解熱加工和冷加工的典型方法，了解典型零件的加工工藝和生產(chǎn)管理過程。
（4）深入認(rèn)識(shí)各車間主要機(jī)械（機(jī)電）設(shè)備、夾具、刀具、量具，掌握其基本操作及用途，理解其工作原理及運(yùn)行方式。
（5）了解機(jī)械工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)向，包括新材料、新工藝、新技術(shù)、新裝備、新標(biāo)準(zhǔn)、新設(shè)計(jì)思想。
（6）學(xué)習(xí)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)企業(yè)文化，參與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和工程開發(fā)。
（7）通過“項(xiàng)目式設(shè)計(jì)、開發(fā)”實(shí)踐，提高學(xué)生制圖、計(jì)算校核、查閱、運(yùn)用資料等機(jī)械設(shè)計(jì)能力，了解從毛坯、加工、質(zhì)量檢驗(yàn)等產(chǎn)品制造過程；提高學(xué)生工程實(shí)踐及創(chuàng)新能力，為學(xué)生今后從事生產(chǎn)制造、技術(shù)研發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。
三、實(shí)習(xí)具體計(jì)劃安排
實(shí)習(xí)分兩個(gè)階段：
（1）機(jī)、電車間實(shí)習(xí)階段，分4個(gè)小組，在5個(gè)分廠輪換實(shí)習(xí)，包括機(jī)械分廠、機(jī)床分廠、實(shí)驗(yàn)分廠、機(jī)加工分廠、研究院。由車間技術(shù)骨干擔(dān)任指導(dǎo)教師。實(shí)習(xí)進(jìn)程如表1所示，同時(shí)以機(jī)加工車間為例，具體實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、計(jì)劃如表2所示。
（2）研究院實(shí)習(xí)階段，重新分3個(gè)小組，分別在研究院的機(jī)械設(shè)計(jì)、加工工藝、電控科室進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)、開發(fā)實(shí)踐，由研究院工程技術(shù)人員擔(dān)任導(dǎo)師。表3為研究設(shè)計(jì)院具體實(shí)踐安排。
五、結(jié)語
本文對(duì)校外實(shí)踐教育的意義、目的，內(nèi)容、要求，以及實(shí)踐形式、組織安排及考核標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了介紹。由于篇幅有限，只能粗略介紹了大綱的主體內(nèi)容、基本思路、主要脈絡(luò)。但從實(shí)習(xí)計(jì)劃安排上，對(duì)每位學(xué)生每天的工作內(nèi)容及考核目標(biāo)，在本文中有具體而詳盡的介紹。從最終實(shí)習(xí)效果來看，本教學(xué)實(shí)踐大綱的設(shè)計(jì)和安排是合理、可行的，值得機(jī)械類工科大學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)踐所借鑒。
關(guān)鍵詞：課程教學(xué)；教學(xué)方法；專題驅(qū)動(dòng)
中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）16-0069-02
機(jī)械制造工程學(xué)是研究機(jī)械加工機(jī)理與規(guī)律、工藝系統(tǒng)的組成與功能的一門科學(xué)，是機(jī)械工程專業(yè)的主干必修課程。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機(jī)械制造工程的基本概念、基本原理與方法，了解現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展，學(xué)會(huì)用工程技術(shù)手段分析、解決生產(chǎn)過程中的質(zhì)量、效率等問題，成為機(jī)械制造工程領(lǐng)域的高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才。機(jī)械制造工程學(xué)課程內(nèi)容是由原機(jī)械制造專業(yè)三門課程（切削原理及刀具、機(jī)床及夾具、制造工藝學(xué)）整合而成。從培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械制造方面的綜合素質(zhì)出發(fā)，以機(jī)械制造工藝為主線，以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本為目標(biāo)，將加工原理、加工質(zhì)量控制、加工工藝與裝備等有機(jī)結(jié)合，形成寬結(jié)構(gòu)、重素質(zhì)、強(qiáng)實(shí)踐的課程結(jié)構(gòu)體系。由于本課程涉及知識(shí)面寬、內(nèi)容多、學(xué)時(shí)又不斷壓縮，造成教學(xué)過程的教與學(xué)“兩方為難”的現(xiàn)實(shí)。一方面，教師面對(duì)諸多內(nèi)容存在講授知識(shí)取舍的難題。另一方面，由于培養(yǎng)方案中課程教學(xué)進(jìn)程的安排問題使學(xué)生知識(shí)鏈不夠完整，對(duì)所學(xué)內(nèi)容理解存在一定難度。教師如果采取“滿堂灌”的教學(xué)方法講授課程內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)感到枯燥，學(xué)習(xí)積極性不高。而且，如果教學(xué)過程仍然停留在書本的知識(shí)上，不利于拓寬學(xué)生的視野、提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。如何完成教學(xué)目標(biāo)并取得較好的教學(xué)效果，一直是教學(xué)一線老師和教學(xué)參與者不斷探索的課題。就本課程的教學(xué)改革，相關(guān)教師在優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)手段（如多媒體課件、教具等）兩個(gè)方面做了許多有益的嘗試[1-5]。在國家實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，建設(shè)“研究型大學(xué)”的背景下，研究新的教學(xué)方法對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。
一、基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論[6]的“專題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)法
建構(gòu)主義教學(xué)觀認(rèn)為：（1）學(xué)生是教學(xué)情境中的主角，教學(xué)情境中要尊重學(xué)生的主體性，學(xué)生只有在成為教學(xué)情境中的主角以后，才會(huì)積極主動(dòng)地參與教學(xué)過程。（2）教學(xué)是激發(fā)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的過程，獲取知識(shí)是學(xué)習(xí)者自我建構(gòu)的結(jié)果，教學(xué)不只是傳授、灌輸知識(shí)的活動(dòng)，更重要的是激發(fā)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的過程。（3）教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和輔助者。過去人們一直期待教師“傳道、授業(yè)、解惑”，所以在傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐中，教師多是知識(shí)的傳授者、班級(jí)的管理者。但在建構(gòu)主義看來，教師的價(jià)值則體現(xiàn)在能否激發(fā)學(xué)生以主動(dòng)思考、探究、合作的方式學(xué)習(xí)，教師應(yīng)是學(xué)生的引導(dǎo)者、輔助者或咨詢者?！皩ｎ}驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它將以往以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑治?、解決問題為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)理念。學(xué)生的學(xué)習(xí)不單是知識(shí)由外到內(nèi)的轉(zhuǎn)移和傳遞，更應(yīng)該是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的過程。學(xué)生帶著真實(shí)的專題任務(wù)在積極探索中學(xué)習(xí)，在這個(gè)過程中，學(xué)生會(huì)不斷地獲得成就感，更大地激發(fā)他們的求知欲望，從而培養(yǎng)其獨(dú)立探索、勇于開拓進(jìn)取的自學(xué)能力。在機(jī)械制造工程學(xué)課程教學(xué)中開展“專題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)法實(shí)踐，就是在講授課程基本內(nèi)容的前提下，選擇適合深入研究（設(shè)計(jì)）的內(nèi)容（包括由于課時(shí)限制，課堂不講的課程內(nèi)容），以不同形式的專題，提供給學(xué)生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)自主研究。通過相關(guān)文獻(xiàn)資料的檢索、調(diào)研、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)計(jì)算等過程，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用相關(guān)知識(shí)、手段和技能，分析解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。以期做到：專題驅(qū)動(dòng)興趣、專題驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新、專題驅(qū)動(dòng)能力、專題驅(qū)動(dòng)發(fā)展。
二、課程專題的規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)施
機(jī)械制造工程學(xué)課程圍繞機(jī)械制造工程各主題，系統(tǒng)構(gòu)筑機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，主要內(nèi)容包括：金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)、金屬切削過程的基本規(guī)律、機(jī)床與刀具、機(jī)械加工精度、機(jī)械加工表面質(zhì)量、機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂、工件的安裝與夾具、機(jī)器裝配工藝等。根據(jù)以上課程內(nèi)容，建立了一定容量的專題庫?？紤]到學(xué)生的興趣和擅長，做到因材施教，將專題設(shè)計(jì)為學(xué)術(shù)研究型（A）和工程應(yīng)用型（B）兩類。前者主要側(cè)重分析、研究制造過程中機(jī)理、基本規(guī)律以及加工質(zhì)量的控制；后者主要側(cè)重工藝參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及優(yōu)化、工藝規(guī)程與工裝的設(shè)計(jì)。在課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣和擅長，從專題庫中選擇某一專題開展研究（設(shè)計(jì)），并利用業(yè)余時(shí)間完成。課程結(jié)束后一周內(nèi)提交研究論文、報(bào)告、圖紙、工藝文件等，論文、報(bào)告題目可根據(jù)專題內(nèi)容自擬?？梢詫⑴c兩個(gè)內(nèi)容相關(guān)的簡單專題融合為一個(gè)專題研究；有一定難度的專題可以2人一組共同完成；同一專題重復(fù)研究不超過3組（應(yīng)體現(xiàn)不同的視角、不同的方法、不同的方案）。各班學(xué)習(xí)委員要掌握專題的選擇動(dòng)態(tài)，課程結(jié)束前將專題選擇結(jié)果報(bào)給任課老師。在課程結(jié)束后，教師根據(jù)專題完成情況選擇一定數(shù)量的專題，組織同學(xué)匯報(bào)并點(diǎn)評(píng)。專題完成的質(zhì)量將以一定的比例記入課程成績。
三、“專題驅(qū)動(dòng)式”法教學(xué)效果
通過“專題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)法在機(jī)械制造工程學(xué)課程中的實(shí)施，取得了較好的教學(xué)效果?！皩ｎ}驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)方法改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式，形成了學(xué)生主動(dòng)參與、探索創(chuàng)新的新型學(xué)習(xí)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及相互協(xié)作的能力。部分學(xué)生提交的專題研究論文（設(shè)計(jì)）報(bào)告質(zhì)量較高，下面是教學(xué)中的幾個(gè)例子。例1：定位誤差的分析與計(jì)算是機(jī)械制造工程學(xué)課程教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容。按照定義，定位誤差等于基準(zhǔn)位移誤差與基準(zhǔn)不重合誤差之和。當(dāng)定位方案比較復(fù)雜時(shí)，按定義求某工序的定位誤差比較麻煩、容易出錯(cuò)。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生定位誤差溯源，提出用圖解法分析、計(jì)算定位誤差，即在夾具定位元件約束的情況下，根據(jù)工件各定位表面相關(guān)極限尺寸的組合，找出工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置，再根據(jù)加工工序要求得到定位誤差，教學(xué)中收到很好的效果。例2：學(xué)生通過文獻(xiàn)檢索、調(diào)研參觀后撰寫的“箱體類零件孔系加工方式與加工精度分析”專題論文，總結(jié)了箱體零件的孔系結(jié)構(gòu)（平行孔系、同軸孔系、交叉孔系）以及相應(yīng)的加工方法，針對(duì)同軸孔系，系統(tǒng)分析了鏜孔時(shí)的受力變形、鏜桿與導(dǎo)套幾何形狀精度及配合間隙以及鏜削方式（懸臂鏜、支承鏜，鏜桿送進(jìn)、工件送進(jìn)等）對(duì)加工精度的影響規(guī)律，論文具有較高的學(xué)術(shù)水平。
在機(jī)械制造工程學(xué)課程教學(xué)過程中，我們總結(jié)的教學(xué)原則是：基本知識(shí)通過課堂講授完成，重要知識(shí)點(diǎn)通過習(xí)題鞏固，系統(tǒng)知識(shí)通過章節(jié)總結(jié)形成，綜合創(chuàng)新能力通過專題驅(qū)動(dòng)。課堂講授采用啟發(fā)式互動(dòng)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、思考問題、解決問題的習(xí)慣，為實(shí)施“專題驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)打下基礎(chǔ)，使各環(huán)節(jié)形成有機(jī)聯(lián)系的整體，從而取得滿意的總體教學(xué)效果。
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【關(guān)鍵詞】微流體;水銀開關(guān);制作工藝
1.微開關(guān)的發(fā)展
自Frobenius在1973[1]年首先制作出一種金屬懸臂梁型加速度開關(guān)以來，已經(jīng)出現(xiàn)了各種不同的MEMS加速度開關(guān)。在工作原理上可以分為兩類：一類是準(zhǔn)靜態(tài)開關(guān)，該開關(guān)結(jié)構(gòu)是通過彈性結(jié)構(gòu)連接一個(gè)質(zhì)量塊，并將質(zhì)量塊作為一個(gè)敏感質(zhì)量和可動(dòng)電極，根據(jù)牛頓第一定律，當(dāng)所受的加速度達(dá)到一個(gè)預(yù)定閥值時(shí)，質(zhì)量塊受力作用，克服彈性恢復(fù)力，發(fā)生位移達(dá)到一個(gè)預(yù)設(shè)位置，并與一個(gè)定電極接觸，從而觸發(fā)電信號(hào)，導(dǎo)通電路使開關(guān)工作，開關(guān)閾值由慣性力和彈性恢復(fù)力之間的線性關(guān)系確定。這種開關(guān)對(duì)于工藝容差要求嚴(yán)格，精度較低，閾值范圍局限在低頻低量程加速度范圍內(nèi)，測(cè)量能力和環(huán)境適應(yīng)能力較弱，容易造成開關(guān)失靈或誤操作，并且此類開關(guān)測(cè)量閾值單一，難以實(shí)現(xiàn)智能化集成。另一類開關(guān)是動(dòng)態(tài)開關(guān)，這類開關(guān)受慣性力，彈性恢復(fù)力，應(yīng)力和靜電吸引力等多個(gè)力共同作用。加速度閾值通過動(dòng)態(tài)方程計(jì)算分析確定，因而這種開關(guān)具有動(dòng)態(tài)信號(hào)的測(cè)量能力。
圖1.1 微加速度開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖
加速度開關(guān)是感受加速度的重要慣性器件，為了滿足控制系統(tǒng)的保險(xiǎn)功能要求，加速度開關(guān)應(yīng)具備體積小、機(jī)械接觸可靠、允許通過電流大、精度較高等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的加速度開關(guān)采用精密機(jī)械加工，存在體積較大、抗震能力較弱等不足。因此，迫切要求研制新型的微加速度開關(guān)。其中如準(zhǔn)LIGA[2]技術(shù)因簡單易行，只需通過厚膠光刻和微電鑄工藝即可實(shí)現(xiàn)慣性器件的制作而被采用。該技術(shù)采用紫外光曝光，由于不必使用同步輻射光源，所以研制成本較低，同時(shí)以金屬鎳為材料，使得器件本身可作為電極導(dǎo)電并通大電流。
微流體加速度開關(guān)是一種受加速度控制的開關(guān)量傳感器。它可以作為控制開關(guān)使用，也可以用來提供開關(guān)量信號(hào)。隨著微機(jī)械加工技術(shù)在傳感器領(lǐng)域中的應(yīng)用和推廣，已經(jīng)出現(xiàn)了不同類型的微加速度開關(guān)，這些開關(guān)根據(jù)用途的不同而具有不同的結(jié)構(gòu)形式。本文中以水銀為介質(zhì)的微加速度開關(guān)，利用在常溫下水銀是液態(tài)金屬、表面張力大的特點(diǎn)，構(gòu)成對(duì)加速度敏感的液體電極，水銀電極與固定電極組成加速度開關(guān)，它的抗載能力不受元件（水銀）強(qiáng)度的限制，因此過載量程比可以極大提高。
2.水銀加速度開關(guān)原理
2.1 結(jié)構(gòu)組成
2.1.1 基板結(jié)構(gòu)
基板為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，如圖2.1所示。正向加速度閥門開啟使水銀流動(dòng)，反向加速度閥門關(guān)閉使水銀不流動(dòng)。在硅基板上刻蝕出水銀儲(chǔ)放腔體、水銀微通道和氣體微通道，保留通道壁突臺(tái)和腔體外框突臺(tái)。水銀張力膜將流體區(qū)域分隔為水銀腔和氣體腔，兩通道壁所夾下部區(qū)域構(gòu)成水銀微通道，腔體外框、通道壁和閥門間的縫隙構(gòu)成氣體微通道。
2.1.2 蓋板結(jié)構(gòu)
蓋板與基板鍵合封裝，形成矩形儲(chǔ)液腔和矩形微通道。在基板/蓋板/基板與蓋板的水銀通道位置制備電極，水銀張力膜隨加速度的變換發(fā)生位移，通過水銀的流動(dòng)使電極導(dǎo)通或斷開。
圖2.1 加速度開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖
2.2 工作原理
為保證開關(guān)系統(tǒng)具有鎮(zhèn)定性，必須設(shè)置微流體閥門。當(dāng)載體的加速度為-am
當(dāng)載體發(fā)生正向加速度g≤a≤10g時(shí)，閥門開啟。水銀所受慣性力和水銀腔表面張力的驅(qū)動(dòng)，克服水銀與通道壁間的粘性剪應(yīng)力和微通道表面張力的阻力，使水銀觸點(diǎn)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)處于載體慣性力、流體慣性力、表面張力和流動(dòng)粘性力的動(dòng)態(tài)多力平衡狀態(tài)。當(dāng)載體加速度達(dá)到10g時(shí)，水銀觸點(diǎn)恰好到達(dá)接通電極的位置，使開關(guān)閉合。由于該多力平衡系統(tǒng)具有極強(qiáng)的鎮(zhèn)定性，即使當(dāng)載體加速度時(shí)，觸點(diǎn)與閥門的位置差趨于零，無須正向限位。
在載體加速度由10g降低至1g的過程中，開關(guān)處于斷開過程。首先加速度降至9.9g時(shí)，精準(zhǔn)的觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可保證開關(guān)在準(zhǔn)確的位置斷開。然后，在加速度由9.9g降至或低于1g的過程中，出于觸點(diǎn)斷開、閥門開啟狀態(tài)。當(dāng)加速度繼續(xù)降低時(shí)，閥門關(guān)閉，開關(guān)恢復(fù)到初始限位狀態(tài)。
2.3 微尺度效應(yīng)對(duì)微流體的影響
當(dāng)流道和型腔特征尺寸小于1mm時(shí)[3]，支配流體流動(dòng)的物理環(huán)境及其自身特性發(fā)生變化，探明微尺度條件下流體的流動(dòng)特性對(duì)微納零件的制造與微機(jī)械裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重要。在有關(guān)微流體流動(dòng)行為的研究中，J.Pfahler[4]等?？疾炝肆黧w在硅材料矩形微流道中的運(yùn)動(dòng)特性。以丙醇（N-Propanol）為實(shí)驗(yàn)流體，矩形截面尺寸寬×高分別為135×53，100×1.7，100×0.8的微流道所作的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在截面尺寸相對(duì)較大的微流道中流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與Navier-Stokes方程式相吻合;而當(dāng)矩形截面流道深度H降至0.8時(shí)，試驗(yàn)結(jié)果偏離Navier-Stokes方程的計(jì)算結(jié)果。李勇[5]等以微圓管為對(duì)象，研究了用Navier-Stokes方程描述微流體運(yùn)動(dòng)特性的適用性。結(jié)果表明，對(duì)于運(yùn)動(dòng)粘度為2.6×10-6m2/s的硅油，當(dāng)圓管直徑降至4.5時(shí)，Navier-Stokes方程不再適用;對(duì)于管徑為11.2的流道，當(dāng)流體的運(yùn)動(dòng)粘度為4.3×10-4m2/s時(shí)，流量與壓力損失仍呈比例關(guān)系。江小寧[6]等研制了一套測(cè)量微尺度流動(dòng)流量的系統(tǒng)，并測(cè)量了管徑為8，14和24圓管流道內(nèi)流體流量與壓力損失的關(guān)系。結(jié)果表明，在這樣的條件下，流體依然不可壓縮連續(xù)流動(dòng)，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Navier-Stokes方程式的描述十分接近。
在微流體流動(dòng)過程中，由于微尺度效應(yīng)作用，表面力作用增強(qiáng)，粘性力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過慣性力，流道直徑減小導(dǎo)致微流體雷諾數(shù)減小，沿程阻力系數(shù)增大，且微流道的長徑比增大。
3.擬采用制作工藝
3.1 硅基微機(jī)械加工技術(shù)
硅基微機(jī)械加工技術(shù)[7]包括體微機(jī)械加工技術(shù)、表面微機(jī)械加工技術(shù)、以及復(fù)合微機(jī)械加工技術(shù)等。體微機(jī)械加工技術(shù)是將整塊材料如單晶硅基片加工成微機(jī)械結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。通常，機(jī)械結(jié)構(gòu)的形成要經(jīng)歷選擇摻雜和結(jié)晶濕化學(xué)腐蝕兩道工序。和微電子生產(chǎn)中的亞微米光刻工藝比較，這些工藝尺度相對(duì)大而粗糙，線度變化在幾微米到幾百微米之間。通過機(jī)械結(jié)構(gòu)的干化學(xué)腐蝕將單晶硅做成零部件也可使體微機(jī)械加工具備更好的尺度控制。體微機(jī)械加工的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它可以相對(duì)容易地制造出大質(zhì)量的零部件，缺點(diǎn)是它很難制造精細(xì)靈敏的懸掛系統(tǒng)。另外，由于體微機(jī)械加工工藝無法做到零部件的平面化布局，因此它不能夠和微電子線路直接兼容;表面微機(jī)械加工就是利用集成電路中的平面化制造技術(shù)來制造微機(jī)械裝置。標(biāo)準(zhǔn)的工藝流程包括首先在單晶硅基片上交替沉積一層低應(yīng)力的多晶硅層和一層用于腐蝕的氧化硅層，形成一個(gè)復(fù)雜的加工層，然后再對(duì)這個(gè)加工層進(jìn)行光刻摹制，最后用氫氟酸對(duì)氧化硅進(jìn)行蝕刻顯影。多次重復(fù)這一標(biāo)準(zhǔn)工藝流程就可完成表面微機(jī)械加工。利用這種加工技術(shù)生產(chǎn)的微機(jī)械裝置一般包括一層用作電連結(jié)的多晶硅層，一層或更多的機(jī)加工多晶硅層，它們形成各種機(jī)械部件，如懸臂梁、彈簧和聯(lián)動(dòng)桿等等。由于整個(gè)工藝都基于集成電路制造技術(shù)，因此可以在單個(gè)直徑為幾英寸的單晶硅基片上批量生成數(shù)百個(gè)微型裝置。表面微機(jī)械加工技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是，它充分利用了現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，對(duì)機(jī)械零部件尺度的控制與一樣好，因此這種技術(shù)和完全兼容。雖然表面微機(jī)械加工零部件的布局平面化使之和微電子電路容易集成，但是它同時(shí)也限制了表面加工，它制造的機(jī)械結(jié)構(gòu)基本上都是二維的，因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的厚度完全受限于沉積薄膜的厚度。
復(fù)合微機(jī)械加工技術(shù)是體微機(jī)械加工技面微機(jī)械加工技術(shù)的綜合。它是在體微機(jī)械術(shù)和表面微機(jī)械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來技術(shù)，具有體微機(jī)械加工技術(shù)和表面微機(jī)械術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也避免了它們的缺點(diǎn)。
微加速度表的制作工藝流程如圖3.1所示：制作SOI片（圖3.1（a））;運(yùn)用深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)（DRIE）制作2μm寬的溝槽，在刻蝕的溝槽內(nèi)淀積氮化硅（圖3.1（b））;刻蝕掉表面的氮化硅，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的CMOS工藝制作界面和信號(hào)處理電路（圖3.1（c））;電介質(zhì)清除，運(yùn)用深反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)形成微結(jié)構(gòu)，運(yùn)用氫氟酸刻蝕氧化層（圖3.1（d））。
圖3.1 微加速度計(jì)制作工藝流程
3.2 本文擬采用的工藝和材料
經(jīng)過前面工藝方法和材料的對(duì)比，本文擬采用SiC材料[8]，因其具有寬帶隙、耐磨損、耐腐蝕、高熱導(dǎo)率、極好的物理化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，利用SiC材料制成的微通道在高溫、高頻、強(qiáng)腐蝕性應(yīng)用環(huán)境如微噴或者微發(fā)動(dòng)機(jī)等應(yīng)用場(chǎng)合有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。SiC材料可以在Si襯底上淀積生長，大面積SiC可以相對(duì)容易地獲得，且價(jià)格低廉。
目前，微流體主要是基于半導(dǎo)體Si、玻璃、金屬或高聚物等材料制備的，傳統(tǒng)的制作方法是對(duì)玻璃和Si芯片進(jìn)行刻蝕，并在此基礎(chǔ)上通過鍵合制成成品。這類方法需要對(duì)玻璃或Si芯片進(jìn)行鍵合密封等復(fù)雜操作，另外，這類微液體系統(tǒng)難于在強(qiáng)腐蝕性、高溫等惡劣環(huán)境下使用。
本文選用的Si基微通道制備原理如下：首先在Si襯底片上刻蝕出微流體凹槽，凹槽之間留出臺(tái)面，凹槽尺寸及其在襯底片上的排布根據(jù)設(shè)計(jì)需要而定;采用化學(xué)氣相沉積法在該襯底片上淀積SiC薄膜材料，此層薄膜材料覆蓋微流體凹槽壁面，并在凹槽頂部閉合，形成封閉的微通道。利用半導(dǎo)體工藝在Si襯底片上刻蝕出微流體凹槽，凹槽用作后繼淀積工藝的模板。淀積SiC薄膜材料時(shí)，反應(yīng)氣體同時(shí)在臺(tái)面和凹槽壁面反應(yīng)成核，但反應(yīng)物不易遷移到凹槽壁面，凹槽壁面的淀積速率比臺(tái)面的慢很多。SiC材料沿垂直臺(tái)面方向縱向生長，在縱向生長的同時(shí)，也進(jìn)行橫向生長，隨著生長進(jìn)度，相鄰臺(tái)面的橫向生長區(qū)域相互合并，將凹槽封閉起來，凹槽壁面由于缺乏反應(yīng)物而不再淀積SiC薄膜，這樣就形成了一個(gè)封閉的微通道。
圖3.2 Si基Si通道制備工藝示意圖
4.總結(jié)
本論文介紹了利用水銀作為介質(zhì)的微加速度開關(guān)原理，探索了制造工藝。下一步研究要依據(jù)流體力學(xué)基本原理建立了基本數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行模擬。最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)抗高過載的低量程，接觸性好的加速度開關(guān)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：工程師；培養(yǎng)模式；畢業(yè)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革
畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工科院校教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，是學(xué)生從學(xué)校走向社會(huì)的最后一個(gè)實(shí)踐性、綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，相對(duì)其他教學(xué)環(huán)節(jié)而言，它對(duì)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，全面提高畢業(yè)生素質(zhì)，使之盡快適應(yīng)社會(huì)需要起著更為重要的作用。
然而如何搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)，各學(xué)校由于操作方法不同，結(jié)果也有很大差異。我校在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化06級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，本著面向工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)目標(biāo)，采用了模擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)的教學(xué)改革方案，取得了較好的效果和經(jīng)驗(yàn)，并從中探討和研究了工程教育培養(yǎng)的目標(biāo)、要求和方法等問題，對(duì)開展工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)研究與實(shí)踐起到了積極的推動(dòng)作用。
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)方案的探索
我校是從2002年開始招收工科專業(yè)本科生的，作為專業(yè)課教師，從學(xué)生一入學(xué)就開始考慮如何開展畢業(yè)設(shè)計(jì)了。由于筆者和幾位教師正在研究和設(shè)計(jì)一種稱作支盤成形機(jī)的建筑地基施工機(jī)械，為此曾多篇，出版專著一部。在設(shè)計(jì)和研究的過程中，我們深深體會(huì)到作為一位機(jī)械工程師應(yīng)具備的基本素質(zhì)和能力，聯(lián)想到教學(xué)中的畢業(yè)設(shè)計(jì)，如果讓大學(xué)畢業(yè)生達(dá)到或基本達(dá)到能夠開展類似產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程度和能力，將會(huì)對(duì)提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生在就業(yè)中的競(jìng)爭能力一定會(huì)有突出的收獲和效果。但是要完成這樣的設(shè)計(jì)，從教學(xué)計(jì)劃的時(shí)間上看是不可能的。于是，就考慮吸引部分機(jī)械設(shè)計(jì)愛好者，利用業(yè)余時(shí)間，開展第二課堂，進(jìn)行模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
這樣的教改思路與教研組教師和系領(lǐng)導(dǎo)通報(bào)之后，立即得到大家的肯定和支持，于是決定在06級(jí)學(xué)生中開展一次探索性的、非正規(guī)的教學(xué)改革：由學(xué)生自愿報(bào)名，利用業(yè)余時(shí)間，開展這項(xiàng)模擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)。
由于各方面工作都組織得比較好，設(shè)計(jì)工作進(jìn)展順利，同學(xué)們很快就喜歡上了這項(xiàng)活動(dòng)。并經(jīng)教研組和系里研究決定，即以此業(yè)余教學(xué)活動(dòng)為起步，延續(xù)到利用畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，進(jìn)行一次面向工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)改革項(xiàng)目，設(shè)計(jì)題目確定為《ZPCXJ－×××／××××型支盤成形機(jī)結(jié)構(gòu)及機(jī)加工工藝設(shè)計(jì)》。
二、設(shè)計(jì)課題的選擇及設(shè)計(jì)任務(wù)的確定
1．設(shè)計(jì)課題選擇的依據(jù)
(1)作者近年來一直進(jìn)行此方面的科技研究和開發(fā)設(shè)計(jì)工作，手頭有這方面的研究資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，能夠方便地指導(dǎo)學(xué)生開展這項(xiàng)活動(dòng)，這是能夠開展此項(xiàng)教改工作的外部條件。
(2)項(xiàng)目組主要成員在開展“支盤成形機(jī)”的設(shè)計(jì)研究過程中，充分體會(huì)到作為一個(gè)機(jī)械工程師，當(dāng)他走上工作崗位后所面臨的主要問題和應(yīng)具備哪些基本素質(zhì)和能力。為此對(duì)學(xué)校的教學(xué)過程和方法進(jìn)行反思，促進(jìn)了開展教學(xué)改革和研究的創(chuàng)新，這是能夠開展此項(xiàng)教改工作的內(nèi)部動(dòng)力。
(3)這個(gè)課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容比較全面。其結(jié)構(gòu)為一個(gè)涉及連桿機(jī)構(gòu)、液壓裝置等的中等復(fù)雜程度的機(jī)械產(chǎn)品；其制造涉及車、銑、刨、鏜、鉆和磨削等各種冷加工技術(shù)，鑄、鍛、焊等各種熱加工技術(shù)和各種復(fù)雜的熱處理技術(shù)；其內(nèi)容既包括機(jī)械設(shè)計(jì)，又包括加II藝設(shè)計(jì)。這不僅培養(yǎng)了機(jī)械工程師的整體能力和全面素質(zhì)，更重要的是實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。
(4)這是一個(gè)新產(chǎn)品，一個(gè)正在研究和開發(fā)的未定型產(chǎn)品。開展這樣的設(shè)計(jì)，不僅局限在機(jī)械設(shè)計(jì)的理念上，而且更具有產(chǎn)品開發(fā)的意義，這又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造意識(shí)。
(5)這不僅是一個(gè)傳統(tǒng)的學(xué)科，而且還可以和其他學(xué)科緊密結(jié)合形成一門新的邊緣學(xué)科。因?yàn)閷W(xué)生必須在了解工程地質(zhì)、地基基礎(chǔ)和建筑施工等方面的基本知識(shí)后，方可進(jìn)行設(shè)計(jì)。這是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代教育思想，培養(yǎng)新世紀(jì)寬基礎(chǔ)、跨學(xué)科人才的重要手段，也是開展此項(xiàng)教改工作的更高層次的目標(biāo)。
2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求
(1)關(guān)于設(shè)計(jì)題目
設(shè)計(jì)題目雖然只有一個(gè)，但原始數(shù)據(jù)每人一組，設(shè)計(jì)的結(jié)果在方案上可以是相同的，但其計(jì)算結(jié)果、圖形結(jié)構(gòu)形狀和尺寸等是完全不同的，這樣不僅保證學(xué)生的設(shè)計(jì)必須要由自己親自完成，同時(shí)還將這個(gè)產(chǎn)品開發(fā)為一個(gè)系列化產(chǎn)品。這樣有利于學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中互相協(xié)作、交流和溝通，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，去分析、研究并最終找到一個(gè)共同的解決方案。當(dāng)然，也有不能達(dá)成一致意見的，或由指導(dǎo)教師確定，或者干脆就保留幾種不同的方案，形成明顯的對(duì)比，更有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
(2)關(guān)于設(shè)計(jì)任務(wù)
按照項(xiàng)目組的教學(xué)實(shí)施計(jì)劃，本次設(shè)計(jì)要求每位同學(xué)完成如下任務(wù)：
①設(shè)計(jì)任務(wù)的內(nèi)容。對(duì)“支盤成形”設(shè)備的總體設(shè)計(jì)和其兩個(gè)主要部件――“工臂工作機(jī)構(gòu)”和“推力液壓缸”，從幾何參數(shù)計(jì)算、結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)尺寸和強(qiáng)度等設(shè)計(jì)、裝配圖設(shè)計(jì)、全部60多個(gè)零件及精度設(shè)計(jì)、大部分零件加工工藝設(shè)計(jì)、復(fù)雜零件的數(shù)控加工編程等進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。
②設(shè)計(jì)成果的形式。設(shè)計(jì)成果要求同學(xué)完成《支盤成形機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書》、“設(shè)備工作系統(tǒng)示意圖”、“總體設(shè)計(jì)外形圖”、“各主要部件裝配圖”、“主要部件全部零件圖”、“大部分零件加工工藝卡”、“個(gè)別復(fù)雜零件數(shù)控加工程序”等。
三、設(shè)計(jì)過程中的知識(shí)運(yùn)用和能力培養(yǎng)
1．知識(shí)準(zhǔn)備和課題調(diào)研
首先是由同學(xué)自學(xué)《擠擴(kuò)支盤樁及其成形設(shè)備――技術(shù)與應(yīng)用》等書籍；查閱有關(guān)資料，了解本設(shè)計(jì)課題的服務(wù)對(duì)象、應(yīng)用價(jià)值和國內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)等。這是一個(gè)知識(shí)準(zhǔn)備過程，同時(shí)也是一個(gè)自學(xué)能力和資料檢索能力的培養(yǎng)過程，更是一個(gè)有目的、自覺的課題調(diào)研過程。
之后，帶領(lǐng)學(xué)生深入地基施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和方案構(gòu)思或方案設(shè)計(jì)。這個(gè)過程非常重要，是學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的重要方式，是激發(fā)學(xué)生應(yīng)用自然科學(xué)知識(shí)，發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，認(rèn)識(shí)和改造世界，開展創(chuàng)新的良好切入點(diǎn)。
2．設(shè)備總體設(shè)計(jì)方案的確立
首先要考慮設(shè)備的作用是什么?設(shè)計(jì)要解決的主要問題是什么?在合理規(guī)劃設(shè)備的工作過程和基本要求、設(shè)備工作機(jī)構(gòu)的工況特點(diǎn)和動(dòng)作要求等的基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮設(shè)備工作過程中可能出現(xiàn)的其他問題等。分析和研究之后，即可擬定出“支盤成形機(jī)”工作機(jī)構(gòu)的工作原理圖、設(shè)備配套裝置及工作系統(tǒng)圖和整個(gè)設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖。
這個(gè)設(shè)計(jì)過程是十分復(fù)雜的，需要機(jī)械專業(yè)方面的基本知識(shí)，還需要設(shè)備服務(wù)對(duì)象的基本知識(shí)。學(xué)生把在大腦中的形象思維轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品模型的初步設(shè)計(jì)方案的過程中，常常會(huì)出現(xiàn)多種設(shè)計(jì)方案，需要進(jìn)行比較和優(yōu)化，經(jīng)過多次修改或迭代，最終確定合理方案。
3．設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及技術(shù)參數(shù)的確定
一些設(shè)計(jì)只有其原始數(shù)據(jù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須經(jīng)過進(jìn)
一步的分析和計(jì)算確定一些其他必要的技術(shù)參數(shù)，方可進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)。這些參數(shù)的確定，常常要運(yùn)用數(shù)學(xué)和力學(xué)等理論知識(shí)進(jìn)行詳細(xì)精確的分析和計(jì)算，確保設(shè)計(jì)能夠科學(xué)合理，這是對(duì)學(xué)生開展技術(shù)設(shè)計(jì)的思想意識(shí)、從事技術(shù)工作的負(fù)責(zé)精神和精益求精的科學(xué)態(tài)度的考驗(yàn)和培養(yǎng)。
4．部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算
機(jī)身及推力液壓缸連接裝置的設(shè)計(jì)及校驗(yàn)計(jì)算，機(jī)身及工臂工作機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)尺寸及其各連接結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和校驗(yàn)，零件圖設(shè)計(jì)等。推力液壓缸各缸體內(nèi)、外徑的設(shè)計(jì)計(jì)算，推力液壓缸推、拉力的計(jì)算，推力液壓缸的主要結(jié)構(gòu)件尺寸及其各連接結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)和校驗(yàn)。最后完成機(jī)身及工臂工作機(jī)構(gòu)和推力液壓缸的裝配圖設(shè)計(jì)和全部零件圖設(shè)計(jì)等。
設(shè)計(jì)計(jì)算的知識(shí)涉及機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓傳動(dòng)與控制等專門知識(shí)。這是檢閱學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)扎實(shí)與否的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本功的強(qiáng)化訓(xùn)練，是學(xué)生能否成為一個(gè)合格工程師的必然途徑。
5．零件及其精度設(shè)計(jì)
零件精度設(shè)計(jì)是一項(xiàng)看似容易，實(shí)際復(fù)雜的工作。它是機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)有機(jī)聯(lián)系的紐帶，是機(jī)械工程師必須具備的關(guān)鍵技能。機(jī)械設(shè)計(jì)是否合理，能否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求和理想目的，零件能否加工制造，產(chǎn)品成本是否科學(xué)合理等一系列指標(biāo)，都與零件的精度設(shè)計(jì)有關(guān)。計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)雖然在零件精度設(shè)計(jì)中非常重要，但通過產(chǎn)品的試驗(yàn)和試生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)缺陷與不足，進(jìn)而加以適當(dāng)?shù)母脑觳攀歉匾囊画h(huán)。
6．部分或全部零件的加工工藝設(shè)計(jì)
機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)所涉及的知識(shí)包括公差配合、機(jī)械制造工藝學(xué)、金屬切削機(jī)床與刀具、裝備設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)和CAM等一系列相關(guān)專業(yè)課。
機(jī)械加工工藝過程由若干個(gè)工序組成。機(jī)械加工中的每一個(gè)工序又可依次細(xì)分為安裝、工位、工步和走刀。不管什么樣的生產(chǎn)類型都要求有較為細(xì)致的組織分工及合理的機(jī)械加II藝規(guī)程。作為一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工程師，必須具備快速并且合理的設(shè)計(jì)工藝路線和填寫工藝卡片的能力。此外，對(duì)一些高精度零件，還進(jìn)行了數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和強(qiáng)化了學(xué)生數(shù)控編程的實(shí)際工作能力。
7．技術(shù)文件的編制
技術(shù)文件主要是畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及其相關(guān)附件等。這些文件是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程的全面記錄和總結(jié)，是體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的思想、意志和行為的書面文件，是完成設(shè)計(jì)任務(wù)的重要標(biāo)志，是設(shè)計(jì)者介紹設(shè)計(jì)成果、產(chǎn)品價(jià)值和使用說明等的重要手段。編制這些技術(shù)文件時(shí)，學(xué)生需熟練掌握各種計(jì)算機(jī)辦公軟件的使用，從而成為一個(gè)現(xiàn)代化辦公技術(shù)應(yīng)用和信息技術(shù)應(yīng)用的行家里手。
四、教改成果
1．知識(shí)應(yīng)用比較寬闊。學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，不僅對(duì)其所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一次比較全面、細(xì)致的應(yīng)用，而且還解決設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題，特別是機(jī)械與建筑的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生的知識(shí)面得以拓寬，這是培養(yǎng)多學(xué)科、跨專業(yè)的現(xiàn)代化復(fù)合型人才的有益探討和有效途徑。
2．能力培養(yǎng)十分全面。這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)是多方面的。比如分析問題和解決問題的能力，跨學(xué)科、跨專業(yè)綜合分析問題的能力，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和辦公軟件的應(yīng)用能力，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)的基本能力，機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造的基本能力，科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的初步能力，自學(xué)能力和資料檢索能力，論文的撰寫能力等。
3．學(xué)生素質(zhì)得以提高。在培養(yǎng)學(xué)生能力的過程中，學(xué)生的素質(zhì)也得以大幅度提高，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：理論聯(lián)系實(shí)際、改造世界的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造意識(shí)，新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的意識(shí)、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和市場(chǎng)意識(shí)，團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作意識(shí)，精益求精的工作態(tài)度，認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作精神，用于科學(xué)工程技術(shù)描述和論證的文學(xué)素養(yǎng)等。
4．教師能力有所強(qiáng)化。通過這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使教師的科研能力和教學(xué)水平得到有效強(qiáng)化，顯然，這也是培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐工作能力、教學(xué)科研能力和創(chuàng)造能力的，符合時(shí)代特色和要求的合格教師的有效途徑，是加強(qiáng)大學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)的有效手段。
5．教學(xué)質(zhì)量得到保證。由于這種教學(xué)模式科學(xué)合理，教師在指導(dǎo)中方法得當(dāng)、孜孜不倦，學(xué)生在設(shè)計(jì)中克服困難、全力以赴、興趣盎然，因此取得了良好的效果，教學(xué)質(zhì)量得到保證。
五、存在的主要問題
【關(guān)鍵詞】化工機(jī)械；設(shè)計(jì)；材料
1引言
隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)入到一個(gè)全面發(fā)展時(shí)期，新的技術(shù)與手段層出不窮，使得化學(xué)工業(yè)得到更大規(guī)模的生產(chǎn)和發(fā)展，為人們的生活和社會(huì)的發(fā)展增添了大量的物質(zhì)財(cái)富，加快了社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，選擇優(yōu)質(zhì)且合適的材料至關(guān)重要。做好這一項(xiàng)工作，不僅有利于促進(jìn)化工生產(chǎn)的發(fā)展，提高設(shè)備工作效率，而且也有利于提高整體的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，促進(jìn)發(fā)展。
2在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中材料的選擇探討
在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展這一背景之下，資源的需求以及利用趨勢(shì)日益上升，目前大多數(shù)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)材料已經(jīng)被大量開采，甚至于有些材料已經(jīng)成為稀缺資源，因此，在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中對(duì)于材料的選擇方面更要慎重。在此討論在化工解析設(shè)計(jì)過程中哪些材料是適合機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)過程的，以此為后續(xù)的材料應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
2.1對(duì)于載荷型材料的選擇
在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，一般來講，對(duì)于材料的選擇方面需要考慮材料的載荷性能，而從材料的載荷性能考慮的話，又可以分為兩個(gè)方面。一是在外載荷力的作用下，零部件出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況時(shí)，應(yīng)力大多集中在材料的表層，這就表明，材料的表面性能直接決定著零部件的控制效果。因此，在材料的選擇方面，假若機(jī)械材料需要承受載荷力，就可以選擇低碳鋼滲碳或者是中碳鋼調(diào)質(zhì)的方式對(duì)材料進(jìn)行加工，通過以上方法來確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。二是對(duì)于一些能夠承受壓縮或者是拉伸作用的材料，載荷力一般是作用在零件的橫切面，可以使得橫截面的應(yīng)力均衡受力，這就需要在化工材料的選擇方面選擇一些性能分布均勻的材料，以此來保障在機(jī)械設(shè)計(jì)的加工、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)對(duì)材料進(jìn)行高效作業(yè)，促進(jìn)化工工業(yè)的發(fā)展。
2.2對(duì)于碳素鋼與合金鋼型材料的選擇
在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，碳素鋼是一種比較常用的材料，究其原因，正是因?yàn)樘妓劁撨@一材料在價(jià)格方面比較實(shí)惠、加工的工藝也比較便利，從而被廣泛使用。盡管碳素鋼這一材料存在多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，但是也存在碳素的韌性和強(qiáng)度比較差這一缺點(diǎn)，這就使得中等以上的材料不能被完全形成，正是由于這一缺點(diǎn)的存在促使碳素鋼這一材料不能被廣泛使用在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，可以在碳素鋼中加入合金，從而形成一種新的材料，即為合金鋼[2]。這一材料在淬透性、韌性、強(qiáng)度等方面都得到了較大的提高，并且由于合金的加入也提高了這一材料的耐磨性。因此，在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，為了充分利用材料，當(dāng)遇到零部件橫截面積大、材料外在荷力大以及需要對(duì)材料進(jìn)行淬透時(shí)就可以使用合金鋼這一材料，而其他情況則使用碳素鋼就可以得到解決。
3在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中材料的應(yīng)用探討
在了解化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中所需要使用的材料之后，如何將所選擇好的材料應(yīng)用于化工機(jī)械中呢？為此，論文就針對(duì)于此，提出以下幾個(gè)方面的探討和研究。
3.1經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性相結(jié)合，合理應(yīng)用機(jī)械材料
針對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)材料的運(yùn)用，首先要遵循經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性相結(jié)合的原則，為化工機(jī)械的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。材料運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性的統(tǒng)一，需要充分考慮到兩個(gè)方面的內(nèi)容。一是應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料要按照零部件的加工工藝標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械加工過程中所要使用的工藝技術(shù)也有多個(gè)種類，如切削工藝、鑄造工藝、焊接工藝等，不同的工藝技術(shù)對(duì)材料的運(yùn)用要求也是不同的，比如說切削工藝要求材料的應(yīng)用符合切削工藝可操作性特征，因此，在材料的應(yīng)用過程中要在工藝技術(shù)不同要求的基礎(chǔ)上合理使用。二是需要強(qiáng)調(diào)材料應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)性，在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，在保障各項(xiàng)材料符合工藝要求的前提之下，科學(xué)合理地對(duì)材料加工成本進(jìn)行有效的控制，從而為后續(xù)工作的順利開展奠定基礎(chǔ)[3]。
3.2環(huán)保性與節(jié)能性相結(jié)合，減少機(jī)械材料的損耗
針對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)材料的運(yùn)用，需要在使用的過程中遵循環(huán)保性與節(jié)能性相結(jié)合的原則，從而有效提高資源利用率。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不斷增長的經(jīng)濟(jì)與不斷消耗的資源成為主要的一組矛盾，如果一味地追求經(jīng)濟(jì)效益，勢(shì)必會(huì)給社會(huì)的發(fā)展帶來不利的結(jié)果，因此，對(duì)于化工機(jī)械設(shè)計(jì)材料的選擇，不僅要考慮到對(duì)環(huán)境的保護(hù)，也要考慮到成本的輸出。在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，做到環(huán)保性與節(jié)能性的統(tǒng)一，有利于促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境社會(huì)的發(fā)展和建設(shè)，也是可持續(xù)發(fā)展對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)工作所提出的新要求。比如說，在機(jī)械設(shè)計(jì)鑄件的環(huán)節(jié)中，就需要充分考慮這一環(huán)節(jié)所使用到的材料在環(huán)保方面的問題，在環(huán)保觀念下盡可能地合理使用材料，在最大程度上節(jié)約原材料和成本，減少不必要的能源消耗，從而做好化工機(jī)械設(shè)計(jì)工作。
4結(jié)語
機(jī)械設(shè)備是化工生產(chǎn)正常且穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)先決條件，而在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中對(duì)材料的選擇和應(yīng)用是機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中關(guān)鍵性的一個(gè)環(huán)節(jié)，也已經(jīng)成為一個(gè)深受社會(huì)大眾關(guān)注的問題，由此可見，做好化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的運(yùn)用至關(guān)重要。為此，論文就以此為主要的討論方向，針對(duì)在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中如何做好材料的選擇工作，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理地運(yùn)用，促進(jìn)化工機(jī)械設(shè)計(jì)工作得到順利開展，從而提高化工機(jī)械設(shè)備的工作效率，進(jìn)一步提高化工生產(chǎn)的質(zhì)量。
【參考文獻(xiàn)】
【1】趙忠國.機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料的選擇和應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011(17)：58.
【2】麥志文.機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇與應(yīng)用原則[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2015(21)：183.
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工技術(shù)；特點(diǎn)；應(yīng)用
在機(jī)械制造業(yè)不斷發(fā)展的今天，數(shù)控加工技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并為推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化、數(shù)字化、快捷化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。為更好地發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，必須提高對(duì)數(shù)控加工技術(shù)的正確認(rèn)識(shí)，并對(duì)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)與完善。
1數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)
1.1數(shù)控加工技術(shù)的產(chǎn)生背景
在科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步的背景下，機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的復(fù)雜性逐漸加大，基于這樣的原因，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量的要求也在日益提高。信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)、軍工、汽車制造、微電子以及航空航天等諸多行業(yè)中，各種零部件的結(jié)構(gòu)改型頻繁、形狀復(fù)雜各異，基于這樣的原因，傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)中零部件加工難度大、精度高、生產(chǎn)效率低、質(zhì)量差的問題逐漸暴露出來[1]。為有效解決這些問題，數(shù)控加工技術(shù)這一以機(jī)械加工過程的智能化、自動(dòng)化為主要手段的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并迅速得到了廣泛的應(yīng)用。
1.2數(shù)控加工技術(shù)的內(nèi)涵
數(shù)控加工技術(shù)是一種應(yīng)用十分廣泛的現(xiàn)代化加工手段，其綜合應(yīng)用了精密機(jī)械、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制以及計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)。數(shù)控加工技術(shù)是在加工機(jī)床上利用數(shù)字化控制系統(tǒng)完成對(duì)整個(gè)零部件的加工[2]。也就是說，數(shù)控加工技術(shù)是，在數(shù)控機(jī)床上加工零件的一種工藝技術(shù)，同時(shí)，其在現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)中占據(jù)著基礎(chǔ)性的地位。通過數(shù)控加工技術(shù)的有效應(yīng)用，可以完成以往很難甚至無法進(jìn)行的曲面零部件的加工，同時(shí)，其在加工準(zhǔn)度、精度上均較為理想。數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，使得傳統(tǒng)普通機(jī)械逐漸被數(shù)控機(jī)械替代，從而給傳統(tǒng)制造業(yè)造成了巨大的沖擊與革命性的挑戰(zhàn)。這樣的背景下，數(shù)控加工技術(shù)的普及程度與水平，已成為一個(gè)國家機(jī)械制造業(yè)發(fā)展水平與發(fā)展程度的標(biāo)志，也是一個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化水平、綜合國力與競(jìng)爭力的重要衡量指標(biāo)。
1.3數(shù)控加工設(shè)備的工作原理
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，以計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備為主的數(shù)控加工設(shè)備得到了一定的改進(jìn)與優(yōu)化，從而在很大程度上推動(dòng)著數(shù)控加工設(shè)備的通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。通常情況下，數(shù)控機(jī)床主要由機(jī)床本體、輔助控制裝置、伺服驅(qū)動(dòng)及位置檢測(cè)、數(shù)控裝置、輸入裝置、程序載體、程序編制等部分組成。數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心部分，其工作原理如下：數(shù)控裝置接受輸入裝置輸送或者是在內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出一段或多段數(shù)控加工程序，并經(jīng)過邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算、邏輯處理，最后輸出各種控制指令、信息，對(duì)機(jī)床各部分的工作進(jìn)行控制，使機(jī)床各部分能夠按照規(guī)定進(jìn)行動(dòng)作與有序運(yùn)動(dòng)。
1.4數(shù)控加工設(shè)備的編程
與普通加工機(jī)床相比較而言，數(shù)控加工設(shè)備存在著很大的不同，原因在于，執(zhí)行各項(xiàng)功能的時(shí)候，數(shù)控加工設(shè)備必須完全接受數(shù)控裝置程序的控制。也就是說，數(shù)字加工設(shè)備必須在計(jì)算機(jī)程序有效控制之下來進(jìn)行運(yùn)作?；谶@樣的原因，數(shù)控加工系統(tǒng)是否能夠得到有效運(yùn)用，主要取決于程序設(shè)計(jì)是否合理，只有保證編程程序切實(shí)有效、科學(xué)合理，才能有效控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化加工。一般情況下，數(shù)控加工設(shè)備的編程內(nèi)容主要包括：第一，全面了解整個(gè)零件的設(shè)計(jì)圖紙，特別是要注意曲線交點(diǎn)、圓心以及基本坐標(biāo)點(diǎn)等基本數(shù)據(jù)。參考零件圖中點(diǎn)、線、面之間的相互關(guān)系，來進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換或者是構(gòu)建方程，從而為有效實(shí)施數(shù)控系統(tǒng)編程奠定良好的基礎(chǔ)；第二，細(xì)致地分析整個(gè)數(shù)控加工系統(tǒng)的具體操作，制定有針對(duì)性的加工工藝流程[3]；第三，結(jié)合計(jì)算機(jī)特點(diǎn)、數(shù)控加工系統(tǒng)的具體狀況，來編制數(shù)控系統(tǒng)程序，同時(shí)，也要保證所編制的程序能夠得到合理、有效的應(yīng)用；第四，確定機(jī)床各部分移動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)關(guān)系。
2數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用
2.1數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用范圍
數(shù)控加工技術(shù)的通用性、適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)，加工精度較高、加工質(zhì)量也比較穩(wěn)定，因此，具有經(jīng)濟(jì)效益好、生產(chǎn)效率高的優(yōu)勢(shì)特征。因?yàn)閿?shù)控加工技術(shù)能夠進(jìn)行復(fù)雜生產(chǎn)，也可以改善工作條件、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于提高生產(chǎn)率，所以，對(duì)數(shù)字加工技術(shù)進(jìn)行合理選擇、有效應(yīng)用，不僅能夠提高企業(yè)的競(jìng)爭力，還可以大大提高經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床是高度自動(dòng)化的一種機(jī)床，也是實(shí)際生產(chǎn)中數(shù)控加工技術(shù)的一種具體運(yùn)用，相比較于傳統(tǒng)的普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床有著諸多優(yōu)勢(shì)，因此，數(shù)控機(jī)床得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是，數(shù)控機(jī)床也是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，制作成本、技術(shù)含量均比較高，因此，操作難度較大、對(duì)操作人員技能水平的要求較高、后續(xù)保養(yǎng)維護(hù)與維修費(fèi)用較高[4]。這樣的前提下，站在經(jīng)濟(jì)角度上，數(shù)控機(jī)床通常情況下主要適用于對(duì)以下幾種零件進(jìn)行加工：小批量、多品種零件；需要最小周期生產(chǎn)的一些急需零件；不允許報(bào)廢、價(jià)格昂貴的關(guān)鍵零件；需要頻繁進(jìn)行改型的特殊零件；精度要求較高、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的精密零件等。
2.2數(shù)控加工與數(shù)控編程的應(yīng)用流程
機(jī)械制造業(yè)中所應(yīng)用的數(shù)控加工技術(shù)包括數(shù)控機(jī)床加工以及數(shù)控編程兩種，其中，零件加工編程質(zhì)量的優(yōu)劣，直接決定著產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量，因此，必須加強(qiáng)對(duì)數(shù)控編程技術(shù)的重視。首先，數(shù)控機(jī)床加工的流程如下：生產(chǎn)者根據(jù)零件設(shè)計(jì)圖中的要求來進(jìn)行加工，對(duì)于設(shè)計(jì)圖中的一些標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)注，必須如實(shí)反映在零件加工過程中。對(duì)于數(shù)控加工程序來說，主要是通過把加工的具體尺寸轉(zhuǎn)化為數(shù)字代碼，以完成加工參數(shù)的轉(zhuǎn)變、零件加工工藝，NC系統(tǒng)根據(jù)數(shù)字內(nèi)容，來完成零件加工數(shù)控命令以及相應(yīng)的輔助，從而高效完成零件的加工。其次，數(shù)控編程也被稱為編制零件數(shù)控加工程序，指的是通過參考被加工零件的技術(shù)工藝以及圖紙，根據(jù)規(guī)定的格式、數(shù)控系統(tǒng)中的指令，來編制成加工程序文件的這一過程。數(shù)控加工程序的科學(xué)編程，是生產(chǎn)出高質(zhì)量零件的前提保障，也是提升整體合格率的有效措施。準(zhǔn)確掌握數(shù)控加工設(shè)備的所有功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工設(shè)備的有效利用，有利于降低使用數(shù)控加工設(shè)備的危險(xiǎn)性，讓工作人員能夠更加安全地進(jìn)行操作。一般情況下，數(shù)控編程主要由5個(gè)部分組成：分析零件圖樣；對(duì)零件相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理；零件工藝處理、編程單的編程；輸入數(shù)控編程；檢驗(yàn)數(shù)控程序[5]。為了做好數(shù)控編程，必須切實(shí)掌握、正確認(rèn)識(shí)加工零件圖紙中的具體要求，并要全面了解圖紙中的相關(guān)工藝要求，同時(shí)也要選擇科學(xué)、合理的加工方案，盡可能地實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性兩者之間的平衡；應(yīng)根據(jù)提前制定的加工工藝來處理加工順序、加工路線，熟練掌握具體的加工刀具、加工參數(shù)；盡可能地實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工設(shè)備效果的最大化，也要盡量減少換刀次數(shù)，來提高數(shù)控生產(chǎn)效率。
3結(jié)語
綜上所述，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)、熟悉數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用范圍，有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工技術(shù)的有效應(yīng)用，也有利于提高數(shù)控加工的有效性與準(zhǔn)確性。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的時(shí)代背景下，相信未來數(shù)控加工技術(shù)會(huì)得到不斷的改進(jìn)與完善，為推動(dòng)石油化工裝備和機(jī)械制造的發(fā)展做出更好的貢獻(xiàn)。
作者:張金東 單位:中信戴卡股份有限公司
參考文獻(xiàn)：
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[3]崔祥友.淺析機(jī)械加工中數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2015,(03):16.