机械零件论文范文

导语：如何才能写好一篇机械零件论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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论文摘要：检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要，它是把握产品质量的关键环节，检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行，并要分析误差的产生原因。

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。

3、系统误差。在相同条件下,重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变,或者测量时条件改变,误差按照一定的规律变化,这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确,校正量具或者量仪的校正工具有误差,精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有,测量前必须对所有计量器具进行检定,应当对照规程进行修正消除误差。另外,保证刻度对准零位,必须测量前,仔细检查计量器具,保证足够的准确性。

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摘要：文章针对传统机械零部件的设计局限性，提出了现代设计思想和方法。

一、机械零部件传统的设计局限

传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。

二、创新思维机械零部件的设计思想

机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。

（一）运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。

（二）运用发散思维

发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

（三）运用创新思维

创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。

三、科学的进行机械零部件设计

（一）把握机械零部件设计的主要内容

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。

（二）严格计算机械零部件的失效形式

机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷（下转第57页）（上接第58页）的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。

（三）正确选择机械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。

（四）全面优化机械零部件设计方法

要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。

【参考文献】

[1]王启，等．常用机械零部件可靠性设计[M]．北京：机械工业出版社，1996．

[2]隋明阳．机械设计基础[M]．北京：机械工业出版社，2002．

[3]赵冬梅．机械设计基础[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2004．

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1.1课程教学体系现状

《机械设计基础》课程开设在大学农牧学院的能源与动力工程专业，共有三个模块，分别为理论教学模块60学时、实验教学模块4学时以及课程设计1周。

1.2教学体系中存在的问题

课堂教学模式陈旧，重讲轻练。课堂教学中，教师常过分强调知识的全面性，造成课堂教授内容过多，与学生互动较少，同时没有给学生留下足够“学”的时间。例如在讲平面四杆机构设计时，课堂时间大部分在讲授其设计基本思路与方法，很少讲习题，更没有时间让学生练习，严重阻碍知识体系的掌握。实验教学条件和内容不完善，学生缺乏参与感。受实验教学条件的限制，现有实验教学内容仅包括机械原理认识实验与机械零件认识实验，均为参观性实验。学生在实验过程中只能对常用机械零件产生感性认识，而没有实际动手操作，致使参与感严重缺失。课程设计时间短，题目单一，且与实际脱节。课程设计的时间为一周，只能做一个题目，即二级变速器的设计。在这一周的时间内，需对设计的各环节进行分析、计算、选型和作图等，时间非常仓促，学生非常吃力。加之设计题目与实际脱节，学生对设计内容不感兴趣，阻碍了学生设计能力的提高。课程考核方式单一，偏重于理论知识的考核，实验等实践内容几乎不在考核之列，造成学生对实验课程和课程设计不重视，专心于理论知识的学习，不利于学生机械设计综合设计能力的提高。

2教学体系改革措施

课堂教学、课程设计、实验教学是机械设计课程整个教学体系中不可忽略的三个重要环节，本课程的教学改革也应从这三个环节入手。课堂教学应提高教学效率，课程设计应提高学生的工程设计能力，实验教学应以培养学生的动手能力和创新能力为目的。同时理顺课堂教学、课程设计与实验教学之间的关系，建立多元化的教学体系。

2.1改革课堂教学方法，整合教学内容，提高教学效率

针对教学模式陈旧、重讲轻练的现状，课堂教学应遵循精讲多练的原则。在理论授课时精讲基本概念、基本理论和基本方法，使知识易于理解、掌握和记忆。同时给学生留出一定的思维空间，避免满堂灌和填压式的教学方法。同时课堂教学应多采用现代教学手段，例如对于一些较为复杂的空间模型和机械运动规律的讲授，应采用幻灯片、动画或录像等方式，更有利于对常用机械零件的结构和特点的认识和掌握。在课程教学体系改革的大背景下，课程教学内容需要整合，应以机械零件设计为主线，以基础理论侧重实用为原则。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型建立机械运动简图，因此应把结构分析，机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号，机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机构原理部分的内容，过去主要是采用讲授图解法。随着计算机辅助机械设计的应用与推广，其教学内容应该以讲授解析法为主，并增加计算机辅助机械设计的内容，向学生简单介绍AutoCAD的操作知识以进行机械设计，课后要求学生利用计算机完成简单机构的设计任务。对于机械传动和零件设计，应尽量减少理论计算公式的推导，增加零件细部结构的设计介绍和常用设计参数的选取原则的介绍，并加强对机械组合的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。多向学生介绍机械方面的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。此外，参考教材的选用应着眼应用性和先进性。将版本较老、内容较难的教材改为内容较为简单、学生感兴趣、应用型强的教材。

2.2完善实验条件，注重实验教学，重点培养学生的动手和创新能力

针对学生对本课程的学习积极性很高，但学习很吃力的现状，分析其原因，主要是因为学生对理论推导的课程内容有所排斥。但学生对事物的感性认识能力较强，且比较爱动手操作。应对实验条件和实验教学内容做出调整。例如建设机械设计综合实验室，购买机械设计课程相关教学仪器设备，用于满足教学实验条件，并在维持总学时（64学时）不变的情况下，大幅加大实验学时所占的比例。其中，理论学时由60学时压缩至36学时，实验学时由4学时增加至28学时。为增加学生对机械机构的操作能力和创新能力，实验教学在课程教学中所占的比例大幅增加，实验教学内容也有了相应的调整，包括认识实验、操作实验和创新实验。其中，认识实验主要是参观机构工作原理，4个实验共8学时；操作实验主要是常用机械模型的制作，3个实验共14学时；创新实验主要是根据学生的兴趣进行机械模型创新设计，1个实验共6学时。

2.3健全课程设计内容，全面提高学生机械设计能力

机械设计课程设计是提高学生机械零件设计能力的一个重要环节。课程设计给定的时间短，涉及知识面广，完成的内容多，计算量大，绘图工作繁重，有时一个普通的传动方案就需要几个小时甚至几天的时间。鉴于该现状，应使课程设计的题目多样化，并给出设计功能要求，让学生根据自己的兴趣选题并拟定结构方案，指导教师给出合理建议，并尽量借助于现代设计手段、设计方法指导学生完成课程设计任务。在课程设计过程中，要求学生在手工计算的基础上，完成装配草图设计，并运用CAD软件完成装配工作图和零件工作图的绘制。这样不仅能使学生在学习期间接触和掌握计算机辅助绘图技巧，又可以加深学生对行业标准和设计规范的理解掌握，全面提高学生的机械设计能力，为其今后从事设计工作打下良好基础。

2.4考核形式多样化，全面考察学生的学习成果

传统的机械设计课程的课堂教学多，考核多以闭卷考试为主，因而导致学生对实验、设计不感兴趣，偏重于书本知识的掌握，形成了“高分低能”的不良现象。而社会的发展要求学生具有理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，因此，课程的考核形式应多样化，以全面考察学生的学习成果为目的，不能单纯以书面考试为主。按照这一思路，课程的考核形式也应作出相应的调整。例如新制定的考试方案中，闭卷（或开卷）考试占30%，实验完成情况占30%，课程小论文占20%，平时表现占20%。其中，闭卷（或开卷）考试内容为课堂教学的重点及难点；实验成绩包括实验模型制作水平、实验积极性及实验团队合作情况；学生可自行拟定课程小论文题目及内容，但论文中必须能反应学生对本课程结构体系的认识及学习感受（需对课程教学提出合理建议或意见）或对课程某一典型章节（典型机械结构）的深入理解；平时表现包括课堂教学及实验教学出勤率、学习积极性及作业完成情况。

3结论

3.1《机械设计基础》课程教学体系的改革应从课堂教学、课程设计和实验教学三个环节着手，应理顺课堂教学、课程设计和实验教学之间的关系，建立多元化且结构合理的教学体系。

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关键词：学生办厂；教师指导；企业化运行

中途分类号：G647.38 文献标识码：A

引言

随着现代科技的高速发展，经济社会的巨大进步，未来社会需要大量的创新创业人才。国家教育部、省教育厅高度重视此项工作，大力支持并多次在各高校开展创新创业人才培养工作。根据大学生创新创业初期条件，结合小型企业资本有机构成低、社会劳动力容纳量大的特点，选择以培养创办小型企业为目标的创新创业训练项目。

本项目以模具设计与制造专业的学生团队为主体，建立一个“广科机械加工厂”。为保证学生在项目训练中能获得预定的能力，制定工厂管理制度，模拟企业运作方式，将学生团队成员按企业的生产技术、经营管理等岗位进行分工，通过学生自己对本工厂产品设计制造以及生产经营的实施过程，使团队每个成员得到训练。

一、团队特色

学生团队方面：参与本项目的学生是通过自愿报名、任课老师和辅导员共同考查，指导组全体教师共同研究确定的。学生成员成绩优秀，基础知识扎实，求知欲强，对模具设计及制造或者机械零件加工有浓厚兴趣，对学习高新技术有着执着的追求。

教师团队方面：指导教师均具有丰富的教学和实践经验，有的直接来自机械企业生产一线，设计制造经验丰富，是一支“双师”型队伍；其中指导教师团队负责人兼具高级工程师和副教授职称，是一位曾经多年从事机械工业企业生产的中型国有企业厂长。

二、现有基本条件

（一）学院及系部领导高度关注并全力支持大学生创新创业项目。从人才培养方案制订到学生团队成员挑选、指导教师队伍组成、实训基地的保证、训练耗材的供应等方面给予全方位的支持。

（二）机械系现有一座1550平方米机械加工实训车间，内有数控车床、数控铣床、加工中心、线切割、电火花及通用机械加工设备70多台，价值700百多万元，有由10人组成的实训教学团队及完整的组织机构。

（三）有一个经验丰富的“双师结构”教师团队。团队成员专业知识及技能结构合理，有富于创新，乐于奉献、甘为人梯的精神。

三、项目特色及创新点

（一）立足现有条件，以本系机械加工实训车间为平台，挑选一批优秀学生，组织一个大学生创新创业训练指导教师团队，以模具设计制造、通用机械零件加工全过程为载体，组建一个 “机械加工厂”。

（二）本训练项目是借助一个虚拟的工厂组织机构，搭载机械系“机械加工实训车间”真实实体进行实际运行。在项目训练中，每个同学根据预定的角色在各自的工作岗位上，在老师的“全指导、半指导、零指导”进程中，分别获得模具设计、零件制造、生产经营、质量管理等技术技能，为走上社会创新创业打下坚实基础。

（三）本项目具有“三实一虚”特点。即训练平台（机械系实训车间）真实；团队（学生和老师）真实；训练内容（外来生产业务加工）真实；组织机构（广科机械加工厂）虚拟。

四、项目运行方式

（一）运行目标

以机械系“机械加工实训车间”为真实平台，在虚拟的“广科机械加工厂”组织机构中，对学生团队每个成员加以训练，使他们分别获得模具设计、零件制造、生产经营、质量管理等多种技术技能及素养，为未来独立创新创业打下基础。

（二）团队成员分工

1.工作岗位设置。按照机械加工厂生产经营特点，将训练岗位设置为：冲压模具设计，塑料模具设计、通用机械零件加工（含制造工艺设计和加工实操）、生产经营策划、质量管理、物资供应、财务管理7个岗位。

2.学生团队分工

将学生团队5个成员按前述设置的7个岗位进行分工：其中3人分别担任冲压模具设计，塑料模具设计、通用机械零件加工（含制造工艺设计和加工实操）；另外2人分别担任生产经营策划和财务管理、物资供应和质量管理。

3.实训指导教师分工

将5位指导教师按前述7个岗位的指导要求进行分工并落实到人，形成文字文件后再在两个团队全体成员会议上宣布，在项目运行中执行。

五、项目实施计划

（一）前期准备工作

前期以对学生进行培训为主，学习安全生产基本规程和加工厂的管理制度，熟悉生产环境和实训车间，了解客户下单签订合同与组织生产的流程。因加工厂条件所限，客户可由教师扮演，预定生产加工两套难度适中的塑料件模具产品，模拟与学生签订加工合同，此部分工作主要由市场部人员负责。其中对生产过程中需要用到的专业知识，如：客户提品特性，所需材料的性能，产品大致设计方案，加工工艺，产品价格估算等，进行系统的学习和培训，为下一阶段的训练做准备。

（二）项目训练阶段

借助机械系机械设计与加工既有平台，按照学生担任的岗位角色，进行岗位技术技能强化训练。

1.产品设计阶段

主要由工程部人员负责，在专业教师的指导下，进行工艺设计和模具设计，出具模具图纸，确定后续加工工艺方案，估算价格等。

2.备料，进行模具制造，加工模具零件，装配试模等。

3.产品设计汇总，总结解决设计问题。

六、训练方法

按照“全指导、半指导、零指导的”渐进式训练方式开展工作。初期，学生在教师的全面指导下进行工作；中期，学生自己工作，遇到问题时，老师给予指导；后期，学生自己独立开展工作并进行总结，老师给予评价。

七、训练内容

（一）技术类

1.根据用户提供的产品图纸技术要求，进行模具设计；编制外购件、外协件、标准件清单；

2.按照模具零件图的设计要求，编制生产工艺文件；编制生产准备清单，包括工具、量具、刀具及其它外购物资清单；

3.根据用户提供的零件图纸技术要求，编制生产工艺文件；编制生产准备清单，包括工具、量具、刀具及其它外购物资清单；

（二）生产类

1.根据技术部门提供的生产工艺文件，按照用户提出的时间要求，编制生产计划安排表；

2.根据生产部门的计划安排，按照机械加工工艺文件内容，组织实施生产。

（三）管理类

1.根据技术部门的物资清单，清点厂内现有物资，缺额所需立即购买，保证按时按量供应生产性物资。

2.按照财务管理相关规定，准确及时收付工厂资金。

3.对生产过程及出厂产品进行严格质量检查；

4.对外经营业务策划和实施。

八、项目进度安排

（一）储建阶段

按照《广州科技职业技术学院大学生创新创业训练管理办法》组建学生团队和指导教师团队，撰写项目申报材料并按规定程序申报；项目获批后，与机械系机械加工实训车间共同商定车间及机床设备使用事项；宣告“广科机械加工厂”成立。

（二）训练准备阶段

对学生团队成员进行培训，学习安全生产基本规程，熟悉场地和生产环境。购置训练材料，做好训练准备。

（三）项目训练阶段

1.全指导式训练。借助机械系机械加工实训车间既有平台，按照学生担任的岗位角色，进行岗位技术技能强化训练。

2.半指导式训练。通过学生自己及其它方式对外承接简单模具设计制造和机械零件加工业务。以学生为主体，在老师指导下完成对外业务制造工作。

3.零指导式训练。由指导老师设定项目，由学生自己独立完成，最后由指导老师对学生的工作质量进行测评，学生自己作出总结。

（四）项目总结验收阶段

1.项目组成员将前期训练及实践进行总结，撰写总结报告；

2.将在项目训练中设计的图纸、机械加工工艺文件等技术资料整理成册；

3.撰写发表项目成果论文；

4.向学校相关部门办理“广科机械加工厂”物资及财务交接手续；

5.组织项目验收。

九、结语

开展本项目的研究，就是要积极探索和实践，将我校以“广科机械加工厂”的活动形式的创新设计教育教学活动推广到全专业，扩大受益面，稳定并扩大创新设计教导教师队伍，同时借助实践基地的建设，为开展这种具有特色的教学模式提供物质基础和保障，大力加强机械类专业的实践教学，以创新作品的设计、制作及其竞赛活动，切实加强对我校工科专业学生的创新精神、创业能力和动手能力的培养，并将教改教研的成果进一步上升到新的理论高度，以期形成地方院校中富有特色的机械类应用型人才的创新能力培养模式，切实提高人才培养质量。

参考文献：

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关键词：激光加工，农业机械制造

 

1.激光加工技术概述

激光加工技术是一种高度柔性和智能化的先进加工技术, 它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果, 技术涉及范围广。激光加工技术是指各种以高能密度激光束为手段, 通过激光束与材料之间的物理和化学等作用, 实现改变物质形态或性质的先进材料加工技术。激光加工涉及激光物理、材料、电子、机械和工程传热等多门学科, 综合了激光、制造、控制和计算机应用等多项技术, 已成为多学科交叉和多技术综合的一种典型的先进制造技术。激光加工具有非接触、无污染、热影响区域小、加工精度高以及可选区加工等特点, 而且在特定的加工情况下是其他制造方法不可替代的。因此, 激光加工技术在许多行业中都得到了重要而广泛的应用。由于其独特的性能在农业领域得到广泛应用, 在诱变育种、增强种子活力、促进生长发育、提高产量和品质、平地整地、提高节水灌溉能力、防治病虫害等方面发挥着越来越重要的作用。

2.激光加工技术在农机制造中的应用

21世纪是一个以信息、生物等高科技为支柱的知识经济时代, 我国农业只有加快现代化进程, 才能在国际竞争中立于不败之地。发展现代农业少不了农业机械的支持, 制造技术成为其重要的组成部分。当前农业机械由于其自身应用的特点和工作对象的复杂性, 尤其是农机制造行业的设计加工手段比较落后, 使其创新少, 新产品开发周期长, 成本高,制造质量比较粗糙, 产品寿命相对较短。免费论文参考网。为了大力提高农机的制造技术, 并与其他机械制造业平行发展, 必须加大激光等先进制造技术在农业制造中的应用力度, 提高农机制造企业的现代生产技术水平。

2.1激光快速成型技术在农机制造中的应用

快速成型技术即直接根据CAD模型快速生产样件或零件的技术总称。它集成了技术、数控技术、撒光技术和材料技术等现代科技成果, 是先进制造技术的重要组成部分 。其原理产品三维CAD模型一分层离散—按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料生成实体模型。它能根据CAD模型电子模型自动、直接、快速、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件, 在不同模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件, 解决了从设计到制造的快速对接问题。因此, 该技术可以对产品设计进行快速评价及修改, 有效地缩短了产品的研发周期, 降低了开发成本, 满足了当今竞争日益激烈的市场对新产品快速开发和快速制造的要求, 提高了产品的市场竞争力和企业的综合竞争能力。其中, 激光选区烧结是快速成型制造中的重要工艺方法之一。这种制造方法具有成型速度快、精度高、表面质量好、后置处理简单和省时等特点, 是一个具有生命力的技术, 为制造技术的发展创造了一种新方法。

农业机械生产过程具有特殊性。零件多具有较复杂的形状, 如耕地机械、整地机械和收获机械等。此外, 复杂曲面较多, 如犁体曲面、旋耕机旋刀、水泵叶轮和送料螺旋等, 而且根据具体的生产情况不同, 其形状还需相应调整。因此,利用传统的机械加工方法研制这种农业机械零件, 不仅研制开发时间长, 加工工艺复杂, 而且很难达到理想的效果。运用先进的激光快速成型集成技术, 不仅大大缩短新产品的开发周期, 降低开发成本, 而且制造质量也优于传统制造方法。

2.2激光表面强化与热处理技术在农机制造中的应用

激光表面强化与热处理技术是一种新型的材料表面处理技术。激光表面强化技术的原理是利用激光穿透能力极强的特点,当把金属表面加热到仅低于熔点的临界转变温度时, 其表面迅速奥氏体化, 然后急速自冷淬火, 金属表面迅速被强化川。激光热处理是传统热处理技术的发展和补充, 它可以解决其他表面处理方法无法解决或不好解决的材料强化问题。经过激光处理后, 可以提高其抗磨损、抗疲劳、耐腐蚀和防氧化等性能, 延长其使用寿命。总之, 激光表面技术对于提高零部件的表面综合机械物理性能, 改善产品的性能、使用寿命,增强产品的竞争能力起着至关重要的作用。

农业机械量大面广, 种类繁多, 每年由于表面破坏和失效带来的损失非常巨大。资料表明, 农机产品的失效破坏,约60%有是由零件表面的腐蚀和磨损造成的。如耕作、播种和收获机械的许多零部件, 直接与土壤接触, 其腐蚀和磨损相当严重, 导致故障增多、生产率下降, 作业成本明显上升。免费论文参考网。农用动力中的气缸、气门、曲轴, 因磨损和腐蚀常会导致功率下降, 污染增加。各种农用泵、风机和叶片在表面磨损后, 工作性能下降, 寿命降低。因此, 在农机行业中大力推广先进、实用的表面技术, 可显著提高零部件的抗氧化、耐腐蚀、耐磨损和耐疲劳性能, 能最大限度地延长农机具的使用寿命己对于已损坏的产品, 采用表面修复工艺, 可大大节省资金,经济效益十分显著。

此外, 激光热处理技术在农业机械制造行业应用极为广泛, 在许多关键零件上如缸体、缸套、曲轴、凸轮轴、排气阀、农技服务年阀座或活塞环等几乎都可以采用激光热处理。在农业生产中, 机器的工作条件是多种多样的, 有些机器犁、中耕机、播种机和收割机直接在磨料介质中工作, 使许多零件磨损很快。免费论文参考网。另一方面, 为了获得足够的强度, 机器的材料用量较大,不仅浪费材料, 而且显得笨重。对于此类零件, 激光硬化处理后的硬度比常规淬火硬度高5%一20%, 激光合金化可以根据要求选择加人新材料, 形成以基材为基础的新合金层,以获得满意的性能。此外, 由于处理后性能的提高, 可以选用低性能的基材, 从而减少了基材的质量。

2.3激光技术在农机零件修复中的应用

激光技术在农机零件修复中主要是应用激光熔覆技术。激光熔覆技术是一种新型的表面改性技术, 是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化, 并快速凝固后形成稀释度极低, 与基体成冶金结合的表面涂层, 显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法, 从而达到表面改性或修复的目的, 既满足了对材料表面特定性能的要求, 又节约了大量的贵重元素。与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比, 激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。

因此, 激光熔覆技术可以提高材料表面的耐磨与耐蚀等性能, 主要用于零件磨损后的修复及增强新制造零件的性能。对于重要零件如农机中的汽缸套和活塞等,由于工作量大, 高温、高压、侵蚀以及不同程度的摩擦, 其磨损量是很大的, 零件需要定期报废和更换。对于耕地机械、整地机械和收割机械如犁、中耕机、播种机和收割机,作业时局部磨损很快, 零件报废是因为局部的损坏。为了提高零件的使用寿命, 修复工作有着极大的意义。激光加工具有选区作用的独特优点, 而且激光熔覆可以方便地修复磨损部位, 使零件不因为局部损坏而报废, 提高了零件的可靠性和使用寿命,在投人费用最小的情况下重新达到更佳的性能要求。此外,用激光对模具进行修复, 可以大大提高模具的寿命, 又不受形状和尺寸的限制, 在农机制造中也应大力推广和采用。

3.激光加工技术在农机制造中应用现状及前景

3.1激光加工技术在农机制造中的应用在我国尚不普遍, 主要是该行业对激光技术的应用还存在不同程度的神秘感和偏见。另外, 对激光技术的宣传也不够, 缺乏实践。因此, 农机企业应尽快引进吸收工业生产中成熟的科研成果,利用好工业中已建立的多功能激光加工中心, 使其为更多的农机企业服务。

3.2激光加工技术的引人可以大幅度提升农业机械的制造水平。但对加工类型的选择及激光器的使用, 要从基础做起, 只有在充分掌握这种先进加工方法的情况下, 才能更好地改进传统工艺, 发挥新技术的优势。激光加工技术集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,技术涉及范围广。因此, 农机企业在上激光制造项目时, 一定要分析企业自身条件和需求, 向其他机械企业咨询, 看准方向, 找到结合点, 循序渐进地进行。

3.3近年来, 大功率激光器和辅助设备的制造技术日益提高, 其基础理论及生产技术日益成熟, 与其他加工设备相比, 大功率激光器的价格也不是很高。因此, 激光加工技术

在农业机械制造中的应用具备了一定的外部条件。另外, 随着农业工业化的决速发展, 农业制造企业的实力明显增强, 对产品质量的要求越来越高, 为激光加工技术在农业机械制造中的应用提供了内部动力和条件。因此, 目前激光加工技术在农业机械制造中的应用具备了条件。从农机应用领域来看,快速成型、熔覆及热处理是激光加工技术应用的主要内容。

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关键词：SolidWorks；VisualBasic；圆锥齿轮；实体造型

一、设计的主要内容及技术指标和技术路线

一）主要内容

基于Solidworks软件使用VB高级语言程序，对常用件齿轮进行参数化设计，实现给定参数的圆锥齿轮的自动化生成系统。

二）技术指标

1、设计参数要符合实际生产要求；

2、生成图形要符合国家标准规定；

3、技术路线

对基于Solidworks圆锥齿轮参数化设计的研究，准备从以下几个方面着手：

（1）系统界面模块

该模块的作用是采集直齿圆锥齿轮实体造型所需的具体参数。

（2）三维CAD软件接口模块

该模块提供在OLE Automation层上所有与三维CAD软件SolidWorks通讯的函数。CAD软件的API函数以类的形式封装起来，在直齿圆锥齿轮造型时，通过这些函数驱动CAD软件生成直齿圆锥实体。

（3）结构计算模块

根据界面模块的用户输入的参数，计算直齿圆锥齿轮的结构参数。

（4）齿形计算模块

该模块是整个系统的核心，可以完成直齿圆锥齿轮齿形计算。通过计算得到特定截面的齿廓参数，为齿形生成模块准备所需的数据。

（5）结构实体生成模块

该模块应用三维CAD软件Solidworks的基本特征，如拉伸（Extrude）、旋转（Revolve）和圆周阵列（Circular Pattern）等操作，按照结构类型计算模块输出的参数，生成圆锥齿轮的结构实体部分。该操作的结果类似生成直齿圆锥齿轮的毛坯。

（6）齿形生成模块

该模块应用三维CAD软件Solidworks的基本特征，如放样切割（Template Knifing）、圆周阵列（Circular Pattern） 、拉伸（Extrude）和旋转（Revolve）等操作，按照结构类型计算模块输出的参数，生成直齿圆锥齿轮的结构实体部分。然后利用圆周阵列可画出全部齿形。

2 圆锥齿轮实体造型系统

参数化三维实体造型设计是以变量几何和生成历程树为基础，以尺寸驱动为特征的一种三维建模方法。其基本过程是：首先利用草图功能勾画零件基本形状，然后根据设计要求标注必要的尺寸，最后修改尺寸值，驱动模型变化以生成需要的零件模型。参数化三维实体建模的目的是，通过修改尺寸而快速生成新的三维实体模型。

圆锥齿轮的轮齿有直齿和曲齿两种类型。直齿圆锥齿轮易于制造，适用于低速、轻载传动的场合，而曲齿圆锥齿轮传动平稳，承载能力强，常用于高速、重载的场合，但其设计和制造较为复杂。本论文只讨论直齿圆锥齿轮。

（3）齿形计算模块

渐开线齿廓的数学模型。我们在直角坐标系下，用渐开线的直角坐标方程式，计算渐开线轮廓上各点坐标值，然后在用样条曲线绘出齿轮的一个齿廓。

（4）结构实体生成模块

该模块应用Solidworks的拉伸、旋转和圆周阵列等操作命令，按照结构类型计算模块输出的参数，生成直齿圆锥齿轮的结构实体部分。该操作的结果类似生成直齿圆锥齿轮的毛坯。

1）齿轮各基本尺寸计算

如图4所示，以点1为坐标原点，轴线为一坐标轴建立直角坐标系，依次求出2、3、4、5、6、7的坐标，由1—2—3—4—5—1的连线构成直齿圆锥齿轮的二维结构，再用旋转轮廓线的方法既可生成圆锥齿轮的实体。

2）圆锥齿轮的实体建模

再用旋转轮廓线的方法生成圆锥齿轮的实体

3）结构实体生成模块

2.2 系统运行窗体的创建和应用

1） 窗体的建立

2）程序的连接

用VB编程进行的二次开发，要将VB和SolidWorks连接来，编写VB代码前，创建SolidWorks和VB对象，启动运行SolidWorks。这样就可以在VB的环境下利用SolidWorks对象及其下级对象的属性和方法，完成用VB语言在环境中草图和三维模型图的绘制。下面给出VB语言在SolidWorks环境中绘制圆锥齿轮三维图的部分子程序代码：

2.3 程序的调试及运行

1）运行程序过程

在SolidWorks中，单击[工具]/[宏]/[运行]，选择*.swp出现程序运行界面。通过在VB窗口中填写圆锥齿轮参数后，单击‘生成’按钮，发现错误代码91（对象变量或with块变量未设置）。

经过调试发现系统默认的part语句类型出现错误，原因是程序中的part为完全定义造成运行错误，经过重新定义Part As object ‘对象型变量’，重新逐句调试，更改变量类型，最终解决了问题。

2）运行结果

3 结束语

（1）系统完成了圆锥齿轮实体的变量化自动生成。

（2）建立了VB界面窗口连接Solidworks应用程序，进入Solidworks设计环境；从设计窗口中直接输入参数，可直接运行参数化造型设计程序，得到所需的三维圆锥齿轮实体。

参考文献

[1]王隆太，戴过洪.机械CAD /CAM技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]王文彬，.用VB实现SolidWorks对零件的参数化设计[J].机械报，2003，30（6）

[3]曹岩.solidworks机械设计实例精解[M].机械工业出版社，2006.

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论文摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。

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.

[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.

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[论文关键词]机械制造 技术项目 教学法 教学设计

一、项目教学法

项目教学是以“项目”为载体而进行的教学活动，所设置的“项目”应包含多门课程的知识。信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责，学生通过该项目了解并把握整个过程及每一个环节的基本要求，通过解决问题，掌握相关理论知识及实践技能，教师进行适当指导。

二、实施流程

实施流程为：明确项目任务一制订计划一实施计划一检测评估一归档应用。首先，教师布置项目任务，学生讨论；其次，学生查阅资料制订计划，教师审查指导评定计划是否合理可行；第三，学生分组，并明确分工合作完成项目任务；第四，学生白评、小组互评、教师评价；最后，教师将记录归档，学生在实践中应用。

三、项目课程设计

(一)设计理念

1.校企合作开发工作过程导向课程。通过教师到企业实践，了解企业的生产工作流程，掌握企业对知识的需求，与企业技术人员共同以企业真实工作任务为课程“主题”设计学习情境，遵循由简单到复杂的原则，确定教学项目，使学生在“真实”的职业情境中、完成任务的过程中掌握综合职业能力。

2.学习过程即为工作过程。为了让学生更加深刻了解企业，提前与社会接轨，在学习的过程中引入企业的管理和竞争机制，建立一套完整的班组体制，设计车间主任、班长、组长、质检员等职位。在学习过程中发挥团队合作精神，创立优秀班集体。通过任务书的发放、材料的领取、考核标准的制定等组织实施过程，体现工作过程的完整性。

3.教学过程以学生为主、教师为辅。教师通过制定工作项目任务书设定具体内容，学生通过资讯、决策、计划、实施、修正和评价等环节，真正实现学生做中学、学中做，教师只是针对性地讲授、示范、引导。

4.工学结合提高学生综合职业素养。在教学过程中，引进企业的5s管理模式，并把管理列入考核标准中，使学生在良好的工作环境和习惯中，提高综合职业素养。

(二)设计思路

采用项目化教学的课程应从实际应用的角度出发，依据由简单到复杂的原则，以典型工作任务为主线，设立教学项目，由教师指导学生开展独立学习，并完成工作任务或项目，实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验，从而形成职业岗位能力，满足职业岗位需求。

(三)课程内容的选取

机械制造技术课程包含金属切削原理与刀具、机械制造工艺学、机床夹具设计与应用、金属切削机床等内容，特别适合于采用项目教学法展开教学。其主要先修课程为“机械制图”“极限配合与测量技术”和“工程材料及热处理”。先修实践环节为金工实习。同步实训环节为车、铣、磨加工训练。

为保证学生毕业后能够熟练运用所学知识，胜任职业岗位，我们依据各专业人才培养方案的要求，根据学生的认知规律以及职业能力成长规律，组织课程内容，最终达到教学预期目的。在多次深入机械加工企业调研后，选择贴近工厂实际的5个典型项目，将该课程的教学内容、计划学时、项目名称、能力目标、知识点、训练方式及结果作如下总结：

1.项目1一轴类零件工艺制定、加工与检测，计划20学时，其中理论8学时，实践1 2学时。能力目标：(1)正确分析轴类零件结构特点及功用；(2)正确分析零件图；(3)确定加工工艺路线；(4)制定工艺规程；(5)成品检测。知识点：(1)车床的结构组成；(2)车床的运动特点；(3)车刀的结构、材料及所完成的工艺结构；(4)车床附件及作用；(5)测量工具的使用。训练方式：示范讲解、实际操作、自主学习。结果：工作报告总结及加工实物展示。

2.项目2一盘套类零件工艺制定、加工与检测，计划2 O学时，其中理论8学时，实践12学时。能力目标：(1)正确分析盘套类零件结构特点及功用；(2)正确分析零件图；(3)初步确定加工工艺路线；(4)制定工艺规程；(5)成品检测。知识点：(1)孔加工设备的类型；(2)孔加工设备的结构组成及运动特点；(3)孔加工刀具的种类；(4)孔加工刀具的结构、材料及所完成的工艺结构；(5)盘套类零件的装夹；(6)测量工具的使用。训练方式：示范讲解、实际操作、自主学习。结果：工作报告总结及加工实物展示。

3.项目3一箱体类零件工艺制定、加工与检测，计划20学时，其中理论8学时，实践1 2学时。能力目标：(1)正确分析箱体类零件结构特点及功用；(2)正确分析零件图；(3)确定加工工艺路线；(4)制定工艺规程；(5)成品检测。知识点：(1)刨床和铣床的类型及结构组成；(2)刨床和铣床的运动特点；(3)刨床和铣床--用刀具的结构特点、材料及所完成的工艺结构；(4)箱体类零件加工过程夹具的特点及结构；(5)测量工具的使用。训练方式：示范讲解、实际操作、自主学习。结果：工作报告总结及加工实物展示。

4.项目4一圆柱齿轮工艺制定、加工与检测计划20学时，其中理论8学时，实践12学时。能力目标：(1)正确分析圆柱齿轮零件结构特点及功用；(2)正确分析零件图；(3)确定加工工艺路线；(4)制定工艺规程；(5)成品检测。知识点：(1)成形法和展成法的概念及原理；(2)齿廓表面加工设备的类型及结构组成；(3)齿轮加工设备的成形运动特点；(4)齿轮加工刀具的结构特点、材料及所完成的工艺结构；(5)测量工具的使用。训练方式：示范讲解、实际操作、自主学习。结果：工作报告总结及加工实物展示。

5.项目5一机械装配工艺基础知识计划10学时，其中理论4学时，实践6学时。能力目标：(1)正确分析不同生产类型的装配工艺特点；(2)熟练掌握装配的三种方法；(3)能够根据装配要求计算装配尺寸链；(4)装配工艺规程。知识点：(1)装配工工作的具体内容；(2)装配工艺尺寸链的计算方法；(3)三种装配方法的熟练选用；(4)装配精度的检验。训练方式：示范讲解、自主学习。结果：工作报告。

(四)课程的重难点及解决方案

本课程的重点是使学生掌握“适度、够用”的机械制造技术理论知识，能够根据零件工作图制定零件的加工工艺，为后续专业课程打下坚固的基础。本课程的难点是零件的工艺规程的制定、专用夹具的应用、保证装配精度方法的选择。解决办法是以项目形式设计内容，注重理论知识的系统性，充分利用优越的实训条件，营造企业工作环境，将理论教学与现场教学相结合，将老师知识讲授与学生自主学习相结合，利用多媒体教学开拓学生的视野，聘请企业专家答疑，从而多途径加深学生对理论知识中的难点和疑点的理解，提高教学质量。

四、教学方法实施过程

(一)创设真实氛围的工作环境，实施一体化教学

课程内容主要围绕培养学生掌握机械零件的工艺编制、工艺系统的正确选择及使用等技能，以职业活动的工作过程为依据，进行课程改造。注重学生职业素质的养成，为此我们充分利用实训基地，开展理实一体化教学，将教室与实训室合二为一，使学生通过学习亲身体验工作。

(二)“学做一体”教学模式的教学组织过程

“学做一体”教学模式主要包括以下几个环节：一是将实训基地模拟为工作车间。建立学生自己的班组，生产过程中班组长要负起责任，发挥组织、协调、沟通等作用，使职业能力得到锻炼。二是任务的下达及工作计划的制订。学生收到任务书后，每个小组都要经过自主学习、讨论，制订具体的工作计划。包括项目的零件图、装配图分析，项目工艺规程定制，所需工艺系统、装备及材料，项目实施内容及步骤和完成项目的注意事项等。三是工作过程。制订完工作计划后，学生需提交材料及工具申请，获得准许后由组长领取所报材料及工具。开始进行零件工艺的设计、工艺系统的选择，将所学理论知识与实践知识有机结合，并得以充分融合。四是项目验收及评价。项目完毕后，由指导教师带班组长进行项目验收，相当于企业的产品质量检查。

五、课程考核

(一)考核内容

在一体化教学的过程中对学生的考核是关键问题，因为理论与实践是一体的，考核的内容也应该包含这两个方面。不同的项目考核内容是有区别的，但都包括三个方面的内容，即项目能力、有关知识和素质要求。

项目及配分：基础知识40分。其中车床结构组成及运动特点，车刀的种类、材料及结构，对切削运动影响车床夹具的种类及应用和车床能实现的工艺结构各占10分。实践操作40分。其中能正确分析图样，熟悉零件结构、功用占8分；能正确制定加工工艺规程占15分；能正确选择设备及工装及零件质量检测占17分。综合素质20分。其中工作态度、纪律和出勤情况、5s管理内容执行情况、考核团队协作精神各占5分。

(二)考核方法

项目教学的评价应注重学生在项目活动中能力的发展，测评内容包括学生参与活动各环节的表现和作业质量。考核方式需灵活多变，随着项目的进行，因材施教，随时考核。我们的考核主要采取了三种形式：

1.学习小组考核(30％)。是由学习班组长负责展开自评和互评考核方式，班长可监督小组长开展此项工作。这个考核是最基本的考核，根据各小组完成的情况选做内容，学生在实践中如有自选内容或创新内容可在原有成绩等级基础上提升一级。

2.指导教师考核(30％)。是以抽查提问加课堂笔记和项目总结的形式进行的。因为人数多，老师不可能一一检查，可通过抽查小组的某几位学生来进行考核，但是这几位学生的成绩影响整个小组的评定成绩，在评选优秀班组时作为参考，促使同一小组的人员互相监督学习，共同提高。

3.期末闭卷考核(40％)。是在学期全部课程结束时进行，主要从知识的掌握及应用情况考查学生对本门课程的掌握程度，以便找出学习过程中出现的问题，督促学生将学习的过程贯穿于全学期，以巩固所学内容。

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[关键词]综合实训；教学改革；课程体系

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918（2015）20-0097-02

一、引言

随着全球经济一体化进程的加快，中国以其独特的资源优势，正在成为世界制造业的中心。在这一过程中，市场需要大量应用型人才。独立学院是按新机制、新模式举办的高等教育机构。独立学院实施“应用型”理论教学和以应用能力培养为主线的实践教学相结合的培养体系，注重突出学生的实践能力和创新意识的培养。

北京科技大学天津学院作为独立学院，教育目标就是要培养高级应用型人才。自建校起就非常注重学生实践能力的培养，在很多课程中均配有实践课程。为突出办学特色，培养应用型人才，北京科技大学天津学院正努力构建应用型课程体系。应用型课程要求高校培养学生应用能力、实践能力和操作技能，不同于一般的实践课程，是综合了应用、实践、技能的知识的课程体系。北京科技大学天津学院以机械工程专业综合实训为试点课程，改革课程体系，以培养适应市场需要的应用型人才。

二、专业基础课教学方法改革

独立学院在课程组织方式上必须有别于母体高校，特别是要破除母体高校那种大而全、宽而广的课程组织方式。独立学院可以建立灵活、高效的课程组合方式。打破传统的基础课+专业基础课+专业核心课的老三段课程组合方式，建立交叉融合的组合方式，以加强课程之间的融合和渗透。

专业基础课是为学生可持续发展奠定基础的，注重拓宽学生就业面。专业基础课主要包括机械制图、电工电子学、机械设计基础等课程，其中机械设计基础整合了力学、公差、机械原理与机械零件等课程的内容。这些课程是后续学习专业核心课的基础。

机械设计是是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。《机械设计》课程作为机械工程专业的重要课程，前后承接的课程有《机械制图》、《互换性与测量技术》、《液压传动》等。要求学生掌握根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

根据课程特点和独立学院的教育特色，教师可以对教学方法和课堂组织形式进行改革。机械工程专业作为典型的应用型工科专业，有很多相关联的课程，比如“机械设计”，“机械制图”，“互换性与测量技术”等，这些课程的知识是紧密联系的。如果单独讲授，很难达到很好的教学效果。这些课程的组合方式采取交替排列的办法，使这些课程中的相关知识整合在一起，将几门课的知识综合到一个大作业上，从而使学生牢固地掌握相关知识。

比如“互换性课程”中安排了一个综合设计，在所给的零件图上标注几何公差，确定尺寸公差，根据零件加工的特点，确定表面粗糙度值。根据装配图的特点，确定配合类型，并进行标注。这样把机械设计、机械制图和互换性课程的知识都揉合在一起，难度加大，通过实践，教学效果要比单一讲授理论好得多。

对机械设计基础中齿轮传动的讲解，如果将课堂放在车间，直接面对车床的主轴箱进行讲解，这样既增强学生的感性认识，又可以激发学生的专业求知欲望。

三、专业核心课教学方式改革

专业核心课是整个课程体系中最重要的一部分，它以市场就业为导向，根据职业岗位要求，设置了以能力培养为本位，理论和实践有机结合的几门核心课程包括：机械加工工艺基础、数控机床编程与操作、数控机床控制技术基础、CAD/CAM软件应用基础这几门核心课程是专业教学的重点，是技能培养的重点。其中每一门核心课程都综合了传统课程体系下的数门课程，这就为增加较多的实训环节提供了保证。

专业核心课的相关专业知识和实践技能的组成如下：

（1）通过学习《计算机辅助设计》、《计算机辅助制造》并训练相应的软件，使学生初步掌握运用三维CAD软件造型的技能，并学会一种CAM软件的使用方法，为今后的发展打好基础。目前，根据市场需求结合我院实际情况，主要安排Pro―E和CAXA制造工程师两种软件的教学。

（2）通过学习《机械加工工艺基础》，学生掌握材料、热处理工艺、机械加工工艺、机床和刀具等加工常识；通过《金工实习》实践训练，使学生掌握车、铣等机床的基本操作技能，了解相关工种操作的基本知识和工艺特点；通过学习和专门训练《数控机床与编程》，使学生具备编制中等复杂零件加工程序和操作较高档数控机床的技能，了解数控机床的分类、结构、工艺特点、加工范围、刀具选用、一般操作技术和数控机床的日常维护保养知识。

（3）通过《PLC可编程控制器》、《传感器与测试技术》理论学习，使学生掌握相关机电控制基础知识；通过实践项目训练，使学生初步掌握相关的编程与调试、传感器的选型及应用等技能。

四、实训课教学方式改革

机械工程专业很多课程更加强调实践学习，才能领会所学的理论知识。机械工程专业专门开设有实训课，比如金工实习，数控加工，计算机辅助制造（CAM），液压传动，PLC编程等，这些实训都是在学完相应课程后完成的。而教学中实训类课程均是每门课程之间独立讲授，导致学生学完很难将这些课程关联起来，在实际应用中这些数控类课程存在紧密的联系，每门课程的内容作为实际应用的一个阶段进行学习。

综合实训类课程的学习是一个多学科的综合工作，其内容多，分类细。涉及的课程包括机械制图、机械设计、机械原理、计算机辅助设计、工程材料及成型工艺、互换性与测量技术、机械制造工艺学、数控机床与编程、计算机辅助制造CAM/CAPP、及冲压工艺及模具设计等。这些课程要占到专业基础和专业必修课程的一半以上，故这些课程学习效果的好坏对学生来说至关重要。

为增强实训类教学的学习效果，需要加强课程之间的联系使之更符合实际的工程应用。可以在具体的项目的引导下，带着目的和自己的疑问去实习和实训，能够更好地应用和领会理论知识，做到理论学习与实践并重。北京科技大学天津学院拟在学生第七学期开设专业综合实训课，结合已学完的相应课程，训练学生的实践能力为主要内容，培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。制定综合实训课的教学大纲，大纲分两条主线，一条为机械设计制造，一条为机电控制。

机械设计制造方向具体的实训内容包括：

若干零件的实际测绘一计算机二维绘图一绘制完整零件图和装配图一建立三维模型一编制工艺路线一计算机编程一数控机床加工等。

机电控制方面具体的实训内容包括：

电力电子实验（熟悉继电器等元件）一可编程控制器软件编程学习一PLC实验室进行电控实验（包括：彩灯、交通信号灯基础实验、电梯升降控制、温度传感控制、邮件分拣控制、搅拌机控制、电机正反转调控、电机调速控制等）。

机械工程专业的综合实训课要求学生通过教师设立的课题，在教师的引导下逐步解决具体项目遇到的问题，并对学生解决项目的结果进行评价，和实践课程成绩结合，给出成绩。在实际的项目中学习和领会理论知识，锻炼学生的动手和协调能力，从而激发学生的自信心，调动学习的积极性和主动性。

五、企业项目与课程教学相结合

构建产学研合作的人才机制非常重要，它既可以保证专业培养目标符合市场需求，又可以制定满足人才能力培养需要的课程体系，还可以保证人才培养方案的实施。在教学过程中，充分利用学校现有的实践条件，积极联系校外的企业和实训基地，并建立相应的测绘实训室，将具体项目与各门教学内容挂钩，使教学内容更加贴合工程实际。具体做法是：

第一、依托北京科技大学母体高校的工程训练中心，建立稳定的校外实训基地。

第二、广泛开展校企合作。北京科技大学天津学院与天津中德培训中心签订了建教合作协议，开展培训，建立了良好的合作关系。

第三、大四毕业生的毕设设计论文和校外工厂及职业培训基地联系，学生在工厂实习，并完成相应的毕业论文，实现双赢的价值。

六、完成项目的优势

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论文摘要：介绍机械设计课程改革创新思想，采用按照培养综合职业能力和综合技能的思路来构建教材框架的教学方法，建立以素质教育为目标的新课程体系，分析了新课程体系的内涵，探讨了构建新课程体系的思路和目标的要求。

论文关键词：机械类专业课程；改革创新

21世纪在信息技术和网络技术发展突飞猛进的今天，先进制造技术迅速发展，新的生产模式不断出现，对专业技术人员综合素质水平的要求越来越高。我国已普通高校掀起了与学科专业结构调整相适应的课程体系改革。因此，不断将新的科学教育研究成果吸收到专业建设中来，立足院校办学特色，对传统的课程设置合理地进行改革，探索、选择满足现代社会发展需求的复合型综合人才培养的教学方法，已经成为迫在眉睫的事情。

一、改革课程体系是社会发展的需要

随着社会的发展，全日制本科院校机械类专业课程是以培养“高级应用型技术人才”为目标，紧密地依靠市场需求设置专业，面向生产、管理和服务的第一线，突出实践能力的职业本色。学校教学必须适应市场需求，积极主动地与市场经济接轨，培养职业类综合人才，随着市场经济体制的建立，科技进步和产业结构的调整，机械行业对高级应用型人才的综合能力要求越来越高，对复合型人才的要求越来越强。

在强调个性发挥、提高职业技能的人才目标发展趋势下，在课时不断压缩的现实条件下，要保证良好的教学效果，选择先进的教学方法和手段，对传统课程体系和教学内容进行整合，不断探索、研究新的教学改革思想与对策已势在必行。作为培养专门人才的高等学校，课程建设是最基本的教学建设。学生掌握专业知识和实践能力，是通过一系列课程的严格学习和训练来实现的。课程是决定教学质量的最基本的因素，课程的选择、课程的质量，直接影响培养目标的实现。

二、机械类专业新课程体系的构成

（一）公共必修课和公共选修课

公共必修课程的设置不是针对某一专业，而是针对全校学生开设的，全日制本科学生必需掌握的知识和技能，注意培养学生的基本素质，着眼于学生的可持续发展，着眼于为学生继续学习打基础，着眼于专业技能的训练，着眼于转岗能力和关键能力的培养，使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。文化课程是所有专业学生必须学习的重要基础，是学习专业和提高文化素质的需要。工具课程类包括英语和计算机课程。随着科技发展的信息化、国际化，外语、计算机作为一种必不一可少的工具已日益突出。外语应全面加强读、写、听、说能力的培养，计算机应注重应用能力的培养。

公共选修课的设置是面向全院学生开设的教育课程，是为了拓宽学生的知识面，完善学生的知识结构，全面提高学生的综合素质，增强学生学习能力，引导学生涉猎不同学科领域，让学生获得广泛的知识，学习不同学科的思想和方法，充分发挥学生的主体作用，强化学生的个性优势而设置的课程。

（二）专业必修课和专业选修课，都是专业的理论课，这些课程的设置应以“适度、适应”为标尺，既不能片面追求学科知识的广搏，也不能片面追求单一职业技能的精深，应尽力在有限的教育教学时间中发挥课程学习的最大效益。机械类专业的理论课程，包括机械设计模块、机械制造模块、机电测控模块和数控技术模块、基本技能模块。

（三）实践环节课。实践环节课主要是培养学生的基本专业技能，教学环节包括专业理论课的课内实验、基本技能课、专业技能课、集中实践、毕业设计与实际训练等。各实践教学环节应达到的技能要求：如钳工技能实训要求学生掌握钳工的基本技能；金工实习(热加工)要求学生掌握热加工的基本方法、特点和作用；机加工技能(车或铣)实训要求学生掌握车床(铣床)操作；机床精度检测要求学生掌握普通机床精度检测方法及仪表使用；数控编程与操作要求学生掌握数控编程方法及数控机床操作；生产实习要求学生了解生产现场的生产组织、技术管理及典型零件制造的全过程；机械零件课程设计要求学生掌握常用机构和通用零件的工作原理，基本设计和计算方法，会使用手册查阅参数；机械制造课程设计要求学生掌握典型设计、数控编程、机床调整及维修技术，得到较为全面的综合训练，提高学生的解决工程实际问题和创新能力。

三、改革课程体系方法与手段

首先，对学生使用的教材征订环节进行严格的把关。目前全日制本科机械类学生的教材多选用著名高校出版的权威教材。这些教材除能够给学生打下扎实的理论基础还对培养学生基本技能、综合职业能力和综合技能的思路起到积极的启发作用。