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[论文摘要]土石方施工中,土石方机械维修直接影响到施工设备的使用率和生产率。该文浅析了土石方机械维修中常见影响维修质量的一些技术问题,旨在土石方施工中提高土石方机械的完好率和使用率。
维修是恢复土石方机械技术性能,排除故障及消除故障隐患,延长机械使用寿命的有效手段。当前国内汽车维修行业已具有相当规模,而土石方机械维修行业起步相对较晚,在维修中还存在着诸多技术问题。这些问题的存在,导致机械维修质量不高,装备可靠性差,甚至重大土石方机械事故的发生。现针对土石方机械维修工作中遇到的常见技术问题做简要分析,旨在引起有关人员的重视。
1对机械故障判断失误,修理人员技术不过硬、修理过程不规范
1.1不能正确判断分析故障,盲目更换零部件,一味“换件修理”造成浪费
凭着“大概、差不多”的思想盲目对机械大拆大卸,结果不但原故障未排除,而且由于维修技能和工艺较差,又出现新的问题。例如我单位一台YZ26压路机出现振动力不足、机械无法正常工作的故障,经拆卸分解振动泵和起振开关,更换振动泵和起振开关故障依旧。最后检查故障是由于液压油不足、滤网堵死导致液压油进入不到大泵,大泵因缺油而烧坏。因此,当机械出现故障后,要通过检测设备进行检测,如无检测设备,可通过“问、看、查、试”等传统的故障判断方法和手段,结合土石方机械的结构和工作原理,确定最可能发生故障的部位。在判定土石方机械故障时,一般常用“排除法”和“比较法”,按照从简单到复杂、先外表后内部、先总成再部件的顺序进行,切忌“不问青红皂白,盲目大拆大卸”。
1.2螺栓拧紧方法不当的情况较严重
土石方机械各部位固定或联接螺栓多数有拧紧力矩要求,如喷油器固定螺栓、缸盖螺栓、连杆螺栓、飞轮螺栓等,有些规定了拧紧力矩,有些规定了拧紧角度,同时还规定了拧紧顺序。一些维修人员,认为拧紧螺栓谁都会做,无关紧要,不按规定力矩及顺序拧紧(有的根本不了解有拧紧力矩和顺序要求),不使用扭力(公斤)扳手,或随意使用加力杆,凭感觉拧紧,导致拧紧力矩相差很大。力矩不足,螺栓易发生松脱,导致冲坏气缸衬垫、轴瓦松动、漏油、漏气;力矩过大,螺栓易拉伸变形,甚至断裂,有时还会损坏螺纹孔,影响了修理质量。
1.3不重视螺栓的选用,螺栓使用混乱的现象较突出
在维修土石方机械时,乱用螺栓的现象还比较突出,因螺栓性能、质量不符合技术要求,导致维修后机械故障频出。土石方机械使用的专用螺栓,如传动轴螺栓、缸盖螺栓、连杆螺栓、飞轮螺栓、喷油器固定螺栓等是用特殊材质经过特殊加工制成的,其强度大、抗剪切力强,确保联接、固定可靠。实际维修作业中,常常在拆卸时所有螺栓堆在一起,不分类堆放,但组装时随意乱装和替代,这些螺栓因材质差或加工工艺不合格,给工程机械的后期使用留下故障隐患,如EX200-5挖掘机后桥轮边减速器内连接行星轮架和轮边减速器壳体的6只螺栓承受较大的扭矩,这6只螺栓发生断裂损坏,使用其它螺栓或自行加工代用,常出现因螺栓强度不够而再次折断的情况;有些部位需用“小螺距”的“细扣自紧”螺栓、铜螺栓、镀铜螺栓,却使用普通螺栓代替,导致出现螺栓自行松脱、拆卸困难等现象,如柴油机排气歧管固定螺母多为铜制,防止受热或使用时间过长不易拆卸,但在实际维修时,却多数使用了普通螺母,时间一长拆卸十分困难;有些螺栓经使用后会出现拉伸、变形等缺陷,有些技术要求规定拆装几次后必须换新的螺栓,若不了解这些情况,多次重复使用不合格的螺栓,也易导致机械故障或事故的发生。因此,在维修工程机械时,当螺栓损坏或丢失要及时更换符合要求的螺栓,切忌乱用螺栓。
2各零部件配合间隙不能正确掌握,导致机械加快磨损
2.1维修时不注意检测零部件配合间隙
柴油机活塞与缸套配合间隙、活塞环“三隙”、活塞顶隙、气门间隙、柱塞余隙、制动蹄片间隙、主从动齿轮啮合间隙、轴承轴向和径向间隙、气门杆与气门导管配合间隙等,各类机型都有严格的要求,在维修时必须进行测量,对不符合间隙要求的零部件要进行调整或更换。实际维修工作中,不测量配合间隙而盲目装配零部件的现象为数不少,还有凭手感觉和经验装配,造成起动困难或爆燃、活塞环折断、机件撞击、漏油、漏气等故障,有时甚至会因零部件配合间隙不当,导致机械严重损坏事故的发生。
2.2不成对、成套更换偶件或组件
土石方机械上有很多偶件,如柴油机燃油系统的柱塞副、出油阀副、喷油嘴针阀副偶件;驱动桥主减速器内的主、从动齿轮;液压操纵阀中的阀块与阀杆;全液压转向器中的阀芯与阀套等,这些配合偶件在工厂制造时经过特殊加工,成对研磨而成,配合十分精密,在使用的寿命期内始终成对使用,切不可互换;一些相互配合组件,如活塞与缸套、轴瓦与轴颈、气门与气门座、连杆大头瓦盖与杆身等,经过一段时间的磨合使用,相对配合较好,在维修时,也应注意成对装配,不要弄串;柴油机连杆、活塞、风扇皮带、高压油管、挖掘机中央回转接头油封、推土机主离合器胶布节等,尤其是同时使用一套的配件,发生损坏一定要成套更换,否则由于配件质量差别大、新旧程度不同、长短尺寸不一,会导致柴油机运转不稳、液压系统漏油、载荷集中现象严重、更换的配件易早期损坏等。在实际维修工作中,为了减少开支、不了解技术要求,不成对或成套更换上述零部件的情况还不少见,降低了工程机械的维修质量,缩短了机件寿命,增加了故障发生的可能性,应引起足够的重视。
2.3装配时零部件装反
在维修土石方机械时,一些零部件装配有着严格的方向要求,只有正确安装,才能保证零部件正常工作。有些零部件外部特征不明显,正反都可以安装,在实际工作中时常出现装反的情况,导致零件早期损坏、机械不能正常工作、土石方机械损坏事故等。
3对零配件材料质量不能正确识别
不检查新件质量,装配后出现故障的问题比较常见。在更换配件前,有些维修人员对新配件不做技术检查,拿来后直接安装到工程机械上,这种做法是不科学的。目前市场上出售的零配件质量良莠不均,一些假冒伪劣配件鱼目混珠;还有一些配件由于库存时间过长,性能发生变化,如不经检测,装配后常常引起故障的发生。以为新的就是好的,结果问题仍然存在,造成更大的损失。1台ZL50装载机,柴油机机油压力过低,分析是机油滤清器堵塞,更换了一新机油滤清器,试机机油压力仍低。后检查或更换了所有可能导致机油压力低的零部件,但机油压力仍不能升高,最后在没有查到故障原因、机油压力偏低的情况下勉强使用,结果导致柴油机烧瓦抱轴、造成损失。后经检查是由于更换的机油滤清器滤芯(粗滤器)已被过多的铁锈堵塞,原因是该滤清器长时间库存保管导致内部生锈。因此,在更换新配件前一定要进行必要的检查测试,检测包括外观及性能测试,确保新配件无故障,杜绝其引起的不必要麻烦。
4在维修过程中治标不治本,只追求数量而忽视维修质量
4.1维修方法不正规,“治标不治本”仍是惯用的手段
在维修土石方机械时,一些维修人员不采取正确的维修方法,认为应急措施是万能的,以“应急”代“维修”,“治标不治本”的现象还很多。挖机旋转油压马达油封更换要将整个液压马达解体,从内向外装配,因图快从外向内装配,结果只用两三个小时又出现漏油,又要重新维修,结果维修时间增加,工作时间变少,影响设备使用率,降低效益。
4.2垫片使用不规范,随意使用的现象仍然存在
土石方机械零部件配合面间使用的垫片种类很多,常用的有石棉垫、橡胶垫、纸板垫、软木垫、毛毡垫、有色金属垫(铜垫、铝垫)、铜皮(钢皮)石棉垫、绝缘垫、弹簧垫、平垫等。一些用来防止零部件配合面间漏油、漏水、漏气、漏电,一些起紧固防松作用。每一类垫片使用的时机和场合有不同的规定和要求,在维修土石方机械时,垫片使用不规范甚至乱用的现象还比较严重,导致配合面间经常发生泄漏,螺栓、螺母自行松动、松脱,影响工程机械的正常使用。如发动机气缸垫过厚,导致压缩比降低,发动机起动困难;喷油器与气缸盖配合面间使用铜垫片,如使用石棉垫代替,易使喷油器散热不良发生烧蚀;柴油机输油泵和喷油泵结合面间垫片过厚,导致输油量及输油压力不足,柴油机功率下降;如漏装弹簧垫、锁紧垫、密封垫,致使接合不紧,易发生松动或漏油等现象;因垫片中间有孔而忘记开孔导致油道、水道堵塞,发动机烧瓦抱轴、水箱开锅的现象也经常发生。在此提醒广大维修人员维修时,切记“垫片虽小用处大”。
4.3“小件”好坏不重视,因“小”失“大”导致故障增加
在维修作业时,往往只重视喷油泵、输油泵、活塞、缸套、活塞环、液压油泵、操纵阀、制动、转向系统等零部件的维护,却忽视了对滤清器、溢流阀、各类仪表等“小件”的保养,认为这些“小件”不影响机械的工作,即使损坏也无关紧要,只要机械能动就凑合着用,孰不知,正是这些“小件”缺乏维护,导致机械发生早期磨损,缩短使用寿命。如工程机械使用的柴油滤清器、机油滤清器、空气滤清器、液压油滤清器、水温表、油温表、油压表、感应塞、传感器、报警器、预热塞、油液滤网、水箱盖、油箱盖、加机油口盖、黄油嘴、储气筒放污开关、蓄电池箱、喷油器回油接头、开口销、风扇导风罩、传动轴螺栓锁片等,这些“小件”是工程机械正常工作及维护保养必不可少的,对延长机械的使用寿命至关重要,在维修作业时,如不注意维护保养,常会“因小失大”,导致机械故障的发生。超级秘书网
4.4维修禁忌忘脑后,隐性故障频繁出
维修土石方机械时,若不了解维修中应注意的一些问题,则会导致拆装中经常出现“习惯性”的错误,影响机械的维修质量。如热车拆装发动机气缸盖,易导致缸盖变形裂纹;安装活塞销时,不加热活塞而直接把活塞销打入销孔内,导致活塞变形量增大,椭圆度增加;曲轴主轴瓦或连杆瓦背加铜垫或纸垫,易堵塞油道,导致烧瓦抱轴事故;在维修柴油机时过量刮削轴瓦,轴瓦表面的减摩合金层被刮掉,导致轴瓦钢背与曲轴直接摩擦发生早期磨损;拆卸轴承、皮带轮等过盈配合零部件时不使用拉力器,硬打硬敲,易导致零部件变形或损坏;启封新活塞、缸套、喷油嘴偶件、柱塞偶件等零件时,用火烧零件表面封存的油质或腊质,使零件性能发生变化,不利于零件的使用。
4.5零部件除污、清洗不彻底,早损、腐蚀常发生
维修土石方机械时,正确清除零部件表面的油污、杂质对提高修理质量,延长机械使用寿命有着重要意义。由于不注意加强零件的清洗、清洗剂选用不合理、清洗方法不当等,导致零部件早期磨损、腐蚀性损坏的现象,特别是工地上修理时常不注意清洁,随便清理后就安装,导致机械磨损加快。
机械零件的精密度主要指的是:经过机床加工以后,零件在几何形状尺寸等方面符合标准参数,而零件的实际尺寸与理论设计尺寸之间的差距即加工误差越小,那么就可以说这个机械零件的加工精密度高。衡量精密度的内容主要包括产品的几何形状精密度、相互位置精密度以及零件的尺寸精密度。尺寸精密度是第一要素,其精密度控制的内容主要是控制零件的表面与设计标准之间的尺寸误差。其次是集合形状精密度,即对零件的整体几何形状进行评价,主要包括平面度、圆度、直线度等评价项目,目的是将几何形状误差控制在合理范围内。互相位置相对来说比较复杂,主要是加工中零件表面与设计标准之间的位置误差,零件位置与机床位置要求相符,评价标准包括平行度、轴度、位置度垂直度。对于以上要素的控制就是控制机械零件加工精细度的具体内涵。
2机械零件加工中产生精密度误差的主要原因
2.1造成机械零件精密度误差的外部因素
在机械零件加工中,产生精密度误差的外部因素主要是工艺师及机器产生的加工原始误差,零件在受热时产生的误差,以及加工时受力而产生的误差。机械零件在加工过程中由于使用了相似的成型进行加工而导致了零件精密度误差,或者是使用的夹具误差影响了零件的尺寸精密度和位置精密度。此外,在使用夹具固定零件进行加工的时候常常会产生定位误差,零件在夹具中的准确位不好控制。加工刀具和机床也会造成零件的精密度误差,刀具的种类不同误差也不一样,而机床造成的精密度误差是机械零件误差的主要来源,这主要是因为机械零件一般是在机床上成型的。零件受热所产生的变形误差,主要是子机械零件的加工过程中,许多工艺都会产生一定的高温,温度超出限度时,机械零件就会产生形变,从而形成误差影响精密度。通常称这种因受热而变形的现象为热变现象。这种热变在一些精密零件加工中破坏刀具与零件的位置关系,从而产生的加工误差很严重地影响了精密零件的精密度。有时热变形产生的误差可高达总误差的百分之五十。零件在加工过程中因受力而产生变形,也会造成零件的精密度误差。在切削的外部作用力的影响下,由于自身刚度不足而产生了形变。刀具、机床的刚度是很重要的影响因素,例如加工细小的机械零件或加工口径很小的内孔,如果刀杆的刚度太差,内孔的加工精密度就会产生很大的误差。其余外部因素还有导轨误差、转动链误差以及在调整测量方面的误差等,在此便不加详述。
2.2造成机械零件精密度误差的内部因素
在影响机械零件精密度的因素中,有一种关链的内部因素,就是加工零件的内应力。内应力误差是由于零件内部存在的作用力,使得零件处于较为不稳定的状态而亟需恢复本来状态时所产生的误差。一般来说产生内应力误差的主要原因,在于机械零件加工过程产热、冷却不均匀、零件本身形状限制而壁厚不均。这种内应力是零件的物理因素,对于这种影响零件加工精密度的内在因素,主要解决方法就是在零件设计时尽量做到结构对称,在加工时克服壁厚不均的问题,从而提高其加工精密度。
3提高机械零件加工精密度的具体方法
3.1对于原始误差进行控制
控制机械加工零件的原始误差是提高机械零件加工精密度的主要方法。主要两个方面,一个是控制加工工具及机械,提供量具、工具、夹具等本身的梢度数据,另一个是控制加工过程加工方法,技师在加工时,控制零件受热受力、刀具磨损过度等因素造成的误差,对其产生的加工误差采取措施做出调整。这种原始误差控制,要求在加工之前,对于工具、机床、受热受力等多种因素的误差做出详细的分析,根据加工工具及零件的实际情况,例如提供机床刚度数据、减少夹具安装误差等方式来提出解决方案。
3.2使用误差补偿法提高机械零件加工精密度
误差补偿法适用于无法减少原始误差的情况下,根据实际的加工情形,为了弥补原始误差而人为地创造出一种新的误差。在这种情况下,合理的人为误差可以对原始误差进行弥补。但是,这种方法的使用,依赖于技师的合理判断,以及对于机械零件加工过程的全方位理解。
3.3使用误差抵消法提高机械零件加工精密度
误差抵消法与误差补偿法的区别在于,误差抵消发不创造新的误差而是使用原有的加工原始误差,使得原始之间可以实现互相抵消。
3.4使用分化误差法提高机械零件加工精密度
对于原始误差我们可以采用分化的方式,使原始误差不断减小,直至可以几乎忽略。这种方法的应用常见于加工精度要求高的零件表面,例如进行连续的试切加工。在加工中计算好原始误差,并将其分成x组,每组加工都须将精度缩小为1/x,如此一来,原始误差就可以逐步缩小。
3.5使用均化误差法提高机械零件加工精密度
均化误差法与分化误差法类似,但是略有不同,主要是通过对于零件的表面进行比较,根据其反映的差异而进行均化加工处理。
3.6使用转移误差法提高机械零件加工精密度
误差的转移是一种机械加工零件过程的优化方法,在原始误差不可抵消分化时,将误差转移到对于精密度没有关键影响的方面。例如,在大型机床加工零件时,可以通过增加一个附加横梁弥补横梁较差的缺陷,主要减轻受重力产生的变形,从而达到提高机械零件加工精密度的作用。使得原始误差向对于精密度影响不大的非敏感方向做出转移,加工零件表面的切线方向,很大程度上提升了机械零件的精密度。
4结论
【关键词】数控加工;项目教学;认知
一、背景
近十年来,数控技术在我国机械加工行业飞速发展,数控加工技术人才需求急剧膨胀,全国各职业院校相关专业与课程应运而生,每年向社会输送数十万计的数控技术人员。《数控加工》是一门应用性、实用性非常强的课程,作为数控技术人员培训与学习的必需课程,其教学也因此备受瞩目。
传统的数控加工教学,一开始,有两门课程。一门课程为《数控加工工艺》,另一门为《数控加工编程》。在教学过程中,发现了很多不尽人意的地方,在上《数控加工工艺》课程时,同学们没有实际操作的经验,对课上涉及的理论知识,会感觉难以理解,枯燥乏味,大大降低了学习的积极性。而在《数控加工编程》这门课程的教学中,不可能只讲编程不讲工艺,所以两门的内容有所重复。并且,这两门课都是先上理论,再安排两周实训,这样的后果是同学们前面所学理论知识所记不多,教与学之间就会出现明显的脱节。两周实训等于从头学起,时间仓促,达不到教学要求。这就需要我们打破传统的教学模式,寻找一种更为合理的教学方法。
二、项目教学法
数控加工是目前机械加工企业广泛应用的一门技术。根据高职的总体培养目标要求和该课程的特点,其能力目标可确定为三个方面:一是能按加工要求正确操作几种常用的数控机床。二是能根据零件图样正确选择数控机床,能根据相应机床及工艺要求编制合理的数控加工程序。三是能对机床进行基本的维护与保养。
为满足以上能力目标的要求,学生必须达到的知识目标是:①能认识数控加工设备及其附件,懂得各设备的功用。②能正确理解各常用数控设备的加工原理、基本构造。③能正确识读零件图样,并根据图样要求进行工艺分析。④能正确认知编程需用的各项指令与符号。⑤能根据工件测量要求正确选择并使用量具。
通过多方调研,明确了这门课程是以“实现职业能力”为目标,最终将《数控加工工艺》和《数控加工编程》两门课统编为一门课《机械零件数控加工》。为了弥补《机械零件数控加工》所涉工艺内容不足,增加了一门新的课程《机械加工工艺设计》,从而很好的解决了这个问题。同时将《机械零件数控加工》由先上理论,改为“理论实际一体化”教学,即在四周的时间,120个课时,根据项目化教学,将所要求的理论知识,细化在几个任务中,每天由老师提出任务,说明理论知识,再由同学们运用在加工零件的过程中。这样操作技能和理论知识同时掌握。更重要的是,能够让同学们觉得,书本上遥不可及的理论知识,通过自己的实际操作变得容易理解,极大的增强了学生的自信,提高了学生的学习兴趣。通过这几年的教学实践,取得了明显的改革效果。我院学生参加数控车工、数控铣等职业技能鉴定的质量与数量得到了大幅提升,已进入社会参加工作的学生也反馈回了学以致用的信息。
为了达到该目标我们采用了项目教学法,完成一个项目就是完成了一个零件的加工。这个零件的加工分成了多个任务,每个任务的完成,都可掌握新的技能和新的理论知识。任务的设计都是由浅到深,由易到难,内容的多少、难易程度也保持在“适度”的前提下,不会给学生造成“怎么努力也做不完的”这样的想法。
每个任务都必须完成:识图、工艺分析、编程知识、操作、测量五个过程。例如下项目五中的任务1平面加工中,首先给同学们一张零件图,上面标注了六面体的尺寸精度,位置精度;讲解了加工方案,刀具,切削用量等工艺知识;指令中的G54,G01,M03等等;机床的操作如对刀、操作机床的注意事项等;用游标卡尺,千分尺测量等。
学生针对教学目标,带着问题学习,完成一个任务,解决一些问题,逐步接近目标,并在最后的检测中,体会到自己的成就感。
三、分组对抗式教学法
为了更好的提高上课质量,激发学生的积极性,我们在教学中采用了“对抗式教学法”。带组对抗式教学法是指教师在培养若干骨干分子,学生在骨干分子带领下分成若干组进行互学互练的一种方,基层教师们在不同程度上应用过此教学。带组教学法既是一种教学方法,又能体现教学思想。即能最大限度的发挥学生的主体作用;发展学生自身与集体智慧;培养学生的领导、管理能力;同时使学生在竞争与合作中教育学生对集体荣誉的分享与共承思想,从而提高集体主义精神,充实的道德生活。教师应采用各种引导手段,创造条件,使学生积极参与,制造良好的课堂气氛。
笔者以项目五任务1平面加工为例,简要介绍“带组对抗式教学法”的实施过程。首先组成三个大组,每个组的学生已根据学生的情况,按照优秀、中等、较差三个等级分类,将三类学生均匀分到各组,确保各组均衡。然后设计对抗项目。
在任务1中,可设立的对抗项目有:程序输入速度对抗,夹具安装速度对抗,对刀速度对抗,零件加工完成质量对抗。按这些项目制作表格,记录各组的成绩,选出各组优秀选手,再进行组与组的对抗,最后可得出该对抗项目的冠军,一周内可得出该周总冠军,及其他名次。最后奖励项目设计:要让学生们提高对抗积极性奖励设置是不可少,比如前三名可免除期末考试,其余的可奖励平时分加10分,加5分等,也可为了活跃教学气氛可以奖水果,奖糖果等。
数控加工课程,只有在教学中注重理论与实践相结合,注重学生动手能力的培养,防止一昧关注理论学习,忽略动手实践。并加以必要的奖励手段,才可提高学生的学习积极性, 从而掌握好这门课程。
参考文献:
[1]张报山,刘诗安,何春生.基于能力培养的数控加工课程教学改革研究[J].新课程研究,2009,(147)
[2]项强.体操技术动作带组对抗式教学法研究[J].杭州教育学院学报,1998,(4)
[3]吴新进.试论数控专业理论教学与生产实习教学的衔接.博才网
关键词: 非机类 《机械制造基础》 教学实践
1.引言
地方工科院校立足地方、服务地方,以培养服务地方经济和社会发展的高级应用型人才为办学宗旨。“面向工程、强化实践、贴近需求”,地方工科高校能更好地实现人才培养目标。据统计,近几年来,我校会计、工商管理专业毕业生就业于制造类企业的占就业学生数的比例均在70%左右。为适应这一新形势,我校对一些非机类专业例如工商管理、会计、工业设计等专业开设了《机械制造基础》课程。该课程的教学目的是使学生熟悉机械产品生产的一般过程,掌握一定的工程基础技能和实践知识,在处理专业问题时具有良好的机械制造知识背景。这样,本课程和先修课程《机械制图》,以及金工实习,便形成了较为系统的工程素质培养体系,为学生的专业课学习和今后从事制造业相关工作奠定了必要的基础。然而,在教学过程中,很多教师普遍感到非机类专业学生对本课程学习兴趣不强,空间想象能力、理解能力较差,存在教学吃力、教学效果不佳等状况。我在从事非机类专业《机械制造基础》教学实践中探索和总结经验,供大家参考。
2.以专业培养目标为导向,调整教学内容
非机类《机械制造基础》课程所包含的内容多,覆盖面广,包含机械工程材料、机械零件、金属切削原理、机械加工工艺、先进制造等方面内容。在有限的学时内把这些内容讲深、讲透是不可能的。课程内容的构建应该以专业培养目标为导向,优化教学内容,重在基本知识、基本理论和基本技能的传授。在本课程内容构建中,我们紧紧把握“基本工程素质教育”为目的,确立了以“机械工程材料选用、机械零件基本概念、零件加工方法、机械加工工艺”为课程教学主线,建立了符合事物认知规律的教学体系。在具体教学内容上,根据各专业的特点,特别是应按学生实际工作需要,对课程内容有所取舍,做到“有所为有所不为”。例如:对于经济管理类学生,毕业之后工作岗位不可能是一线的机械类技术工作。因此,在保证基本理论知识够用的前提下,从管理而非设计专业培养的角度,在课程内容进行了调整。机械加工工艺、先进制造技术等方面内容予以增加,降低了机械零件、刀具角度和夹具等方面的难度和深度,这与培养应用型、创新型管理人才的培养目标是相适应的。
3.以增强教学效果为目标,改进教学方法
对于非机类专业学生来说,主观上由于专业的原因学生对这门课兴趣不是太浓,客观上非机类专业特别是文科类学生空间想象能力、逻辑思维能力稍差。学生在学习本课程时感到抽象、难学,教学效果不理想。如何激发学生的学习兴趣,采用什么样的教学方法,才能够增强教学效果,是教学中必须重视的问题。
3.1重视绪论的教学,激发学生学习本课程动力。
对于一门课程来说,绪论是学好这门课程的“触发器”,绪论的教学应该引起足够的重视。内容丰富、教学方法合理的绪论教学,能够让学生充分了解本课程的内容和学习好本课程的重要性。在本课程绪论教学中,我们采用多媒体课件让学生观看我国机械制造业的过去、现状和发展方向,并对比国外的先进制造业,学生会被屏幕上丰富多彩的画面和生动的内容所吸引,再加上教师的引导和讲解,会在很大程度上激发学生的学习兴趣,特别是了解了我国与国外先进制造业的差距后,学生会增强使命感和责任感。在此基础上,教师顺势深入讲解本专业学习本课程的重要性和必要性。例如对于工业设计专业,在讲述工业设计与制造业的关系时,类比了建筑学和结构学的关系,深入浅出地阐述了工业设计和制造业的关系。通过这样的教学活动,学生的学习本课程的动力被调动起来,为整个课程的学习奠定了良好的基础。
3.2采用互动式教学方法,提高学生学习兴趣。
学习兴趣是学习的原动力。托尔斯泰说:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的兴趣。”对于非机类学生来讲,本课程相对其他课程是抽象而枯燥的,所以应该采取更灵活、更活泼的互动式教学方式。例如根据管理类、艺术类学生的思维特点,可以经常采用课堂讨论的方式进行教学活动。教师在课堂上针对教材中的基础理论或主要疑难问题,提出一步一步的问题,学生独立思考之后,共同进行讨论。教师在讨论中注意引导和辨析,讨论结束后,应当归纳与总结。在实际教学过程中,发现对于非机类专业采用互动式教学方法,能够充分发挥学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣和参与意识,能取得较好的教学效果。
3.3把握认知规律,采用引导式教学方法。
引导式教学方法是指在教师的启发之下,让学生按照自己的观察和思考事物的方式去认知事物。引导式教学更符合学生对知识的认知规律,能够较好地实现预期的教学目标。例如在讲解铁碳合金材料性能时,首先对优质碳素钢、普通碳素钢、低碳钢、球墨铸铁等不同材料的轴类零件的强度、刚度、耐磨性,以及性价比进行比较、分析,让学生有了直观的感受,再讲解各种材料的功能和应用范围。通过这样的教学方法,学生易于接受,对所授知识有了更深刻的印象。
3.4多采用实例教学方法,提高教学效率。
本课程与实际工程密切相关,可以较多地采用实例教学方法,达到事半功倍的效果。例如讲解机床的结构时,可以采用实例教学法,带学生到实验室,针对具体的机床进行讲解,效果更理想。
4.以学生为主体,不断优化现代化教学手段
现代化的多媒体教学手段,集声音、图像、视频和文字等媒体为一体,具有形象性、多样性、新颖性等特点,能够优化课堂教学结构,提高教学效率,在教学中得到了广泛的应用。然而,在教学活动中如果由于过分依赖多媒体课件,对所讲授内容不熟悉、理解不深刻,反而无法取得良好的教学效果。例如有些青年教师把所有内容都放入课件中,讲课仅仅是从原来的“背书”改成“念书”,上课时一味播放课件,学生毫不动脑地看热闹,多媒体教学成了讲稿演示。另外,多媒体教学具有信息量大、进度快的特点,如果不注意教学策略和方法,非机类学生可能就会感到无所适从。因此,应该以学生为主体,处理好传统教学与现代化教学的关系,优化现代化教学手段,充分发挥多媒体教学的优势。
在非机类《机械制造基础》教学活动中使用现代化教学手段应该注意两个方面:一方面,在制作多媒体课件时应该考虑本专业学生的心理特征和认知结构。在突出教学重点、难点的情况下,可以适当增加图片、视频等媒体,增加课堂的趣味性和活泼性。例如在讲授铸造工艺时,我播放了多种铸造工艺的教学视频,在每种视频后对每种铸造方法的特点和使用场合进行了归纳与总结。采用这种方法不仅完成了教学目标,而且使教与学更加轻松,提高了课堂教学的实效。另一方面,在使用多媒体课件教学中,教师应该时刻注意与学生的互动,防止出现“学生盯着多媒体看,教师围着电脑转”的现象。教师要经常走下讲台,走到学生中讲解,用眼光与学生交流,感受学生的学习状况,根据学生的反映和表现随时调整教学进度和教学方法,用积极的双向交流来促进学生对知识的学习。
在利用现代化教学手段教学中强调充分发挥学生的主体作用,这并不等于老师的主导作用就消失了。目前高校教学改革的主要目标之一,就是要改变传统的以教师为中心的教学结构,建立一种既能发挥教师的主导作用,又能充分体现学生学习主体作用的新型教学结构。非机类《机械制造基础》教学中,一方面由于专业背景的限制,另一方面本课程内容繁杂,学生不容易建立系统性的知识结构。教师应当充分发挥主导作用,时刻把握教学目标,在教与学过程中的起到“领航员”的作用。
5.科学制定考核评价体系
建立科学的考核评价体系必须结合本专业、本课程的教学特点,能够充分反映学生的综合素质。我们对于非机类《机械制造基础》考核中,除了传统的考核方式外,设置了小论文形式的考核方法。这是考虑到《机械制造基础》是一门实践性很强的课程,而对于非机类专业,没有相应的实验课和课程设计,利用小论文能够考查学生综合利用知识解决实际问题的能力。在典型零件的加工方法考核小论文中,安排每组3-4人,对一零件加工工艺进行设计和编写,对于非机类学生来说,难度不小。但是学生经过查阅资料、小组讨论,甚至有的学生到机械学院找同学请教,基本完成任务。从考核结果来看,学生完成情况良好。通过这样的考核方式,不仅考查了学生的综合素质,而且提高了学生的创新能力,收到了较好的效果。
6.结语
作为工科院校非机类专业进行工程素质培养的重要课程《机械制造基础》,教师在教学实践中,应针对非机类专业学生特点、本专业课程体系特点和课程本身的特点,采用灵活多样、富有实效的教学方式和手段,充分调动学生的积极性,培养学生良好的工程素养,为他们以后从事本专业工作打下良好的基础。
参考文献:
[1]朱立光,张锦瑞,卢育红.论地方工科院校高素质应用型人才的培养[J].教育与职业,2011,(8):26-28.
关键词:机床生产;数控评价;误差测试;高速回转
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)10-0038-02
在机械生产的过程中,对于机床方面的加工技术中会出现多种的问题,其中包含有加工设计中出现的误差。错误可以避免,但是误差是无法避免的,可以做到的是将误差的值调整到接近正常值的范围之内,不断的将精度提高。在机床生产中,主轴的回转方面的误差就是一项需要改进的项目。主轴回转误差发生后,会对机械的零件加工形状和质量造成一定的影响,直接影响到机械零件表面的平滑程度。
主轴回转生产误差是在机床主轴运行过程中,在一瞬间回转轴线与平行轴线之间发生的水平方向和竖直方向出现的位移差,也就是通常情况下所说的误差。其中水平轴线是在主轴运动瞬间运动趋势所得到的位移数据后,经过加权得到的平均位置。主轴回转生产误差主要有三种具体的形式:单一水平轴向跳动、单一竖直轴向跳动和单一偏角转动。在这三种形式当中,前两者被统一称作主轴轴向回转误差,这两者出现的误差会在机械零件加工中直接对原件后期生产造成一定的影响。
在出现主轴轴向回转误差时,纠正处理起来相对来说较为简单。只要在主轴的端处安装有位移传感器,在机床运行过程中,主轴发生偏移就可以在传感器中现实出来,技术人员就可以根据位移误差值对机械进行调整。同时对于机床主轴的回转生产误差值进行测试,寻找最为合适的生产模型。下面就测试的相关技术进行研究。
1 误差分离测试技术
误差分离技术是通过信息源变换或模型参数估计的方式使有用的信号分量与误差分量相分离的―种测量技术。测量过程是:通过测量方法和测量装置的适当设计,改变误差分量与有用信号间的组合关系,并从信息源(误差分量与有用信号相混迭的信息源)的不同位置拾取信号,再根据在不同位置处拾取的信号间的联系,建立起误差分量与有用信号间的确定的函数关系,最后经相应的运算处理,使误差得以分离。测量过程的结构模型,如下图所示:
用位移传感器进行主轴回转误差测量时,由于实际的主轴回转轴心是不可见的,不能直接对其测量,而只能通过对装在主轴上的标准件(标准球或标准棒)或主轴轮廓的测量来间接测得主轴轴心运动。因而这样的测量方法不可避免会混入标准件或主轴外轮廓的形状误差。
对于主轴测量的相关统计数据资料表明,在误差分离技术的使用下,传感器的用处可以直接作用于机床使用当中,在数据采集的集合当中,数据资料可以被技术人员所使用,用在调整误差数值,以调整误差数值,同时也为后期的数据校正起到了帮助作用。此外,在多方向上使用的微位移变化是在二维图像的采集中转换为三维模型,在回转生产误差测试的径向起到轮廓采集的方式充分的起到了机床主轴回转生产误差测试。
2 数控机床精度评价方式
叶片零件在机床加工占据重要的地位,在使用了精度评价误差分离技术后,代替了以往使用多年的制定龙骨板的做法,不在使用滚轮整体下料。这样一来,不仅添加了方案的选择余地,还发挥出了数控技术切割速度快、降低误差的特点。另外有些细小的配件的很多靠内侧部位无法通过主轴轴向切割,使用这样的办法就可以改善机械的运行模式,在操作中变得简单,在成果上也是的误差率在很大程度上得到了降低。
基于叶片零件数控切割机在传动上要求较为严格,在布进电机的下方安装有整体性的传动装置,在机床通电的情况下,电机传递出电流,电流转换为动能带动齿轮运转。我们注意到,在对称的两个传动齿轮中间有四个固定装置,在机床运行的同时,系统会根据已经定好的操作模式进行运转,四个装置不但起到固定传动齿轮的作用,还坚固校验齿轮的作用,这样就可以很好的解决了一瞬间回转轴线与平行轴线之间发生的水平方向和竖直方向出现的位置偏移的现象。另外在系统的下方安装相关的传感器,将上部传递下来的震动信息转换为误差指示值完成数控初期计算机设定的相关参数指令。
在传动装置的指引下,机床的零件可以完成形状复杂、精度要求高的任务,这些零件的加工完全是人工手段所不能达到的。日常对于误差处理的进程中可以控制机械的振动,但是振动都会对机械的机床部件和传感器造成一定的影响。在安装传感器方式来改善误差的情况之外,还可以在通过一些零件设备改造来降低误差。在压力底座支撑面上,压缩接触面积要保持均匀,才能满足密封的功能,因此内外环凸凹曲面的加工精度直接影响密封的可靠性。定期对油封内部进行清理,确保机床正常运行。保证运行中不出现机械的磨损,来降低误差值出现的可能。在使用主轴回转误差测试后对材料进行加工时,很容易保证材料小曲面的精度,光滑性也有很好的保证,也能够技术规范中浮动油封的密闭要求。此外,在机床运行中的减速机构处理,其行星架等分孔的等分精度几每行孔的同轴精度都直接影响整机的传动精度和使用寿命,在加工中心上加工行星架,不仅保证了图样的精度要求,同时误差减少了会增加工作的效率。
在单方面的评定测试当中,对于材料类型的改变会使得误差在数据精度采集方面发生一定的变化,原有的峰-谷数据会相应的被削弱,变成了误差范围较小的情况,这就成功的达到了精度提高的效果,完全满足了测试的要求。并能看到,使用这样的方式在对主轴回转误差测试中处理较为方便、计算模型简单,同时计算出的数据可靠度高,并能将这些精确的数据用在数控机床的工作整合方面。
3 结语
数控机床在使用当中会出现误差的情况,在本文中,通过对误差的统计中的分离技术来获得更改误差数据,使得数控机床在运作中的精度不断的提高,同时在文中提到了生产评价的误差减小的方法,根据具体的工程实际情况来对机床的加工生产效率进行提升,有效的改善机械生产的效率,切实的通过调整误差出现的范围来控制机床生产效能。
参考文献
[1] 周菲,王庆军.机床主轴回转误差对加工精度的影响[M].煤矿现代化,2002,12(15):49-53.