机床设计论文精选(九篇)

第1篇：机床设计论文范文

1)本次设计中，机床采用一级变速，使主轴直接达到钻削速度。

2)选用深孔加工刀具加工，提高加工质量。

3)使用传送带输送工件，使加工时减少搬运工件的时间，并降低工人的劳动强度。

4)夹具采用一面两孔定位，螺旋及铰链综合夹紧机构手动夹紧。由于钻削力较小，不需要太大的夹紧力就能实现夹紧，因此采用手动夹紧也不会加大工人的劳动强度。

综上所述，本次设计的设计周期短，相对于一般钻床价格低，从而大大减少了在机床方面投入的资金。由于采用输送带传送工件，降低了工人的劳动强度，节省了加工时间，提高了生产效率。由此，齿轮泵生产的成本也降低了。

生产加工便捷化是一个需要不断的探索和改进课题，因此还有许多方面可以改进。

前言

随着现代机械工业的发展，机床的种类越来越繁多，机床的功能越来越多，为了适应当今机械生产中的特殊要求，专用机床的应用越来越广泛。之所以选择泵体盖钻孔专机设计作为我的设计题目，是因为我发现以前的钻床虽然功能不少，但是有很多不足之处，比如对工件大批量生产不能满足，而且生产效率不高，对一些有特殊要求的工件也不能进行批量生产。基于这个前提，我选择了钻削类的专机设计，主要是针对泵体盖6-φ2孔的钻削进行加工。通过本次设计，可以生产出一种钻床满足泵体盖6-φ2孔的钻削标准化批量生产，这种钻床既可以满足特殊的加工要求又节省了时间、减少了劳动力。本毕业设计的目的是设计出一种钻削类的专用机床，让它只对泵体盖6-φ2孔一类工件进行钻削加工。本机床结构简单、集中化程度高、针对性强、工作效率高、能够适应在生产批量大的生产中的要求。它既提高了生产效率，又简化了操作程序，而且减轻了工人的劳动强度。

机床、基础理论研究、检测等方面都有了较大的进展。目前，孔加工技术已较为成熟。

同时随着我国科学和技术的不断发展，机械产品不断更新换代，其品种型号越来越多，质量要求越来越高，更新换代周期也越来越短。因而多品种、中小批量生产已日益成为机械制造业的主要生产类型。

机床夹具是保证产品质量，提高劳动生产率等生产技术准备工作中的重要组成部分，其结构形式必须与其生产类型相适应[2]。

当然在钻床中夹具的设计也是至关重要的，由于夹具设计过程的随机因素较多，目前仍有许多企业沿用传统的设计方法来完成，即由经验丰富的工艺人员人工设计(或借助二维CAD设计)。很显然，这种设计方法在很大程度土受夹具设计者的经验和知识水平的限制，且设计周期长，设计效率低，劳动强度大，已不适应现代制造技术。因此，开发出实用的计算机辅助夹具设计系统是解决这一间题的重要方法和手段。计算机辅助设计可以分为概念设计、技术设计和详细设计三个阶段。概念设计是计算机辅助夹具设计中最关键的一个环节,它影响着后续的技术设计和详细设计,是决定夹具方案优劣的重要阶段。由于钻铣削加工切削用量及切削力较大，加工时易产生振动，因此设计钻铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具的安装要准确可靠，即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置；夹具体要有足够的刚度和稳定性，结构要合理

在批量生产泵体盖时，多采用流水线式操作，即按工序分配给不同生产车间来生产。泵体盖孔加工专机及夹具设计，就是为加工泵体盖6-φ2孔这一工序而设计的专用机床及夹具。由于泵体盖6-φ2为均匀分布，因此需要综合应用孔的加工及机床夹具等方面的知识。

本次设计主要包括两大部分。

第一部分为泵体盖6-φ2孔钻削专机的设计，其中包括机床的基本尺寸的选择、电机的选择、传动系统的设计和钻头的选择。

首先，机床的基本尺寸主要参考常用机床的外形尺寸，并根据6-φ2孔加工的需要来确定。其次，泵体盖材料为铝合金。因此可根据铝合金的切削性能，及钻削铝合金时的切削用量和钻削速度来估算出钻削力、钻削扭矩和钻削功率来，并根据钻削功率选择电动机。然后，根据所选电机的同步转速和切削速度来确定传动比，并用齿轮传动系统来实现。由于本次设计的机床只为加工6-φ2孔而设计，因此不需变速，一级传动就能实现。最后，根据回油孔的特点，并考虑经济性来选择合适的多孔加工刀具。

第二部分为专用夹具的设计，其中包括定位方式的选择、定位误差的计算、夹紧方式的确定、夹紧力的确定及夹紧机构的的选择、导引装置的确定、夹具体的设计和夹具体在机床上的定位方式。

根据六点定位原理、泵体盖外形的特点及常用定位元件的种类，来确定夹具体的定位方式。由于零件在加工时，总会产生误差，因此应考虑工件的定位误差。进行定位误差的计算，以保证定位误差在零件加工误差允许的范围之内。若不合适，则应选择更合适的定位方式，以确保零件的加工精度。为了使零件在被加工时保持位置不变，应对零件在被加工时所需的加紧力进行估算。在此基础上，综合考虑零件的定位方式和加工方式，来设计适合的夹紧机构。为保证加工精度，选择合适的对刀导引装置，保证工件相对于刀具处于正确的位置。综合以上各方面的设计和各个装置的相对位置关系，可以设计出夹具体的结构。并且还要确定夹具体在机床上的定位方法和定位精度。这样就完成了夹具的设计。

由于此次设计是根据实际生产加工中的需要来进行设计的，因此还从经济性方面分析了此次设计的可行性。另外，分析了此次设计相对于一般生产加工情况的优点、此次设计的不足，和可能改进的方法。

1泵体盖6-φ2孔加工专机的设计

1.1钻床的总体设计

钻床可用于加工简单零件上的孔，也可用于加工外型复杂、没有对称回转轴线工件上的单个或一系列圆柱孔，如盖板、箱体、机架等零件上的各种用途的孔。钻床一般用于完成加工尺寸较小、精度要求不太高的孔。通常，钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动[3]。

钻床可分为台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、铣钻床、深孔钻床、平端面中心孔钻床和卧式钻床。

在本次设计中，待加工孔为多孔且均匀分布，因此在选择机床上有些困难。通常多孔钻床具有特殊设计的主轴，卧式布局。一般为工件旋转，用特制的钻头钻削孔，可完成孔工件钻、扩、铰、套料等加工。但由于多孔钻床的特殊性，其比较昂贵，对于非专业化深孔加工的厂家，成本过高，因此不能选用这种形式。所以，应由其他钻床改造成多孔钻床，这样可节省开支，并且易于中、小型企业接受。综合各种机床的结构特点和工作方式，决定选用卧式钻床的结构布置。卧式钻床的结构特点是主轴旋转中心固定，移动工件使加工点对准主轴中心。主轴箱安装在立柱上，主轴水平布置。立柱有圆柱、方柱，这里选择圆柱作为主轴。主轴可机动进给。

由于本次设计为钻孔专机，只用于加工多孔的工序，简单的传动系统就能满足，不需要变速，因此采用一级齿轮传动即可，这样可以直接达到钻削所需要的速度。

泵体盖材料为铝合金，根据其切削性能及各类多孔钻的尺寸参数，在相比较下选择合适的刀具。从而确定进给量来计算出切削参数，即加工时所需的钻削力、钻削率和钻削转矩。通过这些数据，可选择出适合的电动机作为动力源。同时，根据这些切削参数设计计算出传动系统的参数。

1.2钻床刀具的选择

在多孔加工中，使用钻头、内排屑深孔钻虽然具有很多优点，但由于需要专用的机床（或改装的普通车床）以及一套辅助设备，投资较大，多孔加工受到一定的条件限制。麻花钻具有投资少、见效快、无需特殊多孔加工装备等优点，是一般多孔加工中行之有效的加工方法。

在本次设计中，则采用直柄麻花钻来完成切削任务。其主要的尺寸参数可在表1-1中查询。

表1-1麻花钻主要的尺寸参数

Tab.1-1Twistdrillmainsizeparameter

d=125

=160

=200

=250

=315

h8=80

=100

=150

=200

=250

2.0××

2.5××

3.0××

3.5×××

4.0××××

4.5××××

注：×——表示有规格；——麻花钻全长；——麻花钻工作部分长度；

d——麻花钻的直径。

此次多孔加工的孔6-φ2孔，工作部分长度满足此长度即可，因此可选＝160的直柄麻花钻。麻花钻材料的选择，参见表1-2。

表1-2麻花钻的性能级别[4]

Tab.1-2Twistdrillperformancerank

项目普通型能级麻花钻高性能级麻花钻

材料工作部分用W6Mo5Gr4V2或同等性能的其他牌号普通高速钢（代号HHS）制造工作部分用W2Mo9Gr4VCo8或同等性能的其他牌号高性能高速钢（代号HHS－E）制造

硬度工作部分硬度780～900HV工作部分硬度820～950HV

制造

工艺一般为轧制或铣制一般为全磨制

应用

设备一般用于普通机床一般用于数控机床、自动线

其他高性能级的麻花钻比普通性能级麻花钻在表面粗糙度、切血人对工作部分轴向斜跳动、钻芯对称直径、沟槽分度误差、直柄直径公差、锥柄圆锥公差、钻芯对工作部分轴线的对称度、两刃带宽度差等方面都要求更高

根据本次加工情况及技术要求，选择普通型能级的麻花钻即可。

目录

前言••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4

1泵体盖6-φ2孔加工专机的设计•••••••••••••••••••6

1.1钻床的总体设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6

1.2钻床刀具的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6

1.3钻床传动系统的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7

1.3.1切削参数的确定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7

1.3.2电动机的选择••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9

1.3.3齿轮传动设计及计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9

1.3.4轴的设计及强度校核•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13

1.4本章小结•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19

2专用夹具设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20

2.1工件的加工工艺性分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20

2.2定位元件的选择与设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20

2.2.1定位元件的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20

2.2.2定位误差的分析•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20

2.2.3定位误差的计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23

2.3泵体盖在夹具中的夹紧•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25

2.3.1夹紧装置的组成•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26

2.3.2夹紧力的确定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26

2.3.3夹紧机构的选择及设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••29

2.4导向元件的设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••31

2.4.1钻模板的类型与选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32

2.4.2钻套的选择与设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32

2.5夹具体的设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37

2.6夹具在机床上的定位•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••38

2.7本章小结••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••40

3技术经济性分析••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••41

4结论••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••41

致谢•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••43

文献参考•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••44

第2篇：机床设计论文范文

1方案设计制定

这次我们设计的是锡柴缸盖加工线的第1台机床，该机床是粗铣缸盖顶面机床。缸盖毛坯上料，底面三点定位，顶面夹紧，铣削主轴既有纵向移动，又有横向移动，机床要求除了必须达到产品精度、铣削的各项参数外，机床环保也成为一项重要的验收指标。为此我们设计的环保方案设计就包括了全封闭防护、油雾分离装置、上排装置和上供装置。设计、制造、安装完成后，又经过多次现场的试验和修改，完全达到了机床的各项环保要求。机床总体方案设计简图见图1。

2机床全封闭防护及油雾分离装置

众所周知，机床行业一般都是加工中心进行全封闭防护，因为同一规格的加工中心的结构、主轴运动(均在X、Y平面内)方式完全一样，根据加工中心的这种通用性可以对机床进行很好的封闭防护设计。而组合机床则不同，针对不同的产品、不同的工序，每台机床的加工内容、主轴结构和切削运动方式各不相同，都是专用设计，而且在此之前国内机床也没有可以借鉴的封闭防护结构，这就为本次设计增加了不小的难度。本台组合机床的铣削主轴为卧式主轴，切削形式既有纵向移动，行程450mm，又有横向移动，行程1450mm。主轴运动属于一种较为复杂的、具有典型意义的形式，封闭防护设计的难点就在于对机床的运动部分(即主轴的两个切削方向)进行全封闭防护(其他部分如顶面、侧面等非运动部分使用常规的防护板固定在合适的支架上封闭就可以，这里不做介绍)，最终我们设计完成的封闭防护方案设计总图见图2。

2.1铣头纵向运动的防护设计

铣削主轴做纵向运动时的防护方案设计如图2所示，主轴防护罩安装在铣削主轴的滑座上，和主轴相连接固定的部分根据铣削主轴外形而设计，它和主轴同步做纵向运动，长度要满足总行程450mm，在机床中间的防护板上加工有和主轴防护罩轮廓同样形状的方洞，与主轴防护罩四周间隙为5mm，同时四周安装有软密封橡胶板，这样既可以满足主轴做纵向运动，又可以有效防止切削液从间隙处外溢。

2.2铣头横向运动的防护设计

铣削主轴做横向移动的防护要求为:要完全封闭，要满足铣头横向移动行程1450mm，运行速度在500～8000mm/min之间，运行可靠。因此设计的总体方案设计为:如图2所示，左、右内防拉板收缩、拉开行程满足1450mm;拉板上部支撑在上支撑导轨上，为主支撑，下端支撑在移动工作台的导轨上，为辅助支撑，由于结构限制上下两导轨不在一个立面上，故拉板上下形状成一定角度;拉板两边由左、右内外支架固定，在主轴滑座下的高度垫两侧安装有左、右内支架，可随铣头做横向移动，为移动端，在移动工作台滑座的两侧安装有左、右外支架，为固定端，左右滑板的两侧就分别安装在固定端和移动端的支架上，安装调整完毕就可以满足铣头横向移动时的封闭防护。在这个铣头横向运动内防的的研制过程中，我们有几点总结:(1)内防拉板的高度要尽可能低，高度越高，运行越不可靠，就需要更为复杂的防护结构设计和空间，为此，我们后来将铣削电动机重新设计安装在铣头后面，不在封闭防护区域。即便如此，本次设计的拉板可运行高度也已达到1790mm(图2)。经试验，本防护结构运行高度在2000mm以内可以可靠实现。(2)内防拉板上面竖直部分和下面倾斜部分之间的角度不易太小，夹角越接近180°即越没有夹角，越容易实现，本次最终成品后的角度为120°(图2);连接左右拉板各层之间的铰链条应各为2套，分别安装在拉板上面的竖直部分和下面的倾斜部分后。(3)要满足机床铣头可靠的运行及速度，封闭防护拉板必须有可靠的支撑、导向和限位。用于安装封闭防护拉板固定端的支架如果安装在地面或者外防护支撑上，如果没有上支撑导轨，或者对拉板不限位，都会导致封闭防护的拉板错位、损坏。经过重设计、改进、分析试验得出，应先将移动工作台的导轨作为基准面，左、右内外支架(固定端)需安装在移动工作台滑座上，这样支架与拉板的结合面对导轨基准面的垂直度等精度要求会得到可靠保证;内防拉板上端在上支撑导轨上通过滚轮运行，以减小摩擦力，上支撑导轨为主支撑导轨，是有精度、热处理要求的矩形钢板，其两侧安装在左右外支架(固定端)上，两侧面滚轮限位，如图3a(为图2中Ⅰ处的局部放大图)所示，这个上支撑导轨在左右外支架上带有可调机构，可左右上下微调，用于保证其于基准导轨之间的平行度以及内防拉板安装完成后的垂直度要求，调整测试各项指标合格后，螺钉拧紧，可以使用;内防拉板下端在基准导轨上通过滚轮运行，一侧面滚轮限位，为辅助支撑，如图3b(为图2中Ⅱ处局部放大图)所示。以上就完成了对铣头运动部分的全部封闭防护的设计。现场设计制作完成后的内防图片如图4所示。

2.3油雾分离装置

油雾分离装置根据最终机床形成的封闭空间大小选择符合参数的装置安装在机床封闭防护的顶部，将铣削加工产生的含尘或有害物质的气体分离，分离出来的油雾可按照机床废油处理，过滤后达到排放标准的干净空气可以直接回流到工作区域。

3上排、上供装置及管路

以往组合机床的冷却排屑一般是地沟排屑或者是开放式排屑，这样经常就会看到加工现场机床或冷却水箱附近到处是冷却液，车间污染严重。该机床的冷却和排屑采用空中架管，集中处理的方式，如图5所示。冷却液通过用户车间的空中管路输送到各台机床，每台机床如果有压力和精度等特殊需要，需设计上供装置，即将冷却液进行二次加压及过滤，按需要的冷却流量、压力及精度提供给各台机床。本台机床要求具有冷却、冲屑功能，冷却液压力0.5MPa，过滤精度50～80μm，同时还需具有冲洗夹具的定位面功能，冲洗的冷却液压力0.5MPa，过滤精度30μm。为此我们设计的方案设计为:将用户主管路的冷却液接入本机床的冷却主管路，因该冷却液满足本机床的冷却、冲屑的流量及精度要求，可以直接走管进入机床内部所需部位;但冷却主管路的冷却液达不到冲洗夹具定位面的精度要求，需设计上供装置。该上供装置包括有外部先导式电磁阀、自清洗过滤器、球阀及压力传感器等，当冷却液经过上供装置后达到了机床所需的冷却精度，再经机床走管提供给夹具定位面。当加工完后的切屑和冷却液进入排屑器输送到上排装置中，上排装置具有断屑功能，将切屑及冷却液通过高压泵抽到用户车间的空中管路中，重力回液进入车间过滤机组中进行统一的过滤处理。

4结语

第3篇：机床设计论文范文

关键词：机床 配置 理论分析 关键技术

中图分类号：TG502.1 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0084-01

1引言

具有可重构特性的机床特殊化在于其能够使用相应的模块与软硬件结构，对面实际加工次序的流程需求，应当在同一个RMT之中实现不同程度的配置工作，而且机床设计需要具备不同的配置条件完成的，可以十分迅速地进行机床配置转换的实际设计工作，以达到保证符合市场与客户实际需求的变化从而导致的加工次序要求的相应改变。然而这种需要进行迅速达到重新配置的转换需求称其为可重构性质。所以实际机床的相应设计不但可以对特殊的既定任务进行机床模块的设计，还能够设计出能够体现出可重构科学模式的新型机床。从1996年以来，美国的密歇根大学提出了机床设计的理论观点，在机床主要模块的机械化设计和控制器等方面获取了一定程度的成效，可是缺乏对机床整一个设计周期的重构性分析从而实现机床设计的理论与构建出机床设计的重构配置的实现体系[1]。

2机床设计的基本原理

当不将时间与成本纳入考虑的范围的话，任意的机床都能够很好地实现重构模式，而且问题的重要关键之处在于怎样才能更好地实现效率转换，从而达到降低重构耗费的时间与成本，即位于整一个生命周期阶段内能够充分地获取可重构性，所以机床的设计应符合以下各种条件[2]。

⑴对于加工次序的改变设计。研究分析与设计出机床的重要目的是可以实现大批次中等层次的生产方案与解决相关问题的实际手段，不但可以获取批次的生产经济效益，还能够降低相应的投资成本。所以机床设计的软硬件结构化设计应该从开始阶段就依据加工次序的改变进行相应的调整。

⑵使用模块特性与开放特性的硬软件系统。为了实现改变的适应程度，模块化的具体结构作为机床设计的必备基础条件。然而机床设计应该不采用通用型的模块化机床，其能够将最小程度的模块化实现具体构建。另外机床设计的应当具备开放模式的结构特点，可以十分方便地在已有机床上进行集成化操作，促使机床设计的升级，为了达到最大化地降低重构时间与成本的目的。

⑶容易进行集成化设计。机床设计最大特征就在于其需要相当频繁的重构步骤。为了能够进行快速化的重构实现，机床设计的相应机械系统与控制器应当具备模块化的结构，以保证机械系统与控制器能够产生集成与同步效果。

⑷降低转换时间与成本。尽管机床设计应当满足于频繁的重构形式，可是实际的重构过程应当耗费一定的时间与人力，并且会造成生产成本的提升。所以对于机床设计考虑点，应当设计出缩短批量之间实现时间转换，从而可以有效地降低批量生产所需的周期。虽然RMT 设计应该满足频繁重构， 但是重构毕竟费时费力， 而且如果重构造成生产停顿， 这将增加生产成本。因此， RMT 设计应该考虑通过缩短批量之间的转换时间从降低批量生产的周期。

3机床设计的关键技术

加工次序族的划分作为机床设计的实际切入点与关键换件，其能够决定整一个生命周期所需的一系列加工次序与组装成机床的模块分配方式。这完整过程是以一系列零件的加工特点、方式及、参数与刀具等各种方面信息作为输入源，透过以下几个步骤能够获取机床设计所需的一套加工次序[3]。

⑴单一形式的零件加工次序组合

基于位置公差形式的加工次序组合，其组合原则为对于每一个实际零件，通过相应的评价将具备严格位置公差特点的加工次序汇集于一块而完成，从而能够满足零件的标准质量要求。这一原则能够有效地保证零件系列中具备相似位置公差要求的加工特点总是会在同一套机床设计上完成。

⑵基于并行形式的加工次序组合。

运用并行加工的模式进行有关加工次序使用用一组轴驱动方式的多刀具实现同时完成的目的，从而能够有效地实现机床设计的复杂度与减短加工所需周期。另外还需要对实际的加工操作、加工条件约束与各种刀具轴之间的最小距离实行检查工作。

⑶多零件式的加工次序组合

其应当是在整一个系列零件之中，依据实际加工次序进行相似度判断，并且使用改进过的计算方法实现生产过程的合并过程。其相应的目的在于促使每一个能够被辨识的每一个多零件加工次序组合在机床设计中的实现，其相应的目的是在于促使每一个能够被辨识的多零件加工次序组合位于同一环节机床设计过程中，相应的重构能力可以在多零件加工次序组合的实际需求变动进行选择。

⑷加工次序组合的合并、排序与优化操作

依据加工器件的安装方式、所需刀具与生产率等方面需求对于已经获取单一性器件与多零件加工次序组合实现整合与排序，作为选取或者实际设计的机床模块，从而可以构建出机床设计的理论依据，然后再依据后续部分的机床设计配置实行可重构性的评价反馈信息，重新进行优化处理加工序次的组合、合并与整合的处理方案，以便实现确定机床设计所需要完成的加工次序。

4结束语

从机床设计的整一个生命周期来展开可重构性分析作为考虑的出发点，全面系统地分析出机床设计的本质特点、基本模式与设计理论[4]。在这个实际的基础环节上， 提出了一种能够完全体现可重构思想的科学式机床设计理论方法。这种方法是使用若干个关键技术，从而实现在机床设计的整一个生命周期阶段，对于整个变化的实际需求，能够很好地提供各个生产阶段所需要的实际生产能力与功能性机床配置以及相应的重构配置优化执行方案。

参考文献：

[1] Koren Y， H eisel U， Jo vane F et al. Reconfigurable Manufacturing Systems. Annals of the CIRP， 1999，48 （ 2） ： 527～ 540

[2] Mostafa G M， U lsoy A G， Koren Y. Reconfigurable Manufacturing Systems and Their Enabling T echnologies. International Journal of Manufacturing T echnolo g y and Management， 2000， 1（ 1） ： 113～ 130

第4篇：机床设计论文范文

首先，设计经验非常重要。在传统的机械制造行业中，与设计中用到的各种公式、器械的基本知识相比，设计经验非常重要。这是因为在实际工程的设计过程中，对于中间过程的控制若仅使用理论知识进行计算和分析则会导致实际设计结果与理论分析的误差较大，甚至出现严重偏差。在这种背景下，为了得到正确的设计结果，需要采用经验公式或对理论设计过程中相应数据做权重处理。而这些处理过程和经验公式中各系数的选取需要大量的设计经验作为支撑，才能得到理想的设计结果。其次，设计成本较低，设计时间长。在传统的机械制造领域中，对于某个零部件的设计和制作通常需要相关工作人员运用机床来实现。具体的操作步骤为：首先，设计人员根据设计任务书给出设计方案和设计图纸；其次，工作人员根据图纸和方案，对机床进行相应的操作，以实现设计；最后，操作人员需要与设计人员进行沟通，同时对机床加工的产品进行反复的测量和修改，以实现设计方案的最终实现。通过对设计的具体步骤的分析可以得出：在传统机械制造行业中，由于采用人操作机床的方式完成设计，因此在这种设计下设计成本较低。同时，由于在这个设计过程中需要对产品进行反复的测量和精加工，因此设计的时间较长。最后，不能完全发挥机床的作用，降低了工作效率。机床是采用电机来驱动刀具高速旋转，来实现对加工材料的切、削等操作。其中，驱动刀具的电机具有非常良好的性能；而刀具的设计和制作过程也非常严格，以确保刀具的质量和切削物体的效率。在操作的过程中，机床上有精密的刻度来确保操作的精确性。可以看出，机床的作用就是使操作者可以实现精密的操作过程，以达到理想的设计产品。然而，在实际使用的过程中由于现在对于制造业误差的控制非常严格，要求也很高，这导致了操作者不能充分发挥出机床原有的高效、高精度的功能，降低了机床的工作效率和在设计中的作用。

2．将数控技术应用于机械制造中

使传统机械制造技术变革为数控机械制造技术，这给机械制造行业带来了新的特点，主要体现在：首先，提高机床的效率。通过前文分析可知，传统机械制造技术中机床的效率较低。当将数控技术应用于机械制造中时，可以用计算机实现对加工部件的定位，以及对机床电机的启动和停止的控制，同时还可以对切刀的切换进行控制。由于这些控制过程都有计算机根据预先设定的指令来实现。这与人工操作相比，将大大提高每一步操作的精确度，从而提高了机床的工作效率。其次，改变了原有的设计思想。在传统的机械制造设计中，设计思想和设计思路在围绕相关设计理论的同时，还要加入一定的设计经验。对于很多的设计工作而言，设计经验往往比设计理论更为重要。当数控技术应用于机械制造行业后，这种原有的设计观念和设计思想将发生根本性的变化：一方面，需要新的设计理论来对设计的相关工作进行指导。新的设计理论中，不仅要包含经典机械设计中的所有理论，同时还要包括数控技术的相关理论，设计者在对设计方案进行理论分析时，要同时结合这两个理论进行分析，以找到最优的设计方案；另一方面，在设计的过程中，设计经验在整个设计中占的比重会非常小。当设计理论与设计经验之间存在冲突时，设计者需要根据新的设计理念和设计思路进行[2]衡量，来确实最终的设计选择。最后，设计周期将大幅缩短，同时设计方案的借鉴性变强。当数控技术应用于机械制造领域中时，由于设计的主要工作都围绕对于相关理论的研究和方案的选择过程中，在这个过程中由于不涉及具体方案的实施，因此这与传统机械设计相比，会大大缩减设计时间和设计周期。同时，对于较为成熟的设计方案，由于设计方案均建立在计算机的全面控制基础上，因此这种设计方案有较高的借鉴性和重复利用价值。然而，需要指出：在现阶段虽然数控技术应用于机械制造行业对行业有着诸多有利的影响，但存在其成本较高、相关技术还处于发展阶段且不成熟、技术的掌握有一定的难度等问题。但不可否认，数控技术应用于机械制造行业将是未来行业的发展趋势。因此，如何解决上述问题将是未来数控技术应用于机械制造行业的发展方向。

3.总结

第5篇：机床设计论文范文

一、临床疗效观察的实验设计问题

在各种医学期刊中，半数以上是疗效观察方面的论著。现择其较普遍存在的统计学问题，结合实验设计基本原则加以讨论。

（一）对照与均衡性测定

国内医学期刊有关临床疗效观察的文章甚多，不少杂志刊登了一些事先未设计对照的文章，其结论难以令人信服。如《用柴葛解肌汤治疗上呼吸感染》一文，报道治愈好转率为97.7％，因无对照，无法断定其效果如何，因此，治愈好转率中含有假像。

对照的方法虽有多种，但对照的基本原则是与实验组齐同可比，最好作均衡性测定。

（二）安慰剂与盲法试验

安慰剂与盲法试验是医研（主要是比较性研究）中常用的科研方法，结果准确、误差性小。安慰剂在形、量、色、味等要与实验药物一样，不能给受试者和执行者任何暗示。这种试验就是双盲法试验。但近年来，尚有人用改良的双盲法，此法分两期：第一期（公开期）试验有效者留，无效者弃。有效者进入第二期（双盲试验），以确定疗效是否系安慰剂的作用。在预防效果观察时可采用该法，临床上应用诸多困难，应视具体情况而定。

（三）样本含量与重复原则

没有足够样本的研究结果，是经不起重复试验的，有的论文凭少数病例观实的结果下结论，是不慎重的。如《重症肺炎并发DIC29例》一文，作者观察脑型患者3例，其中死亡一例，就得出“一般脑型病死率高达57％，本组脑型病死率较低，看来及早用肝素阻断DIC过程，对降低脑型病死率可能具有重要意义”的结论。因无对照，结论不可靠。

（四）随机分组与实验设计类型

随机化分组即每个实验对象有同等机会被抽样（分配）到各组去，而不受任何系统因素的影响。常用的实验设计类型有完全随机设计、自身对照设计、交义设计、配偶设计、随机区组设计、拉丁方设计、正文（析因）设计、序贯设计、半数效量实验设计（动物试验），回顾性与前赡性调查研究设计等。科研设计时应根据研究目的要求选择不同类型的实验设计方法，进行相应的统计处理。

（五）诊断与疗效标准——指标设计问题

第6篇：机床设计论文范文

【关键词】高职；机床夹具；载体；课程项目；理实一体化教学

0 前言

近年来，我国机械制造工业获得了飞跃性发展，整个制造技术不断升级，机械制造与相关接近专业应不断改进人才培养模式、全面提升人才培养规格，以适应机械制造企业的人才需求。

先进制造技术在各制造领域不断推广和应用，急需大量掌握加工技术及工装设计的高素质技术技能型人才。为了紧密对接机械装备制造产业，学校必须根据机械制造企业对加工制造一线岗位的职业能力要求重构课程体系，实时引入新技术、新工艺，整合教学内容，提高技能型人才的培养质量。

以行动为导向，设计教学情境，改革教学模式，并将职业规范、职业道德等融入专业教学全过程。继续推进理论教学与实践教学的深度融合，增加理实一体化课程的比例，加强实践教学场所的建设。教学管理与生产现场管理接轨，加强学生的职业素养。进一步深入教学评价体系的改革，建立健全以职业能力和岗位操作能力为核心的教学评价体系。因此，把纯理论课《机床夹具设计》改为理实一体化教学课符合当前高职教育研究与改革发展的需要，符合当前市场对高职机械制造及相关专业人才培养质量要求的需要，具有较强的现实意义。

1 课程标准的制定

1.1 课程的性质及任务

本课程是机械制造及相关专业的一门专业课程。是依据机械装备、工程机械、机床、汽车等制造企业中工装夹具设计与制造（维护、维修）等职业岗位群的任职要求而设计。本课程的主要任务是让学生掌握典型机床夹具的组成和工作原理及基本知识内容，掌握机床夹具装调的基本方法，掌握专用机床夹具设计步骤的基本方法等内容。

1.2 课程教学目标

1.2.1 知识目标

（1）熟悉典型机床夹具的组成和工作原理；（2）熟悉机床夹具中各种常用的定位元件与定位方法；（3）熟悉机床夹具中各种常用夹紧装置与夹紧方法；（4）熟悉机床夹具的夹具体和其它装置；（5）了解专用机床夹具的设计步骤。

1.2.2 能力目标

（1）查阅机床夹具设计的标准、手册、图册等技术资料的能力；（2）按零件加工要求合理确定机床夹具的定位装置的能力；（3）按加工要求合理确定机床夹具的夹紧装置的能力；（4）按夹具中的定位元件和夹紧装置要求确定夹具体和其它装置的能力；（5）能按零件加工要求完成设计一副中等复杂程度的专用机床夹具。

1.2.3 素质目标

（1）具备基本职业道德和职业素质，正确做事，做正确的事；（2）具备质量意识、安全意识和节约意识；（3）树立正确的工作态度：互相帮助、共同学习、共同达成目标；（4）具有应用理论知识解决工程实际问题的能力。

2 课程教学项目设计

在教学中以专用机床夹具为载体。将全班学生分成几个小组。每个小组都有一副专用机床夹具，以职业能力培养为目标，把知识内容溶入到教学项目中去，由老师单一讲授和学生单一听课的教学形式，转化为以学生为主体，以教师为主导，知识教学与技能训练有机融合，“教学做”一体化的教学模式，使学生在实践中学习知识和运用知识，学生的能力素质得到大大的提高。理实一体化的课程教学模块与项目设计。（表1）

表1 课程教学模块与项目设计

3 教学课时分配

根据教学内容的安排，总课时间为46学时。（表2）

表2 课程教学课时数

4 教学课程考核

课程考核结合现场操作、课堂提问、模块考核、技能竞赛等手段，加强实践性教学环节的考核，并注重平时采分。各任务模块可参照表3进行评价。

表3 课程教学模块考核标准

5 教学过程设计

第一步：演示：在第一个教学模块中打破常规的先理论后实践的教学模式先让学生进入机床夹具拆装室，增加感性认识，提高学习兴趣。职业教育招收的学生基本上直接来自普通高中。他们在现实生活中很难接触到机械加工类设备及工装设备，更别说去进行操作。如果先进行理论教学，不仅增加了授课教师的讲解难度和授课时间，而且学生因为缺乏感性认识而难以理解。教师首先对选定的拆装课件进行拆装演示，激发学生的好奇心。

第二步：讲解；教师对演示过的课件进行循序渐进的讲解。对其中涉及的机床夹具在各类机床上加工特定的零件及在机械制造中发挥的作用、机床夹具的组成、定位装置、夹紧装置、夹具体及其它装置、夹具设计方法等理论内容进行针对性、分模块内容深入讲解。

第三步：实践：按课程模块进行，对课件进行初次的感官认知和相关理论讲解后，分组让学生根据机床夹具拆卸工艺流程对机床夹具实物进行拆卸，清洗后按机床夹具的组成归类零件，测绘各组成部分的零件，并画出一张完整的装配图。通过这一环节的练习学生对机床夹具的组成就有一定的了解，学生对机床夹具的整体结构就有一个清醒认识。再通过后续的模块练习和相关知识学习，以达到理论知识与实训操作的较好结合，从而掌握知识与动手能力得到大大提升。

第四步：评价：整个课程教学按模块进行，学生的动手实践也是分模块进行的，在学生的动手实践过程中，找出不妥之处进行讲评，采用边修改边讲解的教学方法，从而收到较好的教学效果。每一个教学模块内容完成后，对学生都有一个评价，综合五个模块内容就有总评价，这种评价方式达到促使学生既掌握理论知识又增强动手能力的目的。

6 结论

经过我院高职机械类专业班级的教学实践，本课程的教学模块内容与考核方案逐步完善。采用理实一体化教学后，学生的学习积极性得到极大的提高，动手能力普遍增强。实践证明，《机床夹具》课程理实一体化教学改革符合当前高职教育研究与改革发展的需要，能提升本课程教学效果，具有较强的现实意义。

【参考文献】

[1]吴拓.机械制造工艺学与机床夹具[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]肖继德，陈宁平.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3]徐嘉元，曾家驹.机械制造工艺学（含机床夹具）[M].北京：机械工业出版社，2009.

第7篇：机床设计论文范文

数控机床

课程体系

论文摘要:本文根据当前社会需隶的数控人才所需的知识结构，对机械制造及自动化专业“金属切削机床与数控机庆.课程的教学内容进行了重组和优化，构建了理论教学为引导，实验教学为补充，实训教学为提高的“教学一体化”的人才培养模式，通过采用专职教师与兼职教师相结合，来改变师资队伍的结构.

1前言

数控技术是制造业实现自动化，柔性化、集成化生产的基础.数控技术的应用是提高制造业的产品质里和劳动生产率必不可少的重要手段;加人世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”，为了增强竞争能力.中国制造业开始广泛使用先进的数控技术。这迫切需要既能利用计算机进行机械产品的辅助设计，又能应用数控技术进行制造的人才，作为培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才的机械设计制造及其自动化专业如何适应发展的需要，根据社会对数控技术人才的需求进行余属切削机床与数控机床课程的教学改革，这是我们必须要深入研究的问题。

z数控人才的需求和知识结构

当前社会需求的数控人才主要有三种类型:,>0蓝领层”数控技术人才:承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，z>0灰领层’数控技术人才:承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维修人员;3)“金领层，数控技术人才:具备井精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护维修所需要的绘合知识，积累了大量实际经验，知识面广。133229.COm这三种类型的数控人才所要求的知识结构也各不相同，“蓝领型.:以传统的机械制造技术为墓础，掌握“数控机床原理及应用基础’和“数控加工编程技术’，掌握"cad/cam’软件.‘灰领型编程工艺员，:应具有良好的数学基础，熟悉产品的三维设计，产品的加工工艺:“灰领型维修人员，:以机、电、光和液(气)控制技术为基础，掌握数控机床维护与维修的技术和技能。“金领型”:有较扎实的专业基础，较全面地掌握数控设备的相关原理与技术，具备数控设备研制与开发能力，掌握网络技术，有较高的外语水平。

3构建与社会需求相适应的宽口径课程体系

根据“金属切削机床与数控机床.在系列课程中的地位和作用，从社会需求出发，对教学内容进行了重组和优化。课程采取理论教学为引导，实验教学为补充，实训教学为提高的“教学一体化”模式.

(1)通用机床突出重点，贯彻少而精的原则

通用机床部分，我们重点讲授车床、铣床和滚齿机的传动原理，传动系统的分析和主要结构.磨床和其它类型通用机床部分通过布置思考题，让学生自学然后通过课堂讨论，使学生弄清磨床和其它类型通用机床与车床、铁床和滚齿机在结构上的主要差别，进而熟悉通用机房的工艺范围，为制订零件的加工工艺和机床的维护，维修和产品的开发奠定一定的基础。

(z)数控机床突出实践性

在数控机床理论教学中不过于强调系统性和完整性，重在其应用。简要地讲述数控机床的基本组成及其工作原理，介绍数控机床主传动系统、进给传动系统典型结构及附件，着重讲述数控加工工艺设计，cnc车床及其车削中心、cnc铰铁床及其加工中心，cnc线切割机床的手工编程技术及其操作，采用多煤体或录像进行教学，最大限度的展示生产一线的环境，将数控机床图片、所使用的刀具图片，机床附件、加工过程等展示给学生，将抽象的枯燥的概念和技术要领用形象生动的过程模拟来表现，使课堂教学更加生动和形象，便于学生理解和掌握所学的知识。

为了培养学生对数控设备的检修、调试、故隆分析能力和数控加工现场解决问题的能力，将数控机床的安装、调试、保养与维修作为一个专题来学习，借助大盘现实案例教学来阐述常见故障产生的原因及排除方法，或采用现场教学等灵活的方式进行。

(3)课程设计，加强综合性

课程设计是理论教学中重要的一个实践性环节，其目的是对所学知识的一个概括和应用，是对学生各个方面能力的一个综合评价，为了真正使同学们具备编制数控机床加工工艺规程的能力;具备选择工艺参数、编制数控机床加工程序的能力，具备操纵、调试和维护数控机床的能力，我们要求学生利用一周时间先进行程序编制工作，然后上机操作，亲自进行程序的输入，调试、运行，把课堂学习的知识在模书墩作软件上加以验证，使实际操作能力得到锻炼和提高。课程设计完成后要求每人上交一份总结报告，包含工艺过程分析(路线安排+程序原点+工装十切削用量)、数控程序清单及设计心得等内容。

(4)依托职业学校资源，加强实训教学

工科专业学生理应姓“工’，应面向工程，面向生产，面向经济建设实际，因此，所培养的人除了具备应有的专业知识外，还必须具备应有的实践能力包括必要的操作技能，既生产技能与实验技能，这是工科专业学生所必需的工程素质。而实践教学及基地建设往往对硬件设施和软件条件提出严格要求，受财力、人力等办学条件方面的限制，机械制造及自动化专业数控硬件设施和软件条件一般比高职数控专业相对要薄弱一些，我们充分利用职业学校资源进行实践教学.通过与安徽省蚌埠市机械高级技工学校合作，做到资源共享，开展实训教学。各训练项目按照相应的职业资格标准实施，通过考核评定成绩，实训教学结束时组织学生参与加劳动与社会保障部门组织的考核，取得相应的职业资格证书，同时取得相应的课程成绩和学分。

第8篇：机床设计论文范文

关键词：机械数控机床加工；项目教学法；加工实训

一、引言

随着社会的发展，对于当今技能型人才的要求提出了更高的标准，这也对于职业教育的教学提出了更高的要求。在机械数控机床专业，通过机械数控机床加工实训可以有效地提高学生对于机械数控机床操作水平，并对学生利用机械数控机床进行零件加工进行实训，一方面可以提高学生对已掌握知识的消化理解，另一方面也有利于学生将来的就业。但是通过实际教学工作发现机械数控机床加工实训的教学效果并不让人满意。为了改善这种情况，普遍通过项目教学法的形式进行教学工作。通过项目教学法可以将学生的理论知识与实际操作相结合，继而提高学生的数控编程能力和实际操作能力。这对于学生将来的就业发展也非常有帮助。本文对于在机械数控加工实训中如何利用项目教学法进行了具体的分析。

二、项目教学法在机械数控机床加工实训中的分析

所谓项目教学法是指在机械数控机床的加工实训过程中，教师带领学生一起完成一个数控机床加工项目从而在这一过程中完成教学活动。所以这样的项目设置主要是为了让学生在这一过程完成对于机械数控机床的操作加工学习，对于项目的大小并不重要。在项目教学法当中，教师应该将需要进行加工的数控机床项目与学生在课堂上所学习的理论知识相连接，这样既可以让学生在数控机床的实训中提高对于数控机床的操作水平，同时又可以对学生已经学习的知识进行巩固，既培养了学生的实际操作能力，同时又让学生复习了课堂理论知识。项目教学法的应用主要是通过设定一个项目，让学生自行安排时间，自己进行规划并根据规划进行编程设计操作。总体上，项目教学法主要包括以下几个步骤：第一，设定项目任务。一般在学生每学期完成教学内容后都会安排一段时间的机械数控机床加工实训，时间1—2周不等。之所以安排这一段时间实训的主要目的是为了培养学生对数控机床的实际动手操作能力。机械数控机床专业与其他专业不同，更强调的是对于数控机床的实际编程加工操作能力而不是理论知识。所以通过这一段的实训，可以让学生根据本学期所学习的理论知识对机械数控机床进行操控。此外，对加工项目进行选择时，教师应该根据学生的综合情况进行考虑选择，设置的项目应该有一定的难度性，让学生通过项目的加工对于理论知识进行综合运用，同时提高学生的实际操作能力。第二，项目的完成过程分析。为了便于学生在机械数控机床的加工过程中进行讨论与分析，可以让学生以小组的方式进行加工项目，可以设置2—3人为一小组。由于学生以往大多是接触的理论知识，对于机械数控机床的实际操作比较少，因此对于数控机床的操作能力肯定不足。在对数控机床进行操作时，很多学生都对编程问题极感兴趣，这也说明他们平时这方面进行了比较多的锻炼，但是通过操作后就会发现这些程序往往都不具有正确的操作性。所以在这一过程中，教师的作用就是引导学生将日常所学习的理论知识应用到实际操作中去。不过在学生进行数控机床操作前，教师应该首先把数控机床操作的安全知识讲述清楚，防止在操作过程中出现安全事故。在进行加工的过程中，教师应该指导学生根据零件图纸设计对零件加工过程中所需要的的相关设备材料进行收集。然后应该确定零件的加工程序，并对刀具以及相关的参数进行设置选择。在对机床进行编程加工阶段，教师可以引导学生多进行讨论，设计多种编程方案后在让学生进行验证。需要注意的一点是必须是进行验证通过后才可以让学生把所编的程序输入数控机床中，避免由于程序缺陷造成安全事故。设置机械数控机床加工实训的目的就是为了锻炼学生的上机操作能力，所以教师要在实训过程中保证每一个人都能上机操作。由于机床的资源限制，教师应该提前对学生数量与机床数量进行统计，根据统计结果做好具体的实训安排。

三机械数控机床加工实训对于学生能力的培养分析

第一，对于学生数控机床编程能力的培养。在机械数控机床的加工实训过程中，对于学生的编程能力可以起到较好的锻炼培养作用。平时学生多是对于数控机床的编程知识主要是理论知识，很少直接通过数控机床对编程知识的掌握程度以及正确性进行验证尝试。通过数控机床的加工实训可以让学生有机会将自己对于编程知识的掌握程度进行验证。而且在平时的理论学习过程中只重视对于编程理论知识的学习掌握，但是在数控机床的操作过程中并不能仅仅靠编程知识就能完成，还要求学生对于刀具的选择以及加工的工艺问题进行掌握，这样对于学生的综合要求就比较高了。并不仅仅是通过对编程知识的学习就能掌握的，必须要进行实际操作实践不断进行经验的总结与积累，这样学生的操作能力才能提高。另外在实训过程中，学生除了需要对刀具的选择以及加工工艺问题进行考虑以外，还需要根据零件的加工要求进行操作调整，根据加工零件要求的为粗加工或者细加工对数控机床的切削量等参数进行设置以便加工出符合要求的零件。这些知识都是在课堂的理论学习过程中无法得到的。通过数控机床加工实训，可以让学生对于机床的编程控制，零件的加工工艺以及加工前的设计工作等都进行熟悉及掌握，对于一些刀具的选择以及走刀的路线设计等都可以独立进行设计，可以初步独立的进行零件的加工工作，这对于学生未来的发展及就业具有非常重要的作用。第二，对于学生数控机床实际操作能力的培养；其一，数控加床的日常保养与维护。没有只干活不休息的人，对于机器也同样如此。机械数控机床的保养维护工作对于维护机床的整体性能，延长机床的使用寿命具有非常重要的作用。通过实际的数控机床加工实训，学生可以对数控机床的相关维护保养知识进行初步的学习，并尝试进行简单的维护保养工作。比如对数控机床每天开机前以及关机后的使用检查工作；每次接通电源后需要进行的参考点设置工作以及在操作中应该如何避免发生警报或者其他安全事故以及在操作过程中如何应对机床出现的故障等，这些都是需要通过实际操作才能学习到的；其二，机械数控机床的操作能力培养。由于之前都是对于机床理论知识的学习，缺乏实际机床操作，所以学生在进行机械数控机床的实训过程中不可避免地会出现一些操作问题，操作过程不连贯甚至造成一些毁坏。所以通过机床实训可以提高学生的实际机床操控能力，提高学生对于平时所掌握的课堂理论知识的学习，这样将理论与实践相结合，更有利于学生未来的发展或者就业工作。比如在操作过程中，如果学生遇到紧急的问题需要处理，可以求助于教师进行帮助。一般数控机床都是采用的一种增量式的内部测量系统，如果在正常的使用过程中发生突然断电的现象，那么机床的数控系统会丢失对原先的参考点的记忆，如果再次使用机床必须返回原来的参考点进行重新的设置。所以学生在机械数控机床的的操作过程中首先需要学会对这种回考点进行操作。在整个数控机床的实训过程中，学生对于机床的实际操控能力会有很大提高。除了对一些基本的机床操控知识进行学习以外，还会对操作过程中的一些技术环节进行了解与掌握。在机床零件的加工过程中，对于零件的切削水平要求较高，这一点学会应该进行仔细的学习与操作。在零件的切削过程中首先要对零件的坐标位置在机床中进行设置，然后进行“对刀”工序。所谓的对刀工序是指在进行正式的零件切削时，应该先对机床的刀具应该进行补偿值设定，可以采用试切法的方式来进行设置。对刀的准确度会对后期零件的加工精确性产生重要的质量影响。如果对刀的误差非常大，超过了一定的标准要求，那么会造成在编程过程中出现错误性程序，导致机床的刀具可能与零件的毛坯发生碰撞而被损坏。在零件的加工过程中，对刀程序完成以后还需要对程序进行调试，主要是针对程序的参数进行设置，确保机床的正常运转。参数调试完毕后可以先对机床进行粗加工运转，然后进行外圆以及螺纹的加工，逐步过渡到精加工工序中。所以通过数控机床的实训工作，不仅仅是培养了学生的实际的机床操控能力，同时对于学生面对问题以及独立解决问题的能力也进行了锻炼。这样对于将来学生工作后独立分析完成加工任务非常有帮助。这一点对于学生的发展影响至关重要。随着现代数控机床技术的发展，数控机床的种类也在不断增多，比如根据零件加工要求的不同分为中档的数控机床和抵挡的数控机床。一些数控机床的主轴是无法完成自动调速的，主要是通过手工换档进行，而且往往这需要等到机床的挂轮停止转动以后才可以进行。在使用这样的机床进行加工时，需要对机床的各个工序进行独立的编程才可以操作。所以这对学生的能力锻炼非常有必要。而且通过对不同种类的数控机床的操作学习，也可以培养学生独立完成加工任务的能力。比如在对数控铣床进行操作时，学生可以根据加工零件的要求进行独立的作业，独立完成对于铣床刀具的安装以及对刀调试工作，回考点的选择设置等工序。不过教师应该对于加工调试过程中的一些注意事项进行提前跟学生说明，以免造成学生在操作过程中造成安全事故。

四、结束语

第9篇：机床设计论文范文

关键词：数控机床；关键部件；可靠性；研究

随着我国数控机床的发展，使其已经成为了当今社会工业生产中的重要支撑力量。它的可靠性运行安全是工业生产安全的保证，也是推动和促进全球经济一体化发展目标实现的必然动力。因此，目前如何保证数控机床及其关键部件运行的可靠性已经成为了相关部门所最为关注的问题，也是必须要彻底解决的问题。

1 数控机床

1.1 数控机床的重要性

所谓的数控机床其主要的目的就在于为制造装备用品的企业及制造国防军工用品的企业提供一个基础的工业生产机构，它是工业以及制造企业的核心力量。因此来说，数控机床的发展水平高低直接关系着国防安全以及我国经济建设发展的速度。就目前国际整体形势来看，数控机床运行可靠性安全与否已经成为了衡量一个国家经济发展水平的重要标志之一。尤其是在全球经济一体化的发展背景下，数控机床以及制造业水平的高低已经成为国防竞争的核心与焦点。也就是说，要想在国际竞争中占有一定的地位，数控机床的发展是其重要的保障。

1.2 数控机床的发展水平

另外来说，随着现代工业的发展，数控机床在我国的使用量已经越来越多，并且涉及到了诸多的领域及机构。但同时来讲，由于我国的数控机床发展较晚，因此对其运行可靠性管理方面与国外一些发达国家的数控机床可靠性管理之间还是存在着一定的差距的。这主要是因为：首先，现有的数控机床的可靠性运行水平与国外发达国家所使用的数控机床相比是处于绝对的劣势地位的。其中以高档加工中心的复合数控加工设备来说，其可靠性运行指标明显低于国外发达国家平均的生产水平。其次，对于与数控机床设备相配套的其它关键性部件来说，检测与报警等可靠性装置的水平与国外发达国家的水平相比相差甚远。因此也就是说，目前我国所使用的数控机床的相关一些配套的关键性部件还都必须依靠于国外发达国家所生产的零部件设备，从而造成了我国数控机床行业发展较为缓慢的现状，导致了我国经济发展水平整体下降的局面。

1.3 我国数控机床发展情况

除此之外，随着我国数控机床的发展，人们清楚地认识到我国数控机床可靠性与国外发达国家水平之间的差异性。因此在我国十一五期间，国家已经将数控机床及其关键部件可靠性研究作为了国家发展重点目标来执行，并纳入了我国经济发展的整体目标中去。同时，国家还提出：要想我国经济发展水平快速提高，其首先的一点就是要将数控机床及其关键部件的可靠性研究放于首位，并且将其列入科技发展中的专项重点内容来执行。另外，我国在研究数控机床及其关键部件可靠性时，要充分结合国外的数控机床可靠性分析内容以及国内现有的数控机床及其关键部件可靠性分析报告进行探寻，并寻找出提高数控机床及其关键部件可靠性的可行性办法及措施，从而提高数控机床及其关键部件可靠性运行的整体水平。

2 数控机床及其关键部件可靠性研究方法与现状

2.1 数控机床及其关键部件可靠性研究的方式

数控机床及其部件的可靠性研究是一个十分重要的环节，它是提高数控机床及其关键部件可靠性运行水平的关键，也是一个促进数控机床及其关键部件质量安全的评定手段。因此可以说，数控机床及其关键部件可靠性的研究可以充分地表露出产品从设计、制造到装置整体过程中的问题及缺点，从而为能够更好地设计制造出合格、高质量的产品奠定了一定的基础。另外，根据对数控机床及其关键部件可靠性研究方法的不同，可将可靠性研究分为室内可靠性研究与现场跟踪可靠性研究两种方式。所谓的室内可靠性研究主要是指将制造完成的关键部件样品在实验室内利用先进的技术与科技设备进行检测，以保证关键部件的生成密度、焊接接口、钢度及弹性度等满足数控机床的质量要求。而现场跟踪可靠性研究主要是指在数控机床及其关键部件制造生产过程中，由专业人员对制造过程及产品的安装等进行监督，从而保证了数控机床及其关键部件在制造时的质量，以此来提高其运行时的可靠性。

2.2 数控机床及其关键部件可靠性研究的综合试验法

目前我国所采用的数控机床及其关键部件可靠性研究均是综合试验法。所谓的综合试验法主要是指对数控机床进行模拟式的运行测试。首先，要根据可靠性研究的内容设置一个综合可靠性研究实验室，而后根据可靠性研究的产品制定出可行性分析方案，在得到可靠性分析结果后，根据这一结果对产品的试验环境、产品的运行条件、失效模式分析、失效数据分析、任务剖面、性能检测等进行周期性的检测。从而为产品的设计与修改提供一个最要的参考依据。另外，除了要对数控机床及其关键部件进行综合可靠性研究及试验外，还要对工程制造水平进行检测。也就是说，主要对工程设计的环境应力要求以及加载能力要求进行测试，从而对数控机床及其关键部件早期出现的问题和故障进行清除，以此来保证产品投入运行后要最大可靠性安全保障。最后，目前在数控机床可靠性研究中，对统计模型、应力水平、环境应力、加速寿命以及试验顺序的测试及研究是数控机床及其关键部件可靠性研究的重点内容。其中，在加速寿命可靠性研究中，主要目的是为了设计出最符合数控机床运行额定应力的最大值以及设计出应力极限值。同时，在试验中将一台或多台数控机床在一定的环境下加重其承载力，从而使得出的失效模拟比正常的运行模式下速度快。

2.3 国外的数控机床及其关键部件的可靠性研究

从国外的数控机床及其关键部件的可靠性研究可以看出，国外最早是将可靠性研究技术应用于电子生产及检验领域中的。直到二十世纪七八十年代，国外一些较为发达的国家才将可靠性研究应用于数控机床及其关键部件的研究中去。例如：早在1977年，美国的联合后勤司令总就已经成立较为完善系统化的可靠性研究试验小组，对国防设备以及机械制造性能质量等进行可靠性的研究，以便能够发现机械及设备制造中的不足之处并予经修正。同时，美国可靠性研究小组还制定出了较为科学化、规范化的可靠性研究程度及标准，并随着时代有发展，在原有可靠性研究标准及规范的基础之上加以改进，从而达到可靠性研究的高要求。这也是为什么美国在数控机床及其关键部件可靠性研究领域始终处于世界首位的重要原因之一。

2.4 我国的数控机床及其关键部件的可靠性研究

国的数控机床及其关键部件可靠性研究起步较晚。并且在最初起步时，由于受国外可靠性研究的影响，也是将可靠性研究这一技术应用于科技电子产业中。直至70年代后期，我国才逐渐将可靠性研究应用于对数控机床及其关键部件的质量可靠性研究中。随着我国社会主义的建设与发展，在现阶段中，我国对数控机床的可靠性研究还停留在主要针对产品运行时早期的故障检测以及现场跟踪检测的范围中。我国对数控机床及其关键部件的可靠性研究，其主要目的就是为了能够发出数控机床设备主品早期的不安全因素，从而便于工作人员及时应对，并快速制定出解决这一不安全因素的措施与办法。而对数控机床进行现场跟踪检测，其目的主要是为了通过对现场数据及产品样本的采集，判断中现场生产作业中的产品故障，从而为可靠性研究提供准确的数据信息。

3 数控机床可靠性研究

3.1 数控机床传统设计方法与可靠性研究的思想及原理

我国自二十世纪八九十年代开始，逐渐对重工业中的设备及机械生产的可靠性研究加以重视。并且在经过了三十多年的摸索与探寻中，我国对数控机床的可靠性研究得到了快速的发展，并达到了一定的专业化水准。在我国十一五期间，国家已完全将数控机床的可靠性研究作为了国家重点级研究发展项目来对待，并要求将其纳入国家整体的经济发展建设的战略目标中去。并通过实践使数控机床可靠性研究取得了较好的成绩与效果。同年，在十一五期间，国家所提出的：“高档数控机床与基础制造装备”科技重点项目中就指出，我国要对数控机床进行大专项的实施计划。从这一点可以看出，我国对数控机床及其关键部件的可靠性研究、数控机床产品的可靠性质量与不水平等项目内容给予了高度的支持和重视。同时来讲，在国家各大高校内，对数控机床的可靠性研究，数控机床可靠性计算方法、数控机床可靠性评估方法等方面的内容提供了大量的可行性较高的研究方案。

我国科学研究者张新民对目前国内的数控机床传统设计方法与可靠性研究方法进行了思想及原理上的研究与分析。首先是从国防机械设备的工程设备理念入手，在数控机床所建立的干涉型模拟设备的基础之上，结合论述了JC法、MONTE-CARLO法等几种国防机械设备的可靠性研究。同时，国内的另一位科学研究者王元文对多维机械设备运行模式下的可靠性进行了系统性的研究，同时在研究中对机械设备运行中可能会出现的可靠性问题进行了分析和总结，并给出了问题的具体解决措施及方案。该方法首先是将多维机械设备的可靠性研究转入了一个求解非线性方程组中，然后用线性代数的求解方法对靠性数值进行计算，同时根据数值对一般数控机床设备进行可靠性设计思想及方法的研究和分析，然后根据对该可靠性数据的分析指出数控机床设计中所存在的不足之处及缺点。这也就是我们常说的这一概念最初的起源之处。另外，在王元文提出了“剩余可靠度”这一概念后，利用其可靠度之和建立了级小化目标函数。因此，也就形成了以可靠性条件及边界条件相约束的数控机床设计可靠性研究数字模型。也因函数的建立编制了计算机应用程序。这也大大方便了人们对数控机床的可靠性设计进行研究，同时还可以利用实例分析法验证数控机床可靠性研究结果的正确性。

3.2 利用率论的应用以及以统计学理论的数学基础知识进行研究

对数控机床的可靠性研究，其本身就是一个较为定性的概念，因此在研究中可以通过对概率论的应用以及以统计学理论的数学基础知识对数控机床的可靠性研究进行量化式的计算。例如：在采用概念计算法对有限元边值进行求解时。首先从数控机床可靠性研究的数据中推导出了许多周期系统参数稳定性与灵活度的可靠性计算公式。同时推算出了这些随机数据参数对数控机床设备运行转数的影响，从而从根本上避免或解决数控机床运行时可能会出现的可靠性安全总理。另外，目前国内的各高校也不断地对数控机床的可靠性进行研究与分析。例如：东北大学就对数控机床中的五轴加工中习运动学进行了可靠性研究，并且在研究中运用蒙特卡洛法判断出五轴加工在数控机床运动中的可靠性数学计算模型。同时，东北大学通过对数控机床的点估算与跟踪估算验证了运动学可靠性分析研究的效果。这一研究结果大大提高了数控机床的设备加工质量及精准度，并对延长数控机床工作年限有着十分重要的作用。

4 数控机床关键部件的研究

一般来讲，数控机床是属于一种全新的具有高技术含量的产业及设备，而数控机床内的关键部件则是高技术含量设备中的一个独立的单元技术载体。这些关键部件对数控机床的运行稳定性起着至关重要的作用。在数控机床设备中，其关键部件主要包括了：数据控制系统、主轴单元、滚珠丝杠、直线导轨、NC工作台、伺服电机、刀库及换刀装置、防护装置等。同时来讲，数控机床关键部件是数控机床设备中最为重要的组成部分，因此对关键部件的可靠性研究更显其重要性。首先来讲，关键部件的可靠性研究方法与数控机床的可靠性研究方法有着很大的不同之处，因此要对关键部件进行研究时是不能够按照数控机床的研究方法来进行的。

目前而言，我国现存的对数控机床关键部件的可靠性研究主要包括用平均故障间隔法、用平均修复时间法、用固有可用度及精度保持时间法等对关键部件的可行性进行研究。例如：吉林大学的宗立华教授就指出：运用平均故障间隔时间法对数控机床的刀架部件进行可靠性研究，可以更为全面地对数控刀架的可靠性进行评定。同时，由于数控机床中刀架故障的产生与其转位时换刀次数及过程有着很大的关联，但同时，在刀架工作过程中，其也不一定是始终保持在转动状态下的。因此，利用平均故障间隔法根据刀架转动的次数来分析其可靠性，是较为准确的一种方法。另外，目前随着科技的发展以及可靠性研究技术的发展，在对关键部件进行可靠性研究时可以通过计算机软件以及PLC系统对可靠性指标进行控制，从而实现换刀设备的自我检测功能。最后，对于数控机床设备中的滚动功能部件的可靠性研究中，可通过对指标的确定以及验证失效分析等方法，对关键部件的可靠性进行评定与分析，从而达到数控机床关键部件功能最优的目的和效果。

5 结语

综上所述可知，数控机床及其关键部件的可靠性研究对提高数控机床设备的整体运行能力都具有着十分重要的作用。因此，在进行数控机床及其关键部件右靠性研究时，要根据其特点及实际的运行规律为出发点，进行分层次地研究，从而达到排除预防故障发生，提高数控机床整体运行能力的最终目的。

参考文献：

[1]杨兆军，陈传海，陈菲.数控机床可靠性技术的研究进展[J].机械工程学报，2013，49（20）：130-139.

[2]赵仲琪.关于高档数控机床关键功能部件可靠性技术研究的探讨[C].第二届数控机床与自动化技术专家论坛论文集，2011：50-52.