时间：2022-11-15 12:15:16
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机床设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
五轴数控铣床方案设计
1总体方案设计
笔者所研究的五轴数控铣床,是一种针对模具加工的高速、高效率机床,并可以选配五轴功能,可使工件在一次装夹下,完成五面的加工。为了实现高性能动态特性,其基本结构考虑为工作台固定,横梁-滑座-主轴箱移动分别实现三坐标进给,具有三坐标自动定位和三坐标联动机能。固定工作台可以换成双摆工作台,实现五轴联动。主要技术指标如表2所示。
2具体方案设计
2.1第1种方案
第1种方案将该五轴数控铣床设计为龙门式,具体工作形式可以描述为:龙门架则沿床身作纵向(x方向)运动,滑枕沿着龙门架作横向(y方向)移动,主轴箱沿着滑枕作z方向的移动。工件固定在平转台上,平转台固定在立转台上。平转台绕z轴作转动,立转台又同时绕x轴转动。这样就实现了两个坐标轴的转动,如图2所示。
2.2第2种方案
该方案为立式五轴数控铣床,其底座固定,滑枕沿着底座作x方向移动,立柱在滑枕上作y方向移动,主轴箱沿着立柱作z方向移动,这样就实现了三轴联动。工件固定在平转台上,平转台又固定在立转台上。平转台绕z轴转动,立转台又同时绕x轴转动,这样就实现了两个坐标轴的转动。当给该数控铣床输入程序时就会实现五轴联动。五轴分别为3个平动轴和2个转动轴,如图3所示。
该立式五轴与龙门式五轴的运动方案基本相同,不同的是布局上有区别。龙门式数控铣床的主轴箱沿着滑枕作z方向移动,而该立式五轴数控铣床的主轴箱则沿着立柱进行z方向移动。
2.3第3种方案
该方案也是立式五轴数控铣床,床身固定在地面上,滑枕在床身上沿着y轴方向移动,支座在床身上沿着z轴方向移动,同时工作台在支座上沿着x轴方向移动,这样就实现了三轴联动。平转台固定在工作台上绕着z轴方向作回转运动,刀具固定在立转台上,立转台在滑枕上绕着y轴作回转运动,如图4所示。
基于ADAMS运动仿真
1对3种设计方案的运动仿真
应用SolidWorks三维绘图软件对每种设计方案中的数控铣床进行建模,然后导入到ADAMS软件中。在ADAMS软件中把模型加入约束、驱动并对运动方式进行编程仿真,模拟出五轴数控机床的运转情况,可以在虚拟的条件下看到机床的物理形态和动态运转情况,达到可视化目的。
在设计该机床运动轨迹时,ADAMS软件虽然可以实现五轴联动,但是五轴联动后的运动轨迹并不直观,因此决定采用三轴联动。
第1种方案中先设置床身与横梁处的Motion3、横梁与滑枕处的Motion2、滑枕与滑板处的Motion4,然后设定仿真时间为9,共为500步,结果形成的轨迹为一螺旋线。图5、图6所示为第1种设计方案的三维模型和刀具轨迹。
第2种方案中先设置床身与滑枕处的Motion1、滑板1与滑枕处的Motion2、滑板1与滑板2处的Motion3,然后设定仿真时间为9,共为500步,结果形成的轨迹为一螺旋线。图7、图8所示为第2种方案的三维模型和刀具轨迹。第3种方案中先设置底座与滑枕处的Motion1、底座与滑板处的Motion3、支撑台与滑板处的Motion4,然后设定仿真时间为9,共为500步。该方案与前两个方案的不同之处在于不是由刀具直接形成螺旋线,而是工件在工作台上作圆周运动,刀具作直线运动,由这两种运动形成螺旋线。图9、图10所示为第3种方案的三维模型和合成轨迹。
2结果分析
2.1第1种方案
该布局形式为龙门架移动式,其主轴可以在龙门架的横向与垂直溜板上运动,而龙门架则沿床身作纵向运动。如图6所示方案1中的刀具运行轨迹为螺旋线,该方案采用x,y轴的对称布局形式,提高了机床的热稳定性及加工精度。这种布局适用于加工较重的工件,可以减小铣床的结构尺寸和质量。该龙门铣床的优点是:
1)占地面积小。工作台移动式龙门铣床,整机长度必须两倍于纵向行程长度,而第1种方案设计的龙门铣床的整机长度只需纵向行程加上龙门架侧面宽度即可;
2)动态响应好。该移动式龙门铣床采用的是固定工作台,一般与床身整体铸出,龙门框架纵向运动的驱动力矩等值不变,不会因工件的承载重量的改变而变化,从而保证了加工精度和机床的响应性能。
2.2第2种方案
该机床为立式数控铣床,采用工作台转动,且主轴沿垂直溜板上、下运动。由滑枕和滑板实现x,y两个坐标的移动,主轴沿立柱上下实现z坐标移动。如图8所示的方案2中的刀具运行轨迹,主要优点在于z轴导轨的承重是固定不变的,有利于提高z轴的定位精度和精度的稳定性;但是由于本铣床的z轴承载较重,不利于提高z轴的快速性。
2.3第3种方案
该机床为立式数控铣床,工作台沿z坐标上、下移动,主轴头为转动式。图10所示为方案3的合成轨迹,该方案由工作台和滑枕实现了x,y坐标的移动。其主要优点是适用于加工质量较小的工件,缺点是机床的结构不太稳定,导致加工精度受到影响。
综上所述,根据表2给出的技术要求可知,龙门式五轴数控铣床工作行程要求较大,承重要求较高,因此第3种方案不符合设计要求。从机床布局的结构来看,龙门式的布局更为合理,而第2种方案设计的立式五轴数控铣床的热稳定性及刚性都不如第1种方案设计的龙门式五轴数控铣床。
结论
1)将可视优化设计与概念设计相结合,提出了数控机床概念设计流程,并应用于某五轴数控铣床的方案设计。
1.1工艺路线确定
工艺路线的制定是工艺规程的关键，是工艺规程的总体设计。工艺路线是否合理，会直接影响加工质量、生产率，也影响到人员、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用。此零件加工精度较高，为保证加工精度，加工分三个阶段进行：粗加工首先要完成主要余量的切削，半精加工完成次要表面的加工，并为精加工加工出精基准，精加工完成主要表面加工，达到图纸要求。为确保加工质量，提高生产效率，确定加工此零件的工艺路线为：粗车—热处理—半精车—铣削—磨削。
1.2工序尺寸及其公差确定
首先确定圆柱面的工序尺寸，圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。
1.3毛坯选择
零件属于轴类零件，尺寸变化不大，结构也不复杂，所以毛坯的类型采用棒料。
1.4基准确定
因为零件是轴类零件，所以选择中心孔定位，这既符合基准重合原则又符合基准统一原则，便于保证加工质量，提高生产效率。
1.5加工顺序确定
按照先面后孔的原则，所以加工时应先加工外圆，然后后加工键槽和四个平面。另外，因零件需要热处理调质，为了保证调质层深度，调质热处理安排在粗车之后半精车之前较合理。螺纹、退刀槽等次要表面，应在半精加工过程中完成，以保证质量和效率。
1.6新工艺效果
对于普通机床的适用而言，大多数工厂只会用于粗加工和半精加工，缺乏有效的工艺卡片使得普通机床并不能够体现出它的价值所在，而某些零件并不一定都适合或者必须适用数控机床来完成，对于很多生产条件较差的企业，普通机床加工轴类零件意味着更加有效的使机床的适用能够最大化，过本文粗车和半精车的装夹顺序可以保证，倘若按照传统加工装夹顺序，外圆尺寸精度和同轴度的要求对于普通机床而言非常难以控制，就会造成生产率大幅度降低并且容易出现废品。这正是本文合理加工工艺的关键所在。
2结论
关键词：机床床身；变形；ANSYS
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.034
0 绪论
机床床身的变形严重影响机床加工精度，为此国内外学者针对床身引起的机床精度损失开展了相应的研究工作。李艳[1]以牛头式电火花加工机床为研究对象进行了仿真分析，Z轴施加配重，而且有利于减小机床的变形；李初晔[2]利用有限元对数控龙门铣床的承载变形进行了分析；吕亚楠[3]针对并联机床的静刚度进行了仿真分析；朱祥[4]利用有限元软件建立了大型落地式镗铣床TKS6916整机模型。田杨等[5]应用有限元-边界元耦合的方法建立了重型数控机床-基础系统的承载变形模型，并将光纤技术引入到承载变形检测中。
由于机床床身的复杂性，单纯的进行仿真分析必然浪费大量的计算资源，本文将床身考虑成超静定梁，建立了理论模型，通过仿真分析验证了理论模型的正确性，从而可应用该模型进行床身变形分析，为机床设计提供了简单、可行的计算方法。
1 理论模型
机床床身与混凝土基础通过地脚螺栓固接，因此可视机床床身为如图1所示的超静定梁，本文通过分段独立的积分法求得梁结构的挠度方程。
由材料力学知识可知梁的挠曲线近似微分方程有：
对于段：通过一次积分得到转角方程：
通过再一次积分得到挠曲线方程：
段：通过一次积分得到转角方程：
通过再一次积分得到挠曲线方程：
利用如下位移边界条件、力边界条件和连续条件解得积分常数、（）
，…，，
2 床身变形仿真分析
通过CAD软件与CAE软件的无缝对接，本文应用大型CAD软件UG建立机床三维模型，导入ANSYS中进行床身变形仿真计算，在施加约束过程中，论文选择直接对底部滑座施加载荷，免去机床横梁与立柱的有限元计算，通过多次尝试选择网格大小为0.2m的网格划分网格，将机床自重的一半施加到滑座上，从而完成床身的有限元分析，得到的有限元仿真云图如图2所示。
3 结论
论文将机床床身简化成超静定梁，应用工程力学知识推导了梁结构的变形方程，通过CAD与CAE软件无缝接口技术，对床身部分进行了有限元的仿真分析。通过仿真分析，验证了床身变形理论模型的正确性，为机床的设计提供了一种直观的计算方法，解决了依靠分析软件进行的复杂仿真问题。
参考文献：
[1]李艳，杨大勇，刘建勇.基于有限元分析的电火花加工机床变形研究[J].航天制造技术，2012（06）：38-41.
[2]李初晔，王海涛，冯，马岩.高速数控龙门铣床有限元分析高速数控龙门铣床有限元分析[J].制造技术与机床，2013（02）：75-79.
[3]窝情，王立平，关立文.一种冗余并联机床静刚度有限元分析与优化设计[J].机械设计与制造，2008（02）：1-3.
[4]朱祥，寸花英，李坤，刘意，闫伟.大型落地式镗铣床TKS6916整机有限元分析[J].机床与液压，2013（01）：124-127.
[5]田杨，蔡力钢，刘志峰，王全铁，宁越，张柯.重型龙门数控机床-基础系统承载变形[J].北京工业大学学报，2016（01）：9-16.
数控机床在现代制造业中扮演着一个重要的角色。本论文介绍了THY5940型立式加工中心设计思想和设计过程。主要叙述了数控进给系统的传动设计及主要传动件滚珠丝杠及其支承的设计计算。并对进给系统进行了校验，取得了预期的效果。
该机床适用于摩托车、汽车、轻工机械等行业提高生产率。不仅对刀具的位置或轨迹进行控制，而且还具有自动换刀和补偿功能，具有很高的强度，刚度和抗震性。以前采用的专用机床加工零件，虽然效率较高，但制约被加工零件的改进。而加工中心具有柔性，从而能适应产品在最短时间内达到商品化。本加工中心的设计拟采用主机，数控系统(包括伺服和驱动系统)及相关配套件三部分组成。在对以前研究成果分析总结的基础上，按照技术要求指标，对初步拟订的方案进行细化，论证，完善和总结。
加工中心的进给系统承担加工中心各直线坐标轴的定位和切削进给，进给系统的好坏将直接影响整机的运行状态和精度指标。设计过程中应使进给稳定性和快速响应的特性。同时，要求有合理的控制系统，而且要求对驱动元件和机械传动装置的参数进行合理的选择，使整个进给系统工作时的动态特性相匹配。
THY5940型立式加工中心机床解决了单件，小批量，特别是复杂型面的零件的加工自动化问题。对于提高企业的生产率，提高工件的加工精度以及提高机床的使用寿命都具有十分重要的意义。
经过研究，本论文基本取得了预期效果，完成了进给系统的设计计算。同时，对数控机床的进给系统设计方法的研究也取得一定的效果。
关键词：数控技术；数控机床；进给系统；滚珠丝杠
Abstract
Numericalcontrolmachinetoolsplayanimportantroleinnowadaysmanufacturing.ThisarticleintegratethedesignmethodanddesignprocessoftheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940.Itspecifiesthedrivingdesignandimportantdrivingaccessory–ballbearingandit，sbearingoftheenteringsystemofNCmachiningcenter.Inthesameway,checkouttheenteringsystem.Wehaveachievedthemethodofintelligentdesign.
Thismachineappliestocar/motorcycleandlightindustryofengineinordertoimprovetheirproductionratio.Itisnotonlycontrolthepositionandtrackofthefalchion,butalsohasthefunctionofchangethefalchionautomaticallyandcompensates;havehighintension/Steeltonandnon-shake.Intheolddays,peopleoftenusespecialmachinetoproductaccessories.Althoughhaveahighproductionratio,hobbletheimprovingofproducingaccessories.ButNCmachiningcenterisflexible,soitcanadoptthechangedproductionandorganizeproductionandshortenregulateperiodofproductionpossibly.TheNCmachinecenterdesignadoptmain–frame\NCmachiningcentersystemandcorrelativeaccessories,onthebaseoftheformerstudyprogeny.
TheenteringsystemofNCmachiningbearsNCmachiningalllinecoordinateordinationandcuttingentering.Theadvantageanddisadvantageofenteringsystemwillinfluencethedrivingstationofthewholemachineandprecisionguideline.Intheprocessofdesign,weshouldmakesurethattheinterringsystemmeetsthestabilityandresponsequickly.Contemporary,requirereasonablecontrolsystem.Furthermore,havealogicalchoosefortheparameterofdrivingsettings.Sothewholeenteringsystemcanmatchthemachinewhenitisworking.
TheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940settletheproblemsoftheproductautomaticallyofoneaccessorysmallproductionandcomplexaccessories.Thismachinehasanimportantroleinimprovingtheproductionofenterprisetoimprovetheproductprecisionandadvancethelongevityofmachine.
Afterthisstudy,wehaverealizedtheanticipatepurpose.Wehavecompletedtheantitypeoftheintelligentdesignsystem,andwehaveachievedthemethodofintelligentdesign.
Keywords：Numericalcontroltechnology；Numericalcontrolmachinetool；Feedsystem；Ballbearingguidescrew
THY5940型立式加工中心是为汽车/摩托车/轻工机械等行业提高生产效率而开发的新产品。该机床总体布局为工作台固定，立柱移动式。主运动采用数字交流伺服电机拖动，可无机调速。该加工中心除针对汽车零件的加工外，还可以对其它种类的零件进行铣、镗、钻、扩、攻丝、平面及任何曲面的加工，它是轻工机械领域较为理想的设备，特别适合于汽车、摩托车行业以及轻工机械行业大批量生产的需要。该产品既可单机使用，也可以通过小的改动与柔性生产线联机使用。因此，产品使用范围广。
根据加工特点及提高生产率的要求，采用加工和装夹同时进行。使工作台的一侧为加工区，另一侧为卸载区。加工时工作台固定，加工完工作后，只做旋转运动，代替交换工作台的功能。机床的三个移动坐标(X、Y、Z)均由主轴实现。主轴箱侧挂于立柱上，并实现Z向进给。立柱在滑座上移动实现Y向进给。滑座在床身上移动实现X向进给。在工作台两侧设有螺旋排屑槽，将切屑排至机床的后面，在通过链式排屑器(与冷却水箱一体)传至切屑集中处。整机设有防护间，电器柜在防护间一侧便于操作，液压站安置在电器柜后面，从整体上设计较为合理。
目前我国数控机床的数量和品种，尚不能完全满足国内市场需求，自2000年以来，我国数控机床年产量以平均37%的速度增长，2003年国产数控金属切削机床年产量达到36000多台。但由于进口机床的大量涌入，国产金切数控机床在国内市场的占有率明显下降。2003年我国国内机床总消费为67.3亿美元，其中进口机床41.3亿美元，已连续三年成为世界最大的机床进口国。进口依存率113%，国内市场自我满足率仅为44%，远远低于日本的86%，意大利的67%和德国的59%，可以说已威胁到我国机械制造基础产业的安全。同时仅2003年1年，就有德国吉特迈集团，日本牧野铣床，日本丰田工，意大利利雅路集团及韩国大宇机床等在我国开办独资企业。在开拓国际市场的同时，中国机床企业在国内却面临着越来越严峻的竞争形式。2004年我国机床进口突破了55亿美元大关。[1]
分析表明，中国机床市场目前仍分为中低端和高端两个领域。众多中国企业，通常是国有企业占据低端市场，“低端混战“愈演愈烈，但高端市场则主要由外国制造商，特别是被欧洲，日本的制造商垄断。我国汽车，航空和航天，发电，船舶，特别是军工等行业急需的高技术数控机床75%甚至100%依赖进口。部分高档数控机床仍然被作为战略物资在国际市场上受到禁运限制。
但如今这一切正发生改变，新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品山主导地位。沈阳机床集团机床股份有限公司中捷友谊)为上海磁悬浮快速列车线生产的s台数控锉铣床组成的轨道梁生产线就是一个例子。数控机床发展的关键配套产品通过政府的支持有了突破和快速发展，如北京航天机床数控系统集团公司建立了具有自主知识产权的新一代开放式数控系统平台;烟台第_机床附件)开发为数控机床配套的多种动力卡盘和过滤排屑装置。我国机床市场正形成以数控机床为主流的消费，但我国在数控机床网络化方面与国外仍然有很大差别。
本机床为THY5940型立式铣镗加工中心，产品规格为400*630*2。
技术参数
项目单位规格
型号THY5940
工作台尺寸mm400x630x2
承重kg500
立柱横向行程Xmm600
立柱纵向行程Ymm400
主轴箱垂直行程Zmm600
工作台回转C0°\180°
主轴锥孔ISO7:24No.40
主轴转速r/min45-6000
主轴最大扭矩N.m
180
主电机功率kw7
主轴中心到立柱导轨面距离mm530
主轴端面到工作台面最小距离mm210
切削进给X、Y、ZMm/min1-10000
快速移动X/Y/Zm/min24/24/15
刀库容量把16
定位精度X、Y、Zmm±0.005
重复定位精度X、Y、Zmm±0.003
机床重量kg10000
机床外形尺寸(长x宽x高)mm2760x2850x2725
目录
摘要I
ABSTRACTII
第1章引言1
第2章THY5940简介4
2.1机床的设计参数4
2.2机床坐标与进给传动机构5
第3章进给系统的设计计算6
3.1数控机床进给传动系统机械结构6
3.1.1进给传动系统的机械结构6
3.1.2设计传动系统时应注意的问题7
3.1.3传动过程中的关键元件8
3.2滚珠丝杠的选择9
3.3丝杠拖动电机的确定9
3.3.1丝杠的转动惯量J9
3.3.2电机的选择10
3.4刚度计算11
第4章滚珠丝杠副的校验与进给系统误差分析13
4.1机床定位精度与丝杠精度13
4.2滚珠丝杠的疲劳强度13
4.3死区误差的分析14
4.4由传动刚度的变化引起的定位误差14
第5章机床的总体设计思路16
5.1主轴箱平衡和主轴箱拖动16
5.2滑座及立柱拖动16
5.3床身及滑座拖动16
5.4机床的防护系统17
结论18
德国对从事职业教育的专职教师要求非常高，必须获得硕士学位，且有在企业至少五年的专业实践经历，取得相关领域的职业资格证书，体现出德国职业教育教师培训的高等教育化和实践专业高技能。
我国的职业教师越来越多地具备了高学历，加之教育部从2000年开始每年招收1000名在职职校教师进行硕士培训，提升职业教育的教师硕士比例。在国家政策的有利扶持下，职业教育得到前所未有的发展机遇，在职业教学层面上更需要一支高素质、高专业水平的师资队伍，体现为教师和技师的高度融合。
2 对教师和技师的理解
教师 教师是教育的产物，承担着大量的教学任务。教师既是一种社会角色，又是这一角色的承担者。广义的教师是泛指传授知识、经验的人，狭义的教师是指受过专门教育和训练，并在学校中担任教育、教学工作的人。教育改革发展过程的新要求，首先在教师身上体现出来。由此，高职教师从事教学工作必须获得高校教师资格证书，还具备以下高水平的要求。
1）著名教育家叶圣陶曾说过：“教育工作者的全部工作就是为人师表。”为人师表是教师的工作，高职教师必须具有“三高”的整体素质，即思想水平高、教学水平高和学术水平高，在节奏快、压力大的生活和工作中，更要有健康的人格。还要达到“三强”能力，即教育能力强、实践能力强和科研能力强。
2）《师说》中说：“古之学者必有师，师者，所以传道、授业、解惑也。”教师之本是教学，高职教师必须熟悉所从事的职业岗位对人才知识结构和技能结构的要求，能按照可持续发展的职业能力开发新的课程内容，培养实用的高技能人才。
3）高职教师必须深入企业实践锻炼，提升自身实践能力。高职教育是培养高职学生具有较强的实践技能，为此，教师先要具备动手能力和解决有关技术问题的能力，现场具有示范作用。
4）高专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net职教师必须具有团队协作精神。高职教学经过高效整合后，课程具备较强的综合性，这就要求教师善于与他人合作，保持平和的心态，借鉴和使用他人的知识和专长，相辅相成、积极协作，发挥自身更富创造性的作用。
技师 技师是指技能工程师，是具备相关技术，掌握或精通某一类技巧、技能的人员。在企业中技师具有丰富的业务知识和熟练的操作技能。
以“数控机床装调维修工”国家职业标准为例，其中“培训教师”说明：培训中级、高级数控机床装调维修工的教师应具有本职业技师及以上职业资格证书或本专业（相关专业）中级及以上专业技术职务任职资格；培训技师的教师应具有本职业高级技师职业资格证书或本专业（相关专业）高级专业技术职务任职资格；培训高级技师的教师应具有本职业高级技师职业资格证书两年以上或本专业（相关专业）高级技术职务任职资格。
其中“申报条件——技师（具备以下条件之一者）”：
1）取得本职业高级职业资格证书后，连续从事本职业工作五年以上，经本职业技师正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书；
2）取得本职业高级职业资格证书后，连续从事本职业工作八年以上；
3）取得本职业高级职业资格证书的高级技工学校本职业（专业）毕业生，连续从事本职业工作两年以上。
考取“数控机床装调维修工”技师资格证书的基本要求包括：职业道德规范、电气基础知识和机械制图、金属材料、液压传动、钳工操作、机床编程等相关基础知识；会数控机床机械装调和维修，或掌握数控机床电气装调和维修。
对教师和技师的理解 高职教育的主要任务是培养技术应用性人才和高技能型人才，要求培养的人才必须达到层次的高级性、知识能力的职业性。为适应高职教育的发展需求，对师资队伍的要求必须是“双师型”——教师和技师。我国大多数高职院校的教师是从事理论教学，技师是从事实训教学。
目前，对“双师型”教师和技师的认识有不同观点：一是持有“双证型”，持有高校教师资格证和某一职业技能证的教师就是“双师型”教师；二是“双能或者双素质”说，认为既具有作为高校教师的职业素质和能力，又具有某一行业的技师职业素质和能力的专业教师；三是“叠加”说，比“双证”“双能或者双素质”对“双师型”教师概念的界定更全面，它强调的是“双证”和“双能”累加。不同的行业对“证”和“能”的要求差异较大。
承担培养学生具有较强的实践动手能力和解决实际应用问题能力的工作任务，需要一支由教师和技师组成的结构合理的队伍来实现，而非人人既是教师又是技师的队伍。“双师型”教师是职业教育理论知识教学和职业技能实训指导的教师群体，是职业教育师资队伍的特色表述。
3 职业教学融合
在职业课程教学的各种不同学段、不同课程、不同实训场所，培养学生学习相关技术及其应用能力，需要讲专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net授理论教师和指导实训技师的有效融合。
教学与工作过程融合 教师制定的教学目标是培养学生今后从事实际工作的职业技能。以“数控机床机械装配”课程为例，该课程学习内容是遵循生产实践中数控机床机械装配的工作任务，融合于教学，由技师指导学生解决工作过程中的问题，从而学到知识和能力。
课程知识内容与装配技能融合 教师设计、讲解“数控机床机械装配”课程的知识内容，包括“学习项目1：认识数控机床机械结构和装配工量具，操作数控机床”“学习项目2：数控机床主传动系统的装配”“学习项目3：数控机床进给传动系统的装配”“学习项目4：液压与气动系统操作与调试”“学习项目5：数控机床自动换刀机构的认识与操作”“学习项目6：数控机床调平和精度检验”“学习项目7：数控机床性能及功能检测与验收”。
技师指导学生装配操作，完成数控机床机械装配之前，要教会学生使 用装配工具；装配时，要教会学生清洗零部件、正确使用装配工具、按装配工艺规范能装配数控机床功能部件；装配后要教会学生使用量具，检测数控机床的精度和性能。由此可见装配知识与技能实现了融合。
理论学习与实践融合 “数控机床机械装配”课程采用理论与实践一体化的教学模式，教学中教师精讲理论，技师训练学生多动手操作。实践是实现由知识到能力转化的重要途径，以“做中学”为主，训练学生运用知识的能力，体现了实践与理论学习的融合。
课程教学内容与职业资格标准融合 高职院校依托行业协会制定岗位职业标准，为培养企业需要的高技能人才，与企业合作修订了各个专业人才培养方案，将职业资格标准与课程教学内容融合。教师结合职业资格标准完成教学内容，技师指导学生取得职业资格证书。
教室与实训场地融合 在“数控机床装配与机电联调车间”一体化课程教学场地，教师现场讲解数控机床机械装配的理论知识，技师训练学生数控机床机械装配技能，将理论教学的教室和实训场地合一，建设一个真实的工作环境，实现理论教学场所与技能训练场地融合，为学生提供体验实际工作过程的学习条件。
教学理念与教学行为融合 教学理念就是人们对教学和学习活动内在规律认识的集中体现，同时也是人们对教学活动的看法和持有的基本态度和观念，是人们从事教学活动的信念。“数控机床机械装配”课程确立了知识与技能目标，强调学习过程与方法，更要注重情感态度与价值观，这是课程改革的基本理念。教学行为专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net是与教师、学生相关的一切教学活动，是教师的教学实践。教师在教学中运用任务驱动法培养学生的思维能力、合作交往能力，使学生乐于学习、勇于探究、学会合作，从而促进学生的学习和发展。将先进的教学理念转化为有效的教学行为，并以有效的教学行为促进先进教学理念发展，教师和技师都要促进教学理念与教学行为的融合。
4 结束语
集教师和技师于一身的“双师”在职业教育别是专业发展中属紧缺人才。教师和技师从原始上根本不同，教师教书育人，技师生产产品，但是现在两者在职业课程教学中开始融合，都具有教书育人、生产产品兼顾的职责，不可或缺。所以不要求教师和技师风格、水平整齐划一，而是允许“双师”在专业发展方向和水平上存在差异，在统筹兼顾专业理论与实践教学的基础上，鼓励和支持“双师”形成自己的专业发展优势和个性风格，允许教师和技师从单一型、叠加型发展到融合型，成为真正专业化的“双师型”职教教师，从而形成群体理想的“双师型”教师队伍。理想的职教教师在专业理论知识和专业实践能力方面应融合为“一师”，而不是目前所说的“双师”。
参考文献
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关键词：高职；机械类专业；毕业设计；创新实践；教学研究
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2012）06-0019-02
毕业设计是带有研究性质的专题研究、分析、设计、报告，是完成教学任务、培养合格人才的一个重要实践性教学环节。通过毕业设计，可以培养学生的开发和设计能力，提高综合运用所学知识和技能能力及分析、解决实际问题的能力，检验学生的学习效果，具有重要意义。毕业设计旨在使学生对所学的基础理论和专业知识进行一次全面、系统的回顾与总结，通过对具体题目的分析，使理论与实践相结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能，提高独立思考能力，培养团结协作精神，形成利用所学知识分析、解决实际问题的能力，促使学生养成严谨的科学态度和工作作风。我院2008级机械制造与自动化专业学生的毕业设计内容主要是围绕机电产品零部件的制造生产工艺及夹具设计、加工某零件对夹具（刀具、量具、工具）的设计开发或改进设计，给出设计课题，让学生根据具体零件对夹具（刀具、量具、工具）的设计开发或改进设计进行分析探讨，既有实际意义，又能指导学生未来的工作。根据我院2008级机械制造与自动化专业学生的实际知识、能力现状，笔者大胆地对毕业设计教学活动进行了创新，并取得了一定的成效。
毕业设计选题的创新笔者作为指导教师，给学生的毕业设计课题主要包括具体零件加工用夹具、刀具、量具、工具的设计或改进设计。毕业设计课题的内容很实，每个学生独立完成一个课题，学生感到既熟悉又新鲜更实用。旨在使学生历练毕业设计的整个过程，掌握进行机械设计的方法，也就是说对所学的基础理论和专业知识进行一次全面、系统的回顾和总结，通过对具体题目的分析，使理论与实践相结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能。本阶段的主要任务是对所选课题进行全面了解，发现需要解决的问题，或根据个人的情况，结合具体课题的应用需要，草拟出毕业设计题目：（1）零部件的制造生产工艺及夹具设计；（2）专用量具的设计开发或改进设计；（3）新型刀具的设计开发或改进设计；（4）专用工具的设计开发或改进设计；（5）实训中心工具箱改进设计。要分别对每个课题列表进行详细说明，对学生应具备的能力提出具体要求，如需要有较强的绘图能力等。然后供学生选择，类似于毕业设计指导教师与学生的双向选择。在毕业设计选题阶段，指导教师给出的课题要描述清楚，做到既要实用，又要学生熟悉，真正使选择该课题的学生从毕业设计一开始就有兴趣，愿意克服困难，积极主动想办法完成。
毕业设计资料收集、分析计划阶段的创新根据课题所涉及的内容和论点，学生要有针对性地进行学习，查询相关资料和文献，对资料进行收集归类。要求每个学生准备一个资料袋，在搜集到的每一份资料上注明出处，便于以后的参考文献标注。查找资料可以通过学院的教学资源库，如万方数据、中国知网、维普以及图书馆的专业书和工具书等，通过复印标注、整理、编号、归类。对收集到的资料要进行研读，筛选出符合自己需要的优秀实用的资料，从中找出并标注出较好的设计理念，启发课题设计内容构思，确定课题设计概要目标，并与指导教师交流。该阶段在酝酿时间上不能过于强求。如某学生选做实训中心加工工具箱改进设计，一周后拿不出自己的设计思想，很着急且无从下手。我问他：你觉得实训中心加工工具箱有哪些不足？他列出：工具箱笨重搬动不便、门打开容易挂伤、图纸摆放不便于阅读、分层不合理、工具箱的外形不合理、茶杯没有摆放位置等。我指出可针对以上不足对工具箱进行可行性改进设计。最后该学生的毕业设计发表在《煤矿机械》杂志上，并获得国家实用新型专利授权。又如某学生选做车床卡盘扳手的改进设计，由于资料收集少，难以完成。我问他：你觉得车床卡盘扳手有哪些不足？他列出：不安全、麻烦（刀架、卡盘两个扳手）等。我要求他针对以上问题设计出一种多功能车床安全卡盘扳手，其设计成果发表于2012年1月的《机床与液压》杂志上，并获得了国家实用专利授权。
毕业设计阶段、修改阶段的创新毕业设计阶段要求先绘制零件图、装配图的草图，请同组的学生指出错误，指导教师再从视图表达、尺寸标注、技术要求方面提出修改意见。每位学生的设计图要修改3～4次，都要经过同组学生互审后再由指导教师审查。这样，在相互交流中，学生在绘图过程中一些常见的错误在毕业设计过程中慢慢得到了纠正。绘图顺序一般是先用手工草图绘制进行交流修改，再用CAD画出完整的图定稿，必要时再用PRO-E生成造型图。教师在指导学生进行视图表达时，应参照国家制图标准，遵循用简洁的图示完整地表达自己设计意图的原则。学生的视图表达有时略显稚嫩，指导教师要多鼓励。毕业设计论文撰写要制定总体设计计划，编制论文组成结构，细分各分论点，草拟论文稿。指导教师要对课题题目、文摘、关键词、目录、图、表、计算、参考文献标注、英文翻译等进行细致的规范和指导，并检查论文格式、错别字、病句、字体设置、段落设置等。总而言之，毕业设计的整个过程和论文书写的质量直接影响到毕业设计的成败，指导教师要严格把握审核毕业设计的课题，审查文本结构，指导毕业设计论文细节的处理。
毕业设计成果展示创新在学院毕业答辩委员会的领导下，机械工程系统一安排了答辩，并推荐优秀毕业设计参加系里的公开答辩，对答辩安排和分组以答辩公告的形式进行公告，以使学生的毕业设计成果得到充分展示，让同专业学生能有相互学习交流、比较、优秀成果共享的平台。笔者指导机械制造与自动化专业2008级即2011届毕业的13名学生进行毕业设计，截至2011年4月底，我将其中6位学生的毕业设计通过改编向有关刊物投稿，已被全部录用。分别为：《新型机械加工机床工具箱的设计》（《煤矿机械》2011年第五期）；《千分尺的改进设计与应用》（《煤矿机械》2011年第七期）；《机械加工机床工具箱的改进设计》（《煤矿机械》2011年第九期）；《多功能游标卡尺的改进设计》（《煤矿机械》2011年第十一期）；《安全卡盘扳手设计与应用》（《机床与液压》2012年第一期）；《可转位复合刀具的设计》（《机床与液压》2012年第二期）。还有两项设计获得实用新型专利授权（即上述两个学生设计的车床工具箱和多功能车床安全卡盘扳手）对学生的优秀毕业设计给予充分展示，一方面，是对优秀毕业设计学生的认可鼓励，另一方面，可为下届学生树立榜样。同时，将学生优秀的毕业设计改编成论文，发表在中文核心期刊上，或者使其获得专利授权，得到社会认可，也可以对社会做出贡献，学生在毕业后找工作时，也为自己增添了成功的砝码。
总之，笔者带领学生进行的毕业设计创新实践教学尝试取得了良好的效果：巩固了学生所学的基础理论和专业知识；提高了学生运用所学专业知识独立思考的能力；培养了学生以正确的思维方法利用所学知识分析、解决实际问题的基本技能；增强了学生对机械行业国内外发展现状的认识并拓展了专业知识和写作能力；使学生掌握了文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力；通过参与实际工作使学生进一步了解了社会，具备了一定的实际工作能力。
参考文献：
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[6]罗太景，周国柱.可转位复合刀具的设计[J].机床与液压，2012，（2）.
关键词：切削力，测量，单片机
前言
切削力的测量不仅可以研究切削机理、计算功率消耗、优化切削用量和刀具几何参数、校核切削力和切削温度理论计算的准确性，更重要的是，可以通过切削力的变化来监控切削过程，反映刀具磨损或破损、切削用量合理性、机床故障、颤振等切削状态。
1 计算机向单片机传输命令和数据
通过对单片机的编程来控制USB接口芯片，接收和响应主机对设备发出的命令。在测力系统中，单片机的编程设计程序通常由三部分组成：
第一、初始化单片机和所有的外围电路。
第二、主循环部分，其任务是可以中断的。
第三、中断服务程序，其任务是对时间敏感的，必须马上执行。
当应用程序中的“数据采集”按钮按下后，USB进入主循环函数，将从端点缓冲区中提取命令，并按照命令的要求，调用相应的函数，如采集数据，桥路调零，设置频率等。关键的几个函数如下：
(1) AfxBeginThread( WriteCommand, &mMainWrite)；//启动一个线程，调用传输命令函数
(2) open_ file(threadParam->pipe-name)；//创建文件句柄
(3) open_dev()；//创建设备句柄
(4) DeviceIoControl(hDevice，IOCTL_ WRITE_REGISTERS,
(PVOID)&ioBlock,sizeof(IOBLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL);
//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上，使得相应的设备完成数据输出的功能。论文格式。
(5) WriteFile(hFile,threadParam->pcIoBuffer，threadParam->uiLength,&nBytes，NULL)；
//写文件函数将数据传送到单片机的缓冲区中。论文格式。
2 单片机向计算机传输数据其流程
单片机向计算机传输流程
经过模数转换后的数据首先保存在单片机的数据缓冲区中，当单片机接收到主机发来的IN命令时，调用如下函数将数据传送到计算机的内存中。论文格式。
1) AfxBeginThread( ReadData, &m一ainRead)；//启动一个线程，调用读取数据函数
2) open_ file(threadParm一>pipe name);； //创建文件句柄，准备读取数据
3) open dev ()；//创建设备句柄
4) DeviceIoControl (hDevice，IOCTLesWRITE REGISTERS,
(PVOID)&ioBlock，sizeof(IO_BLOCK)，NULL,O,&nBytes,NULL)；
//DeviceIoControl函数发送控制代码到指定的设备驱动上，使得相应的设备完成数据输入的功能。
5) ReadFile(hFile，threadParam->pcIoBuffer， threadParam->uiLength,&nBytes, NULL)；
//读文件函数将数据从单片机的缓冲区读入到threadParam->pcIoBuffer内存中。
3结论
利用单片机实现切削力测量中USB数据传输功能，以达到对切削力的测量的监控。实现了生产过程中连续自动采样、实时显示、过载报警。
参考文献：
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【关键词】成型机；设计；机理；主要部件；加工
0.引言
随着科技的不断进步，人民生活水平日益提高，对商品的要求与需求也逐渐增大，现代商品的流通中，商品的包装具有显要的地位，包装的质量好坏影响了消费者的购买热情，此外，当代社会提倡绿色发展，成型机在生产回收阶段要考虑产品的再利用问题，不仅便于零部件的拆卸和分离，而且其材料要具有较高的重复利用的可能，资源回收成为了重要的发展方向。绿色包装生产线是成型机运用的重要领域，每年用于产品包装的费用高达500亿美元，成型机在其中发挥了极其重要的影响。研究 成型机的设计和主要部件的加工，对于提升相应的工作效率具有重要的意义，以下做简要的论述。
1.成型机的工作原理
成型机的工作原理和注射器非常接近，借助柱塞或螺杆的推力将已经塑化好的熔融状态的塑料注入到封闭的模腔内，经过定量加料、熔融塑化、施压注射、充模冷却、启模取件等流程得到产品，成型机是在电脑与PLC的控制下进行工作的，无人化的工作非常高，采用全液压驱动的工作模式，并且可以进行液压调频，使用各种物料和块型的成型要求，具有良好的密实性，缩短加工周期。成型机的按照加工产品的种类主要有纸盒成型机、装盒机、纸箱成型机、纸片装箱机、卸箱机等，并且主要是自动化的工作模式，生产的效率高。采用立式储存纸板方式，不需要停机，可以随时补充，采用合理化的设计，包括吸箱、成型、封底等自动化处理，运转的寿命长，精度高，耐用性好。
2.主要设备的选择
零件加工的基础是机床与工艺设备，也是加工质量和生产效率的重要保证，制定工艺环节之前需要对机床与工艺装备进行详细的分析，如加工性能，加工的精度，加工的种类等，必须符合零件加工的尺寸、精度和表面质量等要求，因而需要充分了解基础的规格、性能与参数等信息。
2.1机床的选择
当零件加工的加工和成型的方式拟定之后，加工零件所需要的机床的种类和规格就已经基本确定下来了，由于同一种机床的性能非常接近，而且分级比较细，因而在规格选择的时候需要考虑其他的因素，如性能和参数接近的机床，运行的效率必须要尽量高、能耗少，并且安全性好，才能保证高效的零件加工要求。分析零件加工是需要大批量还是少量的加工，大量生产可以用用专用性高、精度好、效率高的机床，论文中的机床为CA6140型车床。
2.2工艺装备的选择
在成型机中的导向轴的生产采用大批量生产的形式，导向轴可以在机床配备的工艺装备上进行装夹与加工，如中心架、三角卡盘、鸡心夹头等，能够有效的确保导向轴加工的精度和稳定性，在论文中所讨论的部分不需要专门设计装夹工具。
2.3检具的选择
在零件的特征或某些精度的检验方面，尽量采用已有的专业检具，这样不仅可以提高检验的效率，而且能够节省时间和检具制造的费用，提升加工的整体经济效益。论文中所用的量规为光滑极限量规，判断的参考是极限尺寸；孔检验采用塞规；螺纹尺寸和规格的检验采用螺纹规，由于螺纹规的制造相对费时、费工，因而在设计时尽量采用标准的螺纹，减少工作时间。外螺纹的检验采用环规，环规主要有通止规；量规有验收量规、工作量规和校对量规。验收量规一般是验收人员使用的检具，在选择上应该采用接近最小实体尺寸的止规和接近磨损量最大的通规，这样可以使更多的零件符合标准要求。在使用工作量规时，是在工作中用于检验的检具，此时尽量采用未磨损或使用不久的工作量规，可以提升加工生产的精度。
3.成型机的设计及主要零部件的加工
3.1成型机的设计
成型机的工作是完成对包装壳的基本模型的成型，其在整条生产线中布置于碎浆之后，碎浆和水经过进水口进入到成型机的主腔之中。凸模板上又一层金属网，网厚大约为0.3cm左右，凸模上布置许多小的通孔，碎浆和水经过凸模小通孔附着在金属网上面。当碎浆进入其中之后，水流入水箱，在气缸、气缸活塞杆、传动件的作用下带动上下模板之间的齿合运动。当上下模之间的齿合并不完全时，可以通过调节螺栓和螺母达到齿合的精度要求。当上下模板之间的齿合到位之后，经下模板的气孔进气，而上模板的排气孔排出空气，这样形成压强，使基本模型吸附在上模，气缸、气缸活塞杆和传动件再向下运动，推动下模与下模板的运动，直到达到复位状态。此时，上模板额度气孔开始进气，模型受到气压排挤的作用，会从模型上脱落下来，成型的基本形状得到，产品进入下一阶段烘干。上述过程大致为成型机的工作流程，其设计与零件的加工需要在工作的基础上进行分析，才能取得较好的效果。
3.2主要零部件的加工
（1）箱体：箱体零件时整个设备的承载基础，其将设备的气缸、中轴和轴套等集合在一起，形成一个整体，并且箱体的加工尺寸关系到各个零件的分布于布置，按照一定的传动关系分配，论文拟用材质为Q235的槽钢。槽钢分为轻型槽钢和普通槽钢，热轧普通钢的型号为5-40#，经过确认所需的槽钢型号为6.5-30#。槽钢采用凹槽型的长条钢材，腰高120mm，腰厚5mm，腿宽53mm，型号为120×53×5，一般称为12#槽钢，选择好槽钢之后，箱体进行加工焊接与。
（2）轴：轴是整个设备中运作传动的主要零件之一，其精度和性能直接影响了工作的好坏，作为连接和调整设备工作的关键零件，轴需要稳定的工作环境和较高的精度，因而不能受太大的力。论文中的轴是将凹模和连接板连接起来，上面有调节螺母，如果上下模之间的配合不到位时，可以通过调节螺母来进行调试。
连接轴的左端用于连接，因而需要车一段螺纹，长度为120mm，螺纹规格选用标准普通螺纹M24×1.5。其中段的直径为30mm，长度为130mm；右端同样采用标准普通螺纹，规格与左端相同，为M24×1.5，既可以节省换刀的时间，还能方便检测，其长度40mm。因而连接轴的总体长度为290mm。加工的表面粗糙度和尺寸偏差需要根据手册确定。
从加工的经济性方面考虑，由于此类轴具有较好的精度和工作性能即可以满足条件，因而采用45#钢。
（3）其他零部件：其他的零部件包括凹模、凸模、进气口、连接板等，凹凸模的加工根据产品外外壳的形状加以分析，其材料一般为铝合金，其中凹模的内表面和凸模的上表面需要较高的平面光洁度和精度；进气口的加工如果单独来做其成本比较高，因而可以考虑采购的方式来解决，再根据加工的需要做适当的调整或二次加工即可；连接板用轴和螺母进行固定，能够确保凹凸模的位置要求，论文中其长高都为800mm，厚度为30mm，上面打有四个直径为20mm的孔，材料为Q235。
4.结束语
综上所述，能够看出成型机在生产线中发挥着重要的作用，因而研究其工作的方式，研究具体的零部件的构成，可以提高其设计的质量和零部件制造的水平，论文从已有的经验出发，做简要的分析，相关研究有待深入，才能够更好的推动生产线中成型机的发展。 [科]
【参考文献】
[1]刘红普.特种机械加工技术[M].北京：北京理工大学出版社，2010.
[2]唐建生.金属切削与道具[M].武汉：武汉理工大学出版社，2009.
Abstract: Through researching and producing the micro NC teaching lathe,this essay probes into the training methods of engineering talents during teaching research and reform on the basis of SDJU educational policy“ Technology-founded,Application-oriented ”. It aims to further promote the university-level education and the training of practical engineering talents.
关键词: 工程型人才;微型数控教学机床;本科教学
Key words: engineering pattern talent;micro NC teaching lathe;undergraduate teaching
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)08-0154-02
1对于工程的理解
“科教兴国”已成为国家发展战略。科学技术可分科学、技术、工程三个领域。科学是对客观世界本质规律探索与认识,发展主要形态是发现,主要手段是研究,主要成果是论文与专著。技术是科学与工程之间桥梁,发展主要形态是发明,主要手段是研究与开发,主要成果是论文和专利。工程是科学与技术的应用和归宿,是以创新思想对现实世界发展的问题求解,发展主要形态是综合集成,主要手段是设计、制造、应用与服务,成果是产品、产业。
科学发现、技术发明与工程的综合集成,在我国统称为科技创新。然而这三个领域的性质、做法、人才需求都不一样,往往容易忽略工程。工程是强国的根本,科技进步最终落实到工程领域。人才的需求, 最大量是工程领域。我国需要优秀科学家、发明家,更需要工程师和工程型实用人才。
2对于普通高校工程型人才培养的理解
近来我国高等教育发展迅速,规模居全球领先。教育质量不断提高,教改不断深化,都在向综合性、研究型发展,纷纷提出一流办学目标。然而在高等教育中,培养人才类型的问题与高校培养目标、专业设置、课程内容、教学环节等一系列问题密切相关。近阶段,在有关人才类型的看法中存在四类人才说。一是学术型人才,他们发现规律、创造理论,如专家、学者、理论研究工作者;二是工程型人才,他们从事规划、策划、设计工作;三是技术型人才,如工程师、工艺师、农艺师等;第四类是技能型人才。我校作为新生本科院校,提出了“技术立校、应用为本”办学方针,主要培养应用型、技术型人才,应该是 “工程师和工艺师的摇篮”。
3对于我校工程型人才培养方案的探讨
3.1 同类型本科院校工程技术训练现状工程技术训练教学目标是:学习工艺知识、增强工程实践能力、提高综合素质、培养创新精神和创新能力。经过一系列工程要求的实践过程来实现。而目前与我校教学模式相近的本科院校在工程技术训练方面一般采用表1结构体系,从图中可以看出:
机械工程训练教学任务是培养学生了解、认识制造工业生产方式和工艺过程,熟悉和掌握生产工艺技术方法,系统提供工程技术素质、能力培养方面的基本训练。
现代制造训练教学任务是面对制造业日新月异的发展,重点加强“新技术、新设备、新工艺”的学习与应用,掌握现代制造技术的核心内容。
电气技术训练教学任务是培养学生熟悉和掌握常用电气设备的使用方法、电工电子技术的基础知识、常用电气控制线路的设计和PLC与变频器技术的应用。
从表上看三个教学环节没有相互联系,各自为阵,没体现出哪一个教学内容将它们串成一体。而微型数控教学车床教学内容包含设计、制造、管理等,涉及机、电、光等多类学科,此类教研教改能填补以上教学环节的缺陷,完善工程技术训练教学结构体系。
3.2 对于我校工程型人才培养方案的探讨
3.2.1 加强工程设计和实践方面投入,建立开发培养创新能力及交叉型的实训、实验室,作为学生创新活动的学习基地,为学生提供优良的实训、实践场所;
3.2.2 培养、改造师资队伍。大学工科教师不仅要有高学历,还需一定的工程实践经历。同时建立教师再学习制度,充实前沿理论和人文社会科学知识,增强教师的创新精神;
3.2.3 教学方法上应灌输与启发、讲授与讨论并用。由学生提出问题,自己回答解决,也可通过小组讨论方式,增强学生团队意识,工程意识。培养学生发现与解决工程问题的能力。
3.2.4 课程结构应适合科技的发展。专业课内容与时俱进,注重交叉学习,尽量触类旁通的涉猎各个领域,并将这些知识整合成合理的知识结构,形成自己的知识脉络。
3.2.5 在教学安排上按照“内容分层次、训练分阶段、实施按模块”的思路,构建“认识―技术训练―技术革新―创新”的分层次、分阶段的教学模式。
工程技术训练的教学内容安排宜采取模块式、分层次方式进行,可分三个阶段实施:
①工程技术基础实践训练,面向低年级,实践目的初步了解传统工程技术,内容是工业认知和基础实践,掌握其基本原理和简单操作技能;②综合技术实践及技能训练,面向中年级,在学完一定理论基础上,根据专业不同,按项目进行专项与综合实践,培养学生综合分析问题能力和初步解决工程技术问题的能力。③机电复合创新实践训练,面向高年级,主要培养学生创新和设计。学生在教师指导下通过对微型数控车床开发、设计、制造,完成创新与技术革新,提高创新意识与创新能力。
4微型数控机床的教研教改
4.1 微型数控机床的研制背景现代制造技术应用型人才还处于紧缺状态,如何结合我校本科教育,培养更多更好的应用型人才以及通过本课题进一步探索工程型人才的培养是我们教学团队一直思考的问题。现代制造技术是一门涉及专业领域较广的学科,它涉及机、电、光等多类专业,怎样做好机与电相结合、设计与制造相结合、计算机辅助设计与数控机床加工相结合、工艺与管理相结合,为本科建设办出我们上海电机学院的特色是本次课题改革的主要目的。
目前微型数控机床在市场上品种较多,其共同特点是配备手提电脑用MACH软件来控制运动,稳定性较差,与企业实际使用中的数控机床有些差别,当然就不能成为我们现代制造技术教学与培训的首选对象。本课题是为了更好地配合本科中的现代制造技术教学工作,通过认知与感知,培养学生发现与解决工程实际问题的能力,我们拟定设计制造一种微型数控车床,该机床集我团队多年的教学和实践经验,按照全新设计理念,自行开发制造,是一台具有高新技术、微缩数控教学机床。该机床的研制将结合教学由学生自己提出问题,自己设定方案,自行解决问题,通过小组研讨方式,发扬团队合作精神。既增加学生工程实践训练和工程全过程的案例教学,又培养学生发现与解决工程实际问题的能力,增强学生的创新、创业精神和团队协作精神。
4.2 微型数控机床的基本内容本课题研究对象是微型数控教学车床,其功能与企业使用的数控机床要求基本一致,采用数控系统控制横轴(X)、纵轴(Z)两坐标移动,运用卧式车床布局,实现数控车床对各种轴类、盘类零件的内外圆柱面、圆弧面、端面、切槽、倒角等复杂表面的加工,并能车削各种螺纹,适合对小型零件复杂表面的加工,对零件可进行多次重复循环加工。作为微型数控教学车床还具备了以下几个特点:
4.2.1 有高灵敏度。数控机床须有较高精度、热稳定性及动态敏感度,具有较高的刚度,阻尼精度及耐磨性,热变形小。为此要采用高效传动部件,如滚珠丝杠副,直线滚动导轨等。
4.2.2 开放式数控系统。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可在统一运行平台上,面向最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象,集成用户特殊要求和技术诀窍。
4.2.3 网络化数控装备。数控装备的网络化是实现计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺设计(CAPP)以及远程控制、敏捷制造工程的基础,是目前数控发展的必然趋势。当然我们所研究的微型数控机床更适合应用型本科院校对数控机床技术方面的教学与培训。该研究对象有较高经济性和实用性,是教学与培训首选对象。本机床可根据不同需求采用各种数控系统。
4.3 微型数控机床的研制方案本课题采用自行设计,科学、安全、合理地配以成熟的技术支持,选用适当的、性能稳定的、安全可靠的外购配套件和先进数控系统的方法进行开发研究。
微型数控车床是集机电一体化设计的总体形式,运用世界统一的、规范化、标准化的G代码和M功能进行编程,能对各种轴类、盘类零件的内外圆柱面、圆弧面、端面、切槽、倒角等复杂表面等加工,并能实现对螺纹的完美制作。
在进行市场调研前提下,进一步分析各类配套件使用情况与性能,力求以较合理性价比确定所需方案。在此基础上,总结拟定机床主要技术参数、总体结构、功能等;确定外购配套件、配套系统的型号、结构与性能。接着按机床各个功能部件进行分工设计,并不断反馈、总结,尽可能做到完善、可靠、安全。最后总体归纳定稿,进入实体制造阶段。学生可根据各自专业和指导教师一起完成部分或全部内容。这样有助于提高学生分析问题与解决问题能力, 大大激发学生的创新意识,对技术本科教学有着重要的意义,为学校将来的发展特别是工科教学的完善与发展上一个新的台阶。
5结束语
实习教学环节对培养学生创新能力具有重要作用。实习教学要重视其过程,要和培养综合能力、探究能力联系在一起。实验、实习教学改革要倡导以学生为主体,满足不同层次学生掌握知识的需求,学校根据自身办学特点应设立模块式的核心实习、实验,或校本实习、实验。我校是以“技术立校、应用为本”的办学方针,在教学中要不断探索工程型人才的培养方案,进一步向工程实用型人才的培养方向发展。
参考文献:
[1]夏建国.技术应用型本科教育探索与实践[M].东方出版中心, 2008.
论文摘要：数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法十分重要。
一、故障的调查与分析
这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作：
1、询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。
2、现场检查到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。
3、故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。
4、确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。
5、排故准备有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。
(1)直观检查法这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。
①询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。
②目视总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)，各电控装置(如数控系统、温控装置、装置等)有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。
(2)仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信号与报警指示分析法
①硬件报警指示这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。
②软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。
(5)参数调整法数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。
(6)备件置换法当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。
鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。
(7)交叉换位法当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。
(8)特殊处理法当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。
二、电气维修与故障的排除
电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。
1、电源电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。
2、数控系统位置环故障
①位置环报警。可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。
②坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。
3、机床坐标找不到零点。可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。
关键词：？数控机床？PLC故障诊断;故障维修
一、数控机床故障诊断的基本方法
数控设备是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障;做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行，故障诊断是进行数控机床维修的第一步，它不仅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。
二、故障的调查与分析
这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作：
①询问调查？在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。
②现场检查？到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全 不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。
③故障分析？根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。
④确定原因？对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。
⑤排故准备？有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。
三、电气维修与故障的排除
这是排故的第二阶段，是实施阶段。？？如前所述，电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。
（1）电源？电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。
四、维修排故后的总结提高工作
对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段，也是十分重要的阶段，应引起足够重视。？？ 总结提高工作的主要内容包括：
①详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，采取的各种措施，涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件，其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。除填入维修档案外，内容较多者还要另文详细书写。
②有条件的维修人员应该从较典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨，写出论文，从而达到提高的目的。特别是在有些故障的排除中并未经由认真系统地分析判断而是带有一定地偶然性排除了故障，这种情况下的事后总结研究就更加必要。
③总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料，若有不足应事后想办法补济，而且在随后的日子里研读，以备将来之需。
④从排故过程中发现自己欠缺的知识，制定学习计划，力争尽快补课。
⑤找出工具、仪表、备件之不足，条件允许时补齐。
总结提高工作的好处是：
①迅速提高维修者的理论水平和维修能力。
②提高重复性故障的维修速度。
③利于分析设备的故障率及可维修性，改进操作规程，提高机床寿命和利用率。
④可改进机床电气原设计之不足。
⑤资源共享。总结资料可作为其他维修人员的参数资料、学习培训教材。
论文摘要:介绍了一种典型零件的数控铣削仿真加工，采用CAXA软件生成NC代码，利用CAXA软件的CAM功能进行数控仿真，然后加载到VNUC仿真软件的计算机模拟机床里，模拟真实机床运动，最后通过数据线将G代码传输到实际机床，形成“虚拟＋现实”的仿真模式。这种模式弥补了CAD／CAM软件数控仿真的种种不足，将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体，可使用户既掌握数控铣削加工的基本原理，又掌握数控系统操作的基本技能。
现代机械制造所需要的大量数控技术人才主要来自相关专业的大中专院校及培训机构。为满足实践性教学培训的需求，需要建立专门的机加工实训基地投人大量的数控设备及场地，其成本非常高昂；并且学生在操作初学阶段，非常容易发生刀具与工件、夹具 、机床的干涉和碰撞现象，既造成 了易耗品的浪费，又使实训教师劳动强度加大，造成人力的浪费。因此 ，某职业技术学院对数控初学阶段的学生首先安排在数控仿真室进 行学习，然后再采 用虚拟现实(Virtual Reality，vn)技术实行课堂、实习指导一体化化教学。VR技术主要利用计算机对机械制造的作业环境、过程进行完全可视化模拟 ，评价各个焦点对象 (机床、待加工件、刀具等 )的运动 ；然后通过数据线将 G代码传输到实际机床 ，使传统的 VR技术与现实场景结合起来 ，形成 “虚拟 +现实”的模式。
图 1为 “虚拟 +现实”示意图。作者仅从计算机虚拟动画技术来模拟实际的铣削加工。
1 典型零件结构和 CAXA软件数控仿真加工
1．1 典型零件结构
图2所示为数控铣削加工零件。该零件长度为120mm，宽度为 100mm，厚度为 20mm，除了需要加工上面的成型面外，还要加工两个深孔，采用的毛坯材料为45钢。
1．2 零件的数控模拟仿真
数控机床通过零件程序对其加工过程进行控制零件程序的正确与否直接决定加工质量和效率的高低，而且不正确的加工程序还会导致生产事故。零件程序的检验方法有几种。方法之一是在正式加工前让机床空运行，空运行只能对机床运动是否正确即有无干涉碰撞作粗略的估计；而若用实物试切的方法，则可对加工过程是否正常及加工结果是否满足要求作出较准确的判断。但试切是一项费时且昂贵的工作，其效率很低而且需要增加生产成本，此外试切过程的安全性也得不到保障。在计算机上利用三维图形技术对数控加工过程进行模拟仿真，可以快速、安全和有效地对NC程序迅速进行修改，免除反复试切过程，降低材料消耗和生产成本，提高工作效率。因此，数控加工过程中的计算机仿真是 NC程序高效、安全和有效的检验方法。
1．2．1
CAM软件生成刀具轨迹，输出 NC程序代码
毛坯是用来选择刀具、确定切削用量和计算粗加工刀具轨迹的重要依据。在完成零件造型设计之后，选择加工定义毛坯命令，弹出定义毛坯对话框，在毛坯定义中选择参照模型方式，则毛坯尺寸调整 为120mm×100mm X 20mm，如图 3所示。首先选择等高线加工的加工方式。然后设置软件要求的一些参数，诸如加工边界、刀具参数、走刀方式、切削用量参数等，再由编程人员在屏幕上拾取要加工的实体边界，最后由 CAM软件自动生成刀具加工轨迹，如图4所示，再经后置处理，生成 NC程序代码，NC程序代码如图5所示。
1．2．2 CAM软件三维加工仿真
CAM软件自动生成 NC程序代码之后，软件要进行语法检错与译码，转换成仿真模块所接受的格式，然后刀具轨迹计算模块计算刀具轨迹，驱动软件实现仿真运动。同时控制刀具沿轨迹走刀，对毛坯切削的动态图像显示过程进行全方位的模拟仿真，如图6所示 ，并对代码进行反读校验。仿真过程可以随意放大、缩小和旋转，便于观察 细节；可 以调节仿真速度；能显示多道加工轨迹的加工结果；仿真过程中可以检查刀柄 干涉 、快速移动过程(G00)中的干涉、刀具无切削刃部分的干涉情况；可以将切削余量用不同颜色 区分表示，并把切削仿真结果与零件理论形状进行比较。灵活、强大的加工仿真将加工的风险降为最低。
2 VNUC软件中的数控仿真加工
在数控加工实训教学中，有很多问题需要解决，诸如实训设备少，学生多，设备无法分配；实训教学的安全问题；教师在实训教学中的劳动强度太，神经高度紧张等。为了解决这些问题，在实训初级阶段，建议在数控仿真软件上进行操作练习。
VNUC数控加工仿真软件是利用计算机虚拟动画技术来模拟实际机床的加工过程，用它验证数控加工程序的可靠性，预测切削过程的正确性，减少工件的试切，提高生产效率。VNUC数控加工仿真软件是让学生在操作真正机床前先充分掌握安装了不同类型数控系统的加工仿真操作，同时通过仿真演示积累一定的数控加工操作经验，用起来形象、科学、安全、经济。
选择华中世纪星数控铣床，安装毛坯和刀具，进行机床回零操作，然后进行对刀，并把刀具偏置值输入到 G54坐标系中，最后把 CAXA生成的 NC代码加载到 VNUC数控加工仿真软件里，这时选择 自动加工方式，再循环启动就可以进行仿真加工了。图7为在VNUC数控加工仿真软件里进行仿真加工。然后把NC程序代码通过工厂的局域网送到车间进行实际加工，加工之前再校验 G代码功能，看一下加工代码的轨迹形状，做到加工之前心 中有数。这样就形成“虚拟 +现实”的仿真模式，将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体。
3 结束语
“虚拟 +现实”的仿真模式弥补了仅 CAM软件仿真的不足，将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体，可使用户既掌握数控机床加工的基本原理，又掌握数控系统操作的基本技能。因此，“虚拟 +现实”的仿真模式是以计算机虚拟机床代替真实机床，可以减少培训成本，保证培训质量。具有强大的生命力和广阔的发展前途。
参考文献
【1】陈明，刘钢，等．CAXA制造工程师——数控加工[M]．北京 ：北京航空航天大学出版社，2006．1：373—393．
【2】陈乐尧，王兴波．一种新的数控车削仿真系统[J]．机电工程技术 ，2005(9)：81—83．
【3】杨伟群．数控工艺培训教程[M]．北京：清华大学出版社 ，2005：178—179．
