时间：2023-03-21 17:04:55
导语：在机械加工工艺论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
在讨论误差形成原因之前，我们需要了解误差的概念。所谓误差，当是实际值与真实理想值之间的偏差，在机械制造中，可以看作是设计的真实值与实际操作所得到工件的实际值之间的偏差。在加工前，工件都有一个理想的标准，而实际操作中，或多或少的一些原因将会导致实际的加工件与理想完美状态的成品之间不是完美一致的，只是很大程度上的相似，误差的大小实际上就是这个相似度的程度。
1.1理论误差
由于我们在机械加工时，采取的是近似的加工运动，或者是采用了近似的切削刀具。这加工运动和近似的刀具，本身就与理想状态下的设计标准值存在着一定的误差，由它们通过加工得到的工件，显然，误差不可避免的存在了。
1.2安装误差
实际安装过程中，也会产生安装误差，它主要由两个方面组成：定位误差和加紧误差。所谓定位误差，即是指基准不重合误差与基准移位误差的向量和。在实际的机械加工过程中，设计基准若是与定位基准不一致，就会导致基准不重合误差；而在实际安装过程中，有时候因为工具本身或者是操作的问题，会出现基准移位，也将引起误差。我们将这两种误差的向量和定义为实际的安装误差。所谓夹紧误差即是指加工过程中，由于夹具夹紧工件的力，作用到工件身上，使得工件受力发生形变，引起误差。
1.3调整误差
机械加工过程中，出于保证尺寸精度的目的，一般会采用试切法或者调整法，而采用这些方法的同时，也伴随着调整误差。试切法的调整误差主要是由于操作时的测量误差、机床微量进给误差以及工艺系统受力变形产生的误差引起的。调整法的误差形成原因可能性比较多，一般微进给量误差或者实际操作中的“爬行”都会引起调整法的误差；此外，调整机构的制造误差或者对刀时的误差等都可以造成调整法的误差。
1.4测量误差
这类误差主要是由于加工过程中采用测量仪器的精度问题引发的，另外测量人员的观测也会引起误差。
1.5机床误差
常规情况下的机械加工多数是通过机床来操作的，但是机床作为一件加工道具，它本身也是存在着误差的，显然，由本身存在误差的机床作为加工刀具来加工机械产品，生成误差也就无可厚非了。机床的误差一般是构成它的几个要素的误差综合影响的结果。机床在工作时，主要是通过主轴的旋转运动来实现的。这里就产生了一个问题：主轴转动时，由于轴本身的制造因素以及装配上的间隙，加之在持续运动过程中可能存在的振动现象，这些都将导致轴的回转中心不是一条直线。这种呈现略微波动的现象使得工件在加工时不可避免要产生误差。
1.6夹具及刀具误差
顾名思义，这种误差分别是由于夹具和刀具各自的误差引起。夹具误差除开夹具本身的制造误差，还受定位、对刀以及安装装配等的影响。刀具误差的产生主要是刀具本身制造存在问题，另外经常性的切削也会使其产生磨损。
1.7工艺系统变形误差
工艺系统变形误差主要有两种情况，一为受力变形，二为受热变形。受力变形主要是因为机床的零部件、刀具以及工件本身的刚度问题，使其在受到一定程度的力的时候发生形变；受热变形即是在加工的时候，机床或者刀具受热发生变形，由此造成误差。
1.8操作
这种是常见的，由于操作人员的素质高低不同，由他们加工出来的工件存在着误差也就不足为奇了。
2.减少误差的方法
无论从生产需求还是加工初衷上来看，我们都希望得到零误差的完美成品。可是，大量的经验告诉我们，机械制造过程中，不可能产生百分之百零误差，不管多么精密的仪器，多么科学严谨的操作手法，误差都不可避免的存在着。所以，在实际加工中，我们只能退而求其次，力求最大限度地减少误差，使之尽量契合设计上的完美状态。针对上述误差产生原因，给出对应的解决方法。
为了减少理论误差，我们可以采取CAD/CAM技术，这一点在现代加工中也越来越较多应用；安装时，要做到基准重合、基准统一，夹紧时，准备计算夹紧力，确保工件刚度；针对调整误差，对于测量仪器，我们得定期检查及修理，确保其精度符合实际，机床要进行良好的保养，保证其微进给量，对刀、定位等都要精准，此外，加工工艺参数一定要正确选定；测量时为了尽量使观测值准确，在选取高精度的测量仪器的同时，一个好的测量方法的选择也是非常重要的；机床存在误差的，要针对性地解决，机床零部件要按时整修，一定要保证机床的运动精度，可以缩短传动链，控制装配的间隙；夹具本身精度及粗糙度一定要过关，设计要合理，确保其刚性；刀具使用上，要合理地选择进给量及吃刀量，粗、精加工得分而论之，充分发挥冷却液的作用；针对工艺系统的变形，由受力引发的需保证刚度，受热引发的需要确保恒温精度，此外要正确制定加工工艺参数；粗、半粗加工前要去除内应力，精加工前进行时效处理；对操作人员进行技能培训，保证在工人素质这一块尽量少误差。除了上述方法，很多情况下，我们会采取误差补偿来减少误差。所谓误差补偿说的是人为制造误差用以抵消或者补偿加工过程中原有的误差，从而达到减少误差的目的。如过能正确地利用好误差补偿，在减少误差的问题上将可以提供很大帮助。
3.结语
摘要：根据小机车箱体的技术要求和中批量生产类型，制定了小机车箱体的机械加工工艺过程，设计各加工工序，包括各加工面的加工方法、加工方案和切削用量的选择。对加工精度要求高的孔采用粗镗—半精镗—精镗的加工方法，平面的加工采用粗铣－精铣的方法。同时设计了箱体加工过程中要用到的铣夹具、钻夹具和镗夹具。并且阐明了工艺路线的确定原则，并对工艺路拟定中的工艺设计问题进行了讨论。
关键词：箱体0件；加工工艺规程设计。
Technique Design on A small locomotive Abstract：According small locomotive carriage technical requirements and the type of mass production, the development of small locomotive box machining process, the design processes, including the machined surface processing methods, processing programs and cutting the amount of choice. On the processing requirements of high accuracy using rough hole boring - boring - precision-machining of precision boring, Plane processing using Rough Milling-precision milling method. Meanwhile designed box processing with the fixture milling ， drilling and boring jig fixture. And clarify the process to determine the line of principle, and road development process，the process design problems were discussed.
Keywords: A carriage parts ; the Process of craft design rules.
包括：毕业设计图纸、毕业论文、机械加工工艺过程卡、0件工序卡
作者：马玉琼 单位：沧州师范学院
高等职业教育职业能力培养的有效方法
案例分析教学法案例分析教学法的核心是教师要在教材中讲解基本原理、方法以后,搜集和编写案例.教师向学生提示处理案例的要点和难点,给学生提供线索让学生去搜集、查阅相关资料分析案例,教师适时给予必要的指导,从而使学生学会运用基本理论、原则及方法解决实际问题,培养其实际工作能力.案例分析教学法从总体上来说是一种归纳模式,通过案例来学习解决实际问题的原则和处理方法.例如在《机械制造技术》这门专业课中,工艺规程的制订是课程的主线,在教学过程中,我们选择中国一拖公司的连杆、变速箱体等典型零件的加工工艺规程的制订作为案例,让学生自己动手,编制机械加工工艺规程,然后师生共同讨论,教师点评,选择最佳方案.在毕业实习中到生产现场了解现行的工艺方案,与自己制订的方案进行比较,找出自己方案的优缺点,分析现行方案的不足之处,让学生知道工艺方案不具备唯一性———制订工艺方案的原则是在满足使用要求的前提下,提高效率,降低成本.只要符合上述要求,制订的工艺方案即为最佳.通过此类案例教学,使学生了解工程实例及其处理方法,吸取现行案例成功的经验,学会因地、因时制宜,科学、合理地处理实际工程问题,提高了学生分析问题、解决问题的能力.项目化教学法项目化教学法即将某门或几门专业课程按类别分成若干技术或技能单元,每个技术或技能单元为一个教学项目,实行理论实践一体化的单元式教学模式.每一个项目都应最终实现该项目的考核目标.以机制专业作为我们的试点专业,具体作法是:在实习实训教学过程中,把热加工方法、热处理方法、车削加工、铣削加工、数控加工及其他加工方法分别作为不同的项目,把相应的理论知识融入到实训当中进行现场教学,实现理论与实践教学的一体化.这种教学方法,变抽象为具体,增强了学生的学习兴趣,提高了学生的应用能力.这种教学法还解决了专业知识多、课时少的矛盾,使课本上的基本知识与基本技能得到有机的整合,用较短的时间完成了预定的教学目标,收到很好的教学效果.2.3课题教学法课题教学法是由教师根据教学目标给定课题方向,学生去查阅相关资料和参考现场条件,在教师的指导下,完成研究课题,写出综合实训报告或完成课题论文,达到教学目的的教学方法.通过这种方法,能使学生学会科学合理地运用所学的知识,创造性地完成相关课题,增强学生的动手能力、自主决断能力和知识的运用能力.课题教学法的结构程式是:依据教学目标选定课题(教师指定或自主选择)—结构设计—完成制造—完成课题论文、综合实训报告.以笔者所在院系为例,本系根据教学目标要求,在教学计划中安排了七周综合实训,其中两周为生产实习,到生产现场了解典型零件的用途及机械制造工艺与工装结构,在教师的指导下,选择合适的设计课题.学生利用剩余五周时间完成典型零件的工艺设计,从工艺过程中选择典型工序,设计专用夹具,拆出专用夹具的所有非标准零件图,分别编制其工艺规程,然后从市场调研分析着手,选择购置毛坯材料,进行非标准零件的加工制造,完成专用夹具的装配调试,最后完成课题论文或综合实训报告.课题教学法可以激发学生的学习欲望,调动学生学习的主动性、积极性和创造性,锻炼学生的实际工作能力,提高学生的综合素质.目标教学法目标教学与教学目标是两个完全不同的概念,教学目标仅仅是课程设置的一部分,在教学过程中起定向作用;目标教学是完成一系列教学任务和教学活动、达到教学目标的一套教学模式,为提高教学质量而设计的具有独特性的教学范型.它的实施程式为:设置教学目标———实施教学活动———反馈评价教学结果———修正、补救教学偏差———实现教学目标.具体实施过程是:以教学目标为导向,确定设计课题;根据题目的难易程度和工作量的大小,分成若干个课题小组,工艺实施过程及工装设计方案由小组成员共同协商、讨论,确定多个设计方案,然后与指导教师共同分析,确定最佳方案;具体制造和装配、调试过程由小组成员分工合作,共同完成.学生课题的质量由专家组综合评价;专家肯定成绩,提出缺点,让学生及时改正,最终达到全面提高教学质量的目的.
高等职业教育职业能力培养的效果分析
通过职业能力训练,培养学生从业的基础能力,使学生提高对所学专业的认识和对专业的兴趣.通过开发性的综合实训,达到了培养目标所要求的基本技能;培养了学生的创新精神和创业能力;培养了学生的团结协作能力和社会协调能力.将知识、技能、经验等能力要素转变为一定的从业能力,再通过产学结合回归于实际工作中,最终使理论、经验及各项技能得以升华为职业能力.培养综合职业能力通过七周的综合实训,经过师生的共同努力,设计并制造出典型的工艺装备———某设备的专用夹具,学生具备了编制、实施机械制造工艺能力和设计一般工艺装备的能力,简单机械设备的安装、调试、维护的基本能力,机械加工质量分析的初步能力,以及计算机操作及使用本专业CAD/CAM实用软件的基本能力,完成了从单纯注重培养学生的专门技能和专业能力向注重培养学生的社会适应能力和综合职业能力的转变.人才培养目标向多元化整合型方向发展,呈现由学科本位向能力本位发展的趋势.培养创新意识和立业创业能力在给出设计课题时,要求学生运用所学知识自己动手设计机构运动方案、手工绘图或计算机绘图、按规范要求编写设计说明书.在综合实训的实施过程中,尽量树立创新意识,进行创新思维能力的训练,力求做到:每个学生独立完成实训环节的某项任务;学生在实训中遇到问题,指导教师不是简单地告诉学生自己的想法,而是积极启发学生的思路,鼓励学生动脑筋、想办法,创造性地解决问题,让每个人最大限度地发挥自己的主观能动性,重点培养学生的创新意识和立业创业能力.培养团结协作能力和社会协调能力综合实训的每一课题由一个课题小组共同完成,小组成员有分工有合作.专用夹具整体方案的设计实施、整机的装配由课题组同学共同完成.另外每人必须负责部分零件的工艺实施,其实施的结构程式为:制定零件的加工工艺规程———购买材料———机械加工.学生从设计开始,注意市场调查,了解金属材料的结构形状,便于设计出合理的结构;学生自己联系加工设备,完成零件的加工,进而根据装配工艺完成装配过程.通过真题综合实训,让学生感受、理解专业知识的应用过程,培养他们收集和处理信息的能力和获取新知识的能力;培养他们分析和解决实际问题的能力,培养团结协作能力和社会协调能力,最终培养出适应社会、富于团队精神的实干家.
[关键词]大学生 实纲 校外实习实践
[中图分类号] G642.44 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0083-02
一、实习意义、目的基本介绍
为了落实湖北工业大学“721人才培养”以及“拔尖创新型人才培养”的教学改革指导精神，并具体实施 “卓越工程师计划”，本项目特设计和开展了机械学院创新班入驻企业实践4个月的实习环节。
本实习的目的是通过企业实践环节的锻炼，使学生具备基本的机械设计、机械制造、机电产品设计开发、设备调试运行的能力；具备发现问题、分析问题、解决问题的能力；具备开阔的技术领域视野、工程创新思维和能力；具备交流沟通能力和团队合作意识。通过企业实践环节的锻炼，培养出适应机械行业发展要求，能胜任机械科学研究、产品开发、制造服务等领域工作的，敬业精神强、团队意识好、创新能力突出，具备国际竞争力的卓越工程师。
二、实习的目标和要求
学生经过在长机科技为期4个月的实习，需达到几个方面的目标，具体如下：
（1）熟悉相关齿轮系列机床零部件及整机的制造、装配过程及其所用技术文件，深入分析典型零件的机械加工工艺过程及其所在部件的装配工艺过程。
（2）理解相关齿轮系列机床的控制系统、冷却系统、系统的组成及工作原理。
（3）认识和理解热加工和冷加工的典型方法，了解典型零件的加工工艺和生产管理过程。
（4）深入认识各车间主要机械（机电）设备、夹具、刀具、量具，掌握其基本操作及用途，理解其工作原理及运行方式。
（5）了解机械工业的现状和发展动向，包括新材料、新工艺、新技术、新装备、新标准、新设计思想。
（6）学习企业的先进技术和先进企业文化，参与企业技术创新和工程开发。
（7）通过“项目式设计、开发”实践，提高学生制图、计算校核、查阅、运用资料等机械设计能力，了解从毛坯、加工、质量检验等产品制造过程；提高学生工程实践及创新能力，为学生今后从事生产制造、技术研发打下良好的基础。
三、实习具体计划安排
实习分两个阶段：
（1）机、电车间实习阶段，分4个小组，在5个分厂轮换实习，包括机械分厂、机床分厂、实验分厂、机加工分厂、研究院。由车间技术骨干担任指导教师。实习进程如表1所示，同时以机加工车间为例，具体实训内容、计划如表2所示。
（2）研究院实习阶段，重新分3个小组，分别在研究院的机械设计、加工工艺、电控科室进行项目设计、开发实践，由研究院工程技术人员担任导师。表3为研究设计院具体实践安排。
五、结语
本文对校外实践教育的意义、目的，内容、要求，以及实践形式、组织安排及考核标准，进行了介绍。由于篇幅有限，只能粗略介绍了大纲的主体内容、基本思路、主要脉络。但从实习计划安排上，对每位学生每天的工作内容及考核目标，在本文中有具体而详尽的介绍。从最终实习效果来看，本教学实践大纲的设计和安排是合理、可行的，值得机械类工科大学生实习实践所借鉴。
关键词：课程教学；教学方法；专题驱动
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）16-0069-02
机械制造工程学是研究机械加工机理与规律、工艺系统的组成与功能的一门科学，是机械工程专业的主干必修课程。通过本课程学习，使学生掌握机械制造工程的基本概念、基本原理与方法，了解现代机械制造技术领域的最新发展，学会用工程技术手段分析、解决生产过程中的质量、效率等问题，成为机械制造工程领域的高素质、创新型人才。机械制造工程学课程内容是由原机械制造专业三门课程（切削原理及刀具、机床及夹具、制造工艺学）整合而成。从培养学生在机械制造方面的综合素质出发，以机械制造工艺为主线，以优质、高效、低成本为目标，将加工原理、加工质量控制、加工工艺与装备等有机结合，形成宽结构、重素质、强实践的课程结构体系。由于本课程涉及知识面宽、内容多、学时又不断压缩，造成教学过程的教与学“两方为难”的现实。一方面，教师面对诸多内容存在讲授知识取舍的难题。另一方面，由于培养方案中课程教学进程的安排问题使学生知识链不够完整，对所学内容理解存在一定难度。教师如果采取“满堂灌”的教学方法讲授课程内容，学生在学习过程中会感到枯燥，学习积极性不高。而且，如果教学过程仍然停留在书本的知识上，不利于拓宽学生的视野、提高学生的工程素质和创新能力。如何完成教学目标并取得较好的教学效果，一直是教学一线老师和教学参与者不断探索的课题。就本课程的教学改革，相关教师在优选教学内容、改进教学手段（如多媒体课件、教具等）两个方面做了许多有益的尝试[1-5]。在国家实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，建设“研究型大学”的背景下，研究新的教学方法对提高课程教学质量和人才培养质量具有重要意义。
一、基于建构主义学习理论[6]的“专题驱动式”教学法
建构主义教学观认为：（1）学生是教学情境中的主角，教学情境中要尊重学生的主体性，学生只有在成为教学情境中的主角以后，才会积极主动地参与教学过程。（2）教学是激发学生建构知识的过程，获取知识是学习者自我建构的结果，教学不只是传授、灌输知识的活动，更重要的是激发学生建构知识的过程。（3）教师是学生学习的引导者和辅助者。过去人们一直期待教师“传道、授业、解惑”，所以在传统教学实践中，教师多是知识的传授者、班级的管理者。但在建构主义看来，教师的价值则体现在能否激发学生以主动思考、探究、合作的方式学习，教师应是学生的引导者、辅助者或咨询者。“专题驱动式”教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以分析、解决问题为主的多维互动式的教学理念。学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更应该是学生主动建构自己的知识经验的过程。学生带着真实的专题任务在积极探索中学习，在这个过程中，学生会不断地获得成就感，更大地激发他们的求知欲望，从而培养其独立探索、勇于开拓进取的自学能力。在机械制造工程学课程教学中开展“专题驱动式”教学法实践，就是在讲授课程基本内容的前提下，选择适合深入研究（设计）的内容（包括由于课时限制，课堂不讲的课程内容），以不同形式的专题，提供给学生个人或团队自主研究。通过相关文献资料的检索、调研、试验、设计计算等过程，培养学生综合利用相关知识、手段和技能，分析解决生产实际问题的能力。以期做到：专题驱动兴趣、专题驱动创新、专题驱动能力、专题驱动发展。
二、课程专题的规划设计与实施
机械制造工程学课程围绕机械制造工程各主题，系统构筑机械制造基础知识体系结构，主要内容包括：金属切削加工的基础知识、金属切削过程的基本规律、机床与刀具、机械加工精度、机械加工表面质量、机械加工工艺规程的制订、工件的安装与夹具、机器装配工艺等。根据以上课程内容，建立了一定容量的专题库。考虑到学生的兴趣和擅长，做到因材施教，将专题设计为学术研究型（A）和工程应用型（B）两类。前者主要侧重分析、研究制造过程中机理、基本规律以及加工质量的控制；后者主要侧重工艺参数设计计算及优化、工艺规程与工装的设计。在课程学习过程中，学生根据个人兴趣和擅长，从专题库中选择某一专题开展研究（设计），并利用业余时间完成。课程结束后一周内提交研究论文、报告、图纸、工艺文件等，论文、报告题目可根据专题内容自拟。可以将与两个内容相关的简单专题融合为一个专题研究；有一定难度的专题可以2人一组共同完成；同一专题重复研究不超过3组（应体现不同的视角、不同的方法、不同的方案）。各班学习委员要掌握专题的选择动态，课程结束前将专题选择结果报给任课老师。在课程结束后，教师根据专题完成情况选择一定数量的专题，组织同学汇报并点评。专题完成的质量将以一定的比例记入课程成绩。
三、“专题驱动式”法教学效果
通过“专题驱动式”教学法在机械制造工程学课程中的实施，取得了较好的教学效果。“专题驱动式”教学方法改变了以往“教师讲，学生听”的被动学习模式，形成了学生主动参与、探索创新的新型学习模式，激发了学生的学习兴趣，培养了学生分析问题、解决问题的能力以及相互协作的能力。部分学生提交的专题研究论文（设计）报告质量较高，下面是教学中的几个例子。例1：定位误差的分析与计算是机械制造工程学课程教学中的重点内容。按照定义，定位误差等于基准位移误差与基准不重合误差之和。当定位方案比较复杂时，按定义求某工序的定位误差比较麻烦、容易出错。教学中引导学生定位误差溯源，提出用图解法分析、计算定位误差，即在夹具定位元件约束的情况下，根据工件各定位表面相关极限尺寸的组合，找出工序基准的两个极限位置，再根据加工工序要求得到定位误差，教学中收到很好的效果。例2：学生通过文献检索、调研参观后撰写的“箱体类零件孔系加工方式与加工精度分析”专题论文，总结了箱体零件的孔系结构（平行孔系、同轴孔系、交叉孔系）以及相应的加工方法，针对同轴孔系，系统分析了镗孔时的受力变形、镗杆与导套几何形状精度及配合间隙以及镗削方式（悬臂镗、支承镗，镗杆送进、工件送进等）对加工精度的影响规律，论文具有较高的学术水平。
在机械制造工程学课程教学过程中，我们总结的教学原则是：基本知识通过课堂讲授完成，重要知识点通过习题巩固，系统知识通过章节总结形成，综合创新能力通过专题驱动。课堂讲授采用启发式互动式教学，培养学生提出问题、思考问题、解决问题的习惯，为实施“专题驱动式”教学打下基础，使各环节形成有机联系的整体，从而取得满意的总体教学效果。
参考文献：
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[4]邱芳，刘延霞，马广勇.高职《机械制造基础》课程教学改革探索[J].职业教育研究，2012，（9）：91-92.
【关键词】微流体;水银开关;制作工艺
1.微开关的发展
自Frobenius在1973[1]年首先制作出一种金属悬臂梁型加速度开关以来，已经出现了各种不同的MEMS加速度开关。在工作原理上可以分为两类：一类是准静态开关，该开关结构是通过弹性结构连接一个质量块，并将质量块作为一个敏感质量和可动电极，根据牛顿第一定律，当所受的加速度达到一个预定阀值时，质量块受力作用，克服弹性恢复力，发生位移达到一个预设位置，并与一个定电极接触，从而触发电信号，导通电路使开关工作，开关阈值由惯性力和弹性恢复力之间的线性关系确定。这种开关对于工艺容差要求严格，精度较低，阈值范围局限在低频低量程加速度范围内，测量能力和环境适应能力较弱，容易造成开关失灵或误操作，并且此类开关测量阈值单一，难以实现智能化集成。另一类开关是动态开关，这类开关受惯性力，弹性恢复力，应力和静电吸引力等多个力共同作用。加速度阈值通过动态方程计算分析确定，因而这种开关具有动态信号的测量能力。
图1.1 微加速度开关结构示意图
加速度开关是感受加速度的重要惯性器件，为了满足控制系统的保险功能要求，加速度开关应具备体积小、机械接触可靠、允许通过电流大、精度较高等特点。传统的加速度开关采用精密机械加工，存在体积较大、抗震能力较弱等不足。因此，迫切要求研制新型的微加速度开关。其中如准LIGA[2]技术因简单易行，只需通过厚胶光刻和微电铸工艺即可实现惯性器件的制作而被采用。该技术采用紫外光曝光，由于不必使用同步辐射光源，所以研制成本较低，同时以金属镍为材料，使得器件本身可作为电极导电并通大电流。
微流体加速度开关是一种受加速度控制的开关量传感器。它可以作为控制开关使用，也可以用来提供开关量信号。随着微机械加工技术在传感器领域中的应用和推广，已经出现了不同类型的微加速度开关，这些开关根据用途的不同而具有不同的结构形式。本文中以水银为介质的微加速度开关，利用在常温下水银是液态金属、表面张力大的特点，构成对加速度敏感的液体电极，水银电极与固定电极组成加速度开关，它的抗载能力不受元件（水银）强度的限制，因此过载量程比可以极大提高。
2.水银加速度开关原理
2.1 结构组成
2.1.1 基板结构
基板为左右对称结构，如图2.1所示。正向加速度阀门开启使水银流动，反向加速度阀门关闭使水银不流动。在硅基板上刻蚀出水银储放腔体、水银微通道和气体微通道，保留通道壁突台和腔体外框突台。水银张力膜将流体区域分隔为水银腔和气体腔，两通道壁所夹下部区域构成水银微通道，腔体外框、通道壁和阀门间的缝隙构成气体微通道。
2.1.2 盖板结构
盖板与基板键合封装，形成矩形储液腔和矩形微通道。在基板/盖板/基板与盖板的水银通道位置制备电极，水银张力膜随加速度的变换发生位移，通过水银的流动使电极导通或断开。
图2.1 加速度开关结构示意图
2.2 工作原理
为保证开关系统具有镇定性，必须设置微流体阀门。当载体的加速度为-am
当载体发生正向加速度g≤a≤10g时，阀门开启。水银所受惯性力和水银腔表面张力的驱动，克服水银与通道壁间的粘性剪应力和微通道表面张力的阻力，使水银触点发生运动。系统处于载体惯性力、流体惯性力、表面张力和流动粘性力的动态多力平衡状态。当载体加速度达到10g时，水银触点恰好到达接通电极的位置，使开关闭合。由于该多力平衡系统具有极强的镇定性，即使当载体加速度时，触点与阀门的位置差趋于零，无须正向限位。
在载体加速度由10g降低至1g的过程中，开关处于断开过程。首先加速度降至9.9g时，精准的触点结构设计可保证开关在准确的位置断开。然后，在加速度由9.9g降至或低于1g的过程中，出于触点断开、阀门开启状态。当加速度继续降低时，阀门关闭，开关恢复到初始限位状态。
2.3 微尺度效应对微流体的影响
当流道和型腔特征尺寸小于1mm时[3]，支配流体流动的物理环境及其自身特性发生变化，探明微尺度条件下流体的流动特性对微纳零件的制造与微机械装置控制系统的设计十分重要。在有关微流体流动行为的研究中，J.Pfahler[4]等。考察了流体在硅材料矩形微流道中的运动特性。以丙醇（N-Propanol）为实验流体，矩形截面尺寸宽×高分别为135×53，100×1.7，100×0.8的微流道所作的实验结果表明：在截面尺寸相对较大的微流道中流体的运动规律与Navier-Stokes方程式相吻合;而当矩形截面流道深度H降至0.8时，试验结果偏离Navier-Stokes方程的计算结果。李勇[5]等以微圆管为对象，研究了用Navier-Stokes方程描述微流体运动特性的适用性。结果表明，对于运动粘度为2.6×10-6m2/s的硅油，当圆管直径降至4.5时，Navier-Stokes方程不再适用;对于管径为11.2的流道，当流体的运动粘度为4.3×10-4m2/s时，流量与压力损失仍呈比例关系。江小宁[6]等研制了一套测量微尺度流动流量的系统，并测量了管径为8，14和24圆管流道内流体流量与压力损失的关系。结果表明，在这样的条件下，流体依然不可压缩连续流动，且实验结果与Navier-Stokes方程式的描述十分接近。
在微流体流动过程中，由于微尺度效应作用，表面力作用增强，粘性力远远超过惯性力，流道直径减小导致微流体雷诺数减小，沿程阻力系数增大，且微流道的长径比增大。
3.拟采用制作工艺
3.1 硅基微机械加工技术
硅基微机械加工技术[7]包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、以及复合微机械加工技术等。体微机械加工技术是将整块材料如单晶硅基片加工成微机械结构的生产工艺。通常，机械结构的形成要经历选择掺杂和结晶湿化学腐蚀两道工序。和微电子生产中的亚微米光刻工艺比较，这些工艺尺度相对大而粗糙，线度变化在几微米到几百微米之间。通过机械结构的干化学腐蚀将单晶硅做成零部件也可使体微机械加工具备更好的尺度控制。体微机械加工的一个主要优点是它可以相对容易地制造出大质量的零部件，缺点是它很难制造精细灵敏的悬挂系统。另外，由于体微机械加工工艺无法做到零部件的平面化布局，因此它不能够和微电子线路直接兼容;表面微机械加工就是利用集成电路中的平面化制造技术来制造微机械装置。标准的工艺流程包括首先在单晶硅基片上交替沉积一层低应力的多晶硅层和一层用于腐蚀的氧化硅层，形成一个复杂的加工层，然后再对这个加工层进行光刻摹制，最后用氢氟酸对氧化硅进行蚀刻显影。多次重复这一标准工艺流程就可完成表面微机械加工。利用这种加工技术生产的微机械装置一般包括一层用作电连结的多晶硅层，一层或更多的机加工多晶硅层，它们形成各种机械部件，如悬臂梁、弹簧和联动杆等等。由于整个工艺都基于集成电路制造技术，因此可以在单个直径为几英寸的单晶硅基片上批量生成数百个微型装置。表面微机械加工技术的主要优点是，它充分利用了现有的生产工艺，对机械零部件尺度的控制与一样好，因此这种技术和完全兼容。虽然表面微机械加工零部件的布局平面化使之和微电子电路容易集成，但是它同时也限制了表面加工，它制造的机械结构基本上都是二维的，因为机械结构的厚度完全受限于沉积薄膜的厚度。
复合微机械加工技术是体微机械加工技面微机械加工技术的综合。它是在体微机械术和表面微机械加工技术的基础上发展起来技术，具有体微机械加工技术和表面微机械术的优点，同时也避免了它们的缺点。
微加速度表的制作工艺流程如图3.1所示：制作SOI片（图3.1（a））;运用深反应离子刻蚀技术（DRIE）制作2μm宽的沟槽，在刻蚀的沟槽内淀积氮化硅（图3.1（b））;刻蚀掉表面的氮化硅，运用标准的CMOS工艺制作界面和信号处理电路（图3.1（c））;电介质清除，运用深反应离子刻蚀技术形成微结构，运用氢氟酸刻蚀氧化层（图3.1（d））。
图3.1 微加速度计制作工艺流程
3.2 本文拟采用的工艺和材料
经过前面工艺方法和材料的对比，本文拟采用SiC材料[8]，因其具有宽带隙、耐磨损、耐腐蚀、高热导率、极好的物理化学稳定性等特点，利用SiC材料制成的微通道在高温、高频、强腐蚀性应用环境如微喷或者微发动机等应用场合有着得天独厚的优势。SiC材料可以在Si衬底上淀积生长，大面积SiC可以相对容易地获得，且价格低廉。
目前，微流体主要是基于半导体Si、玻璃、金属或高聚物等材料制备的，传统的制作方法是对玻璃和Si芯片进行刻蚀，并在此基础上通过键合制成成品。这类方法需要对玻璃或Si芯片进行键合密封等复杂操作，另外，这类微液体系统难于在强腐蚀性、高温等恶劣环境下使用。
本文选用的Si基微通道制备原理如下：首先在Si衬底片上刻蚀出微流体凹槽，凹槽之间留出台面，凹槽尺寸及其在衬底片上的排布根据设计需要而定;采用化学气相沉积法在该衬底片上淀积SiC薄膜材料，此层薄膜材料覆盖微流体凹槽壁面，并在凹槽顶部闭合，形成封闭的微通道。利用半导体工艺在Si衬底片上刻蚀出微流体凹槽，凹槽用作后继淀积工艺的模板。淀积SiC薄膜材料时，反应气体同时在台面和凹槽壁面反应成核，但反应物不易迁移到凹槽壁面，凹槽壁面的淀积速率比台面的慢很多。SiC材料沿垂直台面方向纵向生长，在纵向生长的同时，也进行横向生长，随着生长进度，相邻台面的横向生长区域相互合并，将凹槽封闭起来，凹槽壁面由于缺乏反应物而不再淀积SiC薄膜，这样就形成了一个封闭的微通道。
图3.2 Si基Si通道制备工艺示意图
4.总结
本论文介绍了利用水银作为介质的微加速度开关原理，探索了制造工艺。下一步研究要依据流体力学基本原理建立了基本数学模型，并进行模拟。最终目标是实现抗高过载的低量程，接触性好的加速度开关。
参考文献
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关键词：工程师；培养模式；毕业设计；教学改革
毕业设计是高等工科院校教学计划的重要组成部分，是学生从学校走向社会的最后一个实践性、综合性的教学环节，相对其他教学环节而言，它对进一步培养学生分析问题、解决问题的能力，全面提高毕业生素质，使之尽快适应社会需要起着更为重要的作用。
然而如何搞好毕业设计，各学校由于操作方法不同，结果也有很大差异。我校在机械设计制造及其自动化06级毕业设计中，本着面向工程师培养模式的教学目标，采用了模拟产品设计的教学改革方案，取得了较好的效果和经验，并从中探讨和研究了工程教育培养的目标、要求和方法等问题，对开展工程师培养模式的教学研究与实践起到了积极的推动作用。
一、毕业设计教学方案的探索
我校是从2002年开始招收工科专业本科生的，作为专业课教师，从学生一入学就开始考虑如何开展毕业设计了。由于笔者和几位教师正在研究和设计一种称作支盘成形机的建筑地基施工机械，为此曾多篇，出版专著一部。在设计和研究的过程中，我们深深体会到作为一位机械工程师应具备的基本素质和能力，联想到教学中的毕业设计，如果让大学毕业生达到或基本达到能够开展类似产品设计的程度和能力，将会对提高学校的教学质量和学生在就业中的竞争能力一定会有突出的收获和效果。但是要完成这样的设计，从教学计划的时间上看是不可能的。于是，就考虑吸引部分机械设计爱好者，利用业余时间，开展第二课堂，进行模拟产品的设计。
这样的教改思路与教研组教师和系领导通报之后，立即得到大家的肯定和支持，于是决定在06级学生中开展一次探索性的、非正规的教学改革：由学生自愿报名，利用业余时间，开展这项模拟产品设计的教学活动。
由于各方面工作都组织得比较好，设计工作进展顺利，同学们很快就喜欢上了这项活动。并经教研组和系里研究决定，即以此业余教学活动为起步，延续到利用毕业实习和毕业设计时间，进行一次面向工程师培养模式的教学改革项目，设计题目确定为《ZPCXJ－×××／××××型支盘成形机结构及机加工工艺设计》。
二、设计课题的选择及设计任务的确定
1．设计课题选择的依据
(1)作者近年来一直进行此方面的科技研究和开发设计工作，手头有这方面的研究资料和设计经验，能够方便地指导学生开展这项活动，这是能够开展此项教改工作的外部条件。
(2)项目组主要成员在开展“支盘成形机”的设计研究过程中，充分体会到作为一个机械工程师，当他走上工作岗位后所面临的主要问题和应具备哪些基本素质和能力。为此对学校的教学过程和方法进行反思，促进了开展教学改革和研究的创新，这是能够开展此项教改工作的内部动力。
(3)这个课题的设计内容比较全面。其结构为一个涉及连杆机构、液压装置等的中等复杂程度的机械产品；其制造涉及车、铣、刨、镗、钻和磨削等各种冷加工技术，铸、锻、焊等各种热加工技术和各种复杂的热处理技术；其内容既包括机械设计，又包括加II艺设计。这不仅培养了机械工程师的整体能力和全面素质，更重要的是实现了教学目标。
(4)这是一个新产品，一个正在研究和开发的未定型产品。开展这样的设计，不仅局限在机械设计的理念上，而且更具有产品开发的意义，这又激发了学生的创新精神和创造意识。
(5)这不仅是一个传统的学科，而且还可以和其他学科紧密结合形成一门新的边缘学科。因为学生必须在了解工程地质、地基基础和建筑施工等方面的基本知识后，方可进行设计。这是实现现代教育思想，培养新世纪宽基础、跨学科人才的重要手段，也是开展此项教改工作的更高层次的目标。
2．设计内容和要求
(1)关于设计题目
设计题目虽然只有一个，但原始数据每人一组，设计的结果在方案上可以是相同的，但其计算结果、图形结构形状和尺寸等是完全不同的，这样不仅保证学生的设计必须要由自己亲自完成，同时还将这个产品开发为一个系列化产品。这样有利于学生在设计过程中互相协作、交流和沟通，充分发挥其主观能动性，去分析、研究并最终找到一个共同的解决方案。当然，也有不能达成一致意见的，或由指导教师确定，或者干脆就保留几种不同的方案，形成明显的对比，更有利于学生创造性思维的发挥和创新精神的培养。
(2)关于设计任务
按照项目组的教学实施计划，本次设计要求每位同学完成如下任务：
①设计任务的内容。对“支盘成形”设备的总体设计和其两个主要部件――“工臂工作机构”和“推力液压缸”，从几何参数计算、结构原理设计、结构尺寸和强度等设计、装配图设计、全部60多个零件及精度设计、大部分零件加工工艺设计、复杂零件的数控加工编程等进行全面设计。
②设计成果的形式。设计成果要求同学完成《支盘成形机设计计算说明书》、“设备工作系统示意图”、“总体设计外形图”、“各主要部件装配图”、“主要部件全部零件图”、“大部分零件加工工艺卡”、“个别复杂零件数控加工程序”等。
三、设计过程中的知识运用和能力培养
1．知识准备和课题调研
首先是由同学自学《挤扩支盘桩及其成形设备――技术与应用》等书籍；查阅有关资料，了解本设计课题的服务对象、应用价值和国内外最新动态等。这是一个知识准备过程，同时也是一个自学能力和资料检索能力的培养过程，更是一个有目的、自觉的课题调研过程。
之后，带领学生深入地基施工现场，进行现场调研和方案构思或方案设计。这个过程非常重要，是学生进行理论联系实际的重要方式，是激发学生应用自然科学知识，发挥自己的主观能动性，认识和改造世界，开展创新的良好切入点。
2．设备总体设计方案的确立
首先要考虑设备的作用是什么?设计要解决的主要问题是什么?在合理规划设备的工作过程和基本要求、设备工作机构的工况特点和动作要求等的基础上，还应考虑设备工作过程中可能出现的其他问题等。分析和研究之后，即可拟定出“支盘成形机”工作机构的工作原理图、设备配套装置及工作系统图和整个设备的机械传动系统及液压传动系统图。
这个设计过程是十分复杂的，需要机械专业方面的基本知识，还需要设备服务对象的基本知识。学生把在大脑中的形象思维转变成产品模型的初步设计方案的过程中，常常会出现多种设计方案，需要进行比较和优化，经过多次修改或迭代，最终确定合理方案。
3．设计原始数据及技术参数的确定
一些设计只有其原始数据还远远不够，必须经过进
一步的分析和计算确定一些其他必要的技术参数，方可进行下一步设计。这些参数的确定，常常要运用数学和力学等理论知识进行详细精确的分析和计算，确保设计能够科学合理，这是对学生开展技术设计的思想意识、从事技术工作的负责精神和精益求精的科学态度的考验和培养。
4．部件结构设计及计算
机身及推力液压缸连接装置的设计及校验计算，机身及工臂工作机构主要结构尺寸及其各连接结构件的设计和校验，零件图设计等。推力液压缸各缸体内、外径的设计计算，推力液压缸推、拉力的计算，推力液压缸的主要结构件尺寸及其各连接结构件设计和校验。最后完成机身及工臂工作机构和推力液压缸的装配图设计和全部零件图设计等。
设计计算的知识涉及机械制图、理论力学、材料力学、机械设计、机械原理、液压传动与控制等专门知识。这是检阅学生基础知识学习扎实与否的重要环节，是对学生进行机械产品设计基本功的强化训练，是学生能否成为一个合格工程师的必然途径。
5．零件及其精度设计
零件精度设计是一项看似容易，实际复杂的工作。它是机械设计与机械加工工艺设计有机联系的纽带，是机械工程师必须具备的关键技能。机械设计是否合理，能否达到设计的要求和理想目的，零件能否加工制造，产品成本是否科学合理等一系列指标，都与零件的精度设计有关。计算和经验虽然在零件精度设计中非常重要，但通过产品的试验和试生产，发现缺陷与不足，进而加以适当的改造才是更重要的一环。
6．部分或全部零件的加工工艺设计
机械加工工艺设计所涉及的知识包括公差配合、机械制造工艺学、金属切削机床与刀具、装备设计、数控技术和CAM等一系列相关专业课。
机械加工工艺过程由若干个工序组成。机械加工中的每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀。不管什么样的生产类型都要求有较为细致的组织分工及合理的机械加II艺规程。作为一个现代化的机械设计制造工程师，必须具备快速并且合理的设计工艺路线和填写工艺卡片的能力。此外，对一些高精度零件，还进行了数控加工程序设计，培养和强化了学生数控编程的实际工作能力。
7．技术文件的编制
技术文件主要是毕业设计说明书及其相关附件等。这些文件是对整个设计过程的全面记录和总结，是体现设计者的思想、意志和行为的书面文件，是完成设计任务的重要标志，是设计者介绍设计成果、产品价值和使用说明等的重要手段。编制这些技术文件时，学生需熟练掌握各种计算机办公软件的使用，从而成为一个现代化办公技术应用和信息技术应用的行家里手。
四、教改成果
1．知识应用比较宽阔。学生在进行毕业设计的过程中，不仅对其所学的专业知识进行了一次比较全面、细致的应用，而且还解决设计中的实际问题，特别是机械与建筑的有机结合，使学生的知识面得以拓宽，这是培养多学科、跨专业的现代化复合型人才的有益探讨和有效途径。
2．能力培养十分全面。这样的毕业设计对学生的能力培养是多方面的。比如分析问题和解决问题的能力，跨学科、跨专业综合分析问题的能力，计算机辅助设计和办公软件的应用能力，产品设计和开发的基本能力，机械设计及机械制造的基本能力，科学研究和技术创新的初步能力，自学能力和资料检索能力，论文的撰写能力等。
3．学生素质得以提高。在培养学生能力的过程中，学生的素质也得以大幅度提高，主要体现在如下几个方面：理论联系实际、改造世界的创新精神和创造意识，新产品设计与开发的意识、创业意识和市场意识，团队精神和协作意识，精益求精的工作态度，认真负责的工作精神，用于科学工程技术描述和论证的文学素养等。
4．教师能力有所强化。通过这样的毕业设计，使教师的科研能力和教学水平得到有效强化，显然，这也是培养具有较强实践工作能力、教学科研能力和创造能力的，符合时代特色和要求的合格教师的有效途径，是加强大学师资队伍建设的有效手段。
5．教学质量得到保证。由于这种教学模式科学合理，教师在指导中方法得当、孜孜不倦，学生在设计中克服困难、全力以赴、兴趣盎然，因此取得了良好的效果，教学质量得到保证。
五、存在的主要问题
【关键词】化工机械；设计；材料
1引言
随着社会生产力的发展，化学工业的生产进入到一个全面发展时期，新的技术与手段层出不穷，使得化学工业得到更大规模的生产和发展，为人们的生活和社会的发展增添了大量的物质财富，加快了社会发展进程。在化工机械设计过程中，选择优质且合适的材料至关重要。做好这一项工作，不仅有利于促进化工生产的发展，提高设备工作效率，而且也有利于提高整体的经济效应，促进发展。
2在化工机械的设计过程中材料的选择探讨
在我国经济快速发展这一背景之下，资源的需求以及利用趋势日益上升，目前大多数用于机械设计的相关材料已经被大量开采，甚至于有些材料已经成为稀缺资源，因此，在化工机械设计过程中对于材料的选择方面更要慎重。在此讨论在化工解析设计过程中哪些材料是适合机械设备设计过程的，以此为后续的材料应用奠定基础。
2.1对于载荷型材料的选择
在化工机械的设计过程中，一般来讲，对于材料的选择方面需要考虑材料的载荷性能，而从材料的载荷性能考虑的话，又可以分为两个方面。一是在外载荷力的作用下，零部件出现扭转的情况时，应力大多集中在材料的表层，这就表明，材料的表面性能直接决定着零部件的控制效果。因此，在材料的选择方面，假若机械材料需要承受载荷力，就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工，通过以上方法来确保机械产品的质量[1]。二是对于一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料，载荷力一般是作用在零件的横切面，可以使得横截面的应力均衡受力，这就需要在化工材料的选择方面选择一些性能分布均匀的材料，以此来保障在机械设计的加工、生产等环节对材料进行高效作业，促进化工工业的发展。
2.2对于碳素钢与合金钢型材料的选择
在化工机械的设计过程中，碳素钢是一种比较常用的材料，究其原因，正是因为碳素钢这一材料在价格方面比较实惠、加工的工艺也比较便利，从而被广泛使用。尽管碳素钢这一材料存在多个方面的优势，但是也存在碳素的韧性和强度比较差这一缺点，这就使得中等以上的材料不能被完全形成，正是由于这一缺点的存在促使碳素钢这一材料不能被广泛使用在化工机械设计过程中。随着科技的进步与发展，可以在碳素钢中加入合金，从而形成一种新的材料，即为合金钢[2]。这一材料在淬透性、韧性、强度等方面都得到了较大的提高，并且由于合金的加入也提高了这一材料的耐磨性。因此，在化工机械的设计过程中，为了充分利用材料，当遇到零部件横截面积大、材料外在荷力大以及需要对材料进行淬透时就可以使用合金钢这一材料，而其他情况则使用碳素钢就可以得到解决。
3在化工机械的设计过程中材料的应用探讨
在了解化工机械的设计过程中所需要使用的材料之后，如何将所选择好的材料应用于化工机械中呢？为此，论文就针对于此，提出以下几个方面的探讨和研究。
3.1经济性与实用性相结合，合理应用机械材料
针对化工机械设计材料的运用，首先要遵循经济性与实用性相结合的原则，为化工机械的设计奠定基础。材料运用的经济性与实用性的统一，需要充分考虑到两个方面的内容。一是应用于机械设计中的材料要按照零部件的加工工艺标准，机械加工过程中所要使用的工艺技术也有多个种类，如切削工艺、铸造工艺、焊接工艺等，不同的工艺技术对材料的运用要求也是不同的，比如说切削工艺要求材料的应用符合切削工艺可操作性特征，因此，在材料的应用过程中要在工艺技术不同要求的基础上合理使用。二是需要强调材料应用中的经济性，在化工机械设计过程中，在保障各项材料符合工艺要求的前提之下，科学合理地对材料加工成本进行有效的控制，从而为后续工作的顺利开展奠定基础[3]。
3.2环保性与节能性相结合，减少机械材料的损耗
针对化工机械设计材料的运用，需要在使用的过程中遵循环保性与节能性相结合的原则，从而有效提高资源利用率。随着我国经济的快速发展，不断增长的经济与不断消耗的资源成为主要的一组矛盾，如果一味地追求经济效益，势必会给社会的发展带来不利的结果，因此，对于化工机械设计材料的选择，不仅要考虑到对环境的保护，也要考虑到成本的输出。在化工机械的设计过程中，做到环保性与节能性的统一，有利于促进我国生态环境社会的发展和建设，也是可持续发展对化工机械设计工作所提出的新要求。比如说，在机械设计铸件的环节中，就需要充分考虑这一环节所使用到的材料在环保方面的问题，在环保观念下尽可能地合理使用材料，在最大程度上节约原材料和成本，减少不必要的能源消耗，从而做好化工机械设计工作。
4结语
机械设备是化工生产正常且稳定运行的一个先决条件，而在机械设计过程中对材料的选择和应用是机械设备设计中关键性的一个环节，也已经成为一个深受社会大众关注的问题，由此可见，做好化工机械设计中材料的选择，并且在此基础上进行合理的运用至关重要。为此，论文就以此为主要的讨论方向，针对在化工机械设计过程中如何做好材料的选择工作，并且在此基础上进行合理地运用，促进化工机械设计工作得到顺利开展，从而提高化工机械设备的工作效率，进一步提高化工生产的质量。
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关键词：数控加工技术；特点；应用
在机械制造业不断发展的今天，数控加工技术得到了越来越广泛的应用，并为推动机械制造业的自动化、数字化、快捷化、网络化发展做出了突出的贡献。为更好地发挥数控加工技术的优势，必须提高对数控加工技术的正确认识，并对数控加工技术进行相应的改进与完善。
1数控加工技术的特点
1.1数控加工技术的产生背景
在科学技术日益进步的背景下，机械制造业生产产品的复杂性逐渐加大，基于这样的原因，对产品生产效率、生产质量的要求也在日益提高。信息技术、计算机、军工、汽车制造、微电子以及航空航天等诸多行业中，各种零部件的结构改型频繁、形状复杂各异，基于这样的原因，传统机械制造业中零部件加工难度大、精度高、生产效率低、质量差的问题逐渐暴露出来[1]。为有效解决这些问题，数控加工技术这一以机械加工过程的智能化、自动化为主要手段的技术应运而生，并迅速得到了广泛的应用。
1.2数控加工技术的内涵
数控加工技术是一种应用十分广泛的现代化加工手段，其综合应用了精密机械、自动检测、自动控制以及计算机等高新技术。数控加工技术是在加工机床上利用数字化控制系统完成对整个零部件的加工[2]。也就是说，数控加工技术是，在数控机床上加工零件的一种工艺技术，同时，其在现代化机械制造技术中占据着基础性的地位。通过数控加工技术的有效应用，可以完成以往很难甚至无法进行的曲面零部件的加工，同时，其在加工准度、精度上均较为理想。数控加工技术在机械制造业中的广泛应用，使得传统普通机械逐渐被数控机械替代，从而给传统制造业造成了巨大的冲击与革命性的挑战。这样的背景下，数控加工技术的普及程度与水平，已成为一个国家机械制造业发展水平与发展程度的标志，也是一个国家工业现代化水平、综合国力与竞争力的重要衡量指标。
1.3数控加工设备的工作原理
随着计算机技术的迅速发展，以计算机、电子设备为主的数控加工设备得到了一定的改进与优化，从而在很大程度上推动着数控加工设备的通用化、系列化、标准化发展。通常情况下，数控机床主要由机床本体、辅助控制装置、伺服驱动及位置检测、数控装置、输入装置、程序载体、程序编制等部分组成。数控装置是数控机床的核心部分，其工作原理如下：数控装置接受输入装置输送或者是在内部存储器中取出一段或多段数控加工程序，并经过逻辑电路进行编译、运算、逻辑处理，最后输出各种控制指令、信息，对机床各部分的工作进行控制，使机床各部分能够按照规定进行动作与有序运动。
1.4数控加工设备的编程
与普通加工机床相比较而言，数控加工设备存在着很大的不同，原因在于，执行各项功能的时候，数控加工设备必须完全接受数控装置程序的控制。也就是说，数字加工设备必须在计算机程序有效控制之下来进行运作。基于这样的原因，数控加工系统是否能够得到有效运用，主要取决于程序设计是否合理，只有保证编程程序切实有效、科学合理，才能有效控制数控机床进行自动化加工。一般情况下，数控加工设备的编程内容主要包括：第一，全面了解整个零件的设计图纸，特别是要注意曲线交点、圆心以及基本坐标点等基本数据。参考零件图中点、线、面之间的相互关系，来进行坐标转换或者是构建方程，从而为有效实施数控系统编程奠定良好的基础；第二，细致地分析整个数控加工系统的具体操作，制定有针对性的加工工艺流程[3]；第三，结合计算机特点、数控加工系统的具体状况，来编制数控系统程序，同时，也要保证所编制的程序能够得到合理、有效的应用；第四，确定机床各部分移动轨迹的数学关系。
2数控加工技术的应用
2.1数控加工技术的应用范围
数控加工技术的通用性、适应性相对较强，加工精度较高、加工质量也比较稳定，因此，具有经济效益好、生产效率高的优势特征。因为数控加工技术能够进行复杂生产，也可以改善工作条件、减轻劳动强度，有利于提高生产率，所以，对数字加工技术进行合理选择、有效应用，不仅能够提高企业的竞争力，还可以大大提高经济效益。数控机床是高度自动化的一种机床，也是实际生产中数控加工技术的一种具体运用，相比较于传统的普通机床，数控机床有着诸多优势，因此，数控机床得到了越来越广泛的应用。但是，数控机床也是一种高度机电一体化的产品，制作成本、技术含量均比较高，因此，操作难度较大、对操作人员技能水平的要求较高、后续保养维护与维修费用较高[4]。这样的前提下，站在经济角度上，数控机床通常情况下主要适用于对以下几种零件进行加工：小批量、多品种零件；需要最小周期生产的一些急需零件；不允许报废、价格昂贵的关键零件；需要频繁进行改型的特殊零件；精度要求较高、结构比较复杂的精密零件等。
2.2数控加工与数控编程的应用流程
机械制造业中所应用的数控加工技术包括数控机床加工以及数控编程两种，其中，零件加工编程质量的优劣，直接决定着产品的实际生产质量，因此，必须加强对数控编程技术的重视。首先，数控机床加工的流程如下：生产者根据零件设计图中的要求来进行加工，对于设计图中的一些标准与标注，必须如实反映在零件加工过程中。对于数控加工程序来说，主要是通过把加工的具体尺寸转化为数字代码，以完成加工参数的转变、零件加工工艺，NC系统根据数字内容，来完成零件加工数控命令以及相应的辅助，从而高效完成零件的加工。其次，数控编程也被称为编制零件数控加工程序，指的是通过参考被加工零件的技术工艺以及图纸，根据规定的格式、数控系统中的指令，来编制成加工程序文件的这一过程。数控加工程序的科学编程，是生产出高质量零件的前提保障，也是提升整体合格率的有效措施。准确掌握数控加工设备的所有功能，从而实现对数控加工设备的有效利用，有利于降低使用数控加工设备的危险性，让工作人员能够更加安全地进行操作。一般情况下，数控编程主要由5个部分组成：分析零件图样；对零件相关技术参数进行数字化处理；零件工艺处理、编程单的编程；输入数控编程；检验数控程序[5]。为了做好数控编程，必须切实掌握、正确认识加工零件图纸中的具体要求，并要全面了解图纸中的相关工艺要求，同时也要选择科学、合理的加工方案，尽可能地实现质量、经济性两者之间的平衡；应根据提前制定的加工工艺来处理加工顺序、加工路线，熟练掌握具体的加工刀具、加工参数；尽可能地实现数控加工设备效果的最大化，也要尽量减少换刀次数，来提高数控生产效率。
3结语
综上所述，进一步认识数控加工技术的特点、熟悉数控加工技术的应用范围，有利于实现数控加工技术的有效应用，也有利于提高数控加工的有效性与准确性。在科学技术不断进步的时代背景下，相信未来数控加工技术会得到不断的改进与完善，为推动石油化工装备和机械制造的发展做出更好的贡献。
作者:张金东 单位:中信戴卡股份有限公司
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