一、機理分析

引起爬行的原因很多,但主要有以下兩個方面。

1.摩擦阻力的變化引起爬行

機床床身導軌工作臺導軌面都是經(jīng)過磨削或刮削獲得的,宏觀上看是平直而光滑的,但在微觀下卻總存在有較小間距和峰谷組成的微量高低不平的痕跡。實際上,兩接觸貼合面只有兩面的微峰峰尖接觸,所以實際接觸面積是非常小的,因而峰尖所承受的壓力非常之大,遠遠超過其彈性變形極限而出現(xiàn)的塑性變形,尤其是大型機床更為突出。此外,發(fā)生塑性變形的接觸點的金屬分子在運動中產(chǎn)生強烈的粘結(jié)作用。由于參差不同高度的峰谷會出現(xiàn)互相交錯咬合,在相對運動時便產(chǎn)生“犁刨”現(xiàn)象。這便是機床兩相對貼合運動導軌表面產(chǎn)生摩擦阻力的主要潛因。

機床的爬行現(xiàn)象主要發(fā)生在低速滑動時,因為高速時工作臺導軌面在微觀存在的較小間距和峰谷間儲存著微量油液,在高速作用的貼合運動中容易形成動壓油膜,而將兩貼合導軌面隔離開,摩擦系數(shù)此時是非常小的。然而,在低速滑動時,則較難形成動壓油膜,從而出現(xiàn)由微峰直接接觸的邊界潤滑。這時導軌表面的微峰由于直接接觸,壓力極高,因而發(fā)生塑性變形,導致接觸處產(chǎn)生局部振動、高熱、運動不平穩(wěn),出現(xiàn)金屬分子的燒結(jié),也稱“冷焊”,這時摩擦系數(shù)是相當大的。

實驗證明,在邊界潤滑條件下摩擦系數(shù)與滑動速度之間呈現(xiàn)如圖1所示的函數(shù)關(guān)系。

一、機理分析

引起爬行的原因很多,但主要有以下兩個方面。

1.摩擦阻力的變化引起爬行

機床床身導軌工作臺導軌面都是經(jīng)過磨削或刮削獲得的,宏觀上看是平直而光滑的,但在微觀下卻總存在有較小間距和峰谷組成的微量高低不平的痕跡。實際上,兩接觸貼合面只有兩面的微峰峰尖接觸,所以實際接觸面積是非常小的,因而峰尖所承受的壓力非常之大,遠遠超過其彈性變形極限而出現(xiàn)的塑性變形,尤其是大型機床更為突出。此外,發(fā)生塑性變形的接觸點的金屬分子在運動中產(chǎn)生強烈的粘結(jié)作用。由于參差不同高度的峰谷會出現(xiàn)互相交錯咬合,在相對運動時便產(chǎn)生“犁刨”現(xiàn)象。這便是機床兩相對貼合運動導軌表面產(chǎn)生摩擦阻力的主要潛因。

機床的爬行現(xiàn)象主要發(fā)生在低速滑動時,因為高速時工作臺導軌面在微觀存在的較小間距和峰谷間儲存著微量油液,在高速作用的貼合運動中容易形成動壓油膜,而將兩貼合導軌面隔離開,摩擦系數(shù)此時是非常小的。然而,在低速滑動時,則較難形成動壓油膜,從而出現(xiàn)由微峰直接接觸的邊界潤滑。這時導軌表面的微峰由于直接接觸,壓力極高,因而發(fā)生塑性變形,導致接觸處產(chǎn)生局部振動、高熱、運動不平穩(wěn),出現(xiàn)金屬分子的燒結(jié),也稱“冷焊”,這時摩擦系數(shù)是相當大的。

實驗證明,在邊界潤滑條件下摩擦系數(shù)與滑動速度之間呈現(xiàn)如圖1所示的函數(shù)關(guān)系。

摘要：機械制造裝備設計課程的知識面廣、內(nèi)容駁雜，對專業(yè)和實踐知識要求較高，而地方高校本科學生生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的缺乏致使學生對機械制造裝備設計課程知識點的接受能力低下、學習興趣缺乏、創(chuàng)新能力難以培養(yǎng)。本文提出基于實踐觀摩的機械制造裝備設計教學方法，期望通過實踐觀摩教學模式的實施，能夠增加學生對于切削機床和機床夾具方面的實踐經(jīng)驗，提高對知識點的接受能力，提升學生理論與實踐的結(jié)合能力，培養(yǎng)學生的綜合應用能力。

關(guān)鍵詞：機械制造裝備設計；實踐觀摩；切削機床；機床夾具

在制造裝備制造業(yè)大力發(fā)展的今天，裝備制造業(yè)的發(fā)展程度嚴重影響著一個國家制造業(yè)發(fā)展的水平，在整個國民經(jīng)濟中處于十分重要的戰(zhàn)略地位，而發(fā)展大型、高精密數(shù)控裝備及功能部件等重大技術(shù)設備，改善大型、高精度數(shù)控機床大量依賴進口的局面，增強自主創(chuàng)新能力，培養(yǎng)掌握機械制造裝備核心技術(shù)的專業(yè)人才是當前我國制造業(yè)發(fā)展的當務之急。機械制造裝備設計課程，是機械設計制造及其自動化專業(yè)本科生在熟練掌握機械原理、機械設計、機械制造技術(shù)基礎、機械傳動與控制等前期基礎理論課程的前提下，所必修的一門重要的專業(yè)課。該課程包含了機械制造及裝備設計方法、金屬切削機床設計、典型部件設計、夾具設計、物流系統(tǒng)設計、機械加工生產(chǎn)線總體設計等相關(guān)理論內(nèi)容，在一定程度上能夠使學生了解機械制造裝備設計的基本過程和步驟，掌握基本的原理和方法，能夠進行一定的總體方案設計和相關(guān)結(jié)構(gòu)設計，為學生在機械制造裝備領域內(nèi)進行相關(guān)的創(chuàng)新設計、研究和深層次的開發(fā)工作打下堅定的基礎，為國家裝備制造業(yè)的發(fā)展提供不懈的前進動力。然而機械制造裝備設計課程實踐性與應用性強、知識面廣、對學生所掌握知識的綜合運用能力要求較高，學生在學習過程中不能夠?qū)⒗碚撆c實踐知識相互映射，一定程度上降低了學生對其知識的主動接受能力，學生的學習興趣差。為此，在機械制造裝備設計課程教學過程中，本文提出基于實踐觀摩的機械制造裝備設計教學方法，力圖能夠間接增加學生對相關(guān)機械制造裝備及其零部件結(jié)構(gòu)的認識，使學生在理論知識與實踐應用之間建立相互的映射，嘗試消除學生對所學理論知識的接受瓶頸，提高學生的主動接受能力。

一、機械制造裝備設計課程教學現(xiàn)狀

機械制造裝備設計課程的知識面廣、內(nèi)容駁雜，對相關(guān)專業(yè)知識和實踐知識要求高，重視學生對所學知識的綜合、實際應用能力的培養(yǎng)。由于學生缺乏豐富的實踐經(jīng)驗和較高的專業(yè)理論水平，學生感覺課程內(nèi)容十分的晦澀難懂，降低了學生對所學知識的主動接受能力，單純的理論課堂授課模式難以達到預期效果。目前主要存在以下幾點問題。

1.目前，針對機械制造裝備設計課程建設和教學改革的研究尚沒有引起足夠的重視導致教學方式較為單一，大多數(shù)教師依舊沿用傳統(tǒng)的體系與架構(gòu)，采用單一的填鴨式的灌輸。根據(jù)機械制造裝備設計教學大綱要求理論講授為32學時，而其課程知識點繁多，為了能夠?qū)⒄n程知識點面面俱到，教師普遍采用填鴨式的灌輸方式，在有限的時間內(nèi)將大量的知識和信息傳遞給學生。學生在課堂上沒有足夠的時間進行思考，致使學生對所學知識興趣缺乏，打擊學生的學習積極性和自信心。

摘要：當今科學技術(shù)的快步發(fā)展，改變了我們生活的方方面面，本文以數(shù)控機床為例展開論述，通過對數(shù)控機床工作原理的介紹，來著重闡述數(shù)控機床在礦用機械加工中的應用。對于目前投入市場運用的礦用數(shù)控機床，它們普遍具有高效的生產(chǎn)效率，高速化、精度化程度與可靠性能都是人工無法比擬的，其主要體現(xiàn)在智能化，柔性化與集成化，經(jīng)濟效益比較高等優(yōu)點，得以廣泛使用。數(shù)控機床應用包括控制金屬切削機床，大規(guī)模的零件加工和自動生產(chǎn)線技術(shù)應用等方面，本文通過對應用實例進行分析，希望可以為數(shù)控機床的更好應用提供借鑒，以點帶動面發(fā)展，為我國實現(xiàn)“科技強國”目標提供探索。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；機械加工；應用

隨著時代的進步，微電子和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，以及數(shù)字控制技術(shù)的出現(xiàn)，機械行業(yè)發(fā)生了巨大的變化，人們開始把兩者集合起來制成了數(shù)控機床，導致數(shù)控機床的應用前景愈來愈廣泛，可以實現(xiàn)多個坐標的聯(lián)合作用，生產(chǎn)所需的材料準備周期短，能夠較快速地完成標準的產(chǎn)品生產(chǎn)，另外機械加工產(chǎn)品市場需求量份額大，采用精確的程序編程對產(chǎn)品進行自動加工，工作效率和質(zhì)量得到大幅度的保障。數(shù)控機床實現(xiàn)了現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的統(tǒng)一，實現(xiàn)了設計、制造、檢驗和生產(chǎn)管理的自動化。若需要生產(chǎn)另一種產(chǎn)品，就需要編制出相應的程序，機械會根據(jù)輸入的程序，在啟動后，自動地連續(xù)加工，直到產(chǎn)品生產(chǎn)完成，這樣的生產(chǎn)效率是人無法比擬的。

1數(shù)控機床的相關(guān)認識

1.1數(shù)控機床的組成及原理

數(shù)控機床主要由編程和程序載體、輸入輸出設備、數(shù)控設備、驅(qū)動設備和位置檢測設備、輔助控制設備和機床本體組成。工作原理：首先根據(jù)加工零件圖紙和過程,代碼和程序格式與專業(yè)技術(shù)人員到相應的程序,那么,將需要輸入數(shù)控裝置,數(shù)控設備的數(shù)控程序控制身體的運動機器停止和速度,和變化的方向運動,速度和位移,交流,和其他如工具選擇、工件夾緊,放松冷卻和潤滑動作的切換，使刀具和工件等輔助設備嚴格按照工藝順序、工藝軌跡和工作參數(shù)的規(guī)定，根據(jù)這一套完整的程序從而加工出符合要求的零件產(chǎn)品。

摘要：應用型人才培養(yǎng)模式是以能力為中心，以高質(zhì)量工程技術(shù)人才為目標的培養(yǎng)模式。文章針對機械制造工程學課程教學中存在的問題，從優(yōu)化教學內(nèi)容、構(gòu)建四位一體教學模式、創(chuàng)新教學方法和手段、加強實踐教學、完善成績評價體系等方面提出了機械制造工藝學課程教學改革的對策。

關(guān)鍵詞：應用型人才；機械制造工程學；教學改革

當前我國高等教育就人才培養(yǎng)而言，改變了過去行業(yè)專家的培養(yǎng)模式，力求造就知識面較廣、適應性較強的寬厚型、復合型、開放型的應用型人才?！皺C械制造工程學”是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)核心課程，由“金屬切削機床”、“金屬切削原理與刀具”、“機械制造工藝學”、“機床夾具設計”四門課程整合而成，具有較強的理論性、實踐性等特點[1-3]，在整個機械基礎課程中起到承上啟下的重要作用。但是這門課的內(nèi)容多，開課時間卻十分有限，學時變?yōu)樵瓉硭拈T課程總學時的1/3左右，為了能完成教學任務，過去教師常采用“一言堂”、“滿堂灌”的單向灌輸?shù)慕虒W模式，但這種模式無法達到實踐的要求，導致學生學習效果很差。[4]同時，傳統(tǒng)的教育方式在教學上往往局限于對課本知識的記憶，無法激發(fā)出學生的創(chuàng)新思維，很難高質(zhì)量地達到對學生解決問題能力的培養(yǎng)[4]，所以為了培養(yǎng)適應性較強的寬厚型、復合型、開放型的應用型人才，對“機械制造工程學”課程進行教學改革是迫在眉睫。

一、優(yōu)化教學內(nèi)容

“機械制造工程學”課程結(jié)構(gòu)安排上側(cè)重機械制造方面冷加工領域的基本知識、基本原理和基本方法。由于“機械制造工程學”課程包括“金屬切削機床”、“金屬切削原理與刀具”、“機械制造工藝學”和“機床夾具設計”的內(nèi)容，內(nèi)容廣而多，并且原各獨立課程內(nèi)部需要體系上和結(jié)構(gòu)上的完整性，因此有些相同內(nèi)容在不同科目中重復，增加了不必要的學時。根據(jù)這種情況，對于教學內(nèi)容的改革，力求做到內(nèi)容精練、有重點、有特色，在保留了原有課程核心內(nèi)容的前提下，對課程內(nèi)容體系進行合理規(guī)劃和調(diào)整。在教學內(nèi)容選擇上以應用為目的，以必需、夠用為度。這里重點將原“金屬切削原理與刀具”分為兩部分，即切削加工基本知識部分和刀具部分，并根據(jù)刀具的用途，將刀具部分和機床部分相結(jié)合，如車床和車刀、銑床和銑刀等，這樣安排便于加深學生對于刀具具體應用的掌握。具體將“機械制造工程學”課程分為五個教學模塊。第一個模塊為切削加工基本知識，側(cè)重以掌握概念、強化應用為重點，簡化了切削變形、切削力和切削溫度等公式推導，重點是掌握金屬切削過程中的內(nèi)在關(guān)系和基本規(guī)律；第二個模塊為機床和刀具，重點掌握切削加工中常用的機床和機床所用的刀具；第三個模塊為機床夾具，掌握機床夾具設計的基本原理和方法，了解常用機床夾具的結(jié)構(gòu)及特點，重點培養(yǎng)學生具有設計夾具的初步能力；第四模塊為加工和裝配工藝，以制造工藝為主線，掌握機械加工工藝過程和裝配工藝過程的基本理論與知識，培養(yǎng)學生具有設計工藝規(guī)程的初步能力；第五個模塊為加工質(zhì)量，重點培養(yǎng)學生初步具備綜合分析機械加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等問題的基本能力。

二、構(gòu)建四位一體教學模式

[論文關(guān)鍵詞]高速切削；設備；選擇

[論文摘要]本文通過對高速切削加工技術(shù)的優(yōu)越性和巨大經(jīng)濟效益的分析，全面論述了高速切削對機床設備及刀具系統(tǒng)的具體要求，闡述了高效率、高精度、高柔性和綠色化的高速切削加工技術(shù)是機械加工領域的發(fā)展趨勢。

1高速切削的概念

當切削速度超過被切削材料臨界切削速度時，切削溫度下降，切削抗力減小，刀具使用壽命延長。目前，主軸轉(zhuǎn)速高達60000r/min，進給速度高達90m/min，加速度達到1.7g的高速切削機床已商品化。并在航天、模具、汽車等行業(yè)的實際應用中，產(chǎn)生了巨大的技術(shù)經(jīng)濟效益。高速切削加工不但要求切削主軸的高轉(zhuǎn)速，而且要求軸向進給的高速度和高加速度、先進的切削刀具等相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。高速切削應該是可靠的高速切削。通常將切削速度和進給速度達到常規(guī)機床5～10倍的切削加工稱之為高速切削。然而，根據(jù)Salomon的高速切削理論，高速切削應為切削溫度不再隨切削速度的提高而上升，且以高切削速度、高切削精度、高進給速度與加速度為主要特征的切削加工。因此，對于不同的材料，高速切削的速度范圍是不同的。目前，常用材料的高速切削范圍：鋁合金為1000～7000m/min，碳鋼為500～2000m/min，鈦合金為i00～1000m/min。

2機床選擇

現(xiàn)階段，為了實現(xiàn)高速切削加工，一般采用高柔性的高速數(shù)控機床、加工中心，也有采用專用的高速銑、鉆床。這些設備的共同之處是：必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)，才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化。高速切削與傳統(tǒng)切削最大的區(qū)別是，“機床—刀具—工件”系統(tǒng)的動態(tài)特性對切削性能有更強的影響力。在該系統(tǒng)中，機床主軸的剛度、刀柄形式、刀長設定、主軸拉刀力、刀具扭力設定等，都是影響高速切削性能的重要因素。在高速切削中，材料去除率即單位時間內(nèi)材料被切除的體積，通常受限于“機床—刀具—工件”工藝系統(tǒng)是否出現(xiàn)“顫振”。因此，為了滿足高速切削加工的需求，首先要提高機床動靜剛度尤其是主軸的剛度特性。現(xiàn)階段高速切削之所以能夠成功，一個很關(guān)鍵的因素在于對系統(tǒng)動態(tài)特性問題的掌握和處理能力。為了更好地描述機床主軸的剛度特性，工程上提出新的無量綱參數(shù)一DN值，用以評價機床的主軸結(jié)構(gòu)對高速切削加工的適應性。所謂DN值即“主軸直徑與每分鐘轉(zhuǎn)速之積”。新近開發(fā)的加工中心主軸DN值大都已超過100萬。為了減輕軸承的重量，還采用了比鋼制品要輕得多的陶瓷球軸承；軸承潤滑方式大都采用油氣混合潤滑方式。在高速切削加工領域，目前已開發(fā)空氣軸承和磁軸承以及由磁軸承和空氣軸承合并構(gòu)成的磁氣／空氣混合主軸。在機床進給機構(gòu)方面，高速切削加工所用的進給驅(qū)動機構(gòu)通常都為大導程、多頭高速滾珠絲杠，滾珠采用小直徑氮化硅陶瓷球，以減少其離心力和陀螺力矩；采用空心強冷技術(shù)來減少高速滾珠絲杠運轉(zhuǎn)時由于摩擦產(chǎn)生溫升而造成的絲杠熱變形。近幾年來，用直線電機驅(qū)動的高速進給系統(tǒng)問世，這種進給方式取消了從電動機到工作臺溜板之間的一切中間機械傳動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了機床進給系統(tǒng)的零傳動。由于直線電機沒有任何旋轉(zhuǎn)元件，不受離心力的作用，可以大大提高進給速度。直線電機的另一大優(yōu)點是行程不受限制。直線電機的次極是一段一段連續(xù)鋪在機床的床身上。次極鋪到哪里，初極工作臺就可運動到哪里，而且對整個進給系統(tǒng)的剛度沒有任何影響。采用高速絲杠或直線電機，能夠大大提高機床進給系統(tǒng)的快速響應。直線電機最高加速度可達2～10G，最大進給速度可達60～200m/min或更高。此外，機床的運動性能也將直接影響加工效率和加工精度。在模具及自由曲面的高速切削加工中，主要采用小切深大進給的加工方法。要求機床在大進給速度條件下，應具有高精度定位功能和高精度插補功能，特別是圓弧高精度插補。圓弧加工是采用立銑刀或螺紋刀具加工零部件或模具時，必不可少的加工方法。

1高速切削的概念

當切削速度超過被切削材料臨界切削速度時，切削溫度下降，切削抗力減小，刀具使用壽命延長。目前，主軸轉(zhuǎn)速高達60000r/min，進給速度高達90m/min，加速度達到1.7g的高速切削機床已商品化。并在航天、模具、汽車等行業(yè)的實際應用中，產(chǎn)生了巨大的技術(shù)經(jīng)濟效益。高速切削加工不但要求切削主軸的高轉(zhuǎn)速，而且要求軸向進給的高速度和高加速度、先進的切削刀具等相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。高速切削應該是可靠的高速切削。通常將切削速度和進給速度達到常規(guī)機床5～10倍的切削加工稱之為高速切削。然而，根據(jù)Salomon的高速切削理論，高速切削應為切削溫度不再隨切削速度的提高而上升，且以高切削速度、高切削精度、高進給速度與加速度為主要特征的切削加工。因此，對于不同的材料，高速切削的速度范圍是不同的。目前，常用材料的高速切削范圍：鋁合金為1000～7000m/min，碳鋼為500～2000m/min，鈦合金為i00～1000m/min。

2機床選擇

現(xiàn)階段，為了實現(xiàn)高速切削加工，一般采用高柔性的高速數(shù)控機床、加工中心，也有采用專用的高速銑、鉆床。這些設備的共同之處是：必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)，才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化。高速切削與傳統(tǒng)切削最大的區(qū)別是，“機床—刀具—工件”系統(tǒng)的動態(tài)特性對切削性能有更強的影響力。在該系統(tǒng)中，機床主軸的剛度、刀柄形式、刀長設定、主軸拉刀力、刀具扭力設定等，都是影響高速切削性能的重要因素。在高速切削中，材料去除率即單位時間內(nèi)材料被切除的體積，通常受限于“機床—刀具—工件”工藝系統(tǒng)是否出現(xiàn)“顫振”。因此，為了滿足高速切削加工的需求，首先要提高機床動靜剛度尤其是主軸的剛度特性?，F(xiàn)階段高速切削之所以能夠成功，一個很關(guān)鍵的因素在于對系統(tǒng)動態(tài)特性問題的掌握和處理能力。為了更好地描述機床主軸的剛度特性，工程上提出新的無量綱參數(shù)一DN值，用以評價機床的主軸結(jié)構(gòu)對高速切削加工的適應性。所謂DN值即“主軸直徑與每分鐘轉(zhuǎn)速之積”。新近開發(fā)的加工中心主軸DN值大都已超過100萬。為了減輕軸承的重量，還采用了比鋼制品要輕得多的陶瓷球軸承；軸承潤滑方式大都采用油氣混合潤滑方式。在高速切削加工領域，目前已開發(fā)空氣軸承和磁軸承以及由磁軸承和空氣軸承合并構(gòu)成的磁氣／空氣混合主軸。在機床進給機構(gòu)方面，高速切削加工所用的進給驅(qū)動機構(gòu)通常都為大導程、多頭高速滾珠絲杠，滾珠采用小直徑氮化硅陶瓷球，以減少其離心力和陀螺力矩；采用空心強冷技術(shù)來減少高速滾珠絲杠運轉(zhuǎn)時由于摩擦產(chǎn)生溫升而造成的絲杠熱變形。近幾年來，用直線電機驅(qū)動的高速進給系統(tǒng)問世，這種進給方式取消了從電動機到工作臺溜板之間的一切中間機械傳動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了機床進給系統(tǒng)的零傳動。由于直線電機沒有任何旋轉(zhuǎn)元件，不受離心力的作用，可以大大提高進給速度。直線電機的另一大優(yōu)點是行程不受限制。直線電機的次極是一段一段連續(xù)鋪在機床的床身上。次極鋪到哪里，初極工作臺就可運動到哪里，而且對整個進給系統(tǒng)的剛度沒有任何影響。采用高速絲杠或直線電機，能夠大大提高機床進給系統(tǒng)的快速響應。直線電機最高加速度可達2～10G，最大進給速度可達60～200m/min或更高。此外，機床的運動性能也將直接影響加工效率和加工精度。在模具及自由曲面的高速切削加工中，主要采用小切深大進給的加工方法。要求機床在大進給速度條件下，應具有高精度定位功能和高精度插補功能，特別是圓弧高精度插補。圓弧加工是采用立銑刀或螺紋刀具加工零部件或模具時，必不可少的加工方法。

3刀具選擇

3.1刀具材料的發(fā)展高速切削技術(shù)發(fā)展的歷史，也就是刀具材料不斷進步的歷史。高速切削的代表性刀具材料是立方氮化硼(CBN)。端面銑削使用CBN刀具時，其切削速度可高達5000m/min，主要用于灰口鑄鐵的切削加工。聚晶金剛石(PCD)刀具被稱之為2l世紀的刀具，它特別適用于切削含有SiO2的鋁合金材料，而這種金屬材料重量輕、強度高，廣泛地應用于汽車、摩托車發(fā)動機、電子裝置的殼體、底座等方面。目前，用聚晶金剛石刀具端面銑削鋁合金時，5000m/min的切削速度已達到實用化水平，此外陶瓷刀具也適用于灰口鑄鐵的高速切削加工；

[論文關(guān)鍵詞]高速切削；設備；選擇

[論文摘要]本文通過對高速切削加工技術(shù)的優(yōu)越性和巨大經(jīng)濟效益的分析，全面論述了高速切削對機床設備及刀具系統(tǒng)的具體要求，闡述了高效率、高精度、高柔性和綠色化的高速切削加工技術(shù)是機械加工領域的發(fā)展趨勢。

1高速切削的概念

當切削速度超過被切削材料臨界切削速度時，切削溫度下降，切削抗力減小，刀具使用壽命延長。目前，主軸轉(zhuǎn)速高達60000r/min，進給速度高達90m/min，加速度達到1.7g的高速切削機床已商品化。并在航天、模具、汽車等行業(yè)的實際應用中，產(chǎn)生了巨大的技術(shù)經(jīng)濟效益。高速切削加工不但要求切削主軸的高轉(zhuǎn)速，而且要求軸向進給的高速度和高加速度、先進的切削刀具等相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。高速切削應該是可靠的高速切削。通常將切削速度和進給速度達到常規(guī)機床5～10倍的切削加工稱之為高速切削。然而，根據(jù)Salomon的高速切削理論，高速切削應為切削溫度不再隨切削速度的提高而上升，且以高切削速度、高切削精度、高進給速度與加速度為主要特征的切削加工。因此，對于不同的材料，高速切削的速度范圍是不同的。目前，常用材料的高速切削范圍：鋁合金為1000～7000m/min，碳鋼為500～2000m/min，鈦合金為i00～1000m/min。

2機床選擇

現(xiàn)階段，為了實現(xiàn)高速切削加工，一般采用高柔性的高速數(shù)控機床、加工中心，也有采用專用的高速銑、鉆床。這些設備的共同之處是：必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)，才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化。高速切削與傳統(tǒng)切削最大的區(qū)別是，“機床—刀具—工件”系統(tǒng)的動態(tài)特性對切削性能有更強的影響力。在該系統(tǒng)中，機床主軸的剛度、刀柄形式、刀長設定、主軸拉刀力、刀具扭力設定等，都是影響高速切削性能的重要因素。在高速切削中，材料去除率即單位時間內(nèi)材料被切除的體積，通常受限于“機床—刀具—工件”工藝系統(tǒng)是否出現(xiàn)“顫振”。因此，為了滿足高速切削加工的需求，首先要提高機床動靜剛度尤其是主軸的剛度特性?，F(xiàn)階段高速切削之所以能夠成功，一個很關(guān)鍵的因素在于對系統(tǒng)動態(tài)特性問題的掌握和處理能力。為了更好地描述機床主軸的剛度特性，工程上提出新的無量綱參數(shù)一DN值，用以評價機床的主軸結(jié)構(gòu)對高速切削加工的適應性。所謂DN值即“主軸直徑與每分鐘轉(zhuǎn)速之積”。新近開發(fā)的加工中心主軸DN值大都已超過100萬。為了減輕軸承的重量，還采用了比鋼制品要輕得多的陶瓷球軸承；軸承潤滑方式大都采用油氣混合潤滑方式。在高速切削加工領域，目前已開發(fā)空氣軸承和磁軸承以及由磁軸承和空氣軸承合并構(gòu)成的磁氣／空氣混合主軸。在機床進給機構(gòu)方面，高速切削加工所用的進給驅(qū)動機構(gòu)通常都為大導程、多頭高速滾珠絲杠，滾珠采用小直徑氮化硅陶瓷球，以減少其離心力和陀螺力矩；采用空心強冷技術(shù)來減少高速滾珠絲杠運轉(zhuǎn)時由于摩擦產(chǎn)生溫升而造成的絲杠熱變形。近幾年來，用直線電機驅(qū)動的高速進給系統(tǒng)問世，這種進給方式取消了從電動機到工作臺溜板之間的一切中間機械傳動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了機床進給系統(tǒng)的零傳動。由于直線電機沒有任何旋轉(zhuǎn)元件，不受離心力的作用，可以大大提高進給速度。直線電機的另一大優(yōu)點是行程不受限制。直線電機的次極是一段一段連續(xù)鋪在機床的床身上。次極鋪到哪里，初極工作臺就可運動到哪里，而且對整個進給系統(tǒng)的剛度沒有任何影響。采用高速絲杠或直線電機，能夠大大提高機床進給系統(tǒng)的快速響應。直線電機最高加速度可達2～10G，最大進給速度可達60～200m/min或更高。此外，機床的運動性能也將直接影響加工效率和加工精度。在模具及自由曲面的高速切削加工中，主要采用小切深大進給的加工方法。要求機床在大進給速度條件下，應具有高精度定位功能和高精度插補功能，特別是圓弧高精度插補。圓弧加工是采用立銑刀或螺紋刀具加工零部件或模具時，必不可少的加工方法。

摘要：機床進給系統(tǒng)的運動件，當其運行速度低到一定值（如0.5mm/min）時，往往不是作連續(xù)勻速運動，而是時走時停、忽快忽慢，這種現(xiàn)象稱之為爬行。嚴重影響著工作的表面質(zhì)量和尺寸精度，由于引起其原因復雜，往往不易排除，所以一直被認為是機床運動中最棘手的故障之一。本文試圖就這個問題加以粗淺的論證與探索。

關(guān)鍵詞：爬行滑動摩擦阻力

引言

爬行是機床常見而不正常的運動狀態(tài)，主要出現(xiàn)在機床各傳動系統(tǒng)的執(zhí)行部件上（如刀架系統(tǒng)、工作臺等），且一般在低速行時出現(xiàn)較多。運動速度低時，潤滑油被壓縮，油膜變薄，油楔作用降低，部分油膜破壞，摩擦面阻力發(fā)生變化。通常情況下，輕微程度的爬行有不易察覺的振動，顯著的爬行則是大距離地跳動。

進給運動中的爬行現(xiàn)象破壞了系統(tǒng)運動的均勻性，不僅使被加工件精度和表面質(zhì)量下降，也會破壞液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，使機床導軌加速磨損，甚至產(chǎn)生廢品和事故。

一、機床爬行原因分析

摘要：為適應現(xiàn)代化發(fā)展，高校教育進行了不斷創(chuàng)新和改革，以培養(yǎng)學生綜合能力為目標不斷發(fā)展。文章對機械制造基礎課程特點和教師教學應改革的方向進行了敘述。

關(guān)鍵詞：機械制造基礎；基礎課程；教學改革

機電工程學院的教學主要有機電一體化、機械制造、機械工程和自動化等專業(yè)課，其中機械制造基礎是這些專業(yè)課程的基礎課程。在機械制造教學中，以培養(yǎng)學生的應用能力為主，教會實際應用能夠運用到的知識，在教學內(nèi)容和教學重點上是將理論性知識講通并加強知識的應用能力，努力做到在高校課堂上經(jīng)理論知識與實際應用相結(jié)合的教學方式。

1機械制造基礎的內(nèi)容和特點

機械制造基礎課程主要有四大重點內(nèi)容供學生學習，包括金屬切削機床、機床夾具、金屬切削原理與刀具和機械制造工藝，這四大點內(nèi)容相結(jié)合形成了機械制造系統(tǒng)，也是機械制造重要技術(shù)中的基礎內(nèi)容。完整的系統(tǒng)體系是需要互相協(xié)作的[1]。一旦失去機床則不能完成工件和刀具的正常運轉(zhuǎn)；切削零件的加工過程則需要準確、堅固的夾具進行合理的配合；工藝在機械制造過程中的程度、標準以及質(zhì)量與切削時的種種原因都有關(guān)聯(lián)，零件在機械制造過程中與加工質(zhì)量和生產(chǎn)速度還有經(jīng)濟利益都有密不可分的關(guān)系。因此必須掌握機械制造體系中的內(nèi)在關(guān)系，將知識和技術(shù)結(jié)合在一起進行實際應用，以正確、科學有效的方式解決面臨的狀況，從而制造出更精美的物品，使企業(yè)獲得更多經(jīng)濟利益。學生掌握機械制造基礎的內(nèi)容后，應該通過學習將專業(yè)知識綜合、合理的應用到實際中，由此可見這門課程涉及的范圍和知識面很廣，綜合性非常強[2]。機械制造基礎教學內(nèi)容源于實際加工制造所運用到的技術(shù)，教研人員通過不斷的收集、分析和總結(jié)更加完善、科學的技術(shù)教學內(nèi)容，方便課堂的實踐活動。

2機械制造基礎教學內(nèi)容改革