机械制造技术论文精品(七篇)

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1.1机械设计初期计划设计

对于机械设计而言，其初期计划设计是非常重要的，并且会在很大程度上直接影响机械设计的成果和性能。为此，应对机械设计初期计划设计进行分析。从内容上来分析，机械设计的初期计划设计，比较类似于计算机软件设计分析的内容，具体工作主要分为以下几个方面：第一，机械设计在开始工作之前必须对大量的数据和信息进行搜集，并且在整理后开展深入分析，选择有价值的数据和信息，为机械设计工作提供必要的参考。机械设计在精度上的要求很高，不能草率的决定如何设计，需要根据实际的需求以及技术方面的标准来开展设计工作。第二，设计人员必须充分掌握好设计的器具所具备的功能与性质。现阶段的发展已经进入到了高度的自动化阶段，机械设计工作基本上都是通过不同的器具来完成的。因此，器具的功能和性质直接决定了机械设计的成果和应用方向，该项工作在未来的发展中必须得到充分的重视。

1.2机械设计的设计方案

相对而言，机械设计在具体的工作当中都是按照相应的方案来进行的。目前，机械设计方案被认为是设计工作中的核心部分，能够在客观上和主观上对机械设计的质量和水平产生极大的影响。方案设计的工作必须保证贴合实际，过于理论化只会导致非常严重的后果。本文认为，机械设计的设计方案应从以下几个方面出发：第一，机械设计方案必须满足机器本身的性能和功能要求。机械设计从细小的零部件一直到较大的操作设备都要按照设计方案来执行。但是，方案在设计的过程中应保证其符合机器本身的功能和性能，要具有较高的匹配度，否则无法完成较多的工作。第二，机械设计方案在实际的设计当中必须充分考虑到检验者本身的因素。以目前的情况来看，检验者属于主观上的因素，其是否掌握机器的开发、是否能够创新、是否具有较高的认知，都将影响机械设计方案的有效性，从而间接的影响后续的工作。

1.3机械设计的主要技术设计

随着机械设计的重视程度不断提升，很多地区都在机械设计的主要技术方面投入了大量的时间和精力，力求能够在客观上研究出更高的技术成果。但是，机械设计的限制性条件较多，理论化的成果多数情况仅适用于学术研究，未来的设计技术还是应该在实践工作中进行较大的努力。从现有的工作来看，机械设计的主要技术设计过程中，对于主要技术层面这一要素具有非常高的要求。本文认为，在机械设计的主要技术设计阶段，应达到以下两方面的要求：第一，设计人员必须对设计图纸信息进行反复的核对，尤其是一些重要的信息和数据，应认真对待图纸的各种数据计算，从多方面来完成总图与部分图的对比分析，将最终的数据进行有效的整理。机械设计的主要设计技术，从客观的角度来分析就是对各种数据和信息不断加深的过程，提高精度的同时保证机械设计的质量和性能不受到影响。第二，机械设计主要技术的每一个环节都要进行审慎的比对和分析，保证阶段性的工作成果。社会虽然对机械设计的需求较大，但在要求方面丝毫没有减弱。设计人员在执行技术的时候应保证不出现任何类型的疏漏，必要时应进行反复的校对。由此可见，机械设计主要技术在目前的发展中还有很大的提升空间，且值得研究的部分较多。

2我国机械制造的技术

2.1我国先进机械制造技术的特点

近年来，我国科学技术快速发展，先进的机械制造技术在机械制造中得到广泛应用，技术与设备都要进行不断更新，在原有优秀技术的基础上，运用先进技术作为发展的基础，满足当今市场竞争的要求，增强市场竞争力。另一方面，先进的机械制造技术能够有效提升机械产品的性能与功能。由此可见，我国先进机械制造技术的特点还是比较突出的，且在经济效益和社会效益上获得了较大的提升。结合以往的工作经验和当下的工作标准，我国先进机械制造技术的特点主要集中在以下几个方面：第一，技术的精度不断提升。目前的零部件机械制造获得了广泛的重视，零部件的精度和性能都有所提升，促使我国的机械制造技术更上一层楼。第二，面对社会的强大需求，我国先进机械制造技术的体系不断健全，在很多方面都获得了突出的成就，告别冗杂操作的同时，还实现了工作量的降低、工作效率的提升，这是值得肯定的。

2.2我国机械制造技术的发展方向

机械制造技术的发展是一个不断深化的过程，单纯在精度上或者是质量上要求提升，并不是最终的诉求。应用机械制造技术的目的在于为社会提供所需要的产品，促进生产生活的快速发展，减少各种问题的出现。因此，明确机械制造技术的发展方向是非常重要的。根据发展方向，结合当下的工作成果，努力地朝着目标努力，才是今后需要做的事情。本文认为，我国机械制造技术的发展方向应在以下几个方面来展开：第一，机械制造的管理。健全规范的计算机管理制度是我国的机械制造技术发展方向之一，因此，我国机械制造业应该加强对机械制造技术的计算机管理。第二，机械制造的设计。现代的机械产品的设计要求更加倾向于智能化，如CAD设计软件以及虚拟的设计技术对需要设计的机械产品进行模拟设计，并能够通过多媒体等对产品的性能、结构等进行模拟演示。

3结语

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航空发动机技术的发展很大程度上取决于我国制造技术的发展，与国外先进国家相比，我国航空发动机制造技术还比较落后，尤其是在加工工艺上，由于航空发动机的零部件结构复杂、数量比较多，再加上发动机工作的环境比较恶劣，导致航空发动机在制造过程中存在大量的能源消耗等问题，以对发动机零件的切割技术为例，目前航空发动机的切割主要是依靠编程人员的经验选取切削参数等加工信息，这样导致切削用量选择保守、不规范，进而出现加工出来的零部件不能满足发动机的工作要求，从而产生了大量的废弃零部件，造成资源的浪费。因此实施绿色制造对提高航空发动机制造水平，减少制造过程中的报废具有重要的意义。

2基于绿色制造的航空发动机制造

工艺由于航空发动机制造过程中出现资源浪费等现象，亟待提高制造技术手段，更大范围地采用现阶段各类成熟的先进制造技术。主要体现在：

2.1采取资源节约型工艺技术采取资源节约型工艺技术是目前航空发动机制造技术的主要发展趋势，传统的加工技术以消耗不可再生金属材料的时代已经不能适应现代航空事业发展的要求，当前高性能航空发动机采用了大量的新型结构件，由于毛坯结构的变化，其制坯方法也发生了重大变化。精铸件、精锻件、单晶和定向凝固精铸件毛坯将取代传统的大余量毛坯。传统意义的锻件将由77%降至33%，精铸件由18%增至44%以上，粉末冶金件由3%增至8%，复合材料构件由4%增至15%。

2.2降低能耗型工艺技术在航空发动机生产过程中，需要消耗大量的自然资源，随着自然资源的日益紧张，积极采取低能耗工艺技术是发展现代航空技术的重要内容。降低能耗工艺技术主要包括：一是在发动机生产技术上实施节能措施。比如改善发动机的风扇工作性能参数、提高发动机的工作效率等。二是从生产工艺方面入手，改变传统的生产工艺，加大节能型生产工艺技术的应用。三是积极利用先进的生产材料，比如当前我国的飞机发动机采用了高温合金材料，国内GH4169合金主要采用两联工艺(VIM+VAR)生产，棒材采用快速水压机开坯生产，盘锻件采用快速水压机自由锻制坯，在锤或水压机上采用包套模锻工艺或在等温数控液压机上采用近等温锻工艺生产。四是优化发动机生产的管理技术。通过强化加工过程的管理，提高工作效率，避免出现人为因素的失误而导致的资源浪费现象。例如在生产加工发动机零部件时一定要按照规范的标准对机床参数进行设置，避免因为人为的粗心而导致的零部件出现报废。

2.3环境保护型工艺技术航空飞行器对环境污染严重，其主要体现在：一是巨大噪音，对人们的生活产生巨大的影响；二是废气污染，研究发现，航空器在飞行过程中产生的凝结尾迹会形成卷云(一种高空云)，这种云会阻碍地球表面热辐射的散发，进而加剧全球气候变暖。因此需要采取具有高阻尼降噪性能、节能环保的新型材料，并从工艺角度避免切削加工的过程中造成的污染。

3选择绿色制造技术的切削液系统

在航空发动机零件制造过程中需要利用切削加工零部件，为提高切削的工作效率，往往会应用切削液，但是切削液的使用会对环境构成污染，同时在清除加工零件切削液时也会产生“二次污染”。同时应用切削液也会无形之中增加生产成本。因此采用减少切削液的使用、绿色切削液的选择、优化切削液系统以减少切削液的环境污染以及资源浪费等问题已成为绿色制造领域的研究热点之一。

3.1面向绿色制造的切削液供给系统一是采取对数量的喷嘴。传统的切削液供给主要是由单一的喷嘴装置实现，主要是通过喷嘴向刀具、工件的喷洒过滤之后返回到供液箱内，这样的喷洒模式需要消耗大量的切削液，如果采取一个喷嘴的话就需要保证切削液的容量，避免因为切削液容量的不足而产生切削温度过热的现象。采取多个喷嘴，可以实现切削量的使用效率，他们就能够更好地渗透到切削区，保证切削工作效率的最大化。二是通过外喷雾冷却方法。外部喷雾冷却方式就是通过雾喷装置将切削液以雾状的形式喷射到加工的零件上，从而降低加工过程中的温度，实践证明使用雾喷技术可以大大降低切削液的使用量，提高航空发动机制造、修理企业的经济效益。

3.2面向绿色制造技术的切削液选择切削液虽然能够大大提高切削工件的质量，但是如果不能合理的应用切削量，就会造成环境的污染，切削液对环境的污染主要表现在：一是对生态环境的影响。切削液一旦流入生态环境中，不仅会对水资源构成污染，也会影响土壤的成分。二是对人体身体健康的威胁。切削液中添加的某些成分对人体的影响是巨大的，一旦切削液被人所吸收产生的严重后果就是中毒。因此根据不同的加工工艺要求选择合适的切削液是节约发动机制造企业生产成本，降低对环境污染的有效措施。

3.3绿色切削液的开发与应用一是要积极地改善切削液的成分，根据航空发动机性能的要求，选择具有环保、可再生资源作为切削液的主要构成原料，比如在不影响发动机零件性能的基础上可以采取植物油作为切削液的主要成分。二是积极创新切削液的添加剂成分。比如开发研究硼酸酯类添加剂、钼酸盐系缓蚀剂、新型防腐杀菌剂等。三是开发传统切削液的替代品。传统的以油脂为主的切削液具有处理不方便，对环境影响大的缺陷，而液氮则具有挥发性，其在使用后能够快速的挥发，其不会产生任何的污染，而且液氮的制冷效果也要高于传统的切削液。

4面向绿色制造技术的机床和刀具系统

4.1面向绿色制造技术的机床设备随着航空发动机性能的不断提高，对制造航空发动机的机床设备要求也越来越严格，尤其是在高科技信息时代背景下，要求航空发动机的机床设备也要具备高端科技化技术：首先由于发动机的零部件原件的强度不断提高，因此需要切削机床必须有足够高的刚性，以此提高机床加工的工作效率。同时机床的冷却应采用喷雾、冷风或压缩空气。其次利用MQL技术对机床结构改进。实施MQL技术是提高机床排屑性能的重要技术。

4.2面向绿色制造技术的刀具技术首先要选择适合发动机零件加工的刀具。加工刀具的材质要符合加工零件材质的要求，要根据不同的加工原料采取相应的刀具，比如钨钻类适合用于加工铸铁、有色金属等短切屑的工件。而钨钴钛类由于存在少量硬度更高而韧性稍逊的钛化物，更合适加工钢件等长切屑的工件。同样刀具的不同涂层材质对加工原料的影响也是不同的，例如氮化钛涂层可增加刀具表面的硬度和耐磨性，降低摩擦系数，减少积屑瘤的产生，延长刀具寿命。其次加强废旧硬质合金刀片再利用。提高废弃刀具的回收利用是降低生产成本，提高企业经济效益的重要手段。最后，研制适合干切削加工的刀具材料。由于速干式切割的过程中会产生大量的热能，大大降低刀具的使用寿命，因此刀具要具有耐高温性、耐磨性、高强度和高冲击韧性。当然对刀具表面进行涂层处理实际上也会产生很好的效果，通过涂抹可以在刀具与零件加工过程中形成一种隔热层，进而有效避免刀具因为受热而出现磨损较大的现象出现。

5结束语

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数控技术是一种将计算机技术、通信技术、光机电技术以及传感监测技术等融为一体的通过数字命令信息指令对机械进行二次加工并控制的自动化技术，该技术由数字化信息设备以及控制运行设备组成，技术含量极高，在用于机械制造领域中能够大大提升生产效率，保证产品质量和精确度。数控技术的特征有以下三点：首先，数控技术可有效提高制造业的产品质量以及精确度，从而提高生产效率。例如，在机床夹具制造过程中利用数控技术，在同一时间内对多个夹具进行统一规格的加工，简化操作程序，缩短制造时间，从而提高了生产聊率，统一规格的加工操作，让机床夹具更符合标准，精确度更高。其次，提供简化工艺流程，减少投入。利用数控技术能够大大简化工艺数量和程序，以自动化的方式代替更多繁琐复杂的工艺，使生产更便利；第三，功能强大。数控技术不仅能提高生产效率，统一规格，提高精确度，还能改变生产参数，使其适用于更多规格不同、批次不同产品的要求。数控技术只需要通过电脑调整生产参数、规格就可以实现以上要求。

2数控技术在机械制造中的实际应用

2.1机床设备上的数控技术

机床设备是机械制造过程中的基础设备，绝大部分的操作程序都是在机床上面实现完成的。数控技术引入机床设备中将计算机技术以及互联网通信技术融合进机床设备中，控制生产过程中的每道工序的参数、时间、以及规格，做到统一规范化的操作，让机床设备在工作时更加稳定、安全和高效，同时完善机床的各类零部件开关控制，使操作开关系统、冷却泵系统等调节得更加精准、细致。

2.2工业生产中的数控技术

工业生产过程中的数控技术应用最为频繁，尤其是食品加工、药品加工以及印刷造纸等工业领域。数控技术的使用不仅可以有效降低工业生产中的材料损耗，提高工作环境的利用率，降低工业投入成本，将工业化生产由传统的、人工化、滞后化带入一个智能化、高效化的全新时代。比如某牛奶加工厂，从牛奶的提取、检测、加工、包装等一系列的过程中，采用数控技术，全程利用计算机控制牛奶加工生产的各个流程和环节，既保证了效率和质量，还能全程监控牛奶的生产加工包装过程，一旦发现不利因素，可及时采取应对措施解决问题，保证奶制品的安全可靠。

2.3航天器材上的数控技术

航空航天技术一直以来是属于高精密型的、技术含量超高的技术，而它所采用到的材料和零件都是经过特制而成的。以往没有出现数控技术之前，对于航天器材的制造尚处于较为粗浅的阶段，往往不能满足航空航天的高要求和高标准。当数控技术引入航天宇航工业中后，以精密的计算机技术以及超强的网络通信技术为支撑，力求将航天器材制作的更符合要求、更完美的程度，尤其是对航天器材的小部件的制作更是精益求精，坚持节约，反对能源浪费。

2.4汽车领域的数控技术

随着人们生活水平的不断提高，对生活质量的要求越来越高，汽车作为出行代步工具和显示人们财富地位的象征已经成为许多人拥有的物品之一，汽车需求量与日俱增，而由此引发的汽车行业的竞争愈演愈烈。汽车生产领域引入数控技术，可以有效提升构成汽车各个零部件的生产速率，加快汽车零部件的组装和后期测试的效率，加大汽车成品的生产量，提高汽车成品的质量，最终提高汽车从生产都投入销售过程中的经济效益。现阶段的汽车生产车间中，全部采用的是现代化、高科技的数控机床设备，生产流水线作业高效化、智能化，让汽车从零件的生产、组装到后期的试运行全程控制中，实现了高产能和高质量的要求。

2.5煤矿机械领域中的数控技术

众所周知，煤炭是人们生产和生活中必不可少的能源之一，而煤炭的开采以及运输属于一项高危险生产活动，必须要求参与者拥有较强的专业技术和高度工作警惕。采煤过程中最常使用到的就是采煤机，尤其采煤工作面的环境极为恶劣，地形地质条件复杂，通常意义上的采煤机只能完成小部分工作面的采煤工作量，无法对一整个矿料进行单独开采和整合，在这种恶劣的情况下难以正常工作并保证工作效率，倘若引入数控技术，即在采煤机添加了数控气割，利用焊接技术将采煤机功能扩展，解决传统采煤机程序单一、功能不全的缺陷，使其能在不同的采煤工作面正常快速的工作，不仅有效提升了采煤工作效率，缩短了煤炭采矿时间，还大大降低了采煤矿工的危险，值得在煤矿机械领域广泛推广。

3结论

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关键词:机械制造;加工工艺;工业加工;机械工业

随着经济的发展和科学技术的进步,机械制造技术在现代工业中的地位越来超重要。机械制造工艺及工装是机械制造技术的重要内容。机械制造的过程是将原材料经过工艺系统的各种加工变成机械产品的过程。机械制造工艺及工装课程就是以制造过程为主线,包括零件机械加工工艺、机床夹具设计及装配工艺等,为国民经济各部门提供冶金机械、矿山及工程机械、石油化工机械、各类运输机械、机床工具及仪器仪表、纺织及包装轻工机械、农牧业加工机械等,为人民提供的耐用消费品,如洗衣机、电冰箱、空调、缝纫机、轿车等。从其应用的广泛性可见,不论传统还是新兴产业都离不开各种各样的机械装备。经过半个多世纪的努力,尤其是改革开放以来,通过引进吸收与自主开发,我国的机械工业已经基本形成门类齐全、具有相当规模及技术开发能力的支柱产业。产业的结构正向着台理化方向发展,先进的制造技术不断在生产中应用推广,机电及相关高效技术产品生产基地正在逐步形成。大型成套设备的装备能力提高了,如我国已能自行设计制造60万kw火力发电机组、70万kw水力发电机组、500万t的大型钢铁成套设备等。通过引进技术的消化吸收,一批先进的高精密制造技术也在我国生产中应用和普及。

一、当前我国机械制造加工发展情况

进入21世纪,我国己基本建立社会主义市场经济体制。全球性的产业结构重新组合和国际分工不断深化,科学技术在突飞猛进地发展,各国都把提高产业竞争能力及发展高新技术,抢占未来经济的制高点,作为科技工作的主攻方向。在机械制造技术方面我国与世界各国的联系日益紧密,中国市场与国际市场进一步接轨,面对国内外市场的激烈竞争,我国企业对技术的需求更加迫切和强烈。新产品的开发水平提高了,大批重点骨干企业在关键工序增加了先进、精密、高效的关键设备,从而进入到高技术开发企业行业研制出如超重型数控龙门铣、高精度五轴数控镗铣床、sx-T大规模集成电路光栅数

显仪、大吨位超重水压机等;制造技术水平不断提高,船泊制造精度可达5微米,高精度外圆磨达0.25微米、粗糙度达0.08微米,精密及超精密加工精度已达到亚微米级和亚纳米级,已形成完整的先进数控机床、新型刀具开发的制造体系。

二、现代机械的先进加工工艺与制造技术的应用

进入21世纪,机械制造业迎来的是一个更为激烈的竞争和生存环境。新知识、新概念的不断涌现和新产品、新工艺的迅速更新加速了市场的变化,企业面临着更加严峻的挑战。特别是在市场不断高速变化的21世纪,企业不仅需要有对市场变化的快速反应能力,而且还需要通过技术创新和产品更新来不断开拓市场、引导市场的能力。现代制造技术就是为了适应这种竞争环境而产生的。它是在传统制造技术的基础上,不断吸收和发展机械、电子、能源、材料、信息及现代管理等技术成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检验、管理、服务等生产周期的全过程,以实现“优质、高效、低耗、灵活、清洁”的生产技术模式,取得理想技术经济效果的制造技术的总称。

(一)现代机械的先进加工工艺特点

随着计算机技术、微电子技术、传感技术、自动控制技术和机电一体化技术的迅速发展及其在机械制造方面的应用,由系统论、信息论和控制论所组成的系统科学和方法论与机械制造科学的密切结合,组成了机械制造系统,并形成了现代制造工程学。制造系统就是人、机器以及物料流和信息流的一个组合体。现代制造技术特别强调人的主体作用,强调人、技术和管理三者的有机结合,因此,现代制造技术具有以下特征:

1.现代机械制造技术己成为一门综合性学科。现代制造技术是由机械、电子、计算机、材料、自动控制、检测和信息等学科的有机结合而发展起来的一门跨学科的综合性学科。现代制造技术的各学科、各专业间不断交叉融合,并不断发展和提高。

2.产品设计与机械制造工艺一体化。传统的机械制造技术通常是指制造过程的工艺方法,而现代制造技术则贯穿了从产品设计、加工制造到产品的销售、服务、使用维护等全过程,成为“市场调查+产品设计+产品制造+销售服务”的大系统。如并行工程就是为了保证从产品设计、加工制造到销售服务一次成功而产生的,已成为面向制造业设计的一个新的重要方法和途径。

3.现代机械制造技术是一个系统工程。现代制造技术不是一个具体的技术,而是利用系统工程技术、信息科学、生命科学和社会科学等各种科学技术集成的一个有机整体,已成为一个能驾驭生产过程的物科流、能量流和信息流的系统工程。

4.现代机械制造技术更加重视工程技术与经营管理的有机结合。现代制造技术比传统制造技术更加重视制造过程的组织和管理体制的简化和合理化,由此产生了一系列技术与管理相结合的新生产方式。如制造资源计划(MRP)、准时生产(HT)、并行工程(CE)、

敏捷制造(AM)和全面质量管理(TQC)等。

5.现代机械制造技术追求的是最佳经济效果。现代制造技术追求的目标是以产品生命周期服务为中心,以新产品开发速度快、成本低、质量好、服务佳、灵活性强取胜,并获得最佳的经济效果。

6.现代机械制造技术特别强调环境保护。现代制造技术必须充分考虑生态平衡、环境保护和有限资源的有效利用,做到人与自然的和谐、协调发展,建立可持续发展战略。因此,未来的制造业将是“绿色”制造业。

(二)现代机械的先进加工工艺应用分类

现代制造技术的分类及发展大体上可从5个方面来论述

。 1.制造系统的自动化、集成化、智能化

机械制造自动化的发展经历了单机自动化、刚性自动线、数控机床和加工中心、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造等几个阶段,并向柔性化、集成化、智能化进一步发展。

2.精密工程和特种加工方法

超精密加工和纳米加工三个档次。精密加工和超精密加工特种加工方法又称非传统加工方法,它是指一些物理的、化学的加工方法。如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离于束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工的材料,如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可达分子级加工单位或原于级单位,所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。

3.快速成形(零件)制造

零件是一个三维空间实体,它可由在某个坐标方向上的若干个“面”叠加而成。因此,利用离散/堆积成形概念,可将一个三维空间实体分解为若干个二维实体制造出来,再经堆积而构成三维实体,这就是快速成形(零件)制造的基本原理,其具体制造方法很多,较成熟的商品化方法有叠层实体制造法和立体光刻等。如叠层实体制造,根据各叠层几何信息,用数控激光机在铺上一层箔材上切出本层轮廓,去除非零件部分,再铺上一层箔材,用加热辊辗压,以固化粘接剂,使新铺上的—层箔材牢固地粘接在己成形体上,再切割该层的轮廓,如此反复多次直至加工完毕。

4.零件的分类编码系统

零件分类编码是对零件相似性进行识别的一个重要手段,也是GT的基本方法。是用数字来描述零件的几何形状、尺寸和工艺特征,即零件特征的数字化。零件分类是根据零件特征的相似性来进行的,这些特征主要分为以下三个方面:

1)结构特征。零件的几何形状、尺寸大小、结构功能、毛坯类型等。

2)工艺特征。零件的毛坯形状及材料、加工精度、表面粗糙度、机械加工方法、定位夹紧方式、选用机床类型等。

3)生产组织与计划特征。加工批量,制造资源状况,工艺过程跨车间、工段、厂际协作等情况。

零件的特征用相应的标志表示,这些标志由分类系统中的相应环节来描述。零件各种特征的标识按一定规则排成若干个“列”,每“列”就称为码位,也叫纵向分类环节;在每个列(码位)内又安排若干“行”,每一“行”称为“项”,也叫横向分类环节。零件分类编码系统是实施成组技术的基础和重要手段,对零件进行分类成组,可以便零件设计标准化、系列化和通用化,辅助人工或计算机编制工艺过程和进行成组加工车间的平面设计,改进数控加工的程序编制,使工艺设计合理化;促进工装和工艺路线标准化,为计算机辅助制造打下基础,进一步以成组的方式组织生产。

零件的分类编码反映了零件固有的名称、功能、结构、形状和工艺特征等信息。类码对于每种零件而言不是唯一的,即不同的零件可以拥有相同的或接近的分类码,由此能划分出结构相似或工艺相似的零件组来加工。它的特点是从毛坯到产品多数可在同一种类型的设备上完成,也可仅完成其中某几道工序的加工。如在转塔车床、自动车床加工的中小零件,多半属于这种类型。这种组织形式是最初级的形式,最易实现,但对较复杂的零件,需用多台机床完成时,其效果就不显着。值得一提的是,自从出现加工中心以来,成组单机加工又重新得到重视。

5.柔性制造系统

柔性制造系统一般是指用一台主机将各台数控机床连接起来,配以物料流与信息流的自动控制生产系统。它一方面进行自动化生产,而另一方面又允许相似零件组中不同零件,经过少量调整实现不同工序的加工。这一组织生产的方式,代表着现代制造技术的发展方向。值得一提的是,成组技术是计算机辅助工艺设计(CAPP)的基础之一,在成组技术基础上发展起来的派生CAPP设计方法,已成为工艺现代化的一种主要方法。另外,成组技术作为一种生产哲理,对柔性制造技术和集成制造技术的发展产生了深刻的影响。

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目前部分高职院校在发展战略上基本达成共识:专业建设要突出重点、摁住底线,即通过一个核心样板专业(实力强、就业率高)来示范辐射,带动专业群(工程对象相同、技术领域相关、学科基础相近的专业)建设,实现整合资源、提高绩效、分层分类教学。

(一)“特色专业辐射示范、相关专业优势互补”,组建现代制造技术专业群

国内机械制造企业众多,在一些经济发达地区,形成了完整的产业链。借助产业集群,企业间相互支撑,优势互补,大大降低了产品的研发与生产周期,同时催生了大量综合性强的技术型产品,促进了工业4.0时代的正式到来。高职院校的发展必然要适应产业集群的需要,走专业群路线。湖南工业职业技术学院通过“特色专业辐射示范、相关专业优势互补”的方式,组建机械制造技术专业群,涵盖从原材料组织搬运、产品设计、机构设计、数控加工、夹具制造、模具设计制造、电气控制、气动技术、光感技术、工业视觉、产品装配等一系列技术技能要求,并结合目前装备制造产业技术升级,涵盖高端技术集成等技术领域。整合后组建的现代机械制造技术专业群,包括:机械制造与自动化(侧重流程控制、装调维修)、计算机辅助设计(侧重造型设计、结构设计)、数控技术(侧重工艺、材料、加工)、模具设计与制造(侧重模具设计与成型)、检测技术及应用(侧重产品检测、品质管理)以及焊接技术及自动化(侧重现代焊接与装配)等。

(二)构建“基础模块+专业核心模块+拓展模块”的模块化课程体系

在设定专业培养层次与目标时,离不开国家强调的现代职教体系构建总的思路。核心牵头专业设计时结合专业和社会需求,在辐射、带头功能的指引下,以培养技术能人、素质国人(生活+技能)来匹配现代产业体系,进而规划专业群发展版图。我院现代机械制造技术专业群密切依托机械装备产业,跟踪光机电气综合性前沿技术,提升人才技术技能含金量。通过多次下企业观摩和学习,结合目前制造业发展现状,围绕机械装备制造业核心岗位的工作领域构建专业群核心课程和拓展课程,按照工作岗位涉及的工作内容确定课程内容,最终形成“基础模块+专业核心模块+拓展模块”相互渗透、共享开放的课程体系。

二、创新现代机械制造技术专业群实训条件与实训手段

(一)通过跨界合作和资源共享,拓宽专业群实践教学条件

建设适应专业群各专业内在共性需求和特色化发展的实践资源体系,通过专业群内专业之间相互交叉、渗透、融合,降低实训师资和实验实训设备等软硬件方面的投入。提高教学管理信息化水平,开放共享专业建设全部资料,满足个性化学习和企业培训需求,提高资源开放共享效益,

(二)深化校企共建模式,提升实践教学内涵

在专业群实践实施方面,通过校企资源互补,夯实企业职工培训、职教师资培训以及企业技术服务平台,使得专业群在职业培训、技能鉴定、师资培训、产品开发、技术革新、设备维修等方面的工作成效全面提高,为行业企业发展和兄弟院校师资队伍建设提供更有力的支持和保障。

(三)依托专业技能抽查标准题库,真刀真枪开展项目训练

针对职业院校来说,规范与优化专业技能考核标准是提高教育质量尤为重要的举措之一。以“贴近企业行业实际需求、引导教学和专业建设,提升人才培养质量”为宗旨,湖南省于2010年12月在全国率先启动了首轮高职院校学生专业技能抽查工作,反响强烈。构建并优化与高职日常教学相辅相成、凸显人才培养质量评价与过程监控的专业技能考核标准与抽查制度,已经成为高职教育教学改革深入发展的一个关键。

(四)构建“大综合+小项目”为特征的实训体系

为适应现代机械装备制造业岗位群能力要求,结合职业成长规律和教育教学规律,整合实践教学资源,在专业群内广泛开展跨专业实践,系统设计实训体系。在专业群实践平台基础上,分类组建实训基地,形成满足专业群共性需求与专门化需求的、校内校外相结合、以“大综合+小项目”为特征的实训体系。

三、逐步健全专业群教学体系保障发展机制

(一)校企实现资源共享,共建专业群

我院现代机械制造技术专业群整合行业企业和职业教育资源,逐步形成了优势互补、资源共享、合作共赢的校企合作模式。通过联合国内知名机械装备制造行业企业,“校企双主体”建立以专业群负责人、专业带头人和课程负责人主导的专业建设组织运行构架。建立专业群校企共建制度、教师企业顶岗制度、技术研发与推广制度以及培训中心运行管理制度等。通过实时跟踪职业岗位新技术、新技能要求,主动适应产业群中典型产业链各个环节的人才需求,强化现代机械制造技术专业群实训基地的集约化管理,建立校内、外共享机制,对实训基地逐步实行企业化管理、市场化运作,营造企业化的职业氛围,逐步实现实训方式、过程企业化。

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关键词： 可靠性； 机械制造工艺； 指标体系； 评价

中图分类号： TH16 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）（11-12）-0034-01

1 引言

机械制造过程是一个复杂的动态过程，包括加工设备、夹具、刀具、检测设备、加工对象及工艺操作控制人员等。论文将机械制造过程作为研究对象，分析其对产品可靠性的保障能力，因此无论是研究对象还是分析内容都具有其特殊性，不同于普通产品，因而相关的可靠性概念不能简单地采用通常的系统可靠性定义，而需要根据对其规定的功能来加以定义。论文参考可靠性的通用定义，结合机械制造过程的特点，将机械制造的工艺可靠性定义为：机械制造过程在规定的条件下和规定的时间内，保证加工出来的产品具有规定的可靠性水平的能力。这里，机械制造过程就是产品的机械加工阶段，包括了产品的工艺设计与实现。

2 机械制造的外部条件

机械制造的外部条件是指机械制造过程在规定的时间内所处的预先规定的全部外部条件，包括人员、设备、材料、工艺、测量、生产环境等条件。人员条件是对与制造过程相关的所有人员的要求，主要包括工艺设计人员、操作员、检验员等应具备的条件。设备条件是指对实现制造任务所需的所有设备的要求，主要包括对完成生产任务所需的生产、工具等所必需达到的要求。材料条件是指对构成产品（工件）实体的主要材料和在制造中起辅助作用而不构成产品实体的辅助材料所需要具备的条件。工艺条件是指完成制造任务所采用的技术方法及相关工艺文件的要求，包括对工艺技术、工艺方案、工艺流程、工艺规程、工艺细则、工艺标准、操作方法和工艺参数等具体的要求。测量条件是指对原材料检测、生产过程控制、产品质量检验、环保监测等过程所需具备条件的要求。生产环境条件是指生产（包括设计、加工、处理、装配、检测、计量、调整、试验等）的空间或厂房的大小、高低、通风、照明、温度、湿度、振动、噪声、洁净度、电磁辐射、静电、动力供应以及现场生产管理等环境条件要求。

3 评价机械制造可靠性的基本概念

反应机械制造可靠性的基本概念主要有以下几个：第一，工艺故障发生率。在机械制造过程的工艺故障定义为在规定的条件下，机械制造过程丧失保障产品的可靠性指标这一规定功能的现象。一旦制造过程发生了工艺故障，无论是加工完成后产品的可靠性达不到规定要求的“软故障”还是制造设备自身出现的影响其完成加工任务的“硬故障”，势必影响加工任务的顺利完成，为生产商带来损失。因此，制造过程中应该尽量避免工艺故障的发生。在生产实践中，由于多种因素的影响，工艺故障总是不可避免的，但是对一个工艺可靠性水平令人满意的机械制造过程来讲，工艺故障的发生必然较少，所以这里提出了工艺故障发生率这个指标来评价一个制造过程发生工艺故障的频度。第二，工艺故障平均维修时间。对于复杂系统来讲，高可靠性本身不足以保证系统在需要时是可用的，还需要确保它能够快速地修复，特别是对机械制造过程来讲，只有及时地排除工艺故障，才能尽量减低制造过程工艺故障造成的损失。因此，需要通过工艺故障平均维修时间来衡量制造过程针对工艺故障的修复能力。第三，工艺稳定性。机械制造过程保障产品孔位特征的能力主要表现为产品孔位特征的加工过程是否稳定以及产品是否具有足够的加工精度。工艺稳定性是指在规定的时间内，由机械制造过程加工的产品的孔位特征值保持在一定的范围内，即具备要求的精度和偏差。论文通过机械制造过程的工序能力来衡量工艺稳定性。机械制造过程的工序能力是指工序处于稳定受控状态时，加工出来的产品质量满足技术规范要求的能力，通常通过产品孔位特征值的变异或波动来表示。工序能力取决于机械制造过程的技术能力和管理水平，决定于影响加工过程的因素（人、机、料、法、测、环等），并非决定于孔位特征的公差，但是为了通过机械制造过程的数据来评价其工序能力，需要通过与孔位特征相关的综合工序能力指数来进行评价。第四，工艺自修正性。由于多种因素影响，机械制造中不可避免地会产生加工误差。因此，对产品孔位特征的控制主要是确保加工误差在工艺文件允许的范围内。产品一般都需要按照规定的工艺路线经过多道工序加工完成，在每道工序的加工过程中都可能产生加工误差，而最终决定产品孔位特征的往往是位于工艺路线中靠后的工序，因为在前面工序中产生的加工误差有可能在后续的工序中予以修正。机械制造的工艺可靠性是一个比较抽象的概念，对一个具体的加工过程，需要全面客观地评价其工艺可靠性水平，这就要求在理解机械制造过程功能的基础上，确定评价制造过程保障产品可靠性能力的定量指标。由于产品可靠性的保障涉及多方面因素，因此不可能用单个的指标来评定机械制造的工艺可靠性，只有通过一系列的评定指标才能全面的刻画其完成规定功能的能力，这一系列的评定指标构成了机械制造的工艺可靠性的指标体系。

4 工艺可靠性指标体系的选择标准

为了合理准确的评价机械制造的工艺可靠性，将其评定指标体系的选择标准归纳为以下几点：

4.1完备性：指标体系应能够全面地描述机械制造的工艺可靠性要求的各个方面；

4.2适用性：指标体系应能够与机械制造过程的运行机制相适应，即与制造过程功能失效的各种模式相对应；

4.3可计算性：能在实际机械制造过程中进行定量计算，这样才能定量评价制造过程保障产品可靠性的效果；

4.4可达性：指标应对机械制造过程完成其规定的功能起指导作用，只有制定出制造过程能够达到的功能要求，才能够对制造过程的能力提出合理的定量要求；

4.5可组合性：指标体系应能够适用于大多数制造过程，并根据具体的制造过程选取其中部分指标评价其工艺可靠性水平。

5 工艺可靠性指标体系

机械制造的工艺可靠性指标体系的确定应依据工艺可靠性的定义，对定义中规定功能所涉及的各要素进行分解描述，然后再进行综合。在指标体系的确定中要考虑到机械制造过程的多加工设备和多工序的特点，同时注意到指标体系的完整性、适用性、可计算性等要求。由于产品的加工数据主要来自产品的孔位特征测量值，因此对机械制造过程的能力评价主要建立在对产品孔位特征测量值进行分析的基础上。根据前面的分析，在人员、材料、测量、生产环境等条件都能够充分保障的条件下，机械制造的工艺可靠性主要受加工设备和工艺的影响。我们用工艺可靠度、工艺故障发生率、工艺故障平均维修时间、工艺稳定性、工艺自修正性几个概念一起作为评价机械制造工艺可靠性的指标体系。

参考文献：

篇(7)

【Abstract】Based on the output value and energy consumption data of 6 small scale enterprises in Shanghai in year 2007 to 2011， according to the greenhouse gas accounting method proposed by IPCC， the comprehensive energy consumption， carbon emissions， carbon emission intensity and energy consumption intensity of 6 small industrial enterprises were calculated.In this paper， the correlation analysis of the comprehensive energy consumption， the total carbon emissions and the output value of small scale enterprises are carried out. Taking the SK enterprises as an example， the influence of production equipment on the energy consumption intensity and carbon emission intensity is analyzed.

【关键词】上海市；小型重工企业；综合能耗；碳排放

【Keywords】Shanghai city； small heavy industry enterprise； comprehensive energy consumption； carbon emission

【中图分类号】F424；X196 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0126-02

1 研究方法

1.1 企业背景

论文所涉及的6家企业位于上海市松江区。企业的规模按照国家统计局制定的《统计上大中小微型企业划分办法》，划分为小型企业。按照上海市y计局的《轻重工业划分办法》，被划分为重工业。按照产品类型又可把这6家企业分为金属加工机械制造业，包括RX企业、JX企业、WF企业，和输配电及控制设备制造业，包括KC企业、WX企业和SK企业。各企业的运营时间都在5年以上。

1.2 碳排放量的计算

论文只研究在企业生产、运输过程中与能源消耗相关性最为密切的二氧化碳排放量。其他，如氧化亚氮、甲烷等温室气体暂不计入本研究的范围。已知，电力消耗的碳排放因子为0.836 7tCO2/（MWh），汽油的平均低位发热量为43 070kJ/kg，汽油的二氧化碳排放因子缺省值为69300kg/TJ。论文用到的计算碳排放方法来源于 IPCC 国家温室气体计算导则。

1.3 能源统计和产值

经过调查研究发现，上述两种类型共计6家小型重工企业在生产过程中的能耗主要是电力资源消耗，在产品运输过程中则主要是汽油消耗。为了便于分析和比较，论文将综合能耗作为能耗指标，即将实际消耗的各种能源折算为标煤。

2 结果

2.1 综合能耗及变化趋势

为了便于分析和比较，这里将6家小型重工企业分成金属加工机械制造企业和输配电及控制设备制造企业两类。根据1.3中提到的能源统计方法，计算得到两类小型重工企业各年的平均综合能耗和平均年产值，发现：金属加工机械制造企业和输配电及控制设备制造企业各年平均综合能耗都呈波动增长态势，但输配电及控制设备制造企业平均综合能耗的波动性更大。两类小型重工企业2007―2011年平均年产值的变化趋势和平均综合能耗的变化趋势有着极大的相似性[1]。说明综合能耗的变化特征与企业产值间存在着一定的相关性，下文将对此进行具体研究。

2.2 能耗强度和变化趋势

能耗强度是指单位国内生产总值的能源消耗量，是综合能耗值与GDP的比值。这里计算各类企业2007―2011年能耗强度的平均值，结果得到：两类小型企业相对应的全行业平均能耗强度，结果显示：2007―2011年间金属加工机械制造企业平均能耗强度呈逐年下降趋势，输配电及控制设备制造企业平均能耗强度呈波动下降趋势，且波动性较大。上海市金属加工机械制造全行业的平均能耗强度总体上高于输配电及控制设备制造全行业，但上海市金属加工机械制造全行业平均能耗强度8年来下降速度较快。

结论：本文调研的两类小型重工企业平均能耗强度的变化趋势与上海市相应类型全行业的变化趋势相一致，都呈波动下降态势。产生这一现象的原因将在3.2中进行详细讨论。

2.3 碳排放总量和变化趋势

根据1.2中提到的碳排放计算方法，计算得到两类小型重工企业各年平均碳排放总量，发现：2007―2011年间两类企业平均碳排放总量都呈波动增长态势，其中，输配电及控制设备制造企业的波动性较大，金属加工机械制造企业的波动性较小。2007年和2011年输配电及控制设备制造企业平均碳排放总量略低于金属加工机械制造企业，其他年份，输配电及控制设备制造企业平均碳排放总量均高于金属加工机械制造企业。

2.4 碳排放强度及变化趋势

碳排放强度是指单位国内生产总值的二氧化碳排放量，是二氧化碳排放量与GDP的比值。这里将企业的碳排放强度定义为企业的年二氧化碳排放量和年产值的比值。

2007-2011年间，论文的两类小型重工企业平均碳排放强度变化趋势与上海市相应类型全行业的变化趋势相一致，都呈波动下降态势。此外，本文的两类小型重工企业平均碳排放强度的对比特点与上海市两类相应类型全行业的对比特点基本一致，都是金属加工机械制造业高于输配电及控制设备制造业。

3 讨论

3.1 综合能耗、碳排放总量与产值间的相关性分析

通过2.1、2.3的分析对比可见，小型重工企业的综合能耗、碳排放总量与企业年产值间存在着某种相关关系，为了进一步考察三者之间的关系，这里运用EViews6.0软件进行相关性分析，发现上海地区6家小型重工企业的综合能耗、碳排放总量与产值间都为正相关关系，即综合能耗和碳排放总量随着企业产值的增长而增加。再用两类小型重工企业的各类相关系数和全行业的相关系数进行对比。已知综合能耗和碳排放总量之g的相关系数接近于1，因此这里只描述企业产值与综合能耗间的关系。发现上海地区两类小型重工企业和相应企业全行业的综合能耗与企业总产值间的相关系数都为正值，说明不论是论文调研的两类小型重工企业还是相应类型的全行业，综合能耗与产值之间都为正相关关系，即综合能耗随着企业产值的增长而增加。

3.2 导致小型企业高能耗强度、高碳排放强度的主要因素分析

从2.2和2.4中可知，6家小型重工企业的碳排放强度和能耗强度都远高于上海市相应类型全行业的碳排放强度和能耗强度。这里主要从生产和运输两个方面进行分析。

在生产方面：小型企业与大型企业间存在着明显的劳动生产率（包括管理水平、劳动力水平、技术水平等）和生产设备先进性的差异。

从劳动生产率上看，小型企业的管理者素质（包括企业家素质及管理团队素质）与大型企业有相当大的差距。论文6家小型企业管理者的受教育程度大都为高中及以下，且多采用亲情化、友情化、温情化管理模式，缺乏完善的制度管理体系。

从生产设备上看，生产设备状况是影响小型企业能耗强度和碳排放强度的主要因素。由于数控设备属于技术密集和资金密集型产品，而小型企业受资金、技术和管理等因素的制约，设备的数控化率往往比大型企业要低，生产设备较为落后。

在产品运输方面：论文6家小型企业主要是自主散装运输（企业自配汽车进行运送），而上海市大部分大中企业近几年来已经基本实现了产品的集装式运输。产品数量多时，运输次数增多，导致油耗增多；产品数量少时，为了使产品按期到达销售地，车辆往往未载满便发车，导致小型企业单位产值能耗增加、碳排放强度偏高，不利于小型企业的可持续发展。

4 结论

①小型金属加工机械制造企业和小型输配电及控制设备制造企业各年平均综合能耗都呈波动增长态势。

②小型企业平均综合能耗和平均碳排放总量的变化特征与企业产值的变化特征高度相关。

③小型金属加工机械制造企业平均能耗强度和平均碳排放强度逐年下降。小型输配电及控制设备制造企业平均能耗强度和平均碳排放强度则呈波动下降趋势，且波动性较大。小型金属加工机械制造企业各年平均能耗强度和平均碳排放强度均高于小型输配电及控制设备制造企业。

④小型企业与大型企业间存在着明显的劳动生产率、生产设备先进性以及产品运输方式的显著差异，是导致小型企业高能耗强度、高碳排放强度的主要因素。