典型机电产品构造——机械加工
《机械电子工程专业导论》
机械电子工程专业《机械电子工程专业导论》课程教学大纲课程名称：机械电子工程专业导论课程编号：0402011A2考核方式：考查学时/学分：32/2适用专业：机械电子工程课程类别/性质：通识教育/必修一、课程目标与定位该课程的教学目标是对学生进行早期的学科知识教育，使学生初步了解机械电子工程学科的知识体系，了解机械电子工程在产品及其设计中的应用，激发学生的专业兴趣，增强学生的专业意识，提高学生的工程意识、工程素质及工程能力，使学生明确专业方向，从而提高后续课程学习的目的性和针对性。
该课程为通识教育的核心知识单元。
二、课程从属项目关系本课程是一门综合性的工程素质教育课程。
课程中以典型机电一体化产品为设计项目，包括一些简单设计—实现项目练习，积累基本的设计—实现经验，后续课程为所有专业课，它们是机械电子工程学科知识体系的核心内容。
三、课程知识、能力、素质培养目标通过本课程的学习，使学生掌握机械电子工程的基本概念、系统组成和实际应用。
了解机械设计制造的基础知识，了解常用的执行机构和驱动装置、系统信息的测量方法、信号处理、嵌入式微处理器的应用。
使学生初步具有应用机械、电子基础知识，对机械电子系统进行总体设计、分析、选型的能力和系统的建造能力。
积累一些基本的设计—实现经验，为学生掌握更高级的产品、过程和系统建造经验做准备。
引导学生形成解决工程问题的思路，培养学生交流沟通、团队协作能力，使学生尽早进入工程师的角色。
四、课程基本内容和学时安排1.绪论（2学时）教学内容：机械、电子、制造、工程的含义；机械电子工程的概念、学科体系；机械电子工程在产品及其设计中的应用；机械电子工程在制造业中的应用。
教学目标：了解机械电子工程的概念，了解机械电子工程学科领域。
重点：机械电子工程的涵义、应用。
难点：机械电子工程学科知识体系。
2.机械电子工程发展简史（2学时）教学内容：机械电子工程与人类社会发展的关系；机械电子工程发展简史；现代机械电子工程发展的具体状况及发展趋势。
机电一体化原理及应用第一章机电一体化系统的概论
§4 机电一体化应用及发展前景
在新技术革命的浪潮中，自动化技术已深入到社会的各个方面， 有人称之为"全盘自动化"。 在这些自动化的系统中，主要是由很多种机电一体化产品所构 成。 从我国将要发展的机械工业产品来分析主要由以下产品需要实 现程度不同的机电一体化。 具体地说，典型的机电一体化产品主要包括:大型成套设备；数 控机床；仪器仪表电子化；自动化管理系统；电子化量具量仪； 工业机器人；电子化家用电器；电子化电机传动与调整系统；电 子化电站自动装置与开关板；电子医疗器械；电子化低压电器； 微电脑控制加热炉；电子控制汽车或内燃机；微电脑控制印刷机 械；微电脑控制食品机械或包装机械；微电脑控制办公机械；电 子式照相机；电子控制农业机械；电子控制塑料加工机械；电子 控制电焊机；计算机辅助设计系统(CAD)；计算机辅助制造系统 (CAM)；计算机集成制造系统(CIM)。
几种描述： 1983年日本振兴协会提出：
机械电子乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和 控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相 关软件有机结合而构成系统的总称。
1984年美国机械工程师协会(ASME)的一个专家组在给美国 国家科学基金的报告中提出现代机械系统的定义： 由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械系 统、运动和能量流等动力学任务的机械（或机电部件）相互 联系的系统，这实质上就是机电一体化的机械系统。
§2 机电一体化系统的主要组成部分（要素）
机械本体 传感检测部分 执行部分 动力部分 驱动部分 信息处理及控制部分。
一、 机械本体
1、概念 机械本体就是其机械结构部分。 包括机械结构装置和机械传动装置，属于产品的基础部分。
机械加工工艺-文献综述-毕业设计
现代机械制造技术特点和发展趋势刘启蒙（长春理工大学机电工程学院s1*******）摘要科技在进步，新技术的应用使新理论、新概念不断涌现，机械制造工艺也随之不断发生变化,产品不断更新,竞争日益激烈。
因为生产模式落后，难以满足市场需要，传统制造业存活越来越艰难。
现就现代机械制造技术特点和发展趋势作一简要论述。
关键词：机械工艺、机械制造、发展趋势、技术特点AbstractScience and technology is advancing, and the application of new technologies，new theories, new concepts are emerging, mechanical manufacturing process also will continue to change, constantly updated product，the competition is becoming increasingly fierce.Backward because of the mode of production, it is difficult to meet the needs of the market，the traditional manufacturing survival increasingly difficult. Now for a brief discussion of the technical characteristics and development trend of modern mechanical manufacturing process.Keywords：Mechanical Technology；Machinery Manufacturing; Development Trends；Technical Characteristics1、前言制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。
机电一体化技术基础第一章
老式英文打字机与激光打印机对比
绪论
绪论
老式英文打字机与激光打印机对比
典型机、电、光一体化产品，激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成，其作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上，之后扫描到感光体上。感光体与照相机构组成电子照相转印系统，把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上，其原理与复印机相同。激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打输出设备。 随着半导体技术趋向成熟。以美国、日本为代表的科研人员，相继研制出半导体激光打印机。这种类型打印机的打印质量好、速度快、无噪音，所以很快得到了广泛应用。
动力部分(能源部分)
按照系统控制要求为系统提供能量和动力，应尽可能实现较小的动力输入获得较大的功能输出。
绪论
1.2 机电一体化系统的基本功能要素
传感检测部分
对运行过程中所需要的系统自身和外界环境各种参数及运行状态进行检测，并产生相应的反馈控制信息——传感器和专用仪器仪表。 研究对象：传感器及其信号检测装置（即变送器） 作 用：感受器官、反馈环节。 要 求：快速、精确获得信息并在相应的应用环境中具有高可靠性。
执行部分
由机械、电磁、电液等机构组成，根据控制信息和指令完成系统需求的动作，实现输入能量向机械能的转换。
绪论
1.2 机电一体化系统的基本功能要素
驱动部分
在控制信息的作用下驱动各种执行机构完成各种动作和功能。 研究对象：执行元件及其驱动装置 执行元件种类：电动、液压、气压 驱动装置：各种电动机的驱动电源电路
1.3 机电一体化系统的相关技术
机电一体化系统主要包括六方面相关技术：
绪论
绪论
机械技术
机电一体化的基础，具有结构简单、功能更强、性能优越等特点，在刚度、精度和动态性能方面有更高的要求。
机电专业介绍PPT课件
全面提高学生自身素质
给学生的几点建议 学会与人相处 学会宽容，“海纳百川，有容乃大”，
宽容与否是一个社会能否走向进步、走 向成熟的标志。同样宽容是一个人走向 进步、走向成熟的标志。 掌握好说话与办事的尺度 学会换位思考
全面学习，提升自身涵养，培养高雅情 操
基础课：公共基础课和人文素质类课程 具体有思修、体育、高数、英语、计算
机文化等
专业课：机械技术类课程，电技术类课 程、计算机应用技术类课程组成。
实践类课程
1 、机械技术类课程主要有： 《机械制图与测绘》、《工程力学》、 《机械设计基础》、《材料工艺学》、 《机械制造基础》、《机械加工设备》、 《机械产品精度检测》等。
钻床
铣削过程
1．铸件 2．锻件 3．型材 4．焊接件 5．冲压件 6．粉末冶金件
木模砂型手工造型
金属模砂型机器造型
金属型浇铸法
离心浇铸法 熔模铸造
压力铸造
锻件 模锻
型材 组合毛坯 冲压挤压件
机电专业概况
机电一体化专业人才被国家列为二 十一世纪社会发展最急需的十大专业人 才之一，是就业领域最宽的专业。机电 一体化技术是在机、电、自动控制和检 测、计算机应用等学科相结合的基础上 建立起来的一门综合性应用技术，该主 专业主要培养能进行机电一体化技术应 用，并具有初步设计开发能力的中级工 程技术人才。
由于职业教育有很强的岗位针对性，因 此对高职毕业生来说，以下岗位是目前 我国比较热门的：
（二）机电专业的就业岗位
1、数控机床操作及维修人员：负责数 控机床的操作，编程工艺与组织管理以 及维修。
2、机械产品一线的生产人员：主要是指 产品的在线检测与新产品性能实验，仪
机电产品结构设计
第1章产品结构设计概述──────────────────────────────────现代产品的开发设计，手段和方法越来越先进，分工越来越细，专业化程度越来越高。
就一款机电产品的设计而言，一般包括概念设计、方案设计、造型设计、结构设计、控制设计和模具设计等方面的内容，这就要求工业设计师、机械工程师、电子工程师、软件工程师等专业设计人员合理分工，紧密协作。
产品结构既是外部形式的承担者，同时也是内在功能的传达者，是产品功能得以实现的前提。
因此，产品的结构设计是产品设计的重要环节，对产品功能的实现起着至关重要的作用。
1.1产品设计概述1.1.1产品开发与产品设计产品开发要求能够为现有的市场带入全新的观念，而产品开发的过程是一系列活动的整合。
这一整合包括从最初的产品外观构想、功能设定，到市场分析定位、市场开发、技术实现、研发生产计划以及确保各项计划有效落实的设计管理等诸多方面的内容。
有时甚至包括制订新产品的市场发售渠道、推广宣传计划等。
产品设计包含在产品开发的过程之中，由各项符合市场开发和商业运作的技术活动构成。
它包括对产品构想进行符合技术规范要求的发展，新思路的发展，以及将技术因素融合到新产品之中。
而产品开发所涉及的商业、金融管理等全部活动以及产品销售市场与渠道的开拓活动，并不是产品设计过程所必须包括的内容。
产品开发过程与设计过程都不包括产品的制造过程。
然而，制造过程的规划往往被认为是产品开发过程的一个组成部分。
通常，产品设计工作与生产制造计划是同时进行的。
如何将这两项工作高效地结合在一起，是现代工程设计人员必须面临的主要任务之一。
1.1.2产品功能与产品结构产品是以满足用户的需求为目的，产品的功能是指产品的用途、使用价值和目的。
功能是产品的核心要素(其它要素：审美要素—美观，技术要素—可实现，经济要素—成本，环保要素—绿色设计)，是产品被生产出来的最直接的理由。
产品是功能的物质载体，用户通过使用产品来实现功能，满足相关需求，这是人们生产和消费产品的目的。
机电一体化认识论文
机电一体化认识论文一年的时间过的真快，已经离开学校一年了，眼见马上就要毕业了。
下面谈一下机电一体化的基本概括一、机电一体化技术发展历程及其趋势自电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，"机电一体化"技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意。
（一）机电一体化"的发展历程。
1、数控机床的问世，写下了"机电一体化"历史的第一页；2、微电子技术为"机电一体化带来勃勃生机；3、可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础；4、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶。
（二）机电一体化"发展趋势1、光机电一体化。
一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。
因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。
光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
2、自律分配系统化，柔性化。
未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。
在自律分配系统中，各个子系统是相互***工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。
其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。
这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因其中一子系统的故障而影响整个系统。
4、“生物一软件”化—仿生物系统化。
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。
这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。
机电一体化(第2章 机械系统)
与一般的机械系统设计要求相比，机电一体化系统 的机械系统要求定位精度高，动态响应特性好（即响应要 快，稳定性要好），为达到要求，在设计中常提出无间隙、 低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率、适当的阻尼比等 要求。为达到上述要求，主要从以下几方面采取措施：
（1）单推-单推式
可预拉伸安装，预紧力大， 轴向刚度较高。
简易单推-单推式支承
（2）双推-双推式
轴向刚度最高，适于高刚度、 高速、高精度的丝杠传动。 对丝杠热变形敏感。
（3）双推-简支式
预紧力小，寿命长，常用 于中速、高精度的长丝杠 传动系统。注意丝杠热变 形影响。
（4）双推-自由式
承载能力小，轴向刚度低，多用于 短程、轻载、低速的垂直安装。
4) 缩小反向死区误差，如采取消除传动间隙、减少支承变形的 措施； 5) 提高刚度 改进支承及架体的结构设计以提高刚性、减少振 动、降低噪声。选材上；结构轻型化、紧密化。
这些措施反映了机电一体化系统设计的基本特点。
二、机械传动部件的选择与设计
机械传动部件的主要功能是传递转矩和转速，它实质上 是一种转矩、转速变换器，其目的是使执行元件与负载之间在 转矩与转速方面得到最佳匹配。
（3）谐振频率 包括机械传动部件在内的弹性系统，若不计 阻尼，可简化为质量-弹簧系统，为多自由度系统，有第一谐振 频率和高阶谐振频率等。当外界传来的激振频率接近或等于系 统固有频率时，系统产生谐振，不能正常工作。
还有电气驱动部件的谐振频率。
（4）摩擦 摩擦分为粘性摩擦、库仑摩擦和静摩擦。
实际机械导轨的摩擦特性随材料和表面状态的不同有很 大的不同。
（一）机械传动部件的功能要求及常用的传动部件
机械传动部件的传动类型、传动方式、传动刚性以及传 动可靠性对机电一体化系统的精度、稳定性和快速响应性有重 要影响。机电一体化系统设计时，需要选择传动间隙小、精度 高、体积小、重量轻、运动平稳、传递转矩大的传动部件。
机械制造技术基础课件最新版第一章机械加工方法
Δm=0 材料基本不变原理,如铸造、锻造及模具成形(注塑、冲压等) 工艺,在成形前后,材料主要是发生形状变化,而质量基本不变。
Δm>0 材料累加成形原理,如20世纪80年代出现的快速原形(Rapid Prototyping)技术,在成形过程中通过材料累加获得所需形状。
第二节 机械加工方法
按照铣削时主运动速度方向与工件进方向的相同或相反,又分为顺铣 和逆铣。
顺铣:铣削力的水平分力与工件的进给方 向相同,而工作台进给丝杠与固定螺母之间一般又 有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一 起向前窜动,使进给量突然增大,容易引起打刀。
在顺铣铸件或锻件等表面有硬皮的工件时
二、等材制造技术(Δm=0) 等材制造技术主要是指用模具成形的方法,成形前后,材料质量基本不
变,只是形状的改变。
值得注意的是,统计数据表明,机电产品40%~50%的零件是由模具成 形的,因此模具的作用是显而易见的。模具可分为注塑模、压铸模、锻模、 冲压模、吹塑模等。在我国模具的设计与制造是一个薄弱环节。模具制造 精度一般要求较高,其生产方式往往是单件生产。模具的设计要用到CAD、 CAE等一系列技术,是一个技术密集型的产业。
图1-10 电火花加工原理示意图 1—床身 2—立柱 3—工作台 4—工件电极 5—工具电极 6—进给机构 7—工作液 8—脉冲电源 9—工作液循环过滤系统
第三节 特种加工
电火花加工机床已有系列产品,根据加工方式,可将其分成两种类型: ➢用特殊形状的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床(如前所述); ➢用线(一般为钼丝、钨丝或铜丝)电极加工二维轮廓形状工件的电火花线切割机床。
典型机电一体化系统课件
三、工业机器人的末端执行器
根据其结构和用途的不同，可以分为机械式夹持 器、吸附式末端执行器和专用工具（如焊枪、喷 嘴、电磨头等）。 （一）机械式夹持器的结构 机械式夹持器多为双指爪式，其手指的运动为平 移或回转（单点支承或双点支承）
典型机电一体化系统课件
机械式夹持器 a)单支点回转型 b)双支点回转型 c)平移型典型机电一d体)内化系撑统型课件
典型机电一体化系统课件
装配系统中的双臂机器人
1~7—固定式电视摄像机 8—可转式电视摄像机 9—抓握手臂 10—感知手臂 11~13—吸典型尘机器电零一体部化件系统1课4—件吸尘器装配成品
焊接作业系统的机器人 1—机器人 2—传送带 3—汽车壳体
喷漆作业系统中的机器人 1—工装板 2—循环拖动链条 3—工件识别站 4—工件 5—行程开关 6—直角坐标机 器人 7、8、9、10—垂直关 节机器人
原点PB X35
原点PB X35
PB 停止X27
起动 PB
急停 PB
用于通断外部负载的电源的按钮
图l0-8 机械手控制的操作面板
典型机电一体化系统课件
初始化电路 原点位置条件
左移限位 上限位
放松
M8044
S0
手动方式 初始状态
M8000 RUN监控
初始状态 1ST X20 S20 S27 MANUAL OPERATION
典型机电一体化系统课件
（a）关节型
（b）球坐标型
（c）圆柱坐标型
（d）直角坐标型
典型机电一体化系统课件
工业机器人的坐标系
典型机电一体化系统课件
（a） PUMA机器人的坐标系
（b）
（a）基准装填 （b）坐标系
典型机电一体化系统课件
机械加工方法与设备习题答案
第1章机械加工方法与设备基本知识习题答案1、什么是机械制造过程，它都包含哪些过程？机械制造过程是指把金属材料制造成机电产品的过程。
既在生产过程中，改变生产对象（原材料、毛坯、零件或部件等）的形状、尺寸、相对位置和性能等，并装配成为成品或半成品的过程。
机械制造过程一般包括四个过程：毛坯制造过程，机械加工过程，热处理过程，装配过程。
2、各种加工方法的主要加工范围是什么?车削主要加工轴类零件（回转面）；铣削主要加工零件的平面；钻削主要加工零件上的较小的孔；镗削主要加工零件上的较大孔径的孔；刨削主要加工零件的狭长平面；磨削主要对零件的平面外圆，内孔的精加工；齿轮加工是对各种齿轮的轮齿进行加工；数控加工主要是加工形状复杂，精度要求高的零件。
3、金属切削机床都有哪些运动？根据在车间实习的认识，指出车床，铣床，镗床、磨床各有多少个运动，并说明哪些是主运动，哪些是进给运动。
金属切削机床的运动可归纳为3大类，即：主运动，进给运动和辅助运动。
车床的运动有3个：主运动是主轴带动工件的旋转运动，进给运动是刀架的横向移动和纵向移动。
铣床的运动有4个：主运动是主轴带动刀具的旋转运动，进给运动是工作台带动工件作的横向、纵向和垂向移动。
镗床的运动主要有6个：镗轴和平旋盘的旋转主运动，镗轴的轴向进给运动，平旋盘刀具溜板的径向进给运动，主轴箱的垂直进给运动，工作台的纵、横向进给运动等。
外圆磨床的运动主要有5个：①磨外圆时砂轮的旋转主运动；②磨内孔时砂轮的旋转主运动；③工件旋转作圆周进给运动；④工件往复作纵向进给运动；⑤砂轮横向进给运动。
4、什么是切削用量三要素？切削用量三要素是指：切削速度v、进给速度f和切削深度a p。
5、机床的传动链都由哪几部分组成，各部分的作用是什么？机床传动链是由运动源、传动装置和执行件按一定的规律所组成。
运动源是给执行件提供运动和动力，传动装置把运动源的运动和动力传给执行件，同时该装置还可完成变速、变向、改变运动形式等任务。
机械加工概述范文
机械加工概述范文机械加工是一种通过一系列工艺过程，对材料进行切削、钻孔、磨削、铣削、车削等工艺，制造精确形状和尺寸的工艺方法。
这是一种常见的金属加工方法，也可以用于加工其他材料，如塑料、木材和复合材料。
机械加工的目的是通过切削或磨削材料，改变其形状和尺寸，制造出符合要求的零件。
通过机械加工，可以生产各种精密零件，如轴、齿轮、螺纹、孔、平面等。
机械加工通常需要使用机械加工设备，如车床、铣床、钻床、刨床、磨床等。
机械加工的过程通常包括以下几个步骤：确定工件形状和尺寸要求；选择合适的机械加工设备和切削工具；固定工件并安装切削工具；将切削工具移动到工件上，进行切削或磨削操作；及时清理切屑和冷却液；检查加工后的零件是否符合要求。
机械加工可以分为不同的类型，根据切削方式可以分为切削加工和磨削加工。
切削加工是通过切削工具对工件进行切削或铣削，将材料逐步切削去除，使工件形状和尺寸逐渐接近要求。
磨削加工是通过磨削工具对工件进行磨削，将工件表面的金属层逐渐去除，从而得到精细的表面。
机械加工广泛应用于各个行业，如汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械等。
在汽车制造中，机械加工用于制造发动机、传动系统、底盘等零部件。
在航空航天中，机械加工用于制造飞机发动机、机翼、机身等部件。
在电子设备制造中，机械加工用于制造电脑、手机、平板电视等产品的金属外壳和部件。
在医疗器械制造中，机械加工用于制造手术器械、人工关节等产品。
机械加工的精度和效率对产品质量和生产成本具有重要影响。
高精度的机械加工可以保证零件的尺寸和形状准确，提高产品的质量和可靠性。
高效率的机械加工可以提高生产效率，降低生产成本，满足市场需求。
随着科技的发展，机械加工也在不断创新和进步。
高速切削技术、数控技术、切削液技术等的应用，使机械加工效率和精度得到了极大提高。
同时，3D打印技术的出现也给传统的机械加工带来了新的挑战和机遇。
机械加工是一门复杂的科学和技术，需要工程师具备丰富的知识和经验。
机电设备安装与调试技术课件
说出右图气 动剪切机的 工作原理。
项目一 认识机电设备一般结构
操作实践
任务二 液压与气压传动系统简介
1.自主完成“液压设备的工作原理及其 工作过程”表格。
项目一 认识机电设备一般结构
操作实践
任务二 液压与气压传动系统简介
2.参观学校的实习车间，车间的设备， 试着说出设备中应用的液压和气动机 构，并简述其工作原理，通过借助网 络等资源说出其所用的元器件。
2.完成“任务练习”。
知识树
项目二 机电设备安装调试基础
项目二 机电设备安装调试基础
任务一 机电设备安装调试基础 任务二 机电设备安装调试工具及使用
项目二 机电设备安装调试基础
情景创设
任务一 机电设备安装调试基础
查看典型设备安装场景，仔细观察实习车间的设备安装方法，简述机电设备的安装调试的过 程。
2）V带传动 3）多楔带传动 4）圆形带传动 5）同步带传动
说出图中 带传动对 应类型。
项目一 认识机电设备一般结构
知识储备
任务一 机械结构系统简介
三、常用的机械传动——螺旋传动
1.螺旋传动的类型和应用
1）传力螺旋 2）传导螺旋
3）测量螺旋 4）调整螺旋
说出右图中螺 旋类型。来自项目一 认识机电设备一般结构
行星齿轮系
项目一 认识机电设备一般结构
操作实践
1.任务实施
1.自主完成表格。
任务一 机械结构系统简介
2.参观学校的实习车间，车间的设 备，试着说出几种设备中应用的传 动机构，并简述其工作原理。
项目一 认识机电设备一般结构
操作实践
任务一 机械结构系统简介
2.任务评价
1.完成“机械结构系统简介 ”评价表。
基于典型产品的机电一体化技术专业课程体系改革
基于典型产品的机电一体化技术专业课程体系改革【摘要】随着工业自动化的发展日新月异，企业对机电一体化技术专业毕业生的要求越来越高，与此同时，对各类机电一体化技术人才的需求也日益增长起来，但是，我国机电一体化技术教育的发展相对落后，机电一体化技术人才缺口大。
如何将机电一体化技术专业办好，适应当前社会发展的需要。
本文主要讨论如何让学生通过典型机电一体化产品设计、分析和制造过程，掌握机电一体化的核心技术，满足企业对该专业人才的要求。
【关键词】典型产品课程体系机电一体化【中图分类号】g712【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2012）12-0061-011概论自20世纪80年代初，世界制造业进入一个发展停滞、缺乏活力的萧条期，几乎被人们视作夕阳产业。
90年代以后，计算机等电子技术在该领域的广泛应用，为制造业注入了生机。
如今，机电技术应用产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性，逐渐成为高新技术产业中的主导产业，成为新世纪经济发展的重要支柱之一。
在此背景下，各高职院校纷纷开设机电一体化技术专业，以满足社会对该专业人才的需求。
目前社会对机电一体化方面人才需求很广，但只有少数学校能够培养出达到企业要求的机电一体化专业人才。
主要问题在于专业定位较为模糊，课程体系设置过于求全，学校与企业联系不够紧密，教学方法需要创新，教材内容需要跟上时代的变化，培养出的学生质量有待进一步提高。
[1]2课程体系改革机电一体化技术专业的课程体系主要有“机”和“电”组成，培养的方向分为机械加工方向、控制方向、产品设计方向及机电产品营销方向。
但实际上机械与电子本身各自为两大学科，内容十分丰富，涉及面非常广，让一名高职高专生在短短的三年时间里系统地掌握两大学科的理论知识和技能，是不现实的，也没有这个必要。
前述的理想化定位，往往造成“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面，失去了该专业应有的特色，达不到培养目标。
由于许多机械类专业如机械制造及自动化等一般也强化了电子和计算机等方面的应用，使它们没多大差异，体现不出自己的特色，实际上行不通。
机械基础-机械制造概述
机器的质量、工作性能、使用效果、可靠性和使用寿命除与产品的设计和材料选择有关外，还取决于零件的制造质量和机器的装配质量。通过装配，可以发现设计上的不足和零件加工工艺中存在的问题。装配工作对机器质量的应响很大，若装配不当，即使所有零件合格，也不一定能装配出合格的、高质量的机械产品。反之，若零件制造精度不高，而在装配中采用适当的装配工艺方法，进行选配、刮研、调整等，也能使产品达到规定的要求。
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1.1 机械产品生产过程简介
1.1.1 产品设计 产品设计是企业产品开发的核心，产品设计必须保证技术上的先进性与经济上的合理性等。 产品的设计一般有三种形式，即：创新设计、改进设计和变形设计。创新设计（开发性设计）是按用户的使用要求进行的全新设计；改进设计（适应性设计）是根据用户的使用要求，对企业原有产品进行改进或改型的设计，即只对部分结构或零件进行重新设计；变形设计（参数设计）仅改进产品的部分结构尺寸，以形成系列产品的设计。产品设计的基本内容包括：编制设计任务书、方案设计、技术设计和图样设计。
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1.1 机械产品生产过程简介
工艺装备的设计和制造 工艺装备（简称工装）通常是对工具、夹具、量具、相关模具和工位器具等的总称。工装分为通用和专用两类，通用工装可用来加工不同的产品，专用工装只能用于特定产品的加工。通用的、重要复杂的工艺装备一般由工艺工程师设计，简易工装可由生产车间（或分厂）自行设计。 凡制造完成并经检验合格的专用工装设备，在投入产品零件生产前应在现场进行试验，其目的是通过实际操作来检验工艺规程和工艺装备的实用性、正确性，并帮助操作者正确掌握生产技术要求，以达到规定的加工质量和生产率。
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1.1 机械产品生产过程简介
机电一体化知识点
机电⼀体化知识点⼀、机电⼀体化起源与定义：在机械的主功能、动⼒功能、信息功能、控制功能基础上引⼊微电⼦技术，并将机械装置与电⼦装置⽤相关软件有机地结合所构成系统的总称。
机电⼀体化⼀般包含机电⼀体化产品(系统)和机电⼀体化技术两层含义。
典型的机电⼀体化产品(系统)有：数控机床、机器⼈、⼯程机械、汽车、智能化仪器仪表、CAD／CAM系统等。
P26间隙的影响三、机电⼀体化的⽬的（功能）使系统（产品）⾼附加值化，即多功能化、⾼效率化、⾼可靠性化、省材料化、省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、⼩巧化⽅向发展，不断满⾜⼈们⽣活和⽣产的多样化需要和⽣产的省⼒化、⾃动化需要。
四、机电⼀体化发展概况“萌芽阶段”“蓬勃发展阶段”“智能化阶段”1智能化、2模块化、3⽹络化、4微型化、5、绿⾊化、6、⼈格化五、机电⼀体化系统的构成1、执⾏元件（主功能）实现机电⼀体化系统主功能。
主功能是系统的主要特征部分，完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。
主功能包括三个⽬的功能：（1）变换（加⼯、处理）功能；（2）传递（移动、输送）功能；（3）储存（保存、存储、记录）功能2、机械本体（构造功能）机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电⼀体化的基础，起着⽀撑系统中其他功能单元、传递运动和动⼒的作⽤。
3、动⼒源(动⼒功能)是机电⼀体化产品的能量供应部分，其作⽤是按照系统控制要求，为系统提供能量和动⼒，使系统正常运⾏。
4、传感检测单元（计测功能）对系统运⾏中所需要的本⾝和外界环境的各种参数及状态进⾏检测。
要求：体积⼩、精度⾼、抗⼲扰5、控制与信息处理单元（控制功能）将来⾃各传感器的检测信息和外部输⼊命令进⾏集中、储存、分析、加⼯，根据信息处理结果，按照⼀定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有⽬的地运⾏。
要求：⾼可靠性、处理速度快、智能化6、接⼝将各组成单元或⼦系统连接成⼀有机的整体。
各要素或⼦系统之间能顺利进⾏物质、能量和信息的传递和交换。
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机床加工一、卧式车床主轴箱思考题①写出主运动的传动路线表达式。
P7②写出主轴某一级转速的运动平衡式。
P14③画简图说明主轴的开停、换向和制动是如何实现和控制的。
P25（摩擦离合器，制动器及操纵机构图）④试说明主轴箱中的两套换向机构的作用有何不同（见附图8）？双向多片式离合器左右两部分结构是相同的。
左离合器用来传动主轴正转。
用于切削，需要传递的扭矩较大，摩擦片数较多；右离合器传动主轴反转，用于退刀，摩擦片数较少。
⑤画简图说明配换齿轮变速机构（挂轮机构）的工作原理（见附图8）。
63/100-X I I-100/7564/100-X I I-100/97(教材13页部分图)工作原理：通过四对特定齿数的齿轮啮合来改变传动比，以满足在车削非标准螺纹或蜗杆时的要求。
⑥主轴箱中共有几个（组）滑移齿轮？它们分别用于什么场合？操纵这些滑移齿轮一共使用了几套操纵机构？教材28页原话。
⑦试分析当操纵手柄扳至停车位置上时，主轴不能迅速停止的原因，并指出解决方法。
可能的原因：①离合器的工作位置不正确，②刹车、刹皮与主轴打滑。
解决方案：①停车之前先将离合器放置正确位置、②停车之前先检查皮带是否松动，确保皮带不松动再停车。
二、卧式车床进给箱思考题①写出进给箱中的米制螺纹路线和英制螺纹路线的传动路线表达式（ⅩⅢ～ⅩⅧ轴）。
公制螺纹ⅩⅢ---25/36---ⅩⅣ---u基本组---ⅩⅤ---25/36---36/25---ⅩⅥ---u增倍组---ⅩⅧ英制螺纹ⅩⅢ---M3---ⅩⅤ---u基本组---ⅩⅣ---36/25---ⅩⅥ---u增倍组---ⅩⅧ（书P13 图1-5）②画简图说明丝杠与光杠的运动是如何实现接通和控制的。
书P34图1-19③试说明进给箱中的基本组和增倍组两套变速机构的作用有何不同？基本组：产生分段的等差数列。
增倍组：产生公差倍数。
④试举出传动齿轮在轴上的两种不同周向固定方法的实例。
（1）平键。
结构简单，装拆方便，对中较好，应用方便。
齿轮，蜗轮，与轴的联接常用此形式。
（2）花键。
用于载荷较大，定心精度要求较高的静连接和东连接。
⑤试举出传动齿轮在轴上的三种不同轴向固定方法的实例。
（1）轴肩，轴环，轴伸。
结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力。
常用于齿轮，链轮，带轮，联轴器和轴承等的定位。
（2）套筒。
结构简单，定位可靠，轴上不需开槽，钻孔和切制螺纹，因而不影响轴的疲劳强度。
一般用于零件间距较小的场合，以免增加结构重量。
轴的转速很高时不宜采用。
（3）锁紧挡圈。
结构简单，不能承受较大的轴向力，不宜用于高速。
常用于光轴上的零件固定。
⑥进给箱中共有几个离合器？其特点如何？在进给运动的传动中分别起何种作用？共有M3.M4.M5三个离合器。
M3公英制变换，M4丝杠直连，M5光杠丝杠变换。
脱开M3和M4，闭合M5，能车削公制螺纹，运动自后经离合器M5传至丝杠；闭合M3和M5，可车削英制螺纹；若把M3，M4，M5都合上，可加工非标准螺纹。
⑦画简图说明进给箱基本组变速操纵机构的工作原理。
书P33图1-17三、卧式车床溜板箱思考题①写出溜板箱中纵、横向机动进给运动的传动路线表达式（ⅩⅠⅩ～ⅩⅩⅩ轴）。
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧→→→→→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→→→→→→→→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→→→→→→→→→→→ⅩⅩⅩⅩⅩⅠⅩⅩⅩⅧⅩⅩⅦ横向进给ⅩⅩⅤⅩⅩⅣⅩⅩⅦ纵向进给ⅩⅩⅢⅩⅫⅩⅪ185948484830304048408028484080303040294563232367712668M M Z M M M ② 写出溜板箱中实现刀架快速运动的传动路线表达式。
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧→→→→→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→→→→→→→→⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧→→→→→→→→→ⅩⅩⅩⅩⅩⅠⅩⅩⅩⅧⅩⅩⅦ横向进给ⅩⅩⅤⅩⅩⅣⅩⅩⅦ纵向进给ⅩⅩⅢⅩⅫ快速电机1859484848303040484080284840803030402942913771266M M Z M M ③ 画简图说明互锁机构是如何实现互锁和控制的。
P 39④ 画简图说明超越离合器是如何实现刀架的快速运动与机动进给的切换和控制的。
P 21⑤ 溜板箱中共有几个离合器？有何特点？在纵、横向机动进给运动中分别起何种作用？有3个离合器。
分别为M6、M7、M8；其中M6、M7是双向牙嵌式离合器，通过牙啮合的方式进行传动；M8是安全离合器和超越离合器，其中超越离合器通过滚子与外环和星形体的摩擦力进行传动，当原来从动部分的速度大于主动部分时能实现两部分的分离；安全离合器通过弹簧作用，压紧离合器的两部分，实现传动，当负载过大时，离合器主从动两部分的作用力大于弹簧压紧力，打滑，实现过载保护。
M6控制纵向进给的接通与分开及进给的方向，M7控制纵向进给的接通与分开及进给的方向，M8实现快速进给的转换与过载保护。
⑥试分析若同时接通丝杠和光杠传动，将会产生何种后果？会产生运动干涉，在两个运动输入下，可能使得溜板箱中的齿轮被打断。
⑦试分析安全离合器打滑，刀架不进给现象的原因，并找出解决方法。
由于吃刀量过大使主轴传动受阻阻力过大，出现安全离合器打滑机床进给传动链断开，减少吃刀量减轻刀架载荷和主轴载荷使安全离合器正常工作即可。
弹簧预紧力不足，调整弹簧的预紧力即可。
四、电火花加工设备思考题①简述电火花加工的工作原理。
在绝缘工作液中工具和工件（正、负电极）之间脉冲式火花放电局部地、瞬时地产生高温，使工件表面的金属熔化、气化、抛离工件表面。
利用这一电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。
②电火花线切割加工和电火花成型加工有哪些共性和不同点？1．共同点(1)二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。
(2)二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。
(3)最小角部半径有限制。
电火花加工中最小角部半径为加工间隙，线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。
2．不同点(1)从成形原理来看。
电火花成型加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法。
在实际中可以加工通孔(穿孔加工)和盲孔；而线切割加工是利用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成型的一种工艺方法，不能加工盲孔和立体成型表面。
(2)线切割采用水或水基工作液不会引燃起火，容易实现安全无人运转。
(3)线切割不产生稳定电弧放电。
（电极丝与工件始终有相对运动，尤其是快速走丝电火花线切割加工，间隙状态可以认为是由正常火花放电、开路和短路这三种状态组成；）(4)电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象。
（在电极丝和工件之间存在着某种电化学产生的绝缘薄膜介质，当电极丝被顶弯所造成的压力和电极丝相对工件的移动摩擦使这种介质减薄到可被击穿的程度，才发生火花放电。
因此电极短路已不成为大问题；）(5)省掉了成型的工具电极。
(6)由于电极丝比较细，可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。
(7)电极损耗小。
（由于采用移动的长电极丝进行加工，单位长度电极丝的损耗少，对加工精度的影响小，特别在低速走丝线切割加工时，电极丝一次使用，电极损耗对加工精度的影响更小。
）③电火花线切割加工机床的主要组成部分有哪些？工作电极（电极丝）机床本身（车床，工作台，运丝机构，丝架）工作液循环系统（工作液箱，工作液泵，过滤网罩等）自动进给调节系统脉冲电源数控系统④画简图表示电火花的线切割原理。
利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成形。
加工过程中，工件和电源正极相连，电极丝和电源负极相连，电机带动储丝筒正反转，使得电极丝做上下往复运动，工作台在伺服电机带动下做相关运动，加工出所需工件。
⑤电火花成型加工机床的主要组成部分有哪些？工作电极（成型电极）主机结构（床身和立柱、工作台、主轴头、工作液槽）工作液循环过滤系统（工作液箱、液压泵、过滤器、各种控制阀和管道）数控电源柜⑥电火花线切割加工机床和电火花成型加工机床的主要应用范围是什么？电火花成型加工机床应用于机械(特别是模具制造)、宇航、航空、电子、电机、电器、精密微细机械、仪器仪表、汽车、轻工等行业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。
其加工范围已达到小至几十微米的小轴、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。
电火花成型加工具体应用范围如下：1）、高硬脆材料2）、各种导电材料的复杂表面3）、微细结构和形状4）、高精度加工5）、高表面质量加工电火花线切割加工机床高熔点材料微细结构复杂形状为什么要用绝缘工作液？极间介质的消电离。
加工液流入放电间隙，将电蚀产物及残余的热量带走，并恢复绝缘状态。
若电火花放电过程中产生的电蚀产物来不及排除和扩散，产生的热量将不能及时传出，使该处介质局部过热，局部过热的工作液高温分解、积炭，使加工无法继续进行，并烧坏电极。
因此，为了保证电火花加工过程的正常进行，在两次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排出，恢复放电通道的绝缘性，使工作液介质消电离。
o形成火花击穿放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态。
o对放电通道产生压缩作用。
o帮助电蚀产物的抛出和排除。
o对工具和工件具有冷却作用。
为什么需要电火花加工的自动进给调节系统？在电火花成型加工中，电极与工件必须保持一定的放电间隙。
间隙过大，放电过程停止。
间隙过小又会引起拉弧烧伤或短路。
最高位置Ⅰ，喷嘴与挡板门开口为最大，使工作液流经喷嘴的流量为最大，上油腔的压力放电间隙开路时，动圈电压最大，挡板被磁力吸引下移到最低位置Ⅲ，喷嘴被封闭，上、下油腔压强相等，但因下油腔工作面积小于上油腔工作面积，活塞上的向下作用力大于向上作用力，活塞杆下降。
当放电间隙最佳时，电动力使挡板处于平衡位置Ⅱ，活塞处于静止状当放电间隙短路时，动圈两端电压为零，此时动圈不受电磁力的作用，挡板受弹簧力处于态。
快速走丝线切割机床(W E D M-H S)慢速走丝线切割机床(W E D M-L S)。
附电火花线切割编程要点数控线切割加工机床的控制系统是根据人的“命令”控制机床进行加工的。
因此必须先将要加工工件的图形用机器所能接受的“语言”编好“命令”，以便输入控制系统，这种“命令”就是线切割加工程序。
这项工作叫数控线切割编程，简称编程。
数控线切割编程方法分为手工编程和微机自动编程。
为了便于机器接受“命令”，必须按照一定的格式来编制线切割加工机床的数控程序。
目前高速走丝线切割机床一般采用3B（个别扩充为4B或5B）数控程序格式，而低速走丝线切割机床普遍采用I S O（国际标准化组织）或E I A（美国电子工业协会）数控程序格式五、Z J K7532教学型数控铣床思考题①数控铣床的坐标系怎样确定？Z轴：主轴轴线方向为Z轴方向，规定刀具远离工件的方向为坐标的正方向。