机械加工工艺对零件加工精度的内在因素一般为机械加工系统中的几何精度误差和安装相关机械时的不规范，内在因素的存在对加工零件的精度影响十分显著，且它的特点是不易消除。几何精度中的机床本身的误差是最为重要的影响因素，机床本身如果存在问题，那么在加工后所生产出的零件一定也存在相当大的误差。机械加工工艺对进行零件加工的设备要求很高，设备的好坏直接影响到生产零件精度。零件的加工机械一般是较大型的组合型机械，这种大型机械会满足零件的精度要求。在组合型机械进行工作时，安装机械是必不可少的环节，机械的各个组合部分有很高的契合度，如果在安装的过程中没有将机械组装好，则将引起零件精度不准确。在日常工作的磨损中也会是机械的各组成部分产生细小的缝隙，这也将对零件的精度产生影响。

　　在机械设备对零件的加工过程中，机械对零件的接触将使零件受到力的作用。例如有些机械加工设备过紧，它对零件产生的挤压也将成为零件所受的一种外力，加压力对零件的作用是不在加工计算范围内的，所以它的影响将直接是零件的大小产生一定的误差。一般的机械的运行都会对所加工的零件有微小的力的作用，这种看似不会影响零件精度的外力作用往往被生产零件的部门所忽视，但事实上这种运行过程中产生的力的作用会随着时间积累慢慢变大，最终产生足以影响生产零件精度的作用。

　　机械加工工艺对零件精度的热变因素分为三种，即加工工艺中存在的刀具热变、工件热变形、机床本身及其结构热变形。机械加工工艺过程中存在的刀具热变就是在进行零件加工时的必要切割过程，有些零件的尺寸较小而加工它所用的材料的尺寸却较大，这时就需要用专用刀具对材料进行机械切割。要保证所切割出的零件符合标准，在切割过程中就要反复的切割直至所切割出的材料大小正好符合要求的零件尺寸大小。反复切割的过程就是机械摩擦大量产热的过程，产生的热量会使生产出的零件发生变形，进而影响零件的精度。工件热变形的影响主要是针对长度较长的零件来讲的，在机械加工工艺中经常会加工一些对长度有要求的高精度零件，零件在机械打磨的加工工艺中因为长度过长的原因将产生工件表面温度过高的现象，而其内部的温度却还与环境的温度保持一致，这样就引发了工件的内外温差大的情况，内外存在的温差就会使零件造成严重的形变，这种形变就称之为工件热形变。机床本身及其构件的热变形就是主要针对在加工过程中机床和其它构件运行过程中会相互作用，导致机床本身部分或整体的温度升高。机床局部的温度升高会影响机床本身的结构契合度，高温状态下会使机床的一些部分结合紧密而另一些部分则将会产生结构上的细小缝隙，这样就导致了加工的零件会存在精度不准的问题。整体的机床发热问题会影响带机床本身的正常运行，机床运行的速度会因为温度的升高而下降，这就进一步影响到了所加工生产的零件品质。

　　在机械加工工艺的过程中要想合理的防止几何精度的误差对零件精度产生影响，就要在选择加工机械加工设备上加以注意，一般的几何误差都来源于出厂时的机械加工设备，对所需要的机械加工设备进行严格的检验。在检验的过程中充分了解设备本身存在的误差问题，经过选择淘汰来找到最适合生产高精度零件的机械加工设备。如果对于已经工作的机械加工设备进行改造，就要对其日常工作所生产的零件进行误差的统计，对得出的数据进行系统的分析，将误差的准确值数据输入到机床的工作系统中去，让其自动的对结果进行误差的消除，生产出的零件就不会存在较大的精度误差。

　　在机械加工工艺的过程中，设备对零件所产生的力的作用主要就是挤压力与摩擦力，减少外力对零件精度的影响就要从减少这两方面的力入手。日常加工工作的进行前就要对加工设备进行检查，对固定零件部位过紧的设备要进行及时的整修，减少设备对零件产生力的作用。机械加工设备的表面不可避免都会有摩擦作用，例如在一般的零件生产过程中零件与机床的接触过程中都会产生一定的摩擦力，在持续生产的过程中也会增加设备的表面摩擦力。所以在日常的设备检验过程中就要对表面进行定时的打磨，减少零件与设备接触面的摩擦力的作用，进而减少零件加工过程中产生的误差。

　　机械加工工艺过程的温度对加工的结果具有重大意义，温度是影响加工设备运行的重要因素，过高的温度与过低的温度都将影响设备的正常运行工作。在加工过程中如果运行的速度快引发了温度的增高就要采取冷水降温的解决措施。例如在对零件的打磨工序中，机床上高速旋转的砂轮与零件相互摩擦将产生大量的热，温度过高将使与砂轮接触的零件部分变形，避免零件变形的重要措施就是用冷水进行设备的降温处理。

　　笔者先后承担了我校多届学生的《机械原理与机械零件》课程的理论教学任务,依据多年的教学体会及我校多届毕业生反馈的信息,本人觉得目前该课程的教学,无论从教材还是教法上均难以适应当前市场经济条件下对中职毕业生的要求。主要反映在以下几个方面:

　　1.教材没有反映目前中等职业学校教育特色:中专目前所采用的《机械原理与机械零件》教材,以高等教育出版社出版的、何元庚主编的教材为例,其内容基本上与原来执行学历教育时一样,只是对部分难度较大的内容做了删减或选用,但仍以讲授纯理论知识为主,并讲究知识的完整性、连贯性,内容不仅单调、抽象、而且缺少理论与实际相结合部分,既没有考虑到目前中专生的素质,针对性也不强,更无实践、实训的内容。其他教材也大多如此。

　　2.教学方法落后,难以反映职教特色:由于教学大纲、教材内容及目前大多数中职学校条件的限制,教学上仍不能跳出以老师讲读为中心的旧模式,教学中学生只是被动的接受者,参与动手的时候少,感性认识较差,而在目前中专生这个年龄阶段,对事物的认识往往与感性认识有关,因此这样既影响了学生对所讲内容的理解,又忽视了对学生进行一般的、机械方面的技能训练。

　　3.教学要求与就业市场对中专生的要求脱节:目前就业市场上对中职生的需求基本是定位在生产第一线的劳动者的岗位上,因此对他们直觉思维的要求要远大于对逻辑思维的要求,基本技能的要求要远大于理论知识要求,而按照教学大刚的要求却更注重于逻辑思维和工程设计能力的培养。这样培养出来的学生往往动手能力不强,不仅难以达到企业对技工的要求,同时也由于他们本身素质所限,他们中的大部分也难以成为工程设计人员。

　　根据国家目前对职业教育中基础理论教学提出的要求,即:以教学大纲为依据,贯彻理论联系实际的原则,坚持“实际、实用、实效”的原则,”规范性”与“灵活性”相统一的原则,针对上述弊端,结合本校学生实际,下面是本人所作的一些尝试,以供探讨。

　　1、更新教学理念,明确教学目标,紧跟市场经济发展的步伐。随着我国市场经济体制的进一步完善,企业的用人机制越来越完善,就业的竞争日趋激烈,中职毕业生的就业岗位已被确定为生产第一线劳动者,这样中职教育的培养目标就要完全由原来学历教育上转到提高劳动力素质教育上,这就要求在教学中,无论在教学内容还是教学方式上,都要围绕培养既懂一定理论又能动手操作的“应用型人才”这一中心而进行。只有这样,才有可能培养出合格的劳动者。

　　2、针对目前中职生的现状,从培养合格劳动者的目标出发,选取合适的教学内容进行教学。随着高校的扩招,高中办学的火爆,中职生源素质是越来越差,这已经是一个不争的事实。如果照搬现行教材及大纲进行教学,很难达到一定的效果;因此在使用现行教材进行教学时,可以根据“实际、实用、实效”的原则,对教学内容进行精选,尽量做到学以致用。对原理性的内容,不但要求学生掌握理论知识,更重要的是要求他们通过所学知识去解决实际问题,因此可以多讲“是什么”及“如何应用”并讲述应查什么工具书、查什么表,有条件的话还应辅以演示实验,以增加学生的感性知识,让学生能更好地接受“是什么”。例如,在讲述凸轮机构时可以通过实物或模型对凸轮的运动过程进行演示,进而分析从动件的运动规律,可以少讲以数学方程式表达其运动规律及运动方程的推导过程。

　　3、围绕培养合格劳动者的要求,在教学中加强实践、实训环节,加强职业技能的训练。在讲授机械原理理论的同时,可以辅以机械方面的基本操作训练,既可以促进学生对新知识的理解,又可以培养学生吃苦耐劳的精神,也可以提高动手能力,增加感性认识,职业技能也得到了一定的训练,如在讲授齿轮啮合知识时,可以安排学生进行不同类型齿轮的啮合装配,并让他们观察啮合过程,从而使学生更好地理解齿轮的啮合条件及啮合齿轮的尺寸关系,同时也使学生受到了装配钳工的技能训练。

　　产品质量就是产品的使用价值，就是产品满足使用要求所具备的特性，即使用适宜性，在生产过程中，人、机器、原料、方法、检测、环境六个因素对产品质量起着直接的影响作用。而标准是衡量产品质量及工作质量的尺度，是整个企业生产活动的依据。产品质量的好坏，很大程度上取决于标准工作。标准化在工业来说可分为工业标准化和企业标准化。

　　一般无心磨所造成工件两端部20mm以内外园尺寸小为正常，若零件出现中间部位比两端部位外园尺寸小，应为导轮的角度和砂轮的角度的安装问题。

　　人为因素，擅自减少工序，造成磨不严或车不严而引起外园局部尺寸超差。量具测量面被防锈水腐蚀，不检查量具等会造成误判。

　　用光滑极限量规进行孔或轴的检验，由于量规结构简单，使用方便，在成批大量生产中被广泛使用，用于光滑工件的检验量规称为光滑极限量规，检验孔的量规称为“塞规”，检验轴的量规称为“卡规”（或环规）。检验工件最大实体尺寸（即孔为最小，轴为最大极限尺寸）的量规称为通规，检验工件最小实体尺寸（即孔为最大，轴为最小的极限尺寸）的量规称为止规，一般通规能通过，止规不能通过，则该工件应为合格品。但在实际生产中，往往允许止端塞规能部分地进入工件，但其进入长度国标中没有明确的规定，目前多数工厂规定为不大于工件全长的1/3。

　　影响孔的因素：1）刀具角度；2）刀尖磨损；3）材料粘，此三种会造成内孔偏小，而刀具中间磨损或掉块则引起孔大。应该及时修磨刀具，关于材料粘，挑出后单独加工。

　　对于已完工的成品，影响装配的能返工的返工。及时和车间沟通，降低不合格品率。

　　砂轮的修整直接关系到工件表面的精度，表面粗糙度要求高，砂轮修整得要平细。材料硬，接触面的砂轮修整得要粗糙。

　　在保证刀具强度的前提下，增大前角和后角，减小主偏角。适当加大副偏角，刃倾角取负值，增大刀尖圆弧，增加修光刃。使用切削液，并且对材料进行必要的热处理，适当的增加硬度。

　　换刀的频率，刀具的角度以及机器的工作表面的维护，也是影响粗糙度的因素，磨床床身导轨在长期使用过程中，因为接触面间存在不同程度的摩擦，使导轨表面产生一定的磨损，甚至会产生严重的啃痕、划道等，会严重影响磨床的加工精度。通常修复方法是采用刮研修复法或机加工和刮研相配合的方法，另一种方法即用耐磨涂料修复。

　　刀具的修整：刀具太锋利容易造成颤纹降低粗糙度，用油石背一下刀具，可解决此现象。

　　操作者的走刀量、转速、素质、责任感等有关。适当提高切削速度与减少走刀量和吃刀深度有利于改善工件的加工表面质量。

　　擅自减少工序，导致所剩每一道工序的车刀量加大，导致粗糙度变差，对于零件非工作表面则影响零件的美观，对于零件的工作表面，由于粗糙度超差，则导致尺寸局部超差，严重甚至影响直线度，圆度、圆柱度等形位公差，也可使机器运转时藏油过多，转速慢，造成零件的早期磨损等情况。

　　机床主轴或刀杆松动，在机床进行过程中造成间歇运动，这样会出现颤纹或嘟噜纹，影响零件的粗糙度。

　　2）淬火伸长的问题上，一般工件臂厚越薄，伸长越大，高频淬火温度840℃，对于同型号的钢，由于含碳量一定，淬到一定温度，硬度达到极限，而温度再高则会引起淬硬层深度越深。可通过试验方法来控制淬火伸长问题；

　　3）人为因素，操作台或工装是否清扫干净，都会导致产品尺寸超差。如不及时纠正可能产生大批量零件尺寸超差。

　　使用杠杆高度尺或三维测量仪，借助于平板或V形块依据图纸找到测量基准，把测量基准找平后，再运用各种仪器和量具进行一系列的测量，如奇数沟千分尺测圆度，塞尺测平面度，偏摆仪与杠杆表结合测同轴度或垂直度，杠杆表可测直线度、跳动、平行度和垂直度等。

　　人为因素。零件是人干出来的，当设备出现问题及时报修与干完这批零件再说，其结果大大不同。

　　裂纹：b1.材料问题：本着退回原则来解决。b2 应力释放：在加工过程中或放置一段时间出现的，采用探伤方法来剔除裂纹。

　　烧伤：当工件的淬火区域存在锐边毛刺时或淬火时温度过高（电源过大）也会造成烧馏。

　　锈蚀：d1、热处理因素；当酸洗的溶液浓度不合格及溶液存在太多杂质都会引成锈蚀。d2、客观因素；随着季节的变迁，夏季比冬季容易产生锈蚀，及时加强防锈液或防锈水。同时出现锈蚀及时剔除以免“传染”对于已经锈蚀的零件进行热处理，或机加工处理，对于非工作面可用砂纸、锉刀，抛光而解决。

　　人为因素：毛刺、磕碰、划伤、这些问题与操作者的素质密切相关。这些均可用适当的工具去除或挑出。

　　综上所述，检测是保证质量的一种手段，高素质的人，“健康”的高精设备，良好的工作环境，才是生产优质产品的根本。

　　典型零件的机械加工工艺是指在各种典型零件的生产制造流程的基础上，对零件的形状、尺寸、相对位置以及性质的制造原则、步骤以及相关的技术要求。零件的机械加工工艺是保证零件质量、提高制造效率、降低生产成本的决定性因素之一，也是保障各种机械设备质量的重要影响因素。伴随着市场经济的深入发展，大量中小企业进入零件生产和加工领域，其虽然刺激了该领域的发展，但也因为没有统一的机械加工工艺步骤和技术要求，导致市场上的零件质量良莠不齐。我们将对此展开分析和讨论，为明确典型零件的机械加工工艺步骤和技术要求出一份力。

　　在实际生产零件中，企业都要制定机械加工工艺的流程。而这个加工工艺的制定需要坚持高质量、高效率、低成本这几个原则，即在保证零件质量的前提下，尽量提高生产效率并降低生产成本。所以企业在制定零件的机械加工工艺流程时，需要注意以下几个问题。保证技术上的先进性。制定机械加工工艺的流程时，要在本企业的现有的生产条件和技术条件下，尽可能地采取国内外先进的生产技术和生产经验，及时引进先进的生产设备，采用先进的生产经验，并选择高质量的劳动力。保证经济上的合理性。虽然我们强调要改进机械加工工艺，提高生产效率，但这要立足于现有的生产条件，从实际出发，制定合理而又高效的多个方案，通过对各种方案的对比选择一种最优的生产方案。机械加工工艺流程是指导实际生产的重要技术文件，需要保证流程的明确、清晰和完整，所有涉及的术语、计量单位、符号都要符合相关的标准。实际生产过程中，必须严格遵循机械加工工艺流程，不得随意篡改，发现对某一种零件的技术要求不正确时，不得自行改动，而是向有关部门提出建议。

　　根据笔者多年的工作经验，各类典型零件的机械加工工艺的生产步骤大体是一致的，即首先计算本阶段不同零件的生产计划，确定各种零件的生产数量。然后分析各种零件的机械加工工艺，其中包括：分析不同零件的作用及其技术要求；分析不同零件的加工尺寸。形状、表面粗糙度等各项物理数据；分析零件的材料、热处理等技术性要求。第三步是根据零件的生产数量和生产难度来选择合适的毛坯制造方式。然后要确定各自零件的机械加工工艺路线和每道生产工序中涉及的加工尺寸和合理差距，选择合适的加工设备（一般选择通用的机床），明确各种零件机械加工工艺的检验方法，最后填写相关的工艺文件。

　　根据零件的结构类型、功能特点、加工工艺的不同，我们可将零件分为轴类、箱体类、盘套类、齿轮类、叉架类五种。这五类零件在机械加工中最为常见，也是各种机械设备中应用最广泛的零件，因此本文重点对这几类零件的功用及技术要求进行简要论述。

　　轴类零件是一种机械设备中常见的零件，其基本结构是一个回转体，主要是用来支撑传动零件、传递扭矩、承受运转载荷的，而且有保障回转精度的作用。轴类零件的技术要求主要在以下几个方面：轴上的支承轴颈和配合轴颈是轴类零件的主要表面，其直接精度要控制在IT15-IT19级之内，其形状精度要符合直径公差的要求；要保证装配传动件的配合轴颈对支承轴颈的同轴度的相对位置精确，一般二者的径向圆跳动在0.01-0.03mm之间，精度要求高时需要保证在0.001m-0.003m之间；表面粗糙度要根据不同机械设备的精密程度和运转速度确定。

　　箱体类零件作为机械设备的基础零件，能将周围相关的零件连接成为一个整体，并且固定不同零件的相对位置关系和传动作用，让所有与之相关的零件按照固定的传动关系协调运作。箱体零件的质量影响着机械设备的运动精度和工作精度，还会影响机械设备的使用寿命和性能。箱体零件的设计基准是平面，其中G面和H面是箱体的装配基准，需要保证有较高的平面度和较低的表面粗糙度。箱体零件需要连接各个周围零件，而这些零件的进出需要有一个个孔，这些孔就是箱体零件的孔系，为保证箱体零件的回转精度，需要将孔系的尺寸精度控制为IT7，并保证其误差在公差范围内，且空轴线的精度、平行度和孔轴面对轴线的垂直度都要根据机械设备的整体精度而作出相应调整。

　　盘套类零件由外圆、孔和端面组成，主要用于支撑、导向、密封设备的作用，并且有着改变速度和方向的作用。除了零件尺寸精度和表面粗糙度要根据机械设备的实际要求而调整以外，往往外圆相对孔的轴线有一定的同轴度和径向圆跳动公差，而端面相对孔的轴线有端面圆跳动的公差。为保证上述数据的精度，一般对盘套类零件的加工由车削完成。

　　齿轮类零件则是根据不同齿轮的大小确定不同的速比，来传递不同零件之间的运动速度和动力。对于齿轮类零件的技术要求主要集中在影响传递运动准确性和平稳性的方面上，还有就是要求在整个零件上载荷需要均匀分布，以防零件由于外界的高压而破损。由于齿轮类零件需要长时间转动，需要有足够的耐磨损度和耐用度，所以我们还需要对其材料的技术要求进行分析。齿轮类零件的齿面要硬，齿心要韧。其材料要容易被热处理加工，并能在交变荷载和冲击荷载之下保持足够的强度。

　　叉架类零件是通过叉架的移动来调节整个设备的动作，其包括拨叉、支架、连杆、摇臂、杠杆等零件。此类零件结构复杂，需要经过多种加工工艺才能完成，对其的技术要求主要是根据机械设备的具体要求来确定其表面的粗糙度。尺寸精度和形位公差。

　　不同的典型零件有着不同的功能效用，也有着不同的技术要求，在实际生产中，我们要根据零件的结构类型、功能特点、加工工艺将其归为合适的类型之中，并采取相应的技术要求，以确保生产出高质量的零件。明确典型零件的机械加工工艺有利于规范各种典型零件的生产，有利于提高零件的生产效率和产品质量，降低生产成本，最大限度地提高企业经济效益，合理利用资源。

　　零件的其他质量问题相比，表面纹理缺陷问题的检测难度较高。在实际的检测过程中，如果某零件存在表面纹理缺陷，则除了异常纹理之外，机械加工零件本身的背景纹理会对检测结果产生干扰。正确的机械加工零件表面纹理缺陷检测结果建立在背景纹理与缺陷纹理得到合理区分的基础上。

　　从本质角度来讲，引发机械加工零件表面纹理出现缺陷的原因主要包含以下几种：

　　机械加工设备会对零件的质量产生直接影响。与先进设备相比，使用时间较长（接近使用年限）的生产加工设备更容易使得零件出现表面纹理缺陷。如果生产企业的资金充足，应该尽量选用先进的生产设备，并通过对设备的合理养护，避免生产设备对零件质量产生影响[1]。

　　除了加工流程本身之外，外部因素也可能会对机械加工零件的质量产生一定影响。例如，加工生产人员的误操作可能使得零件表面出现划痕。为了保证零件的质量，在零件的加工生产过程中，需要利用有效的措施对整个过程进行合理管理。

　　通常情况下，一个零件需要经过多个加工环节才能加工完成。当整个加工流程中的任意一个环节出现异常时，最终获得的零件产品都可能存在表面纹理缺陷[2]。

　　这里以机械加工零件表面纹理缺陷检测系统为例，分别从以下几方面入手，对机械加工零件表面纹理缺陷的检测进行分析：

　　纹理缺陷检测系统的原理为：机械加工零件表面的纹理具有较为显著的方向性特点。当零件表面的这种特点被破坏时，被检测零件存在纹理缺陷的概率相对较高。机械加工零件表面纹理缺陷检测系统的检测流程主要包含以下几个步骤：第一，通过傅里叶变换技术对机械加工零件进行初步处理，获得相应的零件表面纹理图片。第二，通过频域滤波器将纹理方向性从图片中清除，获得新的图片。第三，利用傅里叶反变换技术对上述步骤所得图片进行处理，得到最终处理结果（此时零件背景纹理已经与缺陷纹理完全分离开来）[3]。

　　为了判断机械加工零件表面纹理缺陷检测系统的有效性，这里以KHong检测法为参照，对同一批机械加工零件进行检测分析：

　　2.2.1检测对象。为了更好地验证这两种检测方法的有效性，这里选用两种不同的纹理缺陷零件。进行检测：第一，人工合成纹理缺陷零件。这种零件是指，原本的零件本身不存在质量问题，后期利用人工合成的方式将缺陷纹理附着在零件表面，使得零件由质量合格的零件转化成纹理缺陷零件。第二，纹理缺陷零件。这种零件的纹理缺陷是由机械生产加工过程的抛光、磨削等操作引发的[4]。为了将KHong检测法和零件表面纹理缺陷检测系统检测法的检测结果更加直观地呈现出来，这里对表面缺陷纹理进行了归类：用字母Q表示零件的划痕缺陷；用字母W表示零件的瑕疵缺陷（缺陷纹理的面积占整个零件面积的比例相对较小）；用字母E表示零件的玷点缺陷（缺陷纹理面积占整个零件面积的比例相对较大）。

　　2.2.2两种不同检测方法的检测结果。零件表面纹理缺陷检测系统检测法和KHong检测法所得的检测结果如表1所示。由表1可知，零件表面纹理缺陷检测系统检测法的检测结果更加可靠。因此，对于机械加工零件生产企业而言，当生产环节结束之后，可以利用机械加工零件表面纹理缺陷检测系统这种检测方法，将表面纹理存在问题的零件检测出来，以此提升零件的质量[5]。

　　2.2.3机械加工零件表面纹理缺陷系统检测法存在的不足。通过对机械加工零件表面纹理缺陷系统检测流程的分析可以发现：这种检测方法主要存在以下几种不足：第一，划痕检测方面。当机械加工零件表面的划痕与零件本身的纹理方向相同时，运用这种检测方法很难将零件表面存在的划痕检测出来。第二，IFFT和FFT方面。与机械加工零件的其他检测方法相比，零件表面纹理缺陷检测系统的检测速度相对较快（基本已经实现缺陷的实时性检测）。通过对系统运行时间的分析可以发现，虽然这种方法所需的整体时间较短，但仅在IFFT和FFT两方面，就已经占据了90%以上的时间。从这个角度来讲，虽然该检测系统的时间分配并不合理，但同时也从侧面表明：这种检测方法在耗时方面仍然存在着较大的提升空间。

　　就机械加工零件而言，表面纹理缺陷问题的检测难度较高。为了保证检测结果的可靠性，这里对零件表面纹理缺陷检测系统检测法的检测过程进行了详细分析。实验结果表明：在检测对象完全一致的情况下，系统检测法的检测结果正确性优于KHong检测法。

　　[1]邹芳.机械加工零件表面纹理缺陷检测技术与实践[J].湖北工业职业技术学院学报,2016,2:109-111.

　　[2]任志新.论机械加工零件表面纹理缺陷的检测[J].中国新技术新产品,2016,19:32-33.

　　[3]朱海荣,姜平,杨奕,马聪.改进的精密机械加工零件表面缺陷检测算法[J].传感器与微系统,2006,11:66-69.

　　传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。

　　机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。

　　设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。

　　发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

　　创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。

　　机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。

　　机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷（下转第57页）（上接第58页）的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起润滑油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。

　　表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。

　　要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。 【参考文献】

　　[1]王启，等．常用机械零部件可靠性设计[M]．北京：机械工业出版社，1996．

　　[3]赵冬梅．机械设计基础[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2004．