机械传动理论汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇机械传动理论范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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风力发电液力机械传动装置在整个机械设备当中，占有非常重要的地位，并且会对后续工作产生很大的影响。由于很多的能源都面临枯竭的危险，利用可再生能源发电，是最好的选择。风力发电液力机械传动装置在设计的时候，不仅要结合当地的风力情况和后续的发电情况，同时还要与其他相关的机械设备、配件进行配套，达到一个理想的效果。本文主要对风力发电液力机械传动装置的特点和设计进行一定的阐述。

1.风力发电液力机械传动装置的特点

随着科技的不断进步，风力发电机获得了很大的进步，无论是在发电方面，还是在内部的结构当中，都有较大的进步，从客观的角度来说，风力发电液力机械传动装置的出现，比原来的机械设备更有优势，并且在应用的时候，具有很强的适应性。该传动装置由主增速器、行星排和导叶可调式双涡轮液力变矩器组成：如下图：

图1：风力发电液力机械传动装置

按照图1设计出的风力发电液力机械传动装置，不仅能够采用普通同步发电机，同时还具有很多的特点，在运行的时候，也表现出了较高的水准：第一，变阻器的传动功率与其标志性几何尺寸成正比。在实际运行当中，即便是在传递大功率的时候，仍然具有体系小、重量轻、成本低优势。目前的电力需求正在不断的增大，相应的成本也有所增加，而新研究出的风力发电液力机械传动装置却能够在保持较低成本的情况下，还拥有体积小、重量轻的特点，是非常难得的。第二，变阻器的各个工作论之间有毫米的间隙，对油污不敏感，可在较恶劣的环境下持续工作。由于风力发电机需要长久运作，过去应用的装置每隔一段时间就要大修或者更换，但是全新的风力发电液力机械传动装置，不仅可以在较为恶劣的环境中工作，同时寿命较长，充分符合目前的社会需求。第三，变阻器的泵轮输入和涡轮输出通过流体传递，属于柔性传动的方式，具有减轻振动、冲击的能力，可以大大延长机械传动如齿轮箱等的寿命。此项特点，是风力发电液力机械传动装置的一个很大的优势，细小部件由于自身比较脆弱，同时在运动的过程中，多数情况处于硬性传动状态，因此寿命不长，经常需要更换。新的传动方式，能够大大减少原来的摩擦或者卡住等情况，提高部件的寿命。

2.风力发电液力机械传动装置的设计

2.1.行星排的结构参数 和

在设计风力发电液力机械传动装置的时候，首先要确定的就是各项参数，任何一项参数并不是随意的参照一些数据来决定，而是通过公式的推导计算，同时结合实际的工作情况来确定的。根据目前的设计情况来看，液力机械装置的主要参数有行星排的结构参数 和 、而风力机到行星排的主传动比为 ，还有循环圆直径D等等，液力变矩器涡轮输出转速为：

。从以上的公式来看，当行星排的结构参数 会影响变阻器工作的转速比范围，如果 变小，那么变阻器工作的转速范围也会不断的缩小。因此，在日后的工作当中，应该尽量缩小 ，这样变阻器才会高效率的工作。

2.2.其他方面

对于风力发电液力机械传动装置来说，很多的方面都会对总体的设计工作产生很大的影响。在日后的设计当中，本文认为应该按照以下几个方面来设计：首先，要控制好风力发电液力机械传动装置的效率问题，经过大量的实践和研究，如果风力机的功率有所下降，效率也会随之而下降，所以关键在于控制风力机的功率；其次，在变阻器的选择上，应该尽量选择双涡轮液力变阻器这样的高效配备，充分解决转速低等问题，避免风力发电液力机械传动装置在运作的时候，影响发电效果。第三，要将每一个部分的工作合力匹配，同时让风力机、行星排以及变阻器合理工作，互相之间不要产生冲突，尽量形成一种良性的运作方式，提高工作水平。而具体工作，还是需要结合转速、功率等等。

3.总结

本文对风力发电液力机械传动装置的特点和设计进行了一定的讨论，从现有的情况来看，设计效果还是非常显著的，并且对原有的问题进行了有效的解决。下一步的工作在于，通过目前打下的坚实基础，进一步优化工作方式，长期采用单一的运行方式，对装置会产生一定的负面影响，相信在日后的工作当中，风力发电液力机械传动装置一定会拥有更好的成绩。

参考文献：

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控制工程研究的主要对象是多输入、多输出、变数、非线性等设计问题，当前，控制工程的应用领域非常广泛，电子工程是其应用的主要领域之一，在电子工程中控制工程的应用反映为各种先进的控制系统确保电子工程的各项数据信息的准确性、真实性、及时性，以减少工程的误差，满足工程的要求，从而确保电子工程顺利完成。

一、控制工程概述

控制工程与工程类的行业工程技术密切相关，其理论和处理方法涉及到许多方面，不仅包括线性控制、单变量控制、连续控制、定常控制和一般的反馈控制，还包括与之对应的非线性控制、多变量控制、采样控制、随机控制和自适应控制。通常，控制工程使用的技术方法有两种，即频域法和状态空间法，频域法指的是以系统外部输入输出关系的频率域描述传递函数为基础对控制系统进行分析和设计，状态空间法指的是以状态变量描述作为基础对控制系统进行分析和综合。当使用这两种方法的时候，需要结合工程的实际情况，综合考虑多种因素分析控制工程，以达到控制工程的预期目标。控制工程在自动控制系统中的应用尤其引人注目，控制工程规定了自动控制系统的指标，并对设计、构造、运行、分析、检验等过程提出了一定的要求，使自动控制系统在实际应用中创造的价值更高。

二、电子工程中控制工程的应用价值

（一）专家控制

专家控制系统在电子工程中的应用价值主要是对磨削过程实现动态智能补偿控制。在螺距生产过程中，为了实现螺距生产的高质量与高效率，精密丝杠磨削必须要确保螺距生产的精度较高，而达到这一目的前提条件是工件在消磨过程中纵向和轴向运动必须同步。在普通螺纹磨床生产中，工件消磨纵向和轴向运动是否能够同步不仅受工件磨削所处的生产环境温度、热变形、磨削力的影响，还受机械传动的影响，因为纵向和轴向运动的实现途径是机械传动，由机械传动对工件精度控制带来的误差更是不容忽视。专家控制系统的主要目的是控制磨削过程的磨削量，并在磨削达到一定程度是就进行补偿，从而有效减少螺距的误差。专家控制系统将磨削加工过程中的误差特征作为参量，综合考虑多种因素，根据工程的具体情况设定一套与之匹配的控制规则，以满足工程要求。

（二）预测控制

预测控制在电子工程中的价值是解决液压机系统超调变大、精度下降的问题。目前，随着科学技术的发展，液压机技术逐渐呈现出一种高压、高速化的发展趋势，极大地提高了液压机的工作效率与工作质量，但是随之带来的是液压机的负载惯性不断增大，直接导致系统超调变大、精度下降，给工程造成负面影响。预测控制达到控制目的有如下三个步骤：首先，要建立预测模型，其依据是系统输入的历史数据，包括采样时刻的数据与之前的数据；然后需要预测模型生成预测输出值，并进行预测计算，计算的是系统误差发生的变化率；最后得出预测计算的结果，进一步确定控制器输出，从而达到提前对液压机系统控制的目的。实践证明，预测控制可以有效解决液压机负载惯性增大带来的不良后果，不管是在外界因素影响还是在数据比较少的情况下均可使用，并可以获得较好的预测效果。

（三）鲁棒控制

鲁棒控制的价值是实现对柔性机械臂进行控制，使其能够更加准确地跟踪目标轨迹。鲁棒性指的是控制系统即使在多种因素干扰的情况下，其部分性能或指标仍可以保持不变，这一特性成为控制系统能否用于工业现场的重要参考标准。柔性机械臂是强耦合、非线性的多输入输出的分布参数系统，具有大幅度整体运动与小幅度性振动相互融合的特征，因此，再加上其他因素的影响，柔性机械臂的控制难度较大。基于假设模态法和奇异摄动理论将整个系统拆分为慢变以及快变子系统，鲁棒控制用于快变子系统当中，设计系统控制器，从而消除振动和其他不确定因素带来的影响。

（四）模糊控制

模糊控制可以建立精确的数学模型，使输出值更加准确，其控制效果十分明显。由于许多机械的加工过程比较复杂，使用一般的控制方法很难满足机械加工的要求，而使用自动控制的方法依然未能达到控制的最佳效果。模糊控制可以将机械加工的一些复杂问题简化，灵活使用构造算法，让控制编程更加简单。利用模糊控制方法只需要将测量值、设定的偏差和偏差变化率直接输入，就可以得到较为准确的控制输出值。

（五）神经网络控制

神经网络控制的基本组成要素是神经元，是控制领域基于仿生学思想探索出来的一种新的物理系统的描述方式 ，将比较复杂的系统用相对简单的方式描述出来，便于人们理解。神经网络的处理范围较广且工作量大，除此之外，神经网络的智能化功能也不可小觑，这种功能具有类似于人脑的自适应与自学习能力，因此在电子工程中被广泛应用于控制工程的内容之中。比如，神经网络控制在数控机床设备中的应用，为了有效避免因切削过程的不可预估性给机械加工带来的损失，提高风险识别能力与处理能力，使用神经网络控制为数控机床选择较为合适的切削参数是当前比较好的切削参数控制方法。

综上所述，控制工程在实际上是一种工程技术，在其应用的时候将工程控制理论作为基础，并结合计算机的一些知识来解决自动控制中的各种问题，因其综合了工程领域与计算机领域两个方面的相关知识，在实际的电子工程中具有相关大的应用优势。

参考文献：

[1]郭华.控制工程在机械电子工程中的应用[J].化工管理，2015，08：117.

[2]吴辉.论智能化技术在电子工程中的应用[J].山东工业技术，2014，20：149.

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一、数控机床维护保养工作的基本条件

（一）人员条件 。数控机床维护维修工作的快速性、优质性关键取决于维修人员的素质条件。因为数控机床是机械、电、液压高度结合的产品，因此要求数控机床的维护维修人员要掌握有关数控机床的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，当然还包括基本数控知识灯。 要做好老带新的传帮带工作，让新员工向有经验的操作、维修人员学习，在不断的实践中提高分析能力和动手能力，掌握科学的方法，学习并掌握各种常用的仪器、仪表和工具。

（二）物质条件。首先是准备好必要的维护维修工具。包括基本拆装工具、起重工具、运输工具、测量工具、仪表和专用的维修软件，要有完整的数控机床技术图样和资料；数控机床使用、维修技术资料档案。此外，还要准备好易损的数控机床备件以及维护保养用的油液与工具。

（三）关于预防性维护。预防性维护的目的是为了降低故障率，其工作内容主要包括下列几方面的工作：要分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员，所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平；建档针对每台车床的具体性能和加工对象制定操作规章，建立工作与维修档案，要经常检查、总结、改进；建立日常维护保养计划，保养内容包括坐标轴传动系统的、磨损情况，主轴等，油、水、气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、接触器触头清洁，各插头、接线端是否松动，电气柜通风状况等等，及各功能部件和元件的保养周期。

二、数控机床维护保养工作内容

数控机床具有集机、电、液为一体的自动化机床，经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，可见做好数控机床的日常维护保养将直接影响机床性能。数控机床日常维护主要包括机床本体、主轴部件、滚珠丝杠螺母副、导轨副、电气控制系统、数控系统等维护。

（一）外观保养。（1）保持工作范围的清洁，使机床周围保持干燥，关保持工作区域照明良好。（2）保持机床清洁，每天开机前在实训教师指导下对各运动副加油，并使机床空运转三分钟后，按说明调整机床。并检查机床各部件手柄是否正常位置。（3）导筒上的齿条，务必经常保持干净。

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风能作为一种清洁的可持续能源，已经成为除水电以外，技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业发展前景的一种发电方式。鉴于风机是风能转化为电能的一种重要转换装置，而双馈风力发电机占风电机组中的主导地位，这也就意味研究双馈风力发电机能流关系尤为重要。

1 概述

风力发电的过程就是风能经由机械能转换为电能的过程，其中风力发电机及其控制系统负责将机械能转换为电能，这一部分是整个系统的核心，直接影响着整个系统的性能、效率和电能质量，也影响到风能吸收装置的运行方式、效率和结构。而目前的主流机型是变速恒频机型，文章主要以双馈风力发电机进行研究。

变速双馈风力发电机的工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转矩（即风轮转动惯量），通过主轴传动链，经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后，通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。如果超过发电机同步转速，转子也处于发电状态，通过变流器向电网馈电。双馈即指定子和转子都向电网馈电。

双馈风力发电机组结构图：

风能转换系统主要组成部分为风力机、传动系统，发电系统。

2 风力机

风力机是专门用来将空气动能转换为有效机械能的机械装置。风力机主要由轮毂和桨叶构成。在外界风力的作用下，风轮旋转产生机械能，但风力机只能将通过风轮扫及面的部分风能转换为机械能。

风力机汽动模型主要有两种方法：

（1）利用激盘理论；（2）利用叶素理论

激盘理论通过简单的表述解释了能量提取的过程，同时也规定了风能转换效率的理论极限，因此此部分主要针对激盘理论进行阐述。

2.1 风能的计算

设单位时间内气流流过的截面积为S的气体的体积为V，则V=Sv

如果以ρ表示空气密度，该体积的空气质量为

上式即为风能的表达式。

在国际单位制中，ρ的单位是kg/m3；V的单位是m3；v的单位是m/s；E的单位是W。

从风能公式可以看出，风能的大小与气流密度和通过的面积成正比，与气流的速度的立方成正比。其中ρ和v会随地理位置、海拔、地形等因素而变。

2.2 风能转换成机械能的理论模型

风力机的第一个气动理论是由德国的贝兹于1926年建立的，贝兹理论的假设如下：

（1）风轮是理想的，即它没有轮毂，具有无限多的叶片，气流通过风轮时没有阻力；（2）气流经过的整个风轮扫掠面时是均匀的，并且气流通过风轮前后的速度为轴向方向，如下图所示

设通过风轮的气流其上游截面为S1，下游截面为S2。由于风轮的机械能量仅由空气的动能降低所致，因而v2必然低于v1，所以通过风轮的气流截面积从上游至下游是增加的，即S2大于S1。

如果假设空气是不可压缩的，由连续条件可得

风作用在风轮上的力可由Euler理论写出

故风轮吸收的功率为P=Fv=ρSv2（v1-v2） （1）

此功率是由动能转换而来的。从上游至下游动能的变化为

令式（1）与（2）相等，得到

则作用在风轮上的力和提供的功率可写为

对于给定的上游速度v1，可写出以v2为函数的功率变化关系，将式（3）微分得

将上式除以气流通过扫掠面S时风所具有的动能，可推得风力机的理论最大效率

上式即为有名的贝兹（Betz）理论的极限值。它说明，风力机从自然风中所能索取的能量是有限的。

能量的转换会导致功率的下降，它随所采用的风力机和发电机的型式而异，因此，风力机的实际风能利用系数CP<0.593。风力机实际能得到的有用功率输出是

3 传动系统

传动系统主要将风轮捕获的机械能传递至发电机。传动系统由低速轴、高速轴、齿轮箱及制动装置组成，齿轮箱将风轮转速增速至适合驱动电机的转速，通常将20～50r/min的齿轮箱转速增至1000～1500r/min的发电机转速。

传动系统将叶片上的气动转矩传递至发电机轴上，使发电机得到相应的转速。

4 发电系统

4.1 发电机并网

发电机并网就是通过发电机出口开关的合闸，把发电机和电网联接起来，让电能源源不断地输送出去。

发电机并网的条件为：定子电压与电网电压的波形、频率、幅值、相位、相序等完全相同。在这些量中，定子电压的波形与相序很容易满足条件，定子电压的频率可以通过测量发电机转子转速后对转子电流频率进行控制而满足要求，定子电压的幅值通过电网电压幅值加以控制；定子电压与电网电压的相位差在发电机并网过程中影响很大，而需要消除定子电压与电网电压的相位差，只能通过调节转子电流频率来实现，因此在考虑发电机并网时需对转子电流频率严格限制。

4.2 双馈发电机

双馈电机也称交流励磁电机，它包括电机本身和交流励磁自动控制系统。电机本身是绕线转子感应电机或专门设计的无刷电机。双馈电机是电机与电力电子技术和数控技术相结合的产物。双馈电机的定子接50Hz工频电网，转子接自动调节频率的交流电源。随着交流励磁自动控制系统对转子励磁电流的频率、幅值大小和相位的调节，双馈电机在电动工况或发电工况下运行，转速都可以调节变化，而定子输出电压和频率可以维持不变，既可以调节电网的功率因数，又可以提高系统的稳定性。

4.2.1 双馈发电机的工作原理

双馈是指两个能量流动通道，电机定子和转子都可以与电网交换能量，实现能量从定子和转子到电网的两个通道流动。

双馈发电机正式由叶片通过齿轮箱变速，带动电机高速旋转，同时转子接变频器，通过变频器PWM控制以达到定子侧输出完美正弦波，同时在额定转速下，转子侧也能同 时发出电流，以达到最大利用风能效果。

4.2.2 双馈式风力发电机的功率流向分析

双馈风力发电系统的总功率由风力机及机械传动部分的特性决定。

以变速恒频风力发电系统为例，在该系统中，发电机的定子直接接入电网中，转子通过由两个背靠背的连接的电压型PWM变换器组成的交直交变换器与电网相连。

双馈电机工作的阶段分为次同步和超同步两个阶段，再加上转子侧的转差功率的传递方向的不同，我们可以把双馈发电机的功率分为四个不同的状态，即超同步发电、超同步电动、亚同步发电以及亚同步电动。而文章主要针对超同步发电和次同步发电两种发电状态进行阐述。

双馈电机转差率s=■，其中为n1为同步转速， n 为电机转速。当s>0时，双馈电机工作于亚同步发电运行状态，当s<0时，双馈电机工作于超同步运行状态。

（1）超同步发电状态

超同步就是指转子转速超过电机同步转速时的一种运行状态，我们称之为正常发电状态。

（2）亚同步运行状态

亚同步状态即为转子转速低于同步转速的运行状态，称之为补偿发电状态。

通过比较可看出，超同步时Pmech>P1，亚同步时有Pmech

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编写适合高职高专人才培养要求的教材，是高职院校教材建设的一项重要工作。许多中专学校升格为高职院校后，机械、机电类专业的主干课程《液压与气动》原先采用的中专教材内容浅显，难以达到高职教学的基本要求；有些高职院校借用的本科教材则存在内容陈旧、理论偏深、缺乏实践环节、练习偏少等问题；还有些教材虽然冠以高职高专教材的名义，实质上是一本浓缩型本科教材，教材内容脱离地方经济发展与职业发展的实际。为此，我院教材编写组教师在同类教材的基础上进行了改革，编写了高职教材《液压传动与气动技术》，该教材于2006年1月由北京大学出版社正式出版，同时被选入21世纪全国高职高专机电系列实用规划教材。回顾教材的开发过程，我院主要注重了以下几个方面。

适应市场需求，调整教材结构液压与气动是研究以液体和气体为传动介质实现各种机械传动与控制的学科，由于这门技术具有许多独特的优越性，近几十年已渗透到各个工业部门，随着我国高新技术开发区的迅猛发展，气动技术正以极快的速度在现代企业领域日益推广。目前，本学科的绝大多数教材均侧重于液压部分内容的介绍，气动部分的相关资料比较欠缺，因此，这些教材已严重滞后于市场发展需求，也在很大程度上制约了学生的提高与发展。为此，我院在保留原有教材比较成熟的液压传动理论精华内容的基础上，增添了气动方面的理论知识与实践环节。整本教材共分为三大模块：第一部分包括液压传动的基本概念、常用液压元件的类型和特点、液压基本回路、典型液压系统的功能与应用；第二部分包括气压传动的基础知识、多种类型气动元件的结构和特性、常用气动回路的应用特点、气动控制系统的设计；第三部分包括常见故障诊断、气动实验课题等实践内容。模块化的教学内容便于师生有选择性地开展教学活动，充实的气动技术资料便于学生了解新技术、新信息，典型的实验课题便于学生锻炼动手能力，提高实践技能。

依据教学经验，整合教材内容“液压传动”与“气压传动”尽管工作特点和应用场合明显不同，但两者在元件工作原理阐述、图形符号绘制、基本回路分析等方面有许多相似之处，因此，针对两种传动方式的共性实施教学比较顺利。然而，在实际应用时，查询气动方面的资料很不方便，不少高职院校添置了气动实验设备，但却没有配套的教材。为了使液压传动与气动技术两部分内容合理分配，我院对教材作了大胆处理。首先，凭借多年来的教学经验对液压传动内容进行精心筛选，保留了原有教材中成熟的、重要的理论基础；其次，大量引入现代实用气动技术资料，全面介绍常用气动元件的类型、功能、结构原理与应用特点，在很大程度上弥补了原有教材中气动资料欠缺的不足；再次，适当增添系统常见故障诊断与排除方法以及与自动化生产设备配套的实验项目，在一定程度上解决了理论与实践脱节的问题。全书各部分内容的分配比例为：液压内容占36%，气动理论占39%，实践课题占11%，单元练习占11%，附录参考占3%。整本教材的编写充分体现了四个结合，即液压与气动的有机结合，理论与实践的紧密结合，精讲与勤练的有效结合，课堂学习与知识拓展的有序结合。

借鉴先进理念，降低理论难度从一些先进国家和地区开展专业教学和培训活动所采用的教材中，不难发现许多比较优秀的国外专业教材的特点，即以图代文，化难为简；模块组合，层次分明；案例介绍，通俗易懂。为此，在编写教材时，我院舍弃了传统教材中繁琐的文字叙述、理论性较强的公式推导、复杂的元件结构图，取而代之的是简要的文字说明、结论性的经验公式、清晰的元件回路简图和生动的典型实例。教材中将大量的形象图片和必要的说明文字有机组合，在一定程度上降低了理论难度，可以帮助学生减轻阅读负担，提高学习效率，增强感性认识。

引用实验课题，增强实践环节高职教材的特色主要应体现在实用性与实践性环节上。近二十年来，由于气动技术具有廉价、无污染、轻巧、安全、可操作性强等特点，其实用领域迅速拓展，在各种自动化生产线上得到广泛的应用。近几年，越来越多的高职院校通过引进或自发研制等途径，配备了全气动控制的实验装置以及由可编程控制器与气动元件联合控制的自动化生产仿真系统，这些设备满足了学生实践教学和训练的需要。在教材中，我院初步选择了12个气动实验课题，并提供了实验解答方案，便于学生在实践中学习，将理论学习与操作技能有机结合。这样，既弥补了传统教材缺乏气动实验的不足，又可以使气动实验教学渗入专业理论教学之中，引导学生重视实践环节，加强技能训练。

拓宽专业知识，增大信息容量高职院校学生的学习习惯与学习能力与本科院校的学生相比还存在较大差距，不少学生往往习惯于凭借一本教材来学习，而不善于翻阅参考资料。高职院校的教师一方面应善于引导学生全面学习，另一方面在编写教材时也应倡导“教参式”的教材观，使人手一本的教材不但成为学生学好某门课程的工具，而且还可以成为学生今后在生产实践中能活学活用的参考资料。编写教材时，我院借鉴了多本权威性很高的最新参考资料，大量引入现代企业实用技术信息，便于学生拓宽知识面；安排了“气动系统使用与维护”章节，便于学生在生产实践中随时查阅，提高解决实际问题的能力；提供了符合国家最新标准的常用液压与气动元件图形符号的附录，便于学生查阅元件名称类别与图形符号，增强识别能力。因此，本教材不仅可以作为职业技术院校相关专业的试用教材或培训资料，还可以供教师、学生、企业技术人员课内外学习，拓展视野或进一步参考。

增补练习题型，丰富教学内容适量安排课内外练习，帮助学生复习巩固每个章节的教学内容，这是每一本教材必不可少的环节。目前，多数本科院校规划教材的课后练习仅布置了几道问答题，不利于学生全面复习和训练；而一些中专学校使用的教材虽有配套的练习册，但练习册中的习题面广量大，或过于简单，或彼此重复。我院的教材在每一章教学内容之后，均有针对性、有选择性地提供了一定数量的习题，题型有填空题、判断题、选择题、问答题、分析题等多种，既便于教师在教学过程中讲练结合，又便于学生在学习过程中独立思考、及时练习、巩固提高。

重视图文制作，保证教材质量北大出版社在批准我院的教材编写申请后，提出了严格的图文制作要求。针对书中大量的元件图和回路图，我院曾尝试用扫描、拍摄等方法，但打印效果均不理想，最后全部采用了CAD绘图。编者承担了近四百张图形的制作，尽管工作量很大，但编者自己绘制图形的好处是图形的大小比例、线宽线型、标号注释等比较容易调整与修改，可以避免编书者与绘图者由于理解偏差产生的错误，为保证教材的图形质量奠定基础。在文字描述方面，则尽量使用简练的语言，在部分章节还尝试了教学提纲式表达方法，意在简单明了地呈现课程内容，便于学生一目了然，抓住重点。全书的排版均由北大出版社编辑完成，编辑部以专业化的封面设计、高水平的版面布局与规范的格式设置为该教材进行了“精包装”。

采用先进手段，改进教材形式教材作为学生学习的一种基本工具，不只局限于书面形式，还可以制作成网络电子教材，以生动形象的网页界面展现教材的整体内容，可将书中静态、复杂的图形用动态、直观的动画加以演示，将教材中元件的内部构造与企业产品实物的外形图片与型号参数相互对照，使学生贴近实际，了解所学专业与实际应用的关联性。针对重点、难点教学单元，还可以制作多媒体课件，便于学生在课后的业余时间继续学习。网络教材更新调整内容比较方便、快捷，具有较强的时效性和灵活性，可以对书面教材起到很大的辅助作用。

高职教育的教材建设是一项重要而艰巨的系统工程，只有不断总结、不断充实、不断创新，才能使教材的内容与形式日益完善，真正成为高质量、符合时代要求、具有鲜明特色的高职教材。

参考文献：

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中图分类号：TG659 文献标识码：A

数控机床是在原有的机床上进行的创新，它较之原来的机床有了更大的突破和进步，精度更加准确，安全性能更加高，但是对数控机床的运用一直是一个值得探讨的问题，因为数控机床的价格很高，数控机床的费用是昂贵的，最低也是几十万，高者上达上千万，数控机床的作用是很大的，在企业的生产中是最关键的一项技术和设备，若是它突然发生故障，则巨大的损失会伴随之。不过，现阶段人们只对一件设备的性能关注的比较多，仅仅使用，而很少关注对机器的维修等工作。本文将对近些年数控机床出现的问题进行分析并且找出维修的方法以及预防的措施。

1 提高工作人员的素质和专业知识

由于数控机床是由工作人员（操作者）来操作的，出现问题也是有工作人员（维修人员）来修理，所以要创造良好的维修条件，首先要保证工作人员的素质条件。这就要求工作人员首先要具有高度的责任心和良好的职业道德，能全身心地投人工作。其次作为维修人员知识面要广，不仅要掌握基本数控知识，而且要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，同时要掌握一门外语，特别是英语，起码应做到能看懂技术资料。第三，维修人员应经过良好的技术培训。不仅要培训数控技术基础理论知识，而且要参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，更重要且更长时间的是自学。

2 具备维修所需的物质条件

要创造良好的维修条件不仅要保证工作人员的素质条件和专业知识，而且还要考虑维修所需的物质条件。这就需要准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件，非必要的常备电器元件的采购渠道要快速畅通，同时要有必要的维修工具、仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。每台数控机床应配有的完整的技术图样、资料以及使用、维修技术档案材料等。

3 要对数控机床进行预防性维护

除了要创造良好的维修条件，还要对数控设备进行预防性维修。顾名思义，所谓预防性维修，就是要注意把有可能造成设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。预防性维修一般来说应包含：设备的选型、设备的正确使用和运行中的巡回检查。

首先，在设备的选型中，应从维修角度来选择数控设备。除了考虑设备的可用性参数外，还应考虑其可维修性参数。可维修性参数应包含：设备的先进性、可靠性及可维修生技术指标。先进性是指设备必须具备时展水平的技术含量；可靠性是指设备的平均无故障时间、平均故障率，尤其是控制系统是否通过国家权威机构的质检考核等；可维修性是指其是否便于维修，是否有较好的备件市场购买空间，各种维修的技术资料是否齐全，是否有良好的售后服务和维修技术能力，是否具有合理的性能价格比等。对使用方的技术培训不能走过场，这些都必须在定货合同中加以注明和认真实施，否则将对以后的工作带来后患。另外，如果不是特殊情况，尽量选用同一家的同一系列的数控系统，这样，对备件、图纸、资料、编程、操作都有好处，同时也有利于设备的管理和维修。

其次，要正确的使用设备。正确的使用设备是维护设备的重要手段之一，不但可以减少故障的发生还可以延长设备的使用寿命。在日常的机床使用中，有三成以上的设备主要是由于人为操作不当而造成的故障的发生， 而且一般性维护是由操作者进行的，所以要加强设备管理、使用和维护意识，加强业务、技术培训，提高操作人员素质，使他们尽快掌握机床性能，严格执行设备操作规程和维护保养规程，保证设备运行在合理的工作状态之中。

第三，效率是生产的第一要素。因此，对于数控机床可以通过提高利用率来增加效益。数控机床在长时间闲置不用的状态下容易出现一些静态和动态的传动性能下降的现象，这些石油与凝固的油脂和灰尘造成的，从而对机床的精度造成了负面的影响，更有甚者会造成油路系统的堵塞，影响了机床的正常运行。因此在没有加工任务的时候，可以低速空转机床，或者至少要对机器进行通电处理。以此保证机床的性能。

设备在运行中对设备进行巡回检查也可以减小故障的发生。数控设备是新时代产物，其复杂性和智能性都为其可以完成更高程度的生产活动奠定了基础，但是随之而来的保养和维护工作较之于普通的设备也要复杂的多。因此就需要检修人员在设备的运行过程中进行巡回式的检查，像是一些容易出现故障的部位，CNC排风扇、机柜和电机等有无afresh和异响异味等状况，压力表的指数是否正常，还有管路接头以及机械的等等，在巡回检查中就可以对一些故障进行排查和预防。对故障的及时解决起到了重要的作用，从而可以避免一些不必要的损失。

数控机床是一个企业生产的关键，对于企业的产品生产以及工序的保证数控机床是一个关键的基础设备。而如若想要设备良好的运行，发挥其应有的作用和效益就应当对其日常的保养和维修进行重视。数控机床虽然在系统的种类上多样，但是保养上各类机床大致都是相同的。操作员和维修员只需要根据规定认真的完成维护过程，精心的做完每一个维护步骤就可以对机器可能发生的隐患和故障进行排查，不但维护了机器的正常运行，还减少了维修费用，也可以增加机床的使用寿命。这也是对管理设备中以防治为主修理为辅的思想的贯彻，保证并提高了企业的直接经济效益。

参考文献

[1]陈蕾，谈峰.浅析数控机床维护维修的一般方法[J].机修用造，2004.

篇（7）

数控机床作为一种高精度自动化设备，其能否安全可靠运行，在很大程度上取决于机床的正确使用和日常维护。而数控机床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦出现故障导致停机，其影响和损失往往是很大的。为了保证机床长期安全平稳地运行， 降低维修费用，应及时发现和消除隐患，从而提高企业的经济效益。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而对合理地使用不够重视，更对其保养及维修工作关注太少。日常不注意对保养与维修工作进行创造和投入，出现故障临时抱佛脚，既耽误时间又浪费金钱。因此，为了充分发挥数控机床的效益，我们一定要重视维修工作，创造出良好的维修条件。

一、提高工作人员的素质和专业知识

由于数控机床是由工作人员（操作者）来操作的，出现问题也是有工作人员（维修人员）来修理，所以要创造良好的维修条件，首先要保证工作人员的素质条件。这就要求工作人员首先要具有高度的责任心和良好的职业道德，能全身心地投入工作。其次作为维修人员知识面要广，不仅要掌握基本数控知识，而且要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，同时要掌握一门外语，特别是英语，起码应做到能看懂技术资料。第三，维修人员应经过良好的技术培训。不仅要培训数控技术基础理论知识，而且要参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，更重要且更长时间的是自学。在培训过程中还要勇于实践。要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去，在不断的实践中提高分析能力和动手能力，同时学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。最后要掌握科学的方法。要做好维修工作光有热情是不够的，还必须在长期的学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。当维修人员具有了这些素质后，数控机床一旦出现故障就能很快排除，从而提高了数控机床的使用效能。

二、具备维修所需的物质条件

要创造良好的维修条件不仅要保证工作人员的素质条件和专业知识，而且还要考虑维修所需的物质条件。这就需要准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件，非必要的常备电器元件的采购渠道要快速畅通，同时要有必要的维修工具、仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。每台数控机床应配有的完整的技术图样、资料以及使用、维修技术档案材料等。

三、要对数控机床进行预防性维护

除了要创造良好的维修条件，还要对数控设备进行预防性维修。顾名思义，所谓预防性维修，就是要注意把有可能造成设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。预防性维修一般来说应包含：设备的选型、设备的正确使用和运行中的巡回检查。

首先，在设备的选型中，应从维修角度来选择数控设备。除了考虑设备的可用性参数外，还应考虑其可维修性参数。可维修性参数应包含：设备的先进性、可靠性及可维修性技术指标。先进性是指设备必须具备时展水平的技术含量；可靠性是指设备的平均无故障时间、平均故障率，尤其是控制系统是否通过国家权威机构的质检考核等；可维修性是指其是否便于维修，是否有较好的备件市场购买空间，各种维修的技术资料是否齐全，是否有良好的售后服务和维修技术能力，是否具有合理的性能价格比等。这里特别要注意图纸资料的完整性、备份系统盘、PLC程序软件、系统传输软件、传送手段、 操作口令等，缺一不可。对使用方的技术培训不能走过场，这些都必须在定货合同中加以注明和认真实施，否则将对以后的工作带来后患。另外，如果不是特殊情况，尽量选用同一家的同一系列的数控系统，这样，对备件、图纸、资料、编程、操作 都有好处，同时也有利于设备的管理和维修。转贴于

其次，要坚持设备的正确使用。数控设备的正确使用是减少设备故障、延长使用寿命的关键，它在预防性维修中占有很重要的地位。据统计，有三分之一的故障是人为造成的，而且一般性维护（如注油、清洗、检查等）是由操作者进行的，所以要加强设备管理、使用和维护意识，加强业务、技术培训，提高操作人员素质，使他们尽快掌握机床性能，严格执行设备操作规程和维护保养规程，保证设备运行在合理的工作状态之中。对于数控机床来说，合理的日常维护措施，可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。

第三，要提高数控机床的利用率。 数控机床如果较长时间闲置不用，机床的各运动环节就会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能，从而降低机床精度，严重者会导致油路系统的 堵塞，影响数控机床的使用。所以，在没有加工任务的一段时间内，最好经常以较低速度对机床进行空运行，至少也要经常给数控系统通电，甚至每天都应通电。

最后要坚持设备运行中的巡回检查。根据数控设备的先进性、复杂性和智能化高的特点，使得它的维护、保养工作要比普通设备复杂且要求高的多。维修人员应通过经常性的巡回检查，如CNC系统的排风扇运行情况，机柜、电机是否发热，是否有异常声音或有异味，压力表指示是否正常，各管路及接头有无泄漏、状况是否良好等，积极做好故障和事故预防，若发现异常应及时解决，这样做才有可能把故障消灭在萌牙状态之中，从而可以减少一切可避免的损失。

总之，数控机床是企业中关键产品关键工序的关键设备。为了充分发挥数控机床的效益，我们一定要重视维修工作，创造出良好的维修条件。虽然数控机床的系统种类繁多，但是各类数控机床的保养方法基本相同。只要操作者与维修人员做到认真操作，精心维护，就可以及时发现和消除隐患，减少维修费用，从而保证了数控机床更长时间安全可靠的运行，切实贯彻了设备管理以防为主的主导思想，从而有效的保证和提高了企业的经济效益。

参考文献

[1]陈蕾、谈峰，浅析数控机床维护维修的一般方法［J］，机修用造，2004.

篇（8）

 

汽车电子节气门技术(Electronic Throttle Control，ETC)是伴随汽车电子驱动理念(Drive-by-Wire)而诞生的。论文格式。它摒弃了传统节气门踏板采用钢丝绳或杠杆机构与发动机节气门间的直接的机械连接，通过增加相应的传感器和电控单元，实时精确控制节气门开度。ETC可实现发动机扭矩控制和精确空燃比控制，有助于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放污染，备受业内人士重视。目前，ETC被广泛地运用于汽车的驱动防滑控制(ASR)、巡航控制(CCS)、车辆稳定性控制(VSC)及自动变速控制(AMT)等汽车动力控制系统中，并逐渐成为高档轿车的标准配置。

一、发展的制约因素

1)控制系统复杂，精确控制困难。ETC系统与ASR、CCS及VSC等多种系统相连，需要控制的参数多，控制逻辑复杂。论文格式。ETC系统本身存在非线性阻尼特性，进气扰流阻力矩不稳定等因素，传感器等工作部件在使用过程中存在机械磨损和可靠性变差等问题。

2)在进行多种控制功能集成时，各控制系统之间需采用信息融合技术，即将ASR、CCS及VSC系统所需要的各传感器信号有机地融合起来，实现资源共享，各个系统间的相互关系，提高控制系统的稳定性和可靠性。

3)ETC设计需要充分考虑不同驾驶员的驾驶个性和车辆的行驶环境。目前对汽车的减速、怠速、定速和加速控制还存在一定难度，这个问题的解决还需依靠驾驶行为学理论、神经网络控制理论(人工智能)和汽车电子技术的进一步发展来共同解决。

4)驾驶员主观偏见与成本居高不下也是阻碍ETC广泛应用的瓶颈。驾驶员习惯于人工操纵节气门，有的误认为机械连接操纵节气门更为理想，安全可靠。ETC采用了传感器、控制单元、驱动器以及冗余设计，使之成本较高，使得ETC目前只装配在高档轿车上。所以降低ETC产品的价格是当前研究的重要任务之一。

二、发展的关键技术

1)由单一功能向多种功能的集成发展集成化不仅是ETC系统的发展方向，也是各种汽车电子控制系统的发展方向。它有助于降低成本，增强各系统间的内在联系，充分利用车辆各种信息，从而进一步提高系统的稳定性和可靠性。最初的ETC设计是为了发动机扭矩控制和空燃比控制，现代的ETC系统已经向多功能集成化方向发展，如集成了怠速控制、牵引力控制、减少换档冲击控制、节气门回位控制、巡航控制及车辆稳定性控制等多种功能。

2)综合多种控制策略，为提高节气门的控制精度及反应速度，采取多种控制方法进行综合控制。目前的发展方向是从经典的PID控制发展到采用PID与现代控制方法相结合的控制算法，从线性控制发展到非线性控制，从单一模式控制发展到多模式控制。有些学者将多模态控制、模糊神经网络控制及滑模变结构控制等方法引入到ETC控制中，但是这些理论本身还有待完善和发展。

3)系统设计注重安全可靠性，具有自诊断和失效保护功能节气门是发动机控制的关键部件，因此在提高控制精度和进行集中控制的同时，必须注重ETC系统的安全可靠性，提高系统的故障自诊断和容错能力。如采取冗余设计的软／硬件控制器，能在系统出现故障时自动启用故障安全保护模式，使汽车在安全模式下能正常工作。因此，采用冗余设计，提供及时的故障隔离及系统重构功能，将是今后ETC系统发展的必然趋势。

4)控制器局域网CAN的应用，随着ETC等电控系统在汽车上的广泛应用，车载ECU与传感器数量越来越多，导致整车电路繁琐复杂、线束多、重量大及成本高。汽车局域网CAN总线，只用两根信号线就可与其它带有CAN的电子设备相连接，能以共享方式传送多种控制信息，实现真正意义上的数据共享。论文格式。因此，将CAN总线应用于ETC系统设计也是今后的发展方向。

三、电机式汽车节气门执行器的工作原理

电子节气门一方面执行来自电控单元的指令调节节气门开度以控制进气量，同时还可以输出反映节气门位置的信号，供系统监控节气门的实际开度。

电子节气门有两个电位器作为位置传感器，其电阻值随节气门位置的改变而变化。当加入+5V电压后，转化为与电阻值相应变化的电压输出。这两个电位器连同加速踏板上监控踏板运动行程的两个电位器，构成了整个电子节气门监控功能的一部分，能提供系统控制所期望的冗余度。

与拉线式节气门总成相比较，电子节气门开启角度不再由节气门踏板拉索控制。节气门踏板通过拉索控制节气门踏板位置传感器，该传感器只是以电压信号反映车主的力矩指令，而不是节气门的实际开度。电子节气门轴上的双轨道节气门电位计用来检测节气门的准确开度，此开度与车主的意图（加速、减速）并不完全一致。此外，怠速调节阀也被取消，由电子节气门直接进行怠速调节。

计算机精确控制电子节气门的开启以便满足空调、自动变速箱、平稳性动态控制、车速调节、发动机冷却等功能的需要。这是一种新的发动机负荷管理系统，可以最好地管理发动机的力矩。节气门位置由发动机各项功能的需求来确定，当各项功能需求同时出现时，计算机按照内部的各种优先级别决定，并由计算机来控制打开到某一开度，以满足优先级别最高的这项功能的需求。

四、电机式节气门执行器的优点

在传统汽车发动机节气门系统中，节气门踏板和节气门之间是刚性连接，操纵机构是通过拉索(软钢丝)或者拉杆，一端连接加速踏板．另一端连接节气门连动板而工作。这种传统机械式节气门开度完全受控于加速踏板开度，即取决于驾驶员的操作，所以并不总是在最佳运行状态，它的应用也受到了很多限制，并且缺乏精确性。在汽车电子技术和计算机技术飞速发展的情况下，电子节气门应运而生。与传统节气门相比，电子节气门明显的优点是可以用线束来代替拉索或者拉杆，在节气门旁边安装一只微型直流电动机，用电动机来驱动节气门开度，即所谓的“导线驾驶”．用导线代替了原来的机械传动机构，可以根据加速踏板移动量及其变化率解析驾驶意图，获取节气门转角的基本期望值，并且通过采集各种传感器信号，得到当前发动机工况参数信息，经过控制器的运算和处理，发出指令，驱动电子节气门，使节气门开度在各种工况下处于最佳状态．由此获得优良的发动机性能。

电机式节气门执行器的优点在于克服了原先在机械节气门时，发动机控制系统只能对怠速和定速巡航进行控制的局限性，转而成为对发动机全工况进行控制，也就是说原先由于驾驶员踩住了节气门踏板，控制系统无法按照所接收到的扭矩信号控制节气门进行动力匹配，在使用了电子节气门后这种情况得到了改变，由于节气门仅靠一电机带动，驾驶员踩节气门踏板只是为控制系统提供踏板位置的信息，控制系统参考这个信号，并根据各种工况的需求包括燃油经济性，排放等等进行运算后，来确定节气门的开度位置。这样使动力匹配得以精确。所以电子节气门与原来的机械节气门是完全不同两个概念，在打开点火开关踩节气门踏板和发动机运转时踩节气门踏板所看到的节气门开度情况是不同的。在打开点火开关踩节气门时，节气门会随着踏板的逐渐踩下而开大；在运转时，节气门开度并不随节气门踏板的踩下而改变，而是受控制系统来控制，有可能你节气门踏板踩得不大，但因为动力匹配需求节气门是全开的，这和开头所介绍的是一致的，所以不要以为是故障。发动机控制系统主要是根据改变节气门位置，喷油时间，点火提前角来匹配因三元催化预热、怠速、排放控制，速度限制、动力限制、自动变速箱换挡点、制动系统（牵引力控制，发动机制动）、空调，巡航控制等带来的扭矩的变化。

综上所述，机电一体化结构逐步取代组合式结构，智能化控制技术逐步取代纯电子控制技术，带通信技术功能的逐步取代不带通信技术的，数字控制方式逐步取代传统的模拟控制方式，运用红外遥控的非接触式调试技术逐步取代接触式手动调试技术，等等。我国目前新一代符合现场总线的智能电动执行器产品，是执行机构今后发展的必然趋势，它的成功研究与应用给电动执行器的进一步发展打下了良好的基础，并将给智能电动执行器带来广阔的市场发展前景。

参考文献：

[1]舒华，姚国平等编.汽车电器与电子技术.北京：机械工业出版社，2004

[2]李发海，王岩等编.电机与拖动基础.第二版，北京：清华大学出版社，1994

篇（9）

1.微小孔钻削的难点

事实上，钻削加工是切削工艺中条件较为恶劣的一种方法，而加工过程中，将其运用到钻削微小孔的工件中，特别是汽车零部件的喷油嘴微小孔时，由于微小的麻花钻在构造上存在着缺陷，它集中了很多几乎全部的钻削过程中的难点，而且使得切削条件更加的恶劣，这也会加剧加工中的质量，在机械制造领域中它是需要深入研究和突破的技术上的难题。

1.1低刚度的微小孔钻头

在力学模型的角度上，钻夹头上的微小孔钻头可以将其近似于圆柱悬臂梁。由于孔径减少而其与钻孔长度的比例被增加，因此，钻头的刚度在这样的形势下会被下降。开始钻削之后，钻头尖的部分容易在施工中产生钻头弯曲或者偏移的现象，这将会严重影响到孔钻入的定位，以及孔径尺寸和其加工形状的精度。因此，为了缓解上述钻头刚度上存在的不足，微小孔头中钻芯的厚度需要被加大，当它的直径超过了1mm那么钻芯厚度和钻头直径两者之间的的比例会低于0.2，微小钻头所需要的的钻芯厚度或保持在0.3与0.4的水平之间。一般的，如果钻芯的厚度以及横刃的宽度都较大，在钻削条件较为恶劣的情况下，将会破坏入钻时的位置定位，使得游动的情况变得更加的严重。

钻削过程中横刃在副前角的切削状态中，而横刃的的宽度越大，它的切削抗力便会越高，钻头的负荷会因此被加重。钻头螺旋槽的主要功能是为了导入切削液以及其他的排屑和容屑，但是如果存在螺旋槽较浅的情况，那么其可以容屑的能力就会表现的比较差，之后会造成排屑的困难，使得加工好的表面和切屑之间的刮擦现象加重，会影响到表面的加工质量，造成切屑堵塞的情况。这种状况下切削液便无法被注入到切屑的区域，将会导致冷却的效果降低。 出口毛刺现象与轴向的切削力量有较大的关系，而这种力量主要是来源于横刃，横刃的宽度越大，那么产生的轴向钻削力就会提升，产生的出口毛刺现象便会加剧。

1.2微小孔钻头结构的形状的影响

麻花钻头的结构形状较为复杂，切削中的导向部分可以适当的减轻导向部分中与孔壁之间造成的摩擦。在加工过程中我们使用的标准麻花钻在这部分的棱边较为狭窄，从外圆向尾部形成了倒锥的现象，因此产生的副后刃面会比较狭窄以及副偏刃角会大于0°。这种钻头的在实际的应用中较为广泛，可以用于提高在加工中的刚度和强度等【1】。一般钻头如果没有棱边以及倒锥，那么其在钻削过程中便很容易发生导向部分和孔壁的摩擦，并且越来越严重。

2.微小孔钻削工艺的发展

2.1高速钻削

关于高速钻削的理论是在1931年德国的物理学家Carl J.Salomon所提出的一项理论。在这项理论中提到，常规的切削范围中，切削中产生的速度提高会导致切削温度被抬升，但是当切削的速度保持在一定的数值时，他的温度会降低，并且切削时所用的速度跟需要加工的材料种类有较大的关系。因此，这项理论也给我们较大的启示，如果用刀具在高速区用高速的切削，那么其温度会大幅度降低，并且可以大大的提高我们的加工效率。

根据现有的金属切削理论，钻削速度产生的钻削力的变化是小于进给量产生的钻削力的。如果将进给速度保持不变，将钻削的速度提高那么将会降低钻削的扭矩以及其轴向的进给力，从而缓解微小钻头的负荷，降低钻头在使用中被折断的可能性。一般高速钻削产生的主轴的转速可以保持在超过10000rm/in的水平。在转子动力学理论的指导下，我们知道，当主轴的转动速度高于其固有角频率的时候，会相应的增加主轴旋转的稳定度，这样可以产生自动对心的作用，能相应的增加入钻的精度【2】。在1980年代初，日本的一些公司有研制出较高速的告微小加工机床以及数控微小孔加工机床，其中前者主轴速超过180000rm/in，而后者主轴转速可以保持在120000rm/in以及20000rm/in之间水平。来自美国的National Jet公司宣布已经研发出可以达到40000rm/in的主轴转速的微小孔钻削主轴。在国内，河北机床厂也开始与北京理工大学进行合作，也成功研制出达到80000rim/轴转速的微小孔高速钻削机床，这项研发也在生产中得到了较广泛的应用。在钻削印刷的电路板中，如果条件合适，一般都会采用高速的钻削工艺。不过由于这种钻削工艺对主轴有较高的要求，因此国内外还是会选择进度较高频的主轴电机或者满轮驱动自己空气惊讶轴承的主轴。为了防止振动，高速钻削是不能被应用在以机械传动的主轴中。

2.2振动钻削

振动钻削的工艺是建立在目前的切削理论以及振动理论上的较为新兴的钻削方法，这也是振动切削的一种。这种方法与普通的钻削方式的区别在于其整栋装置可以让钻头和工间两者之间产生可控范围中的相对运动【3】。一般的振动方式大概有三种，一种是轴向整栋，还有扭转振动以及复合振动。轴向的振动方式在工艺中较容易被实现，产生的效果也较为明显，是主要的振动方式。这三种振动方式的振动频率可以在数百赫兹之间，因此我们也会将之称为低频的振动钻削。

振动钻削是对传统钻削方式的一种新颖的方法，它改变了原始的钻削工艺的连续钻削的过程，而是转变成一种脉冲式的断续钻削的方式。如果主切削刃和工件并不分离，那么这之间的切削速度以及所产生的方向等数据都会产生周期变化。相反，如果两者是分离状态的，那么其切削的过程会变成断续的切削形式。因此，在振动的参数、主轴转速等都在合理的范围内时，可以很好的帮助对钻入位置的定位，并且可以减少所产生的毛刺，降低切削的温度，大大的延长钻头的寿命。这种工艺也深受国内外学者的关注。

2.3喷油嘴的多工位钻削方式

这种方式是运用中心钻以及具有长短差异的钻头在不同的位置上钻削同一个孔的一种方法。工艺加工过程中，会先用中心孔来钻出所需要孔的位置，然后用配有较短的螺旋刃的钻头钻到大概二分之一的孔深中，最后选用较长刃沟的钻头加深所需要的深度，以此可以硌映ぷ晖返氖倜并且还能保持中孔位的精度。目前这种多方位的钻削方式被大量的应用到实际的加工过程中，国外一般对喷油嘴的加工都会采用这种方式。在瑞士也有公司研制户喷孔在CNC3的微小孔钻床。

3.结语

微小孔的钻削技术由于条件不同，因此采用的钻削方式也不同，并且在实践过程中也会采用较多的加工方法并投入生产。但是目前关于钻削方式的研究仍然还有很多问题，比如钻头在形状、尺寸等上面的偏差都很容易导致工艺的不精。另外，在出口处的毛刺问题上，目前国内外都还没有较为理想的方式来解决，特别是在内燃机的燃料喷嘴上，也在这部分除去小孔出口的毛刺，在操作过程中是非常困难的，而制造商针对这种问题也只能在钻孔被加工完成后，用电解磨削的方式来将其周围的毛刺去掉，如果不做好处理将会影响到喷嘴的喷射效果。为了将钻削技术进行更细化的研究，笔者认为需要将这种工艺进行更加广泛的应用，深入了解其运作的激励，研究新材料在微小孔钻削中的应用，将会对今后的钻削工艺的进步有较大的帮助。

参考文献：