当前，我国已经是工业大国，现代化加工工业已经在世界上具有举足轻重的地位，薄壁零件数控加工相关技术也变得越来越成熟，但是与世界一流水准相比仍然存在一定的距离，这也是制约我国成为新型制造业强国的一大因素。因此，为了解决这个问题就需要促进该行业的发展，由薄壁零件数控加工工艺制造出的产品在军事、航空航天等诸多领域都起到了极其重要的作用，因此，需要利用先进软件对其详细分析，改善工艺从而提升产品质量。

　　薄壁零件具备质量轻的优势，但是在使用强度上并不是很高，问题就在于构造比较复杂，在进行加工时由于技术不熟练或其他原因很容易因为操作不当出现变形或者损坏等现象。在现代化新型技术产业以及制造业中对于零件精度要求很高，所以到目前为止薄壁零件加工在精度以及使用强度上仍然有很大的提升空间。想要提高零件精度，就需要对能够影响加工工艺精度的因素展开全面且细致的分析，并且需要从中找到改良工艺的方法。影响数控加工工艺的因素大致可以分为：机床精度、机床强度、工艺路线、走刀方式与路径以及装夹时造成的变形等。对于工艺精确度的定义，就是在完成加工后其表面实际情况和设计方案是趋于一致没有任何误差。但是目前能够影响到加工工艺的最大因素就是零件的变形问题，那么想要避免这种情况的发生就必须将明确为何变形放在首要位置，找出原因加以解决，其他问题则可以随后考虑。对于零件本身强度以及因为工艺操作技术导致受力不均而出现变形等，必须进行详细研究，要使所加工零件的尺寸、大小等各要素与设计之初的图形数据一致。

　　针对这个问题就需要选择正确、合理的装夹法，以提升数控操作工艺精度。要对零件某些部位由于容易受到外力挤压而变形的位置，展开详细细致的数据分析找出问题所在。对于大多数夹紧装置其实也可以采用专业的夹具来进行处理，如施工环等。对此还需要说明通常情况下轴向装卡可以用径向来代替，并且利用当前较为常用的改良手段，针对零部件容易变形的位置进行针对性处理。假如想要提升零件精度，还可以通过提高部件强度来实现，针对这个问题在当前常用的办法就是增加壁厚。但这也带来了新问题，如空缺处该如何处理等。此时，可以用石蜡对其填补，当然也可用松香进行操作。这种方法与古时制造青铜的“失蜡法”类似，在完毕之后要将这些浇筑的材料全部清理干净。

　　经过大量实际试验表明，如果机床结构系统与刀具的数据能够基本确定，那么切割力度也会受到多方面因素影响，最终导致被加工物品变形。但是在这些因素当中影响最大的莫过于刀具的切割角度，假如能够正确地运用刀具的前、后角度，那么可以在很大程度上有效减少变形，同时，也有利于降低摩擦受损程度。在加工过程中，轴向与径向受到的切割力度主要还是由片角度来决定的。对于某些强度稍弱的零件而言，此时主偏角应该尽量向90°靠拢，所以在加工不同的物品时，角度问题并不是固定不变的，而是要根据实际情况具体分析。

　　不合理的走刀方式与路径也有可能造成被加工零件变形，假如对此进行改良，那么首要问题就是注重精度。在当前多种走刀方式中，有两种方法不仅可以提高效率，还能够更加快速地完成粗加工并且也不容易出现变形。分别为一次性和阶梯式粗加工法，其共同点是按照高线的痕迹以及和加工量同等均匀的走刀路线。但是和传统的操作方法相比，由于斜线角度加工存在很大弊端，也容易造成零件破损与变形，所以当刀具随着x轴或者y轴方向在等高线上进行平行移动，这样就可以轻松地消除附在物品表面的杂质，极大地提高了精度，并且在进行切割时也能够有效保护刀具，减少不必要的磨损，延长使用期限，提高加工质量。

　　对于任何加工企业而言，在引进先进设备后还需要不断调试，这样才能提升加工工艺水平，但是关于薄壁零件出现变形问题，也需要找出原因，同时，也要探究其变形的根本规律。针对这些问题展开详细的研究与分析，对于大多数的专业人员而言，还需要制定出合理的加工制作路线。但是在这个过程中，假如因为工序和工艺不合理而出现变形问题，就需要找到正确的解决方法，并且也需要掌握其规律。从加工工序的大致流程也可以看出，零件强度、规格不同，那么受力部位也需要作出改变，同时，还需要将元件的接触方法综合考虑，避免在加工过程当中出现震动的现象，从而导致出现变形。

　　在前期工艺设计大多采用高度仿真的专业技术，并且也需要模拟出真实的工艺系统，联系该系统的特征找出最适合的改良方法。数控加工技术的基本内容包含了几何与物理仿真两个方面，几何主要就是将机床、刀具、工件等物品，根据刀具的实际情况，观察检测存在的问题，而物理仿真是为了制造出工艺模型，用于分析微观理念下的误差值。以切割为例，在设定刀具路径时首先应当考虑到工件是否存在变形等问题，假如在加工过程中出现变形，那么就足以证明工艺存在问题。而当前大多数的薄壁零件，其主要特征就是轻，但是强度却没有明显变化。因此，目前薄壁零件总的发展趋势是轻量化，但由于重量轻，也容易导致强度不足。但是强度过高也容易导致数控设备磨损速度过快，提高经营成本，因此，这就存在很大的矛盾点，想要让零件变得越来越轻薄，但是加工难度也在不断提高。这一系列的问题就要求操作人员在进行加工时，必须考虑到路径问题，要仔细观察工件在进行加工时所遇到的各种情况，根据实际情况随时做好调整路径的准备，确保刀具始终都能够在预设的轨道当中正常运行工作，要极力避免因为路径出现误差，从而导致被加工产品出现异常的情况。此外，对于刀具路径的修改和弥补，也能够在很大程度上降低因为零件变形反弹而产生的误差值。当工件夹紧或者在进行切割时，其切割速度快慢与角度高低都会影响被加工物品的状态，从切割角度来看待这个问题，还需要根据科学合理的方法进行检验，同时，还可以采取其他手段对其实行辅助操作。例如，适当增加刀具前后角度，那么就可以有效调控切割速度以及刀具之间摩擦力度。

　　当前，加工工艺的进步相当快速，对于数控加工行业的快速发展也起到了很大的推动作用，在目前也运用于各大加工工业当中，如航空航天、机械制造等。目前，人们对于薄壁零件数控加工工艺的要求也不断提高，要求其具备比以前更好的质量，以便于满足当前现代加工行业的需求。对于薄壁零件数控加工工艺而言，能够影响加工工艺质量的因素有很多，如零件装夹、切割角度、走刀方式与路径以及加工路线等。因此，作为专业人员必须掌握这些因素，同时，还需要了解改进加工工艺的方法，这样才能够推动该行业继续发展。

　　【1】张翠翠,赵京鹤.薄壁零件数控加工的影响因素及优化方法[J].机电信息,2019(26):94-95.

　　【2】尹子兵.薄壁零件数控加工工艺优化方法[J].内燃机与配件,2018(23):124-125.

　　【3】张本忠.浅谈薄壁零件数控加工工艺质量的改进方法[A].中国职工教育和职业培训协会秘书处.中国职协2017年度优秀科研成果获奖论文集（一二等奖）[C].中国职工教育和职业培训协会秘书处,2018:6.

　　近年来，质量形势越来越严峻，从中央到各企业都在不断提升质量管理水平。指出，贯彻质量就是生命、质量就是胜算的理念。GJB9001C—2017《质量管理体系要求》倡导在建立、实施质量管理体系以及提高其有效性时采用过程方法。有些航空企业本着“质量是制造出来的，不是检验出来的”原则，所以加强生产过程质量控制至关重要。

　　生产过程中经常发生各种各样的质量问题，似乎每天都被质量问题纠缠且挥之不去，总是有质量问题制约着生产进度。例如，某部门一天内发生10起质量问题，涉及10种零件，其中5种零件的问题均为扛刀，2种零件为碰伤，2种零件为螺纹乱牙，1种零件为尺寸超差。问题处理团队面临4种问题，但可能是10种原因，这些问题处理周期可能要几天时间，交付团队面临10种零件的等待。

　　生产过程中多次加工的同种零件、类似零件，有几种问题总是发生，有些还属于低级错误，但一时找不到有效的解决办法，一旦出现重复发生的问题就会导致处理周期延长，影响交付进度。加工过程中操作不当造成零件产生加工伤，零件转运过程中防护不当造成零件产生磕碰伤，这两类问题每天都在发生，虽然每年都在进行改善，但是短时间内达不到理想的效果。例如，某公司5个不同批次的同种零件均发生螺纹严重碰伤问题，不合格零件占总零件数的19.3%，同类问题重复发生，不合格品数量多。大部分企业在解决质量问题时往往将原因归结于人，例如，质量意识差、检查不仔细、未严格执行管理规定等，惯用的解决办法是批评教育、处罚、宣贯，这些解决措施是治标不治本的，主要是没有找到根本原因，其根本原因可能是管理制度不够健全或者员工没有严格执行管理规定，解决问题时要具体问题具体分析。

　　生产过程中存在的大部分问题在短时间内很难解决，而流程性问题、管理性问题更难解决。生产过程控制不能总是基于问题的思维，要基于风险的思维和过程的方法，本文从质量控制的体系建设方面着手，制定了以下几点措施。

　　加强生产过程控制除了满足质量管理体系要求以外还要不断降低质量成本，质量成本一般指发生质量问题而导致的企业损失，例如，声誉损失、时间损失、直接经济损失等。声誉损失、时间损失一般很难用金钱估量，直接经济损失相对比较直观，如客户处发生质量问题，产品返工返修甚至报废产生的损失、问题处理人员的差旅费用、赔付给顾客的损失等加起来可能超出了该产品所产生的利润，相当于赔钱生产了这个产品。诸如此类因为质量问题带来的经济损失应该计算到成本中，并落实考核，让生产部门真正意识到质量水平提高了不但可以减少很多无效劳动，质量还可以间接创造价值。

　　提高质量意识对于加强生产过程控制至关重要，全员质量管理要从绩效考核上下功夫。目前，加工者的考核主要是加工零件的工作量，对质量意识、质量逃逸的考核还没有充分体现，将个人产生的质量成本纳入绩效考核可助力提升质量意识。在员工的绩效考核上应该本着多奖少罚的原则，鼓励员工发现问题、解决问题，同时，在质量处罚制度中要增加免责和减责条款，但必须划定质量红线。下面列举某企业实行的评分式质量考核办法：①评分考核办法。依据表1采取评分制，基础分10分，个人得分上不封顶，下不封底。第一，质量指标。超出考核指标扣1分，超出指标10%扣2分，超出20%后每超出10%加扣1.5分；不考核的废品经相关人员签字确认后，不对责任者进行考核。第二，质量意识。首先，内部逃逸：检验员发现的内部逃逸问题，每次扣1分，装配过程发现内部逃逸问题，每次扣2分，重复发生的内部逃逸问题每次扣3分。其次，首件检验：未按要求执行首件检验，但未导致批次性质量问题的，每次扣3分；未按要求执行首件检验，导致批次性质量问题的，每次扣5分，部门内通报批评。最后，生产过程记录填写：发现一处问题扣0.2分。第三，质量诚信。对弄虚作假、隐瞒不报等违反质量诚信的行为，一经查实，参照《xxx质量奖惩管理办法》执行。第四，质量奖励。经考核小组研讨后酌情给予加分。第五，其他问题。发生重复性质量问题的视情节扣3～5分；其他问题，考核小组参照《xxx质量奖惩管理办法》给予处罚。②质量免责或减责。鼓励自主发现问题，主动上报问题，及时消除质量隐患，有下列情形之一，可减轻或者免除有关责任人的质量责任：第一，获悉产品存在质量隐患信息后，有关责任人主动报告，采取措施并实施归零管理，避免了质量问题的发生，可免除质量责任；第二，处理质量问题时，有关责任人态度端正，积极配合整改者，可以减责或者免责；第三，有其他可减轻质量责任的情节。

　　目前普遍存在的问题就是加工者操作自由度大，往往一个“人”的因素影响了机、料、法、环、测几大要素，所以只有在员工诚信、有一定质量意识的基础上，再搭配合理的基础建设后才能将固化生产流程的工作做好，当然这也是一个迭代的过程，并不是把基础建设做完美了才能进行生产流程的固化。所谓“没有规矩，不成方圆”，加工过程必须是固定的、可见的，对人、机、料、法、环、测（5M1E）进行固化，即每次加工时5M1E都是固定，同时建立5M1E变化管理，否则在5M1E发生变化时出现的异常情况将找不到原因，直接影响生产节拍，抑或出现质量问题以后，各种原因交织在一起，根本无从下手。固化生产流程可参照以下措施：①建立生产准备团队，为生产线提供各项保障。在零件开始加工前，生产准备团队按配送包要求将物料配送到加工工位，操作者按工艺文件要求进行加工，操作者没有自行配备物料的权限，这样才能做到生产过程可控。②将零件进行分族、分类，编制典型工艺路线，进行工艺标准化。③依据零件的类别，将功能型生产转化为单元化生产，某类零件在同一条单元线进行生产，有利于工艺流程的固化。④制定加工者标准作业指导书，细化加工者技能培训，建立健全加工者上岗技能要求，实现加工者标准作业指导书与工艺文件的无缝对接。⑤建立问题限时上报制度及问题分层处理机制，出现问题要在规定的时间进行上报，问题处理人员要按时按权限进行处理。

　　数据的收集、分析需要有相应的流程、表单，数据平台建立初期可以通过人工收集、汇总、分析，如果数据量比较大且又复杂时，通过人工记录、汇总、分析既慢又容易出错。要想让数据的收集和分析更快捷、更准确，必须借助信息化手段，如通过在线检测自动采集数据，然后借助数据分析软件直接获取分析结果，这样可以达到事半功倍的效果，而且近年来的质量审核也关注信息化的建设，所以数据信息化手段是不可或缺的。数据收集平台建立初期可借助一些便捷、成本低的软件来实现，如“勤哲Excel”，它可以实现数据共享、规范表单格式、完成流程审批等。

　　本文开篇提到了很多企业被质量问题困扰，但是质量问题是不可避免的，发生了质量问题并不可怕。接下来就是解决问题，质量问题要分类处理，切不可“眉毛胡子一把抓”，质量问题按产生的原因一般可以分为流程性问题和个例性问题，按质量特性的影响程度可以分为严重问题（超差可能造成严重后果）和轻度问题，依据质量问题的分类可以建立以下矩阵（见表2）。A类问题，必须停线并采取围堵措施，而且要进行根本原因分析并制定纠正措施；B类问题，如果通过检验检测手段能够识别出零件是否合格，通过理论分析可以排除质量隐患，此类问题一般不需要停线解决，可以一边生产一边处理，如果检测手段无法识别出零件是否合格，则必须停线解决；C类问题，在原因未定位准确之前需要停线，找到原因后可视情决定是否重新恢复生产，同时采取补救措施和纠正措施；D类问题，一般不需要停线分析、整改，除非有较大质量隐患。但是无论是哪种问题，都必须有能力识别出来，否则将无法评估是否存在质量隐患，更无法解决。质量问题的解决要有根本原因分析和有效的纠正措施，做到事先预防、事中控制、事后分析，实现闭环管理，同时，建立质量问题信息库，为后续类似问题的处理起到借鉴作用。

　　很多质量问题的发生都是因为培训不到位导致的，这里所谓的培训并不是简单的宣贯，像上大课一样做个宣讲就结束了。一个流程或者制度需要进行分类、分级，必须区分出哪些岗位需要熟悉哪些流程和规定，再针对性地进行培训，让员工耳熟能详。如果想让管理更细化就将每个岗位需要熟悉的流程和规定做成手册，这样也解决了缺少岗位标准作业指导书的问题。假如某企业有编号为101至110的程序文件，可做成培训需求矩阵，如表3所示。

　　任何制度只要是需要人去实施，就会出现一定的偏离，因为人是有惰性和消极情绪的。日常的监督检查和监控措施是必不可少的，通过监督工作可以及时地发现问题，进而解决问题，但是监督工作必须杜绝。例如，某企业按月开展订单管理、技术文件管理、生产过程记录、器材管理、工艺纪律、在制品管理、工装管理、加工设备管理、测量设备管理、外包过程管理等方面的检查，采取各部门评比制度，对发现的问题采取闭环管理，实现持续改进。

　　以上所列的一些对策和方法已经运用于企业的生产过程中，也取得了一定的成果。加强生产过程的质量控制，应多从流程和管理上着手，多维度采取措施强化员工的质量意识，划定质量红线。发生质量问题后要找到根本原因，针对性地采取措施，质量问题的处理要基于风险的思维，也就是多采取预防措施，加工过程中多采用防错措施。每个企业的基础和管理方式各不相同，以上所列的对策和方法无法适用于所有类似企业，相关人士可以参照类型相近的成功企业的典型案例，因地制宜摸索出适合本企业特点的管理方法。

　　【1】中国质量协会.全面质量管理（第四版）[M].北京:中国科学技术出版社,2018.

　　【2】J.M.朱兰.朱兰论质量策划———产品与服务质量策划的新步骤[M].杨文士,译.北京:清华大学出版社,1999.

　　【3】詹姆斯埃文斯,威廉林赛.质量管理与卓越绩效[M].岳盼想,译.北京:中国人民大学出版社,2018.

　　机械工程学科研究生的传统课程因学科交叉性差，涉及面单一，不能适应社会发展的需求，不符合OBE（Outcomes-BasedEducation）和创新创业教育的理念[1-4]。在国家自然科学基金委的《2017年度国家自然科学基金项目指南》中，前言部分提出推动学科交叉；在资助机械学和制造科学研究的工程科学二处面上项目说明中，指出优先支持与自然科学和其他工程科学深度交叉融合。这是因为超、精、尖、特装备的设计、制造、测试离不开对相关工程材料的清晰表征和充分认识，离不开对检测技术的准确理解和熟练掌握。本文基于机械工程学科中的科研问题，分析研究生学习工程材料检测技术课程的重要性，说明如何设置教学内容，并讨论了课程实施和考核方式。

　　长期以来，工程材料检测技术或相近课程只是材料科学与工程专业研究生的必修课程。许多学校的机械工程学科没有开设该课程，研究生只能通过自学获取材料检测知识，缺乏系统性和针对性。机械工程专业的研究生，在完成学位论文或参加导师其它科研项目的过程中，需要面对零件选材和加工、零件性能和失效、加工对象质量和缺陷等问题，都与工程材料的本质有关，如何检测和表征工程材料十分重要。高档冷轧板材是附加值很高的汽车工业用材，板型控制则是冶金机械专业中的技术难题之一。在研制新型冷轧机的试验阶段和中试阶段，板材板型质量不仅与轧机参数有关，而且与所用试验板坯的原始组织状态有关，需要用专门的技术进行检测。由两种或多种不同成分金属叠加轧制而成的复合板，是当前板材加工的研究热点。在评价所开发的相关轧制设备时，要对所轧板材的组织和性能进行分析；关键部位是复合板各层之间的结合层，需要检验它的厚度、组织和结合强度。自润滑轴承的性能和寿命，不仅仅取决于所设计的结构、形状和尺寸，更取决于所选用工程材料的组织和性能。例如，粉末冶金法制备的青铜含油脂自润滑轴承，其孔隙率和孔隙尺寸对压溃强度至关重要；四氟乙烯纤维织物类的自润滑轴承，在不同条件下所呈现出来的摩擦系数变化，与表面形貌特性有关；涂层自润滑轴承的寿命，取决于涂层自身压破强度和涂层与基体结合特性。超精密加工代表了机械加工的最高水平。超精密加工表面质量包括粗糙度、波纹度和面形精度等。影响表面质量的因素，除了机床精度、振动、刀具、切削参数与环境条件外，最主要的是材料自身的切削性能。硬脆材料切屑形成的同时，表面会留下大量微裂纹；韧性材料则在加工面表层形成大量滑移线和位错缺陷。切屑的断裂机制、断裂层形貌、已加工表面粗糙度值，都离不开先进的工程材料检测技术。

　　机械工程专业的研究生，本科阶段一般只学过工程材料基础和简单的试验方法，基本没有接触过借助大型设备进行的检测技术。因此，在针对机械工程专业研究生设置检测技术课程时，需要介绍基本原理、主要应用范围、数据如何分析以及如何制备试样，内容不宜太深奥。具体讲授哪些检测方法，则根据他们所遇到的实际科研和工程问题，用到什么检测技术就讲什么，不求全面，只求实用。冷轧板材原始板坯组织状态方面。织构用X射线衍射技术（XRD）、背散射电子衍射技术（EBSD）检测，XRD适用于宏观织构的分析，EBSD更适用于微观。碳钢板坯原始奥氏体晶粒尺寸不均匀，会导致亚结构的尺寸不均匀（例如α相尺寸），必须借助扫描电子显微技术（SEM）观察；铝合金板坯的晶粒尺寸不均匀，可用EBSD、偏光金相、XRD分析。复合板结合层方面。结合层尺寸，用显微硬度技术确定硬度分布，由此判定结合层厚度；也可通过能谱仪（EDS）检测不同元素的线分布或面分布来确定。结合层的显微组织，用透射电子显微技术（TEM）观察，也可以利用EBSD中的背散射成分检测功能。结合层的结合强度，用剪切拉伸和剥离试验检测，之后用SEM对断口和剥离面进行观察。自润滑轴承方面。粉末冶金法制备自润滑轴承其孔隙特性，用SEM表征。织物自润滑垫层在不同载荷下的形貌，同样需要借助SEM。涂层自润滑轴承性能，用滚动接触疲劳试验或压头压入法检测，涂层结合面组织结构用TEM观察。超精密加工领域。超精密加工的质量已远远优于传统机械加工，粗糙度致低于1nm，大大超过了指针轮廓仪的检测能力。检测超精加工工件表面形貌的方法有扫描隧道显微技术（STM）。对于绝缘工件，用原子力显微技术（AFM）进行检测。加工面表层的硬度变化，用纳米压痕技术检测。以上只是列举了几个典型例子，机械工程学科的科学和工程研究中需要借助工程材料检测技术完成的案例还有很多。

　　每种检测技术都可以是独立的课程，如X射线衍射学、电子显微分析、背散射电子衍射技术等。鉴于机械工程专业研究生的知识结构和学时限制，不适于按部就班、系统地讲授工程材料检测技术，课程讲授方式应该是案例式的。在机械工程研究中，会遇到一些典型的、需要借助工程材料检测技术协助解决的问题。以问题为出发点，分析要检测的内容，介绍所需的检测技术，对比不同技术的优缺点。每个案例进行一次理论授课，并进行一次试验观摩。之所以只进行观摩，是因为这些检测方法所需的大型精密设备在专门培训后才可以操作。观摩时所用试样应为相应案例中的试样。理论授课和试验观摩穿行，这需要材料科学与工程学科实验室的支持和配合。上述课程内容和讲授方式决定了考核方式不应是学习了一门理论课之后的试卷考试，更应该注重对所学知识的应用能力。应用有一个过程，考核不必在结课后立即进行。采用弹性考核制度，考核方式为撰写报告或论文；内容为学生学位论文课题、导师课题、自选调研课题中所遇到的问题及解决该问题的完整检测分析过程。考核在结课后6~12个月完成；考核评价和建议反馈给学生，这对他们完成课题有直接帮助。考核成绩按照A、B、C、D、E五级制评定。

　　[1]吴志方，闫文青，徐光.提高硕士研究生学位论文质量的途径[J].中国冶金教育，2017（1）：71-73.

　　[2]杨丽静，牛永红.研究生在科研过程中的“反思”思维模式[J].中国冶金教育，2016（5）：31-34.

　　[3]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

　　真空泵是产生真空形成负压，从而增加制动力。对于商用车和工程车等柴油发动机驱动车辆，由于发动机采用压燃式，在进气歧管处不能提供所需的真空压力，因此需要安装真空泵。同样为了环保要求而设计的汽油直喷发动机GDI，在进气歧管处同样不能提供有效的真空压力来满足制动助力系统的要求，因此也需要真空泵来提供真空源。我国是生产制造大国，目前国内商用车汽车市场需求较大，行业竞争激烈，随着商用车应用的发展，需要根据不同的工况配套开发对应需求的真空泵。本文以真空泵泵体设计为例，基于数字化工具UnigraphicsNX，通过摸索开发出一整套压铸模具系统，实现了模具设计的数字化模式，提高模具的设计和生产效率。

　　本论文设计的真空泵壳体零件如果采用普通的冲压和锻造工艺并不能够达到用户实际需求，同时考虑到产品的批量生产时的经济效益，因此通过采用压铸模具的制造方式，在保证压铸零件的尺寸精度、表面光洁度的同时提高生产效率，降低生产成本。图1为真空泵壳体零件图，材质为锌合金，其铸造精度要求级别为CT5级，零件铸造要求为表面光滑，成型质量良好。真空泵的壳体零件外观表现为不规则型体，包含有孔槽结构、异形面和凸台等，在工艺设计上通过采用侧向抽芯结构方案达到顺利脱模。此外该铸件要求壁厚均匀，厚度尺寸为3mm。根据文献[1][3]，取最小铸造圆角rmin=1mm，和最大铸造圆rmax=3mm，取压铸件的弯曲处外壁圆角半径R=2mm。考虑到锌合金材料和拔模斜度的比例，最终确定该压铸件的拔模斜度为1°。

　　压铸零件所用的合金材料最基本的铸造特性：①首先必须具有良好的金属液体的流动性和填充的性能：金属液体在铸造模具内的流通长度要长、金属液体的凝固时间相对较短、表面的张力和粘力要小；②压铸模的浇注口的补充效果要大，凝固时的收缩率要小；③热裂要少，能够防止在压铸过程中产生热裂：高温时的强度要大、固相率要小、热膨胀系数要小；④压铸零件与金属模的附着力要小。同时压铸零件所使用的合金材料所应该具备的特性：良好的机械性质、质地较轻、耐腐蚀性能好、拔模的斜度较小、大小尺寸精度较好、被切削的性能良好。

　　分型面是指压铸模的定模与动模的接触面，也是指零件成型后从模具中取出铸件和凝料的接触面。型腔分型面的位置取决于压铸件的形状结构、零件的压铸制造工艺和浇注系统的布置位置。型腔分型面的位置对于压铸模具成型有重要参考，因此一般选择型腔分型面作为压铸模具制作的基准平面。铸件模具的型腔采用分型面设计，这种设计使上、下模具在分模时不会影响铸件，且分型面在铸件断面轮廓较大的地方，属于直线型单分型面。另外，分型面在上、下模内的深度也不深，有利于锌合金液体顺畅的进入型腔。

　　根据成型要求，将成型零件的结构大体分为动模和定模。其工作原理为铸件在压铸机开模力的驱动下，铸件模具沿着分型面分开，整体动模部分移动，随后压铸机中心顶杆带动动模顶出底板，带动顶针向前移动，顶动壳体铸件，使铸件从模具中脱离。1.4.1动模的结构设计图2为动模结构设计图。锌合金真空泵壳体压铸模具设计有型芯，所以模具的动模采用整体式的动模，不易变形，有利于保持模具的整体强度和刚度，制造简单。1.4.2定模的结构设计图3为定模结构设计图。零件压铸模从模具取出后，模具从分模线分开，零件另一边是固定不动端就是定模。一般来说定模的结构大致分为整体式和组合式定模。根据零件成型要求，设计该成型零件定模为整体式。

　　浇注系统是指将制作零件的合金材料融化后的液体从压铸机口开始到型腔入口为止的流动通道，一般可以分为普通流道和无流道两种类型。本次设计考虑到设计复杂性、成本和生产周期等原因选用的是普通流道的浇注系统[2]。

　　直浇道是浇注系统设计中的一部分，它在其中起到的作用是将金属液从浇口引入横浇道和内浇道，以及提供足够的压力使金属液可以克服流通中的阻力在规定的时间注满整个型腔[4]。由于要确定直浇道口的尺寸，而它的尺寸又由浇口套的尺寸来确定，浇口套内径与压室冲头内径相同，由压铸机型号里选用的压室冲头内径为Φ60mm。所以选取Φ60mm为直浇道口直径。

　　横流道根据它的作用可以分成主横流道和过渡横流道，但是在本次设计不用考虑过渡横流道。根据机械设计手册横流道截面形状。其中α为10～15°，由于已知内浇口的截面积，我们可以根据式（1）计算出横浇道的面积：Ar=2Ag=127.6mm2（式1），然后我们可以根据Ar计算出图中W和D的值，具体计算如下式（2）、式（3）所示，其中C1为0.922，C2为1.247。D=C1姨Ar=0.922×10.6=9.86mm（式2）W=C2姨Ar=1.247×10.6=13.34mm（式3）

　　内浇口作为浇注系统的最后部分，直接连接到了型腔部位。它所起到的作用是把横浇道中的低速金属液体转化为高速，并且使之变为理想中的流动形态顺序的填充到型腔里[5-6]。①内浇口位置：一般选择在铸件厚壁处开设浇口，有利于压力传递，减少或避免产生缩孔，因此内浇口设置在铸件侧面。②内浇口截面积：根据F内=2Q/RVT，式中：F内为内浇道的截面积（mm2），Q为铸件质量45g，R为金属液的密度（g·cm-3），取2.4g·cm-3；V为内浇口处金属液的填充速度（m/s），取20m/s；T为型腔的充填时间（s），取0.15s；从而计算出内浇口截面积F内=12.5mm2。

　　溢流槽的主要所起到的作用为排除掉型腔中的气体和存储废弃的金属液、控制型腔中的金属液的流动状态防止产生涡流、调节型腔温度改善冷热平衡状态等。设计中模具取溢流槽宽度为10mm，深度取0.15mm。

　　在压铸模中，冷却系统是用来冷却模具，降低熔融金属液带给模具的热量，将模具的温度下降到最佳工作状态的一个系统。本次压铸模具的冷却系统采用的最常用的水冷方式，通过在定模镶块、定模套板上设置水道，接入胶管通入冷却水给模具的镶块和型芯降温，达到冷却的效果，如图4所示。冷却水道布置于型腔上方，沿型腔均匀布置，使冷却更加均匀，防止铸件因冷却不均产生缺陷。

　　为了使压铸成型后的压铸件方便从凸模或凹模上脱出，压铸模具中需要设置脱模机构。推杆脱模机构需要借助开模时候的力量去驱动脱模的装置完成脱模这一动作，同时在选择顶出位置的时候最好设立在铸件的内部这些对外观造成不了太大影响的位置。基于以上原则，选用推杆推出结构作为脱模机构类型。

　　本产品有一侧孔需要抽芯，采用侧抽芯方式，具体设计如下：①脱模机构行位及其组件的性能要求：1）耐磨性：滑块表面硬度必须大于HRC50，以保证其耐磨性能；2）加工性：除行位以外的零件都是单一简单结构零件，热处理变形小，可加工性优异。而行位的成型部分可以通过电火花加工，其余结构对于传统加工也容易保证其加工精度；3）配合要求：行位与压板有相对运动，其配合采用H7/f7的间隙配合。与下模镶件的配合以保证不溢料尽量保证动作稳定灵活。详细见模具总装的配合要求。②设计采用斜导柱侧向分型机构。其由五个部分组成：斜导柱、楔紧块、挡块和弹簧、滑块导向块、侧抽芯及滑块等。③斜导柱侧向分型机构主要设计技术参数。α为斜导柱的倾角：15°＜α＜25°，抽芯距M为胶件侧向凹凸深度为+（1.5～5）mm，铸件抽芯距离为41mm，加上安全距离则设计实际需要抽芯距离约为45mm。斜导柱的长度L，查模具制造技术得公式：L=M/sinα+H/cosα（式4），计算得出L=170mm。

　　本文设计的真空泵壳体的压铸模具所选择的压铸机类别是卧式冷式压铸机，主要原因是常用的压铸机大致为冷压式和热压式，由于热式压铸机并不适合本次设计采用的锌合金材料的制造，所以选择冷压式相对更好。其中冷压式压铸机又大致分为卧式冷式压铸机和立式冷式压铸机，其中卧式与立式相比，卧式相较于来说操作更为简单，这样能提高生产效率，而且卧式一般都会有偏心与中心的两个浇注位置，这样可以方便随意调节浇铸位置。

　　根据公式计算主胀型力F主=AP10（式5），式中，F主为主胀型力（kN），A为铸件在分型面上的总投影面积（mm2），经如估算，A≈10823mm2。P压射比为压（MPa），取P=50MPa；由此得出：F主=AP10=10823×5010=541.15kN4.2计算锁模力根据锁模力计算公式：F锁叟K（F主+F分）（式6）。式中F锁为压铸机应有的锁模力（kN），为安全系数（取k=1.25），F主为主胀型力、铸件在分型面上的投影面积，包括浇注系统、溢流、排气系统的面积乘以比压（kN）本次设计取零件的三分之一。F分为分胀型力，作用在滑块锁紧面上的法向分力引起胀型力之和（kN），计算得出：F锁叟K（F主+F分）=1.25×（541.15+0.33×545.15）=901.3kN4.3确定型腔数选择压铸机根据计算出来锁模力的数据，选用锁模力为1600kN的DCC160型卧式冷室压铸机。表1就是压铸机的技术参数。

　　随着高等教育改革的不断深入，高职教育以适应社会需要为目标，对人才的培养方案则要求以培养技术应用能力为主线来设计学生的知识、能力、素质结构。强调对学生技术应用能力的培养，理论知识则要求适度即可。工程材料逻辑性弱、概念繁多、内容分散、难于归纳重点。在过去的教学中沿袭了传统的教学模式，根据课程的性质和任务，以学科为中心组织教学。在知识的组织编排上从维护学科逻辑结构的严密性出发，强调其系统性和完整性。这种教学模式，强调了基本理论知识点的掌握而忽视了学生技能培养、知识点的综合性及实用性。其人才培养不能体现出新的高等职业教育的特色的教学模式。随着科学技术的进步，材料的发展也是日新月异，如何合理地选择、应用材料直接影响到产品的质量及生产成本。机械工程技术人员对材料的应用则侧重在正确地选择、应用材料，并且能够结合材料性能特点合理选择加工方法并制订工艺路线。因此，机械工程技术人员更需要与实际工作密切相关的材料基本知识以及对材料的应用能力，对材料的学习也就需要在了解材料基础知识的前提下，更强调要掌握产品在不同工作条件下的失效形式，并能根据工作条件对材料性能提出要求，经过对比、分析，选择满足使用要求且经济实惠的材料，而且还要能够合理地选择加工方法、正确地安排加工路线。那么，机械相关专业“工程材料”课程的教学则一定要符合机械工程技术人员的实际工作需要，更加强调学以致用。本次教学改革的目的是变“学科中心”模式为“能力中心”模式，这种教学模式是在分析某种职业岗位所要求的各种具体的业务能力的基础上有针对性地确定所需的知识内容，侧重强调综合性、实用性。

　　工程材料内容繁杂，主要包括金属学基本知识、材料的强化与处理、常用金属材料（包括工业用钢、铸铁、有色金属及合金、粉末冶金材料）、高分子材料与无机非金属材料以及复合材料、材料成形技术、零件毛坯选择以及工艺路线制定等内容。本次教改以“应用”为主旨在教学内容上进行了整合优化。教学内容以传统金属材料的有关知识为核心，突出两条主线，即整个课程内容围绕“成分—组织—性能—应用”、“成分—工艺—组织—性能—应用”两条主线展开，教学过程保证了学科知识的完整性及系统性，更突出了知识的实践性。对主要的原理、规律及重要的概念定义作重点讲解，对常见金属材料的牌号、性能、热处理工艺、零件毛坯选择、工艺路线制定等与实际生产密切联系的一些知识点则结合实践灵活讲解。而一些抽象的难以理解的知识点如塑性变形机理等则进行了弱化处理。

　　改进教学方法是提高教学质量与教学效果的重要途径。为提高教学效率可采取以下措施：

　　上好第一节课是培养学生对本课程学习兴趣的重要环节。第一节课采用“复习导入法”，如一上课首先让学生一起总结日常生活中常用的材料有哪些，工程材料有哪些，如何分类，然后引入正题讲明本课程的性质、目的及作用，让学生明白为什么要学材料课，都要学习哪些内容，应该怎样学。通过“复习导入法”来吸引学生的注意力，再一步步引导学生的思维跟着教师思路进行，从而提高学生的学习兴趣，避免抵触心理。

　　课堂讨论能使学生注意力集中，思维敏捷，是实行合作学习的重要途径，还能够及时反馈教学效果。教师在讲授过程中，要结合实际适时引入问题，鼓励学生积极参与，与教师思维同步，从而使学生的学习变被动接受为主动吸纳。在讨论过程中教师还要及时的对学生进行启发引导，并帮助归纳、总结得出结论。通过引入问题和讨论问题来培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

　　学习理论知识的最终目的是要灵活应用于实际当中，因此在讲课过程中，教师应该尽可能地将一些工程实际应用案例贯穿于相关理论知识内，从而使学生能够准确地理解知识本质及其应用，最终培养他们理论联系实际分析解决工程问题的能力。例如，在讲到S、P杂质元素对材料性能影响时，可引入“泰坦尼克号”轮船断裂原因分析，如此一方面引起了学生的学习兴趣，另一方面使学生在学习知识的同时增强了理论联系分析问题的意识。

　　“工程材料”的传统实验主要是验证性的，要求学生明确实验的目的、要求及内容，之后仅仅是通过实际操作来验证结果。综合实验则更强调了学生的主体性，要求学生拿到任务书后，首要的是要进行实验方案的设计，而设计方案则需要理论知识作基础，并需要查找相关文献资料。通过小组讨论及教师指导的方式确定方案的可行性，并根据具体条件在实验中验证。设计方案的过程一方面调动了学生的积极主动性，另一方面综合分析、应用了所学的理论知识，强化了其理论联系实际的能力。

　　授人鱼不如授人以渔，在教学过程中不仅仅是要教会学生知识，更重要的是教会学生学习知识运用知识的能力。因此在平时作业中增加需要查阅资料并思考的题目，并以小论文的形式完成。为了完成作业，学生必须通过图书馆、网络去查找相关的文献资料，并结合所学专业知识进行分析筛选、整理应用，最终以恰当的论据对题目进行充分论证完成小论文的撰写。这类作业可以培养学生学习能力、独立检索文献资料并对占有资料进行分析整理并恰当运用的能力，还可以提高对知识的综合应用能力。