时间:2023-09-15 17:31:43
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械制造工程原理,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:机械制造基础课程;新体系;构建举措
1.前言
机械制造基础课程是高等工科院校机械类和近机械类专业学生必修的一门重要的专业技术基础课,它包含机械工程材料、金属热加工基础、机械加工基础等内容,是一门知识覆盖面广,厚理论、重实践、强工艺的课程。整合机械类和近机械类部分专业基础、专业课程及有关的实践环节等内容,可形成一门新型的体现应用型人才培养特色的核心基础课程。学生通过对机械制造基础课程的学习,可初步掌握各种成型方法、零件加工工艺和结构工艺性等基本知识,具有选择毛坯、零件加工方法及进行工艺分析的初步能力;可了解现代机械制造有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势;为学习其他相关后续课程、从事机械设计和机械制造工作,奠定必要的基础。
2.机械制造基础课程的现状
《机械制造基础》课程脱胎于《金属工艺学》,其课程内容普遍存在三种问题:一是课程的教学内容一般存在知识陈旧的部分,有些内容很少反映现代科技水平;二是内容上未能很好地协调,有些内容在相关课程间重复是普遍存在的问题。金属工艺学课程与后续的金属切削机床、金属切削原理及刀具、机械制造工艺学等工艺性专业课在教学内容上重复较多,比如零件的结构工艺性分析、特种加工等内容就与机械制造工艺学课程中的相关内容重复;三是课程的教学内容顺序衔接都不同程度地存在不利学生能力培养的问题。
机械制造基础是一门实践相当强的技术基础课程,同时也是机械加工领域的核心专业基础课程,原有的课程《机械制图》、《工程力学》、《机械设计基础》、《工程材料与热处理》、《公差配合与技术测量》等,围绕专业能力的培养进行了一定程度和范围上的改革,但由于仅限于单门课程或1—2门课程之间的局部改革,难以与其他相关课程很好地协调和衔接。本应课堂教学和实践教学各有侧重,互为补充,但目前关系仍没有理顺,理论教学与工程训练相互独立和分离,其间隔时间有时相隔一学期甚至两学期,这样一方面在一定程度上影响了理论教学的教学效果,如只在课堂上讲授加工设备和加工方法,由于学生缺少感性认识,变得十分枯燥,教学很难达到好的效果。另一方面不利于工程训练教学本身提升到更高的水平,因为没有理论教学支撑的工程训练必然只能停留在获取一些感性知识和操作技能的较低层次上,这就难以满足对学生工程素质教育和创新能力培养的要求。
在实验教学上,一是课程总学时不断减少,实验学时数减少更多;二是现有的实验主要为验证性实验,缺少综合性和设计性的实验,不利于学生能力的培养;三是重理论轻实践、重设计轻工艺的思想观念在长期制约着制造业发展的同时,深刻地影响着工科大学机械制造基础课程的教学。
工程训练作为十分重要的实践环节,可为机械设计打下较好的实践基础的同时,也为机械制造提供了较好广阔的实践空间。但由于客观条件和训练时间的限制,学生仅通过短暂的工程训练所获得的制造基础知识既比较零散和片面,又难以达到为后续课程打基础和在实际工作中应用的程度。
3.构建机械制造基础课程新体系的意义
机械制造基础课程的知识体系既含有科学理论知识,又含有工艺技术知识,还含有工程实践知识,因此在课程教学活动中,对突出学生的工程创新意识,培养学生的工程实践能力,提高学生的工程综合素质,具有重要和深远的意义。
3.1我们以能力为本位构建模块化的机械制造基础课程新体系。课程模块化是在总结国外经验的基础上,兼容我国以学科为中心的传统三段式课程模式和以工作能力为中心的能力本位课程模式的长处,形成具有我国特色的又符合教育内在规律,并考虑学生个性发展的课程模式。所谓模块,是一个自身相对独立但又能与其他模块保持一定联系的课程组成元素,一门课程可以由多个模块构成。一般情况下,模块本身并不发生变化,但随着市场需求的不断变化发展,部分陈旧的模块内容将会被淘汰,一些新的科技发现可以随着经济的日益发展而逐渐形成新的模块。一方面,机械制造基础课程新体系能够使学生满足行业多岗位转换甚至岗位工作内涵变化发展所需的知识和能力的要求,另一方面,机械制造基础课程新体系使学生具有知识内化、迁移和继续学习的能力。新的课程体系具有灵活性、模块化特点,围绕专业培养目标,拓宽学生的知识面,培养学生的工程素质和提高学生的应用能力,采用理论教学与实践教学合一的教学模式,满足行业岗位对知识和能力的需求,培养学生更能适应行业和社会对应用型人才规格多变的需求。
3.2通过对机械制造基础课程的课程内容的整合与改革,力求做到“宽、浅、精、实”。在原工程材料与机械制造工艺基础课程的基础上,吸取相关的最新知识和研究成果,对课程内容进行整合,如精选保留传统教学内容中的基本原理和重要的工艺方法,删除那些陈旧过时的内容,把技术上较成熟、应用范围较宽的“三新”,即新材料、新技术、新工艺内容作为基本内容引入课堂教学,再通过吸收过去机械制造及其自动化专业课程的部分基础性内容,并对主干课程和相关教学环节组成一个系统,进行统一规划,与后续课程形成一组系列的基础课程群,这样既能加强课程之间的内在联系,又能减少不必要的交叉重叠,使课程设置更加精练,使之在有限的课时基础上,最大限度地拓展课程空间;同时在课程体系上,使机械制造基础课程的改革与选修课、并行课和后续课配套进行,避免教学内容简单重复,达到整合优化的目的。
3.3机械制造基础工程训练作为十分重要的实践环节,它可为机械设计打下较好的实践基础,同时也为机械制造提供较好广阔的实践空间。因此,必须对机械制造基础课程进行归纳、拓宽、加深和应用,尤其当专业面进一步拓宽,制造技术专业课进行合并和学时锐减的情况下更应如此。
4.构建机械制造基础课程新体系的举措
4.1构建模块化的机械制造基础课程的新体系。课程模块化中的模块课程又称为“积木课程”,其最大的优点就体现在其组合特点。我们可以把模块课程定义为一个自我包容的包,它包括有计划的一系列学习经验,设计这些经验的目的是帮助学生达到具体的目标。在实施进程中,模块式课程主要由主体、定向、辅助三个模块组成。主体模块具有奠基功能,由机械工程材料、金属热加工基础、实践教学环节等组成;定向模块具有专业功能,包括机械加工基础、公差配合与技术测量等组成;辅助模块具有发展功能,由纳米技术、新型高能材料、高温超导材料、激光技术、大规模集成电路等组成,用于扩大学生的知识面。
4.2对机械制造基础课程内容进行整合优化,使之成为一门适用于机械类和近机械类专业学生的专业基础课程。
4.2.1根据整合优化的总体思路,将该课程分为两部分。第一部分安排在第三学期进行,内容涵盖工程材料、材料的性能和材料的成形,该部分将形成以材料和工艺为核心内容,以工程材料和成形原理为基础理论,以选材料、毛坯、工艺和设备为主线的内容体系。其任务和目的是培养学生能够运用机械工程材料、成形加工技术手册,在材料和材料成形方面具有较宽的知识面,具有合理选用常用材料及常用热处理、成型方法及工艺过程的初步能力。在具体讲授内容上加强手册的使用方法的学习,在工程材料方面重点介绍工业用钢、铸铁、常用合金等金属材料的性能、改性和选用,增强对常用非金属材料的介绍;在材料成形方面,着重对成形原理的理解,去掉繁冗的工艺细节,适当增加新工艺和非金属材料成形的内容。第二部分安排在第四学期进行,内容涵盖公差配合与技术测量、切削原理、切削机床、机械制造工艺、机床夹具和刀具、机械装配等,该部分将形成以机械加工工艺为核心内容,以切削原理为基础理论,以工艺过程和加工质量,为主线的内容体系。其任务和目的是培养学生在机械加工方面具有较广泛的知识面,具有选择零部加工方法和制定加工工艺、控制机械加工质量,以及综合运用工艺知识,分析零件结构工艺性的初步能力。在具体讲授内容上,加强机械加工工艺过程和加工质量的影响因素及其控制,将公差与配合融入具体的工艺过程中,以强调其应用性,并通过应用场合实现概念清楚,应用目的明确,同时要简化互换性原理的计算和分析,重点突出尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的一般选用、查表方法,适当讲授先进加工技术,拓宽学生的知识面,激发深入学习专业课程的兴趣。
4.2.2吸收科学技术发展的最新成果。随着科学技术发展的突飞猛进,机械制造基础课程的有关领域无论是科学理论研究,还是应用技术成果,新技术、新成果不断涌现。大学生更需要了解科学技术发展的新动态和信息,了解先进科学技术的目的是将来能在激烈的市场竞争中生存发展,更好地服务于社会,造福于人类。因此,机械制造基础课程的教学应重视知识的更新换代,及时吸收先进的科学技术发展新成果,在教学中向学生介绍机械制造基础领域的科学技术发展最新成果、新知识、新理论,如纳米技术、新型高能材料、高温超导材料、激光技术、大规模集成电路等,开阔学生的视野,丰富科技知识。同时结合教学进度,组织学生参观工厂和实验车间,加深对高科技知识的认识,提高其鉴赏和分析问题的能力。
4.3改革机械制造基础课程的教学方法和教学手段。在机械制造基础课程的建设与改革中,我们要重视教学方法和教学手段的改革与创新。本课程要求教师在教学过程中体现“工学结合”的理念,采用融“教、学、做”为一体的教学手段,充分利用多媒体技术,把实际生产的教学录像以多媒体形式展现在课堂上,对见习和实习内容进行情景再现,帮助学生巩固知识。多媒体教学能激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效率和教学质量,有助于加强基本技能训练。
4.4建立一支思想稳定热爱专业基础教学、刻苦钻研、积极上进、年龄和知识结构较为合理的教学队伍。打造一支既具有扎实理论知识,又具有丰富实践经验的课程建设团队是课程改革与建设成功的关键所在。同时,提高教师的教学与学术水平,是机械制造基础课程生存和发展的必要条件,在机械制造基础课程新体系的构建中,院系可通过安排课程组教师,特别是中青年教师到企业顶岗实践或可以安排理论教师到实训场所学习,使教师积累实践工作经验,提高课程组教师的实践教学和综合素质能力,从而提高教师的综合素质与教学能力。
5.结语
机械制造基础是在将一些专业和专业基础课程的部分内容进行整合后形成的一门适用于机械类和近机械类学生的专业基础课程。该课程体系的构建充分考虑了其实践性强的特点,将理论、实验、工程实训和课程设计有机结合,形成“四位一体”的课程新体系格局。
参考文献:
[1]付胜,李晓阳,程文彬,安国平.机械制造基础课程建设应拓宽专业口径[J].理工高教研究,2004,(6):92-93.
关键词:自动化;工程机械;制造
随着我国社会的快速发展和城镇化的快速推进我国的建筑工程行业得以迅速发展,建筑工程业的快速发展也使与之相关的工程机械制造业得到了迅速崛起,并且由于工程数量的不断上升,工程机械制造的需求量不断攀升,这就促使了工程机械制造业必须提高自身的产量与质量,在这样的前提下应用机电自动化技术是一种较为有效的方式,将机电自动化技术应用在工程机械制造业当中可以最大程度对工程机械制造水平进行整体提升。
1机电自动化和工程机械制造的发展
工程机械制造实际上自古有之,在春秋战国时期的墨家就曾经创造出了一些用于建筑工程的辅助类工具,但是其真正的被世人所熟知或者说大型化、专业化还是在瓦特发明了蒸汽机之后。可以说大型机械指制造业的出现也促使了人们更加快速地步入了现代文明当中。而工程机械的发展也使得建筑工程行业得到了快速发展,并且一个国家的工程机械制造水平的好坏也间接地反映出了这个国家的工业制造业水平,象征着该国家的制造能力。因此工程机械的发展是与国家制造业的发展息息相关的。同时一个国家的工程机械制造业想要得以蓬勃的发展就必须与时俱进大量吸收先进的制造理念,而机电自动化就是一种较为新颖的理念其与传统的人工机械制造业有着颠覆性的改变,是一种可以对整个工程机械制造业水平进行整体提升的重要途径。从某种意义上来讲一个国家的工程机械制造业是否应用机电自动化技术也在昭示着这个国家的工业是否进入了现代工业化时代[1]。
2机电自动化技术在工程机械制造中的应用
机电自动化在工程机械制造业中的发展空间广阔,已成为我国现代化机械技术中不可缺少的部分,同时对于工程机械制造业有着深远的影响。将自动化技术与工程机械制造技术相融合,不仅实现了自动化技术对工程项目现场的远程调控,还从方案设计到技术控制上都形成了一体化的自我调节控制系统。所以,机电自动化对于机械制造设备在施工现场工作中有着深远的影响。
2.1机电自动化技术的优势
传统的机械制造对于人工的依赖过大,使得制造工人的技术直接对工程机械制造的质量造成极大的影响,并且制造工人的身体状态、心理状态以及疲劳程度都会对整个工程机械制造起到极大的影响。除此之外,在以往工人对于机械制造图纸的理解能力直接决定着其工程机械的精密性和实用性,使得原本的工程机械制造陷入了人工决定成败的境地。机电自动化技术的应用则大大改善了这样的情况,机电自动化可以对整个机械制造过程采用全自动模式进行,在自动化操作的模式下无论是对于工程机械产品所具备的信息处理还是在制造过程中的检测工作都不需要人工进行过多的干预,全过程都是标准化流程化进行的,这样就大大降低了工程机械制造业对于人工的依赖,也降低工程机械制造的成本,而工程机械的质量和产量都有着显著地提高[2]。
2.2机电自动化中的技术融合
对于目前机电自动化技术在工程机械制造业当中的应用而言,其最为受到欢迎且应用范围较为广泛的技术应当是对于机械检测、识别和修复等技术。这些技术对于工程机械制造业而言是极为重要的,其大大地降低了人工成本并且可以迅速地找到问题所在并且进行解决。在日常的机械管理工作当中,机电自动化技术可以定期定时地对各类设备的性能进行检测,一旦发现问题就做出预警并且自动寻找解决方案对,从而使得工程机械制造设备本身的运营安全性大大增加。不仅如此,机电自动化技术还可以对这些故障信息进行记录并且通过网络技术进行保存,从而为以后发生类似故障保留有效地解决方式。
2.3机电自动化技术的广泛运用
由于大量的工程机械制造产品中都运用到机电自动化的技术,所以其工作中的自我诊断、自动修复、自动监听和自我适应的能力都大大的提高。不仅保证了设备的安全生产,还有效的延长了设备的寿命。所以机电自动化技术越来越受到用户的青睐,运用范围也越来越广。其中以柔性化自动技术最具有代表性。所谓的柔性化技术就是利用数控技术为核心,实现自动化完成企业多品种、多批量的加工、制造、检测等环节的先进技术。柔性化自动技术的核心数控技术是以远程数控为基础的,这种远程数控不仅可以对生产环节进行模拟还可以大量地减少工程机械制造当中的人力、乃至能源的投入,并且由于其是以远程控制为特点因此减少了人工在第一生产线上的操作,从而降低了以往传统工程机械制造当中可能出现的工人伤亡现象。柔性化自动技术原本只是应用于机械加工当中下切削一个环节当中,但是随着其技术的不断发展目前已经覆盖了多个领域,其中也包括了工程机械制造领域,其在工程机械制造当中的板材剪切、冲压以及焊接环节当中都有着一定程度的应用。
3结束语
随着我国机电自动化与工程机械制造行业的有机结合,在不久的将来我国的工程机械制造行业必将有着极大的进步从而使其能够更好地为我国的国民经济建设服务。
参考文献
[1]邹十践.电动马达轮铲运机[J].工程机械,2011,(4).
[关键词]机械制造;自动化技术;特点;发展
中图分类号:TQ271 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0193-01
1 引言
机械制造技术属于一门系统性比较强的工程学科,产品生产、应用机械、维护机械、机械升级等每个环节都会应用到机械制造技术。在当前的机械制造技术中,自动化技术越来越成为一个不可绕开的趋势。研究分析机械制造自动化技术可大大提高企业经济效益。为此,我们应该对机械制造自动化技术的特点进行探究,并且对其未来发展趋势进行判断。下面是笔者对机械制造自动化技术特点及其未来的发展趋势的看法。
2 机械制造自动化技术的特点
2.1 综合性
机械制造自动化技术的特点可以用拆分和合并的思想来分析。机械制造行业根据其生产制造的目标不同,对于每一个制造目标所采用的制造理论和制造方式也不同,因此需要融合各个领域的制造理念和制造技术才能满足生产需求。自动化技术的综合性上文已经提到,计算机技术、感应技术、新材料研发等学科技术都与自动化技术有不同程度的交集。此外,机械制造自动化技术的行业流程也表明了其突出的综合性特点。机械制造是研究大中小型工业机械、机电设备和微电子产品的设计、制造、运行操控等领域的学科,其综合性特点贯穿在机械设备研发制造的各个方面。
2.2 系统性
现代机械制造自动化技术已经取代传统的机械制造地位,成为了一项具备完整操作规程、具体生产目标、科学管理方法的一个系统工程。计算机技术、控制技术、微电子技术、感应技术、自动化技术等学科基础构建了一个机械制造自动化技术完整的框架结构,并在机械制造的各个环节发挥着不可替代的作用。计算机技术应用在机械制造领域,使得机械制造自动化技术的操作更加高效、稳定。控制技术则使得机械制造自动化技术的安全性和可靠性大大提升。微电子技术、感应技术和自动化技术交叉融合,实现了机械自动化技术的操作步骤优化和自动流程一体化。机械制造自动化技术这一项系统工程的稳定运行和发展依赖于各项高新技术,同时又间接促进了各个子技术的创新进步。
2.3 安全性特点
但凡从事制造业的企业,均会在企业运营过程中对于安全生产问题给予足够的关注,唯有依托系统化的安全生产管理活动方才能够防患于未然。作为机械制造自动化技术而言,该项技术具备自动报警功能模块,因而一旦出现险情或事故便能够暂停工作,使检修人员进行及时的故障排查,如此便能够降低安全事故发生率,从而确保生产安全。其次,高精度行业相关的工作领域也可以应用机械制造自动化技术,尤其在加工芯片等电子元件方面具有很大优势。机械制造生产具有安全性能较高、质量高、稳定性较高等特点会为企业创造更多的社会效益以及经济效益。
3 机械制造自动化技术的发展趋势
3.1 激光制造自动化生产技术
(1)激光加工快速成型。在激光加工快速成型生产过程中,通过激光技术进行选区烧结是其主要的生产技术之。其生产原理主要是通过对工业材料进行逐层添加的方式,选区处理三维模型,来生成激光烧结的路径,接着利用激光扫描技术进行预先路径扫描,最后进行逐层烧结固化,从而在形成最终产品。(如图1所示为激光加工快速成型工作流程图)。这种生产工艺不仅质量高、速度快以及产品质量好,而且生产过程也相对比较简单,其将是机械自动生产模式的一种全新的技术生产模式。(2)激光热处理。在工业机械化生产过程中,应用激光热处理生产技术主要是由于其具有超强的穿透力。其工作原理是:对金属表面进行加热处理直至临界转变温度,金属表面奥氏体化,然后迅速淬火,使表面强化,也就是激光相变硬化。激光热处理技术不仅能够较好的解决工业材料表面硬化的现象,而且还能机械的耐损性能,从而在一定程度上有效的提高了机械的使用性能。(3)激光焊接技术。在机械制造过程中,传统的焊接方式,不仅其焊缝宽、焊接速度慢,而且在进行焊接的过程中还存在着气泡,容易发生变形,从而会出现焊缝断裂的现象。然而,激光焊接技术能够有效的缓解这类现象,激光焊接的优势就是其热影响小,焊缝窄,在大气压中即可进行,且不需保护气,不会产生对人体有害的X射线,再加上其焊接速度快、不需接触材料。因此,激光焊接被广泛的应用到工业生产的过程中。
3.2 自动化与智能化有机的结合
随着科技的发展与社会的进步,我国的工业化水平也在逐渐的提高,工业生产也逐渐朝着自动化与智能化的方向发展,同时与先进的计算机技术进行有效的融合,RICS芯片、高频CPU以及多核CPU将会有效的应用到工业生产的控制系统中,从而有效的实现自动化与智能化的游记结合,从而提高我国的工业化生产水平。
3.3 对媒体技术的应用
在工业机械制造生产的过程中、一旦能够有效的将声像技术、计算机技术以及通信技术进行有机的结合,其工业生产的实际情况机会通过电脑屏幕显示出来,从而对生产现场进行有效的控制,从而极大的减少了工作人员的工作量,提高了工业生产的效率,促进我国工业生产自动化水平的提高。
4 结语
我机械制造的自动化程度不高,因此作为我国支柱性产业的生产制造业仍有很大的上升空间。其自动化技术具有综合性、世界性、系统性等多种优秀特质,在我国未来发展中会起到至关重要的作用,因此,要加大对机械制造的自动化技术的研究力度,致力于技术发展创新,跟上时代的潮流,让我国机械制造业能够在世界的舞台中脱颖而出。希望本文的论述能够为机械制造自动化技术的发展带来一些有利的推动性条件,促进机械制造自动化技术的发展。
参考文献
[1] 张殿楠.罗克韦尔自动化公司OEM配套业务发展战略研究[D].上海交通大学,2009.
[2] 李衡.冲压模具CAPP技术中零件信息管理和工艺生成方法的研究[D].长春工业大学,2010.
[3] 徐自越.基于OpenCV焊缝视觉跟踪图像处理的研究[D].兰州理工大学,2012.
关键词:激光技术;农业机械制造;应用
激光技术是基于现代科学技术不断发展之上所形成的一种现代科形式,在农业机械制造中的合理应用,能够促进机械加工质量不断提升,提高农业机械的整体性能,从而推进我国农业机械生产与农业产业发展的顺利开展。
1 激光技术概述
1.1工作原理
科学研究表明,激光具有平行光束,同{性和单色波长的性能特征。在科学实验中,使用电管以电流或者光的能量对一些原子里含有易激发的物质或者某些晶体进行撞击,撞击后原子所带的电子处于一种高能量状态,当高能量的电子转化为平和的低能量时,原子会产生更大的能量,继而放出光子;该状态下,被释放出来的光子又不断撞击原子,原子继续产生光子,不断循环进行撞击与释放,而且持续往同一个方向运行,由此集中形成该方向的一束具有极强能量的光,形成所谓的激光原理。聚集的激光能量强大,可穿透各种材质。例如红宝石激光,该激光输出脉冲的全部能量不足以让冷水沸腾,却拥有穿透5mm钢板的能量。可见,尽管激光的光能一般,但功率密度极高,穿透力强大,这是一般的光束无法企及的,因此激光的这一优点被广泛应用于诸多行业。
1.2优越性
激光加工技术原理充分展示了该技术于其他处理技术的区别与优点。激光机工技术与材料进行零接触加工,没有对原件进行任何的直接性冲击。这一系列光束特性为激光加工技术带来了应用方面的先进性。根据激光加工技术的零接触加工原理,在对机械进行处理时,不会影响机械的原型,破坏性极低;激光光束具有极高的能量密集度,对于局部加工的机械,加工时间段,在激光照射部位没有任何不良影响,因此,在加工完毕后,机械受光束的热能量影响小,减少了不必要的后续加工程序;激光光束对于导向和聚焦工作十分灵活,能根据控制灵活实现所需调整,配合十分默契,在复杂机械的加工上得以领先应用。可见,激光加工技术的使用十分有效,对于产品的质量也得到较好保证,生产效率明显提高,在进行高精尖产品的加工上也得到了充分利用,加工过程不会造成污染,节省了材料,其优越性显著。
2 激光技术在农业机械制造中的应用
2.1激光切割技术
激光切割技术是激光加工技术中的重要组成部分,基于激光光束高密度对材料表面进行精准扫描,在短时间内促使被扫描部分迅速上升至上千摄氏度的高温状态,并在被扫描部分熔化后以高压气体吹走融化部分,从而实现激光切割。激光切割技术作为激光技术中的重要形式,在农业机械制造中发挥着重要的作用,能够通过激光光束聚能而达到目标,其在实际应用中能够产生较高的能量,因此与一般加工方式相比更具优越性与可靠性。基于激光切割技术的应用,农业机械制造质量得到可靠保证,在激光切割条件下,金属材料能够保持完整形态不变,在有效节约加工材料的同时,能够提高工作效率,降低成本,从而保障生产加工的综合经济效益。
就农业机械制造来看,其需要以厚度较大的金属材料作为支持,以促进机械制造加工各项操作的顺利开展。一般加工制造方法无法满足农业机械制造的综合要求,无法达到加工目的,并且所制造的农业机械精准度不足。而激光技术的合理应用,具有较强的穿透力,通过激光切割技术,即便是相对厚重的金属板也能够实现有效切割,保证工件制造精度,在农业机械制造中的应用,为机械产品质量与精度提供可靠保证,并降低机械制造材料成本,因而具有良好的应用价值。
2.2激光焊接技术
激光焊接技术在当前农业机械制造中也发挥着重要的作用,一般焊接技术是无法与之相媲美的。激光光束能够实现能量的聚集,而激光焊接技术正是通过能量的聚集将光束照射到待焊接工件表面,促使其部分溶解,之后进行规范焊接并加以冷却处理。激光焊接技术在实际应用中具有熔池净化功能,保证金属焊缝绝对纯净,从而对相同或不同的金属材料进行规范焊接。激光焊接技术是基于热传导原理的基础上所实现的,当激光照射于材料面时,表面受热并逐步向内分散,内部受热并使得工件熔化,促使熔池形成,为焊接操作的顺利进行提供可靠保证。在焊接过程中,部分金属器械部位难以靠近,传统焊接技术无法得到有效应用,焊接难度较大,而激光焊接技术则能够实现远距离、零接触焊接,应用便捷程度较高。
激光焊接技术在农业机械制造中的应用,通过其自身良好的电磁学性能、机械性能以及抗腐蚀性能,能够在一定程度上控制焊接材料变形问题,保证后重金属穿透效果,从而提高农业机械制造的精准度与可靠性。在农业机械制造中可以对激光焊接技术加以引进与应用,包括播种机、收割机等,此类设备与地面接触较多,往往会产生较大的阻力,从而对机械设备接触面磨损较为严重。通过激光焊接技术的合理应用,能够有效提高农业机械焊接面质量,延农业机械使用寿命,并有助于优化农业机械的使用性能,推进农业生产活动的高效开展。
2.3激光快速成型技术的应用
激光快速成型技术的应用较为先进,该技术的工作原理主要通过将CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驱动和新材料等技术集成综合运用集成。与传统制造方法相比具有互换性高,复制性好,成本低,加工周期短等优点。激光快速成型技术采用非接触的加工模式,没有传统加工的残余力问题,工具的更新问题,无切割、噪声等,有利于保护环境;可实现快速铸造,快速模具制造,特别适用于新品的开发和单件零件的生产。据资料显示,采用激光快速成型技术后,制造费用可降低50%以上,加工周期可缩短至80%,具有很大的优越性。但这一优越性在农业机械制造中的运用还比较有限,主要是由于农机制造向来都是以传统的制造方式生产,对激光技术的了解不足,没有投入到使用中。但随着农业工业化的继续发展,农机制造企业自身的实力也不断提高,市场对农机产品的质量方面有更高的要求,激光加工技术在农机制造方面的应用趋势不可避免。
3 结束语
总而言之,为促进激光技术的优越性及独特性得到充分发挥,加大力度探讨激光技术在农业机械制造中的应用是非常必要的。激光技术具有广阔的发展前景,在工业、化学、电子等行业内得到广泛应用,基于其时间控制性与空间控制性能够促进农业机械制造各项工作的高效开展,从而为社会生产活动提供可靠的技术支持,促进社会经济的不断发展进步。
参考文献:
[1] 崔莉 激光加工技术在农业机械制造中的应用研究[J]. 《科技创新与应用》, 2016(31)
关键词:机械制图;经验指导;实用价值;应用效果
在机械工业、生产活动中,在施工的步骤方面,以及施工的模型当中,都要按照图纸的形式进行表达机械施工者的心里想法。机械领域的图纸,代表了机械设置者的意图,如:在构架方面的制备原理以及整合形式的不同,这些都可以通过图纸进行展示。在具体的制造生产过程中,保证了信息的技术交流,以及在施工内部,明确有关机器设备运转性能的规定是否合理,从而使得系统的操作和程序得到维护保养。
1.机械制图
1.1机械制图的指引价值
所谓机械制图,是指在整个机械制造工程过程内部,其是一种技术、交流的语言,对具备一定施工经验的技术人员有很大意义,换句话说,就是具有指导的价值。我们要强调实现机械生产步骤的必要性,只有这样,才能保证具体技术的意义,即在施工内部,实现其自身强化的能力,使得在整体机械制造工作中得到全面改良。
1.2机械制图的基本原理、制图标准和具体规则
机械制图有着自己的指标,而国家对于机械制造工程有一定的限制,在整体的统一、管理效能方面更是如此。因此,他们具备或多或少的强制性,为了全面保证机械质量的提高,这是一个重要的途径。在后期投入生产的使用过程中,这是其安全机能和稳定效应的重要保障,国家在进行机械制造工业的创新和延伸上,必须遵守这样的规矩[1]。
目前,我国的各个领域都与国际接轨,是一个创新的时代,对于整个机械制造工业内部,按照国家的标准来建设,在实际施工中,要保持技术的先进性、一致性和完整性,这样,我国具体的机械制造人员就能够顺利进行,在对图纸进行观察的时候,能够使得沟通渠道得到延伸,同时把握技术的创新,以新的模式、结构去工作,确保了具体连接的功能得到延展,具有很好地效益,因此,针对具体的读图,我们要有一定的能力,即具体机械制造人员要具有的能力,这样,才能保证工作的顺利进行,他们在具备必要的、识图能力下,整体机械改造建设格局得到拓展;技术得到更新、发展。一旦必要的制图能力得到稳定后,按照国家必要的、专业化的标准去继续,即按照严谨性的、权威性的以及法制性的规定去工作,这样,相关的技术人员就会掌握必要的、标准化的常识,其具有着高的认识,能够从整体把握机械制造工程的发展、方向和模式,使得现代化技术设备得到进展,在其支持下,具体机械设备得到拓展、延伸,使得不同结构的相关功能得到开拓、发展。
2.机械制图的意义
2.1工艺方面的层级提升
2.1.1技术人员的素质
对于技术人员,除了明白制图的体系化规则外,还要注重能够去解决分析关联性的工艺,按照制图的意图去理解,使得查验图纸所用的技能和现实的制备技能得到整合。为了技术人员有一定的维度、思考的技能,要求其独立按照规律去掌握、控制其模式;针对国家规定的标准,即侧重性制图的内涵,使得其在专业机械制造技巧方面得到有序的延深发展。这样,通过技能的延展,使得相关的知识,即在金属工艺学方面的、在机械制造机理方面的以及在具体的技术测量工作等方面的内容得到把握。
2.1.2整合实际操作
对于零件结构、加工手段、材料选择与机械表面质量要整合,这样就能提升在关联性的技术的水准。其中,对于主体、层次内的理念知识,除了理解制图的概念和把握具体的规则定义外,我们应该学会掌握相关的、延伸的领域的知识,重点是要全面的、正确的去把握内在内容。在实际应用中,才能实现时效性。对于这种现代化生产技术来说,通过运用图纸的功能、对其结构的定位,以及通过运用计算机,来控制、管理系统,使其具体的内部得到优化,再结合相关的材质、结构,按照整体去组装、制造,所以,要从图纸内去发觉;通过其总括的原则,来指引装配、后续性的、养护的配件流程[2]。
在视觉领域内,设计具有新型的的设计是很必要的;工艺方面要达到构思巧妙,具有研究功能的工艺。在高新技术的支持下,为了确保实现具体的、事物形态的载体;为了人们观察与研究的愿望得到满足,以及在机械制图引导的基础上,创新设备,对于技术人员来说,在实际施工过程中,有一定的要求,即结合自己掌握的基础制图知识,新思想,使得具体设计方案,见图1中所示,在整体制图画面的整体中,得到创新,在知识经济的时代,这对于必要的机械制造工业来说,是一个必要的挑战[3]。
2.2组装配件的构架
对于机械在平日的运转,脱离不开其具体的、部件的结构。若干部件需要装配,通过其综合功能的控制,针对各类别的设计方案,按照合理的配件方位的制定,使得系统功能在整体指导工具中得到好的作用。为了巩固本源性的制备,从配件的构造开始,变更操作流程,需要真实的架构。在实际识图过程中,才能够把握具体的机械功能,这对于把握图纸设计的过程具有科学的、参考的意义。
2.3培育延展性技能
对于机械制作工作,具有一定的专业技术的能力,而机械制图,一直是实际工作中的重点,在不同岗位的都需要得到拓展,由于工艺环节与机械制图有联系,所以,对于绘图员、工艺员与工程设计人员、生产管理人员都有要求,确保系统的联系,内部操作流程的连贯。因此,在机械制图基础能力的培养时,要注意结合计算机控制处理技术,从不同领域得到发展,在实际制作工艺中,使得应用效果和相关领域结构的适用效果得到发展。
总而言之,在现代社会不断发展的形势下,在实现计算机终端控制技术下,通过现实的可视化的监督,保证了机械制图指引具体的生产和装配工序的进行,保证了工艺质量达到机械制造的水准,企业资金得到合理的运转,制造工业技能得到全面的发展,在机械制造综合实力下,国家工业水平在全面竞争优势水平方面得到提高。
参考文献:
[1]陆柏林.浅论机械制图与CAD教学[J].中国集体经济.2010(16)
关键词:中国制造;机械制造类;培养模式
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)10-0067-02
“中国制造2025”是中国版的“工业4.0”规划,也是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领,实现制造业由大变强的历史跨越[1]。机械制造业是“中国制造2025”的重要支柱和重要组成部分,对机械制造类的人才培养模式和要求带来了新的挑战[2]。基于“大工程教育理念”的本科教学工程系统地分析和研究高素质创新型人才――“现代机械工程师”的基本特征及其评价方法[3],探讨机械工程专业学生创新素质形成原理及其规律。构建融知识、能力和工程素质于一体。集现代管理和先进技术为一体的人才培养新体系[4],对改变传统的人才培养模式,培养具有开拓创新能力的“现代机械工程师”具有重要的理论意义和较大的实用价值。
一、传统机械制造类专业人才培养模式现状
(一)教育教学观念滞后,人才培养目标模糊
目前机械工程专业本科人才培养目标定位为“能在机械工程及其自动化领域从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才”,其概念陈旧,涉及面宽泛,含义模糊[5],可以覆盖学生毕业后一生中从事的工作,无法与我国日益迅速发展的工业化进程需要相对接。其结果是导致人才培养方案构建思路不清晰,重点不突出,其目标也比较难以实现。
(二)教学内容陈旧,工程能力训练不到位
目前机械工程课程及其教学内容比较陈旧,学科前沿课程较少,专业课程体系无法适应学生个性发展的需求,也无法适应新时期经济和社会发展的需要,导致机械工程专业学生实践能力和创新能力培养体系不健全,出现了有环节要求[6],但无法落实而形同虚设的情况,严重影响和制约着人才培养质量。实践教学体系设计的系统性不强,不能完全满足应用型人才培养的需要;实训基地未能充分利用,制约了实习指导工作的开展。
(三)教学方法手段滞后,多元化人才培养模式缺失
教学方法单一,现代教育技术手段的应用水平也并不高,影响了学生工程实践能力的培养,无法满足高等教育大众化条件下多元化人才培养的需求[7]。在人才培养的关键问题上,深层次改革有一定难度,如产学研合作等。合作教育渠道、层次有待拓宽和提高。
二、机械制造类专业人才培养模式的构建
(一)创设“模块化、组合式、开放型”的课程体系
以“大工程教育理念”为指导,以机械工程专业为研究试点,提出机械工程专业人才培养目标为具有高素质创新型能力的“现代机械工程师”,优化机械工程专业课程体系和实践教学体系。以高等数学、大学物理、机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、电工与电子技术、工程材料、微型计算机原理为基础理论知识;以公差技术、控制工程、测试技术、材料成型技术、机械制造技术基础、液压与气动等为专业理论基础;以制造装备设计、机电一体化技术、机电传动控制、数控技术、自动化制造系统等为相关和拓宽知识,构成毕业生的知识结构。
(二)优化教学资源
将课程建设、专业建设、学科建设和实验室建设融为一体,实现教学与科研、学科与实验、课程与设计的系统协调和有机统一,通过实施“青年教师工程能力培养计划”和“青年教师创新能力培养计划”,实现教学资源的优化配置,主要表现在:1.鼓励教师利用科研成果更新教学内容,设立教案评估制度,并与教学考核相结合。2.探索建立科研成果转化为课程的工作机制,鼓励教师科研成果融入教材,并辅之以相应的考核、评估和奖励。3.开设反映学术前沿的选修课,并结合教师承担的科研课题来指导本科生毕业设计(论文)。
(三)完善创新型人才培养机制
推进教师工程能力提升及实践教学基地建设,对新引进人才全部进行严格的岗前培训;采用师徒结对的形式,由教学科研经验丰富的老教师指导新教师的教学工作。学院组织新教师职工的听讲评活动,对青年教师的教学工作进行点评和指导,确保青年教师的教学质量。完善机械工程专业学生工程能力、创新意识和创新能力的实践教学体系,在培养环节上,课堂教学、实践环节、第二课堂整体优化设计;在教学方式上,必修课、选修课相结合;在教学内容上,自然科学、工程技术、人文知识相互兼顾,同时体现现代科技中学科交叉的特点,特别注重机械工程与信息化、自动化技术相结合。建立四段式教学体系:理论教学体系、实验教学体系、课程设计体系、参观实习教学体系。在教学中落实“产学研结合”、“理论教学与科研实践案例教学相结合”、“课内教学与课外辅导素质拓展相结合”的教学改革,强化“课程设计与实习”两个教学环节。
1.培养方案与培养目标的定位一致,改革培养模
式,改革教学方法,切实体现工程应用型人才培养特色。完善和修订教学大纲,做好专业主干课程内容更新,知识体系优化。
2.强化实践环节,加大实验教学比例,改进实验内容,减少验证性实验,增加设计性和综合性实验,课程设计和毕业设计环节从选题到具体指导注重工程实践能力的培养。
3.完善实验室设备,保证实验项目开出率达到
100%,创建实习基地,校企合作承担专业认识、生产实习、毕业实习的主要实践教学任务。
(四)规范毕业设计(论文)过程
毕业设计(论文)是在学生完成全部大学课程后,走向工作岗位前的一次综合训练教学环节,是对学生在大学阶段所学知识与能力的全面检查与考核,对于培养学生的创新精神、协作精神,提高他们的实践能力和综合素质起着重要的作用。对毕业设计字数、参考文献和图纸等进行量化处理,主要分为五类:1.理论研究型;2.工程设计型;3.工程技术实验研究型;4.计算机软件型;5.综合型。从毕业设计(论文)的全过程看,学生的机械设计制造的实践能力及水平得到了提高,工程意识和素养增强,独立分析和解决问题的能力进一步加强,尤其是毕业论文质量较往届有了较大幅度的提高,全部顺利通过院和小组答辩,成绩优秀率达到14%,获得校优秀毕业生标兵称号的8人,占常州大学总数的8.2%,取得了令人满意的成果,达到了预期的目标。
(五)健全教学质量保障机制
在教学实践中,坚持以学生和教师双主体与以学生为本的核心理念,激发学生学习的主人翁意识。实施“本科创新能力培养激励机制”,提高教师和本科生参加科研创新活动的积极性。制定教学督导组和学生评议教学效果机制,每学期将评议结果公开,向各个教师反馈评议意见。由专业教师负责成立课程评估小组对专业课程进行自我评估,采取“主讲教师负责、逐课评估、达标验收”的办法实施,采用计算机以及网络手段对规章制度进行科学、规范管理与实施。完善教学质量评价机制,组织学生评教活动,促进学生对教师主要教学环节教学质量进行监控与评价,注重同行评教和领导评教,强化教学督导。
三、机械制造类专业人才培养模式的实践
常州大学机械设计制造及自动化专业是在1984年原江苏化工学院机械制造工艺及设备专业的基础上建设和发展起来的,近几年,本专业一直是常州大学招生人数最多的专业之一,在长三角人才市场上就业形势一直处在前4位。装备制造业是江苏省重点发展的支柱产业之一,常州市已成为中国先进制造技术发源地,初步形成了较为完整的制造业体系,主要包括轨道交通设备制造业、工程机械制造业、农业装备制造业、数控机床和基础装备制造业等。装备制造业的快速发展必将扩大对应用型工程技术人才的需求,为长三角地区及全国装备制造行业提供大量工程技术人才是本专业建设的方向。根据社会经济发展需要和技术发展趋势,结合常州大学发展目标和本专业现状,培养的人才类型为:工程应用型。以上海为龙头的长江三角洲经济区机械制造业十分发达,对本专业毕业生的需求量很大。在长三角地区和常州先进制造技术基地对专业人才的技术需求基础上,形成了本专业以先进制造技术为线的人才培养目标。
本专业坚持优化课程、提高质量、注重实效、形成特色的方针,及时修订本专业培养计划和教学大纲,从课程体系的学习方面衡量本专业培养目标是否体现了学生在知识、素质方面的协调发展。在生产实习、课程设计、各级科技竞赛、毕业实习、毕业设计等环节考查学生能否从全局的观点看问题,能否从市场研究、设计构思、生产制造中分析思考,以此判断培养目标是否实现及实现的程度。近几年来,学生的四级通过率在95%以上、考研录取率在30%以上,就业率为100%,这些数据反映了培养目标的实现情况。
面向“中国制造2025”,以创新人才培养为主线,构建了机械制造类人才培养模式,并进行了有益的实践。改革传统的教学模式,将理论教学与实践教学有机地结合,探索了一种适应“中国制造2025”的机械制造类人才培养的模式,逐渐培养了学生自主学习与探索求知的精神,使其创新能力得到提升,工程实践能力更加突出,为今后的职业发展奠定坚实的基础。
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关键词:机械制造基础 数字化教学资源 素材库
根据教育部机械基础课程教学指导分委员会金工课指组的指导精神,机械制造基础课程是机类、近机类必修的一门专业技术基础课,是工程训练课程体系的理论基础课程和核心课程之一。该课程教学目标为培养学生工程实践能力,工程技术素质及工程创新能力。
目前机械制造基础课程教学难点在于以下2点:(1)课程信息量大与教学学时少之间的矛盾。机械制造基础课程包含材料成形技术基础和机械制造工艺基础两部分内容,知识范围广泛,信息量大,理论知识点繁多难懂。在比较少的学时内,学生接受吸收大量的知识信息有一定难度。(2)理论与实践结合的不够。机械制造基础课程是培养学生分析解决工程实际问题能力的重要教学课程,由于课程缺少实践环节,而低年级大学生缺乏工程实践能力。缺乏工程背景而使得知识点的学习抽象化,综合分析问题及工程实践能力过于低下。
面对以上问题,应深化教学改革,优化教学内容和方法,积极推进数字化教学资源建设,最大限度地满足教育教学需要,实现教育创新,达到教学目的的总体优化,提高教学效果。
1 机械制造基础课程数字化资源建设内容
机械制造基础数字化教学资源包括电子教材及教案、各类型多媒体教学辅助课件、试题库、工程案例教学素材库及工艺技术虚拟仿真素材库等(如图1所示)。本数字化教学资源是一种综合性、多层次、立体化的教学资源,能够促进课程教学内容、教学体系和教学方法及教学手段的改革,优化课程教学结构和教学过程。
1.1 电子教材及教案
机械制造基础课程理论知识体系庞大,知识点多,由于学时有限,为满足教学要求,在保持经典的核心教学内容基础上,须适当精简优化教学内容。为此,将依托课程教学网站,建设精炼的电子教材及电子教案,进一步优化知识结构和体系。其中,电子教材在纸质版教材的基础之上,将增加大量的图片、动画与视频,将抽象的理论问题进行直观解析,使教学内容更加生动形象;引入材料成形技术及机械加工工艺在生产实践中的应用视频,不仅提高学生的学习兴趣与热情,而且也增强学生的工程实践能力。电子教材与教案不仅是一项有利于教师教学的手段,更有助于提高学生学习效果。
1.2 工艺技术虚拟仿真素材库建设
机械制造基础课程涉及理论教学内容多,同时又与实践联系紧密。因此,要充分利用动画、仿真等学习方式,达到深入浅出的教学效果。
为此,采用计算机模拟仿真技术,以虚拟仿真、动画等形式,以先进的教学手段向学生生动、形象、具体地展示各种先进工艺技术的工艺过程,将学生们带到生动形象的知识世界,巩固强化材料成形工艺及机械加工工艺方面的知识。利用UG,CATIA,Pro/Engineering,SolidWorks等有限元模拟建模软件,DEFORM,ANSYS,Pamstamping等材料成形分析软件,Flash,3DS MAX动画制作软件建立铸造、锻压、焊接及机械加工模拟仿真素材资源库。
如基于Solidworks工程软件对不同齿轮加工方法加工原理的三维动静态仿真,在加工直齿圆柱齿轮时,对滚齿、铣齿、插齿3种方法的加工原理进行动态演示,对比展现各方法加工时齿面成形原理的不同。从而让学习者理解为何滚齿、铣齿不能加工多联齿轮。直观的图片和动画应用于课程教学中,很大程度上增加了学生的学习热情,有效提高了教学效果。
1.3 多媒体辅助教学课件建设
多媒体教学课件建设中包含根据不同需求设计制作的不同类型的课件。除包括教学课件以外,还包括咨询答疑型课件、试题型课件、工艺模拟型课件等,教师或学生都可有针对性地进行选择。咨询答疑型课件,是在教学授课中对有代表性的疑难问题进行分析与讲解,教师应用这类课件时,可与学生互动讨论与交流;学生在应用时,可以对课程学习中的疑难问题寻找答案。试题型课件,是按小节将各种试题进行分类汇编制作课件,题型包括填空、单选与多选、结构工艺性分析及问答题等题型,按各小节的内容归纳题型,极大地方便了学生对所学内容的熟练掌握与应用。工艺模拟型课件,是将课程中的材料成形及机械加工工艺过程进行计算机模拟,将工程实践性强、抽象难懂的加工工艺问题具体化、直观化,提高学生对工艺过程的理解。各类型课件制作完成后,将在课程网站上运行,以方便学生应用。
1.4 工程案例教学素材库的建设
在机械制造基础课程教学中,建设具有一定的代表性、综合性、专业性和贴近工程实践的教学案例及案例分析。将工程大背景引入教学环节,利用取材于实际工况的真实工程案例,为缺乏工程实践经验的学生提供真实的工程场景,从而让学生知道为什么要学这些理论知识,并尝试运用这些理论知识处理实际问题,极大提高了学生的积极性及主动性,不仅培养了学生的工程思维能力,而且提高了学生的工程实践能力,还体现了面向卓越工程师培养的教育理念。为此,建立有关铸造结构工艺性、锻压结构工艺性、焊接结构工艺性教学工程案例;建立铸造工艺设计、自由锻工艺设计及焊接工艺设计工程应用案例,详细制订各案例中零件结构工艺分析及零件工艺规程;建立零件机械加工结构工艺性分析工程案例,建立零件机械加工工艺过程工程案例。所选的工程案例不仅真实而且能揭示所要求掌握的理论知识,能切实提升学生的工程综合能力。
1.5 试题库技术平台的建设
为改变传统教学方式,充分运用现代化教育技术和手段,将研制出具有随机抽题和具有记录反馈信息功能的教学试题库测试系统。试题类型将更加注重工程实际,设置工程类题目,如:结构工艺性分析、工艺方法选择、工艺路线拟定和工艺规程设计等,使测试内容更加符合课程要求,贴近工程实际,注重工程实际应用,注重能力和素质的培养。
通过题库建设,实现教考分离,进一步明确教学基本要求,突出工程特色,注重能力和素质的培养,规范授课过程,提高教学质量。
2 数字化教学资源库建设途径
依据网络教学特点,以机械制造基础课程网站为依托,建设数字化教学资源库。
(1)利用现有教材,优化课程知识体系及结构。
利用Authorware7,Dreamweaver,Flash等相关软件制作机械制造基础练习题库及试题库。按章节进行题库建设。
(2)利用Authorware,PPT及Flash等相关课件制作软件,制作各类型课件,精炼素材内容。运用CATIA,Solidworks,Pro/E软件进行三维实体建模,运用Solidworks的animator插件和cosmonmotion插件,Pro/E的机构运动仿真软件,对机械加工过程进行模拟及动画演示。
所建设的电子版教材与教案,工艺技术虚拟仿真素材库,各类型多媒体教学辅助课件,试题库以及工程案例教学素材库等所有资源库都将链接在课程网站上,以方便学生的自主学习与复习检测。
3 结束语
(1)机械制造基础数字化教学资源库为教师教学,学生学习的整个过程提供优质的教学资源;
(2)数字化教学资源构建了多层次、开放式的教学平台,形成了个性化自主学习的环境;
(3)工艺技术模拟仿真及工程案例素材库建设了多形式的实践教学体系,实现了工程实践能力的培养与强化。
机械制造基础数字化教学资源不仅为学生学习提供了方便和学习参考,也为授课教师准备了多样化的教学素材,也将为所有在校学生了解和掌握机械制造基础课程相关知识提供自学教学载体,最大限度地满足教育教学需要,实现教育创新,达到教学目的的总体优化,提高教学效果。
参考文献
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[关键词]机械制造;工艺技术;措施
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)13-0029-01
机械制造行业是我国重要的重工业生产行业,在社会经济建设和国防建设中具有非常重要的作用。以往机械制造行业的人力资源比较密集,但是随着科学技术的不断发展,原先的劳动力资源已经无法满足机械制造行业的发展,当前只有不断提高机械制造工艺技术,才能推动机械制造行业的快速发展。
1、提高机械制造工艺技术的重要性
我国国土面积庞大,资源储备丰富,但这些资源并不是用之不竭的,近年来,社会各界对我国不可再生资源的合理开发和利用越来越重视,如何提升不可再生资源的利用率更是受到人们的普遍关注。机械制造技术的发展,能够有效的提升我国重工业的科技水平,重工业作为能源消耗的大户,提升重工业的现代化水平能够有效的提升我国不可再生资源的开发和利用效率,为我国实现社会和经济的可持续性发展提供保证。
另外,机械制造作为保证我国社会进步、经济发展、国防安全的重要产业,其在生产机械设备时所耗用的能源数量是十分惊人的。我国加入 WTO 以来,在亚太地区的经济格局中占据着重要的地位,随着国内市场的逐步开放,机械制造业面临着严峻的国内、国际行业竞争压力。传统的机械制造技术不但耗费大量的能源和人力资源,其生产的设备精度和质量无法和具有国际领先机械制造水平的跨国企业相媲美[1]。解决我国机械制造行业的危机,提高我国机械制造技术和制造工艺是唯一的办法。为了提升我国机械制造技术的工艺水平,我们必须从生产工艺和技术的研发入手,实现我国机械制造产业从劳动密集型产业向技术密集型产业的转变,提升我国机械制造工业的整体技术水平,实现我国机械制造业的自动化、机械化和现代化生产,才能够使我国的机械设备制造企业以先进的技术和生产工艺为依托,在全球经济一体化的大背景下争得生存和发展的空间。
2、机械制造工艺技术
2.1 快速成型技术
快速成型技术是一种集机械工程、CAD、逆向工程技术、数控技术等先进技术为一身的一种高新制造技术。快速成型技术能够利用自动化生产设备将设计人员的设计从原料直接加工成零件,为零件的原型制作、新设计思想的校验提供了高效低成本的实现手段。通常情况下,快速成型技术可以完成单独的操作作业,不需要其他的生产设备和工具的协助,简化了操作的复杂程度,也为生产节省了大量的时间,提高了企业的生产效率。
2.2 冲压技术
冲压是金属塑性加工(或压力加工)的主要方法之一,是材料成型工程技术重要分支。冲压技术是靠压力机和模具对生产材料进行外力施压,使材料发生变形或分离,进而获得工件的机械设备制造技术。我们常用的冲压技术有两类,一种是强磁场冲压技术,另一种是爆炸冲压技术。强磁场冲压工艺技术是利用磁场对金属的强制吸引力,对金属物质产生冲压效果。强磁场冲压对周边的环境有着一定要求,是一种物理冲压的工艺技术。爆炸冲压技术是利用水压对材料进行加工,爆炸冲压的零件加工程序在水下进行,利用水压进行冲炮,在炮中放置火药,点燃炮时产生的冲量会对金属材料产生强烈的冲压,爆炸冲压能够在零件加工过程中实现节约材料的目的,被广泛应用于机械制造领域。
2.3 智能制造技术
智能制造技术利用计算机模拟制造业领域的专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动,并将这些智能活动和智能机器融合起来,贯穿应用与整个制造企业的子系统,以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和高度集成化的机械制造技术。 智能制造技术与传统的机械制造工艺相比较,不仅能够提高单位零件生产效率,还能够提升零件的工件和质量,由于智能化生产其生产的主要流程都由计算机进行控制,能够极大的减少机械制造流程中的人力资源投入[2]。计算机技术的应用,使智能化制造生产过程中的能够实现数据的快速、精准计算,便于操作人员对生产过程进行实时的监督和控制,并为生产工艺的优化提供历史资料。智能化制造技术是机械制造行业发展的必然趋势,也是我国机械制造工业发展的主要方向,实现机械制造行业的智能化生产,对我国机械制造行业的可持续发展具有重要意义。
3、资源节约型机械制造工艺技术
3.1 干式加工技术
干式加工技术与一般的加工技术相比,减少了刀具的使用程度,从机械制造成品上来看将切屑减少了,从而使制造成效大为提高。干式加工技术不但可以使制造成本大大减少,还能够有效避免刀具和清洗用品对周边环境造成的严重污染,可以说是真正意义上的资源节约型机械制造工艺技术。
3.2 准干式加工技术
准干式加工技术是一种在机械设备加工过程中不使用或者微量使用切削液的工艺方法,准干式加工技术具有切屑易于回收、节约制造成本、减少能源损耗、降低环境污染等优点,目前常用的准干式加工技术有“汽束”喷雾冷却切削技术和风冷切削技术两种。“汽束”喷雾冷却切削技g作为现阶段机械制造行业最普遍应用的技术,其技术原理是将空气压缩,根据一定标准对切削液进行液化,以便切削液能够更方便储存,防止液化后的切削液过度消耗,在生产过程中实现资源的节约。风冷却切削技术是在已有的机械制造工艺技术上用降温和等技术进行改革的新技术。通过风冷却切削技术,机械制造可以做到空气的冷却和加工的,达到了资源节约型机械制造的应用要求。
4、结语
机械制造行业在我国国民经济的发展中具有非常重要的作用,只有不断研究创新机械制造工艺技术,提高机械制造行业的自动化、智能化和现代化程度,提高我国机械制造行业的整体水平,才能提升我国的综合国力,促进社会经济的迅速发展。当前全球能源危机和环境问题比较严重,在这种大背景下机械制造行业要坚持可持续发展的原则,满足机械制造工艺技术中能源节约和环保的需求,进而促进机械制造行业的健康发展。
参考文献
关键词:机械制造技术基础;精品课程建设;工程能力培养;教学改革
作者简介:王(1966-),女,河南郑州人,北京信息科技大学机电工程学院,教授;张怀存(1956-),男,陕西延安人,北京信息科技大学机电工程学院,副教授。(北京 100192)
基金项目:本文系北京信息科技大学市级精品课程建设项目、北京信息科技大学2010教学改革项目(项目编号:2010JG06)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)01-0087-03
一、“机械制造技术基础”精品课程建设的背景
随着高等教育改革的不断深入和发展,课程作为高等学校培养计划的基本组成单元,是实现高等学校教育目标的基本保证。课程体系、内容的合适与否影响着培养目标实现。教育部在2003 年正式启动国家精品课程建设项目并在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出“国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。[1]即精品课程应该具有体系的整体性、内容的先进性、资源的开放性和师生之间的互动性并具有强烈的示范作用。要求精品课程以多媒体信息技术为实现手段,基于互联网,包括课程的历史沿革、网上教学资源如大纲、电子教案、多媒体课件、教材和课堂录像、教育理念、师资队伍、教学方法手段与教学改革、学生和专家的评价考核等建设要素。[2]精品课程不单纯是教学方法和教学模式的改革,更是一个包含教师、学生、教材、教学技术手段、教学制度等多种要素的系统工程。精品课程建设一般分为内容建设、队伍建设、教学方法和手段建设、教材建设、实验内容建设及机制建设等六个方面。[3]
1997年国家教委工科处委托制图与机械基础两课委员会组织全国重点工科高校就工程材料和机械制造基础课程召开会议,对原金工系列课程改革的必要性和基本思路进行了探讨,会议通过了《高等工科院校金工系列课程改革指南》。提出根据“以培养学生创新能力为核心,以CAD/CAM为主线,拓宽基础,重视实践”的总体改革思路;重新规划了机械制造系列课程的内容体系。按照其改革方案而设置的“机械制造技术基础”课程是机械制造基础系列课程中的一门主要专业基础课程。1998年配合北京信息科技大学拓宽专业口径和人才培养模式改革,进行专业改革,将原机械制造及其自动化、机械设计和机械电子等专业合并为机械设计制造及其自动化专业。为了适应扩宽机械类专业人才培养模式的需要,将“机械制造工艺学”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”和“机床夹具设计”四门课程按照重基础、少学时、新知识、宽面向的原则整合优化合并为“机械制造技术基础”。[4]“机械制造技术基础”不仅是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程,也是工业工程、车辆工程等专业的专业基础课程。目前北京信息科技大学机械设计制造及其自动化、工业工程、车辆工程等专业均设置该门课程。机械设计制造及其自动化专业计划80学时、工业工程专业计划72 学时,其中实验8学时;车辆工程专业计划40 学时,其中实验6学时。
北京信息科技大学一直以来非常重视精品课程建设。为了适应当今社会对机械专业人才需求,实现机械设计制造及其自动化专业应用型人才专业核心能力的要求,[5]学生既要具有必备的理论基础,又要具有快速适应工作岗位的工程能力。2006年“机械制造技术基础”被列为北京信息科技大学重点建设课程、2007年被评为校精品建设课程。经过多年的建设和完善,2009年被评为北京市精品课程。在精品课程建设过程中进行了深入思考,特别注重教学内容的与时俱进;注重教学方法和教学模式的改革;构建了公益劳动、金工实习、课程内实验、生产实习、综合实验周、课程设计、制造综合能力学科竞赛的基于工程的实践教学体系,实现对学生工程能力的培养。
二、与时俱进优化课程体系和教学内容,适应学科最新发展
“机械制造技术基础”课程内容涉及知识面宽、知识点多、综合性强,与实际工程结合紧密,图多、层次多。科学技术的迅猛发展不断促进制造技术的发展,新材料新技术不断涌现。要实现与工业企业的无缝连接,教师需密切关注学科发展,与时俱进优化课程体系和教学内容,协调传统内容与先进性。
课程的内容围绕产品的加工制造,以机械加工工艺为主线,以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨,将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来,并根据这条主线的需求作为取舍的原则,强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发,使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识,具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识,增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容,使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。
目前,“机械制造技术基础”教学内容多课时少,在教学内容的讲授上既要加强基础,又要拓宽知识面;既要保持经典,又要体现先进制造技术的发展;既要掌握基本理论,又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则,对教学内容进行必要的调整,如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授,而将这部分内容放在实验课中,学生在现场对着实物进行感性观察,学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解,但是更加注重对实际工程问题的分析和理解,强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。
高水平教材的建设是课程建设的基本,本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础(第3版)》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项,该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》,分为学习指导和习题(包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案)。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告,用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案,网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料,实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时,进一步拓宽知识面,增强理论学习的深入性,使课堂教学得到扩展。
三、以工程能力培养为中心,构建层次式的实践教学体系,实现理论教学和创新实践活动的有机融合
深入企业调研,分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度,构建专业认知与实践-金工实习-课程实验教学-生产实习-课程设计-综合实验周-制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中,特别注重学生实践能力的培养,努力实现从模拟型向实战型转变,由限制性向自主性转变,由验证性向综合性转变,由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念,了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作,注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养,体现渐进性教学方式。
金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法;生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备,将所学理论知识与生产实际紧密联系起来;课程实验教学将科研成果引入教学,教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验,让学生亲自动手,提高了学生实验技能和实际动手能力;课程设计选自实际生产课题,要求学生独立完成,同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力;综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练,全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程,提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求,进一步融合理论与实践,使学生的工程能力得到进一步提升。
在课程建设过程中,本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设,设立长春一汽生产实习基地,使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模,进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品,使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。
实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项,而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外,安排学生生产实习,使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识,每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试,取得了较好的效果。
在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用,实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析,然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程,通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工,得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化,使学生的课程设计真正取得实效。
面向工程实际,为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作,每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观,为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势,增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备,设有专门的制造实验室,为学生构建了实际的工程环境,使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念,突出实验的演示性、设计性和综合性,追求实验手段的先进性。
为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设,学校开设综合性和设计性实验,构建实验平台,编写实验指导书和任务书;编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验,初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标,让学生自主设计实验项目和方案,并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验,包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验,使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法,建立现代制造工业先进技术的实际概念,完成先进技术设备实际操作的基础训练。
四、实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革
1.以建构主义理论为指导,以工程应用为主线,研究基于项目的教学模式,注重工程能力的培养
针对目前普遍存在的教学与科研相脱节,课堂教学内容缺乏现实感,学生缺乏对先进制造技术的认识和专业学习积极性;课堂教学与企业的实践操作彼此割裂,学生运用学科理论与方法解决工程实际问题的能力得不到培养和锻炼;校园生活与工业实际彼此分离等问题,以建构主义理论为指导,在机械制造及其自动化专业方向实施基于项目的教学模式改革的实践,整个过程贯穿学习—实践—再学习—再实践,以项目引领、任务驱动、教学做一体化课程教学模式设计和组织教学内容。
从“机械制造技术基础”课程的第一节课,提出基于项目研究的学习。给每个同学发一份项目研究任务书,一个“机械制造技术基础课程”项目研究活动一览表。学生自愿组合,1~3人为一个小组,以小组为单位开展研究。随着教学内容的开展,基于项目的要求,在教师的指导下,学生通过课堂学习、下课到图书馆查阅相关资料,遇到问题请教教师,循序渐进地完成项目的研究。学生成为学习主体,充分调动学生的主观能动性,将教师的教学与学生的学习活动融为一体。学生以小组为单位通过解决实际问题而学习,通过讨论与小组其他成员进行积极的良性互动,相互交流想法、相互鼓励和沟通,培养了学生的团队合作意识和工程能力。实行新的教学模式后,学生的学习积极性和主动性提高,解决工程实际问题的能力得到了锻炼和提高。
2.课堂讨论法
在课程讲授过程中常注意提出一些思考问题启发学生积极主动思考。结合课程的重点、难点,设计课堂讨论题目,通过讨论、质疑和总结提高学生学习的兴趣和课堂活力,使学生对知识易于理解和掌握。对于习题中的错误,教师设计题目,供同学们讨论。比如对于机械加工关键工序的工序尺寸的拟订,如何判断封闭环是关键,教师给出一个实例,给同学们讨论,然后通过正确和不正确方法的比较,和同学们一起总结出“尺寸链很重要,基准转换用得着;先看封闭环,再判增和减,极值和概率法帮计算;多尺寸计算,图表法最有效” 等朗朗上口的口诀,便于学生记忆。注重结合生产实践,讲课过程中还经常结合科研项目中的问题与学生进行课堂讨论得出解决方案。
3.案例教学法
本课程主讲教师近年承担国家高档数控机床科技重大专项、国家和北京市自然基金、北京市科技计划等多项科研项目,得到科研经费上千万,获得省部级科技奖励7项。在高端数控装备的研制和开发上取得多项科研成果。在教学过程中,将科研成果作为案例介绍给学生,从实际需求、方案的构思、方案的设计和实施方式,使学生较真实地接触工程实际,将其中的科学规律与教学内容有机地结合起来,培养学生科学思考问题的工程能力。比如在讲到提高生产效率的时候,将研制的复合机床作为实例,使学生深刻理解提高效率的各种不同途径。在讲到机床传动链时,介绍传动链的长短的优点和不足。在介绍数控机床时,以研究的电主轴为例,提出电主轴概念的来源,在于缩短传动链,揭示机械制造科学技术进步内在规律,开阔了学生的学术眼界。其次,鼓励学生参与科研,积极拓展第二课堂,吸收学生参与教师科研项目,依托科研项目培养学生的综合素质、实际解决问题的能力和创新能力。
在“机械制造技术基础”精品课程建设中,基于工程能力培养的精品课程的建设是一个长期的工作,需要不断凝练课程特色、持续完善课程体系和优化教学内容、在教学模式和教学方法的改革等方面不断探索实践改进,才能将“机械制造技术基础”课程建设成真正意义上的精品课程。
参考文献:
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[2]柳礼泉.论精品课程的特征[J].高等教育研究,2009,(3).
[3]段远源,杨蕾.以提高人才培养质量为核心 深入推进精品课程建设[J].中国高等教育,2008,(Z3).
1.专业认知学习阶段在第一学年第一学期开设的“机械专业导论”为所有机械专业本科生的必修课(32学时)。该课程保证有8学时的关于纺织机械的授课内容,重点介绍纺织机械行业的情况、纺织机械的分类、纺织机械的主要设备,使学生对纺织机械有初步的感性认识。
2.专业基础课学习阶段纺织机械门类繁多、性能各异,有纺纱机械、织造机械、化纤机械、针织机械、非织造机械、染整机械、服装机械、纺织器材与仪器8大类,分别对应8个纺织机械子行业,仅纺织机械的主流机型就超过200种。这些门类繁多的纺织机械几乎涵盖了所有的机械结构、光机电控制系统及工程材料。因此,在通用机械类课程教学中,以纺织机械为载体,将纺织机械的案例融入到如“机械原理”“机械设计”“机械工程材料”“机械制造技术基础”“微机原理及应用”“测试技术”“液压气动技术”等相关课程中,尽可能以纺织机械为案例进行授课。
3.专业课学习阶段对于实行学分制的高校来说,学生有一定的选课自由,但由于专业课的学时有限,因此,纺织机械类选修课不宜开设太多,以免因选课人数太少而导致课程设置流产。我校(东华大学)机械工程学院机械工程及自动化专业设有4个专业方向:机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程、幕墙工程与机械。在机械设计及理论专业方向开设3门纺织机械类课程:(1)“纺织机械概论”,64学时,基于大纺织范畴,涉及纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械等内容,使学生了解纺织机械的工作原理、基本构成。(2)“纺织机械设计(1)”,48学时,使学生掌握纺纱机械、织造机械、针织机械的共性关键机构及系统的设计原理和方法。(3)“纺织机械设计(2)”,48学时,使学生掌握化纤机械、染整机械、非织造机械的共性关键机构及系统的设计原理和方法。机械设计及理论专业方向的选修课设置如表1所示。要求学生至少选修12学分。选课组合方案如下:(1)偏“通用机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、机械优化设计、机械动力学基础、机械噪声控制。(2)偏“纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(1)、纺织机械设计(2)。(3)“通用机械+经典纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(1)、机械优化设计、机械动力学基础(或机械噪声控制)。(4)“通用机械+新型纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(2)、机械优化设计、机械动力学基础(或机械噪声控制)。
4.实践教学在机械类实验教学、工程实践教学、课程设计、毕业设计中,以纺织机械为载体,设计相关题目或课题;在专业实习(实验)阶段,确保有4个学时的参观实习,要求撰写参观实习报告。
二、编写适应新形势的纺织机械类教材
(1)首次出版“十二五”省部级规划教材《纺织机械概论》(陈革、杨建成主编,中国纺织出版社,2011年5月出版)。该教材基于“大纺织”的概念,介绍纺织机械的分类,分析纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械的基本工艺原理、核心技术、关键设备、产品分类等;还简要介绍了国内外纺织机械制造业的现状、光机电一体化技术在各类纺织机械上的应用情况及现代纺织机械设计的发展趋势。
(2)出版“十二五”省部级规划教材《织造机械》(陈革主编,中国纺织出版社),获2011年中国纺织服装教育学会优秀教材奖、2012年中国纺织工业联合会科技进步二等奖。
(3)出版“十二五”省部级规划教材《纺纱机械》(毛立民、裴泽光主编,中国纺织出版社)。教材介绍了纺纱机械的分类、机构组成、工艺过程和工作原理,以及近年来纺纱机械的新装备和新技术,特别是机电一体化技术在纺纱机械上的应用。
(4)正在编写“十二五”部委级规划教材《机械专业导论》。该书为面向纺织特色高校机械工程及自动化专业的概论性教材,其中包含纺织机械概论的相关内容。主要内容有:机械工程概述、机械工程中的力学、机械设计、机械制造基础、机电一体化技术、新材料及其工程应用、纺织机械导论。
(5)正在编写“十二五”部委级规划教材《纺织机械设计》。教材从各类纺织机械中提炼出关键共性机构(装置或系统),强调对机构(装置或系统)的综合设计。主要内容有:梳理机构的设计、牵伸机构的设计、卷绕机构的设计、往复运动机构的设计、同步传动机构的设计、烘干装置的设计、纺丝成型装置的设计、自调匀整系统的设计、针织成圈机构的设计、立体织物编织机构的设计。
三、编写《机械类课程的纺织机械案例集》
《机械类课程的纺织机械案例集》拟收集各类纺织机械的典型机构(装置或系统)案例,可用于“机械原理”“机械设计”“机械制造技术基础”“液压与气动技术”“测试技术”“机电控制系统”“机械工程材料”等机械类课程的教材编写、课件制作、授课举例等,从而将纺织机械的案例融入到相关课程中。表2为机械类课程的知识点与纺织机械典型机构(装置或系统)的对照表。
四、编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》
从以往的毕业设计或课程设计题目中,精选出包括各类纺织机械典型机构、典型系统的题目,在此基础上修改、扩展,设计新的课程设计或毕业设计题目;从所承担的纺织机械类科研项目中,提炼出一些典型机构或共性技术,设计出适合本科生毕业设计或课程设计的选题,同时编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》。
五、结语
[关键词]机械制造工艺;新技术;应用性
中图分类号:TD406 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)40-0400-01
1 分析机械制造工艺对新技术应用
1.1 精密切削技术
用直接切削来获取高精度一直是惯用的办法,可是,若想获得高水准与高精度的商品,那么一定要尽量的降低刀具、工件与机床等的因素所产生的影响。倘若要想机床有着高刚度与小热变形及抗震功能,便一定得有更为先进的科技,譬如,精密控制技术、空气静压轴承技术、微驱动技术以及微进给技术等,除此以外,增强机床转速同样也是及其有效的方法,现今的超精密加工机床已经提升到每一分钟就有几万转功效。
1.2 模具成型技术
时下,汽车、电机、飞机、仪表与家电等一系列的商品里面至少有将近一半的零件是利用模具加工而制造出来的。而模具深加工的主要环节在于怎样增强模具器材的加工之精度,同时它还是评估一个国家的科技水平的关键标志。电解加工技术可以让模具的精度到达微米级,这可很好地处理好工件表层的质量问题,特别符合复杂腔型器件的加工。
1.3 超精密研磨技术
超精密研磨技术通常用于集成电路基板硅片的加工,其表面粗糙度要求很高,以往传统的研磨与磨削及抛光技术难以满足其的加工需要,一定得采用原子级的抛光这一技术才行。所以,各种先进的超精密研磨技术便接二连三的生根发芽、 应运而生,愈发不可收拾,倘若将其运用到弹性的发射加工以及流体动压型悬浮研磨里边去的非接触性研磨,借助加工液来进一步增强化学反应之化学研磨等。那么,新型的研磨办法和原理便会在很大程度上提高超精密研磨技术之发展步伐。
2 机械制造工艺的发展
2.1 集成化
集成化是微机设备技术晋级的一个极具代表性的标志,并且是现代微机技术的新飞跃与新进步,同时它还代表着计算机系统的各项不同功能由以往的分割状态到了如今的融为一体的状态的一个改变,而
集成化的主要原理是把各个单独的部件与功能,经过有机的整合之后获取一个整体性作业功效大于零散的、部分的作业功效的总和的效果,其也正是集成化能够彻底改变广大民众的生活与生产的关键的因素之一,由于新时代信息的交流与处理的办法的相对而言比较的复杂,使得广大民众在对待计算机多种功能的时候不得不同时进行使用。这一因素的存在也是集成化至今一直依旧在使用的优势之所在。 因此,大家在对制造化机械运用进行改造与革新的同时,必须要把该技术运用的独特之优势加以考虑。
2.2 智能化
智能化技术早已逐步渗透到了各行、各业以及各个领域当中,智能化技术的较为显著的特点是非简单化机械的程序运行,其能够较好的模拟人类大脑一些思维方式以及逻辑性运行形式。如此的机械性技术毫无疑问给我们人工带来了一种全所未有的挑战,同时也是机械化的今后发展的目标之一。在智能化技术的使用以前我们在运用机械设备时,时常都会不禁感慨机械的速度及精度,可是在对于机械的逻辑性能力及分析综合性的能力根本不报一点儿希望,原因在于我们大家都清楚的知道机械仅仅是根据一个固定式的程序来进行?作用的,无法与人们的操作产生进行互动,它所能做的仅仅是被动性的接受指令,而今智能化技术很显然以及彻底改变了我们的这个观点,使得我们也不得不对智能化技术的机械的作业能力叹为观止,同时把这一技术运用到各个不同领域以及各个不同行业当中去,以替代一部分人工作业,目前我们在对智能化这一技术的运用上早已走入了一个比较成熟及完善的时期,很多有着智能化人工效能的机械已经广泛运用到了各个不同行业与各个不同领域中去,正在慢慢地改变着广大群众的生活及工作方式,并且也让人们慢慢的体验到了智能化机械技术运用的人性化,以及“以人为本”的设置理念。
2.3 清洁化
随着现今社会环保概念的不断深入,对于机械制造这一行业而言同样在其的观念上也产生了一定程度上的影响,而清洁化这一技术便是其中的一个典型体现,这里所指的清洁生产便是:把综合性预防的机械制造环境策略,延伸运用到生产的各个环节机产品当中去,促使有效减低对我们人类及生态环境所带来的污染风险。同时清洁化产出的两个根本性目标在于有限资源的高效利用及保护生态环境。就机械生产的所有环节来说,清洁化的生产需要全面运用到从产品原材料投放这个环节至产出成品之整个过程,其中包括了对原材料及能源的节约,代替一些有毒性的原材料以及短缺的资源,对于二次能源以及再生性资源的使用,革新优化工艺和机械设备,且把所有生产排放物之数量和有毒的物体全部隔离于离开生产环节以前。就产品来说,清洁
化生产涵盖构成了产品整个生产周期之每一个阶段,也就是说从原材料的选择在到产品的最后一步处理,其中包含了对产品结构的设计、产品的生产、产品的包装、产品的运输、产品的流通、产品的销售以及产品的报废等的整个过程,科学合理的利用一切资源,并且在最大程度上降低对我们人类已经生态环境的负面影响。
3 当代机械制造工艺的特点
(1)制造过程是个系统工程。机械制造过程各个环节之间并不是都彼此关联.也有的环节之间可以不关联,是因为,机械制造过程是一
种离散的生产过程.不需要每个环节都有关联性。从现代制造系统工
程学来分析.机械制造过程可以说是一个制造系统的过程,所以机械
制造过程是个系统工程。传统机械制造技术与现代的计算机技术、自
动化技术、传感技术、现代管理技术以及新材料技术有机结合,传统的制造工艺和现代的制造工艺融为一体.使机械制造工艺成了能控制机械制造生产过程的信息流、能量流和物质流的系统工程。
(2)制造是管理、工艺、人员三者的结合。现代机械制造已不是单
纯的管理问题,先进制造工艺的引入和诚聘英才,使机械制造发展为
管理、工艺、工作人员为一体的三者结合的系统工程。随着机械制造行业的生产规模的扩大.企业已开始追求最佳技术经济效果.从而推动了经营管理与工程技术的结合.现代机械制造行业意识到制造过程组织和管理体制的合理化和简化的重要性。想出一系列管理、技术与人员相结合的新的生产方式,给制造全过程的优化运行提供有力保障。比如说.一家企业在建立计算机集成制造系统过程中,首先要采用有效的管理模式.然后选择先进的制造工艺。对所有员工进行培训,改变员工传统的思维模式。
(3)现代机械制造工艺是多学科交叉融合。现代机械制造工艺最显著的特点是现代的制造工艺是多学科交叉融合的结果。传统的机械制造工艺的专业和学科单一。不同专业、学科之间界限分明,而现代的制造工艺已经是多学科交叉融合的结果.各专业和学科在不断渗透.各专业之间不断交叉融合.其各专业之间的界限逐渐淡化。
(4)现代机械制造工艺支持可持续发展。资源、人13与环境的问题
是当今社会面临的主要问题.现代机械制造工艺将这三个问题放在首
位。从而体现出机械制造环保化生产的重要性。现代机械制造工艺强
调高校、清洁、低耗、灵活、优质生产,将绿色生产、清洁制造的概念融人到机械制造的全过程。使这些新概念成了可持续发展的有力武器。
4 结语
总而言之,机械制造工艺需要我们不断的发展,为了适应激烈的市场竞争,我们应该共同努力全面增强机械制造的工艺技术,让机械设备的质量及技术得到一个质的飞跃,唯有如此方能够促使机械更好的为人类的社会进步以及经济生活而服务。
参考文献
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[2] 高贺云.浅谈现代机械制造技术的特点及发展趋势叨才智,2011
关键词 机械制造工艺 课程教学 教学改革
一、改革教学内容,突出我校特色,适应机械工业快速发展
当前,我国机械事业正处于大发展时期,迫切需要大量具有扎实理论功底,掌握科技发展最新技术以及具有较强动手能力的人才。在此背景下,我们针对机械制造技术基础课程的教学内容进行了改革。
(一)在教学内容选取上突出了机械特色
在实际授课过程中,我们还结合科研工作,总结了众多机械制造实例穿插在各章节之中,如针对某型号飞机水平翼钻孔工序问题,讲解专用机床夹具的设计过程及生产实践中应注意的问题;针对某机械用大直径盘形零件焊接后精度下降问题,讲解残余应力对工件加工精度的影响及对策等。通过举例,使学生在进行机械制造技术基础理论学习的同时,能够潜移默化地吸收多方面的机械制造知识,培养学生对机械工业的兴趣,为未来从事机械领域工作夯实了基础。
(二)在教学内容更新上适应了机械工业发展的新要求
当前,机械零部件的结构越来越复杂,制造精度要求越来越高,机械新材料的应用也越来越广泛,这些都对机械制造技术提出了更高的要求,在进一步提高相关人员工艺水平基础上,还要求掌握现代制造技术的最新发展成果,并尽可能多地将这些成果运用到生产实践当中去。为此,本人在教学中以专题形式介绍了特种加工技术、精密超精密加工技术以及快速成型技术的基本原理、主要特点、发展趋势及其应用等,并且组织学生亲自动手实践,增强了感性认识。
二、改进教学方法,完善教学手段
(一)采用“讨论式”教学形式”
针对课程重点内容设计了若干生活中的典型实例,通过在课堂上讨论,进而引导学生采用联想和类比等方式对技术基础课程的一些重点内容(比如概念、原理等)进行比较,进一步总结和提炼,从而达到深入理解课程内容的目的,使学生接受起来更加容易。比如在讲授尺寸链的概念时,以往的教学方法令学生理解不深,本人则在教学中举例:每天下课后从机械实验室到食堂,花费的最佳时间应该为15±5分钟,如果中间经过综合楼,经统计从机械实验室到综合楼一般花费的时间为4±1分钟,那么从综合楼到食堂应该在多大时间范围内才能保证总时间在15±5分钟以内?课堂上所有同学都给出了正确答案,本人首先肯定学生们的成绩:实际上大家在日常生活中已经经常应用尺寸链的原理在解决实际问题,只是没有把它上升到理论。然后进一步引导大家进行讨论和总结,结果学生们轻松理解了尺寸链原理和主要计算公式,并且总结了极值法的优缺点,引出了概率法及其应用等。类似的实例还有很多,在课堂上采用讨论式教学,不仅加深学生对课程内容的理解,也锻炼了学生的分析能力和表达能力,同时活跃了课堂气氛,增强了师生互动。
(二)充分运用计算机技术和多媒体教学手段
传统的机械制造技术基础教学,在课堂讲授环节上往往以板书为主,近年来电子讲稿逐渐普及应用,然而如果仅仅将教材内容搬到屏幕上,虽然节省了在黑板上绘图等时间,提高了效率,但是对学生理解课程内容的帮助作用并不显著。为此,本人将三维工程软件Solid works应用到课程教学当中,该软件可以在计算机上实现三维实体造型,可以实现空间虚拟装配并且进行运动仿真,还可以完成简单的受力分析等工作,是目前现代企业应用非常广泛的工程软件之一。在课堂教学中,运用该软件建立大量三维立体模型,帮助学生理解基准、定位、夹紧、夹具等重要概念,同时还建立了一批装配体零件并进行了动画仿真,用于说明六点定位原理、工件定位过程、常用夹紧机构、各类机床夹具、先进制造技术等课程的重点、难点内容。在夹具设计过程这一节的讲授中,运用Solid works软件演示了夹具体运动过程仿真,并对夹紧力进行了分析,既强化了学生对教学内容的理解,又给学生介绍了运用计算机进行辅助夹具设计的基本过程,开阔了学生眼界,提高了学生在未来工作中的适应能力。
三、重视实践环节,培养动手能力
工程性、实践性强是机械制造技术基础课程的一大特点,重视实践教学环节,积极培养学生动手能力是我校多年来一直坚持的基本原则,本人采取了一系列有针对性的措施来保证这一教学目的的实现。
(一)利用三维模型、动画及视频资料等手段
由于课程学时、教学场地以及学生人数的限制,我们无法实现全部课程的现场教学,其基础理论部分还主要以课堂讲授为主,但是课堂讲授不等于照本宣科,本人在教学中采用了大量实例、三维模型、动画以及视频资料,为学生提供了许多虚拟场景和实际加工过程录像,使学生能够体验到一定程度的沉浸感和现场感,这些模型可以从不同角度进行反复观察,场景和视频也可以反复播放,为学生加深理解提供了便利,这是现场教学不容易做到的。
(二)设计安排相应实验
针对课程内容,安排了机床夹具拆装、工艺系统误差分析、刀具角度测量以及金属切削机床结构等部分实验,内容涉及了本课程的几个重点部分,既包括传统的机制工艺,又包括机械制造领域相关的一些现代制造技术,确保学生在两方面都得到实践锻炼强化了学生们对工艺规程制定过程的认识,加深了对重要概念的理解。
(三)其他外延手段
课堂和实验教学并不是本课程的全部,本人在后续的生产实习和机械制造技术基础课程设计等实践环节中对课程进行了延伸,采取教师与学生现场讨论、小范围座谈、指导学生写实习报告(课程设计说明书)等形式进一步加深对课本内容的理解,同时结合实践锻炼学生的动手能力。
通过上述三个方面对我校机械制造技术基础教学进行改革,使课程内容更加具有实用性和针对性,突出了实践动手能力锻炼和工程意识与工程素质培养,结合我校实际,在教学别强调了突出机械特色,包括教材、实验、实习、课程设计等各个环节,充分利用了我校与机械大型企业之间的密切联系,另外,还使学生在学习中了解和初步掌握了计算机在机械制造工艺等工程领域的应用方法,使学生的工程能力得到了较为全面的锻炼。生产单位的反馈表明:本课程的改革对学生基础理论学习、动手能力锻炼、解决工程问题的综合能力与创新能力培养都收到了很好的效果,能够满足企业对现代化技术应用型人才的需求。
参考文献: