时间:2022-09-12 10:36:45
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篇机械工程师论文,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。
在中国,高考是考生选择大学和进入大学的资格标准,考生的成绩达到所报考高校的成绩线,并在高校招收人数限制以内,考生就能顺利进入所报高校。当然,也有文理科限制,如大多高校的工程师专业接受高中理科学生。德国大学的入学条件是在学制13年的中学通过毕业考试的学生。一些较热门的专业还要经过选拔与等候学期。德国大学的培养目标是:具有本专业基础理论知识和独立工作能力的、能从事学术研究的人才。其特点是基础知识较宽、独立工作能力较强及外文水平较高。与此相应大学的科学研究也注重学术理论。很明显,德国高校招收制度采取只要达到条件就能报考,但由于人数限制,报考者或许被要求接收分配或是等候一段时间,成绩较高者有优先权。而中国倾向于直接通过考试成绩决定是否被高校录取,一旦被录取,正常情况下当年就能进大学入读。
2中德高校工程师培养计划和课程内容设置的对比
以中国某大学本科生课程设置与德国工程师本科生课程设置为例进行了对比:现行德国工科课程结构为:数理基础30%,技术基础30%,择定应用领域的专门化20%,以及非技术科目20%。中国在相应方面的比例则为:数理基础10%,技术基础50%,择定应用领域的专门化35%,以及非技术科目5%。中国高校在要求学生掌握专业知识的同时,也要求学生具有人文素养,即有中国近现代史纲要等通俗必修课。以国内某高校机械专业为例,在专业课程方面,必修课也全面地包含了成为工程师必须具备的知识理论基础课程,从机械原理、到材料成型工艺,以及其他周边相关课程,如电工电子技术、计算机基础、流体力学、热力学等。德国高校在专业课方面毋庸置疑地要求未来的准工程师们必须具备扎实的理论基础的同时,也非常注重本科生的实践能力,在工厂的实习甚至占了学分的很大一部分。根据德国《高等教育总法》的规定,应用科技大学的教授必须具有博士学位,且一般都有在企业工作的经验。因此,在授课过程中,教师会把实践教学环节放在非常首要的位置,也会把实践知识和企业需求渗透到理论教学中。如果说在专业知识方面进入中德高校工程师专业的学生有着差不多的起点,那么在语言要求方面德国学生是比中国学生具有优势的。德国学生在中学时就必须具备二门外语,即一门英语和一门选修语言。在这方面,也许因为语言语系的巨大差异,中国高校之要求学生在进入高校前具有良好的英语阅读能力即可。多一门语言的优势让德国学生在专业课学习的同时就能参考其他国家的专业知识文献了。
3中德授课模式的对比
中国高校由于招收人数相对较多,高校教师对于准工程师们的专业课授课方式限于大课教学,即一个教室六七十人,统一授课,这种授课形式的弊端在于教师无法顾及每一个学生的学习进程,只能凭作业监督管理学生的学习状态。在涉及专业机械设计的时候,教授会以小组为单位对学生进行辅导。在实验课方面,实验课作为理论教学的辅助工具,让学生对所学的理论有更直观的了解,但理论教学内容才是最后考察的依据。德国高校一般实行二三十人的小班教学,当然也有许多大教室里座无虚席的公开课。任课教授基本对他的每位学生的学习情况都能有所了解。在专业课程方面,德国人也遵循理论与实验结合的理念,但是在试验部分没有通过的情况下,教授有权不让学生进行最终的考核。
4合格的机械工程师,毕业生应具备的能力
中国高校对工程专业毕业生应具备的能力通常要求具有良好的职业道德,具有与工程相关的经管知识,掌握专业基础知识和发展趋势,具有运用专业知识解决工程问题的能力,掌握文献检索方法,具有初步产品开发设计的能力,了解政策法规,具有一定的管理能力,具有国际视野等。德国高校工程专业分为面向研究型和面向实践型两种,两种毕业生应具备的能力也稍有不同:
第一,技能与理解力。
面向研究型的学生应掌握丰富的数学、科学和工程知识,并具备工程科学的多学科融合能力。面向实践型的学生应掌握与本专业相关的工程、数学和自然科学知识,并能够科学的运用到工作中,具备多学科融合能力。
第二,工程分析。
面向研究型的学生应具备运用学科基础去精炼和解决工程实际问题的能力,具备依据系统技术分析和评估产品、过程和方法的能力,具备分析、建模、仿真和优化的能力。面向实践型的学生应依据科学事实解决问题,分析和评估产品,并把分析、建模、仿真和优化方法应用到产品当中去,使产品更具竞争力。
第三,工程设计。
两种学生都应理解复杂器械、机器、EDP程序及特殊设备的使用。面向研究型的学生应很好地理解设计方法,并做进一步的开发。面向实践型的学生也必须掌握设计方法,并以更有竞争力的方式去应用。
第四,检测与评估。
学生开展文献研究,根据所学的知识和理解的状态,通过使用数据库和其他信息来源开展工作。使用对应他们知识与理解的文献研究解释数据,并得出合适的结论。
第五,工程师实践。
面向研究型的学生应融合理论与实践知识解决问题,应理解应用技术和方法,以及它们的限制,应在考虑经济、生态、安全、可持续和环境兼容性的情况下应用并巩固所学知识,应清楚了解工程活动中的非技术方面。面向实践型的学生应能够在考虑生态等各方面综合因素下把工程和自然科学里的新发现转化到工业和商业产品中,能够计划和监控生产过程,并开发和操作系统和设备,能够独立巩固所学知识,清楚了解工程活动中的非技术方面。
第六,移动性技能。
关键词:典型、偏心轴、车削、工艺
中图分类号:C35文献标识码: A
1、引言
偏心轴在现代社会中非常典型,也是汽车、火车制造等领域的重要部件,但偏心轴的加工是机械加工中的难点,尤其是在我国,偏心轴的加工技术还比较传统,加工的精度也不高,影响了实际应用。偏心轴有阶梯偏心轴、异形偏心轴和光轴偏心等形式,可以传递运动和扭矩,在汽车、火车等应用中发挥着动力传递的功能。论文将结合笔者的研究学习经验,分析偏心轴车削的方法和工艺,为相关的研究提供参考。
2、偏心轴车削加工的介绍
2.1偏心轴车削加工的方法
偏心轴的轴向平行但不重合,车削偏心轴的方法比较多,如双重卡盘法、三爪自定心卡盘法、四爪单动卡盘法、偏心卡盘法、专用夹具法等,偏心轴加工工艺水应了企业加工的能力,尤其是对于大型偏心轴的加工。偏心轴的加工在轴类零件中属于难度较大的,最常见的车削加工方法有三爪法、四爪法、花盘法和专用夹具法。
2.2传统的加工手段
偏心轴的装夹具有一定的难度,在传统的车削加工中,要求操作的技能强,三爪车削法适应小偏量、偏心距小、精度要求低的情况,但要求操作者有较高的理论计算能力;但是三爪车削法的缺点也比较明显,如加工要求多数难以达到,装卸时误差难以控制、加工费时等。四爪车削法适用于单件、偏心距大、精度较低的情况,要求操作者技能娴熟,装夹时要求高,但是四爪车削法的实际操作性差,加工费时,工件的找正、测量偏心距比三爪法麻烦、卸下工件时需要重新找正、测量,没有互换性可言。专用夹具车削法可以完成加工的任务,降低劳动强度,提高偏心轴加工的互换性和精度,如下图1所示,但是加工比较困难,效率低,尤其是对于现代制造,难以满足高精度、高效率的要求。
图1:专用夹具车削偏心轴
3、典型偏心轴车削工艺研究
首先要确定零件的生产纲领和类型,本文研究的偏心轴属于中小批量,因而要求有较高的互换性,精度中等,采用专用机床和夹具。其次,偏心轴的加工材料是34CrNiMo,其综合机械性能好,具有抗冲击、承载能力强等特点,属于高淬透性合金调质钢。再者,偏心轴采用调质处理,即淬火加高温回火,淬火可以改善偏心轴的性能,并为回火做准备,回火决定了偏心轴最终的机械性能,经过热处理后的偏心轴有较好的强度、塑性和韧性,综合性能高。本文研究的偏心轴是两心偏心的工件,结构相对简单,加工定位的关键在加工偏心外圆上,在加工轴大端需要用心轴作为辅助支承。加工的步骤如下所示:
(1)要检查毛坯是否存在缺陷,铣断面加工中心孔,中心孔可以作为心轴的辅助支承,一般选用高精度镗床,确保一定的精度。
(2)加工大端外圆,此时需要控制偏心外圆垂直度误差,并且留有加工的余量,为下一道工序做好准备。
(3)加工小端外圆,与加工大端外圆相似,控制外圆垂直误差,流出直径加工的余量,方便下一道工序做出调整。
(4)加工偏心外圆时采用专用夹具,粗加工偏心外圆表面,调整基准轴线与偏心轴线的距离为80mm(+0.03mm/-0.03mm),平行度公差为0.03mm。
(5)粗加工之后进行热处理,检验零件是否达到加工的技术要求。
(6)精修中心孔。
(7)精加工大断面,使偏心面的宽度达到40.5mm(+0.2mm/0),侧面到轴端面的距离为128mm,轴表面精度为φ65h6,φ60h6。
(8)精加工小断面,偏心面宽度为40mm(+0.1mm/-0.1mm),侧面至端面的距离为278mm,加工精度要求达到φ65h6,φ55h6。
(9)使用专用夹具加工偏心外圆,精加工偏心外圆表面,确保基准轴线到偏心轴线的距离为80mm(+0.03mm/-0.03mm),平行度公差为0.03mm,偏心直径为225mm(0mm/-0.07mm)。
(10)对产品进行全面的检验,要求粗加工轴表面的粗糙度达到Ra1.6um,而偏心外圆表面的粗糙度达到Ra0.8um。由于本文研究的偏心轴属于中小批量生产,偏心轴在机械行业发挥的作用比较大,尤其是在传递转矩和运动时,因而需要进行探伤处理,在调质前后都需要进行一次金属探伤,一般采用超声波探伤,并且对加工完成之后的表面进行磁粉探伤,确保工件的质量。
偏心轴的形状比较复杂,加工的材料和性能要求也有很大的区别,因而在加工之前需要对技术指标、选用的材料、加工零件的大小、装夹方式、热处理、加工精度等做综合的考虑,制定完善的加工工艺,减少加工成本,并提高进度,保证质量。
4、结束语
偏心轴属于难加工产品,但是其重要性又是不言而喻的,因而研究其车削加工的方法和工艺,对于提升加工的效率和质量都有重要的参考意义,相关研究值得深入。
参考文献:
[1] 罗微波,周金燕. 一种车削加工偏心轴的方法[J]. 机械工程师. 2014-08-10.
[2] 朱明祥. 两端同偏心零件车削工艺及夹具设计[J]. 机械工程师. 2008-01-10.
[3] 刘洁. 偏心件车削及夹具设计[J]. 机械工程师. 2012-06-10.
[4] 陈宏钧. 车削偏心工件[J]. 机械工人.冷加工. 2000-11-15.
[5] 张原. 谈谈偏心工件的车削方法[J]. 科技创新与应用. 2012-05-08.
关键词:卓越计划 人才培养模式 课程体系改革
一、引言
近年来,我国高等教育快速发展,目前高等教育的毛入学率已经达到23%。但是,企业的反馈意见却认为目前大学培养的毕业生无法胜任企业的工作,工科大学生的培养方式必须进行改革。为了解决工科学生的培养无法满足企业人才需求的问题,教育部于2010年召开了“卓越工程师教育培养计划”(以下简称卓越计划)启动会,该计划培养的标准体系由通用标准、行业标准以及学校标准三个层面构成。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用。其目的在于通过培养方式的改革,培养出一大批创新能力强、适应经济社会和企业发展需要的高质量、各类型的工程技术人才。
清华大学工程教育研究中心副主任林健认为,课程体系和教学内容改革是成功地进行卓越工程师培养必须完成的一项至关重要而又具有挑战性的关键工作,实现卓越工程师培养课程体系的四个方面的价值取向为总体目标,采用模块化结构进行卓越工程师培养课程体系的设计和构建,并对原有专业的课程体系进行全面系统的整合重组,最终形成一个“厚基础、宽专业、重实践、强个性”的课程体系,应该能够满足卓越工程师培养的需要。
我校机械设计制造及其自动化专业于2013年经教育部批准,进入第二批“卓越计划”,该项目的批准是专业深化学校办学定位的一个标志性成果。为了适应国家对机械设计制造及其自动化专业人才的需求,构建工程实践型人才培养模式,课程体系的改革势在必行。
二、原课程体系
1.公共基础课,共67学分,其中含选修6学分。高等数学(12学分),大学物理及实验(10学分),大学英语(16学分),大学计算机基础(2学分),高级语言程序设计(3学分)。
2.学科基础课,共48学分,其中含选修3学分。线性代数(2学分),机械制图(7学分),互换性与技术测量(2学分),理论力学(4学分),材料力学(4学分),机械原理(4学分),机械设计(4学分),电工电子学及实验(7学分),机械制造基础(3学分)工程材料(2学分),液压与气压传动(2.5学分),机械工程测试技术(2学分)。
3.专业课,共2分,分为三个专业方向,方向平台课程10学分,方向限选10学分,任选分。金属切削原理与刀具(2学分),机械制造装备(2学分),机械制造工艺学(2学分),数控技术(2学分),机械制造专业英语(2学分)。
三、“卓越计划”新课程体系
我校是新建本科院校,学校的《中长期教育改革与发展规划纲要》中提出培养和造就卓越的高等工程技术应用型人才的核心理念和“技术立校、应用为本”的办学方略,为了贯彻这些思想,专业的人才培养方案经过几次修订,形成了上述的2011版培养方案。从上述课程可以看出,该方案基本上体现出了培养德、智、体全面发展,具备机械设计制造基础知识与应用能力,掌握现代设计、先进制造及自动化等方面的专业知识,获得现代机械工程师的基本训练,具有创新精神和工程实践能力,能在机械工程领域内从事设计制造、技术开发与应用研究、生产管理等工作的高等技术应用型人才的目标。
专业获批“卓越计划”后,对原方案进行了细致的讨论,认为需要打破过去以“掌握知识”为主的传统课程体系,按照“卓越计划”的学校培养标准,研究建立以能力为主,知识、能力与素质协调发展的应用型人才培养教学体系。课程体系设计应根据机械类专业具有卓越工程师素质的能力和知识结构要求的多个核心技术为各自的聚焦点,聚集与其相关的若干门课程,形成具备核心技术特征的模块化课程组,使知识传授与能力培养并重,而且让学生在真实的企业工程环境中接受熏陶,提升工程素质和能力。
通过对行业需求、岗位描述、能力描述及专业核心技术的分析,形成具备工程能力特征的模块化课程群,每个模块都有其对应的具体应用领域或应用对象,每个课程模块结束时均安排一个综合实践项目,提高学生综合运用所学知识的能力,使知识传授与能力培养并重,加强实践环节,确保学生机械工程能力的形成和提高。
1.优化培养体系,降低总学分
原培养方案中,总学分为200,这使得学生的业余学习时间很少,而上课时候的注意力集中程度有限,使得学习效果不佳。计划将学分减少到170左右,课余引导学生参加各类大学生创新项目和竞赛,培养和激发专业学习兴趣。加大选修课程的比例,为学生的个性化发展创造条件。增加校外企业实习经历,与企业进一步对接。
2.强化基础,拓宽专业
在降低总学分的同时,增加专业核心课程的学分,计划将金属切削原理与刀具、机械制造装备、机械制造工艺学、数控技术这四门课程的学分进一步增加,同时改革课程内容,将原来课程重叠和老旧的部分内容删除,增加企业需要的新知识。
同时增设热力学、流体力学、传热学、控制工程基础、微机原理及接口技术课程,加强力学学科基础和控制工程学科基础。
设置两个专业课程模块,学生可任意选修,同时在每个模块中安排对应的综合实验和项目综合实践,如机械制造技术模块安排了数控机床检测综合实验和机械制造技术项目综合实践,将前面学习的相关课程知识与工程实际项目结合,锻炼学生实际工程能力。
3.加强实践教学
原2011培养方案中的实践教学体系主要是课程实验、综合实践、生产实习和毕业设计,而生产实习的安排是以班级为单位,人数众多,企业安排的时候以集中讲解、现场授课和参观为主,很难达到动手的目的。毕业设计环节与大多数工科院校一样,教师根据自己的研究方向命好题目,学生查找资料,确定研究路线,进行设计和研究,设计图纸和撰写说明书或论文。由于毕业设计时间较短,且与各单位实习重合,学生精力有限;同时教师的题目数量有限,而且,不可能有很多较系统全面的题目,因此,毕业设计的综合训练往往达不到我们对学生的预想期望值。
综上所述,解决这个问题主要采用两个途径。加强教师的实践能力培养,要求每位没有工程实际工作经验的教师必须到企业进行为期一年的挂职锻炼,同时所有教师定期走访企业交流。另外,为“卓越计划”试点班级配备5-6位不同企业指导教师,学生的实习、综合实践和毕业设计环节采用企业项目,由学校指导教师和企业指导教师共同辅导完成。
四、总结
机械设计制造及其自动化专业“卓越计划”的课程体系体现了“厚基础、宽专业、重实践、强个性”的人才培养模式。降低了总学分,使得学生课余时间增加,授课学时大大减少,同时增加了专业核心课程的学分,增设了力学和控制工程学科课程,加强了专业基础。通过综合实验、综合实践环节的改革,得到了全面、系统、工程化的锻炼,完善“知识+能力+素质”三位一体的工程人才培养体系。通过“卓越计划”的学习与工程实践,使学生系统掌握机械设计制造及其自动化专业理论基础,具备数字化设计或制造技术专长,具有创新精神和机械工程能力,知识、能力与素质协调发展,能在生产第一线从事产品设计与制造、设备维护与管理、质量控制、产品调试、生产与技术管理、产品营销等方面工作卓越的高等技术应用型人才。
参考文献:
[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[M].武汉:高等工程教育研究,2010.
[2]丁毓峰.基于创新计划体系的机械工程卓越工程师的培养方法[J].教育教学论坛,2012,(11):34-36.
[3]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究,2011,(5):1-9.
关键词:课程体系;教学内容;课程建设;应用能力
作者简介:王新荣(1965-),女,黑龙江佳木斯人,佳木斯大学机械工程学院,教授;王俊发(1958-),男,黑龙江佳木斯人,佳木斯大学机械工程学院,教授。(黑龙江?佳木斯?154007)
基金项目:本文系黑龙江省高等教育科学研究“十二五”重点规划课题“机械专业课程体系与教学内容改革研究”(课题编号:HGJXHB1110102)、佳木斯大学教学研究重点项目“高等理工科课程教学整体改革研究与实践”(项目编号:JYA2011-068)的研究成果。
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)29-0062-02
课程教学是实现人才培养目标的重要途径,是直接影响人才培养质量的关键要素。精品课程建设是教育部“高等学校教学质量与教学改革工程”中的一项重要内容,是在根本上提高教学质量进而提高人才培养质量的奠基性工作,[1]课程体系改革和教学内容更新是精品课建设的核心。在科学技术日新月异的今天,在精简学时的同时,必须对课程体系、教学内容等进行改革与创新。[2]突破传统课程体系内容框架,构建适应社会发展需要的课程体系。正确处理课程内容经典与现代的关系,增添与现代科技发展相适应的新知识;注意学科交叉,及时把学科最新发展成果及信息引入教学中。在教学内容上,做到理论联系实际,融知识传授、能力培养、素质教育于一体。我们在教学实践中积极思考,勇于探索,使教学质量得到了明显提高。
本文结合佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业的“机械制造工艺与夹具设计”省级精品课建设,对课程体系及教学内容进行了探索性的改革与研究。
一、明确课程定位,更新教学观念
“机械制造工艺与夹具设计”是高校机械类专业开设的一门主要专业课程,其教学目标是使学生系统地掌握机器产品加工、装配的基本理论知识,培养学生工艺设计、夹具设计、装配技术等方面的专业技能,了解机械制造中的新工艺、新技术及发展动向等。通过本课程学习,学生获得机械工程师的基本训练,为培养高素质工程技术人才奠定基础。此课程的实践性和综合性很强,知识面广,基础要求高,内容更新快,致使教与学的难度不断加大,原有的课程体系、教学内容、教学方式等已经不能满足教学和科技发展的需要,因此,必须对这门课程进行与时俱进的改革与创新。
课程定位要与本校的人才培养目标相一致。佳木斯大学是地方院校,以培养高素质应用型人才为主要目标。在课程教学中,树立先进教学理念,以学生为主体,以培养能力为主线,以工程为背景,以问题为纽带,以综合为导向,注重理论联系实际,培养学生的工程实践能力。
二、调整课程体系,促进学生知识、能力和素质全面发展
合理的课程体系设置是保证培养目标的重要手段。“机械制造工艺与夹具设计”课程体系由过去的以知识为中心,转向注重学生知识、能力和素质协调发展。在课程体系设置上,以“拓宽基础、强调应用、培养能力、突出创新”为指导思想,注重课程基本理论和基本技能训练的同时,加强学生工程实践能力和创新能力的培养。
1.以培养学生专业理论和应用能力为目标,构建课程理论教学体系
以我国机械制造业的现状和未来发展趋势为背景,以机械系列课程基本分工为前提,以学科为依托,以培养学生专业理论和创新实践能力为目标,构建“少而精、新而实、博而通”的课程教学体系。在课程体系上,正确处理好经典与现代的关系,减少重复的课程内容,加强课程内容整合,按照机器产品的制造过程,将原《机械制造工艺学》及《机床夹具设计》两本教材的内容有机地结合在一起,由浅入深地安排机器产品加工、装配及夹具设计的基本内容。同时增加了独立成章的反映本学科发展方向的“机械加工新技术”等内容。
2.以培养学生专业操作能力为目标,设计实践教学体系
在注重理论教学同时,适当加大实践环节的比重,合理调配理论与实践学时比例,建立理论与实践课的合理结构。使课程理论教学与实验、实习、工程训练等有机结合,相互融合、相互渗透、相互衔接。在实验课中,除了安排验证性的基础训练外,增设了综合性、设计性、创新性等实验类别,实验内容向工程延伸,实验方法向多元化发展。重视训练学生对专业技能的融会贯通和实际应用能力,构建了由机械制造技术基础技能、专业技能和行业综合技术三个层次构成的开放式实践教学体系。这种多层次的实践教学体系,有助于学生理解和巩固所学的专业理论知识;有利于培养学生的动手能力、实践能力和创新能力;有利于激发学生学习的积极性,培养他们的探索精神。
3.积极开展大学生的科研实训活动,注重调整学生的知识结构
在传统的机械类专业课程设置中,主干课程一般分为技术基础课程和专业方向课程。技术基础课程如工程力学、机械制图、公差与配合、机械工程材料、机械原理、机械设计、机械CAD等,这些课程组成为以机械设计课程为中心的机械类专业技术基础课程群,简称机械设计课程群[1]。传统的机械设计课程群的内容追求的是学科体系的完整性、学科间相对的独立性,结果出现了内容交叉及知识点衔接不紧密问题。对于课程的知识的要求,老师在对落后知识点的处理上,大多数只是蜻蜓点水般简单介绍,致使学生觉得内容繁杂及思路不清、理解不透彻,学习的效果差。在本专业课程教学的过程当中,仍存在着“重局部、轻综合,重理论、轻实践”的种种现象。机械设计课程是一门机械零构件设计、强度和刚度设计的综合性学科,和机械制图以及公差与配合等的课程联系非常紧密。受传统课程框架的制约以及授课学时的限制,课程改革只能是局部的,常常造成机械设计的实训环节内容单一,涉及的交叉课程综合运用问题也暴露无遗,尤其是在与精度设计内容相关的知识运用等方面,学生总是一味地照搬照抄,缺乏的是独立思考及解决问题的能力,在机械设计过程中,几乎看不到机器协调性很高的精度设计思想及工程设计中的创新,同时也达不到预定设计的要求,也说不上利用计算机软硬件提高设计效率。有些教材甚至还存在以下问题:某些技术概念陈旧,使用的教学实例已不符合现在技术要求,技术标准不是国家最新标准,烦琐的理论公式推导占用较大篇幅,课程设计部分选题脱离实际,等等。
以上问题已严重影响教学质量,致使学生缺乏创新能力和解决实际工程问题的能力,这与卓越工程师的培养目标根本不适应。东莞理工学院机械设计制造及其自动化专业,是国家教育部批准的高校“卓越计划”第一批试点专业之一。近年来,在机械设计专业“3+1”人才培养模式中,通过与企业的研讨沟通,不断完善人才培养方案,迫切需要以工程应用能力为主线的课程整合、教学课程体系的重构[4]。卓越工程师的培养目标下的新型机械设计课程群的建设与改革将势在必行!许多应用型工科院校课程群的建设仍处在初始阶段,课程群建设的概念和内容以及方法及体系的构建没有统一标准,在一定的程度上影响课程群的建设质量。因而对于课程群的建设与改革将是长期而复杂的过程,需要我们不断地努力探索与奋斗!
一、机械设计课程群的建设与改革指导思想
在“重基础、宽口径、强实践、擅应用”的指导方针下,基于卓越工程师的培养目标,围绕着“一个中心、三个基本能力”进行机械设计的课程群建设和改革。在编写课程群网络课程时,打破课程内容的归属性,弱化了课程个性的概念,强化发课程内容间的融合、交叉和关联,树立了大课程的观念,从能力培养的目标层次上来掌握课程内容的分配与实施,进一步地优化专业结构和布局,对专业的建设进行科学与准确的定位。
在编写课程群网络课程时,还应当采用基于学习产出的教育模式(Outcomes-Based Education,缩写为OBE)进行课程体系设计。围着机械设计专业预期“学习产出”,反向设计各门课程,确定各门课程对于实现预期“学习产出”的贡献和程度,突出实现卓越工程师的能力培养。
二、机设课程群的建设内容
(一)修订培养计划和教学大纲,完善机械设计课程群体系
2013年,机械设计课程群的主要教师通过与数十家东莞大中型制造企业共同沟通研讨,对机械设计及其自动化专业的培养计划和教学大纲进行全面修订,新的培养计划和教学大纲是面向工业界,培养素质、知识、能力协调发展,基础扎实、知识面宽、工程意识和工程实践能力强,具有创新精神、较强的自主学习能力、优秀的职业道德,系统地掌握机械设计、制造、自动化的基本知识、基础理论和基本技能,具备从事机电产品和设备的研究设计、加工制造、技术管理、应用与开发、运行维护、经营销售等方面的工作能力和素质,得到机械工程师、制造工艺师和产品服务工程师等基本训练,适应珠三角地区特别是东莞市的制造业产业升级需要,具备国际化视野和现代工程师素质的应用型高级专门人才。根据新的培养计划和教学大纲,构建以工程应用为主线的,以传统机械设计理论与方法为基础的,着重提高学生工程素质及综合应用与创新设计能力培养的机械设计课程体系。
(二)基于OBE教育模式进行机械设计课程群体系设计
采用基于OBE教育模式进行课程群体系设计,其本质就是课程计划的“反向设计”,明确各门课程、每节课对于实现预期“学习产出”的贡献及程度。
根据新的培养计划和教学大纲,我校机械设计专业毕业生应是适应珠三角地区特别是东莞市的制造业产业升级需要的、具备国际化视野和现代工程师素质的应用型高级专门人才,即卓越机械工程师。教师要根据“学习产出”类型,使用多样化的教学方法。老师可以把自己与名人的工作实践经验和创新的经历,细致地介绍给自己的学生,激发学生的创新意识和学习热情。激励学生们自由选题,开展各种小发明的制作,以及软件开发与教学
论文撰写等多种多样的创新活动。在课堂教学中还要多鼓励学生积极思考,敢于提出问题、回答问题,使学生养成积极主动思维的习惯。
在理论教学方面,要多结合实际工作中的工程对象,实行理论分析计算与工程实际相结合的模式,将先进现代教学的工具及传统教学的方法有机地结合起来,摸索出一种手段先进的、生动活泼的、内容丰富的教学新模式。
任课教师应尽可能地创设丰富的教育环境,调动学生积极地参与到整个教学过程。在课程的教学上,教师也可以采取测验、问卷及项目等多种多样化的评价方法,对自己学生实际“学习产出”进行评估,根据评估结果及时调整该课程教学内容和改进教学方法。
(三)树立大课程观念,优化各课程内容,突出以机械设计课程为中心和工程应用能力的培养
1.打破各课程内容的归属性,弱化各课程个性概念,强化计算机技术在机械设计过程中的应用。机械设计课程群的目的是为机械产品设计服务,经过课程群的学习,帮学生培养基本机械设计的能力,也是机械设计制造及其自动化本科专业的培养目标。在课程群各门课程教学与改革中,要以机械设计为中心点,根据具体设计的程序,将零部件制造与设计进行完美的组合,同时,要充分考虑机电产品的具体设计要求,对于课程群的内容进行规划和整合。着重课程群的整体性建设,增强不同课程间的互补与整合,促使教学内容的有机结合,避免了缺失与重复,形成了完善及合理的课程群体系。
例如在编写《机械设计》及《公差与配合》的网络课程时,要突破课程内容界限,重新精简课程群组交叉的内容,运用“纲要信号网络法”,将典型零部件的运动设计及结构设计作为提纲,以具体设计方法为信息,把《机械设计》课程图表及公式和《公差与配合》的几何量公差及检测内容,纳入机械设计的信息图库,同时,充分发挥多媒体教学声像并茂的优势,充分与学生进行信息交流,加强了教学重点,彰显了机械设计知识的综合性与整体性。
计算机设计能力的提高,将有助于创新能力与解决实际工程能力的大幅提高。CAD/CAE技术的进一步发展引起了机械设计领域的大改革,机电产品的设计理论、方法和手段等,都发生了巨大的变化。机械设计的过程,从构思分析研究,以及加工工艺的制定和产品仿真的评价,均是运用计算机模拟出的三维空间完成的,它的设计分析过程,也十分符合产品的运行规律。因此,应将培养学生使用计算机设计的能力作为主要培养目标,将计算机设计的技术和各门传统的课程相连接,建立课程群体系,激发学生们在机械方面创新设计的潜力。课程群中计算机绘图、CAD等课程的设立,对于学生计算机设计能力的培养,打下了很扎实的基础;也在其他各课程教学的过程中,比如机械原理课程,运用计算机编程进行参数化设计,又增强了计算机的学习及应用。通过引进计算机辅助设计和分析,使计算机教育在整个大学阶段持续并逐步强化,从而使学生的计算机设计能力得到极大提高,达到提高学生创新能力与解决实际工程能力的目的。
2.整合精简课程重复内容,增加新技术、新概念、新的工程应用实例以提高学生的工程应用能力。对某些课程有重复内容的部分进行整合与删除。例如,《机械制图》与《公差与配合》课程中皆有极限、配合、形位公差等知识内容,可考虑将《机械制图》中相关知识点删除,同时在课时安排上进行一定调整。这样既避免了教师在教零件图与装配图知识时要花较多时间与精力去阐明极限、配合、形位公差等知识,又节约了教学课时,从整体上提高了教学效率。《工程力学》、《机械原理》、《机械设计》中也有一些知识点重复,如应力、应变等知识,可以进行合理整合与删除。
删除《机械原理》、《机械设计》等课程中比较复杂的理论公式的推导过程,只保留公式具体应用的说明。如《机械设计》课程中带传动中受力分析、有效拉力公式的推导过程;齿轮的接触应力强度和弯曲疲劳强度公式的推导过程等。
目前我校机械学院使用的部分教材中存在一些不符合时代特征的技术和工程应用实例,如滚动轴承标准等可能不是国家最新技术标准。利用学校图书馆的文献数据库查阅最新的相关知识,结合课程群教师的科研项目和东莞企业的先进技术,更新旧知识与技术标准,增加新技术、新概念、新的工程应用实例。在“机械设计课程群”的系列课程教学中,课程群教师应尽量以实际工程应用作为教学实例,通过课程群教师长期理论联系实际的教学,以达到培养及提高学生解决实际问题的能力。(四)把提高学生创新能力和解决实际工程问题能力进行课程设计教学内容及实验教学内容改革在所有课程设计的过程中,突出了课程设计的内容,贯穿了更加系统的观点,从全部方案设计及具体结构的设计,摸索出了一套系统的方法,来提高学生的综合设计能力及创新实战能力;充分利用现有实验、仪器设备,开展了创新设计的活动;利用现代的设计实验室设备、功能较强的设计平台以及面向工程实践的软件等,给自己的学生提供了把全新的现代设计方法运用于设计过程的良好平台。
鼓励自己的学生直接参加老师的科研课题,同时,作为本课程设计的题目及毕业设计的题目,把学生所学基本知识直接应用于工程实践。
保存培养学生基本技能的验证性实验,增强了学生综合性和设计性的实验项目。以现代的工程教育实践的观念作为指导,并且自主设计实验系统,设立具有工程特征的真实与虚拟的、综合设计的实验。学生实验的项目具备教学实验和工程实践背景相结合,培养工程实践的创新意识,训练工程实践的能力,来实现工程教育回归工程实践的教学目标。
建立多种多样的学生机械创新实践活动的平台,可以说是深化改革机械设计课程群实践的教学内容。研究与创新实践设计训练的平台,是学生们完成创新实验项目、制作设计产品的基地,如我校机械学院的机械创新团队,学生们都可以在老师们亲自指导下,完成“微型太阳能汽车”的设计与制造、装配和整机的测试,机器人创新团队近年来在各种国家机器人比赛中取得了优良的成绩;3D打印创新团队也在全国机械创新比赛和大学生挑战杯比赛中取得了优良的成绩。这些机械创新实践活动平台极大地提高了学生的工程实践能力和创新能力。
(五)强化机设课程群教学团队建设,促进教学团队持续性发展
教学团队的建设是课程群建设的关键所在,应该充分优化教学队伍的结构;充分发挥主动性和积极性,吸引国内外人才充实到教学的队伍中;激励中青年教师积极进取,获得博士学位;坚持将人才培养质量的提高作为团队工作的第一要务。通过教学研究、科学研究和国际交流提升教学队伍整体水平。目前我校机械工程学院已形成一支知识结构和年龄结构合理,责任感强、团结协作精神好,整体教学能力强,教学经验丰富,教学特色鲜明,教学效果好的机械设计课程群教学团队。本课程群的教学团队的特点是着重“理论教学、实验教学及工程应用教学”三元结合和相互促进,将机械基础理论、机械设计新技术和工程应用知识的传授放在首要地位,为学生工程应用能力和终身学习能力的形成打下扎实基础。
三、结语
【关键词】弧面分度凸轮机构
0.引言
弧面分度凸轮机构是由美国人C.N.Neklutin在19世纪20年明的,又称滚子齿形凸轮分度机构、蜗杆式凸轮机构、球面凸轮步进机构。弧面分度凸轮机构一问世就吸引了世界各国的目光并相继对其展开研究。我国对弧面分度凸轮机构的研究始于19世纪70年代末,天津大学、合肥工业大学、陕西科技大学(原西北轻工业学院,下同)等高校以及西安钟表机械厂、芜湖电工机械厂等厂家都在弧面分度凸轮机构的研究、制造方面取得了一批成果。
1.弧面分度凸轮机构的几何学、运动学
我国在弧面分度凸轮机构运动学研究方面的早期文献主要集中介绍了弧面分度凸轮机构的压力角、凸轮啮合曲面的曲率半径、从动滚子的转速、凸轮廓形曲面及接触线方程等。到80年代中后期,出现了应用矩阵法、空间回转变换张量法等方法研究弧面分度凸轮机构几何运动学及啮合原理的文献。同时有文献对弧面分度凸轮机构的预紧干涉和啮合间隙等问题进行了研究,指出Ⅰ型结构和Ⅱ型结构有各自不同的传动特性。在运动学分析方面一个比较困难的课题是根据从动件系统设计出能实现预定运动规律的凸轮轮廓参数。
2.弧面分度凸轮机构的动态特性研究
弧面分度凸轮机构在高速高精度传动和分度运动中有着不可替代的优越性,但是仅仅提高凸轮的加工精度并不能保证系统有良好的动态特性,为此动力学研究已经成为凸轮机构的一个重要研究课题。对凸轮机构动力学的研究可以追溯到上世纪50年代,随后的几十年,凸轮机构动力学的研究在凸轮机构设计中受到越来越多的重视,而凸轮机构动力学分析也向模型的精细化方向发展,并计及各种非线性效应。
有文献分析了从动件的动态响应随负载、刚度和配合间隙变化的关系,并对动态响应随主动件输入转速的变化关系进行了研究。还有文献将复杂的凸轮机构简化为多自由度方向的动态模型,采用有限差分法求解非线性问题,编制了整个动态连续模拟的CSDYCAM计算机软件系统,绘制了考虑各种不同因素凸轮机构动态特性图谱。
3.弧面分度凸轮机构的制造及其CAD/CAM
弧面分度凸轮机构制造的关键是弧面分度凸轮的加工。在国内,弧面分度凸轮的加工起初是采用滚齿机改造或其它机床改造后的凸轮专用机床加工,也有采用引进的五坐标联动加工中心进行加工。陕西科技大学与西安钟表机械厂、南通机床厂合作,研制成功了NT-XK5001型弧面分度凸轮专用数控立式铣床。之后,弧面分度凸轮专用磨削装置由陕西科技大学研制成功。使磨削后的凸轮轮廓精度已高达±0.002。
近期在弧面分度凸轮机构CAD/CAM及运用数控机床加工制造凸轮方面出现了一些新的思维和方法。有些研究在分析弧面分度凸轮机构啮合原理的基础上给出了通用的解析方程式和简单的修正方法,实用于不同旋向、工位和运动规律。通过ADS编程实现了自动设计、自动建模和虚拟再现真实产品磨削的过程。由于弧面分度凸轮机构工作曲面在空间具有不可展特性,只能通过两个旋转轴加工,大多数加工弧面分度凸轮机构的专用机床的缺点是加工范围有限,而对于五坐标数控机床编程复杂,设备成本也较高。基于这种情况,有研究通过坐标变换和多坐标联动控制调整数控机床的加工范围,推导出各个参数之间的关系并编制出编程软件。该方法可以用于扩大机床的原有加工范围以及通过调整加工参数提高机床刚度和工作效率。
4.弧面分度凸轮机构的检测
由于凸轮轮廓几何形状误差的检测有一定的困难,所以很长一段时间弧面分度凸轮机构的检测都是比较薄弱的环节,由此将影响到整个分度机构的分度精度。近年来,随着计算机技术的发展,借助计算机的检测系统的研究成为一个新的方向。有文献介绍了一种以单片机为核心组成数据采集系统,在系统机(80×86)的配合下完成凸轮检测数据的处理。既可检验凸轮轮廓的加工质量,也可以由凸轮轮廓测量数据通过在系统机上所开发的CAD/CAM软件反求原始设计、复制凸轮、实现从凸轮测量数据到凸轮CAD/CAM的一体化技术。
1994年由吉林工业大学牵头,参照圆柱蜗杆传动和弧面蜗杆传动的精度标准,提出了弧面分度凸轮机构的精度指标体系,规定了弧面凸轮复杂曲面的检验项目,并制定了弧面分度凸轮机构的部颁标准(送审稿),有待在实践中结合凸轮的特点修改完善。
5.弧面分度凸轮机构研究方向和重点的展望
纵观其发展的历史及近年的发展,今后我国弧面分度凸轮机构的研究重点应在如下几个方面:
(1)新型点啮合传动的弧面分度凸轮机构的研究。
(2)弧面分度凸轮的动态特性及其仿真研究依然是研究热点。
(3)高效率、高精度弧面分度凸轮曲面磨削机床或装置的研制;通用有效并引入专家系统或人工智能型CAD/CAM系统的开发。
(4)弧面分度凸轮机构精度指标体系的制定、修改、完善和检测原理、方法和仪器的研究和制造。
(5)弧面分度凸轮机构新结构的研制。 [科]
【参考文献】
[1]陈桦等.用数控铣床进行弧面分度凸轮轮廓面的精密磨削.机械工程师,1999,(7):49-50
[2]常宗瑜等.运用凯恩方程建立弧面分度凸轮机构的动力学模型.机械过程学报,2001,37(3):34-7.
[3]王其超.我国弧面分度凸轮机构研究的综述及展望.机械设计,1996,(10):1-3.
[4]石则昌,张锦慧.滚齿凸轮机构内啮合间隙的研究.机械设计,1982,(2).
关键词:自行车设计,安全性设计,鞍座,鞍座安全性设计
我国是个自行车生产大国,拥有庞大的自行车使用人群。作为一种大众化个人交通工具,它一直在普通老百姓的生活中占有重要地位。随着人们生活水平的提高,如今的自行车已经不单纯是一件代步工具,自行车运动已经成为一种健康、绿色的运动,也是一种时尚的生活方式。
自行车设计发展是伴随着科学技术的发展和人类生活方式的变化进行的。自行车的出现是从一个作为代步工具的简单装置开始的,最后发展成为适合不同使用人群的多种类型。针对性的设计使不同类型的自行车能在各种环境下安全的行驶。山地自行车大部分时候面对的是崎岖、陡峭的山路,因此把车把设计成宽平直的造型有利于控制平衡,使用者不易摔倒;粗宽的轮胎能更好地贴合地面抓住泥土,使使用者能更安全地骑行。公路自行车的羊角形车把则可以减少前进阻力,在平坦的公路上加速前行;轻巧的车架以及纤细的轮胎也减轻了自身的重量。早前的自行车主体材料使用的是普通钢材,但它重量很大,韧劲低,在骑行中和发生事故时容易对骑行者造成伤害,现在碳纤维、复合材料、镁合金、钛合金、铝合金等原先只用于航天事业和运动器材的新型材料因其优良的特性和工艺技术的成熟而被有效应用到自行车设计上,从而大大提升了自行车的安全性。
自行车的造型结构,材料,色彩,乃至自行车附属产品和设计消费心理的都在不断的创新,但是这些创新都是以安全性作为设计的原则然后展开设计。从交通的安全、结构造型的安全、色彩的安全等扩展到使用的舒适度,消费者消费心理的安全,乃至环境的安全。以自行车鞍座设计为例,我们可以看出安全性设计在自行车设计中的重要性。
鞍座是自行车的重要组成部分。自行车的雏形就是两个木质的车轮,中间连着横梁,上面安了一条板凳,那个板凳就作为鞍座了。那时的鞍座谈不上设计,但是当时的发明者已经意识到鞍座存在的必要性。驾驶这部代步装置时如果不采用坐姿,就要把身体的重量放在腿部,不要多久体力就跟不上了。1861 年,法国的米肖父子,发明前轮大、后轮小、在前轮上装有曲柄和能转动的踏板鞍座架在前轮上面的装置。这时候的鞍座位置做了调整,但是安全性太差,骑者经常摔倒。1886 年英国的机械工程师斯塔利在劳森设计的自行车的基础上进一步作了改进,从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式,车架采用金属材料的三角结构,鞍座又被调整到车的中间位置,通过一根鞍管与车架刚性联接,以承受人体的全部重量,鞍座的高度可根据骑行者的需要调整。鞍管与车架的刚性连接使鞍座能够固定在车架上,非常安全,不易因鞍座的问题而摔倒。后来有人在鞍座与车架之间使用弹簧改进设计,进一步提高了鞍座的安全性,使用者不会再因为颠簸而使坐骨区受伤。
目前市场上存在的鞍座设计主要是由皮面、发泡、底壳、弹簧、卡子(固定在车上的部位)这几个部分组成。鞍座皮面一般采用软PVC材料,通过设计师对皮面表面纹理的处理,一方面使鞍座样式多样化,满足不同消费群体对设计风格的需求;一方面通过纹理的处理了起到防滑的作用。
鞍座的皮面并不是直接安装在底壳上的,为了避免坚硬的底壳给使用者坐骨区带来的不适,中间加了一层发泡。发泡起缓冲抗震的作用,并且它的优点就是不易变形,挤压后还原能力强。大大减轻了坐骨区的神经压迫的痛苦,无疑这个设计是对使用者身体安全的保障。
底壳是鞍座的基础造型,也就是说底壳造型决定着整个鞍座的外部形态。美国科伦大学的一所研究泌尿系统的实验室经过实验研究表明,如果坐上结构不太合理的鞍座进行自行车骑行,长此已久的话,骑行者的泌尿生殖系统将会受到一定的影响。这对人体的健康安全造成直接的威胁。近年来自行车鞍座设计层出不穷,主要原因并不是仅仅为了满足人们对于造型的需求,主要还是源于人们对于座驾安全的考虑出发,以人机工程学的研究不断研发改进更安全的鞍座。如图中的这个鞍座,它的造型跟以前大有不同,中空的造型其实是对透气性能的完善。底壳的材料主要是PPE——一种高性能热塑性工程塑料,具有优异的强度和耐热性能,质量也很轻。由于消费者群体的日益细化,底壳的宽度尺寸也是随着使用者的生理结构、年龄大小和自行车的类型等而变化多端。
不同的消费群体对于安全的需求是不一样的,我们需要从他们不同的生活方式和思维方式考虑再设计。以儿童自行车为例,儿童正处于生长发育期,对鞍座的安全性要求更加严格。
1、鞍座的弹簧有可能在使用过程中夹伤儿童的手,因此可以在弹簧外部加以保护,尽可能保证儿童不会因此受伤;
2、有的年龄比较小的儿童可能会穿开裆裤,这就关系到设计时采用的材料需要卫生安全、透气性好,在选材加工时应严格检验。还可以开发配套服务,制造鞍座专用的清洁用品,使儿童娇嫩的肌肤得到保护;
3、从儿童心理安全角度来说,儿童在面对这个新奇的世界时,他们需要得到认同。认同感和归属感都属于心理安全的一方面。在使用儿童自行车的时候,他们的身体协调能力会得到锻炼,但是自行车在他们的眼里更是一种玩具,不是冰冷的机械。他们只有能够驾驭它,才能从中找到归属感和快乐。
另一方面,很多概念车型的出现使得自行车整体造型有了很多创新。有的概念车型有可能就是未来自行车设计的发展方向。鞍座的设计也应该与时俱进。从左图中几款概念车型可以看出设计师们丰富的想像力和创造力。作为自行车的一部分——鞍座,它也可能面临新的安全问题:鞍座和车架需要新的连接方式,并且要为抗震减震的功能创造新的方式。结合概念车型,创新鞍座设计是时代的必然。关于自行车鞍座的安全性设计还有很大的发展空间,需要设计者的发现和生活的创造。
在道路交通中,自行车是属于“弱势群体”的。因为它的构造和运行方式决定了它在交通状态下的安全指数较低。光靠交通法规来保护非机动车辆的安全和使用者的人身安全是远远不够的,还有很多安全盲点需要发现和改进,这也是作为设计师应负的责任。随着人们对自身健康的不断关注,对于自行车的安全性也有着越来越高的要求。科技的进步给了自行车设计新的发展方向,然而任何设计的创新都需要围绕安全性这个设计原则展开,只有安全的,才是健康的!
参考文献: 《工业产品设计安全原则》 作者:江牧 出版社:中国建筑工业出版社 出版日期:2008年6月
《电动自行车》 编者: 催万安 出版社:机械工业出版社 出版日期:2005年
《工程设计中的材料选择与应用》 编著:杨瑞成、邓文怀、冯辉霞
出版社:化学工业出版社 出版日期:2004年
会计的管理功能作用最初集中体现在成本管理方面。19世纪下半期,尤其是在最后的20年,工业化大生产格局已处于形成过程之中,在此期间,公司里业主、经营主持者及其管理人员都逐渐认识到产品固定成本的增加对公司盈利的影响日益扩大,并且这已成为一个必须研究、处理好的重要问题。这样,在19世纪与20世纪之交,人们已逐步集中精力研究与解决这方面的问题。20世纪初期,随着工业化大生产基本格局的形成,不少公司的组织规模一直处在不断扩大之中,大公司,尤其是工业中那些具有不同垄断组织特征的大公司,开始在经济发达国家中处于支配地位。在工业公司中重型机器设备在资产中所占比重越来越大,产品制造程序亦日趋复杂,于是人们又开始着手研究、解决产品成本形成过程中的间接费用分配问题了。同时,随着经济竞争压力日益增大,与一系列成本问题的集中,很快便促使人们从总的方面考虑到对产品制造成本的全面控制问题。值得注意的是,这时对于成本控制的必要性与紧迫性,不仅在会计师中有了明确认识,而且同时也在工程师中有了明确认识,甚至在对一些与工程技术相关联成本问题的认识方面,工程师比起会计师有着更为深刻的体会。
同样,在20世纪初期,美国人在其得天独厚的经济环境与科技环境的影响之下,率先在成本控制方面寻找到拓宽会计参与公司管理的通道。紧接着,通过以美国为首的经济发达国家中的会计师与工程师的共同努力,终于在20世纪会计的发展中出现一个新的突破——管理会计产生,一门在20世纪与财务会计并驾齐驱发展的新兴分支学科管理会计建立起来了。
一、20世纪前期的管理会计
当人们的思想、行为开始由成本计量、记录方面转向成本控制方面的时候,管理会计创立便处于萌芽阶段。从前文已可见,管理会计形成的历史源流确实来自成本控制思想及其相关理论的产生,以及早期成本控制行为的发生,并且后来管理会计的演进也正是由此顺流而下,最终在20世纪前期奠定了管理会计的发展基础。
尽管从1885年美国军械师亨利·梅特卡夫的《制造成本》、1887年英国电气工程师埃米尔·加克与会计师M·费尔斯合著的《工厂帐目》,到1911年E·韦伯纳的《工厂成本》这些书还主要是讲产品成本计算问题,但其中已开始涉及到一些成本管理方面的问题,依次考察其内容,这些书在一定程度上反映出由单纯讲成本核算向兼顾论及成本管理问题过渡的状况。1880年美国机械工程师协会成立,它的成员诸如泰罗、埃默森等工程师开始超出工艺技术范围研究产品成本问题。尤其是在1886年工程师H·R·汤在协会的年会上发表题为《作为经济学家的工程师》的论文之后,工程师便更加注重从解决产品成本问题着手研究公司经济效果问题,正是围绕着这方面的问题而展开的深入研究,促使美国的科学管理运动处于酝酿之中。1911年,继泰罗所发表的“计件工资”及“车间管理”著作之后,他的《科学管理的原则和方法》一书问世了,书中对标准化管理制度的确定,为“标准成本制度”的确立奠定了思想及理论基础。随后,“标准成本控制”与“预算控制”制度、理论及其“差异分析”方法的产生,便为管理会计的产生奠定了基础。
(一)标准成本计算纳人会计体系
1919年,美国全国成本会计师协会成立,协会会员由会计师与工程师两方面组成,从此,会计师与工程师开始结合研究标准成本问题,其研究成果被推广应用。1920年,英国成本会计师协会与美国工程师协会合作研究成本问题,在研讨过程中,他们在实行标准成本、加强成本管理方面意见一致,而在是否把标准成本计算纳入复式簿记体系方面却发生了分歧。工程师们的指导思想在于坚持科学管理制,从提高生产效率出发,试图建立一种管理型标准成本计算与控制方法,而会计师们则从提高经济效果出发,主张把标准成本计算纳入复式簿记系统。尽管这种分歧也在美国全国成本会计师协会中的会计师与工程师之间存在,然而,在学会中有一些工程师十分赞同会计师们的主张,如哈里森便认为,只有事前将标准成本计算纳入会计系统,才能形成为真正的标准成本会计,当时著名会计学家哈特菲尔德教授曾十分赞赏这一观点。其后,经过十多年的研究与实践,工程师与会计师的观点终于取得一致,从此标准成本计算与复式簿记方法密切结合,成为会计系统中的有机组成部分,在成本控制方面发挥了越来越突出的作用。这一重要历史事实是20世纪前期管理会计得以形成之关键。
事实上,工程师哈里森在具体解决标准成本会计方面的贡献也是突出的。1930年他在他早期发表的论文《有助于生产的成本会计》(1919年6月)、《新工业时代的成本会计》(1919年12月及1920年1月)的基础上所著《标准成本》一书,是对管理会计产生具有重要影响的标准成本会计的一个科学总结,其影响颇为深远。1932年E·A·坎曼发表了题为《基本标准成本:制造业的控制会计》的论著,进一步明确了标准成本会计对管理会计产生的实质性影响。此外,值得注意的是这个时期经济管理学家对成本管理问题研究的参与,1923年,J·M·克拉克围绕产品制造费用的研究,提出了可变成本、不变成本、边际成本,以及机会成本等一系列的概念,其研究成果对于管理会计的形成与在今后的发展都具有一定影响。
(二)“预算控制”原理引入
“预算控制”是作为科学管理原理中另外一个重要方面被引进到管理会计中的,它曾经被一些学者称之为管理会计形成的两大支柱之一。1921年美国《预算与会计法案》的颁布是对预算控制思想产生影响的起点,次年著名学者麦金西的《预算控制》一书问世,书中所持重要依据之一便是《预算与会计法案》。麦金西较为系统地阐述了实行科学的预算控制方面的问题,其见解具有开创性。在1922年美国全国成本会计师协会第三次会议上,还以《预算的编制和使用》为专题展开研究,这次会议的研究成果不仅把对有关“预算控制”方面的内容引向深入,而且掀起了1923年至1929年全美会计师与工程师协同研究预算控制问题的,七年间所产生的研究成果对于管理会计的形成起到了十分重要的作用。据1931年美国全国工业会议委员会在《制造业的预算控制》一文中统计,在1930年前后,美国有162家公司实行了预算控制,其中80%是在1922年以后才实行的。可见,正是由于“预算控制”的理论研究与实践并进,才使管理会计在形成过程中逐步立定了根基。
(三)管理会计的形成
管理会计除得以在“标准成本”与“预算控制”的支持之下产生之外,它的形成还同时受到“差异分析”及“本量利分析”方法引入应用的影响。由于“差异分析”方法通常是配合“标准成本”与“预算控制”工作进行的,故它对管理会计形成的影响与“标准成本”和“预算控制”所产生的影响是一致的,而“本量利分析”方法所产生的影响却从一个新的管理方位体现出来的。
[论文摘要]文章结合铁路职业教育的特点,从人才培养目标、人才知识能力素质结构、人才培养方式、学校办学模式、考试方式等方面,论述了高职高专应用型人才培养模式。
随着国家经济、科技和社会的蓬勃发展,高职教育面临着千载难逢的发展机遇与广阔的发展空间。同时,高职教育也面临着严峻的挑战,社会需求的变化与更新对高职教育人才培养工作提出了更高的要求。对广大职业教育工作者来说,必须以教育思想创新为主导,以教学改革为核心,注重高职特色和教学质量,探索专业应用型人才的培养模式。
一、确立科学、合理的培养目标
高职教育是以社会需求和就业为导向的高等教育,应该培养学生具备必需够用的基础知识,较强的技术应用能力,良好的职业道德,实干、创新和创业精神。就铁路职业教育而言,在培养目标的确立上,应本着面向铁路、面向社会、面向建设、面向管理,以培养服务铁路一线的技能型和实用型人才为宗旨。这一培养目标可以在以下几个方面进行细化定位,在人才层次上定位为:高等;在人才类别上定位为:铁路相应技术应用型人才;在服务范围上定位为:铁路经济建设和社会发展;在服务层面上定位为:铁路一线与社会基层;在毕业生水平上定位为:能运用铁路行业现有技术;在对从事工作的任务职责上定位为:改造、运行、实施;在特色上定位为:在一、两个方面具有较高的技术应用能力。
二、构建人才的知识能力素质结构
培养规格是培养目标的具体要求。在人才培养规格的确立上,应坚持以技术应用能力的培养为主线,构建高职高专应用型人才的合理的知识能力素质结构;在具体实施过程中,应以培养较宽的基础知识和较强的基本技能为出发点,以适应生产、建设、管理和服务第一线需要的综合应用能力为主体;在人才素质目标的构建上,应涵盖思想道德素质、文化素质、专业素质和身心素质四个方面的要求。
1.基础知识的要求。包括三个方面:一是“必需、够用”的基础理论知识,如机械专业的数学、材料、计算机基础和力学等基础理论;二是扎实宽广的技术基础知识,如机械专业的机械设计、电工电子与控制、机械工艺技术基础知识(包括专业知识),为技术应用能力的培养奠定知识基础;三是广泛实用的人文社会科学知识,如政治、经济、管理、法律、文化、市场等知识。
2.基本技能的要求。包括与专业相关的基本技能和专业综合应用能力培养所必需的基础技能两方面。如机械制造工艺及设备专业的工程制图(包括计算机绘图)的技能就是机械工程师必须熟练掌握的基本技能,计算机应用与维护专业的文字处理技能、电工电子的基本技能就是计算机应用与维护技术工程师的基本技能。基础知识和基本技能二者相辅相成,是培养综合能力的两个必要基础,是合格技术应用型人才必备的双翼。
3.综合应用能力的要求。这是人才总体能力的主要体现,是评价人才质量的主要标准,也是专业特色的重要标志之一。专业综合能力包括三个方面:一是发展能力,即知识更新、自我发展的自学能力和不断创新能力;二是交流、协作与计算机应用的基本能力;三是专业技术应用能力,各专业的技术应用能力具有各自的特色。如计算机应用与维护专业提出了突出管理信息系统的开发和软、硬件维护的技术应用能力。
三、采用多元化的培养方式
铁路高职院校应依据自己独特的培养目标进行定位,建立起以职业岗位群能力和职业综合素质培养为主线的人才教育培养模式。在教学计划的设置上,重视实践、实训和“产学研”合作教育,实践教学与理论教学比例尽可能接近1∶1。通过不断深化教育教学改革,形成各自的人才培养特色。
首先,以专业应用能力和工程素质为主线,按能力培养要求选择教学内容、教学环节和教学方法,组织和控制教学过程。工程技术应用能力采用初步培养、单项强化训练、综合提高的三段式递进培养形成。其次,以培养学生职业技术能力为宗旨,从铁路建设和发展所需的职业岗位(群)入手,按照从事岗位(群)工作所需的综合能力与相关的专项能力要求,设置专业理论课和专业技能课,进而选择设置“够用的基础课和必需的专业课”;在教学过程中注重实践性、主体性和“教学做合一”;并把产学合作始终作为人才培养的必由途径。第三,采取“双证制”培养模式,即学院发毕业证,同时要求学生拿到劳动部门和铁路部门发放的职业资格证书。第四,构建突出核心职业能力的人才培养模式,即围绕高职高专培养目标,学校与铁路企业共同确定毕业生核心职业能力,根据核心能力确定相关能力,组织核心课程,构建理论和实践教学体系。第五,根据铁路企业对人才类型和素质的要求设置专业和制订人才培养方案,突出能力本位,按培养重点职业能力的应知、应会要求,组合理论、实践教学内容和环节,构建教学模块,实行按模块、分学段(一学年分四学段)培养,学生从上一学段进入下一学段学习都要经过严格的考核和筛选。第六,按照理论集中实践理论的思路,构建“三明治”式的人才培养模式。
四、实行产学研合作教育的办学模式
学校在制定人才培养模式时应积极与铁路企业合作,根据用人单位需求,实施“订单式”人才培养。应充分利用产学研合作教育基地优良的工程环境和实践条件,在铁路企业中安排较长时间的集中实践教学环节,让学生以企业中普通技术人员的身份深入生产工程现场,熟悉企业环境,了解工艺技术,直接参与技术攻关和生产管理工作。学生在工作中运用所学的理论知识和基本技能分析解决实际生产问题,既能拓宽和深化专业知识,又能锻炼和提高专业技能。
实施产学研合作教育,学校不但要增强市场意识,促进人才培养模式的改革,转变人才培养的质量观,而且要更加注重岗位职业能力的培养。这样,企业将会对职业教育有更深的理解和更多的信任,人力资源的开发将会更具前瞻性和主动性。
五、改革考试方式,促进学生的全面发展
随着高职高专教学改革的不断深化,高职高专考试亦由单一的知识继承性考试逐步转向知识、能力、技能、素质并重的考核,考试方式开始由闭卷笔试一统天下逐步转向多样化。但是,高职高专院校的考试考核方式还需进行进一步的深层次的改革。
1.对课程进行分类考试理论研究和探索实践。以认知为主的理论课程(如数学)要以“考核应知、理解、会用”为重点;实践性较强的理论课程(如计算机基础)考试研究要以“应知与应会考核并重,理论考试和操作考试相结合,注重过程考核与能力测评”为重点;实践课程的考试研究要以“技能、能力鉴定为本,加强考核过程的规范化、科学化,提高考试效度、信度”为重点。积极推进高职高专学生参加职业资格和技术等级考试,不断提高职业技能考试水平和质量。
2.认真组织考试评价工作。学校要对期末考试的成绩分析、试卷分析、考试评价和总结做出明确规范的要求,并将其纳入相关管理制度。每次考试后认真做好考试质量(效度、信度、难度、区分度等)分析评价和师生教学质量评价,并将评价信息及时反馈到教学活动中。
3.加大学生素质综合测评的探索实践力度。针对素质培养的特殊性,按照强化形成性评价的原则,精心设计《学生素质综合测评方案》(包括评价目的、指导思想、工作原则、指标体系、评价工作实施办法、评价过程的记录、评价结果形成、反馈与档案管理),真正实行“教、学、管”三结合,组织好方案实施,使学生素质综合测评更客观、全面、有效,强化其在学生良好素质形成过程中的引导和激励作用。
特色就是就业,特色就是生命线。只要努力探索职业教育的人才培养模式,职业院校同样能够树立自己的品牌。
[参考文献]
[1]南海.论职业教育的基本问题[J].教育理论与实践,2003(8).
[2]郎群秀.高技能人才内涵解析[J].职业技术教育(教科版),2006,27(22).
[3]罗辉,梁赵清,等.高等职业人才培养的研究与探索[M].北京:红旗出版社,1999.
[4]吕鑫祥.高等职业教育技术教育研究[M].上海:上海教育出版社,1998.
【关键词】CJY14/7矿用电机车;牵引能力;制动力;运输效率
矿用电机车是金属矿山运输的主要设备之一,它的主要用途是沿轨道牵引矿车运输矿石、物料或人员,矿用电机车广泛用于金属矿山井下或底面运输系统。CJY14/7矿用电机车即为矿用斩波调速架线式14t牵引电机车,该电机车现有16台在我矿运行,主要负责-600运输大巷矿石和废石的运输。现采用双机牵引,双机牵引即为一台机车在前端牵引,一台机车在后端推动,所以每列车有两台电机车,每列车拖有10节6m3矿车,日运输量可达8000t/d。为了更进一步地优化组织生产、提高运输效率,满足生产要求,初步决定增加一节矿车,采用11节矿车拉矿。为避免发生打滑、脱钩等不良现象,充分发挥设备的作业效率,减轻电机车损耗,避免危险事故的发生,特对CJY14/7型矿用电机车运输能力方面进行计算及分析。
1.CJY14/7型矿用电机车牵引能力分析
CJY14/7型矿用电机车主要性能参数见表1。
表1 CJY14/7型电机车基本参数
粘着重量(t) 轨距(mm) 弯道半径(m) 机车速度(km/h) 牵引力(N) 电机功率(KW) 额定电压(V)
14t 762 15 14 34.34 2×52 550(DC)
1.1 按电机车启动条件计算
我矿-600运输大巷轨道总长8.8km,坡度最大为3‰,主要集中在通往537的方向,且都是直道无弯道,电机车在此段最容易打滑,因此在此上坡启动过最困难的情况进行计算。
根据机车牵引理论,为保证机车启动时车轮不打滑,那么电机车牵引力不应超过其自身最大粘着力。这样求的电机车最大牵引重量:
(1)
式中,??????????????―电机车的粘着重量,14t;
―电机车的粘着系数,干燥情况下启动时、制动时,潮湿时启动时、制动时;
―电机车重量,14t;
―重车启动时的阻力系数,;
―线路坡度,;
―列车加速度,对于一般地下运输,本文取
分2种情况进行计算:
(1)在轨道干燥情况下,由式(1)计算可得:
。
(2)在轨道潮湿情况下,由式(1)计算可得:
。
已知6m3矿车自重7t,可拉矿石重量10t,因为采用的双机牵引,所以还包含一个电机车的重量,由此可知,CJY14/7电机车在运输时,最困难的理论拖运矿车数n为:
(2)
综上所述,在轨道干燥情况下,节;在轨道潮湿情况下,节。
1.2 按制动条件计算牵引重量
对列车制动距离的规定是为了保证列车运行过程中,出现突发事件时,能够及时停车,不对车下的人员造成伤害。对大型机车规定的距离比小型机车大,主要是因为大型机车的惯性力比较大,很难实现在短时间内停车。根据《金属非金属地下矿山安全规程》,14t以上大型电机车(或双机)在运输物料时的制动距离应根据条件予以确定,但最大不能超过80m,因此必须根据此规定按最不利条件计算。同时,为了使电机车车轮制动力发挥最大,电机车的最大制动力B应等于或小于它的粘着力,即。
按上述条件求得电机车牵引重量为:
(3)
式中,―机车的制动重量,14t;
―制动时的减速度,,为电机车行驶速度,S为最大制动距离,时速14.5km/h时,。
利用公式(3),分2种情况计算可得:
(1)在轨道干燥情况下,。
(2)在轨道潮湿情况下,。
根据式(2),按制动条件计算下的CJY14/7电机车在-600运输大巷运输的理论矿车数n为:在轨道干燥情况下,节;在轨道潮湿情况下,节。
1.3 其他条件校验
针对自动挂钩损坏的情况,校验如下:
自动挂钩设计载荷为,生产厂对其产品抽样进行1.5倍负载实验10min,未出现任何变形和裂纹。根据理论力学公式,有:
F=f×G (4)
式中,F―设计载荷,200KN;
f―车轮与钢轨间的滚动摩擦系数,0.005;
G―理论最大拉矿重量。
根据式(4)可得,G=40000KN。如果取自动挂钩的安全系数,则自动挂钩实际可承受载重量为400.16t,满足启动条件和制动条件中的最大牵引重量要求。
根据上述计算,将拖拉矿车的数量增加到11节的想法是可以实现的。
2.CJY14/7矿用电机车运输效率提升途径
(1)在非雨季的生产情况下,即在轨道干燥的情况下,按启动条件计算时,可拉矿车12.8节;按制动条件计算,所拉矿车12.3节。如要充分发挥效率,则结合生产条件,在非雨季时段,可采用12节矿车拉矿。如果控制车速少于13km/h,可以采用14节车拉矿。
(2)在雨季生产情况下,即在轨道潮湿的情况下,附着系数减小,按启动条件计算时,可拉矿车12.08节;按制动条件计算,可拉矿车11.4节。如果在控制速度少于13km/h的条件下,也可实现12节矿车拉矿。
(3)如果在运矿过程中出现车轮打滑情况下,可以通过增加车轮与轨道的粘着系数,如:
①轨道撒砂。这是目前现场应用较多而且简单易行的措施,可以有效提高黏着系数。
②采用胶套车轮。在钢轮上套装专用特种耐磨胶套轮毂,构成胶套车轮。这样就增大了驱动车轮与道轨表面的黏着系数,使电机车牵引力大大增加,爬坡能力大大提高。
③加大电机车车轮的直径。在运行速度相同的前提下,车轮转速低,粘着系数不会降低,牵引力不会降低。
因为电机车的车轮高转速时比低转速时滑动要大一些,也就是黏着系数随着转速的增加而降低。但是,加大机车车轮直径,使得电机车结构比较复杂。另外,目前矿用电机车的运行速度不大,一般小于20km/h,速度对黏着系数的影响相对于道轨轨面状况等因素所造成的影响较小,一般可以不予考虑。
由上述分析可知,初步决定的使用11节矿车拉矿是可以实现的,并且有很大的提升空间。同时,为进一步满足生产需求,实现矿山利益的最大化,可以通过适当降低车速,实现12节矿车拉矿,充分发挥电机车的运输效率。
参考文献
[1]李保生,李保春.工矿电机车牵引计算讨论[J].矿山机械,2010(9):64-65.
[2]王运敏,等.中国采矿设备手册[M].北京:科学出版社,2007.851-868.
[3]杨永明.矿山井下铁道运输系统中车辆掉道原因及对策[J].矿山机械,2003(31):54-55.
关键词:轧辊,磨削,加工
1.引言轧辊磨床是现代工业生产中不可缺少的一种重要生产设备,轧辊主要用于冶金、造纸等行业,它的磨削机理具有一般大型外圆磨床特点,但又不同于一般的外圆磨床的运动复杂得多,除砂轮与工件(轧辊)作相对回转运动(主运动)外,还要求砂轮、工件二者作相对纵向运动的同时,作一定的径向相对位移,而且这个径向位移是不同于磨削锥度的复合运动。因此,它的传动机构比较复杂,机床工作精度要求也较高。
轧辊磨削精度和表面质量除了依靠精良的轧辊磨床工作精度之外,主要还取决于对特定的加工轧辊选用与之相匹配的砂轮、冷却液和磨削工艺参数。
2.磨削加工基础知识及工艺
2.1 磨削加工的基础知识 近几年来,磨床加工有很大的发展,已广泛地应用于机械加工行业,磨削的机械零件有很高的精度和很细的表面粗糙度。论文参考。随着机制造的精度提高,一个国家的磨削工艺水平,往往地反映了国家机械制造的水平。磨床除能磨削外圆,内圆,平面、成型面外,还能磨削螺纹、齿轮、刀具、模具等复杂零件表面加工。
磨床—磨床在磨削工件时,按加工要求不同,工作台纵向运动的速度必须可以调整,能实现无极变速,并在换向时有一定的精度要求,磨床要具备这些条件,磨床的纵向往复运动采用了液压传动,液压传动在磨床的工作台驱动及横向快速进退等方面已广泛应用。
液压传动工作原理—在机床上为改善液压传动的性能,以满足生产加工中的各种要求,磨床工作的液压传动系统是由以下四部分组成:
执行部分—液压机(液压缸、液压马达)在压力油的推动下,作直线运动或回转运动,即将液体的压力能转换为机械能。
控制部分—压力控制阀,流量控制阀,方向控制阀等,用以控制液压传动系统所需要的力速度方向和工作性能的要求。
辅助部分—油箱滤油器,油管和油管接头等。其作用是创造必要的条件以保证液压系统正常工作。机床的液压传动系统能实现工作台的自动往复运动,砂轮架快速进退运动,砂轮架周期进给,尾架套筒的缩回,车轨以及其它一些动作。
2.2 磨削加工及先进的工艺方法 为了适应各类零件的磨削,磨床和砂轮的品种,性能也有了进一步的发展,在基本型谱的基础上,又生产出,精密型,高精度型,半自动型及数控型等10个系列,各类磨床的精度适应性和专门化程度均有很大提高,如适于模具制造的坐标磨应酬具有加工精度高使用寿命长等特点,近20年来,在我国超硬磨料,如人造金刚石,立方氮化硼等,已广泛地应用于各种高硬度材料的磨削。
要求精度高的机械零件的加工方法一般分为粗磨—半精磨—精磨—精密磨—超精磨五个阶段。磨削加工一般是属于零件的后道工序,即零件的精加工。困此零件的尺寸精度和相关面的位置精度以及有关表示的形状精度和表示粗糙度,都要在磨削中得到最后控制和保证,所以必须仔细分析和研究零件图及技术要求,根据对零件图的分析研究,就可以初步确定零件的加工顺序和所采用的加工方法。例如:尺寸精度IT6级,表示粗糙度为Ra0.8—0.1um时一般只需要经过粗磨,精磨或粗磨,精磨或粗磨。精磨和精密磨削,尺寸精度在IT6—IT5表示粗糙度为0.1um~Ra0.5um时,一般要经过粗磨,半精磨,精磨,高精度磨削加工。磨削加工所用的机床除特殊机床外,一般采作通用工艺装备,以降低生产成本取得良好的经济效果,成批大量生产时,可以根据零件的加工精度和技术要求,尽量采用专用夹具,专用量具,以满足高生产率的要求,砂轮的选择也应可能按照不同工序的不同要求考虑,磨料,粒度,硬度,尺寸等这样人但能保证工件的加工精度,同时对提高生产率也有利。
大批量的机械零件生产中,零件的产生相当稳定并广泛采用专用机床的自动生产线,生产率极高,整个生产过程按一事实上节拍自动循环,操作工人只是在自动生产线的一端装上毛坯,在另一端卸成品,并监视自动线的正常运转,就可以了,我国已在汽车,拖拉机,轴承等生产中建立了许多自动线,现在的机械制造基本特征是:多品种,中、小批生产占主导地位,工厂生产的产品经常地更换,以适应市场的竞争,目前除采用先进高效,高速磨削,强力磨削外,还逐步采用先进的自动或半自动磨削,数控磨削,适应控制磨削,和成组工艺等新技术,达到较高的生产率和设备负荷率。
3.磨削温度对磨削效果的影响 大量的磨削热将会软化工件表面,使其塑性增加,有利于磨屑的形成。但对被磨工件表面质量、磨削效果和机床等也有不利的影响。
对工件的影响主要表现在工件表面质量和加工精度两方面。
磨削的高温会使工件表面层金相组织发生变化。当磨削温度未超过工件的相变温度时,工件表面层的变化主要决定于金属塑性变形所产生的强化和因磨削热作用所产生的恢复这两个过程的综合作用,磨削温度可以促使工件表面层冷作硬化的恢复;如果磨削温度超过了工件金属的相变临界温度,则在金属塑性变形的同时,还可能产生金属组织的相变。
4.怎样提高轧辊磨床磨削精度4.1磨床的检修4.1.1床身导轨的检测与修刮
床身V形导轨经检修后应达到以下精度要求:垂直平面内直线度≤0.01mm/m;水平面内直线度≤0.01mm/m;对拖板座导轨的垂直度≤0.02mm/250m;接触点要求12~14点/25mm×25mm。
床身平面导轨经检修后应达到以下精度要求:对V形导轨的平行度≤0.02mm/m;垂直平面内直线度≤0.01mm/m;接触点要求12~14点/25mm×25mm。
4.1.2 拖板座导轨的检测与修刮
拖板座V形导轨经检修后应达到以下精度要求:垂直平面内直线度在全部长度上≤0.01mm;接触点要求10~12点/25mm×25mm。
拖板座平面导轨经检修后应达到以下精度要求:对V形导轨的平行度≤0.02mm/m;接触点要求10~12点/25mm×25mm。
4.1.3 砂轮主轴与轴瓦间的间隙调整及检测
动压轴承:在砂轮主轴轴颈上涂色,与轴瓦转研,用刮刀刮研轴瓦表面,使接触点要求达到12~14点/25mm×25mm,然后进行安装调整,将砂轮主轴与轴瓦的间隙调整到0.0025~0.005mm,这样可避免磨削中工件产生棱圆。
静压轴承:检查前后轴承油腔压力是否正常。
4.2砂轮的修整 一般情况下,用只经过金刚笔修整的砂轮在普通磨床上只能磨出Ra0.4~0.8µm的表面粗糙度。为使磨削表面达到Ra0.02~0.04µm的粗糙度要求,就必须对砂轮进行精修和细修两次修整。修整方法可采用以下两种方法之一。
4.2.1用金刚笔精修、再用油石细修
砂轮粒度一般选用46#~80#。首先用锋利的单颗粒金刚石笔以微小而均匀的进给量对砂轮进行精修,以在砂轮磨粒上修整出较多的等高微刃。精修时,砂轮修整器的安装应正确合理(见图2),每次进给量应控制在5µm,纵向进给速度建议选用最低速度。在精修过程中,应注意修整发出声音的变化。论文参考。若发出均匀的沙沙声,说明修整状况正常;若发出的声音忽高忽低或渐高渐低,甚至发出不正常的嘟嘟声,则应立即检查工作台是否出现爬行,冷却是否充分,金刚笔是否锋利等,然后进行适当调整。经金刚笔精修后,再用油石(或砂条)进行细修,以在砂轮磨粒上修整出更多的等高微刃。油石需在平面磨床上磨平。细修时,油石必须与砂轮圆周表面平行,油石与砂轮轻微接触,缓慢地纵向移动2~3次即可。
4.2.2用金刚笔精修、再用精车后的砂轮细修
用金刚笔精修后,先用磨削长度与工件基本一致的芯轴进行锥度调整,然后用精车后的砂轮进行细修。
细修用砂轮可采用TL60#K~L,直径约100mm。精车砂轮时,将砂轮安装在卡盘上,将卡盘夹紧在一根自动定心的芯轴上,然后顶在精密车床的两个顶尖上进行粗、精车外圆,使砂轮外圆无偏摆。然后将精车后的砂轮顶在磨床的两顶尖上即可对磨削用砂轮进行细修。
细修时,头架带动修整用砂轮转动,选用低转速(约80~100r/min)、小进给量(往复一次约2µm),工作台往复速度应低于0.3m/min。需作多次往复修整。修整用砂轮与被修整砂轮的旋转方向应相同,即接触点两者的线速度方向相反。冷却液应充分,以冲走浮砂,防止磨削时砂轮上残留的浮砂拉毛工件表面。
5.结论
以上是对轧辊的磨削方法和加工工艺进行了总结。论文参考。这几种方法的采用有助于高精度的轧辊磨削。以上的工艺方法在实际加工过程中应用比较广泛。轧辊磨床在磨削超精磨削时,选用较好的进给量可以保证磨削精度,表面粗糙度要求选用经验磨削用量一般横向进给一般取5微米左右,纵向磨削用量选用0.3—0.5米/分。在精磨轧辊时机床应开空车30分钟,待机床热平衡稳定和液压油排静空气后,再进行磨削加工大量的磨削热将会软化工件表面,使其弹性增加,有利于磨削的形成,但对轧辊表面质量,磨料和机床有不利于的影响,影响机床的精度,对于精度高的轧辊,在无进给光磨时可以采取一边磨削一边使轧辊慢速范围内不断变换转速,以减少或打乱机床各种频率的振动对磨削圆度和磨削波纹的影响,提高轧辊磨削质量由于采用了上述的许多新技术和新设计,使现代轧辊磨床能够基本满足轧钢技术的发展需要。
参考文献
[1]吴宗泽.机械加工实用手册(第二版).北京:化学工业出版社,2003.
[2]刘超.高速切削磨削技术.机械工程师2005.
[3]刘孝敏.工程材料的微细观结构和力学性能〈M〉.中国科学技术出版社.
[关键词]课程考核;粉体力学与工程;创新人才
课程考核是教学过程的关键环节,是反映教学效果的重要手段,具有从教与学两方面检验教学质量的功能,对人才培养有着重要影响。
一、国内外高校课程考核的现状
我国高等学校大多数课程考核普遍存在未充分考虑考核课程的性质、考核同专业培养方向结合不紧密、考核未充分考虑学生就业对该门课程知识需要、考核模式与课程教改关系不大等问题,这种考核不利于培养创新型人才,也不利于通过课程考核改革推动课程教学改革去提高教学质量。我国高等学校课程考核主要存在的问题如下:
1、考核手段和目的存在误区。
传统的课程考核注重于理论知识的检验,忽视了对学生创新意识、实践能力的培养,形式上等同于课程结束时的考试。对教师而言,课程考核就是通过考试给学生一个评定成绩;对学生来说,考核就是获取分数,取得毕业文凭;教学管理部门仅把考核当作决定学生是否升级、毕业的手段,对考核促教、促学、促管的作用关注很少。这种应试教育的影响下,导致出现“教为考、考为学、学为证”的观念,而忽视了学生综合素质的培养与提高,造就了目前流行的“高分低能”看法。
2、考核方式单一。
目前的课程考核,存在“五多、五少”现象,即:闭卷考试多,开卷考试少;笔试多,口试、答辩及其他考核方式少;一次终结性考试为主确定成绩多,教学全过程多元、多次考核综合评价成绩少;强调考题标准答案唯一性的试题多,不定答案的分析试题少;理论考试多,实践能力考查少。
这种以期末考试成绩为主,轻视对学生学习过程的考核方式,助长了学生“平时松、考前紧,考中作弊、考后忘”的不良学风蔓延。这就使得记忆力成为考试成功与否的关键,不少学生习惯于期末前挑灯夜战,或者是舞弊,以求课程及格。
3、考试内容呆板、题型不合理。
期末考试是课程考核的重要手段之一,但在实施中存在考试内容呆板、题型不合理的弊端。考试内容多局限于教材中基本理论,且受标准化考试方式影响,填空、判断、单选、多选、简答、释词等客观性试题多,综合性思考、分析论述、证明、应用等主观性试题少。
标准化试题虽然在评判中客观、公正,但由于答案唯一,留给学生探索创新的机会少。学生考试起来,只需从大脑中“调”记忆的内容而不用动脑思考,这也为作弊造成了便利。同时,由于考前教师划范围、定重点,致使学生学习无动力,往往平时不努力,考前复习“重点”,抄笔记,背答案,投机取巧,“临时抱佛脚”轻松过关。这种现象的存在,其结果是严重挫伤了认真学习学生的积极性,不利于学生对课程系统知识的掌握,阻碍了创新思维的培养与发展。
世界各国高度重视高等教育的质量,将培养创新人才视为提升国家综合国力的重要推动力,并从本国实际出发,纷纷建立起适应本国社会经济发展和符合国际化要求的考试制度。
(1)美国模式:
美国高校考核中强调分析问题、解决问题的能力,而不是记忆能力,因此考试可根据不同专业、不同课程的特点采用闭卷、开卷、口试、答辩及实际操作能力测试等多种形式, 在学生学业成绩的评价方面,运用等级评分、固定成绩评分和根据成绩分布曲线评分等相结合的方法,力求评定的准确性、客观性。
(2)法国模式:
法国高校的考核由平时考核、定期考核、学年考核相结合而成,突出考核的连续性、综合性。考试方式主要依据课程的特点而定,很多高校对口试作为笔试的辅考核手段在一些课程中作为硬性规定,并且课程设计、科研论文、社会调查报告等实践性、创造性的考核方法也在逐渐代替传统笔试。
(3)德国模式:
德国针对社会和劳动力市场需求设置专业,培养人的社会责任感,强调个性发展,完善教学过程。注重复合型人才的培养,建立新型产、学、研一体化,促进科学创新人才培养。德国高校学生可以自由安排他们的学习,还可以根据自己的情况对所修课程的掌握程度来决定是否何时参加考试。考试内容不局限于书本和课堂,考评十分严格,但有多次考试机会。
二、分析及拟解决问题
从以上的国内外高校课程考核的现状来看,国外发达国家的课程考核在制度和理念上强调个性全面发展的同事突出创新意识、创新能力的培养,在教育实践中依托完善的制度从考试内容到考试形式体现了尊重个性、鼓励创新的特点,尤其重视实践环节,使创新能力的培养和提高变为现实,而不是停留在口头上。而我国现存的课程考核方法存在内容局限,压抑创新能力的发挥;形式单一,不利于学生创新能力的培养;分数化异化,失去对创新能力培养的导向作用等缺陷。
本文的目的主要是结合《粉体力学与工程》解决如下问题:(1)转变课程考核等同于课程考试的理念;(2)解决课程考核内容呆板及与实践联系不紧密的现状;(3)改变课程考核形式单一的问题;(4)调整课程分数唯上的观念。
三、以学生能力考查为目标的《粉体力学与工程》考核方法的实践
《粉体力学与工程》课程系过程装备与控制工程专业的必修基础课程,通过本课程的学习使得学生能从粉体过程工程的层面掌握正确的运用其材料制备工艺和装备技术的技能,并能充分的应用到《过程设备设计》、《气力输送设备》、《建材热工设备》等课程中,为从事工程设计等奠定必要的基础。针对本课程的特征,主要从以下几个方面实施改革。
1、转变教学观念,强化科学的课程考核理念。
以关于人的全面发展学说为理论基础,以学生的全面发展为目标,实现传统的考试观从“知识”本身出发向科学的考试观从“人”本身出发的课程考核观念的转变。引导任课教师应彻底摒弃课程考核等同于考试的观念,将教学的全过程纳入考核范畴,使课程考核过程化、经常化,使得课程考核不仅可以检验学生对理论知识的掌握程度,更应能激发学生创新意识、锻炼学生实践能力,促使学生养成良好的学习习惯,引导学生勤于思考、善于发现并提出问题,启迪学生创新思维的作用。
2、构建合理的考试内容结构,建立科学的客观的评价体系。
针对目前该课程考试中,只注重基本理论、基本知识和基本技能的检测,对分析问题和解决问题能力的检测较少,对创新能力的考核往往被忽视的不足问题,考试内容的改革关键在于考试内容结构的改革,具体内容在安排方面即要充分体现全面性和基础性,又要加重对学生分析问题、解决问题能力以及创新能力等的考核。同时考试内容还要具有灵活性,不能只限于老师讲过的和教材上的,试题的内容也可有学生选择的余地,以保证学生能充分地发挥自己的潜力和智能,实现对智力因素和非智力因素的综合测评。
传统的课程考核等同于期末考试,这种考核方式不能有效调动学生的学习热情。这就需要专业课教师充分根据课程特点、教学内容和教学对象的不同,对课程考核内容进行改革、创新。如注重学生知识的日常积累的考核、增加学生自主学习的考核、增加对实际操作能力考核等。在具体实施上,布置适当的课程设计、大作业,通过查资料,动手做试验,最后写出报告并做出演讲文件,在课程结束的时候向班级及教师展示。教师通过过程监控及结果评价,考核学生独立自力和创新能力。
3、建立多样化的课程考核方式,促进教风学风建设。
要培养具有创新能力的人才,必须给予能展现创新能力的考试机会。拟选用课程笔试、答辩、小论文、设计等相互结合的方式。同时考虑到有效性、可操作性和经济性,考虑到课程性质、教学特点、学生心理状况,课程考核方式采用多元化方式:期中考试、课程答辩、专题演讲、平时作业、结合的考核方式。
4、制定激励政策,鼓励考核模式改革。
不同考核方式,需要教师付出的劳动是不同的。不同的劳动付出,需要不同的回报。没有在劳动回报上的体现,考核方式改革是难以推进的。同时,不但要考核教师工作的量,也要把这种回报与工作的效果相联系,体现多劳多得,优劳优酬的原则。因此,制定相应的激励政策,鼓励教师积极投入课程考核模式改革和实践,使课程考核改革取得实实在在的成效。
5、构建课程考核质量监控与评价体系。
完善改革措施评价与信息反馈机制,构建课程考核质量监控体系,通过确定考核质量目标和标准、收集反馈信息、比较考核结果、分析存在原因、采取应对措施、纠正偏差,从而提高教学质量和人才培养质量。
四、结论
通过上述的《粉体力学与工程》考核方法的实践改革以及学生的方向和同行的反馈信息证明,上述方案:
1、符合 “知行合一,能力为本”为核心内涵的人才培养特色,对于一般工科院校创新人才的培养具有一定的借鉴和指导价值。
2、形成以能力培养单元为系统要素、提高了见习机械工程师素质、能力的培养方案,形成基于以能力为目标的培养方案具有一定的指导性价值。
3、形成了多样化的课程考核方式、合理的考试内容结构、科学的客观的课程评价体系的研究经验对形成以能力为目标的科学课程考核方法具有较好的借鉴价值。
参考文献: