为了调动学生的学习积极性,通过分析传统教学模式下“机械设计基础”课程教学过程中当前存在的问题,结合该课程的特点从教学方法、教学手段、教学内容、教材建设、实践教学等方面对课程教学的改革进行了研究。经过几年的研究与实践,课程教学效果得到了改善,学生的学习兴趣得到了激发,实践能力获得了锻炼。
关键词:
机械设计基础;教学研究;教学方法;近机类专业
“机械设计基础”课程是北京信息科技大学近机类专业工业工程、工业设计的一门重要专业基础课程,其任务是培养学生对机械机构的分析与设计能力,使学生初步掌握基本的设计理论和设计方法。课程在基础课与专业课之间起承上启下的作用,与后续课程衔接紧密,为今后学习专业课程以及工作打下必要的基础,可增加学生的专业适应能力,使其能满足市场经济对人才的需求,有利于学生就业选择。“机械设计基础”课程因其具有分散性、综合性及实践性和公式多、概念多及图表多等特点,给教学工作带来不小的困难,因此怎样充分地利用现有教学资源调动学生的学习积极性,变被动学习为主动学习,实现北京信息科技大学高素质应用型人才的培养目标,在本课程教学中研究与探索新的教学方法就显得更加迫切和必要了。
一、教学现状分析
1.工业工程、工业设计专业的学生在开始学习机械设计基础课程的时候,大多数学生以前极少关注机械的结构,对机械缺乏一定的感性认识,或对机械的整体认识是模糊的。
2.课程涉及的基础理论内容较广且相对独立,其特点是概念多、原理多、公式多、图表多,内容比较枯燥和单调,所学知识在学生以前的学习中很少接触,初学时往往会感到吃力[1]。在传统教学中,以教师讲授知识为主,学生只是被动地听讲;教学方法单一,无法吸引学生的注意力。
3.部分教学内容陈旧。教师过于注重单个机械零部件的讲解,而对实际工程的机械设计方法介绍不多,忽略了学生的能力与素质培养,使学生容易出现厌学、惧学、弃学的情绪,或为取得好成绩而“死记硬背”,出现“高分低能”的现象。
二、丰富教学方法,完善教学手段
1.教学方法多样化。采用图示教学法与任务驱动教学法相结合进行教学。(1)图示教学法。图示教学法是乌克兰教育家沙塔洛夫经过30多年的潜心试验与研究,提出的一种新的教学方法。该教学方法的核心是“纲要网络”图表,此图表是一种由文字、图形、公式、方框、流程线和表格等组成的教学辅助工具[2]。在讲解各章内容时,利用图表将各个概念、知识点、公式有机串联起来,使其相互关系形象直观地表达出来,有利于学生对所学知识的理解和记忆。按内容和应用可将图表分为“讲授型”和“概括总结型”。例如,在讲授“带传动和链传动”的知识时,当讲解到离心拉力Fc,可列举如图1所示的“讲授型”图表,并加以解释,如“当带作圆周运动时,带本身的质量将在圆周方向产生离心力Fc,而Fc将作用在带的全长上,因此在带各处的横截面上均产生离心拉应力σc;σc过大,将带来不良后果:①降低带的寿命。②带与带轮表面的正压力下降,导致最大摩擦力下降,从而降低带的传动能力。因此应限制带的速度。”在对带传动进行小结时,可采用如图2所示的“概括总结型”图表,由图表可知带是处于变应力状态下工作的,带中产生的瞬时最大应力发生在带的紧边开始绕向小带轮处。通过图表可将相关内容有机串联起来,让学生从烦琐的笔记中解脱出来,减轻了学生的学习压力,加深了学生对知识的理解和记忆。(2)任务驱动教学法。任务驱动教学法是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法,其特点是“学中用,用中学,以用促学”[3],改变了以往“教师讲,学生听”的被动教学模式,创造了以学定教、学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。任务驱动教学法的核心工作是根据教学内容设计任务[3]。如在讲授“平面连杆机构”一章时,教师先提出一些与平面连杆机构相关的问题,然后为学生设计了一项任务为“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计”,设计的机械必须包含平面连杆机构,并对设计任务进行了一定的解释与提示,如休闲娱乐机械可以是小区活动场所的健身器材;家庭用机械可以是与生活密切相关的家庭用机电产品,包括窗户的开启机构、折叠桌椅、家用折叠梯子、雨伞等。此外,还要求工业设计专业的学生应用本专业知识对产品进行造型设计,工业工程专业的学生应用本专业知识进行产品进行成本核算,等等。在实施过程中,采用企业产品设计模式进行,由学生根据自身专长和兴趣爱好组队,每组3~5名学生,选出1名组长,领导本小组成员进行产品设计。鼓励小组成员进行实地调研,且每位成员均须提出自己的设计方案,由组长组织小组展开讨论,选择最佳设计方案。例如,有小组学生通过调研设计了一款新型家用折叠人字梯,如图3所示,应用了平行四边形机构使踏板同时展开或收起。伴随着一个接着一个的成就感,可培养学生对机械的学习兴趣,提高学生自主学习及与他人协作的能力,为将来工作岗位上的团队合作奠定基础。
2.完善教学手段。(1)利用多媒体与实物模型相结合的教学手段。多媒体课件具有信息量大、图文并茂、声光色结合的立体效果,能扩宽学生的眼界,便于理解,实物模型的示教能起到直观形象的作用。同时,在讲解重点内容时辅以传统的板书,使重点突出、要领清楚,达到教与学的互动效果。通过多种教学手段的应用,对提高学生的学习能力收到了较好的效果。例如,将雷达天线、缝纫机踏板、汽车前窗刮雨器、搅拌机、飞机起落架、牛头刨床等机构以动画形式显示,使死气沉沉的课堂变得生动活泼,增加了学生的感性认识[4]。让一些难以想象的机构生动地呈现在学生面前,便于学生理解。(2)引入计算机辅助工程技术。学生学习计算机软件的积极性普遍比较高,尤其是工业设计专业的学生。因此,在“机械设计基础”课程中将计算机辅助工程技术引入课堂教学,收到了良好的教学效果。例如,在讲解凸轮机构时,可演示如何应用ADAMS软件解决问题;在讲解轴系零部件时,可采用Pro/Engineer建立虚拟的减速器装配体,并将其演示给学生,使学生产生好奇心,萌发急于寻求答案的求知欲望,增强学习的自觉性。为了便于学生学习,开设了多项关于相关软件应用的开放性实验。3.丰富考核方式。为了增强学生对机械的总体认识,在开学之初便将机械发展史作为一项大作业布置给学生,并计入总评成绩。让学生自行学习查找相关资料,写出相关机械的发展历史,如中国机械发展史、世界机械发展史、汽车发展史、飞机发展史、机器人发展史等,让学生在查找资料的过程中,对机械及其发展有一个总体的认识[5]。同时,在应用任务驱动教学法教学过程中安排了设计任务,将根据学生完成的作品质量计算平时成绩并计入总评。
三、精练教学内容,进行教材建设
1.精练教学内容,挖掘教学素材。从生活中挖掘教学素材,可以拉近学生与机械之间的距离。机械与生活紧密相连,挖掘生活中的“机械设计基础”课程教学素材,可以使枯燥的机械生动化,单一的教学内容变得丰富多彩。列举生活经历或新闻报道中引人入胜、趣味性强的案例,并编拟贴近实际且内容新鲜的应用问题,让学生感到所学内容有用、有趣[6]。例如,应用折叠雨伞、折叠桌椅、窗户开启机构讲解平面连杆机构;应用机械锁、开关等讲解凸轮机构;应用机械钟表、玩具等讲解齿轮机构。
2.建设课程教材。因材施教,积极进行教材建设。课程组在老教师的带领和指导下,虚心向兄弟院校取经学习,以极大的热情教书育人和潜心进行教学研究,应用图示教学法进行了教学实践,将积累的经验和教学成果固化进教材,正式出版了《机械设计基础》教材,并编写了《机械设计基础实验指导书》。
四、加强实践教学
1.引导学生进行大学生科技创新计划项目。以大学生科技创新计划项目为载体,引导学生进行主动实践、自主学习的实践教学模式。为了扩大学生的视野,提高他们实践动手能力,鼓励学生课余时间走进实验室进行学习与研究,使得学有所需的学生都有机会参与其中,充分利用实验室的各种资源,得到有益的锻炼和提高。工业工程、工业设计专业的学生先后开展了“基于人因工程学的超市货架设计”、“节•阅———公共绿色照明阅读桌创新设计”、“模块化组合式家具设计”等多项大学生科技创新计划项目的研究。有工业设计专业学生参与的捷能车队更是通过大学生科技创新计划项目的研究收获了多项成果,该团队设计的节能车多次获得Honda中国节能竞技大赛最佳技术奖、最佳设计奖、最吸引眼球奖等。
2.积极组织学生参加竞赛。组织学生参加机械创新设计大赛、三维数字化创新设计大赛,让学生真刀实枪的去干,利用课堂上教授的理论知识,品尝创新的滋味。工业设计专业学生参与设计的“家用多功能折叠购物车”、“防反光可调节黑板”等作品先后获得首都高校机械创新设计大赛的奖项。“农用翻土机设计”、“自动选种机”、“按摩椅设计”等作品获得了全国三维数字化创新设计大赛的奖项。
3.设置开放性实验。为了使课程实践环节得到进一步充实,增加实验学时,课程组开发了多项开放性实验,如“典型机构运动仿真分析与验证”、“典型机械拆装测绘与结构分析实验”、“小型机器人创意设计与制作实验”、“机械方案创新创意设计模拟实施与分析改进”、“常见机械传动系统建模与仿真分析实验”等,完成实验的学生可以获得创新学分,鼓励学生课余时间走进实验室。
五、结论
经过几年的研究与实践,北京信息科技大学近机类专业工业工程、工业设计的“机械设计基础”课程教学效果得到了改善,学生的学习兴趣得到了激发,学生的实践能力获得了锻炼。课程教学的改革与研究使学生能学以致用,增强了学习的自觉性,促使学生从“要我学”向“我要学”转变。
参考文献:
[1]刘相权“.机械设计基础”课程任务驱动式教学改革研究[J].中国电力教育,2014,(11):120-121.
[2]滕启.机械设计基础[M].北京:中国电力出版社,2013.
[3]刘相权.基于任务驱动教学法的《机械设计基础》教学研究[J].中国科技信息,2012,(24):177.
[4]李国珍.机械设计基础教学中的几点体会[J].辽宁师范大学学报,2009,32(8),增刊:197-198.
[5]宋瑞银,张美琴.应用型院校机械原理教学中的创新能力培养[J].辽宁师范大学学报,2009,32(8),增刊:170-172.
前言:
机械设计发展的三个阶段的是将预定的目标,经过一系列的规划与分析决策产生一定的信息形成设计,并通过制造,使设计成为产品,造福人类。机械设计的发展史按时间来分,可分为三个阶段:从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段,由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计,第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容可分为:直觉设计阶段,经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的,是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论,方法和制造工艺方面都有明显的特色。
1.机械设计的发展史
在我国古代,机械发明,设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物,他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时侯我国与许多国家开展了经济,文化和科学技术的交流,对中国和世界其它的一些国家有很大的影响。由于贸易的发展,要求商品增加,从而改进生产设备,使机械设计有了很大的发展,造纸,纺织,农业,矿业,陶瓷,印染,兵器等都有了新的进展,机械设计水平也提高了一大步。
在1854年学者劳莱克斯发表了著作《机械制造中的设计学》把过去溶在力学中的机械设计学独立出来,建立了以力学和制造为基础的新科学体系,由此放生了“机构学”,“机械零件设计”,成为机械设计中的基本的内容。在这一基础上,机械设计学得到了很快的发展。在疲劳强度,接触应力,断裂力学,高温蠕变,流体动力,齿轮接触疲劳强度计算,弯曲疲劳强度计算,滚动轴承强度理论等方面都取得了大量的成果,新工艺,新材科的,新结构的不断涌现机械设计的水平也取得了很大的发展。机器的尺寸减少,速度增加,性能提高,机械设计的计算方法和数据积累也相应有了很大的发展,反映了时代的特色。
现代机械设计方法的特征是,它具有自己的学科体系和专门的内容。其核心技术有3个方面:
(1)以产品的“功能”作为机械设计的核心目标。美国麦尔斯提出了“顾客购买的不是产品的本身,而是产品所具有的功能”,说明了“功能”是产品的本质和灵魂。原理的提出大大解放了设计师的思想,为了实现功能,可以采用不同的原理和结构。我们可以从近年来的计时装置,文件复制设备,通讯方法等方面的飞速发展看出,设计师的聪明才智得到了发挥,多方面满足了社会需要。
(2)“人机学”的形成和发展。机械的工作与人是不可分的,有些操纵的信号要靠人输入。必须考虑操纵者的反应速度和能力限制,还必须考虑操纵者和乘客的舒适性。虽然许多产品已经向自动化发展,许多民用产品对使用者的技术要求日益降低。但是机械产品毕竟是为了人类设计的。考虑“人机学”是提高产品的竞争能力的重要方面。实际上“傻瓜化”就是当前处理人机问题的一个重要的途径。
(3)建立系统的“工业设计”学科体系。工业设计是设计者使产品在外观,色彩,形状,尺寸比例等方面的合理设计,使产品与人,环境更协调,以得到更好的使用效果与况争力。
2.现代代机械制造业设计的发展趋势
2.1现代化机械设计的核心是数字化
随着数字化技术的发展,在设计之前可以对整个生命周期进行建模。利用计算机进行模拟,利用计算机定义产品设计的整个生命周期的完整过程,为机械设计提供参考:设计中可以采用大量的数字化的设计工具和手段。利用数字化的管理手段对整个设计的过程进行科学的管理,从而确保资源的优化配置,提高设计效率。
2.2现代化机械设计的大趋势是并行化
通过计算机平台的支持,设计团队可以共享相关的信息,不在一个地方的设计人员和可以进行协同设计工作。在设计的过程中可以最大限度的获得技术支持,实现优势互补,提升设计能力。而传统意义上的机械设计是一种串行的设计理念,将产品分成几个步骤,然后一个环节完成了才能进行下个环节。并且在设计过程中各个阶段的设计缺乏沟通手段,不能够对发现的问题进行及时的修正,从而极大的延长了机械设计的开发周期,增加了大量的工作量。
现代化机械朝着大型化、综合化的方向发展,机械自身的构造和功能将变得越来越复杂,产品在开发初期做出的相应的设计思路将会直接影响到后期的设计。所以在开发设计的初级阶段一定要进行充分的论证和实验,考虑产品面临的各种因素,这样可以极大的降低在产品后期的修改的次数,缩短开发周期。现代机械设备的科技含量不断的增加,其所涉及到多个部门的知识,一个企业往往没有能力独立完成一个机械的完整的设计,就需要将相关领域的企业或者是研究机构的设计人员集中起来共同设计,通过并行工程的强大支持,各个领域的设计人员同时进行机械的设计,优势互补,强强联合,最终设计出满意的机械产品。
2.3现代化机械设计的要求是智能化
随着自动化技术在机械领域的使用,机械的自动化程度越来越高。设计师充分利用智能技术展开机械的设计工作,组成一套智能化的体系。智能化系统能够独立的进行计算以及逻辑推理,大大减少设计师的工作量,提高设计工作效率。
3.结束语
发展我国的机械设计科学研究,必须集中探讨机械设计各主要环节的正确工作方法和解决问题的途径,收集开发新产品的成功经验和范例,积累大量的设计资料,了解世界有关行业的发展动向,致力于提高我国机械工业的水平,生产具有国际竞争力的机械产品。相信我国学者们要总结过去设计经验并吸收外国先进的学术思想和科学技术的基础上,定能研究出一套适合我国的国情。高效优质,经济地进行设计的规律和方法来为加速现代化建设做出应有的贡献
参考文献
[1]李润方,林腾蛟,陶泽光,韩西.现代机械设计方法及其应用[J].机械工艺师,2000,(09).
一是2004年以来《农业机械化促进法》、农机购置补贴政策的颁布实施极大地激发了农民购机、用机的热情,2004—2014年中央连续十一年以“三农”为主题的一号文件,更是有力推动全国农机化事业的发展;二是2010年7月,国务院出台《关于促进农业机械化和农机工业又好又快发展的意见》(国发[2010]22号),省、市、县各级也相应出台配套政策,明确了农机化和农机工业发展的指导思想、发展目标和主要任务。这是改革开放以来,国家和地方政府第一次出台的促进农机化发展的政策性文件,是农业机械化发展的一个重要里程碑;三是党的十报告提出到2022年农业现代化和社会主义新农村建设成效显著的目标,指出“:解决好农业农村农民问题是全党工作重中之重,要求城镇化和农业现代化相互协调,促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”、“加快发展现代农业,增强农业综合生产能力,确保国家粮食安全和重要农产品有效供给”、“增强农业农村发展活力着力推进农业经营体制机制改革创新,发展农民专业合作和股份合作,培育新型经营主体,发展多种形式规模经营,构建集约化、专业化、组织化、社会化相结合的新型农业经营体系”等等,这些都预示着在“十二五”期间乃至今后很长一段时期内,党的强农惠农富农的路线只会坚定不会转向,强农惠农富农的方针只会坚持不会改变,强农惠农富农的政策力度只会加强不会削弱。
2浦城县的农机化水平快速提高,具备农机化发展中级阶段的特征
2004年以来,我国农业机械化发生了历史性巨变,经历了发展最快的历史时期,实现了“两跨越”:一是2007年我国农业机械化发展实现了总体上从初级阶段跨入中级阶段的历史性跨越;二是2010年我国农业生产方式实现了从以人畜力传统生产方式为主转变为以机械化生产方式为主的历史性跨越。同样,浦城县的农机化发展也取得了辉煌的成就。截止2014年底,全县农业机械原值已达到2.44亿元,农机总动力达到27.6万千瓦。拖拉机5699台,配套农具8386部,农机配套比1∶1.47;耕整机11906台,旋耕机5350台,植保机械3291台;联合收割机794台,油菜籽收获机25台,油菜籽收获专用割台27台,茶叶采摘机114台;机动插秧机425台,机动脱粒机4735台,水稻工厂化育秧设备18套;水稻烘干机31台;畜牧养殖机械2561台套,渔业机械1607台套,林果业机械1928台。2014年,全县机耕作业面积51万亩,占水稻种植面积98%;机收作业面积48万亩,占水稻种植面积92%;机插作业面积8.25万亩,占水稻种植面积16%。水稻耕、种、收综合作业水平达71.6%。但是,浦城县农机化发展也存在一些问题:水稻工厂化育秧、机插、烘干等生产环节机械化水平不高;主要粮食(水稻)生产机械拥有量多,经济作物、畜牧业、渔业、林果业机械拥有量较少;农机配套比太低(先进国家农机配套比可达1∶6);等等。根据我国农业机械化水平评价标准,浦城县的农机化发展正处于中级阶段的中后期,这既是完成中级阶段历史使命的关键时期,又是从中级阶段向高级阶段转型升级发展的过渡时期。认清这一点很重要,这说明浦城县农机化发展方向必然是从水稻的机耕、机收环节机械化到“耕、种、收、烘干、运输、加工”水稻生产全过程机械化,再到经济作物生产机械化,最后达到农业全面机械化。所以,应正确理解和把握这一客观规律,在今后的工作中要在“优结构、促转型、拓领域、增效益”方面下功夫,促进农机化事业科学发展。
3促进浦城县农机化事业科学发展的措施和做法
1)加大政策宣传引导力度。一是要加强政策宣传力度,坚持正确的舆论导向,让农机手、农机户、农机专业合作社、家庭农场等服务群体吃上政策的“定心丸”;二是要引导他们牢牢把握政策机遇,用好、用足、用活这些政策,充分发挥浦城的地理优势,大力发展跨区作业、订单作业,拓展服务领域,做好田、山、水的文章,促进浦城县农机化事业科学发展。
2)加大政策扶持力度。一是各级农机管理部门要针对水稻育秧、插秧、谷物烘干、油菜生产、茶叶生产、烤烟生产等薄弱环节,针对水产养殖、山地林业等经济作物的空白领域,积极争取扶持资金,加大购机补贴力度,激发农民购机、用机的热情,提高农业生产机械化应用水平;二是各级政府要协调规划、土地、住建、金融等部门在推广新型机具、先进机具的用地规划、办证许可、信用贷款、抵押融资等方面制定出更加优惠政策,促进农业机械化综合水平的提高。
3)加强人才队伍建设。将农机大户、农机经纪人、农机操作手和农机维修人员培训纳入“阳光工程”和新型农民培训工程,以县农机培训机构为依托,积极开展农机实用人才培训,努力为农村经济发展和农业机械化推广应用培养一大批操作能手、维修能手、经营能手和管理人员,为促进浦城县农机化事业科学发展提供坚实的人才保障。
在技术市场中,全世界的技术都在不断的提升并且在不同的信息技术和制造技术上都有了飞速的发展,在这些技术发展过程中,对技术起到决定性因素的就是知识,只有通过信息和知识才能使技术更加的完善,通过对新技术和化工技术进行全面的分析和整合才能使机械技术不断的改进,将化工机械技术更全面的带入全新的产业和全新的领域中来,这些都需要技术人员的努力和全身心的投入才可以使各种技术更有权威性更加的适应社会的发展和要求。在近一百年的发展过程中,化工机械的的快速成长也为其带来了一定的地位,并使其在操作上达到了先进的水平。全世界的很多国家在此技术的应用上都有了新的发展和新的领域拓展。这些都是因为先进的生产技术所带来的好处。
2化工机械所使用的都是新的材料技术
在社会发展和历史转变过程中,都是在不断前进的,并且在每一项技术的改造和更新的过程中都是在不断提升的,化工业的机械技术所使用的材料都是全新的,并且它的技术与世界上的很多技术,都是在不断改进的,所以它所使用的材料技术都经过了很多工艺的发展和改变才有了现如今所使用到的材料,并且在化工机械中其材料也有着十分重要的地位。在机械材料的选用上所使用的是无机非金属材料和超低碳镍基耐蚀材料和复合材料,这些材料在国际中都有着其发展地位,并且已经取得了很多优秀的成果,因此它的发展与材料有很大的关系。无机非金属材料通常被用于放射性废料、污水处理、环境保护、粉料输送、熔融金属过滤、能源、医药、食品、化工等各个领域,此材料的使用有着十分大的用途并在每一个领域中都有了它发展的空间。超低碳镍基耐蚀材料是一种具有超高密度的材料它是与很多不同的具有高密度的原料所形成的,这种材料在工业制造过程中应用非常的广阔。复合材料是未来技术发展的一个重大趋势,这种材料在不同的技术中起到了一个十分重要的作用。这三种材料都有各自的特点,并且使用的效果各不相同,为化工机械带来了更好的工艺水平。
3化工机械面临着再制造工程
随着世界的发展和技术的更新,化工机械正在走向全新的再制造工程,并且在整个再制造工程中,为化工业和其它的产业带来了很多的便利条件。国内外都在对再制造工程进行全面的研究和讨论,并且希望将再制造工程做的更加的全面和具体,将全新的技术和材料应用到化工机械当中,并且每一个国家所重视的方面各不相同,很多国家为使再制造工程能够顺利的开发和完成已经形成了研究小组和专门的开发人员对其进行全面具体的研究和整理,使经济技术更加的全面加的实用于整个社会,让化工机械技术更好的利于社会的发展。我国化工机械技术在再制造工程方面也开展了全新的技术设计和研究,都是为了更好的加快技术方面的要求,使技术更加的成熟。
4化工机械技术更加面向高科技工程
化工机械的发展就是为了使技术更快的发展,为了使社会更快的进步,因此在化工机械的发展过程中它也要面临着高科技的挑战,要让化工机械技术尽快的适用到每一个高科技工程当中,这也是企业开发和技术发展的一个新的方向。同时也是技术发展的一个重要的过程。这需要所有技术人员的努力和沟通交流。我国的化工机械目前已经在很多高科技中所应用,但还需要更加具体的工程设计方面的知识,需要我们去开发和管理。
5结语
本书系普通高等教育“十一五”部级规划教材、面向21世纪课程教材。本书重点讲授零(构)件和器件在不同服役条件下的失效方式及其对性能的要求,以及机械设计者和制造者必须具备的材料知识和有关的基本理论,介绍各类工程材料的成分、组织结构与冷、热加工(或合成)工艺及性能特点和应用范围,并以实例说明如何根据零(构)件或器件的不同服役条件和性能要求进行合理选材。全书共分13章,包括机械零件(或器件)的失效分析、碳钢、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属及其合金、高分子材料、陶瓷材料、复合材料、功能材料、材料改性新技术、零件的选材及工艺路线、工程材料在典型机械和生物医学上的应用。为帮助学生思考、复习、巩固所学知识,各章后均附有复习题。本书引用国家最新标准,并力求做到加强基础、突出重点、注重应用和适应面广。
《机械工程测试技术基础(第3版)》吸取作者近十余年来的教学经验和科技新成就,对第2版作了较大的修改,增加了“声和声发射的测量”一章,加强传感器章节的内容,并用新编写的“计算机测试系统和虚拟仪器”来更换原来的《计算机辅助测试》一章。本版教材仍保持注重物理概念和工程应用的阐述、重点突出、条理清晰和分析透彻的优点,便于教和学。全书包括信号及其描述,测试装置的基本特性,常用传感器与敏感元件,信号的调理与记录,信号处理初步,位移测量,振动测试、声与声发射测量,应变、力与扭矩测量,流体参量的测量,计算机测试系统与虚拟仪器等十一章。《机械工程测试技术基础(第3版)》可作为高等学校机械类专业及相近专业本科生的教材,也可供大专、夜大和成人教育有关专业选用,还可作为有关专业高等学校教师、研究生和工程技术人员的良好参考书。
《机械工程史》介绍自铜器时代以来机械工程的发展历史,以介绍机械发明、机械科学与技术的发展为主线,也涉及机械工业的发展和机械工程教育的发展。《机械工程史》将机械的发展分为3个时代,即古代(远古至欧洲文艺复兴)、近代(主要包括两次工业革命)和当代(第二次世界大战以后)。《机械工程史》既注意讲清机械科技本身的发展,也试图揭示出机械科技背后的推动力:经济的发展、国防事业和人类科学探索活动的需求;揭示出科技与社会、科技与自然的关系。
《机械制造工程基础(中文版・第2版)》一书适用于机械加工制造业的职业教育和在职继续培训,适用于工业和手工业机械师、加工制造业机械师、切削加工机械师、工程制图员、工长和技术员培训、工业和手工业实习人员、实习生和大学生。《机械制造工程基础(中文版・第2版)》的内容遵循以上所列举专业的教学计划和培训大纲编纂而成。《机械制造工程基础(中文版・第2版)》分为8个章节:1.检测技术;2.质量管理;3.加工制造技术;4.材料工程;5.机床和设备;6.自动化技术;7.信息技术;8.电工学。由于现在工程技术的全面飞速发展和职业技术学校教学计划的相应修改,《机械制造工程基础(中文版・第2版)》对质量管理和维护保养等章节进行了大幅度的扩充。
专业词汇索引表中还标有英语专业技术词汇。
《机械工程控制基础(第6版)》内容包括机械工程控制的基本概念、系统的数学模型、时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性、系统的性能指标与校正、非线性系统、线性离散系统及系统辨识等。除第1章外,各章均有利用MATLAB解题的示例。为使读者对系统设计有一个完整的了解,《机械工程控制基础(第6版)》连续地、系统地、循序渐进地结合各章的内容介绍数控直线运动工作台的设计示例。
《机械工程控制基础(第6版)》力求在讲清机械工程控制的基本概念的前提下,更多地结合机械工程实际,为帮助读者领悟与学会应用控制理论来解决机械工程的实际问题奠定必要的基础。
《机械工程控制基础(第6版)》可供机械工程类专业,特别是机械设计制造及其自动化专业的本科成教、函授、夜大学生作为教材,也可供有关教师、研究生与工程技术人员参考。
《机械设计(原书・第16版)》主要内容简介:呈现在您面前的这本《机械设计(原书・第16版)》是“机械设计教学体系”中的一本,既可作为高等院校教材,又可用于工程实践。在不损害《机械设计(原书・第16版)》整体结构的情况下,我们将其划分为相互独立而又自成体系的24章,在这24章中我们详尽且清晰地讲述了最重要的一些机械零件。读者可以单独学习和使用每一章的内容。
《机械设计(原书・第16版)》可作为普通高等院校机械类各专业的教材和教学参考书,也可供近机类、非机类各专业本科师生及工程技术人员参考。
【关键词】机械设备制造;制造工艺;机械设备;制造业
[Abstract]variousgeneralmachinerymanufacturingmethodandprocessformechanicalequipmentmanufacturing,itisasetofmechanical,electronic,managementscience,informationscience,optics,laserscience,materialscience,biologicalscienceandthelatestachievementsasoneoftheemergingindustrialandemergingtechnology,machinerymanufacturingmachineryandequipmentmodernizationisnotinthetraditionalsenseofthemanufacturing,machineryandequipmentmanufacturingprocessofmodernizationistohigh-techasthedrivingforce,tothesustainabledevelopmentofenergyasthestandard,modeltoenvironmentalprotection,intelligent,energy-savingorientedmanufacturingprocess.
[keyword]machineryandequipmentmanufacturing;manufacturingtechnology;machineryandequipmentmanufacturingindustry;
中图分类号:F416.44文献标识码:A文章编号:
众所周知的,制造业是国家发展国民经济的一个支柱产业,是一个国家的综合实力的全面反思,机械制造过程和设备的发展是人民生活水平提高的一个重要保证,现如今,多元化的世界正在发生深刻的变化,机械装备制造业受到的影响也是比较大的,机械技术和设备制造工艺已被赋予了新的含义,传统的机械装备制造业不断吸收各方面的最新成果,使其设备在制造过程中制造的机械和设备不断地改革和创新,这使得现代机械及器材制造业技术呈现信息技术化,绿色化,极端化,高科技化,服务增值化及其他的趋势和特点。机械的设备是冶金企业的重要组成部分。无论什么样的企业,为了创造更多更丰富的产品,必须以机械设备为依靠。其次,机械设备作为冶金企业的生产设备是一个先决条件。员工通过各种机械设备,以创造的各种产品。所以说,机械设备,在冶金企业生产中处于举足轻重的地位。但对于我国来说,由于改革和开放起来,中国机械和设备制造技术已取得很大的发展,但是,中国的机械和设备制造技术与国外相比高技能差距是仍大,还存在一些问题就是资源利用率比较低,污染处理不当,自主创新能力低等等。这些问题都需要国家加大机械和设备制造技术,机械和设备的制造流程,从而提高资金和资源的重要性,让我们实现从制造机械设备的大国到机械工艺设计强国的转变。一、机械制造工艺的发展历史在20世纪80年代提出的现代机械制造工艺的说法,其范围已投入实际使用了半个多世纪,机械制造技术从最初的纯手工操作,并逐渐成为一种机械的替代品,从而使产品的质量和整个生产的效率有了很大的提高,劳动强度也减轻了很多。机械制造业的发展伴随着人类历史的发展,从原始社会,人类创造了石器打猎,这是人类最早使用的工具,以满足日常生活的需求,人类逐渐发明了陶器,铜器,铁工具,但这些工具是非常简单的制造工艺,技术含量在其中较低,社会生产率逐渐的的提高,人类的机械制造技术的也在不断更新,而机械和设备制造技术不仅是以满足人类的基本生活需求,在文化,工业界,艺术和其他方面的发展也在不断蔓延,从而使人类的物质文明大大提高了。
在近代,有大规模工业生产的蒸汽机的问世并带来了第一次工业革命,内燃机技术使火车,汽车产生了并不断发展。机械制造工艺研究人类开始向着大型自动化过渡,同时,机械制造也有了更高的层次上的知识。电能作为第二次工业革命的基础,它是在机械制造历史发展的又一个里程碑,电力的使用,使机器的生产效率指数不断增长,从第二次工业革命开始,机械制造技术,真的达到科学和技术的融合,自然科学发展的密切配合,开始机械制造,并开始出现了依靠科技创新和发展的机械制造,人类认识的机械制造技术过渡到了智高科技化,智能化。所以说,人类历史的发展离不开机械制造工艺的发展。二、我国的机械制造工艺和设备的发展现状机械制造行业的核心技术支持就是机械及设备制造工艺,目前我国机械制造工艺仍处于发展阶段,然而,有一些先进的机械设备在制造过程中的机械和设备制造也在进行使用。此外,自动化技术已经逐步应用于机械设备制造,由于计算机技术发展的结果,使得电脑控制的流水线作业机械的生产过程中,灵活的控制技术,已逐步应用于生产制造,但目前在我国柔性控制技术还没有完全流行起来。近年来,中国的机械和设备制造技术不断采用先进技术,但与发达国家相比,还有较大的差距存在,主要还是体现在以下四个方面:
(1)开发商广泛使用的计算机管理等新的管理理念和技术,而只有少数的大型企业采用计算机管理,在许多小企业,计算机管理仍处于起步阶段。(2)开发商不断更新的设计数据和设计标准,新的设计方法,设计方法的使用仍是在设计阶段的附图。(3)已广泛应用于发达国家的高精密加工,微细加工,微型机械,纳米加工,电磁加工机械制造业等新技术,而中国仍处于发展阶段。(4)常用于发达国家实现机械加工智能化,自动化,集成的数控机床,中国还处于刚性自动化,单机自动化阶段发展。
三、现代机械制造技术和设备之间的特性近年来,机械及器材制造业的理论和技术的发展进程越来越快,更多的传统制造方法,因为出现了许多新的材料和制造精度的提高,尤其是制造业的新产品,如集成电路,计算机等,打开机械领域,一个新的制造工艺和现代机械设备制造过程中的新功能,在一般情况,可以归因于三点:高科技,智能化,清洁。(1)生产设备和高含量的科技技术:高科技机械制造应用发展的必然趋势,随着时代的进步,技术含量高,在机械制造领域,高科技的应用还有很多,如激光技术,纳米技术,电磁技术,自动化技术等,使用这些新的高技术附加值的制造工艺,大大缩短了生产周期,使市场出产快,成本低,质量好,从而使企业的生产柔性提高了,极大地增强了企业在市场上的竞争力。(2)制造设备智能化:智能机械制造工艺主要由计算机来进行控制,人工智能到制造过程的应用,人类的智力在完全工作的状态,在此过程中,该系统可以自动更换的人自己在系统故障时的运行状态的实时监控,可以自动改变的参数,针对自我进行修复。智能制造过程中,可以使人类的劳动强度大大降低,使生产过程更加准确和规范。(3)制造设备的清洁化:在现有条件下,洁净的制造工艺是为了确保在同一时间不影响产品质量,生产过程中尽可能的减少对环境的污染,并增加使用的资源的循环利用。目前,对环境的污染问题已经非常严重,在机械制造行业,清洁生产是一个相当热门的话题,真正的清洁生产,绿色环保的理念是要真正以融入企业文化为基础,要以可持续发展的实践为准则,它是有利于人类社会的一项伟大建设。四、机械制造工艺及设备的未来发展趋势机械设备制造工艺与高科技的发展,由于新技术的带动,正朝着一个新的方向,它集成了机械化,敏捷化,精细化制造过程发展趋势三个热点方向,极大地满足机械设备的需求并加快这一进程。(1)集成:集成化开发是高度集成的自动化衍生物,表面机械制造过程,从原单位处理成完整的连续性处理的发展。集成不是简单的单个连接,只有经过统一规划,优化和重组才能实现。(2)敏捷:敏捷化制造是一个分工的劳动与其他公司为了一个共同的目标,完成自己的工作,然后最终细节的共同努力,以提高市场的整体竞争力,同时,需要对客户的需要迅速作出回应,因为每个部分由不同制造商完成的工作,他们能够迅速作出反应,调整生产的各个部分,在不影响工作的整体进度,以达到最大效益的技术。
(3)精细:机械制造工艺的发展,随着加工精度的不断提高,现在已经进入纳米级精密勘探阶段,由于提高了加工精度,使产品的性能,质量也大大提高了,甚至有大量的新材料,新产品。由此完全可以相信,在不久的将来,我国机械制造工艺会进入纳米时代,或更复杂的阶段,以获得更精密的仪器设备。结论总之,机械和设备是冶金企业的重要组成部分。为了确保正常工作的机械设备,高效的生产效率,有必要加强机械制造技术工作的重要性。机械和设备制造过程中的关键关注的领域是在当今的世界,和社会的发展是密切相关的,我国作为制造业大国,我们必须掌握的先进的机械制造技术和核心技术,创建一个实用和安全的和可靠的技术和设备,以把握机遇,使我国实现从制造大国到机械设计工艺强国的转变。
参考文献
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