機械設計與制造范文

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機械設計與制造

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【關鍵詞】機械設計;機械制造;技術

1. 目前機械制造業設計的方法及內容

現在機械制造業設計方法是在對過去傳統的機械設計理念進行深刻反思的基礎上,綜合運用現代化的設計技術手段實施的相應機械設計,可以概括為以下三個方面主要內容。

1.1 數字化成為當前機械設計的核心特點

隨著科技的進步,尤其是數字化技術的高速發展,在機械設計進行之前久能夠圍繞整個設計生命周期進行相應的建模工作。同時可以充分利用計算機技術進行模擬設計,并對產品設計的整個生命周期進行過程模擬,給實際機械設計提供最佳的參考素材。在設計當中,還能夠綜合運用大量的數字化的設計技術及方法,廣泛應用計算機輔助設計以及數字管理手段對全部設計的過程進行科學管理,確保資源配置最優化、設計效率最大化。

1.2 并行化成為當前機械設計的最大趨勢

依托計算機支持,機械制造設計團隊能夠實現更多信息的共享,從而打破了時間和空間阻隔障礙。不同地區的機械設計工作者能夠在同一平臺下實現協同設計工作。在機械設計的過程中能夠更多地贏得技術方面的支持和幫助,實現各種優勢的互助互補,不斷提高設計能力和設計水平。而過去傳統的機械設計往往是單方面串行的設計,每項產品均需要實施分步驟設計,在一個設計步驟完成后,才能夠進行下一個步驟的設計,設計資源利用度不高。此外在設計過程中各個設計環節也缺少必要的溝通手段,無法對設計中發現的問題在第一時間進行修正,使機械設計的開發周期變得更長,并增加了設計人員的工作量。隨著當前機械大型化、綜合化的發展,各種機械的構造及功能都變得更加多樣和復雜,機械設計開發初期確立的思路對于后期影響較大,由于設計過程比較復雜,如果前期的設計思路一旦出現紕漏,那么將很難進行及時的修正。

1.3 智能化成為當前機械設計的迫切要求

隨著自動化技術在機械設計領域的廣泛應用,機械的自動化程度已經變得越來越高,相應地對機械自動化設計進程也提出了更高的要求。機械設計師需要充分利用智能技術進行相應的機械設計工作,構建完善的智能化的體系。

2. 我國機械設計制造技術發展的現狀分析

機械設計制造包括研究產品的設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程。它是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。我國機械制造業的快速發展,主要依靠技術引進和趕超型發展戰略,嚴重缺乏自主研發環節,這在很大程度上限制了中國機械制造業的發展,加之中國勞動力資源豐富而資金相對短缺,致使機械制造業的科技研發明顯滯后。雖然中國機械制造業的產品數量已經位居世界前列,但主要依賴于勞動密集型產品,具有自主知識產權的高、精、尖產品比較少,在國際競爭中取得了相對的劣勢。同時,我國械制造業產品的質量雖然有了很大程度的提高,但大量的機電產品的質量可靠性、外觀設計、內在性能還存在一些問題。所以,就目前實際情況總體來說,中國的制造業大而不強,中國是制造大國而不是制造強國。

3. 機械產品的現代設計方法

3.1 智能化

智能化設計方法的主要特點是:根據設計方法學理論,借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術,以及多媒體等工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。

3.2 系統化

系統化設計方法的主要特點是:將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統,每個設計要素既具有獨立性又存在著有機的聯系,并具有層次性,所有的設計要素結合后,即可實現設計系統所需完成的任務。

3.3 模塊化

模塊化設計方法的主要特點是:視具有某種功能的實現為一個結構模塊,通過結構模塊的組合,實現產品的方案設計。

3.4 基于產品特征知識

基于產品特征知識設計方法的主要特點是:用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗,建立相應的知識庫及推理機,再利用已存儲的領域知識和建立的推理機實現產品的方案設計。

4. 機械制造中先進技術分析

隨著科技的發展,產品的形狀和結構的優化,對零件加工質量的要求也越來越高。數控加工技術就是在這種環境下發展起來的,適用于精度高,零件形狀復雜的單件和中小批量生產的高效、柔性的自動化加工技術。目前,數控技術發展迅速,應用領域已從航空航天普及到汽車、機床等制造業及其他中小批量生產的機械制造行業中。

4.1 精密與超精密加工技術

隨著航空航天、計算機、材料科學、激光和自動控制系統等高科技產業的迅猛發展,綜合應用當今先進的加工技術,使機械加工精度已經提高到了0.01μm的亞納米級,并向納米級發展。精密加工和超精密加工技術是現代制造技術的前沿和主要發展方向之一,它已經成為國際科技競爭中能否取得成功的關鍵技術,尤其是精密加工技術在尖端產品和現代武器制造中有舉足輕重的地位。

4.2 超高速切削、磨削技術

超高速加工技術是指采用超硬刀具和磨具,利用能可靠實現高速運動的高精度、高自動化和高柔性的制造設備,以提高切削速度來達到提高材料去除率、加工精度和加工質量的先進加工技術。具有切削力小、熱變形小、加工精度高和降低加工成本等優越性。

4.3新一代制造裝備技術

4.3.1 少無夾具制造技術

在常規制造系統中,產品生產所需大量夾具不僅耗費大量資金,更嚴重的是延長了產品的準備時間,形成制造過程中的“瓶頸”,這是造成柔性差、響應速度慢、生產成本高、企業競爭能力弱的主要因素之一。鑒于少無夾具制造技術所具有的重要學術意義和實用價值,國內外多個單位均在這一領域開展了研究工作。

4.3.2 虛擬軸機床

新型并聯構型制造裝備虛擬軸機床實質上是機器人與機床的混合物,其在結構上完全不同于傳統的數控機床,具有模塊化程度高,結構簡單,速度、動態響應快,造價低等優點,克服了傳統的機床設備一些無法避免的固有缺陷。

4.4 微細制造與納米技術

隨著人們對許多工業產品的功能集成化和外觀小型化的需求,使零部件的尺寸日趨微小化。這些需求導致了自20世紀70年代起出現了微細加工和納米制造技術,他們促使了微型機器向系統化方向發展,并形成了有廣闊發展前景的微機電系統(MEMS)。

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關鍵詞:機械設計;機械制造;技術

1機械設計的技術分析

1.1初期計劃設計

當客戶訂單被傳送到設計師手中以后,設計師需要及時開展初期計劃設計工作,要求設計師充分分析機械部件特點、結構等因素,對相關部件的作用以及運行環境等進行充分的掌握是提升設計合理性和科學性的關鍵,也是機械產品質量和性能提升的基礎。

1.2設計方案

在實際加工機械產品以前,對設計方案進行對比和優化是關鍵環節之一。只有選擇最佳設計方案,才能夠提升機械設計、制造的效率和質量,同時可以促使機械產品在加工的過程中效率更高,在此基礎上對相關機械產品進行制造,可以更加符合客戶需求,同時功能也更加完善[1]。在這種情況下,設計師在展開設計工作的過程中,首先應全面闡釋機械設計產品的性質以及具體運行原理;其次,對設計產品的結構進行優化,提升結構合理性,在這一過程中,還必須保證相關機械部件的外觀符合要求;再次,保證較高的契合度產生于機械產品結構和運動方式之間,二者的高度一致性有助于進一步提升機械性能;第四,在對機械零部件進行設計的過程中,必須保證相關飼料的合理性和清晰性,從整體上對機械產品零部件進行把控;第五,對設計思路進行理清,并在此基礎上對機械產品設計圖紙進行設計,確保設計圖紙內容擁有較高的邏輯性,同時可以同客戶的需求高度相符;最后,設計機械產品以后,應加大檢查力度,將機械產品的性能、結構作為檢查的重點。

1.3機械設計技術發展趨勢

近年來,機械設計技術飛速發展,其同計算機網絡技術的有效結合,極大的推動了機械設計領域的全面發展,與此同時,各個領域在對機械產品進行應用的過程中,對這一產品的質量和性能要求也在逐漸提升,在對計算機網絡技術進行充分應用的背景下,極大的轉變了傳統的機械設計,而創新成為相關設計企業實現可持續發展的關鍵[2]。現階段,機械產品已經逐步開始向系統化、微型化、智能化以及模塊化等方向發展,相關產品的功能也更加能夠滿足人們的需求,實際設計前,設計師需要對計算機進行充分的應用,通過模擬設計展開對產品的預設,在對產品運行進行模擬的過程中,還需要對特別軟件進行應用,在這一過程中,相關產品的性能以及運行原理可以得到有效模擬和推理,設計師可以對機械產品實際運行中可能產生的問題進行觀察,從而及時采取有效措施對設計進行完善,將產品的性能以及質量進行提升,在對這一設計方式進行應用的過程中,提升了機械產品加工的效率,同時也實現了資源的節約,重復加工的現象可以有效避免,機械加工的成本有效降低。

2機械制造的技術分析

2.1機械制造技術特點

目前,社會經濟發展中,多個領域中都開始廣泛引用機械制造技術,因此機械制作技術的影響范圍越來越廣,影響力也越來越大。近年來,我國在采取有效措施促進機械制造領域發展的過程中,該領域相關技術已經接近成熟,并在國際上獲得了認可,但是從我國該領域內部發展條件來看,不匹配的現象產生在了機械制造技術與機械產品之間[3]。新時期,我國機械進行制造技術領域在發展中,必須努力實現對機械設計制造技術的創新,通過淘汰老舊制造技術,不斷實現機械產品的創新和功能的完善。在推動機械制造技術的發展過程中,應將其同工業技術進行緊密的融合,實現互相促進的目標。相關機械制造技術研究人員應從工業發展的規律出發,不斷在機械制造技術中融入新興技術,促使生產效率在機械制造中有效提升,高效完成機械設計目標。在對機械制造技術進行研究的過程中,應充分整合多項機械技術,機械產品的系統性對其性能具有直接影響,因此必須努力完善機械制造技術的應用途徑和具體產品性能,為提升我國相關領域的綜合競爭力奠定良好的基礎。

2.2我國機械制造技術的未來發展方向

近年來,我國在積極進行現代化建設的過程中,經濟和科技領域都取得了巨大的發展,現階段我國的機械設計制造領域正面臨著高速發展的態勢,在對信息技術、機械制造技術等進行綜合應用的過程中,我國已經取得了“制造大國”的稱號,在世界的機械領域也產生了更大的影響力。從長遠的角度來看,我國在機械制造技術領域的研究過程中,還必須加大創新力度,努力促使數字化、智能化以及信息化等特點在機械產品中得到充分的體現,確保我國這一領域始終處于先進地位,提升機械制造產品的國際市場占有量[4]。在這一過程中,相關領域工作人員應努力引用先進技術提升機械產品質量,延長其使用時間,為企業創造更多的經濟效益奠定良好的基礎。而技術、設計創新是實現這一目標的基礎,工作人員應加大實踐力度,在實際機械產品制造過程中綜合應用多種先進技術,才能夠實現可持續發展。

3結束語

綜上所述,近年來,社會經濟飛速發展,人們的生活質量有所提升,對械制造產品的可靠性以及質量提出了更高的要求,在這種情況下,有效提升機械設計技術水平至關重要。通過合理設計,可以優化機械產品結構,而機械制造技術的進步,也將反過來推動機械設計技術的發展,二者擁有密不可分的聯系。

參考文獻

[1]劉朝陽.現代機械設計與機械制造的相關技術分析[J].科技創新與應用,2015(36):122.

[2]徐彬,姚會存.關于現代機械設計與機械制造的應用關系技術探究[J].東方教育,2015(5):424.

[3]張憲民.薈萃常規與現代設計精華引領現代機械設計新潮流———評《機械設計手冊》(第5版)[J].機械設計與制造,2015(8):247-248.

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[關鍵詞]機械設計;機械制造;技術

中圖分類號:TH122-4;G712 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)17-0245-01

1 機械設計的分類

現代社會,機械產業發展迅速,機械種類越來越多,相應的其工作原理也會有所不同,對應的工作特性和性能也會有很大差異,機械設計就會各有特性。在機械制造領域,可將機械設計分為新型、繼承和變型設計三種。

1.1 新型設計

新型設計是指將試驗驗證可行的技術或者成熟的設計技術應用在新型產品上。

1.2 繼承設計

繼承設計是指為了提高現有機械的工作性能以及工作效率,大大減少生產成本,機械設計人員根據自己的豐富經驗和現有的設計技術對已有機械進行重新設計、改造。

1.3 變型設計

變型設計是指為滿足用戶新的使用需求,設計人員對現有的機械設計圖進行部分改變(如添加或刪改),進而設計出不同于原有的機械。

三種機械設計的相同點都是對機械進行科學、合理的設計與創新。不同之處在于三者的側重點不一樣,新型設計更注重創新,設計新的產品;繼承設計是在原有的機械上修改,注重的是經濟性;而變型設計則是對落后的機械進行重改,使其更能滿足現代社會發展所需。

2 現代機械設計方法的發展過程及其面臨的形勢

2.1 現代機械設計方法的發展過程

順應機械設計發展的需求,面對科學技術的迅速發展,機械設計要跟上步伐,加強現代化設計工作要求,并且在保質保量的同時,產生了探討和研究現代設計方法的思想。機械設計中蘊含了現代設計方法,通常采用的方法包括,預測技術的方法,分析信號,設計系統,模糊設計,有限元和邊界元分析設計法,設計可靠性,優化設計和計算機輔助設計法等。很久以前就產生了設計和設計方法,然而將機械設計轉變成為傳統的設計方法和理論的時間僅有一百多年。由于傳統設計方法中存在很多局限性限制著機械設計的發展,因此傳統方法已經逐漸消失在人們的視野里。社會主義經濟發展浪潮牽動著科技的發展水平和人們對生活水平的要求,通過普及和應用計算機科學,轉變了現代機械設計的方式方法,使其邁向全面利用優化設計、仿真模擬、計算機輔助設計,這樣可以保證計算更精確,并且看到清晰的圖片內容,徹底顛覆了傳統設計方法的理念。

2.2 現代機械設計面臨的形勢

現代機械設計的發展趨勢主要有以下幾個方面。首先,設計領域涉及多種學科,多元化發展;其次,設計對象由單一內容轉向系統內容;第三,設計人員的變化,從單人設計變成多人設計;第四,新產品更新速度快,產品設計有序可循;第五,由于科技在不斷進步,同時對現代設計也提出新要求。

3 發展趨勢分析

3.1 針對當前機械設計發展

當前我國科學技術水平不斷提升,機械制造業迅猛發展,對機械設計提出了更高要求,在技術層面發生了很大轉變。首先,當前機械設計發展越來越趨向智能化,這是現代科學技術發展的必然要求,機械設計人員需要充分利用電子技術和通訊技術完成設計工作。機械設計智能化就是利用現代化電子技術手段,對所需要制造的機器以及產品進行模擬設計,將產品性能、操作以及結構進行具體模擬演示。其次是機械設計系統化,即設計環節環環相扣,有一套完備的體系和操作流程,與傳統設計相比,現代機械設計更加系統、完備,系統化的操作更便于設計實施,有利于發現問題并解決問題。再次是版塊化,及將機械設計分為若干個版塊,每個版塊同時進行,也可隨具體情況進行任意拼接、組合,確保機械設計有效進行。最后是機器性能設計,即所要制造的機器必須具備一定優勢性能,在這一過程中要求設計人員根據具體要求,利用相關知識進行預算和推理,構造機械結構,并加以創新,最終完成機械設計方案。

3.2 未來機械設計發展

以當前機械設計發展為基礎,未來機械發展會更加智能化和系統化。除此之外,未來機械設計發展還會更加具備競爭力、性能更加優化、設計理念更加完備等發展趨向。在競爭力方面,機械設計是為了機械制造出的產品能夠形成,而最終目的是為了投放市場,因此市場競爭力對于機械制造以及機械設計而言非常重要。根據當前發展趨勢,只要機械設計能夠抓住機遇、充分利用現有先進技術和資源,不斷創新,就一定能夠在未來發展中更加具備競爭實力。在性能優化方面,我國當前機械設計行業正不斷提高設計產品的性能優良性,對各種設計層面都作出了新的規劃和要求,因此在性能方面,未來機械設計將會更加優化。在設計理念方面,當前構建生態文明已經被納入我國和諧發展的主要工作中,在機械設計和制造領域也應該具備這一意識。未來機械設計發展過程中,一定會加強環保設計理念,在機械設計過程中,以綠色環保為基礎,充分利用可再生能源,在提高效率的同時注重環境保護,循環利用等理念將會被納入未來機械設計中。

4 進行機械設計應遵循的原則

“無規矩不成方圓”,同樣在機械設計領域中也會存在許多“規矩”,機械設計人員進行設計時,除了要遵循主要程序之外,設計準則也是其必須遵守的約束條件。

4.1 技術性能準則

技術性能除了包含機械性能之外,還包括機械在制造和使用過程中所涉及的所有性能,技術性能既包含靜態性能,又包含動態性能。技術性能準則是指相關的技術性能必須達到規定的要求。

4.2 標準化準則

任何行業都有自己的標準化規范,而機械制造中與設計相關的主要標準有:(1)概念標準化,所謂概念標準化即是指在機械設計過程中所提到的專業術語、字母符號等其他專業性表述應符合行業標準。(2)實物形態標準化,設計過程中應按統一規定選取零部件、原材料、設備等的結構形式、尺寸等。(3)方法標準化,在機械設計中涉及的操作、測量或者試驗方法應按照規定進行。

4.3 可靠性準則

可靠性是指機械在正常工作情況下,在預期使用壽命內能完成既定功能的可能性有多大。所謂可靠性準則,即設計的產品應該能滿足既定的可靠性要求。

4.4 安全性準則

機械設計要考慮機械制造過程中的安全問題,其準則有:(1)生產安全性,在進行機械設計時,應考慮操作人員生產時的安全性等。(2)零件安全性,確保機械制造中使用的全部零件在額定的外負載條件下,不會發生嚴重變形、斷裂以及重度磨損等情況。(3)整機安全性,確保機械在正常操作下不發生故障,能實現機械的所有功能。(4)環境安全性,設計人員設計的機械應能保證不對機器周圍的環境和人造成污染和危害。

5 結束語

綜上所述,隨著科技水平的不斷提升,我國機械制造業取得一定的成績,但是我國的機械設計與制造技術還存在著一定的不足,這些都嚴重的影響到我國機械制造業的發展。在機械設計與制造中掌握時展的趨勢,不斷地對設計方法與制造技術進行完善,采用先進的機械制造技術,從而推動我國機械制造水平的提升。

參考文獻

[1] 陳靜,機械設計技術的發展現狀與趨勢[J].中國石油和化工標準與質量,2011.

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關鍵詞:機械制造;綠色制造;應用

一、引言

隨著社會的不斷發展,由于人們片面的追求經濟的發展,而忽略了因為經濟發展帶來的一系列環境問題,以及日益減少的資源問題,這種情況并不符合我國提出的可持續發展計劃。當前情況下,我國的制造行業無論是在設備上,還是在工藝技術上,都比較落后,常常是投資成本高,而回收利益低,還帶來了很多的環境污染問題。隨著社會的不斷進步,對環境保護以及資源節約提出了更高的要求,因此如何把綠色設計法應用在機械的設計與制造中,是機械制造行業應該研究的重要課題。

二、綠色制造技術的主要階段模式

1.綠色材料選擇模式

在過去,傳統的機械制造技術在選材上,往往只考慮材料是否滿足機械設計的基本性能要求,而忽略了材料的使用是否對環境有所影響這個問題,由于這種觀念,在過去的機械制造中,給環境帶來了很大的破會。在綠色設計法的理念里,綠色材料的選擇是關鍵環節,因此在選材的過程中,選材人員不僅要考慮到材料的基本設計性能要求,還要注意到選擇的材料是否環保,是否能夠回收來二次使用,這樣就能從材料的選擇上,減少了對環境的影響。

2.綠色設計模式

(1)工藝技術。在設計制造工藝時,設計人員應該設計出一種既能減少生產過程中給環境帶來的污染,又能避免給技術工人帶來危害的工藝方法。以電鍍為例,在電鍍的過程中,電鍍液是高危害物質,既威脅著技術工人的健康,如果處理不當就會給環境帶來巨大危害,因此針對這些問題,在綠色設計中,就要有針對性的進行工藝設計。

(2)產品的簡化。在機械設計與制造中,采用多功能的部件既能減少加工復雜程度,還給產品的管理帶來方便,同時又減少了材料的使用,從而節約了材料資源。

(3)回收利用設計。資源的日益短缺問題,要求機械制造行業在產品的設計上,多多注重產品的回收價值,既能實現資源的高效利用,還能減少產品給環境帶來的負面影響。

三、綠色理念在機械設計制造中的應用

1.綠色設計中材料的選擇應用分析

選材在機械設計中占據非常重要的地位,對于材料的選擇,首先是要確保其環保與健康。傳統的選材方式過度的在乎產品的工藝性能以及環境屬性,而忽略了其安全性。機械的設計與制造過程中,總會出現一些含有特殊化學物質的材料,如鉛、汞等這些有害物質。由于部分企業對這些化學物質的處理不當,因此給環境問題埋下了隱患,如果后期處理不當,對于環境的傷害還是非常大的。因此,對于材料的選擇要非常慎重,這是綠色機械設計理念中的關鍵部分。另外,綠色設計概念要求在機械設計與制造的過程中,在選材上應該要注意到以下幾點。(1)不能為了追求環保材料而不顧材料是否可以用來生制造產品(2)材料的結構以及形狀要有相應的可實現性,即要求產品成型后要能夠與相關工藝有所聯系,確保材料的可用性。(3)根據機械產品工作環境的需求,選擇的材料一定要具有最基本的高溫性能、耐腐蝕性能、抗沖擊性能等。由于這種材料的這種高抗性,所以極大地延長了材料的使用壽命,因此可以很好的節約材料。

2.綠色理念與機械制造中的應用分析

機械制造是建立在機械設計的基礎之上的,對于綠色的機械制造而言,就是要能夠從整體范圍對資源以及制造模式進行考慮。綠色設計理念應用在機械設計與制造中,可以很好的提高了材料的利用率,避免材料的浪費帶來的負面影響,簡單的說,綠色的機械制造就是要保證高質量、低成本、高度的可靠性以及完善的功能等各個方面都要達到一定程度的標準。

3.機械制造中綠色制造技術的應用探討

(1)模塊化設計方法。模塊化設計技術是當前在機械制造行業中應用比較多的一種設計技術,模塊化設計方法指的就是在對一定范圍內的相同功能或不同功能、不同規格以及不同性質的產品進行功能分析的基礎上,設計出一系列功能模塊。然后,在實際設計過程中,把這已經設計出的功能模塊進行反復的組合分析,選出最佳的組合方式,從而構成不同的機械產品,以滿足市場的不同需求,并實現了資源最優化配置策略。

(2)生命周期的設計方法。在機械設計與制造的過程中,利用生命周期的設計方法,對所設計的產品,就必須要考慮到其用途和是否對環境有所影響。該種設計方法,實現了綠色設計的最初意愿,有利于在今后的制造過程中每一環節的選材與制造工藝選擇。

(3)并行工程方法。并行工程方法要求在機械設計與制造的過程中,要考慮所設計產品的很多因素,包括制造成本、質量、使用壽命、進度計劃和客戶要求等,然后在實際生產制造的過程中,對各個關鍵環節的重要信息進行有效的交流和反饋,進而實現多目標、多因素的綠色設計目標,從而實現產品資源的最優化配置,并為企業實現經濟效益與社會效益提供可靠保障。

四、總結

隨著社會的不斷發展,環境問題、資源短缺問題越來越困擾著人類社會的進一步發展。當今世界的主流就是節能環保,對于應用如此廣泛的機械制造業而言,必然要緊跟時展的潮流,將綠色理念融入到機械設計與制造的過程中。從上文的分析中,可以得知,綠色理念的應用要從設計入手,從資源的節約、材料的選擇以及循環利用等幾個方面進行實際應用。對于綠色的機械制造而言,是在綠色的機械設計的前提下,進行合理的機械加工生產,采用先進的加工技術,并做到資源的利用最大化,回收最大化,循環使用最大化以及污染環境的最小化等綜合指標發展。總而言之,將綠色理念應用到機械設計與制造中,是時代的要求,也是技術的一次革新。

參考文獻:

[1]邢雪娟.綠色設計法在機械設計與制造中的應用[J].林業機械與木工設備,2006,06:42-43.

[2]鄭華林,劉清友,張金偉,肖曉華,王悅排. 制造業可持續發展的綠色制造技術及其實施對策[J].機械制造,2006,06:49-51.

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【關鍵詞】機械設計;自動化;發展;功能

0引言

機械設計制造與自動化是指在機械設計制造企業中充分運用自動化技術, 對加工對象實現連續性的自動化生產,進而優化和改進自動化生產的整個過程。隨著現代科學技術的不斷發展,不同學科之間也開始了相互之間的滲透、交叉與融合,使得機械工業的產品結構、技術結構、生產方式構成、功能以及管理體系等都發生了前所未有的變化。現在,人們不僅可以借助機械設計制造與自動化中先進的制造工藝和設計技術來使得機械設備的性能和結構更加合理、穩定,而且還可以通過這門學科中的自動化技術使機械設備更加智能化、自動化和人性化。由于機械自動化技術的應用和發展是機械制造業進行技術改造與實現技術進步的重要手段,同時也是技術發展的一個主要方向。因此,深入發展機械自動化技術,不僅符合我國機械制造業的需要,而且這也將是我國現代化生產的發展趨勢。

1機械設計制造與自動化特點

任何產品被開發出來的目的都是因為有著其特定的內在要求。機械設計制造與自動化系統是一個符合概念,部件包含了機電一體化和機電一體化產品的含義,是將功能的實現以及產品的設計制造作為一個整體來看待,其核心價值是為了實現功能的內在要求,機械設計制造與自動化不僅可以滿足機器對于其功能的內在要求,而且可以通過對機械設計制造自動化系統進行設計,從而實現產品對輸入端產生所需要的輸出,實現其功能要求而具備了使得產品符合其內在要求的性質。

2機械設計制造與自動化的優勢

2.1操作方便

機械中的控制系統發揮其強大的功能,很好的運用機械設計制造與自動化技術來完成制造,只要輸入相應的控制程序,機械便會自動進行相關操作,使得許多操作不再需要經過手工完成,大大地簡化了機械的操作流程,不僅減小了機械的操作難度,而且達到了優化操作的目的。

2.2較高的工作可靠性和穩定性

傳統的機械設計制造完全憑借工人的經驗來判斷機械的健康狀況,在發生故障的初期無法發出信號,導致一旦發生故障,機械便不能運轉的情況發生。然而,對于這方面的問題,機械設計制造與自動化技術制造的機械就很好地解決了,因為機械內的控制系統會在出現問題的初期便通過對自我的診斷來發現可能存在的安全隱患,并且面對這些可能存在的安全隱患進行及時的處理工作,并采取自我保護措施,大大提高了機械設備工作時的可靠性和穩定性。

2.3較高的工作質量和工作效率

利用機械設計制造與自動化技術制造的機械設備的主要優勢是可以通過先進的控制技術、信息處理技術和自動化技術等來加強機械的智能化,從而提高機械的自動化控制水平,使得機械設備可以更加精準和高效地代替人工來完成相關工作,這樣子不僅加強了工作的質量還提高了工作的效率。此外,在一些施工環境惡劣的情況下,采用人工施工可能會存在很大的安全隱患,這時智能化、自動化的機械設備就可以發揮其特定的作用,代替工人進行施工作業,從而避免安全事故的發生。

2.4適用范圍廣

機械設計制造與自動化是一門多學科綜合的技術學科,利用其制造出來的具備強大的復合功能的機械,不僅可以在日常的生活、生產中展現出其穩定、高效的優勢,而且還可以在一些惡劣或者極端的工作中,成為人類不可或缺的設備。總的來說,機械設計制造與自動化設備具有各種各樣的功能, 因其廣泛的應用范圍,不僅可以滿足人們不同的需要,還可以在工業作業時發揮其強大的功能。

3機械設計制造及其自動化的發展趨勢

3.1模塊化

機械設備的零件很多,從零件開始研發不僅復雜多樣,而且浪費人力、物力。因此,在未來的機械制造與自動化設備的研發過程中將進行分模塊作業,將機械根據功能的不同分成不同的模塊,并以模塊為單位進行相關技術的研發和生產。

3.2虛擬化

在以前,世界各國機械制造企業普遍依靠圖紙設計來完成產品的設計,然后依據圖紙設計來逐步完成產品的試驗,最終完成產品的設計。可是,這樣子做不僅會造成許多寶貴時間的浪費,同時,還會在進行產品試驗的過程中造成財力、人力、物力等的各種消耗,甚至是造成大量的不必要的經濟支出。鑒于此,隨著日新月異的科學技術手段的發展,網絡通訊技術和電子計算機技術也開始不斷地成熟起來,人們就可以利用這些先進的電子計算機設備,進行大量的模擬工作,并借助于網絡,在第一時間就對數據進行即時傳輸,從而讓分割于不同空間的雙方能夠毫無障礙地進行及時的交流、溝通、合作。因此,機械自動化技術將朝著虛擬化方向不斷的發展,同時這也是科技時代的要求。

3.3綠色化

從環境保護領域中引用“綠色”來和智能化、自動化的設計制造進行聯想,警惕人類社會的發展必將走向自然界與人類社會的和諧發展,從各方面各層次促使人與人類社會同自然界的和諧相處,因為人與人類社會在本質上也是自然世界的一個部分,整體由部分組成,部分不能脫離整體,更不能破壞與對抗整體。由此看來,機械設計制造技術的自動化也不能例外,其制造產品從構思開始,到設計階段、制造階段、銷售階段以及使用與維修階段,直至回收階段到再制造等各階段都必須充分顧及保護環境。作為“綠色”制造的產品在一定程度上也必須具有一定的藝術品味,即以與用戶的生產、工作、生活環境相適應,給人以高尚的精神享受、體現出物質文明、環境文明與精神文明的高度融合,充分考慮到保持環境文明,做到可持續發展,使得制造自動化走向“綠色”自動化。

3.4網絡化

在人們的生活已經無法離開網絡的信息時代,將網絡技術和機械設計制造與自動化設備相互融合使用,使各設備之間可以相互聯系、并共享巨大的網絡資源,以此提高設備的處理問題能力和通訊能力等,從而很大程度上增加設備在各個企業中的競爭力。

3.5智能化

所謂智能化制造系統是指由一種人類專家和智能機器共同組成的人機一體化智能系統, 這種系統將成為人類社會制造自動化發展的重要方向,其功能包括分析、判斷、推理、構思和決策等等。智能化制造技術的應用旨在通過智能機器與人的共同做事,去擴大,延伸,甚至是部分的去取代人類專家在制造過程中的腦力、體力勞動,以實現制造過程的簡單、優化、快捷。

3.6 數字化

數字化制造是制造技術、網絡技術與計算機技術的相互發展、融合、應用和交叉的結果,這也是先進制造技術發展的核心。對制造企業而言,各種信息均可以通過網絡以數字的形式傳遞于各企業間。在數據庫、虛擬現實、多媒體等多種數字化技術的支持下,迅速對產品信息進行分析、重組與規劃,從而實現生產過程的快速重組與對市場的快速響應,以滿足客戶的要求。同時各類企業可以通過網絡,根據用戶的不同需求,應用電子商務,迅速協同相應的設計要求并制造出相應的產品。

4結論

機械設計制造與自動化具有深刻的內涵和美好的發展前景,把握好其不可忽視的發展潛力和發展趨勢,相信在不遠的未來,隨著人們的不斷進取和研究,這門學科的知識將制造出功能更加強大的機械設備,為人類社會的發展和繁衍做出一定的貢獻。

【參考文獻】:

[1]張偉玲.現代機械自動化制造技術分析[J].中國科技博覽,2011(26)

篇6

【關鍵詞】機械創新設計;邏輯推理;聚合型思維;創造性思維

1.機械創新設計和制造

一般來說,創新設計的過程大都是從形象思維開始,然后經過邏輯推理和判斷及相應的綜合,分析與決策,而產生設計方案;然后進一步將設計具體化,即建立新的機構,結構和機械系統等模型,繼之進行計算和技術細節的設計.機械創新設計和制造不同于常規的機械設計,是設計人員針對新的或預測的需求,充分發揮設計者的創造力和智慧,利用已有的相關科學理論,方法和原理,進行新的構思,設計和制造出新穎,有創造性及實用性的機構或裝置的實踐活動.它包含改進機械產品的技術性能,可靠性,經濟性和適用性,還反映出和諧統一的技術美.它包含兩個部分:一是改進完善生產或生活中現有的機械產品技術性能,可靠性,經濟性,適用性。

2.創造設計出新機器,新產品,是以滿足新的生產和生活的需要

2.1機械創新設計過程

機械創新設計的目標是由所要求的機械功能出發,改進,完善現有機械或創造發明新機械實現預期的功能,并使其具有良好的工作性能及經濟效益.我國技術專家提出的機械創新設計的一般過程,可分為四個階段:根據設計任務及要求確定機械的基本原理,機械結構類型綜合及優選,機構運動尺寸綜合及其運動參數優選,機械運動學參數綜合及其動力參數優選.完成上述四個階段,便形成了機械設計的優選方案,而后進入機械結構創新設計階段.機械創新設計與常規機械設計相比,其過程沒有多大差異,但它主要強調人在設計過程中的主導性及創造性作用。

2.2機械創新設計的特點

一是多門科學技術交叉,滲透,融合;二是部分工作為非數據性,非計算性的,必須在知識和經驗積累的基礎上思考,推理及判斷,并運用創造性及發散思維的方法;三是在知識,經驗,靈感與想象力的系統中搜索并優化設計方案;四是機械創新設計是多次反復,多級篩選的過程,每一設計階段都有其特定內容及方法.但各階段之間又密切相關,形成一個整體的設計系統。

3.機械創新設計思維

3.1機械創造性思維的基本形式

(1)發散型思維.發散型思維就是在思維過程中,通過所得到的若干概念的重新組合,大膽地向四周輻射,擴散出兩個或更多個可能的答案,設想或解決方式.發散型思維既無一定的方向,也沒有一定的范圍.不墨守成規,不拘泥于傳統方法,對所思考的問題標新立異,達到"海闊天空","異想天開"的境界.發散型思維能力的高低,取決于知識面,想象力,尤其是遷移能力。(2)聚合型思維.聚合型思維就是以某個思考對象為軸,從不同的方向和不同的角度,將思維指向這個中心點以供選擇,達到解決問題的目的.也就是從眾多的信息中確認一個自認為最佳的或最好的方案。(3)靈感思維.靈感是指經過長期的思考和探索之后,受某種現象的啟發,在頭腦中突然閃現的獨創性的意念或設想.它是人們的創造活動達到后出現的一種最富有創造性的飛躍思維的智能狀態.靈感是思維的迅速升華與高級濃縮,是過程的省略.靈感既是一種思維形式。(4)想象思維.想象是一種抽象的形象思維活動,想象可以是非理性的憑空想象,也可以是理性的在已有確定性基礎上進行重新組合或部分更新性質的想象.想象思維具有以客觀現實為基礎,高度概括性和形象性及重新組合與再創造等特點,想象是人類思維之樹上最美麗,神奇的花朵.沒有想象就沒有創造,創造離不開想象,想象是創造的精髓。

3.2機械創新設計思維的模式

創造性思維是指突破原有的思維模式,重新組織已有的知識,經驗,信息和素材等要素,在大腦思維反應場中超序激活后,提出新的方案或程序,并創造出新的思維成果的思維方式.要創造,首先要有創造性思維,創造性思維是人類大腦的特有屬性.創造性思維就是"想到別人沒有想到的觀念",創造性思維是新穎獨到的信息加工藝術,是人腦的各種思維活動形式和思維活動的各個要素之間相互協同進行的有機結合的高級整體過程.創造性思維不同于在設計領域常用的邏輯思維,其主要在于創造性思維有創造想象的參與,而且,邏輯思維是一維的,具有單向性和單解性的特點,而創造性思維是一種立體思維,通常沒有固定的延伸方向,它更加強調直觀,聯想,幻想和靈感,所以創新設計不是靠邏輯推理出來的,而是靠創造性思維的激發所產生的。

4.機械創新設計方法機械創新設計常用到以下方法

4.1智力合成法

一種發揮集體智慧的方法.通過集體討論的形式,發散和激勵創新思維.討論時應相互啟發激勵,取長補短,引起創新設想的連鎖反應,使思維自由奔放,新的設想激烈涌現.討論的目標要明確,事先有準備.其原則有:鼓勵自由思考,隨心所欲,設想新異;不許批評別人的設想;推遲評價,不過早定論;有的放矢,不泛空談;討論者一律平等,不提倡少數服從多數;及時歸納,總結,紀錄各種設想,留作下次再議;最后挑選最合適,最有前途的見解,并審查其可行性。

4.2仿生類比法

通過對自然界生物機能的分析類比,從事物的千差萬別,不同程度的對應和相似之處的類比中得到。

我們的時代是充滿希望與機遇的時代。21世紀的希望在亞洲,亞洲的希望在中國。我國機械行業經過數十年發展后已比較成熟,與國外先進水平的差距日漸縮小,但還存在不少問題,所以機械科技工作者任重而道遠。我們常說:學歷不等于能力,文憑不等于水平,但知識、經驗和技能仍然是創新成功的基礎。哲學家培根提出:“知識就是力量”,牛頓說他的成功是站在前人肩膀上的結果。一個十分重要的規律是所有創新都是孜孜不倦的學習和百折不撓實踐的結果。要創新,必須學習知識和技能。進入信息時代以后,知識日新月異,信息空前膨脹。一個人的知識通過大學學習只能滿足其需要知識的10~20%。其余的必須通過不斷地繼續學習才能滿足社會發展的需求。如果沒有一定的數學,力學基礎知識,我們就無法確定機械運動的空間軌跡,無法進行動平衡設計,如果沒有必要的動手能力,新產品設計就只能束之高閣。因此年輕的機械設計和生產工作者,應不斷地刻苦學習,鍥而不舍地提高自己創新的知識,經驗和技能,否則“創新”喊得再響也不過是一句“口號”。

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關鍵詞:機械設計與制造;綠色設計理念;應用

綠色設計理念是21世紀的一種新型設計理念,這種理念以環境保護為重點,并在機械設計與制造中得到了廣泛的應用。應用綠色設計理念一方面可以減少污染,另一方面能提高機械設計與制造的水平,因此應當在機械設計與制造中貫徹落實這種理念,促進機械行業的可持續發展。

1綠色設計理念的內涵

所謂的綠色設計理念,也被稱為生態設計和環境設計,在生產的過程中,企業著重考查產品的環境屬性,如可回收性、可維護性等等,并將這些環境屬性作為產品設計的目標,滿足保護環境的需求[1]。在保護環境的同時,綠色設計也對產品的功能質量、使用壽命有一定限制。綠色設計理念的形成有一個過程。在工業化社會中,人們片面追求經濟效益,忽視了環境保護的問題,以犧牲環境來謀取大量的經濟效益,最終付出了慘痛的代價。人們在總結經驗之后,開始反思工業化的發展道路,綠色設計理念應運而生。發展到今天,綠色設計理念已經滲透到社會的各個層面,并成為指導工業化發展的重要理念。

2機械設計與制造中綠色設計理念的應用價值

2.1減少資源浪費

首先,在機械設計與制造中應用綠色設計理念,可以有效減少資源浪費。機械設計與制造需要大量的資源作為物質支撐,企業為了追求利潤,忽視了資源保護的問題,造成大量的資源浪費。機械設計和制造是一個復雜系統,從設計、選材到加工,每個環節都非常重要,而綠色設計理念對這些環節提出了新的要求。綠色設計理念幫助設計者綜合考量產品的內部結構、尺寸和形狀,避免生產材料的大量浪費。同時,綠色設計理念兼具經濟和可持續發展的視野,可以減少資源浪費,實現效益最大化。

2.2促進環境保護

其次,在機械設計與制造中應用綠色設計理念,可以有效促進環境保護。綠色設計理念的內涵就是在追求經濟效益的同時,注重資源的節約和環境的保護,因此在設計之初會反復實驗機械產品,尋找最佳的設計方案。我國確立了建設資源節約型和環境友好型社會的目標,堅持綠色設計理念可以避免嚴重的環境污染問題,形成新的經濟發展模式。

3機械設計與制造中綠色設計理念的應用策略

3.1選材環節應用綠色設計理念

選材是機械設計與制造的重要環節。綠色設計理念貫穿機械設計與制造的全過程,因此在選材環節上就應該應用綠色設計理念,選擇一些綠色材料。首先,在選擇綠色材料時,應該注重原材料和生態環境的相互協調。其次,應該從經濟的角度出發,選取一些廣受大家歡迎的材料,滿足社會大眾的現實需求。再次,在選材時應該注重材料的先進性、安全性和健康性[2]。只有滿足上述三點,才能真正實現綠色設計的理念,發揮綠色材料的作用。

3.2設計環節應用綠色設計理念

在設計環節中應用綠色設計理念,應該以產品的環境屬性為重點,如可拆卸性、可回收性等等。綠色設計要求在設計時綜合考量產品的環境屬性,因此在設計過程中要以此作為設計目標,兼顧產品的實用功能和環境價值。設計者在對產品進行設計時,一方面要滿足消費者的需求,另一方面要考慮產品的自然屬性。所謂的可拆卸性,是指將一個完整的機械產品拆卸成幾個部分,這些部分都可以實現材料的再利用,防止出現資源浪費問題。所謂的可回收性,是指產品廢棄之后可以回收,避免出現環境污染問題。要滿足產品的可拆卸性和可回收性,要求設計者杜絕一次性的產品,并在設計中充分融入綠色理念,提高產品的利用效率。

3.3制造環節應用綠色設計理念

產品在選材和設計之后,即可投入生產之中,在制造環節應用綠色設計理念,應該以減少浪費、降低成本為目標,將綠色設計理念融入到產品的生產周期中。目前一些機械制造行業為了吸引消費者的注意,在產品中增加了沒有價值的設計,不僅提高了生產成本,而且造成了資源浪費。比如,一些企業為產品增加包裝,并在包裝上設計花哨的圖案,以擴大產品的銷售量。為了避免出現這種問題,企業應該把制造過程中的重點放在產品的質量上。在機械產品當中,含有較多的金屬和化學產品,可能會造成環境污染的問題。在綠色設計理念的倡導下,企業制造產品時應該用綠色無污染的材料,使機械產品發揮它的環境價值,促進企業的可持續發展[3]。

4結論

隨著我國經濟的不斷發展,保護環境成為人們關注的重點。機械制造行業很容易出現環境污染和資源浪費的問題,為了解決這些問題,應該在機械的設計和制造中應用綠色設計觀念。綠色設計觀念以保護環境、節約資源為目標,將其應用在機械制造領域,可以有效保護生態環境,促進企業的發展和社會的平穩運行。

作者:毛勝輝 馮娜娜 單位:鄭州鐵路職業技術學院

參考文獻:

[1]戴治敏.淺析綠色設計理念在機械設計制造中的應用[J].科技資訊,2016,14:51-52.

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關鍵詞:機械設計制造及其自動化;制造業;人才培養

當下科學技術的高速發展,機械不再是簡單的代替人工運轉的工具。伴隨著微電子技術、信息技術、計算機技術、物聯網技術和新能源技術等高新技術的出現,制造業向著更智能、更高效,更綠化,更人性化,以及更富革新性化發展。為加快我國機械設計制造及其自動化技術的研究和開發,提升機械自動化技術水平,國家政策引導企業轉型,企業需求主導高校人才培養方向,現階段上到國家,下到高校,都在積極推動專業發展及其專業技能人才的培養。

一、機械設計制造及其自動化專業的概述

機械設計制造及其自動化專業是以培養現代機械工程師為目的,從設計、制造、運行控制到生產過程的一門綜合技術學科。培養的工程技術人才具備機械設計制造基礎知識和一定的應用能力,既能從事工業一線的設計制造,還能完成工程管理和經營銷售等任務。該專業擔負著為機械制造輸送工程人才的重任,人才的培養質量直接關系到機械產品的質量,對振興我國機械工業,提高國際競爭力具有很重要的作用。

二、技能人才培養的現狀分析

1.國家政策引導

在新的國際國內競爭環境下,中國政府作出要全面提升中國制造業發展水平和質量的重大戰略。2015年3月25日,總理組織召開國務院常務會議,要求加快部署實施“中國制造2025”,也正是這次會議審議通過了《中國制造2025》。2016年,在國家的大力推動下,進入了全面實施新階段。制造業的發達程度是衡量一個國家科技水平和經濟實力的重要標志之一,是國民經濟的主體,作為制造業中極其重要的機械設計制造及其自動化技術對其他技術領域起著支撐性作用,成為國民經濟各行業的基礎,而專業人才的培養是推動機械設計制造及其自動化得以發展的基本保障。政府對機械轉型企業作出正確的引導:目前,很多國內工程機械企業研發平臺建設能力和資源投入嚴重不足,主要靠模仿和拿來主義,造成低質低效產品進入市場,導致設備保有量和低端產能出現過剩,針對這樣的局面,政府要及時制止,對創新型和研發型機械企業政府從政策、資金上予以更大的支持。

2.企業市場主導

我國傳統機械行業投資成本低,使得機械制造企業遍地開花,但技術水平參差不齊。究其主要原因是是企業沒有順應行業要求開展相關的的人才培養。在中國類似的中小企業有很多,一群沒有創造力的人領導者很多的廉價勞動力,為中國創造著廉價的崗位,他們安于現狀、不思創新,最終只會被行業新形勢所淘汰。于此同時,機械行業經過前幾年的高速發展期,暴露了諸多問題。與此對應的是,跨國企業卻在高端產品小容量市場掘取豐厚利潤,致使我國機械制造工業景氣度不斷分化,傳統產業發展勢頭不斷下降,新興技術產業發展不斷提速。要想在機械制造業出類拔萃,制造企業要科學的提升員工的職業勝任能力,全方位創建技術人員再教育的環境,同時推進高素質復合型人才的形成。而現在,中國企業正處于由傳統企業向新型企業轉型的初期階段,企業要順應行業要求,就必須發展與創新,重視相關的人才培養。機械制造業企業市場的發展趨勢一定程度的影響著高技術創新人才的培養方向,這樣不僅可以加快推進企業轉型,還能創造出更大的社會價值。市場需求在一定程度上會影響教育的方向和計劃,而人才是教育的產物,機械設計制造及其自動化專業的發展離不開教育與市場[1]。

3.高校積極響應職業標準和教育背離

職業標準是市場企業的需求,國家政府的政策和國外國內經濟環境直接影響著市場企業的這一標準。如果高校關于制造業人才的培養方案不能緊跟這一標準,培養出的人才就會被市場拋棄。職業教育的教學內容與方式將直接影響學生職業能力的提升程度[2]。(1)加強實踐教學環節,不再是讓學生僅從課堂上學知識,還要通過在實踐中自己領會,和工人師傅、技術人員進行交流,全面系統的安排實踐教學讓學生真正的掌握機械制造業中相關的工作原理、設計方法和安裝運轉要求。(2)教學內容優化創新,優化重組專業課程,比如,將《機床數控技術》和《PLC原理和應用》合并為《機床數控技術及PLC》,開設一系列新型技術課程,比如,《工業機器人、無人機》等。大學生在學好專業課的同時,不僅擴大了知識面,還為將來成為復合型人才做準備。(3)以就業為導向,建設滿足就業所需人才要求的師資團隊,教師團隊的建設應該緊跟機械制造業領域學科的發展,不斷吸收新的理念,傳授學生與時俱進的專業知識,將科研成果應有到實踐當中,在考慮學生就業需求的同時,促進學生各方面能力的提高。

三、結束語

當前,國家經濟正處于新常態下的穩增長階段,為適應國家的需要,市場的需要,提高中國同世界其他國家的競爭,傳統的機械方式將被逐漸取代,機械設計制造及其自動化將向著智能化,數字化,微型化,虛擬化,科技化,人性化,綠色化的方向發展。互聯網的發展增加機械裝置的功能,從而使得機械設計制造及其自動化全面應用到各行各業中,為社會貢獻更多的力量[3]。

參考文獻

[1]張勇.機械設計制造及其自動化專業的現狀反思與前景展望[J].中國科技縱橫,2015,(14):231.

[2]唐伶.基于“中國制造2025”的技能人才培養研究[J].技術經濟與管理研究,2016,(6):30-35.

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關鍵詞:高職;機械設計與制造專業;課程綜合化

科學的發展正逐步從分離走向綜合,這種學科內、學科間的綜合越來越顯現出優勢。面對這樣的形勢,現有課程的綜合化改革迫在眉睫,特別是綜合化課程的設置,為學生知識發展的完整性、豐富性提供了可靠的平臺,對學生綜合能力的培養起到了決定性的作用。學生只有具備了各方面的綜合能力,才能從容面對世界發展過程中的種種問題。西安航空職業技術學院積極響應教育部的號召,積極推行機械設計與制造專業由三年逐步過渡為兩年的改革,對三年制的課程體系和教學內容進行了調整,在調整過程中,一個比較突出的問題就是課程綜合化。我院從2004年開始實施兩年制課程改革,現在第一批兩年制學生即將畢業。回顧兩年來的課程改革,主要從職業能力需求、課程設置、教學方法、考核方式、學生綜合能力培養五個方面進行了探索。

職業能力需求與課程綜合化

機械設計與制造專業培養具有計算機輔助設計能力,從事機械設計制造、設備生產、維護調試與管理的高級技術應用型專業人才,主要就業崗位在機械設計領域,從事CAD/CAM設計與制造,次要就業崗位在生產領域,從事機械設備操作、維護與管理工作。因此,這個專業要求培養實踐型、操作型、技能型和應用型人才,培養學生處理與解決工作中遇到的各種問題的能力,使學生走上工作崗位后能夠勝任所擔負的工作。針對本專業的培養目標和就業崗位需求,必須對課程進行綜合化改革。

課程綜合化不是知識的積累,而是綜合化學習;不僅是課程結構的綜合,也是課程內容的綜合;不僅是學生知識結構的綜合,也是其思維結構、價值觀念結構的綜合。要培養學生的綜合能力,這種能力是選擇、應用和調控各種能力的基礎,它打破了學科之間的界限,突出了學生走向社會將要解決的大部分具體問題的復雜性、整體性和關聯性,能使學生更清楚地體會到世界、生命與科學的統一性。

機械設計與制造專業的綜合化課程

課程體系的設置課程體系從職業教育的特點著手,按職業崗位群應掌握的知識與能力設置。以知識應用為主線,以能力培養為核心,打破原有的學科課程體系和“三段式”課程設置體系,對課程進行優化和整合,充分考慮知識間的銜接,避免重復。文化基礎知識以“必需、夠用”為度,專業知識則根據職業崗位群的需求有針對性地設置專門化教學模塊,建立一個寬廣的、針對性和實用性都很強的知識平臺。

課程內容的增刪在確定進行課程綜合化之后,首先要對原有課程內容進行精減,刪除原有課程交叉重復的部分及理論性過強、過深、脫離生產實際的部分,然后及時補充職業崗位所需的新技術、新工藝、新操作方法與技能,最后根據課程的任務、性質以及教師、教學手段等方面的要求,以課程綜合化所涉及的知識領域或范圍確定采用學科內或學科間的課程綜合化,還是采用以專業實踐活動為中心的課程綜合化。綜合化課程要突出綜合應用知識能力的培養。

主要的綜合化課程見下表:

教學方法

課程改革必然導致教學方法的不斷革新,課程綜合后,課時大大壓縮,如果還像過去那樣教學,顯然完不成任務。綜合后的課程應主要采用以下兩種教學方法:

多媒體教學多媒體的出現更新了傳統教學模式,可使學生的聽覺、視覺各種感官全部調動起來,給學生一種身臨其境的感覺。使用多媒體教學不但可以減少書寫時間,增加課堂教學內容,還可以演示一些傳統教學手段無法實現的加工過程,彌補實驗教學設備的不足。

講、演、練結合的現場教學就是在教學過程中現場講解、現場演練相結合的教學方法,這種學用結合、以學帶練、邊學邊練、以練促學的授課方式,可以增加教學的直觀性、趣味性、實踐性,教學效果非常好。《機械制造技術》課約有50%的課程可以通過現場教學完成。

考核方式

綜合后的課程考核主要從以下兩個方面考查學生的綜合能力:

課程設計課程設計的題目應該能夠考查學生的綜合能力,要以題目為主線把所學的內容串起來。例如,《機械制造技術》課的課程設計可給學生出一個加工零件的題目,要求學生分析加工這個零件所需的機床、機床的切削原理、加工零件所用的刀具、夾具及其加工工藝性等內容,這樣可以考查學生對所學知識的掌握程度,也可以考查學生處理問題的綜合能力。

課程考試課程考試包括兩方面,即理論知識考試與實際技能操作考試,不同于過去只考理論不考實踐的考核方式。理論和操作所占的比重因課程而異,目的是為了考查學生對理論知識的掌握程度和實際操作水平。

課程綜合化應注意的幾個問題

在具體實施高職課程綜合化改革時,一定要清醒地認識并注意以下幾個問題:

課程綜合化壓縮了課時,但并未降低教學難度課程綜合化在一定程度上增加了課程的難度,因為綜合后的課程概括了幾門課的知識,這就要求教師必須提高自己的知識和業務水平,要對相關課程加以深入研究,所以教學難度增加了。對于學生而言,課時壓縮了,每堂課的內容就增加了,需要掌握的知識點就增加了,所以學習的難度也增加了。

課程綜合化不是課程的簡單疊加高職課程綜合化不是對課程專業化的否定,不是對課程的機械疊加或簡單綜合,也不是對課程簡單的刪繁就簡,更不是削弱文化課程與專業基礎課程的內容含量,而是在專業化的前提下,優化組合了相關內容的課程,在促進學生全面發展的基礎上,更加注重學生思維整體性的構建。

課程綜合化要避免盲目性高職課程綜合化改革是一個復雜的、不斷優化的過程,課程綜合化現在仍處于嘗試階段,綜合后的課程可能會存在教材的問題。因此,在實施課程綜合化時必須有所考慮,最好是自己編寫教材,避免出現有課程無教材的尷尬局面。

回顧兩年來的課程綜合化改革,我院注重知識的實用性,注重實踐技能的培養,注重學生綜合能力的培養,實踐證明,這些做法是正確的,課程綜合化改革是成功的。

參考文獻:

[1]鄧紅珍.對高等職業教育課程綜合化的思考[J].職教論壇,2005,(9).

[2]周光迅.大學教育綜合化[M].濟南:山東教育出版社,1999.

篇10

關鍵詞:計算機輔助技術 機械設計制造 結合

引言

基于新時代背景下,計算機信息技術得到較大發展,在各個領域均得到廣泛應用。目前,計算機輔助設計技術日趨成熟,逐漸得到機械設計制造行業的關注與重視。在機械設計制造過程中應用計算機輔助設計技術,有助于提升機械設計制造的工作效率,保證機械設計制造的設計質量,推動機械設計制造行業向前發展。

1 機械設計制造

(1)概念。機械設計制造由兩部分的內涵構成,即機械制造與機械設計。機械制造,指機械設備生產制造過程的總稱,包括機床、儀器、儀表等機械設備。機械設計,即以機械設備使用要求為依據,合理構思、分析并優化機械工作原理、運動傳遞方式以及構建材料和尺寸等,以各種技術文件描述視為機械制造的依據。

(2)特點。目前,隨著我國機械設計制造業的發展,科學技術的進步,自動化成為機械設計制造的發展方向。在此背景下,虛擬化、數字化、智能化以及綠色化成為機械設計制造的基本特點。其中,虛擬化,即以計算機系統中的先進技術為指導,模擬操作工作內容,其是現代機械設計制造發展的重要方向。然而,虛擬化以計算機輔助設計為發展方向,在此基礎上,高效結合計算機輔助設計與機械設計制造勢在必行。

2 計算機輔助設計在機械設計制造中的優勢

“CAD”是計算機輔助設計的簡稱,指利用計算機和相對應的圖形設備,輔助設計人員開展設計工作的技術。在不斷發展與實踐基礎上,計算機輔助設計得到廣泛應用。針對機械設計制造行業而言,其具有以下幾方面的優勢:

首先,計算機輔助設計是機械設計制造工作效率的保障。在機械設計制造過程中,科學應用計算機輔助設計技術,迫使復雜的幾何圖形簡單化,并達到簡化運算的目的,緩解設計師工作壓力,提高機械設計制造工作效率。與此同時,基于計算機輔助設計技術作用下,實現機械重組,促使新零件得到研發。

其次,便于修改機械設計。在機械設計制造基礎上,利用計算機輔助設計技術,致使新設計在舊環境下得以實現,以已有零件位置為依據,進行新零件的設計與研發,提高機械設計質量,為修改機械設計提供便利。

最后,是提高機械制造產品質量的有效措施。在科學技術發展的前提下,機械設計制造技術有所進步。基于計算機輔助設計技術的應用,達到提升機械設計制造整體水平的目的。然而,機械設計制造水平與機械制造產品質量存在密切聯系。由此可見,將計算機輔助設計技術應用至機械設計制造中,有助于提高機械制造產品的質量。

3 計算機輔助技術與機械設計制造的應用結合

(1)合理使用圖形與符合。機械設計過程中,導致機械設計復雜的關鍵原因在于機械設計存在大量的圖形與符號。因此,為提高機械設計效率,機械設計師應用計算機輔助設計技術,合理編排所用圖形與符號,在此基礎上,進行機械設計。鑒于此,設計師能在最短的時間完成機械設計,大大縮減設計周期。與此同時,利用計算機輔助設計技術,開展機械設計制造工作,避免出現設計零件出現不統一等問題,提高機械設計效率。

(2)繪圖。繪圖是機械設計制造的關鍵與核心,直接關系著機械設計制造的效率與設計質量。因此,機械設計師十分重視該環節的設計。利用計算機輔助設計技術,輔助機械設計制造,采用計算機輔助設計中與繪圖相關的功能,不但有助于縮減繪圖時間,而且能提高工作效率,保障繪圖質量,為制造機械提供科學依據。

(3)科學構建三維造型。基于實體造型方式設計時,機械設計師應用計算機輔助設計技術,科學構建三維造型,為設計提供便利,準確展示三維造型分析結果,為機械設計師工作效率提供保障。與此同時,在設計過程中,機械設計師若遇到相對應的問題,可借助計算機輔助設計技術對其進行分析,為有效解決問題提供依據。

除圖形與符號、繪圖以及三位造型外,電力開關控制柜、工程分析與報表等方面均可利用計算機輔助設計技術,以保證機械設計制造的科學性、合理性與全面性。

4 討論與建議

總而言之,在機械設計制造過程中,應用計算機輔助設計技術,有助于提高機械設計工作效率,保證機械設計質量。因此,機械設計制造相關企業應借鑒、吸收國內外先進技術與經驗的基礎上,以具體機械設計制造特點為依據,科學采用計算機輔助設計技術,提高機械設計制造工作效率,為研發新型機械創造條件,推動機械設計制造行業發展。

參考文獻

[1]王佳佳.淺談計算機輔助技術與機械設計制造的結合[J].湖北農機化,2015,06:62.

[2]莫乾坤.計算機輔助技術與機械設計制造的結合探討[J].現代經濟信息,2015,12:361.