機械加工教學創新思維研究

時間:2022-09-25 09:55:54

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機械加工教學創新思維研究

1引言

創新思維是人類進步的靈魂,是國家興旺發達的動力,創新思維有很多特點,有理性的、非理性的、有相同的、相異的,同樣一個問題,不同的人有不同的思維,聯想是創新思維時常使用的方法,比較容易見到成效,聯想是將表面看來互不相干的事物聯系起來,從而達到創新的界域,聯想性思維可以利用已有的經驗創新,如我們常說的由此及彼、舉一反三、觸類旁通,也可以利用別人的發明或創造進行創新。

2加強機械加工基礎知識的培訓

在機械加工教學過程中,我們首先讓學生了解常見的機械加工方法:有冷加工,熱加工,特種加工。2.1機械加工中冷加工常見的手段有:車、鉗、刨、磨、銑、鏜以及五軸加工。1)讓學生熟悉和掌握車加工:理解車加工主要是加工軸類或者回轉體零件,能通過車刀的車削,加工出外圓、內孔和螺紋加工達到需要的形狀;2)讓學生熟悉和掌握鉗加工,了解鉗加工是機械制造中最古老的加工技術,雖然19世紀以后,各種機床的發展和普及,使大部分鉗工作業實現了機械化和自動化,但在機械制造過程中鉗工仍是廣泛應用的基本技術。鉗工作業主要包括劃線、鋸切、鏨削、銼削、鉆削、鉸削、攻絲和套絲、刮削、研磨、矯正、裝配、彎曲和鉚接等,能通過劃線、鋸切、鏨削、銼削、鉆削加工出六角螺母;3)讓學生熟悉和掌握刨加工:理解刨加工主要是加工平面或者曲面,通過刨刀去掉平面或者曲面;4)讓學生熟悉和掌握磨加工:理解磨加工主要是通過砂輪磨平面、外圓、內圓使其達到表面粗糙度;5)讓學生熟悉和掌握銑加工:理解銑加工主要是加工平面或者斜面,通過銑刀可去掉平面;讓學生熟悉和掌握鏜加工:理解鏜加工主要是通過鏜刀或者刀片鏜削內孔;6)讓學生熟悉和掌握五軸加工:理解五軸加工是通過五軸加工數控機床加工的一種模式,在描述數控機床的運動時,采用右手直角坐標系;其中平行于主軸的坐標軸定義為z軸,繞x、y、z軸的旋轉坐標分別為A、B、C,各坐標軸的運動可由工作臺或由刀具的運動來實現,但方向均以刀具相對于工件的運動方向來定義,五軸加工所采用的機床通常稱為五軸加工中心,五軸加工常用于加工具有自由曲面的機體零部件、渦輪機零部件和葉輪等,五軸機床可在不改變工件在機床上的位置對工件的不同側面進行加工,大大提高零件的加工效率。2.2機械加工中熱加工常見的手段有:鑄造、鍛造、焊接及熱處理。1)讓學生熟悉和了解鑄造生產特點及其作用、生產特點。(1)可以生產結構十分復雜的鑄件,尤其是可以形成具有復雜形狀內腔的鑄件。(2)鑄件的尺寸形狀與零件相近,能節省大量材料和加工費用;鑄造可以利用回收的廢舊材料和產品,從而節約了成本和資源。(3)鑄造生產工藝復雜,成產周期長,勞動條件差,常常伴隨對環境的污染;鑄件易產生各種缺陷不易發現。(4)常用的鑄造方法有砂型鑄造和特種鑄造兩大類。(5)其中,特種鑄造中又包括熔模鑄造、金屬鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等多種鑄造方法。2)讓學生熟悉和了解是鍛造生產特點。鍛壓是鑄造和沖壓的總稱,屬于金屬壓力加工生產方法的一部分;鍛造是在加壓設備及工模具的作用下,使金屬坯料或鑄錠產生局部或全部的塑形變形,以獲得一定形狀、尺寸和質量的鍛件的加工方法;鍛造后的金屬組織致密,晶粒細化,還具有一定的鑄造流線,從而使其力學性能得以提高。因此,凡承受重載、沖擊載荷的機械零件多以鍛件為毛坯。另外,采用鍛造獲得的零件毛坯,可以減少切削加工量,提高生產效率和經濟效益。3)讓學生熟悉和了解焊接生產特點:焊接是通過加熱或加壓或兩者并用,使用或不用填充材料,使同種或異種材質的被焊工件達到原子間結合而形成永久性連接的工藝過程。與機械連接、粘接等其他連接方法比較,焊接具有質量可靠(如氣密性好)、生產率高、成本低、工藝性好等優點;焊接是制造金屬結構和機器零件的一種基本工藝方法,此外焊接還可以用來修補鑄、鍛件的缺陷和磨損的機器零部件。按焊接過程的特點,焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類,其中以熔化焊中的電弧焊應用最為廣泛。4)讓學生熟悉和了解是熱處理生產特點:熱處理的作用是使鍛件的內部組織進一步細化和均勻化,消除鍛造殘余應力,降低鍛件硬度,便于進行切削加工等;常用的鍛后熱處理方法有正火、退火和球化退火等。具體的熱處理方法和工藝要根據鍛件的材料種類和化學成分確定。2.3機械加工中特種加工常見的手段。傳統的切削加工一般應具備兩個基本條件:一是刀具材料的硬度必須大于工件材料的硬度;二是刀具和工件都必須具有一定的剛度和強度以承受切削過程中不可避免的切削力。這就給切削加工帶來了兩個局限:一是不能加工硬度接近或超過刀具硬度的工件材料;二是不能加工帶有細微結構的零件,用傳統的切削加工的方法很難對他們進行加工,特種加工就是在這種形勢下應運而生的;特種加工的方法很多,常用的有電火花成形穿孔加工、電火花切割加工、超聲波加工、激光加工。

3如何在機械加工課程中增強大學生創新思維中的聯想能力

在機械加工教學過程中,我們有意識地講到目前發現海洋中的珊瑚越來越少,陸地上固體垃圾越來越多,讓學生如何將這兩個問題同時解決并提出各自方法,學生們最后都比較贊成用壓制成正方體垃圾塊和水泥混凝土,通過金屬夾具澆筑一種培養珊瑚的基座,能同時起到培養珊瑚蟲和解決垃圾問題。

4一種加工培養珊瑚基座的夾具的設計和結構

下面結合視圖進行闡述,圖1俯視圖、圖2主剖視圖、圖3夾具中擋板主視圖、圖4裝有頂塊壓板的仰視圖、圖5夾具上壓板仰視圖圖中:1正四邊形金屬外框架、2兩端帶45度斜邊的金屬擋板、3擋板兩端帶45度的斜邊、4金屬頂塊一端的球冠體、5球冠體頂端的圓柱體、6正方形垃圾塊、7金屬壓板、8金屬頂桿、9壓板上均勻排布的圓通孔、10擋板上端均勻排布的圓通孔、11水泥混凝土、12水泥混凝土基座。

5一種加工培養珊瑚基座夾具結構和使用

如圖1-5所示:一種加工培養珊瑚基座夾具是由四邊形金屬外框架1、兩端帶45度斜邊的金屬擋板2、金屬壓板7、水泥混凝土基座12組成、金屬擋板2的兩端有45度斜邊3,四塊金屬擋板2在四邊形金屬外框架1內部組成正方形,金屬擋板2上端均勻排布有圓通孔10,圓通孔里裝有金屬頂桿8,金屬頂桿8的一端為球冠體4、球冠體4頂端為圓柱體5,金屬壓板7上端均勻排布有圓通孔9,圓通孔9里裝有金屬頂桿8,金屬頂桿8的一端為球冠體4、球冠體4頂端為圓柱體5,使用時將裝有金屬頂桿8的四塊金屬擋板2在四邊形金屬外框架1內部組成正方形,在底部中心放入水泥混凝土基座12,在水泥混凝土基座12上放有正方形垃圾塊6、倒入水泥混凝土11,壓下裝有金屬頂桿8的金屬壓板7,等水泥混凝土11干后,取出金屬壓板7后,取出四邊形金屬外框架再取出金屬擋板2,就得到一種內部為正方形垃圾塊6,外部為水泥混凝土11的加工培養珊瑚基座,正好解決了培養珊瑚和垃圾的問題。

6結論

學生經過在機械制造課程中大學生創新思維中聯想能力的培訓,結合目前海洋中的珊瑚越來越少,陸地上固體垃圾越來越多,通過設計出一種加工培養珊瑚基座夾具來澆筑一種培養珊瑚的基座,能同時起到培養珊瑚蟲和解決垃圾問題,使學生更好地理解了創新思維中聯想能力的重要性,對培養具有創新精神,視野寬、能力強、素質優的現代大學生,具有重要的現實意義。

參考文獻

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作者:秦康生 朱桂云 周倚仿 張志高 袁世杰 單位:1.揚州大學機械工程學院實訓中心 2.江蘇無錫汽車工程高等職業技術學校