發(fā)布時(shí)間：2022-05-14 10:35:53
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的機(jī)械設(shè)計(jì)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)
17世紀(jì)和18世紀(jì)初葉是鐘表時(shí)代,18世紀(jì)末葉和19世紀(jì)是蒸汽機(jī)時(shí)代。機(jī)構(gòu)學(xué)的發(fā)展,出現(xiàn)了曲柄滑塊原理的內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)和水輪機(jī)等,實(shí)現(xiàn)了將柴油和汽油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;原煤的化學(xué)能經(jīng)熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;水的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能或機(jī)械能。這些技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中,誕生了機(jī)械設(shè)計(jì)課程。機(jī)械設(shè)計(jì)包括機(jī)械原理、機(jī)械零件和機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)三部分內(nèi)容。機(jī)械原理討論機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力學(xué)分析。機(jī)械零件部分討論機(jī)械零件的強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)穩(wěn)定性和耐磨性等設(shè)計(jì)方法,并且介紹機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分討論機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)平衡、速度波動(dòng)調(diào)節(jié)以及系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)等。機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)以上述三部分內(nèi)容為基礎(chǔ),對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)或革新。
1.機(jī)械原理。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析是機(jī)械原理的核心內(nèi)容。常用的機(jī)構(gòu)有:連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、蝸桿結(jié)構(gòu)、摩擦輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)的演變或創(chuàng)新方法有:機(jī)構(gòu)的組合、機(jī)構(gòu)的演繹、機(jī)構(gòu)的逆向設(shè)計(jì)以及新原理的應(yīng)用等。機(jī)構(gòu)組合是常用的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)不同類型機(jī)構(gòu)組合或者同類型機(jī)構(gòu)的組合,得到實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的新組合機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的演繹是通過(guò)改變機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副、構(gòu)件幾何設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)的變結(jié)構(gòu)等方法,獲得新的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。機(jī)構(gòu)的逆向設(shè)計(jì),常用主動(dòng)構(gòu)件和輸出構(gòu)件互換、增加或減少自由度數(shù)即原動(dòng)件數(shù),來(lái)獲得新的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力學(xué)分析,常用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法來(lái)分析,以獲得運(yùn)動(dòng)軌跡、加速度和躍度的變化曲線。機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新的基本內(nèi)容,也是對(duì)產(chǎn)品在較大程度上的革新。
2.機(jī)械零件。機(jī)械零件分為通用零件和專用零件。機(jī)械零件部分介紹的是各類通用零部件,包括連接零件、傳動(dòng)零件、軸系零部件以及彈簧、機(jī)架和導(dǎo)軌等。連接零件有螺紋連接、銷、鍵和花鍵、過(guò)盈連接、膠接、焊接和鉚接等。傳動(dòng)部分有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)等。軸系部分有軸承和軸的設(shè)計(jì),其中軸承有滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、空氣軸承、電磁軸承和靜電軸承等。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)是針對(duì)零件的失效形式來(lái)進(jìn)行的。首先由實(shí)踐確定機(jī)械零件的失效形式,然后選擇零件的材料和表面處理技術(shù),以抵抗其失效形式,再依據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)理論提出設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)公式,最后是設(shè)計(jì)零件的所有結(jié)構(gòu)尺寸。另一方面,機(jī)械零件是物化的產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝性設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵方面。機(jī)械零件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法有變結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、組合設(shè)計(jì)以及采用新原理的設(shè)計(jì)等。
3.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。機(jī)械產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜,組成機(jī)械產(chǎn)品的零件個(gè)數(shù)越來(lái)越多。機(jī)械系統(tǒng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容有動(dòng)平衡、速度波動(dòng)調(diào)節(jié)和分系統(tǒng)之間的匹配等。機(jī)械子系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在計(jì)算技術(shù)發(fā)展后,針對(duì)系統(tǒng)層面出現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)和系統(tǒng)摩擦學(xué)設(shè)計(jì),并且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用和推廣。隨著生態(tài)設(shè)計(jì)、全壽命周期設(shè)計(jì)、維修設(shè)計(jì)和自動(dòng)化設(shè)計(jì)的發(fā)展,基于系統(tǒng)分析和計(jì)算仿真的設(shè)計(jì)軟件包日益增多。經(jīng)典的設(shè)計(jì)內(nèi)容都可以由軟件包來(lái)完成,然而對(duì)于新材料的機(jī)械零部件設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)設(shè)計(jì),仍需要理論和實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,以獲得設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。
機(jī)械設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)
我國(guó)的機(jī)械工程高等教育是從20世紀(jì)初開(kāi)始的,落后于歐洲的第一次產(chǎn)業(yè)革命200余年。因此,我國(guó)的機(jī)械工程科學(xué)與技術(shù)距世界先進(jìn)水平有差距是有其歷史原因的。在改革開(kāi)放后,國(guó)家的載人航天、高速鐵路和青藏鐵路等重大工程的建設(shè)推動(dòng)了機(jī)械、電氣、信息和材料等學(xué)科技術(shù)的進(jìn)步,同時(shí)也促進(jìn)了不同學(xué)科的技術(shù)整合,以新的系統(tǒng)產(chǎn)品提供給消費(fèi)者。然而,我國(guó)的工程教育歷史較短,仍有待借鑒國(guó)外先進(jìn)的工程教育經(jīng)驗(yàn)和教育方法。目前,機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)有創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、系統(tǒng)性的思維觀、新的科學(xué)原理帶來(lái)的挑戰(zhàn)等。
1.新材料帶來(lái)的挑戰(zhàn)。人類的發(fā)展史從某種意義上說(shuō)也是人類利用和制造材料的歷史。隨著人們對(duì)石頭、銅及其合金、鐵及其合金、半導(dǎo)體材料的制造和使用,人類社會(huì)經(jīng)歷了石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代和半導(dǎo)體時(shí)代。在上個(gè)世紀(jì)末,智能材料的發(fā)展非常迅速,例如壓電材料、磁致伸縮材料、光敏材料等,機(jī)敏材料正得到更多的應(yīng)用。在量子力學(xué)基礎(chǔ)上出現(xiàn)的新智能材料,將為機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供更廣闊的空間。作為機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師,要時(shí)刻關(guān)注智能材料的進(jìn)展及其制備技術(shù)。納米材料作為一種介觀尺度的材料,已在納米潤(rùn)滑添加劑方面得到工程應(yīng)用。另一方面,材料的成本與市場(chǎng)供應(yīng)也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段需要考慮的內(nèi)容。新材料的發(fā)展與研制,為機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了更多的設(shè)計(jì)選擇,也同時(shí)使得以前不可實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品功能得以實(shí)現(xiàn)。生物材料及其仿生技術(shù)是新材料的發(fā)展方向之一,設(shè)計(jì)師應(yīng)關(guān)注這一方面的新進(jìn)展、新技術(shù)和制造過(guò)程,在較短時(shí)間內(nèi)將其應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì),為人們的安全、舒適的生活和健康提供新的產(chǎn)品。
2.信息科技帶來(lái)的挑戰(zhàn)。從信息論和控制論的誕生開(kāi)始,人們就進(jìn)入了信息社會(huì)。計(jì)算技術(shù)的軟件、硬件和系統(tǒng)技術(shù),作為20世紀(jì)的標(biāo)志性進(jìn)展,以此為階梯,人們開(kāi)始了信息社會(huì)的生產(chǎn)與生活。信息技術(shù)使得地球變成了地球村,各地信息及時(shí)傳遞與互享共用,改變著人們的生活方式、生產(chǎn)方式和思維習(xí)慣等。毫無(wú)疑問(wèn),我們已經(jīng)生活在信息社會(huì)里,信息技術(shù)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)中的控制單元設(shè)計(jì)進(jìn)行了徹底的變革。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)涉及功能、結(jié)構(gòu)、外部界面、用戶界面和成本五個(gè)方面。產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法很多,例如前蘇聯(lián)學(xué)者G.S.Altshuller提出了創(chuàng)新問(wèn)題解決方法。無(wú)人車間、無(wú)人制造工廠不再是人們的向往,而是已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。信息技術(shù)已經(jīng)提供了虛擬戰(zhàn)場(chǎng)、3D虛擬電影、虛擬產(chǎn)品模型、虛擬產(chǎn)品裝配等一系列產(chǎn)品和相關(guān)的技術(shù)。機(jī)械制造的核心,機(jī)床已經(jīng)是計(jì)算機(jī)控制的可編程設(shè)備,機(jī)械制造過(guò)程也已經(jīng)是柔性的可變制造系統(tǒng)的生產(chǎn)線?？梢灶A(yù)見(jiàn),信息技術(shù)不僅會(huì)為人們的生活提供手機(jī)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等,也將提供虛擬的生活體驗(yàn),例如虛擬的蹦極、虛擬侏羅紀(jì)公園等。信息科技對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造的變革不會(huì)比電氣化革命帶來(lái)的少,而且更加深刻、更加深遠(yuǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)工程師要學(xué)習(xí)新的信息科學(xué)與信息技術(shù),用其革新機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、機(jī)械制造過(guò)程和管理過(guò)程。
3.智能科學(xué)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。21世紀(jì)是生命科學(xué)與技術(shù)的時(shí)代,生命的基本特征就是智能與生長(zhǎng)。智能科學(xué)的發(fā)展與信息科學(xué)密切相關(guān),也可以說(shuō)是以信息科技為基礎(chǔ)的。簡(jiǎn)單智能產(chǎn)品,例如冰箱、空調(diào)等,已成為商用產(chǎn)品,而且新的更高智能程度產(chǎn)品也在日新月異的發(fā)展之中?；谛畔⒓夹g(shù)的智能交通系統(tǒng)、公園導(dǎo)游系統(tǒng)、空中管制系統(tǒng)等產(chǎn)品已具雛形,隨著信息處理的高度智能化發(fā)展,這些 信息管理系統(tǒng)也需不斷地升級(jí)。1956年到1961年可以說(shuō)是AI研究的形成時(shí)期,卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)、麻省理工學(xué)院和IBM公司開(kāi)始了AI的早期研究。1961年到20世紀(jì)80年代是AI成長(zhǎng)期,80年代是其快速發(fā)展期,80年代后人工智能技術(shù)步入實(shí)用化成熟期。取得了國(guó)際象棋、口語(yǔ)識(shí)別、機(jī)器視角和專家系統(tǒng)等研究成果。
4.生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)。隨著生產(chǎn)的規(guī)模擴(kuò)大,對(duì)自然資源的消耗日益嚴(yán)重,伴隨出現(xiàn)的環(huán)境污染也日益突出。在今天的生產(chǎn)發(fā)展階段,保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的壓力更加突出。為了保護(hù)人類的生活環(huán)境,必須從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造到產(chǎn)品回收循環(huán)利用的全周期,考慮產(chǎn)品的環(huán)境綠色性。產(chǎn)品供應(yīng)鏈的全球化、網(wǎng)絡(luò)化與節(jié)能設(shè)計(jì),是新世紀(jì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要考慮的新問(wèn)題。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就很大程度上決定了產(chǎn)品的環(huán)境友好性。從材料選擇來(lái)說(shuō),應(yīng)采用材料種類更少的設(shè)計(jì)方案;從計(jì)算參數(shù)設(shè)計(jì)來(lái)看,應(yīng)提高功能參數(shù)與質(zhì)量之比,更大程度地發(fā)揮材料的性能;從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),應(yīng)盡可能地循環(huán)利用報(bào)廢機(jī)器的零件,或者通過(guò)最低成本的再制造,然后循環(huán)利用零部件;在功能設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),應(yīng)盡可能發(fā)揮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)構(gòu)思,提供更多、更便捷、更低成本的功能實(shí)現(xiàn)方案。如此等等,在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段貫徹生態(tài)設(shè)計(jì)的理念,為保護(hù)自然環(huán)境和最大效能利用資源做出努力。
小結(jié)
機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)必需解決新發(fā)展的挑戰(zhàn),新材料、信息技術(shù)、智能科學(xué)與生態(tài)環(huán)境等帶來(lái)的將是長(zhǎng)期面臨的新問(wèn)題。機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展是個(gè)動(dòng)態(tài)的吐故納新過(guò)程,只要我們睜開(kāi)眼睛、敞開(kāi)胸懷,以前期的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和摩擦學(xué)設(shè)計(jì)等知識(shí)為基礎(chǔ),必將在新的世紀(jì)中創(chuàng)造出更多更好的新產(chǎn)品。
0引言
近些年來(lái),我國(guó)科技水平不斷提高,與此同時(shí)對(duì)機(jī)械加工與設(shè)計(jì)的要求也相應(yīng)提高。為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得一席之地,機(jī)械的加工與設(shè)計(jì)不僅需要提高其工作效率,也要在高效率工作下,嚴(yán)格保證其質(zhì)量。在這種情況下,機(jī)械加工與設(shè)計(jì)人員需要做好嚴(yán)格的生產(chǎn)與檢驗(yàn)工作。在機(jī)械加工與設(shè)計(jì)之前做好詳細(xì)的考慮,保證機(jī)械生產(chǎn)與加工每個(gè)步驟有序完成。并采用現(xiàn)代技術(shù)降低損耗,高質(zhì)高量的完成生產(chǎn)。在工作中遇到問(wèn)題,不要恐慌,積極應(yīng)對(duì),在機(jī)械開(kāi)展工作之前應(yīng)該做好備案,減少問(wèn)題發(fā)生的概率,努力生產(chǎn)出最優(yōu)產(chǎn)品。
1中小型機(jī)械加工與設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
機(jī)械加工與設(shè)計(jì)中,總會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。可能是操作人員的操作問(wèn)題,有可能是機(jī)器的磨損等問(wèn)題。機(jī)械設(shè)計(jì)師應(yīng)該對(duì)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分析,減少問(wèn)題發(fā)生的概率。本文對(duì)中小型機(jī)械設(shè)計(jì)與加工中常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)。
1.1操作過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題
操作誤差:機(jī)械加工與設(shè)計(jì)的整個(gè)操作流程關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量,因此應(yīng)該引起關(guān)注。在機(jī)械加工與設(shè)計(jì)時(shí)不可避免的總會(huì)出現(xiàn)實(shí)際操作與標(biāo)準(zhǔn)操作之間的差距。這些問(wèn)題的產(chǎn)生不是人為的原因,而是因?yàn)闄C(jī)械的老化或工藝系統(tǒng)受力情況等原因造成的。工作人員為了保證機(jī)械設(shè)計(jì)與加工正常操作,提高產(chǎn)品質(zhì)量,應(yīng)該在機(jī)械工作之前,做好預(yù)估,雖然這樣在實(shí)際工作之前,還是難免有誤差,但是在做好預(yù)案的前提下出現(xiàn)的誤差會(huì)降到最小,機(jī)械設(shè)計(jì)加工數(shù)據(jù)也會(huì)更準(zhǔn)確。產(chǎn)品變形:在機(jī)械設(shè)計(jì)與加工時(shí)操作過(guò)程中還經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是產(chǎn)品變形的問(wèn)題。產(chǎn)品的變形是因?yàn)闄C(jī)械大小、位置、性質(zhì)等原因發(fā)生的變化。關(guān)于產(chǎn)品的變形原因可歸結(jié)為以下三個(gè)方面:一是機(jī)械產(chǎn)品加工過(guò)程中,會(huì)有強(qiáng)大的內(nèi)力將其吸住進(jìn)行加工,但是當(dāng)工作完成之后,卡爪會(huì)放下加工后的產(chǎn)品,形成沖力,造成產(chǎn)品的變形;二是機(jī)械產(chǎn)品在進(jìn)行熱處理后,因?yàn)槠湮锢硖匦?很容易出現(xiàn)中間高、兩邊低的情況;三是機(jī)械在進(jìn)行加工操作時(shí),因?yàn)槠浔旧淼恼`差造成的產(chǎn)品變形,但是工作人員可以通過(guò)提前預(yù)案,控制誤差,減少可能造成產(chǎn)品變形的因素,如使用高質(zhì)量的加工器材減少造成產(chǎn)品變形的可能性。
1.2產(chǎn)品質(zhì)量方面易出現(xiàn)的問(wèn)題
材料選擇上:機(jī)械設(shè)計(jì)與加工材料的選擇至關(guān)重要。材料選擇的好生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量才能過(guò)硬。如果材料選擇質(zhì)量較差,那么在機(jī)械設(shè)計(jì)與加工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的概率較大,影響整個(gè)加工生產(chǎn),影響產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)械設(shè)計(jì)與加工的材料的選擇須注意兩個(gè)方面,一方面為材料的硬度,另外一方面是材料的耐加工性。如果材料的硬度不夠,那么生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品不耐用,如果材料的耐加工性不強(qiáng),那么在加工的過(guò)程中極容易造成產(chǎn)品的變形。如某加工廠在材料的選擇時(shí),沒(méi)有充分考慮到材料的鑄造性能,結(jié)果材料在加工中,因?yàn)槿埸c(diǎn)較高,結(jié)晶溫度過(guò)大,造成產(chǎn)品難生產(chǎn),生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品不達(dá)標(biāo),給加工廠造成巨大損失。質(zhì)量監(jiān)管上:在機(jī)械加工與設(shè)計(jì)中,應(yīng)確保零件質(zhì)量的完好無(wú)損,若在機(jī)械設(shè)計(jì)加工之時(shí),零件質(zhì)量不能保證,不能正常完成工作,那么生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品可能是無(wú)用的,甚至延誤整個(gè)工期,造成整體系統(tǒng)性能效率的降低,讓機(jī)械產(chǎn)品的使用年限大大的降低。在機(jī)械設(shè)計(jì)與加工時(shí)應(yīng)注意塑性的材料其產(chǎn)品很容易變形,因此造成切割質(zhì)量產(chǎn)品表面不夠光滑,而硬性材料因?yàn)槠溆捕冗^(guò)于大,因此在切割時(shí)容易出現(xiàn)細(xì)碎;在機(jī)械產(chǎn)品冷卻之后進(jìn)行加工也可能出現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)變形的問(wèn)題,導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品粗糙、不光滑。因此,在在機(jī)械加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)守質(zhì)量問(wèn)題,保證生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品是光滑的,壽命周期長(zhǎng)的。
1.3新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下,要想在市場(chǎng)上獲得一席之地,就必須不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。機(jī)械設(shè)計(jì)與加工市場(chǎng)同樣如此,也應(yīng)不斷提高其勞動(dòng)生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,生產(chǎn)出價(jià)格低、質(zhì)量好的產(chǎn)品,這樣才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。機(jī)械設(shè)計(jì)與加工應(yīng)不斷提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量,扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式,加快產(chǎn)品生產(chǎn)速度,從而在市場(chǎng)中因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)而被認(rèn)可。
2中小型機(jī)械設(shè)計(jì)與加工問(wèn)題解決措施
雖然在中小型機(jī)械設(shè)計(jì)與加工中存在各種各樣的問(wèn)題,但是問(wèn)題的出現(xiàn)必有其原因,因此工作人員應(yīng)勤于在機(jī)械設(shè)計(jì)與加工之前做好預(yù)案,出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)做好總結(jié),以提高機(jī)械設(shè)計(jì)與加工出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量的保證。
2.1機(jī)械設(shè)計(jì)與加工操作問(wèn)題具體辦法
模擬實(shí)驗(yàn):在進(jìn)行大批量產(chǎn)品生產(chǎn)之前,可進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M,觀看模擬中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,從而早做打算,提出解決方案。這樣在生產(chǎn)過(guò)程中才能減少問(wèn)題發(fā)生的概率,提高生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量,降低損耗。新型的機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)也能夠使用這樣的模擬實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化新型機(jī)械的設(shè)計(jì)理念,提高機(jī)械產(chǎn)品的勞動(dòng)生產(chǎn)率,從而生產(chǎn)出質(zhì)量更好的產(chǎn)品,通過(guò)模擬,找好問(wèn)題的所在,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,提高產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)置合理參數(shù):機(jī)械設(shè)計(jì)與加工中,需設(shè)置合理的參數(shù),合理的參數(shù)的設(shè)置能夠保證生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品表面光滑,時(shí)間耐用。參數(shù)的科學(xué)設(shè)置直接關(guān)系到機(jī)械工作中切削的深度、速度、時(shí)間等問(wèn)題,因此在機(jī)械開(kāi)展工作之前,應(yīng)首先確定好削割的時(shí)間、速度、深度等數(shù)值,從而保證機(jī)械的精細(xì)化作業(yè)。利用處理工具:機(jī)械加工設(shè)計(jì)中,需科學(xué)的使用處理工具,根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品與機(jī)械的工作選擇合適的處理工具,加快產(chǎn)品生產(chǎn)的進(jìn)度與精度。如在機(jī)械加工不能觸及的地方,可選擇小刀等精細(xì)工具進(jìn)行加工,從而保證生產(chǎn)的產(chǎn)品精細(xì),精準(zhǔn)。
2.2機(jī)械設(shè)計(jì)與加工產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題解決辦法
謹(jǐn)慎選擇材料:在機(jī)械設(shè)計(jì)與加工之前,應(yīng)做好材料的選擇,材料選擇得好能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量,降低生產(chǎn)的難度,降低生產(chǎn)的消耗,從而提高整個(gè)的勞動(dòng)效率。在材料的選擇上應(yīng)主要從材料的加工性能、切削性能、熱處理性能幾個(gè)方面做重點(diǎn)考慮,并結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)需要選擇不同質(zhì)地的生產(chǎn)材料,為不同的機(jī)器選擇不同的材料,這樣在保證機(jī)械設(shè)計(jì)與加工正常工作的前提下,生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量是達(dá)標(biāo)的。定期保養(yǎng)設(shè)備:機(jī)械設(shè)計(jì)與加工中所使用到的設(shè)備應(yīng)定期保養(yǎng),保證機(jī)械正常作業(yè)。如清理機(jī)械周圍的碎屑,使用中注意機(jī)器散熱、定期進(jìn)行維護(hù)等。如有部分機(jī)械在使用一段時(shí)間之后,就會(huì)發(fā)出聲響,運(yùn)轉(zhuǎn)不順暢,這種情況下,可使用潤(rùn)滑劑加快機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn),保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量,延長(zhǎng)其壽命。例如有某工廠的機(jī)械設(shè)備應(yīng)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),熱度極速上升,影響使用壽命,發(fā)現(xiàn)這種情況之后,其工作人員使用潤(rùn)滑劑對(duì)設(shè)備進(jìn)行了冷卻,從而延長(zhǎng)了刀具使用的壽命,降低了生產(chǎn)中的損耗。
2.3機(jī)械設(shè)計(jì)與加工致力于提高新技術(shù)
著力于提高生產(chǎn)技術(shù):在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)與加工中,其勞動(dòng)生產(chǎn)效率的提高是根本,因此廠家應(yīng)著力于跟上時(shí)代的步伐,不斷的開(kāi)拓新的技術(shù)理念,加強(qiáng)機(jī)械生產(chǎn)效率的監(jiān)管,致力于在不降低產(chǎn)品質(zhì)量的情況下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率,提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,提高市場(chǎng)占有率?？蓛?yōu)化整套機(jī)械設(shè)計(jì)與加工設(shè)備,大力弘揚(yáng)機(jī)械設(shè)計(jì)加工工藝的推廣,讓整個(gè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合市場(chǎng)的需要,符合時(shí)代的要求。提高設(shè)計(jì)水平:機(jī)械設(shè)計(jì)與加工是一項(xiàng)高精準(zhǔn)化作業(yè),也是一項(xiàng)復(fù)雜的勞動(dòng),不斷的提高其精準(zhǔn)度,提高其勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低消耗,提高生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品是機(jī)械設(shè)計(jì)與加工的主要目標(biāo)。不斷提高機(jī)械的設(shè)計(jì)水平從而讓機(jī)械根據(jù)已設(shè)定好的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè),提高整個(gè)工程產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。如在開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)加工之前,有固定的組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行商討,制定出一整套的產(chǎn)品生產(chǎn)
計(jì)劃,并讓機(jī)械按照統(tǒng)一的計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn),從而保證生產(chǎn)出來(lái)的質(zhì)量上乘。 3結(jié)論
綜上所述,可以看出,在中小型機(jī)械設(shè)計(jì)與加工過(guò)程中,首先認(rèn)真對(duì)待材料的選擇,其次,致力于勞動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)的提高,使用新技術(shù)、新方法進(jìn)行生產(chǎn);再次使用處理工具,處理機(jī)械處理不了的問(wèn)題;設(shè)置參數(shù),確定切割深度、切割時(shí)間等;定期對(duì)設(shè)備保養(yǎng),保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn);進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),將可能發(fā)生的問(wèn)題做好預(yù)案,減少問(wèn)題發(fā)生的概率。采取以上措施,強(qiáng)化中小型機(jī)械設(shè)計(jì)與加工的精準(zhǔn)度與工作效率,促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升。
1.綠色設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段,就應(yīng)充分考慮到產(chǎn)品在使用廢棄后的回收利用性以及可拆卸性。(2)綠色設(shè)計(jì)法提出了生產(chǎn)企業(yè)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)者應(yīng)在節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境上主動(dòng)承擔(dān)起一定的社會(huì)責(zé)任。尤其對(duì)于大型或大量的機(jī)械產(chǎn)品制造,企業(yè)在加工生產(chǎn)這些產(chǎn)品的同時(shí),還應(yīng)在可能的范圍內(nèi),主動(dòng)承擔(dān)產(chǎn)品的回收與再次利用的義務(wù)。(3)在人類資源日益枯竭,生存環(huán)境不斷惡化的新時(shí)期背景下,綠色設(shè)計(jì)法是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新與改良,體現(xiàn)了人們對(duì)環(huán)境及資源的重視,以及對(duì)整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)科認(rèn)識(shí)的深化。
2.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
2.1綠色材料的選擇與管理
綠色材料即可回收、可再生,且對(duì)環(huán)境污染較小、低能耗的材料。因此在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)首先選用環(huán)境兼容性好的材料與零部件,并盡量避免選用有輻射性、有毒或有害的材料。要求所用材料能夠有利于回收、再利用、再制造或易于降解,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)在資源利用率方面的上升,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。同時(shí),在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中,還應(yīng)當(dāng)盡量減少所選用材料的種類,從而降低產(chǎn)品在廢棄后的回收成本。例如:模具材料的綠色程度對(duì)最終產(chǎn)品的綠色性能有著重要的影響,可通過(guò)舍棄過(guò)往對(duì)材料表面進(jìn)行化學(xué)處理的方法,而改用物理方法實(shí)現(xiàn)防腐與脫模;選用對(duì)環(huán)境危害較小的鎳磷鍍代替電鍍鉻;用不銹鋼材料來(lái)加工防腐模具來(lái)代替電鍍的方式等等。
2.2拆卸性設(shè)計(jì)
在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中多數(shù)只是考慮到產(chǎn)品的可裝配性,而較少考慮到產(chǎn)品的拆卸性。綠色設(shè)計(jì)中著重要求將拆卸性作為機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要準(zhǔn)則,從而使產(chǎn)品在報(bào)廢以后,能夠?qū)ζ淞悴考?shí)現(xiàn)高效且不加破壞的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用與循環(huán)再生,進(jìn)而達(dá)到保護(hù)環(huán)境和節(jié)省資源的目的。拆卸性設(shè)計(jì)的基本原則主要包括以下幾點(diǎn):第一,應(yīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件的多功能性,從而降低應(yīng)拆卸零部件的數(shù)目以及拆卸時(shí)的工作量;第二,應(yīng)避免在設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)有相互影響的材料進(jìn)行組合,盡量避免零部件的污損;第三,在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中,應(yīng)減少零件的多樣性,并努力向著零件的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化方向發(fā)展。
2.3可回收性設(shè)計(jì)
可回收性設(shè)計(jì)是指在設(shè)計(jì)中,充分考慮到產(chǎn)品各零件回收再利用的可能性,以及相應(yīng)的回收處理方法和回收費(fèi)用等問(wèn)題?？苫厥招栽O(shè)計(jì)一般包括兩種途徑,即零部件的再利用和原材料的再循環(huán),在當(dāng)前鑒于材料再循環(huán)的困難與高昂的成本,因此較為合理的可回收性設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)突出零部件的再利用?？苫厥招栽O(shè)計(jì)的主要措施包括了以下幾點(diǎn):在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中,盡量使用可重新利用的材料;使用對(duì)環(huán)境影響較小的材料,例如可再生材料、易回收材料以及無(wú)毒無(wú)害材料等;對(duì)于已使用過(guò)的零部件進(jìn)行再加工和翻新等措施。
2.4綠色產(chǎn)品的成本分析
在對(duì)機(jī)械制造業(yè)中綠色產(chǎn)品的成本分析,應(yīng)與傳統(tǒng)的成本分析有所區(qū)別,在綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期,即綜合考慮到產(chǎn)品在回收、再利用上的性能。因此在作綠色產(chǎn)品的成本分析時(shí),必須考慮到產(chǎn)品拆卸、污染物替代、特殊產(chǎn)品相應(yīng)的環(huán)境成本以及重復(fù)利用成本等等。綠色產(chǎn)品的成本分析應(yīng)在每一次設(shè)計(jì)選擇時(shí)進(jìn)行,以便于設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品更突出綠色環(huán)保性,且成本更低。
2.5綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)
綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)詳細(xì)包括了產(chǎn)品壽命周期中與經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境性等相關(guān)的一切數(shù)據(jù),如材料成分、各類材料對(duì)環(huán)境的影響數(shù)值、材料的自然降解周期、人工費(fèi)用以及機(jī)械制造中裝配、銷售和使用所產(chǎn)生的附加數(shù)量與環(huán)境的影響值等等。因此綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程都有著舉足輕重的影響與作用。
2.6綠色產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)
對(duì)綠色產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì),應(yīng)重點(diǎn)突出以下幾方面原則:首先應(yīng)材料最省,即綠色產(chǎn)品的包裝在滿足銷售、保護(hù)以及提供充足信息功能的前提下,所適應(yīng)材料應(yīng)最少且文明適度的包裝;其次,應(yīng)盡量選用可回收或易于降解,且對(duì)人體無(wú)毒害性的包裝材料,例如使用EPS、聚乙烯產(chǎn)品等在大自然中易于自然分解且不會(huì)污染環(huán)境的材料;最后,所選用的包裝材料應(yīng)易于再循環(huán)和回收利用,通過(guò)再循環(huán)使用和重復(fù)使用的包裝,從而提高包裝物的生命周期,有效降低包裝廢棄物的出現(xiàn)。
3.總結(jié)
在我國(guó)加入WTO以及可利用資源日益枯竭的新時(shí)期背景下,機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的綠色設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)從節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā),并充分體現(xiàn)以自然為本的設(shè)計(jì)思想,從而在保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命和質(zhì)量等要求的基礎(chǔ)上,近可能的設(shè)計(jì)出更加簡(jiǎn)潔、完美和長(zhǎng)久的產(chǎn)品。
穩(wěn)健設(shè)計(jì)和模糊設(shè)計(jì)
這種設(shè)計(jì)主要是所設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品不管是在制造的時(shí)候,還是在使用的時(shí)候,當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化的時(shí)候,或者是在預(yù)定的使用期限內(nèi)發(fā)生老化的時(shí)候,還能保證產(chǎn)品的性能穩(wěn)定。
穩(wěn)健設(shè)計(jì)的主要作用就是提高設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量,從而減少損失。伴隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,設(shè)計(jì)和制造出來(lái)質(zhì)量比較好,成本也比較低廉的產(chǎn)品逐漸受到設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。穩(wěn)健設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸的成為提高產(chǎn)品質(zhì)量的一種很好的工程方法。在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮到參數(shù)的隨機(jī)性能和其他先關(guān)性能,采用穩(wěn)健設(shè)計(jì)解決一些因素的不穩(wěn)定性,從而推理出相關(guān)運(yùn)算方法。
并且利用一些能夠看得見(jiàn)的動(dòng)態(tài)三維圖形等建立系統(tǒng),通過(guò)精確的數(shù)據(jù)運(yùn)算,找出穩(wěn)健設(shè)計(jì)的最優(yōu)解。模糊設(shè)計(jì)主要是在設(shè)計(jì)中運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,需要設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)也在逐漸的變大,設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的變量越來(lái)越多,空間關(guān)系也越來(lái)越復(fù)雜。這些變量中存在很大一部分的模糊現(xiàn)象,在很多時(shí)候我們并不能精確的描述設(shè)計(jì)師所設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品特點(diǎn)。
綠色設(shè)計(jì)
綠色設(shè)計(jì)主要是為了提高設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品的綠色程度,這是其主要的目標(biāo)。設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品在滿足的環(huán)境目標(biāo)的要求之后,還不能降低其使用性能以及使用壽命。綠色設(shè)計(jì)一般也可以叫做環(huán)境設(shè)計(jì),還可以是生態(tài)設(shè)計(jì)。對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品而言,設(shè)計(jì)者主要是根據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品的性能,產(chǎn)品的質(zhì)量以及產(chǎn)品的成本等這些指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
很少可以到這些產(chǎn)品后期的維護(hù)、拆卸以及回收等,在淘汰一些廢棄的產(chǎn)品的時(shí)候,要沒(méi)有顧及到這些產(chǎn)品對(duì)于環(huán)境方面的影響。這些產(chǎn)品在生產(chǎn)制造出來(lái)之后,尤其是利用完畢之后,沒(méi)有進(jìn)行必要的合格的拆卸,也沒(méi)有挖掘其可以回收的性能,這樣就導(dǎo)致一些有害物質(zhì)侵蝕到生態(tài)環(huán)境中去,嚴(yán)重污染了環(huán)境,對(duì)周圍居民的生活質(zhì)量產(chǎn)生了影響,與此同時(shí),還造成了資源的巨大浪費(fèi)。而綠色設(shè)計(jì)就是針對(duì)上述情況所進(jìn)行的產(chǎn)品設(shè)計(jì),遵循保護(hù)生態(tài)環(huán)境的設(shè)計(jì)理念,從產(chǎn)品的制造到產(chǎn)品的使用,直到產(chǎn)品利用完畢,其中涉及產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,其中還強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)階段也依據(jù)生命周期的觀點(diǎn)進(jìn)行分析。綠色設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì),在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的補(bǔ)充和調(diào)整。
就我國(guó)目前的狀況來(lái)看,已經(jīng)開(kāi)始實(shí)行綠色標(biāo)志的認(rèn)證這樣一個(gè)制度。要求設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品在不危害生態(tài)系統(tǒng)的前提下進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)作,這些綠色產(chǎn)品才能保證生態(tài)環(huán)境不會(huì)遭受到破壞,不斷減少?gòu)U棄物的排放數(shù)量。
一、前言
機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力,結(jié)合現(xiàn)有科技成果,設(shè)計(jì)出具有創(chuàng)造性和使用性的機(jī)械產(chǎn)品的一種實(shí)踐活動(dòng),涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法、制造工藝、材料及處理、機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)械產(chǎn)品維護(hù)及管理等機(jī)械工程領(lǐng)域的多種創(chuàng)新。從目前來(lái)看我國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力教育與國(guó)外相比還存在很大差距,這與歷來(lái)對(duì)于機(jī)械創(chuàng)新教學(xué)研究重視不夠有直接關(guān)系。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,社會(huì)對(duì)于大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力要求越來(lái)越高。因此,加強(qiáng)機(jī)械工程類大學(xué)生創(chuàng)新精神和能力已經(jīng)成為高等院校工科專業(yè)教學(xué)改革和學(xué)科建設(shè)的迫切而主要任務(wù)[1-7]。
二、存在問(wèn)題探討與分析
在指導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中總結(jié)出存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。
1.基礎(chǔ)理論知識(shí)相對(duì)薄弱,創(chuàng)新思維不足。該專業(yè)在二年級(jí)、三年級(jí)主修與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí),包括機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)、液壓與氣壓傳動(dòng)、機(jī)電一體化技術(shù)、自動(dòng)控制原理等。扎實(shí)掌握并靈活運(yùn)用這些基礎(chǔ)理論知識(shí)是大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)必備的基本條件。但是在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中由于課時(shí)壓縮、實(shí)踐機(jī)會(huì)較少以及學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差等多種原因,造成學(xué)生掌握的基礎(chǔ)理論知識(shí)相對(duì)薄弱。多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)這些課程主要是應(yīng)付考試,對(duì)這些基礎(chǔ)理論進(jìn)行深入思考并啟發(fā)自己的創(chuàng)新思維的較少。
2.過(guò)度依賴計(jì)算機(jī)輔助軟件,物理樣機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)欠缺。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面,出現(xiàn)了一系列新技術(shù),主要表現(xiàn)在基于CAD軟件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)[8]。機(jī)制專業(yè)的學(xué)生主要掌握的CAD軟件有兩類:一類是二維設(shè)計(jì)軟件,如AutoCAD,另一類是以三維建模為基礎(chǔ)的大型CAD/CAM軟件主要有Pro/E,UG,Solidworks等。一般學(xué)生在二年級(jí)的時(shí)候通過(guò)自學(xué)和課堂學(xué)習(xí)等方式基本上掌握了這些軟件。但是大部分學(xué)生主要精力放在學(xué)習(xí)虛擬樣機(jī)相關(guān)繪圖和建模技巧上,以繪出漂亮的圖形為目的。由于對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的理論掌握不夠加上沒(méi)有足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)去了解物理樣機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程,在開(kāi)始接觸機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí),會(huì)過(guò)度依賴這些軟件進(jìn)行三維建模,不能將虛擬設(shè)計(jì)與物理樣機(jī)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。實(shí)際上機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的本質(zhì)還應(yīng)歸結(jié)到機(jī)械本身,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬樣機(jī)技術(shù)只是輔助設(shè)計(jì)的一個(gè)手段,不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的物理樣機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中應(yīng)該堅(jiān)持虛擬樣機(jī)與物理樣機(jī)并重的原則。
3.缺乏實(shí)際項(xiàng)目鍛煉。參與實(shí)際項(xiàng)目鍛煉,參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)的核心在于通過(guò)某一產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、封裝入庫(kù)完整等環(huán)節(jié)的實(shí)習(xí),使學(xué)生初步熟悉機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)加工全過(guò)程所涉及的知識(shí)、技能、工裝[9],是學(xué)生全面、綜合掌握專業(yè)知識(shí)和技能的重要環(huán)節(jié),也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。但是現(xiàn)在由于課時(shí)壓縮等多種原因,本科生多以理論學(xué)習(xí)為主,其創(chuàng)新能力的鍛煉效果不盡如人意,這與創(chuàng)新設(shè)計(jì)所要求的能力差距還較大。由于沒(méi)有接觸實(shí)際的項(xiàng)目鍛煉,學(xué)生對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的流程、要求以及機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的具體需求了解不多,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)到的機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識(shí)無(wú)法完全充分發(fā)揮出來(lái),這也是制約機(jī)械創(chuàng)新能力發(fā)展的重要原因之一。
三、教學(xué)改革思考與實(shí)踐
針對(duì)上述問(wèn)題分析,在教學(xué)工作中對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)改革進(jìn)行深入思考,結(jié)合實(shí)際情況提出了幾點(diǎn)解決方案,并在教學(xué)實(shí)踐中逐步實(shí)施。
1.加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識(shí)培訓(xùn)激發(fā)創(chuàng)新思維。在基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)過(guò)程中把重點(diǎn)放在理論聯(lián)系實(shí)際方面的講授,結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)新思維、新方法和新成就等多種方式將理論知識(shí)與應(yīng)用技術(shù)結(jié)合起來(lái),在吸引學(xué)生興趣的同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用的理解,并積極引導(dǎo)他們?cè)诖嘶A(chǔ)上進(jìn)行再思考再創(chuàng)新,為下一步機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另一方面,開(kāi)設(shè)文獻(xiàn)查閱課程,培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)綜述能力,通過(guò)查閱專業(yè)書(shū)籍、學(xué)術(shù)期刊、專利、企業(yè)產(chǎn)品手冊(cè)和網(wǎng)絡(luò)查詢等多種方式,了解國(guó)內(nèi)外對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究進(jìn)展和市場(chǎng)需求。
2.虛擬樣機(jī)與物理樣機(jī)研究并重。虛擬樣機(jī)技術(shù)集成和綜合了可運(yùn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的環(huán)境:包括各種仿真工具、分析工具、控制工具、設(shè)備和組織協(xié)同工作的方法等[10],可以改善從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到動(dòng)態(tài)仿真再到整機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的各個(gè)階段。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)可以建立零件的模型,進(jìn)行虛擬裝配,并檢查零部件的裝配間隙和干涉,應(yīng)用分析軟件對(duì)樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真并對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行校核、計(jì)算。及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,優(yōu)化結(jié)構(gòu),可以方便地更改模型,從而提高設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、縮短設(shè)計(jì)周期、降低生產(chǎn)成本。在教學(xué)過(guò)程中提倡以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)需求為主導(dǎo)進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)的思想,虛擬樣機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)應(yīng)該結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)原理與機(jī)械設(shè)計(jì)的具體要求。課程注重對(duì)虛擬建模、虛擬裝備、運(yùn)動(dòng)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)等各個(gè)階段進(jìn)行綜合培訓(xùn),同時(shí)在課程的不同階段安排相應(yīng)的設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)任務(wù),促使學(xué)生在學(xué)習(xí)這些操作技能的基礎(chǔ)上增加對(duì)其在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用的思考。在虛擬樣機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上要同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理樣機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培訓(xùn),從加工圖紙繪制、非標(biāo)件加工、標(biāo)準(zhǔn)件選購(gòu)到樣機(jī)的裝配和調(diào)試都讓學(xué)生親自動(dòng)手參與,并且根據(jù)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的技術(shù)要求和使用要求進(jìn)行試驗(yàn)。樣機(jī)試驗(yàn)也是一門(mén)科學(xué),根據(jù)培養(yǎng)進(jìn)度應(yīng)適時(shí)開(kāi)設(shè)《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析》課程,詳細(xì)介紹機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的正交試驗(yàn)、單因素試驗(yàn)、對(duì)比試驗(yàn)等科學(xué)的試驗(yàn)方法以及方差分 析、t檢驗(yàn)等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法和數(shù)據(jù)結(jié)果分析方法。通過(guò)合理的試驗(yàn)和科學(xué)的數(shù)據(jù)分析可以進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù),修改樣機(jī)結(jié)構(gòu),對(duì)虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和修正,直至產(chǎn)品定型。
3.指導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)或參與相關(guān)項(xiàng)目。在具備了基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本的設(shè)計(jì)技能的基礎(chǔ)上,吸引部分優(yōu)秀學(xué)生參與到教師主持的相關(guān)科研項(xiàng)目,從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作做起,逐步了解和熟悉項(xiàng)目的論證、設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程,以提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。在此基礎(chǔ)上再指導(dǎo)學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)校級(jí)、市級(jí)或者自治區(qū)級(jí)的大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目,從項(xiàng)目的可行性分析、立項(xiàng)、方案設(shè)計(jì)到具體的技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)都由學(xué)生親自參與。在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中注重對(duì)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng),首先,要通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和查閱文獻(xiàn)提出設(shè)計(jì)任務(wù)并通過(guò)可行性分析明確設(shè)計(jì)的功能目標(biāo);然后,進(jìn)行團(tuán)隊(duì)討論,根據(jù)成員的基礎(chǔ)理論知識(shí)并發(fā)揮創(chuàng)造思維確定總體設(shè)計(jì)方案;下面進(jìn)行團(tuán)隊(duì)分工,依據(jù)個(gè)人所掌握的不同的創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)和方法進(jìn)行虛擬樣機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì),做出三維模型并進(jìn)行仿真分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,與此同時(shí)不斷對(duì)總體方案進(jìn)行修正;接著,團(tuán)隊(duì)合作完成物理樣機(jī)加工、裝配、調(diào)試和試驗(yàn)改進(jìn)工作;最后,完成整個(gè)機(jī)械創(chuàng)新過(guò)程。
4.校企聯(lián)合培養(yǎng)引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。經(jīng)過(guò)參與項(xiàng)目鍛煉后,學(xué)生對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)流程有了切身體會(huì),同時(shí)對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)也有了更加深刻的理解,具備了進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本能力和基本素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,教師應(yīng)積極聯(lián)系相關(guān)企事業(yè)單位為學(xué)生安排實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),進(jìn)行校企聯(lián)合培養(yǎng),讓學(xué)生到工廠一線去了解企業(yè)和社會(huì)對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識(shí)和能力的實(shí)際需求,并進(jìn)一步了解企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程。這樣有利于引導(dǎo)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中將理論與實(shí)際結(jié)合,也使得高校對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與社會(huì)需求接軌,有利于培養(yǎng)真正符合社會(huì)需求的具有創(chuàng)新能力的機(jī)械人才。
四、結(jié)語(yǔ)
培養(yǎng)大學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力是高等院校工科專業(yè)的主要任務(wù)之一。本文結(jié)合實(shí)際教學(xué)過(guò)程中對(duì)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程存在的問(wèn)題的探討和分析,通過(guò)對(duì)教學(xué)改革的思考提出了理論聯(lián)系實(shí)際、物理樣機(jī)與虛擬樣機(jī)并重等四點(diǎn)解決方案,還需要通過(guò)不斷地教學(xué)實(shí)踐對(duì)方案進(jìn)行補(bǔ)充和驗(yàn)證。期望通過(guò)這些行之有效的措施,能切實(shí)提高大學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力。
機(jī)械設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題很多,是一個(gè)產(chǎn)品具有先進(jìn)性、適應(yīng)性的依據(jù)和基礎(chǔ)。其材料的選擇也是在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一,本文重點(diǎn)分析了材料選擇的重要性,探討了材料具體選擇和應(yīng)用,提出了經(jīng)濟(jì)性、集約性與使用性能的兼顧統(tǒng)一的材料選擇建議。
關(guān)鍵詞:
機(jī)械設(shè)計(jì);材料;經(jīng)濟(jì);使用
1引言
機(jī)械設(shè)備作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志,不斷改變著現(xiàn)代社會(huì),實(shí)現(xiàn)人們生活、工作、學(xué)習(xí)的便利性,效率提升。機(jī)械設(shè)備的材料直接影響其工作的有效性,使用壽命等,是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)之初最為關(guān)鍵的問(wèn)題,選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)械工程材料,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械的正常工作。目前,國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件在生產(chǎn)和加工工藝上還是存在一定的問(wèn)題,主要就是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件的材料在熱處理等環(huán)節(jié)還存在一定的技術(shù)瓶頸,因此需要有國(guó)外的進(jìn)口,由此可見(jiàn)材料在機(jī)械設(shè)備中的作用十分重要。在進(jìn)行相關(guān)機(jī)械的設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮一系列的綜合因素,實(shí)現(xiàn)材料選擇科學(xué)合理。
2材料選擇的重要性
隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展,機(jī)械設(shè)備向著大型、微型的極限方向發(fā)展,其材料的重要性開(kāi)始越發(fā)重要,由于國(guó)內(nèi)的加工工藝的限制,很多機(jī)械在向著大型和微型方向發(fā)展的時(shí)候,出現(xiàn)了很多的問(wèn)題,這些問(wèn)題直接影響了機(jī)械設(shè)備工作性能,當(dāng)機(jī)械材料強(qiáng)度達(dá)不到使用要求的時(shí)候,一些機(jī)械設(shè)備的工作范圍將大大縮小。同時(shí)隨著這些人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng),大家開(kāi)始更多關(guān)注機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響,一些機(jī)械材料在使用的過(guò)程中可能對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)出影響,因此在選擇機(jī)械材料的時(shí)候需要進(jìn)一步構(gòu)建建材的環(huán)保性,降低機(jī)械材料對(duì)周邊操作人員的影響。
3材料具體選擇和應(yīng)用
3.1實(shí)用性考慮
在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械材料選擇的時(shí)候,第一步需要考慮的就是材料的實(shí)用性,是否滿足機(jī)械工作性能的要求,需要更加機(jī)械設(shè)備需要承受的工作性能進(jìn)行相應(yīng)的材料處理,例如在材料的熱處理,加工切削,實(shí)現(xiàn)其內(nèi)應(yīng)力,硬度、韌性、表面粗糙度等方面的處理,以達(dá)到材料需要達(dá)到的基本要求。同一類零件在安裝在不同位置的時(shí)候,所承受的外向應(yīng)力是不同的,需要對(duì)其進(jìn)行的處理也是不同的,在選擇相關(guān)的材料時(shí)需要充分考慮其實(shí)用的具體情況。
3.2載荷的考慮
在相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)中,需要對(duì)其承受的載荷進(jìn)行有效計(jì)算[1]。這種計(jì)算的主要目的就是選擇合適承載能力的材料進(jìn)行加工裝配,因?yàn)槌休d能力過(guò)強(qiáng),材料的加工成本較大,選擇這一材料所需要付出的成本較大,不利于機(jī)械的成本降低,提高設(shè)備的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但是當(dāng)選擇的承載能力相對(duì)較弱的時(shí)候,材料在機(jī)械設(shè)備中的使用將大大受到影響,其設(shè)備的使用壽命將大大降低,可能經(jīng)常性的出現(xiàn)一些機(jī)械事故,影響機(jī)械的正常使用。因此在進(jìn)行材料載荷的考慮時(shí),需要重點(diǎn)關(guān)注相關(guān)載荷的估算,選擇與估算結(jié)論相匹配的材料,這樣才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和使用性的統(tǒng)一。
3.3環(huán)保性的考慮
實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的環(huán)保性是實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備具有長(zhǎng)期發(fā)展的決定因素,因?yàn)楝F(xiàn)代社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度不斷提高,國(guó)家也加大對(duì)工業(yè)企業(yè)環(huán)保工作的管理力度,因?yàn)闄C(jī)械材料的熱處理等環(huán)節(jié)可能對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響,需要在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候,刪去一些不必要的熱處理,這樣可以降低企業(yè)在進(jìn)行熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境影響,降低企業(yè)能耗,這些都是需要在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候重點(diǎn)關(guān)注機(jī)械設(shè)備在材料上不必要的一些工藝流程,這樣可以達(dá)到環(huán)保性的考慮。
3.4低毒性的考慮
一些機(jī)械材料在使用的過(guò)程中可能產(chǎn)生一些對(duì)人體有害的物質(zhì),這樣直接影響機(jī)械設(shè)備操作者的身體健康。因此在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候需要重點(diǎn)關(guān)注選擇材料的低毒性,例如鎳元素就是一種工業(yè)中有毒的金屬材料,在選擇的過(guò)程中需要避免這種金屬材料的選擇和應(yīng)用,就算是必須使用這種有毒的金屬材料,需要在與人體產(chǎn)生接觸的區(qū)域進(jìn)行有效表面處理,降低有毒金屬材料對(duì)操作人員的人生傷害。
3.5回收性的考慮
隨著現(xiàn)代集約化社會(huì)的發(fā)展,人們開(kāi)始更加注重材料的可循環(huán)使用[2]。金屬材料在國(guó)內(nèi)儲(chǔ)量相對(duì)是有限的,需要我們進(jìn)行可循環(huán)的使用,然而不同金屬材料進(jìn)行混合之后,再進(jìn)行回收將出現(xiàn)一定的難度,由于現(xiàn)代材料學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),不同金屬元素的混合將出現(xiàn)不同硬度、韌性、耐磨性等特征,所以有更多的材料選擇的不同金屬元素的混合,以增強(qiáng)其使用性能。這樣也給材料的可循環(huán)使用帶來(lái)的麻煩,因此需要在進(jìn)行材料選擇的時(shí)候,在沒(méi)有必須選擇混合金屬材料的時(shí)候,就需要單一金屬材料,這樣可以保證其今后的回收性。
4材料選擇和應(yīng)用的建議
(1)兼顧經(jīng)濟(jì)與使用性能的統(tǒng)一。機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中,需要對(duì)設(shè)計(jì)的設(shè)備進(jìn)行有效的估算,對(duì)其需要承受的載荷進(jìn)行充分的推算,這些推算的結(jié)論為選擇材料的科學(xué)性、合理性提供必要的依據(jù)。因?yàn)椴牧闲阅苓h(yuǎn)遠(yuǎn)超出使用上限的時(shí)候,將大大延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命,造成材料選擇的浪費(fèi),企業(yè)在生產(chǎn)這種材料的時(shí)候成本將大大提高,需要考慮其材料的經(jīng)濟(jì)性與使用性能的統(tǒng)一,只要滿足機(jī)械使用要求的材料性能即可,這樣可以大大降低材料的經(jīng)濟(jì)成本,提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
(2)兼顧集約性與使用性能的統(tǒng)一?，F(xiàn)代社會(huì)的集約化發(fā)展趨勢(shì)不斷明顯,需要企業(yè)也實(shí)現(xiàn)粗放型發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)集約化的發(fā)展方式,其中的一個(gè)重要表現(xiàn)就是材料選擇需要體現(xiàn)集約化的要求,不選擇那些沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用性的性能,因?yàn)檫@些用不著的性能只能增加材料的加工、處理的成本,這樣就需要不斷在集約化發(fā)展的道路上考慮材料的使用性能保證。只要可以實(shí)現(xiàn)材料使用性能的有效保證,可以大大降低材料的加工、處理的集約化發(fā)展。省去、兼并多余的加工工藝。
5結(jié)語(yǔ)
機(jī)械設(shè)備已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)中不可缺少的重要產(chǎn)品,提高了工作效率,降低了工作強(qiáng)度[3]。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,機(jī)械材料的選擇是其實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ),因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要兼顧經(jīng)濟(jì)性、集約性與使用性能的兼顧統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)材料選擇和應(yīng)用的科學(xué)性、合理性。
1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法
1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡(jiǎn)稱cai,利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)量大、運(yùn)算準(zhǔn)確、邏輯判斷功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)人機(jī)交互進(jìn)行的處理,完成設(shè)計(jì)工作。主要有以下特點(diǎn):(1)由于可以存儲(chǔ)大量的設(shè)計(jì)信息和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。可以幫助缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的新手順利完成工作。(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造(cam)、計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理結(jié)合起來(lái)形成計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、生產(chǎn)、制造和銷售等一系列工作。以企業(yè)的最高效益為目標(biāo),綜合對(duì)人力、物力和時(shí)間各種資源進(jìn)行最有效的利用。(3)還可以大大提高設(shè)計(jì)的效率,加快產(chǎn)品的更新速度,縮短設(shè)計(jì)周期,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。(4)設(shè)計(jì)人員不僅能在很短時(shí)間里給出多種設(shè)計(jì)方案,分析比較后獲得最佳設(shè)計(jì)方案:還可以從繁重的重復(fù)性工作中得到解脫,有更多的時(shí)間和精力進(jìn)行創(chuàng)造性工作。
1.2模塊化設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)就是在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同規(guī)格產(chǎn)品或相同功能不同性能的產(chǎn)品進(jìn)行分析后,劃分并設(shè)計(jì)出一系列的功能模塊。然后通過(guò)對(duì)模塊進(jìn)行組合就可以組成不同產(chǎn)品來(lái)滿足市場(chǎng)需求。其目的主要是以盡可能少的模塊種類和數(shù)量構(gòu)成盡可能多規(guī)格的產(chǎn)品。模塊化設(shè)計(jì)不僅有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代,還有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量,降低成本,加快新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度。
1.3并行設(shè)計(jì)。并行設(shè)計(jì)工程叉叫同步工程或集成工程,主要并行的設(shè)計(jì)產(chǎn)品以及各種制造和支持過(guò)程的系統(tǒng)化方法。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)采用串行設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)主要在于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須要等到上一環(huán)節(jié)結(jié)束后才能進(jìn)行后一環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)不僅改動(dòng)量大,而且產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),成本高。采用并行設(shè)計(jì)的核心在于要打破內(nèi)部各個(gè)單元界限,建立以人際關(guān)系為基礎(chǔ)的協(xié)同工作模式。進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間等。
1.4機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是一種利用系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品的一系列設(shè)計(jì)的方法。設(shè)計(jì)過(guò)程包括計(jì)劃、外部系統(tǒng)設(shè)計(jì)、內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及制造銷售階段。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)注重內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì),其重點(diǎn)主要在于改善零件或轉(zhuǎn)自一些子系統(tǒng)的特性,但是很少考慮對(duì)于個(gè)零件之間或內(nèi)部與外部之間的相互影響而系統(tǒng)設(shè)計(jì)要根據(jù)系統(tǒng)原則,綜合研究?jī)?nèi)部外部和各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系,協(xié)調(diào)各予系統(tǒng)之問(wèn)的相互作用,使整個(gè)系統(tǒng)的功能表現(xiàn)為最佳狀態(tài)。
1.5機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)是把設(shè)計(jì)的實(shí)際工程問(wèn)題的模型轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模型,然后運(yùn)用最優(yōu)化設(shè)計(jì)理論,選擇合適的優(yōu)化方法,借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行求解。從而得到最佳設(shè)計(jì)方法。近年來(lái),優(yōu)化設(shè)計(jì)常結(jié)合一些其他方法。形成新的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。如和模糊化設(shè)計(jì)結(jié)合,形成模糊優(yōu)化設(shè)計(jì):和可靠性設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)形成可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。除此之外,還有可靠性設(shè)計(jì)、機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)、反求工程、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)以及創(chuàng)造性設(shè)計(jì)等。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法也在不斷改善。
2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法翻新研究
2.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)原則。生態(tài)效益最好原則要在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量選擇污染較低的材料。避免使用有毒有害以及有輻射的材料。這是由于在產(chǎn)品制造和使用過(guò)程中,都要求產(chǎn)品對(duì)周圍環(huán)境要滿足“零污染”原則。安全可靠性原則機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)的保證要通過(guò)產(chǎn)品的安全可靠性來(lái)體現(xiàn)。產(chǎn)品在強(qiáng)度,剛度、穩(wěn)定性、以及耐磨性均要滿足設(shè)計(jì)要求,對(duì)于一些重型機(jī)械,要保證有一定的自鎖和保險(xiǎn)裝置,確保操作人員的人身安全。
2.2經(jīng)濟(jì)效益最好原則。經(jīng)濟(jì)最佳性要從設(shè)計(jì)以及制造兩方面考慮,設(shè)計(jì)上要選用正確的材料,保證合理的原理方案:制造上要保證零件的加工工藝和裝配工藝。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不僅要滿足客戶的功能要求,還要保證成本低廉。
3、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)
機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維,利用人類已有的科學(xué)技術(shù)成果,設(shè)計(jì)出具有新穎性、實(shí)用性以及創(chuàng)造性的機(jī)械裝置。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元設(shè)計(jì)等構(gòu)成現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)庫(kù),吸收了鄰近學(xué)科有利的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)方法,是有待開(kāi)發(fā)的一門(mén)新的設(shè)計(jì)技術(shù)方法。隨著人工智能、專家系統(tǒng)、認(rèn)識(shí)科學(xué)、思維科學(xué)以及人腦研究的發(fā)展,機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)日益受到人們的重視。一方面,人工智能、專家系統(tǒng)、認(rèn)識(shí)科學(xué)、思維科學(xué)、設(shè)計(jì)方法學(xué)等已經(jīng)為創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一定的理論基礎(chǔ):另一方面。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究及發(fā)展有助于解釋人類的創(chuàng)造思維機(jī)理,還可以促進(jìn)一系列科學(xué)的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)及智能工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)要求能為發(fā)明創(chuàng)造機(jī)械和改善現(xiàn)有機(jī)械性能提供有效的理論和方法。創(chuàng)新設(shè)計(jì)包括兩方面的內(nèi)容,一是要改善生產(chǎn)生活中現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品的性能,包括技術(shù)性、可靠性、適用性以及經(jīng)濟(jì)型;二是要?jiǎng)?chuàng)造設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品,以滿足生產(chǎn)生活的新需要。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容就是要探索機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)明的機(jī)理、模式及方法,將機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程程式化、定量化。
4、結(jié)語(yǔ)
總之,企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵在于適應(yīng)市場(chǎng)的需求,需要企業(yè)不斷推出新產(chǎn)品,這就需要大力加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí)和研究,使機(jī)械工業(yè)快速發(fā)展,國(guó)家興旺發(fā)達(dá)。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)械系統(tǒng)引入的新材料、新工藝、新方法越來(lái)越多,實(shí)現(xiàn)同一種技術(shù)功能所具有的功能載體和技術(shù)手段也很多,因此,現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作者若使自己設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能立足市場(chǎng),除要求機(jī)械系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能外,還應(yīng)使設(shè)計(jì)出的機(jī)械系統(tǒng)滿足物美價(jià)廉、運(yùn)行可靠、操作方便、對(duì)環(huán)境污染小等一系列要求。設(shè)計(jì)者只有通曉機(jī)、電、液等各種綜合技術(shù),才能設(shè)計(jì)出性能價(jià)格比優(yōu)良的機(jī)械系統(tǒng)。
1機(jī)械設(shè)計(jì)
機(jī)械設(shè)計(jì)(machinedesign),根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理,結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過(guò)程。
2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
現(xiàn)代機(jī)械種類很多,結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。但從實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的角度上看,它主要包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱及控制系統(tǒng)等,每個(gè)系統(tǒng)叉可根據(jù)需要繼續(xù)分解為更小的子系統(tǒng)?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)有其鮮明的特點(diǎn),即不但要求設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式,物流技術(shù)、各零部件的材料、形狀、尺寸、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析、計(jì)算,而且還需融通多門(mén)科學(xué)知識(shí),如創(chuàng)造性工程、美學(xué),仿生學(xué)、控制論、機(jī)械電子學(xué)、價(jià)值工程等,使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在市場(chǎng)中具有競(jìng)爭(zhēng)力。
3計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)方法
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign,簡(jiǎn)稱cAD)技術(shù)是電子信息技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。這一新興學(xué)科能充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算和快速繪圖的強(qiáng)大功能為工程設(shè)計(jì)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù),徹底改變了傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)繪圖方式,極大地提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的速度和精度,使得科技人員的{慧和能力得到了延伸。CAD系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ);軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的核心,它決定了系統(tǒng)所具有的功能。硬件和軟件的組合形成了CAD系統(tǒng)。汁算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程包括:
1)建立數(shù)學(xué)模型:一般機(jī)械零件基本都有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型,但對(duì)沒(méi)有數(shù)學(xué)模型的則首先要建立正確的數(shù)學(xué)模型;
2)設(shè)計(jì)程序框圖:程序框圖根據(jù)手工計(jì)算的步驟來(lái)沒(méi)計(jì);
3)用高級(jí)語(yǔ)言編制程序:根據(jù)程序框圖來(lái)編程;
4)程序調(diào)試:程序編好后,先仔細(xì)檢查源程序,然后將其輸入汁算機(jī)進(jìn)行試算,再對(duì)程序適用范圍的邊界、轉(zhuǎn)折點(diǎn)進(jìn)行試算,要求與手算結(jié)果完全吻合。
4系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法
現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)已突破傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)只注重機(jī)械產(chǎn)品單純能實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的要求,使機(jī)械設(shè)計(jì)向自系統(tǒng)化、信息化,柔性化和智能化的方向發(fā)展。從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其控制技術(shù)把原有機(jī)械產(chǎn)品的眭能、功能以及制造技術(shù)提高到一個(gè)嶄新的水平,甚至使原有的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是巨大的。所以機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)及其控制技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),也是用新興技術(shù)改造傳統(tǒng)機(jī)械][業(yè)的有力措施?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,產(chǎn)品功能要求的日益增多,復(fù)雜性增:響,壽命期縮短,更新?lián)Q代速度加快然而,產(chǎn)品的設(shè)計(jì),尤其是機(jī)械產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)手段,則顯得力不從心,跟不上時(shí)展的需要。目前,計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究,并初見(jiàn)成效,而產(chǎn)品開(kāi)發(fā)初期方案的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的需要。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法將沒(méi)計(jì)任務(wù)由抽象到具體(由設(shè)計(jì)的任務(wù)要求到實(shí)現(xiàn)該任務(wù)的方案或結(jié)構(gòu))進(jìn)行層次劃分,擬定出每一層欲實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和方法,由淺入深、由抽象至具體地將各層有機(jī)地聯(lián)系在一起,使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程系統(tǒng)化,使設(shè)計(jì)有規(guī)律可循,有方法可依,易于設(shè)計(jì)過(guò)程的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是:籽設(shè)計(jì)看成由若干個(gè)設(shè)汁要素組成的一個(gè)系統(tǒng),每個(gè)設(shè)計(jì)要素具有獨(dú)立性,各個(gè)要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系,并具有層次性,所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后,即可實(shí)現(xiàn)沒(méi)汁系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。在系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中,為使設(shè)計(jì)工作更為科學(xué)合理,常把一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)分解為若干個(gè)相聯(lián)系的比較簡(jiǎn)單的子系統(tǒng),可使設(shè)計(jì)和分析比較簡(jiǎn)便。根據(jù)需要和可能,各予系統(tǒng)還可再分解為更小的子系統(tǒng),依次分解,直至能進(jìn)行適宜的毆計(jì)和分析。系統(tǒng)分解時(shí)就注意以下幾點(diǎn):
分解數(shù)和層次應(yīng)適宜。分解數(shù)太少,子系統(tǒng)仍很復(fù)雜,不便于模型化和優(yōu)化工作,分解數(shù)和層次太多又會(huì)給總體系統(tǒng)的綜合造成困難;2避免過(guò)于復(fù)雜的分界面。應(yīng)盡可能選擇在要素間結(jié)合枝數(shù)(聯(lián)系數(shù))較少和作用較弱的地方;保持能量流、物料流和信息流的合理流動(dòng)途徑。通常機(jī)械系統(tǒng)工作時(shí)都存在著能量、物料和信息3種轉(zhuǎn)換,它們從系統(tǒng)輸入到系統(tǒng)輸出的過(guò)程中,按一定的方向和途徑流動(dòng),既不可中斷,也不可紊流,即使分解成各個(gè)子系統(tǒng),它們的流動(dòng)途徑仍應(yīng)明確和暢通;了解分系統(tǒng)分解與功能分解的關(guān)系與不同。系統(tǒng)分解時(shí),每個(gè)系統(tǒng)仍是一個(gè)系統(tǒng),它把具有比較密切結(jié)合關(guān)系的要素結(jié)合在一起,其結(jié)構(gòu)組成雖稍微簡(jiǎn)單,但其功能往往還有多項(xiàng)。而功能分解時(shí),是按功能體系進(jìn)行逐級(jí)另懈,直至不能再分解的單元功能。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,異地協(xié)同設(shè)計(jì)與制造,以及從用戶對(duì)產(chǎn)品的功能需求、設(shè)計(jì)、加工、裝配、成品這一并行工程的實(shí)現(xiàn)成為可能。但是,達(dá)到這些目標(biāo)的重要前提條件之一,就是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)效果的三維可視化。為此,不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件愈來(lái)愈多地應(yīng)用于產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案沒(méi)汁中初露鋒芒。
目前,機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)正朝著計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)、智能化設(shè)計(jì)和滿足異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造需求的方向邁進(jìn),由于產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法的研究起步較晚,目前還沒(méi)有成熟的、能夠達(dá)到上述目標(biāo)的方案設(shè)計(jì)工具軟件。因此,機(jī)械設(shè)計(jì)方法的發(fā)展趨勢(shì)是綜合運(yùn)用系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計(jì)算機(jī)軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識(shí),以產(chǎn)品方案沒(méi)計(jì)為方向。
我校以前的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的題目主要是齒輪減速器的設(shè)計(jì),在教學(xué)上以傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型手工設(shè)計(jì)為目標(biāo),老師逐步講解,學(xué)生機(jī)械僵硬地模仿,課程設(shè)計(jì)被誤解為僅僅是翻手冊(cè)、套公式,甚至有的學(xué)生一味參看其他的減速器設(shè)計(jì),采用的方法主要是圖解法。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)照葫蘆畫(huà)瓢,對(duì)自己所設(shè)計(jì)的東西具體由哪些零部件組成,這些零部件的參數(shù)和形狀如何,這些零部件之間的裝配關(guān)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系如何等了解很少,知其然而不知其所以然[3]。同時(shí),在課程設(shè)計(jì)期間,往往是很多班級(jí)同時(shí)或相繼展開(kāi),造成設(shè)計(jì)教室、手冊(cè)緊張,不僅嚴(yán)重影響了設(shè)計(jì)進(jìn)程,而且影響了設(shè)計(jì)效果,甚至有的學(xué)生為趕進(jìn)度,胡編設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。這些現(xiàn)狀與當(dāng)今的科學(xué)技術(shù)發(fā)展很不適應(yīng),與當(dāng)前市場(chǎng)需求也不相適應(yīng)。知識(shí)要更新,設(shè)計(jì)手段要先進(jìn),因此,機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)教學(xué)模式已不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的改革勢(shì)在必行。
課程體系綜合設(shè)計(jì)研究
將機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行整合,探索機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中如何培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,提出適合創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)施方案,并完成2008級(jí)機(jī)制班機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐。同時(shí),考慮機(jī)制、模具、汽車、機(jī)電方向的不同,選擇適合不同方向的綜合設(shè)計(jì)題目,以設(shè)計(jì)對(duì)象為主線,嘗試在綜合課程設(shè)計(jì)中引入機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)演示,要求學(xué)生用計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的合理性[4],嘗試在綜合課程設(shè)計(jì)中引入機(jī)械方案創(chuàng)意設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生利用運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行模型拼裝創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。通過(guò)機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程改革,加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。把機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間由原來(lái)的分開(kāi)設(shè)計(jì)整合為一,機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)兩門(mén)課程的課程設(shè)計(jì)題目選擇范圍加大,同時(shí)增加設(shè)計(jì)時(shí)間,激勵(lì)學(xué)生對(duì)這類題目產(chǎn)生較大的興趣,每一位學(xué)生都積極思考,差不多每人都提出一到幾種運(yùn)動(dòng)方案,然后通過(guò)小組討論,挑出最佳方案后,由各組確定自己的最終機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案。通過(guò)這些創(chuàng)意設(shè)計(jì)活動(dòng),可大提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,改革課程體系綜合設(shè)計(jì)手段,加強(qiáng)CAD、CAM、CAE等技術(shù)應(yīng)用[5]。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù),可以大大縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,因而受到了制造廠商、科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、公司的極大重視。其中ADAMS是美國(guó)MDI開(kāi)發(fā)的非常著名的虛擬樣機(jī)分析軟件。嘗試以ADAMS為工具,讓學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模與仿真,真實(shí)地仿真機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。改革設(shè)計(jì)手段,將給課程設(shè)計(jì)賦予新的活力。
課程體系綜合設(shè)計(jì)的實(shí)踐及應(yīng)用
1改革設(shè)計(jì)題目,注重學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)
機(jī)械CAD能力、綜合應(yīng)用與設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力是新世紀(jì)高素質(zhì)機(jī)械工程技術(shù)人才的重要素質(zhì)。因此,機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練主線則是以典型機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)為內(nèi)容,并將機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的兩課程設(shè)計(jì)貫通,由根據(jù)設(shè)計(jì)要求到機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及其運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力設(shè)計(jì)(即機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)),再到機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力設(shè)計(jì)(即裝配圖及零件工程圖的設(shè)計(jì)),從而形成一條加強(qiáng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和綜合設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練的設(shè)計(jì)訓(xùn)練主線[6]。使學(xué)生經(jīng)過(guò)原理方案的設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等過(guò)程,加深對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí),加強(qiáng)設(shè)計(jì)中的工程意識(shí),培養(yǎng)綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。目前各高校都在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)改革實(shí)踐,但兩門(mén)課程設(shè)計(jì)合在一起的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)還很少見(jiàn)[7]。因此,根據(jù)我校實(shí)際情況,編寫(xiě)了適合于本科機(jī)械類的機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū),指導(dǎo)老師可根據(jù)不同方向教學(xué)班次選用設(shè)計(jì)題目。
2機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)中應(yīng)充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的指導(dǎo)思想。教師在指導(dǎo)時(shí),應(yīng)因材施教、因人施教,對(duì)不同層次的同學(xué)要有所區(qū)別。在選題方面,提倡設(shè)計(jì)能力較強(qiáng)的同學(xué)選擇指導(dǎo)書(shū)以外的題目。在指導(dǎo)方面,對(duì)這些同學(xué)應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)計(jì)的難度和深度。方案設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)是要把握創(chuàng)新點(diǎn)[8]。在方案分析過(guò)程中,為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)確定的設(shè)計(jì)目標(biāo),要求學(xué)生至少提出3種可行的方案,并對(duì)方案進(jìn)行分析、比較,總結(jié)出其優(yōu)點(diǎn)與不足。然后確定出設(shè)計(jì)者認(rèn)為最優(yōu)方案作為本次課程設(shè)計(jì)方案。最后對(duì)此方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),包括其運(yùn)動(dòng)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)尺寸的確定,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)直至計(jì)算。
3引入虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析
虛擬樣機(jī)技術(shù)又稱為機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù),是國(guó)際上20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù),可以大大縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,受到了制造廠商、科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、公司的極大重視。其中ADAMS是美國(guó)MDI開(kāi)發(fā)的非常著名的虛擬樣機(jī)分析軟件?；谪瀼貙?shí)施培養(yǎng)卓越工程師思想,在機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)中引入ADAMS軟件對(duì)插床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)式運(yùn)輸機(jī)機(jī)構(gòu)、牛頭刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,自動(dòng)繪制刀具的位移、速度、加速度曲線,自動(dòng)繪制曲柄受到的平衡力矩曲線圖等,能通過(guò)后期處理繪制最大動(dòng)態(tài)剩余功曲線圖,使曲線結(jié)果清晰、精確。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真時(shí),觀察在各位置時(shí)所對(duì)應(yīng)曲線含義,加深對(duì)課本關(guān)于機(jī)構(gòu)有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理解。ADAMS軟件還能對(duì)機(jī)構(gòu)采取參數(shù)化建模,學(xué)生可以通過(guò)輸入機(jī)構(gòu)不同原始參數(shù),進(jìn)一步比較不同結(jié)果。與過(guò)去用圖解法或自編程序法進(jìn)行機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)相比,利用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了教學(xué)創(chuàng)新,學(xué)生普遍反映用ADAMS軟件進(jìn)行課程設(shè)計(jì)快捷、方便、直觀,課程設(shè)計(jì)能達(dá)到滿意效果。
4理論聯(lián)系實(shí)際,修改設(shè)計(jì)對(duì)象
在實(shí)際工程應(yīng)用領(lǐng)域中,推薦采用的大多數(shù)齒輪減速器都是采用硬齒面。隨著工業(yè)的發(fā)展,新技術(shù)新工藝不斷涌現(xiàn),在齒輪行業(yè),特別是隨著硬齒面齒輪加工技術(shù)的成熟,加工設(shè)備的完善,硬齒面齒輪減速器已經(jīng)成為齒輪減速裝置的主流,得到了廣泛的實(shí)際工程應(yīng)用,而軟齒面齒輪減速裝置有被逐步淘汰的趨勢(shì)。因此,應(yīng)結(jié)合實(shí)際,采用硬齒面齒輪減速器設(shè)計(jì)的題目來(lái)進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。由于硬齒面齒輪減速器的設(shè) 計(jì)與實(shí)際結(jié)合緊密,學(xué)生的自覺(jué)性與積極性得到了很大提高[9]。與此同時(shí),有關(guān)硬齒面齒輪設(shè)計(jì)的資料無(wú)法從現(xiàn)有資料中直接利用,這迫使學(xué)生主動(dòng)查找相關(guān)資料,詢問(wèn)老師,學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力得到了更大的提高。從改用硬齒面齒輪減速器設(shè)計(jì)結(jié)果來(lái)看,整機(jī)的重量減輕、體積縮小,使用材料大幅減少,相應(yīng)的造價(jià)也隨之下降。這使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科技的進(jìn)步給生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)的巨大影響。
5學(xué)生的模仿型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗伎夹驮O(shè)計(jì)
以往的課程設(shè)計(jì)以教授傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型設(shè)計(jì)為目的,學(xué)生總習(xí)慣于照搬指導(dǎo)書(shū),一般是教師逐步講解,學(xué)生機(jī)械模仿,知其然而不知其所以然?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)中,教師應(yīng)只給學(xué)生以必要的提示,并列出參考書(shū)目,鼓勵(lì)學(xué)生去查資料、翻手冊(cè),培養(yǎng)他們對(duì)信息及數(shù)據(jù)的歸納和整理能力。在課程設(shè)計(jì)中,草圖設(shè)計(jì)和裝配圖設(shè)計(jì)即機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)階段是重點(diǎn),也是學(xué)生感到困難,失誤較多的階段。在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課堂上重點(diǎn)講解的都是基礎(chǔ)理論,很少涉及結(jié)構(gòu)方面的知識(shí),而影響結(jié)構(gòu)的因素很多。所以在此階段,指導(dǎo)教師應(yīng)悉心指導(dǎo),多進(jìn)行正確和錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)的分析比較,另外要引導(dǎo)學(xué)生抓重點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立整體設(shè)計(jì)的概念。
論文關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教育 創(chuàng)新教學(xué)模式 接受 體驗(yàn) 發(fā)現(xiàn) 研究 創(chuàng)造
論文摘要：高職院校是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的搖籃，創(chuàng)新教學(xué)模式的建立與發(fā)展關(guān)系到人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，接受、體驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)、研究和創(chuàng)新相結(jié)合的五步創(chuàng)新教學(xué)模式是適應(yīng)高職教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才較好的創(chuàng)新教學(xué)模式。
創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力…1。培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)與能力的一流人才，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。高校的創(chuàng)新教育是其中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。作為直接為生產(chǎn)一線培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的高等職業(yè)教育工作者，更應(yīng)在教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門(mén)與實(shí)踐結(jié)合較為緊密的技術(shù)基礎(chǔ)課，在教學(xué)中開(kāi)展創(chuàng)新教育，是應(yīng)該的也是必須的。對(duì)高職院校而言，僅僅做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)和一次課程設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。2006年在對(duì)機(jī)制0507／08班的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中試探性的進(jìn)行了創(chuàng)新教學(xué)改革，現(xiàn)將取得的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。
1五步創(chuàng)新教學(xué)模式的建立
傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要以接受教學(xué)為主，教師講學(xué)生聽(tīng)，重視書(shū)本知識(shí)的“灌輸”，忽視了對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而要改變這一方式，就必須加強(qiáng)理論與實(shí)踐的聯(lián)系，倡導(dǎo)接受、體驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)、研究和創(chuàng)新這一環(huán)環(huán)相扣，與實(shí)踐結(jié)合極為緊密的五步創(chuàng)新教學(xué)模式。
1．1接受
接受就是指在處理基本理論教學(xué)時(shí)，要明確學(xué)生應(yīng)接受哪些知識(shí)的問(wèn)題。學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的接受程度和對(duì)其初步的感性認(rèn)知是五步創(chuàng)新教學(xué)模式的基礎(chǔ)。接受也就是老師應(yīng)重點(diǎn)講解什么內(nèi)容的問(wèn)題。傳統(tǒng)的重點(diǎn)在于因而不在于果，重視每一個(gè)公式、每一個(gè)論點(diǎn)的推導(dǎo)，而不重視知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用。創(chuàng)新教學(xué)要加大實(shí)踐教學(xué)，就必然不能再一成不變的逐點(diǎn)講解了。應(yīng)只講其結(jié)果而不講其原因，以節(jié)省課時(shí)，然后盡可能多地進(jìn)行實(shí)例分析，講清機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、特點(diǎn)和應(yīng)用。
在對(duì)機(jī)制0507／08班試探性教學(xué)中，盡可能多的帶現(xiàn)有模型和教具，在課堂上分析其運(yùn)動(dòng)和特點(diǎn)，并引入與之相應(yīng)的實(shí)用簡(jiǎn)單機(jī)械，分析說(shuō)明再此處利用該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，并盡可能多的帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。
1．2體驗(yàn)
體驗(yàn)是指要引導(dǎo)學(xué)生、要求學(xué)生從實(shí)際生產(chǎn)和生活中體驗(yàn)所學(xué)機(jī)構(gòu)是如何應(yīng)用的。也就是從實(shí)踐出發(fā)，通過(guò)對(duì)各種簡(jiǎn)易機(jī)械進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，加深學(xué)生對(duì)各種常用機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用取得更深的認(rèn)識(shí)。在接受教學(xué)的基礎(chǔ)上，以作業(yè)的形式，要求學(xué)生對(duì)所學(xué)的機(jī)構(gòu)按下面的表格進(jìn)行分析：
該表要求學(xué)生獨(dú)立完成，實(shí)例分析中若有N名學(xué)生的結(jié)果完全相同，則這些學(xué)生作業(yè)成績(jī)X=100—30×N。實(shí)例分析要求畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并分析該機(jī)構(gòu)用在此處的優(yōu)點(diǎn)，能否用其它機(jī)構(gòu)代替等。
1．3發(fā)現(xiàn)
發(fā)現(xiàn)是指學(xué)生在體驗(yàn)中通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)其中設(shè)計(jì)不當(dāng)或有待改進(jìn)的地方。或通過(guò)對(duì)生活和生產(chǎn)的觀察與思考，發(fā)現(xiàn)一些需要解決的問(wèn)題。在教學(xué)中，要求學(xué)生完成兩到三份通過(guò)觀察、分析和思考而發(fā)現(xiàn)的一些需要改進(jìn)或解決問(wèn)題的分析報(bào)告，從而促使學(xué)生養(yǎng)成喜歡觀察的好習(xí)慣，提高學(xué)生分析和思考問(wèn)題的能力，這是一切創(chuàng)造和革新的前提。
1．4研究
研究是指學(xué)生對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題再深一步研究討論，提出改進(jìn)或設(shè)計(jì)方案。在實(shí)施中，首先組織學(xué)生對(duì)提出的需要改進(jìn)或解決問(wèn)題的分析報(bào)告進(jìn)行集體討論，找出其中適合學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)的方案，然后以自愿的形式自行分組，在老師的指導(dǎo)和幫助下進(jìn)行分析和研究，并提出改進(jìn)或設(shè)計(jì)方案。為了保證教學(xué)質(zhì)量，要求每位同學(xué)最少參加一個(gè)小組。設(shè)計(jì)方案不僅僅是純機(jī)械的，大多數(shù)是機(jī)、光、電一體化，甚至純電子的設(shè)計(jì)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生盡可能地利用所學(xué)、所知、或通過(guò)查閱資料所得的知識(shí)。這樣，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和查閱資料的能力，使本課程的教學(xué)效果，上升到一個(gè)新的高度。
1．5創(chuàng)新
創(chuàng)新是指對(duì)學(xué)生提出的比較好的、可行性高的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)和模型制作2。組織討論、評(píng)比學(xué)生研究后提出的設(shè)計(jì)方案的可行性，從討論結(jié)果中選出幾個(gè)經(jīng)過(guò)討論、改進(jìn)、可行性最大的設(shè)計(jì)方案，以小組成員為主干，全班學(xué)生為成員，在老師的指導(dǎo)下完成這些方案的初步設(shè)計(jì)和模型制作。
2選擇性實(shí)施后發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和改進(jìn)設(shè)想
2．1改進(jìn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。提高學(xué)生積極配合教師教學(xué)的程度
高職院校學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)的積極性較差，好多學(xué)生在初期還能積極配合老師的教學(xué)，但當(dāng)需要花費(fèi)比較大的精力或遇到一點(diǎn)困難時(shí)，就不能即時(shí)完成老師布置的課外作業(yè)。因老師督促學(xué)生的手段較少，導(dǎo)致能按要求完成的學(xué)生僅有十幾名。分?jǐn)?shù)是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)最直接、最重要的指標(biāo)，也是老師約束學(xué)生最有力的手段。依據(jù)我院制定的考試成績(jī)占70％，平時(shí)成績(jī)占30％的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，就算平時(shí)成績(jī)?yōu)榱惴郑瑢W(xué)生也能及格。從而導(dǎo)致了一些學(xué)生的惰性心理。為了提高老師對(duì)學(xué)生的約束力，提議如圖1對(duì)我院制定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)加以改進(jìn)。增強(qiáng)課外作業(yè)成績(jī)，消除惰性因素，促使學(xué)生積極配合老師的教學(xué)工作。
2．2應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的管理
學(xué)生對(duì)實(shí)踐興趣極高，管理不好就無(wú)法進(jìn)行教學(xué)。因而要充分發(fā)揮班干部的作用，并積極尋求其他老師和師傅的幫助，才能取得較好教學(xué)效果。
3教學(xué)效果分析
表2反映課程結(jié)束后，本班與未實(shí)施創(chuàng)新教學(xué)模式的機(jī)制0505／6班的教學(xué)效果對(duì)比：
從上表可以看出，雖然因自己能力和精力的問(wèn)題，沒(méi)有完全按照上述的教學(xué)步驟完成試點(diǎn)教學(xué)，但教學(xué)效果有較為突出的體現(xiàn)。
4未來(lái)展望
高職院校是高素質(zhì)應(yīng)用型人才的搖籃。產(chǎn)教研的進(jìn)一步結(jié)合，是高職院校發(fā)展的必然趨勢(shì)。這一創(chuàng)新教學(xué)模式可以在興趣小組的基礎(chǔ)上，保持與每一位成員的聯(lián)系合作，不管其位于何地，從事怎樣的職業(yè)，擔(dān)任什么樣的職務(wù)，都要以老師為主線，保持暢通的聯(lián)系與合作。這樣，隨著時(shí)間的流逝，興趣小組所研究課題的科技含量會(huì)越來(lái)越高，也會(huì)越來(lái)越貼近實(shí)際，必能吸取更多的老師、學(xué)生和企業(yè)的參與。此時(shí)，在學(xué)院的幫助與支持下，可以創(chuàng)建與之相適應(yīng)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)招生、教學(xué)、研究、制造、銷售、就業(yè)相輔相成的良性循環(huán)，促使高職院校發(fā)展到一個(gè)新的層次。
摘要：基里隆一級(jí)電站是柬埔寨最大水電站，1968年建成，在正常發(fā)電20個(gè)月后損壞于戰(zhàn)亂。根據(jù)中柬雙方達(dá)成的協(xié)議，中電技以投資、修復(fù)、經(jīng)營(yíng)方式，對(duì)基里隆一級(jí)水電站進(jìn)行修復(fù)。本文對(duì)基里隆一級(jí)電站修復(fù)工程水力機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行了回顧，對(duì)主要機(jī)組設(shè)備、輔助設(shè)備的選擇及布置作了簡(jiǎn)要介紹。
關(guān)鍵詞：機(jī)電設(shè)計(jì) 水力機(jī)械 水力發(fā)電設(shè)備 輔助設(shè)備 水力監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 柬埔寨 湄公河
1概述
基里隆一級(jí)電站位于柬埔寨王國(guó)西南部，湄公河盆地邊緣，距離首都金邊約120km，距離柬重要港口城市磅遜（西哈努克城）約110km，其廠房及升壓站緊鄰4號(hào)公路。
基里隆一級(jí)電站原為南斯拉夫在1968年提供資金和技術(shù)建成，水庫(kù)最大庫(kù)容980萬(wàn)m3，裝機(jī)容量2×5．0MW。該電站在正常發(fā)電20個(gè)月后損壞于戰(zhàn)亂。此后近30年里，雖幾經(jīng)努力但一直未能實(shí)施修復(fù)。目前大壩基本完好，引水鋼管局部遭嚴(yán)重破壞，廠房和機(jī)電設(shè)備完全損壞，廠壩公路年久失修，到金邊的110kV輸電線路僅存少許塔架。
中國(guó)電力技術(shù)進(jìn)出口公司（CETIC）組織專家對(duì)基里隆一級(jí)電站樞紐工程和輸電線路進(jìn)行了多次實(shí)地考察和充分論證。歷經(jīng)近1年的合同談判，CETIC與柬埔寨工業(yè)礦產(chǎn)能源部（MIME）和柬埔寨國(guó)家電力公司（EDC）于2000年7月28日在金邊正式簽署了《實(shí)施協(xié)議》和《購(gòu)電協(xié)議》。根據(jù)協(xié)議，CETIC以投資、修復(fù)、經(jīng)營(yíng)（BOT，Build，Operate，Trans／fer）方式，對(duì)基里隆一級(jí)電站進(jìn)行融資、修復(fù)、建設(shè)、擁有、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，在電站特許經(jīng)營(yíng)期（自電廠商業(yè)運(yùn)營(yíng)日起30年）結(jié)束后，將該電站無(wú)償移交柬埔寨政府。
電站原廠房和機(jī)電設(shè)備已完全損壞，主廠房里的水輪發(fā)電機(jī)組、調(diào)速器、進(jìn)水閥裝置、橋機(jī)以及輔助設(shè)備已無(wú)修復(fù)價(jià)值。經(jīng)研究決定，主廠房在原廠址新建，所有水力發(fā)電設(shè)備，包括水輪發(fā)電機(jī)組、調(diào)速器、進(jìn)水閥裝置、橋機(jī)以及輔助系統(tǒng)的所有設(shè)備，都進(jìn)行重新設(shè)計(jì)配置。電站主要參數(shù)為：裝機(jī)容量2×6MW，額定水頭363．00m，保證出力3．812MW，年發(fā)電量0．6419億kW·h，年利用小時(shí)數(shù)5349h。
2機(jī)組設(shè)備簡(jiǎn)介
2．1水輪機(jī)
水輪機(jī)選用CJA734－W－136／2×12．5型雙噴嘴沖擊式水輪機(jī)，主要參數(shù)為：額定水頭363．00m，額定流量1．95m3／s，額定出力6220kW，額定效率89．78％，額定轉(zhuǎn)速600r／min，飛逸轉(zhuǎn)速1080r／min。水輪機(jī)為臥軸沖擊式，主要特點(diǎn)如下：
1）水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪裝于發(fā)電機(jī)軸上，依靠摩擦傳遞扭矩，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（從發(fā)電機(jī)向水輪機(jī)看）。兩個(gè)直流噴管分別由機(jī)殼和機(jī)殼小蓋支承，噴管前裝有Φ450直管并通過(guò)Φ650／Φ450分流管與Φ650伸縮節(jié)及球閥相連。
2）噴管噴嘴口處裝有偏流折向器，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)與折向器接力器相連，接力器與調(diào)速器油壓系統(tǒng)相連。偏流折向器與噴針的位置沒(méi)有協(xié)聯(lián)關(guān)系，在正常運(yùn)行時(shí)不與射流接觸，也不參與水輪機(jī)小波動(dòng)調(diào)節(jié)，始終保持在全開(kāi)位置，只在事故停機(jī)時(shí)投入，切斷水流。
3）機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，各工況的調(diào)節(jié)是依靠噴針運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，噴針的調(diào)節(jié)作用是由噴針接力器油壓操作實(shí)現(xiàn)的，噴針接力器操作油管與調(diào)速器油壓系統(tǒng)相連。噴針的開(kāi)度指示由噴針?lè)答佅到y(tǒng)完成，從噴管內(nèi)引出的恢復(fù)桿通過(guò)鋼絲繩及連桿與調(diào)速器電反饋裝置相連，電反饋裝置向調(diào)速器發(fā)送位置信號(hào)。
4）在機(jī)殼上與噴管射流相反方向裝設(shè)反向制動(dòng)噴嘴，制動(dòng)噴嘴由DN80液壓操作閥控制，停機(jī)時(shí)作機(jī)組制動(dòng)用，液壓操作閥油源引自調(diào)速器油壓系統(tǒng)。
2．2水輪發(fā)電機(jī)
水輪發(fā)電機(jī)為SFW6000－10／2130型3相凸級(jí)同步發(fā)電機(jī)，采用臥式、密閉自循環(huán)空氣冷卻結(jié)構(gòu)，主要參數(shù)為：額定功率6MW，額定容量7．5MVA，額定電壓6．3kV，額定電流687．32A，額定轉(zhuǎn)速600r／min，飛逸轉(zhuǎn)速1080r／min。
發(fā)電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、主軸、導(dǎo)軸承、飛輪、空氣冷卻裝置、油水管路等部分組成。定子機(jī)座為整體臥式結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)軸為轉(zhuǎn)子磁軛與主軸鍛造為一體的實(shí)心軸結(jié)構(gòu)。水輪發(fā)電機(jī)組為兩支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)導(dǎo)軸承分別位于定子兩側(cè)，軸承瓦為筒式巴氏合金軸瓦。軸承潤(rùn)滑采用外循環(huán)方式，在主廠房?jī)?nèi)每臺(tái)發(fā)電機(jī)組上游側(cè)布置有外循環(huán)供油裝置?？諝饫鋮s器兩個(gè)，布置在發(fā)電機(jī)下面機(jī)坑中，冷卻水管為T(mén)2銅管穿片結(jié)構(gòu)。
2．3調(diào)速器
調(diào)速器選用武漢三聯(lián)水電控制設(shè)備公司生產(chǎn)的CJWT2／1－4．0型微機(jī)調(diào)速器，額定工作油壓4．0MPa。
CJWT型調(diào)速器是專為多噴嘴沖擊式水輪機(jī)設(shè)計(jì)的，其主要特點(diǎn)如下：
1）在總體結(jié)構(gòu)上，調(diào)速器為電氣柜、機(jī)械柜、油壓裝置三位一體組合式，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝布置及運(yùn)行維護(hù)。
2）從控制原理上看，每個(gè)噴針接力器和折向器接力器各采用一套全數(shù)字式機(jī)械液壓系統(tǒng)獨(dú)立控制，取消了傳統(tǒng)的機(jī)械協(xié)聯(lián)、凸輪及復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)大幅簡(jiǎn)化。
3）機(jī)械液壓系統(tǒng)采用全數(shù)字液壓技術(shù)，以電磁球閥作為電液轉(zhuǎn)換元件，靜態(tài)無(wú)油耗，抗油污能力強(qiáng)。
4）油壓裝置設(shè)自動(dòng)補(bǔ)氣閥組，提高了整機(jī)自動(dòng)化水平。
5）電氣部分以可靠性極高的可編程控制器（PLC）為控制核心，所有PLC本體的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間≥30萬(wàn)h。
6）采用交直流雙路電源供電，互為備用，無(wú)擾切換。
7）具有電手動(dòng)調(diào)節(jié)功能及自動(dòng)容錯(cuò)功能。
2．4進(jìn)水閥
為保證水輪機(jī)安全可靠運(yùn)行、機(jī)組檢修時(shí)切斷水流及機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈時(shí)保護(hù)機(jī)組，每臺(tái)水輪機(jī)前裝設(shè)有進(jìn)水閥。進(jìn)水閥為雙面止水臥式球閥，采用接力器油壓操作，球閥型號(hào)為QF500－WY－65，公稱直徑Φ650mm，設(shè)計(jì)壓力5．0MPa。球閥上、下游側(cè)分別設(shè)有檢修密封和工作密封，活動(dòng)密封環(huán)采用鋼管的壓力水操作。2套進(jìn)水閥共用一套HYZ－1．0－4．0油壓裝置，額定油壓為4．0MPa。
3輔助設(shè)備
3．1技術(shù)供水系統(tǒng)
技術(shù)供水系統(tǒng)主要用戶是發(fā)電機(jī)空氣冷卻器和導(dǎo)軸承油冷卻器。供水系統(tǒng)采用水泵集中供水方式，水源取自下游尾水，在主廠房右端水機(jī)副廠房下游側(cè)設(shè)有取水池，通過(guò)聯(lián)通管與尾水渠相連。設(shè)置KQL100－160型供水泵3臺(tái)，其中1臺(tái)備用，布置在供水設(shè)備室內(nèi)。水泵出口設(shè)有自動(dòng)濾水器，濾水器有自動(dòng)排污功能，經(jīng)過(guò)濾后的水由供水總管引至各用戶。水泵采用輪換工作制，每臺(tái)水泵配置1臺(tái)軟啟動(dòng)器，整個(gè)系統(tǒng)采用PLC控制。3．2高壓氣系統(tǒng)高壓氣系統(tǒng)主要供調(diào)速器油壓裝置和球閥油壓裝置用氣，供氣壓力4．5MPa。設(shè)有2臺(tái)SF－0．5／45型空壓機(jī)和1只1m3、4．5MPa儲(chǔ)氣罐，空壓機(jī)出口設(shè)有氣水分離器。儲(chǔ)氣罐出氣管上設(shè)有壓力控制器，自動(dòng)控制空壓機(jī)的啟停，整個(gè)系統(tǒng)采用PLC控制。
3．3透平油系統(tǒng)
透平油系統(tǒng)主要供機(jī)組軸承、調(diào)速系統(tǒng)和球閥操作系統(tǒng)用油。設(shè)有2只5m3透平油桶、1臺(tái)KCB－55型齒輪油泵、1臺(tái)LY－50型壓力濾油機(jī)和1臺(tái)ZJCQ－2型透平油過(guò)濾機(jī)。系統(tǒng)運(yùn)行為手動(dòng)操作。
由于本電站機(jī)組為小型臥式水輪發(fā)電機(jī)組，設(shè)備用油量較小，同時(shí)主廠房?jī)H有一層，油管布置會(huì)影響廠房?jī)?nèi)的交通及美觀，因此，主廠房?jī)?nèi)不設(shè)供排油管路。在油處理室設(shè)有活接頭，機(jī)組設(shè)備供排油時(shí)，用軟管與用油設(shè)備相連接。
3．4水力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
水力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括全電站監(jiān)測(cè)和機(jī)組段監(jiān)測(cè)兩部分。全電站監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有水庫(kù)水位、攔污柵后水位、攔污柵前后壓差及電站引用流量。根據(jù)購(gòu)電協(xié)議要求，水庫(kù)水位測(cè)量設(shè)有2套2311LT型投入式液位變送器，其中1套為主用，1套為備用（冷備）。攔污柵后水位測(cè)量設(shè)有1套2311LT型投入式液位變送器。在首部值班室設(shè)置1臺(tái)SXJ水位監(jiān)視儀，水位信號(hào)通過(guò)串行口通信方式傳至電站中控室。電站引用流量監(jiān)測(cè)采用UF－911型超聲波流量計(jì)。機(jī)組段監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括分流管進(jìn)口壓力、噴管壓力、尾水位、冷卻水壓力和示流、水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)振動(dòng)、擺度等。水力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的主要量測(cè)項(xiàng)目均同時(shí)設(shè)有變送器，并與電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相連。
3．5起重機(jī)
電站最重起吊件發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重24．2t，起吊梁重3．5t。主廠房?jī)?nèi)設(shè)1臺(tái)起重量32／5t，跨度14m電動(dòng)雙鉤橋式起重機(jī)供機(jī)組安裝、檢修使用。由于電站主廠房在原廠址新建，利用原電站叉管及支管，機(jī)組間距已定。本電站機(jī)組為臥式水輪發(fā)電機(jī)組，容量由原來(lái)的5MW增加至6MW，機(jī)組設(shè)備尺寸加大，機(jī)組間距明顯偏小，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子抽芯極為困難。為控制大車運(yùn)行速度和主鉤起升速度，確保發(fā)電機(jī)安裝檢修的安全，起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和主起升機(jī)構(gòu)采用變頻調(diào)速方式，變頻器采用三菱原裝進(jìn)口設(shè)備。
4廠房布置
電站主廠房為地面式，在原廠址新建，利用原電站叉管及支管，機(jī)組間距維持10．29m不變。主廠房?jī)糸L(zhǎng)32．85m，凈寬14m（機(jī)組中心距上游柱邊9．05m，距上游柱邊4．95m）。電站最高尾水位高程?92．00m，據(jù)此確定主機(jī)間高程?95．00m，機(jī)組安裝高程（機(jī)組中心線）?95．84m。主機(jī)間內(nèi)上游側(cè)布置有調(diào)速器、球閥裝置和油壓裝置，下游側(cè)布置機(jī)旁盤(pán)。左側(cè)為安裝場(chǎng)，長(zhǎng)約10．4m，主要考慮機(jī)組大修時(shí)布置發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子、水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪、機(jī)殼等。
主廠房右側(cè)水機(jī)副廠房?jī)?nèi)布置有透平油罐室、空壓機(jī)室、技術(shù)供水設(shè)備室。電氣副廠房布置在主廠房左側(cè)和下游側(cè)，左側(cè)副廠房?jī)?nèi)布置有中控室、繼電保護(hù)盤(pán)室、通信室、電氣試驗(yàn)室、低壓配電室等，下游側(cè)副廠房?jī)?nèi)布置有6kV中壓配電盤(pán)、勵(lì)磁變壓器、廠用變壓器及柴油機(jī)室等。
5結(jié)束語(yǔ)
基里隆一級(jí)電站修復(fù)工程是我國(guó)第一個(gè)B0T項(xiàng)目，2001年4月2日正式開(kāi)工建設(shè)，2002年5月完工并投產(chǎn)發(fā)電。基里隆一級(jí)電站的修復(fù)對(duì)促進(jìn)柬埔寨戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增進(jìn)中柬雙方友誼，以及對(duì)我國(guó)全方位對(duì)外貿(mào)易格局的形成，都具有重要意義。
論文關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；CAD技術(shù)
論文摘要：在機(jī)械設(shè)計(jì)中引入CAD技術(shù),可以解決機(jī)械企業(yè)中重復(fù)性設(shè)計(jì)多、信息資源利用率低的難題,縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
1 CAD技術(shù)的發(fā)展
CAD(Computer Aided Design)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文縮寫(xiě)，是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來(lái)，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高?，F(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（Product Data Management，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一體。
產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。
以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過(guò)程，采用單一知識(shí)領(lǐng)域的符號(hào)推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問(wèn)題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。
2 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)實(shí)際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件,筆者體會(huì)到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中具有更大的優(yōu)勢(shì),具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
2.1 零件設(shè)計(jì)更加方便
使用三維CAD系統(tǒng),可以裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來(lái)設(shè)計(jì)新零件,既方便又快捷,避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過(guò)程通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示出來(lái),使人一目了然。
2.2 裝配零件更加直觀
在裝配過(guò)程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時(shí)候,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示,對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的,可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求,及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改,避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報(bào)廢。
2.3 縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期
采用三維CAD技術(shù),機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了近1/3,大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造,而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息,使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3~5倍。同時(shí),三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力,能夠通過(guò)快速重構(gòu),得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。
2.4 提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量
由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時(shí)采用CAD CIMS組織生產(chǎn),機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)方針和優(yōu)化設(shè)計(jì)等,保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí),大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
3 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1 零件與裝配圖的實(shí)體生成
3.1.1 零件的實(shí)體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實(shí)體模型。在許多具有實(shí)體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實(shí)體造型模塊中,系統(tǒng)提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對(duì)簡(jiǎn)單的零件,可通過(guò)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,將其分解成若干基本體,對(duì)基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型,之后再對(duì)其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算,便可得出零件的三維實(shí)體模型。
對(duì)于有些復(fù)雜的零件,往往難以分解成若干個(gè)基本體,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過(guò)多,導(dǎo)致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機(jī)器零件三維實(shí)體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實(shí)體造型中通過(guò)拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”,進(jìn)而通過(guò)交、并、差等得到所需要零件的三維實(shí)體造型。
3.1.2 實(shí)體裝配圖的生成。在零件實(shí)體構(gòu)造完成后,利用機(jī)器運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程中的資料,在運(yùn)動(dòng)的某一位置,按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”,這一過(guò)程可用CAD軟件的三維編輯功能實(shí)現(xiàn)。
3.2 模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,從普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床和加工中心,從人工設(shè)計(jì)和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業(yè)正向數(shù)字化和計(jì)算機(jī)化方向發(fā)展。同時(shí),模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等,幾乎覆蓋了整個(gè)現(xiàn)代制造技術(shù)。
一個(gè)完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動(dòng)態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),進(jìn)行統(tǒng)一管理,而實(shí)體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來(lái)源之一。
3.3 機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用
機(jī)械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與壽命預(yù)估、動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問(wèn)題后,才能由CAE解決設(shè)計(jì)的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問(wèn)題和動(dòng)態(tài)特性等。
4 CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)
4.1 圖形交互技術(shù)
CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具,務(wù)求易學(xué)好用,得心應(yīng)手。一個(gè)友好的、智能化的工作環(huán)境可以開(kāi)拓設(shè)計(jì)師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此,智能化圖標(biāo)菜單、“拖放式”造型、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航器等一系列人性化的功能，為設(shè)計(jì)師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識(shí)別、語(yǔ)言識(shí)別和特征手勢(shì)建模等新技術(shù)也正在研究之中。
4.2 智能CAD技術(shù)
CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設(shè)計(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動(dòng)。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計(jì)在運(yùn)用知識(shí)化、信息化的基礎(chǔ)上，建立基于知識(shí)的設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù),及時(shí)準(zhǔn)確地向設(shè)計(jì)師提供產(chǎn)品開(kāi)發(fā)所需的知識(shí)和幫助,智能地支持設(shè)計(jì)人員，同時(shí)捕獲和理解設(shè)計(jì)人員意圖、自動(dòng)檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設(shè)計(jì)新手也能做出好的設(shè)計(jì)來(lái),現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心是創(chuàng)新設(shè)計(jì),人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中,用智能設(shè)計(jì)、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造,這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。
4.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在CAD中已開(kāi)始應(yīng)用,設(shè)計(jì)人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品,可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果,可直接操作模擬對(duì)象,檢驗(yàn)操作是否舒適、方便,及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞等問(wèn)題,及早看到新產(chǎn)品的外形,從多方面評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品.虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機(jī)的過(guò)程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進(jìn)行加工、測(cè)試、仿真和分析,以評(píng)價(jià)其性能,可制造性、可裝配性、可維護(hù)性和成本、外觀等,基于虛擬樣機(jī)的試驗(yàn)仿真分析,可以在真實(shí)產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題,從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動(dòng)態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務(wù)時(shí)代繼續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方向.另外,隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計(jì)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期設(shè)計(jì)理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展,利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造,已成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
論文摘要：多媒體因其聲像并茂，對(duì)提高教學(xué)效果有很大作用，在課堂教學(xué)中越來(lái)越普遍，也越來(lái)越展示出其強(qiáng)大的生命力。但從目前大學(xué)院校多媒體教學(xué)環(huán)境來(lái)看，多媒體機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)開(kāi)展還存在一些問(wèn)題。本文就相關(guān)情況進(jìn)行了研究，并提出相應(yīng)的對(duì)策。
論文關(guān)鍵詞：多媒體教學(xué) 專業(yè)課 機(jī)械設(shè)計(jì) 對(duì)策
對(duì)大學(xué)院校而言，培養(yǎng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的專門(mén)人才，就要著眼于培養(yǎng)具備機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用能力，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)制造、科技開(kāi)發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)銷售等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。
隨著信息化建設(shè)的不斷進(jìn)步，多媒體教學(xué)已完全在各種教學(xué)中展開(kāi)。機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)更多注重的是空間、理性、科學(xué)和前沿，多媒體在教學(xué)中所起的作用已不僅僅是一個(gè)輔助工具，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)不能很好地適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)節(jié)奏的需要。以考試成績(jī)來(lái)衡量學(xué)生水平的終結(jié)性評(píng)價(jià)，不受學(xué)生的歡迎，評(píng)價(jià)機(jī)制有待完善。所以我們有必要加強(qiáng)多媒體技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)課程的整合，使學(xué)生從傳統(tǒng)教學(xué)方法中的視覺(jué)單一模式互動(dòng)向視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多模態(tài)發(fā)展，轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g概念。真正形成以學(xué)生為中心，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中，朝著個(gè)性化和自主學(xué)習(xí)的方向發(fā)展，真正成為學(xué)習(xí)的豐人。
1多媒體機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的主要問(wèn)題
目前，教育在我國(guó)無(wú)論從數(shù)量還是從規(guī)模上來(lái)講，都達(dá)到了空前。然而，教學(xué)質(zhì)量的高低，直接關(guān)系培養(yǎng)人才的質(zhì)量?？陀^地講，當(dāng)前大學(xué)院校機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)其中最突出的教學(xué)矛盾就是教學(xué)模式、教學(xué)方法不夠靈活。具體地講還在在以下問(wèn)題。
1 1被動(dòng)接受新技術(shù)的應(yīng)用
因?yàn)榉N種原因，個(gè)別老師對(duì)多媒體教學(xué)缺乏深刻認(rèn)識(shí)，甚至認(rèn)為多媒體教學(xué)費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)工不討好，是花架子，好看不管用，心里不同程度存在排斥心理，導(dǎo)致對(duì)多媒體教學(xué)模式不愿意做出更多的學(xué)習(xí)和沒(méi)有興趣，不愿意嘗試，更不說(shuō)付出努力和付出辛苦。這種心態(tài)，直接導(dǎo)致了多媒體教學(xué)質(zhì)量不高。
1．2變“人灌”為“電灌”
個(gè)別授課老師錯(cuò)誤地認(rèn)為：多媒體教學(xué)，就是把以前的“黑板加粉筆”變成“電腦加屏幕”，在教學(xué)方法上看起來(lái)全用了多媒體教學(xué)，但在教學(xué)手段上仍然沿用了舊的教學(xué)模式，沒(méi)有起到把多媒體手段引入機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)課堂的初衷。這種盲目、機(jī)械地多媒體教學(xué)手段，不但不能真正起到有效的教學(xué)效果，克服傳統(tǒng)教學(xué)的不足，還會(huì)給多媒體教學(xué)的發(fā)展帶來(lái)負(fù)面的影響，反而影響到教學(xué)效果。其實(shí)這種現(xiàn)象的根源，在于老師對(duì)教學(xué)效果的認(rèn)識(shí)不足，是一種“形而上學(xué)”的教學(xué)。
2實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課堂多媒體教學(xué)的可能性
根據(jù)目前我國(guó)教育的實(shí)際情況，進(jìn)一步深化機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)改革，推廣實(shí)施多媒體教學(xué)模式，并通過(guò)改革全面提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造教學(xué)水平和廣大學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際綜合應(yīng)用能力的條件基本具備，而且也具有實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的可能。
(1)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造教學(xué)的重要性各方已達(dá)成思想共識(shí)。廣大院校領(lǐng)導(dǎo)和老師對(duì)推進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)改革的重要性都有深刻的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，并已嘗到甜頭，干勁更足。同時(shí)，學(xué)生普遍要求和接受機(jī)械設(shè)計(jì)課堂更多采用多媒體教學(xué)。這些因素，為我們機(jī)械設(shè)計(jì)的多媒體教學(xué)改革奠定了良好的思想基礎(chǔ)。
(2)隨著教育投資的增加，教學(xué)信息化設(shè)備的硬件設(shè)施越來(lái)越完善。這些年，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家加大了教學(xué)信息化建設(shè)，硬件設(shè)備得到了普遍加強(qiáng)，有些甚至達(dá)到了全球領(lǐng)先水平。大學(xué)院校普遍都建設(shè)有校園網(wǎng)，多媒體教室等，為計(jì)算機(jī)和校園網(wǎng)上學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)課程提供了硬件技術(shù)條件。
(3)基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造教學(xué)軟件已逐步配套。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，社會(huì)各方投入了相當(dāng)?shù)木图夹g(shù)設(shè)計(jì)了機(jī)械設(shè)計(jì)課堂教學(xué)軟件和個(gè)人自學(xué)輔助軟件，為推動(dòng)以機(jī)械設(shè)計(jì)的多媒體教學(xué)改革提供了豐富的軟件支持。
3積極應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)多媒體教學(xué)的對(duì)策
多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)，并不是矛盾的，而是互促互長(zhǎng)的統(tǒng)一體。對(duì)教學(xué)來(lái)講，最重要的就是整合。整合是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)課程整合研究的核心問(wèn)題，整合后網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)將成為整個(gè)課程系統(tǒng)的一個(gè)有機(jī)組成部分，而不是可有可無(wú)的輔助工具。對(duì)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)和操作層面的一些問(wèn)題，必須正確認(rèn)識(shí)并在實(shí)踐中注意解決。對(duì)教學(xué)中是否應(yīng)用，如何合理科學(xué)地應(yīng)用多媒體教學(xué)技術(shù)，確保教學(xué)效果的落實(shí)才是最根本。
(1)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的需要，決定是否使用多媒體。把多媒體教學(xué)引入機(jī)械設(shè)計(jì)課堂，從手段上來(lái)講，是為了“活化教材”，創(chuàng)造較為真實(shí)的教學(xué)環(huán)境，如果過(guò)多使用甚至?xí)鸬较喾吹男Ч?。教學(xué)效果如何，并不是說(shuō)多媒體手段越多效果越好。多媒體教學(xué)，從某個(gè)層面來(lái)講，是體現(xiàn)的人機(jī)。對(duì)話，然而，人與人之間的對(duì)話，是最好的溝通手段。如果在教學(xué)環(huán)節(jié)中，授講老師過(guò)多應(yīng)用多媒體，就會(huì)使課堂教學(xué)成為老師對(duì)電腦的操作和學(xué)生觀看演示的過(guò)程，這樣的話，多媒體輔助教學(xué)的初衷就會(huì)受到了扭曲，這也違背了教學(xué)的規(guī)律。
(2)適度取材，注重多媒體課堂的“人文關(guān)懷”。多媒體本身是作為一種教學(xué)輔助工具引入機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的，其本身不帶任何的感情色彩，要使課堂教學(xué)生動(dòng)起來(lái)，就需要更多的人文關(guān)懷。作為教學(xué)的主導(dǎo)方，教師在應(yīng)用多媒體進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，面對(duì)海量的信息，必須結(jié)合各方實(shí)際快速作了抉擇，通過(guò)其他手段表現(xiàn)出更多的親和力和學(xué)生的可接受性，這樣才能起到事半功倍的效果。
(3)多媒體模式與傳統(tǒng)模式充分交融。多媒體教學(xué)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)帶動(dòng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的全面改革，然而，多媒體教學(xué)只是一種在效的教學(xué)輔助手段，并不能完成取代傳統(tǒng)的教學(xué)模式。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中，我們不能完全依賴多媒體技術(shù)，只能是充分利用并與傳統(tǒng)教學(xué)模式有機(jī)結(jié)合，只有這樣，才能使做到張弛有度，互促互長(zhǎng)，取得更好的教學(xué)效果。
4結(jié)語(yǔ)
機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)模式的改革是機(jī)械設(shè)計(jì)制造教學(xué)改革的重點(diǎn)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造教學(xué)模式的改革應(yīng)使機(jī)械設(shè)計(jì)制造朝著個(gè)性化學(xué)習(xí)、主動(dòng)式學(xué)習(xí)方向發(fā)展，應(yīng)體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的實(shí)用性、趣味性，在技術(shù)上應(yīng)是可操練，可實(shí)現(xiàn)和易操作的，應(yīng)充分強(qiáng)調(diào)和發(fā)揮教師和學(xué)生兩方面的積極性。改革的突破口是由以教師為中心的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主的多媒體教學(xué)模式。
在多媒體環(huán)境下，我們要實(shí)事求是，正確對(duì)待，結(jié)合教學(xué)需要，保留吸收傳統(tǒng)教學(xué)模式中的優(yōu)良部分，充分發(fā)揮新舊兩種機(jī)型模式的優(yōu)勢(shì)，確保教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定提高，這才是根本。多種教學(xué)模式的綜合應(yīng)用不僅是可行的，而且成效十分顯著。
論文關(guān)鍵詞：創(chuàng)新教育 創(chuàng)新教學(xué)模式 接受 體驗(yàn) 發(fā)現(xiàn) 研究 創(chuàng)造
論文摘要：高職院校是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的搖籃，創(chuàng)新教學(xué)模式的建立與發(fā)展關(guān)系到人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，接受、體驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)、研究和創(chuàng)新相結(jié)合的五步創(chuàng)新教學(xué)模式是適應(yīng)高職教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才較好的創(chuàng)新教學(xué)模式。
創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力…1。培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)與能力的一流人才，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。高校的創(chuàng)新教育是其中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。作為直接為生產(chǎn)一線培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的高等職業(yè)教育工作者，更應(yīng)在教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門(mén)與實(shí)踐結(jié)合較為緊密的技術(shù)基礎(chǔ)課，在教學(xué)中開(kāi)展創(chuàng)新教育，是應(yīng)該的也是必須的。對(duì)高職院校而言，僅僅做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)和一次課程設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。2006年在對(duì)機(jī)制0507／08班的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中試探性的進(jìn)行了創(chuàng)新教學(xué)改革，現(xiàn)將取得的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。
1五步創(chuàng)新教學(xué)模式的建立
傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要以接受教學(xué)為主，教師講學(xué)生聽(tīng)，重視書(shū)本知識(shí)的“灌輸”，忽視了對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而要改變這一方式，就必須加強(qiáng)理論與實(shí)踐的聯(lián)系，倡導(dǎo)接受、體驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)、研究和創(chuàng)新這一環(huán)環(huán)相扣，與實(shí)踐結(jié)合極為緊密的五步創(chuàng)新教學(xué)模式。
1．1接受
接受就是指在處理基本理論教學(xué)時(shí)，要明確學(xué)生應(yīng)接受哪些知識(shí)的問(wèn)題。學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的接受程度和對(duì)其初步的感性認(rèn)知是五步創(chuàng)新教學(xué)模式的基礎(chǔ)。接受也就是老師應(yīng)重點(diǎn)講解什么內(nèi)容的問(wèn)題。傳統(tǒng)的重點(diǎn)在于因而不在于果，重視每一個(gè)公式、每一個(gè)論點(diǎn)的推導(dǎo)，而不重視知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用。創(chuàng)新教學(xué)要加大實(shí)踐教學(xué)，就必然不能再一成不變的逐點(diǎn)講解了。應(yīng)只講其結(jié)果而不講其原因，以節(jié)省課時(shí)，然后盡可能多地進(jìn)行實(shí)例分析，講清機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、特點(diǎn)和應(yīng)用。
在對(duì)機(jī)制0507／08班試探性教學(xué)中，盡可能多的帶現(xiàn)有模型和教具，在課堂上分析其運(yùn)動(dòng)和特點(diǎn)，并引入與之相應(yīng)的實(shí)用簡(jiǎn)單機(jī)械，分析說(shuō)明再此處利用該機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，并盡可能多的帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。
1．2體驗(yàn)
體驗(yàn)是指要引導(dǎo)學(xué)生、要求學(xué)生從實(shí)際生產(chǎn)和生活中體驗(yàn)所學(xué)機(jī)構(gòu)是如何應(yīng)用的。也就是從實(shí)踐出發(fā)，通過(guò)對(duì)各種簡(jiǎn)易機(jī)械進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，加深學(xué)生對(duì)各種常用機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用取得更深的認(rèn)識(shí)。在接受教學(xué)的基礎(chǔ)上，以作業(yè)的形式，要求學(xué)生對(duì)所學(xué)的機(jī)構(gòu)按下面的表格進(jìn)行分析：
該表要求學(xué)生獨(dú)立完成，實(shí)例分析中若有N名學(xué)生的結(jié)果完全相同，則這些學(xué)生作業(yè)成績(jī)X=100—30×N。實(shí)例分析要求畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并分析該機(jī)構(gòu)用在此處的優(yōu)點(diǎn)，能否用其它機(jī)構(gòu)代替等。
1．3發(fā)現(xiàn)
發(fā)現(xiàn)是指學(xué)生在體驗(yàn)中通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)其中設(shè)計(jì)不當(dāng)或有待改進(jìn)的地方?；蛲ㄟ^(guò)對(duì)生活和生產(chǎn)的觀察與思考，發(fā)現(xiàn)一些需要解決的問(wèn)題。在教學(xué)中，要求學(xué)生完成兩到三份通過(guò)觀察、分析和思考而發(fā)現(xiàn)的一些需要改進(jìn)或解決問(wèn)題的分析報(bào)告，從而促使學(xué)生養(yǎng)成喜歡觀察的好習(xí)慣，提高學(xué)生分析和思考問(wèn)題的能力，這是一切創(chuàng)造和革新的前提。
1．4研究
研究是指學(xué)生對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題再深一步研究討論，提出改進(jìn)或設(shè)計(jì)方案。在實(shí)施中，首先組織學(xué)生對(duì)提出的需要改進(jìn)或解決問(wèn)題的分析報(bào)告進(jìn)行集體討論，找出其中適合學(xué)生進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)的方案，然后以自愿的形式自行分組，在老師的指導(dǎo)和幫助下進(jìn)行分析和研究，并提出改進(jìn)或設(shè)計(jì)方案。為了保證教學(xué)質(zhì)量，要求每位同學(xué)最少參加一個(gè)小組。設(shè)計(jì)方案不僅僅是純機(jī)械的，大多數(shù)是機(jī)、光、電一體化，甚至純電子的設(shè)計(jì)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生盡可能地利用所學(xué)、所知、或通過(guò)查閱資料所得的知識(shí)。這樣，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和查閱資料的能力，使本課程的教學(xué)效果，上升到一個(gè)新的高度。
1．5創(chuàng)新
創(chuàng)新是指對(duì)學(xué)生提出的比較好的、可行性高的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)和模型制作2。組織討論、評(píng)比學(xué)生研究后提出的設(shè)計(jì)方案的可行性，從討論結(jié)果中選出幾個(gè)經(jīng)過(guò)討論、改進(jìn)、可行性最大的設(shè)計(jì)方案，以小組成員為主干，全班學(xué)生為成員，在老師的指導(dǎo)下完成這些方案的初步設(shè)計(jì)和模型制作。
2選擇性實(shí)施后發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和改進(jìn)設(shè)想
2．1改進(jìn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。提高學(xué)生積極配合教師教學(xué)的程度
高職院校學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)的積極性較差，好多學(xué)生在初期還能積極配合老師的教學(xué)，但當(dāng)需要花費(fèi)比較大的精力或遇到一點(diǎn)困難時(shí)，就不能即時(shí)完成老師布置的課外作業(yè)。因老師督促學(xué)生的手段較少，導(dǎo)致能按要求完成的學(xué)生僅有十幾名。分?jǐn)?shù)是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)最直接、最重要的指標(biāo)，也是老師約束學(xué)生最有力的手段。依據(jù)我院制定的考試成績(jī)占70％，平時(shí)成績(jī)占30％的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，就算平時(shí)成績(jī)?yōu)榱惴?，學(xué)生也能及格。從而導(dǎo)致了一些學(xué)生的惰性心理。為了提高老師對(duì)學(xué)生的約束力，提議如圖1對(duì)我院制定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)加以改進(jìn)。增強(qiáng)課外作業(yè)成績(jī)，消除惰性因素，促使學(xué)生積極配合老師的教學(xué)工作。
2．2應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的管理
學(xué)生對(duì)實(shí)踐興趣極高，管理不好就無(wú)法進(jìn)行教學(xué)。因而要充分發(fā)揮班干部的作用，并積極尋求其他老師和師傅的幫助，才能取得較好教學(xué)效果。
3教學(xué)效果分析
表2反映課程結(jié)束后，本班與未實(shí)施創(chuàng)新教學(xué)模式的機(jī)制0505／6班的教學(xué)效果對(duì)比：
從上表可以看出，雖然因自己能力和精力的問(wèn)題，沒(méi)有完全按照上述的教學(xué)步驟完成試點(diǎn)教學(xué)，但教學(xué)效果有較為突出的體現(xiàn)。
4未來(lái)展望
高職院校是高素質(zhì)應(yīng)用型人才的搖籃。產(chǎn)教研的進(jìn)一步結(jié)合，是高職院校發(fā)展的必然趨勢(shì)。這一創(chuàng)新教學(xué)模式可以在興趣小組的基礎(chǔ)上，保持與每一位成員的聯(lián)系合作，不管其位于何地，從事怎樣的職業(yè)，擔(dān)任什么樣的職務(wù)，都要以老師為主線，保持暢通的聯(lián)系與合作。這樣，隨著時(shí)間的流逝，興趣小組所研究課題的科技含量會(huì)越來(lái)越高，也會(huì)越來(lái)越貼近實(shí)際，必能吸取更多的老師、學(xué)生和企業(yè)的參與。此時(shí)，在學(xué)院的幫助與支持下，可以創(chuàng)建與之相適應(yīng)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)招生、教學(xué)、研究、制造、銷售、就業(yè)相輔相成的良性循環(huán)，促使高職院校發(fā)展到一個(gè)新的層次。
