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機械制造工藝的合理化機械設計研究
摘要:
在機械制造工藝中,對機械設計進行合理化處理是確保機械產品質量的關鍵,而機械制造企業生產的目的是為了擴大規模,獲得最大經濟效益,因此,應有針對性地對機械設計進行研究。從機械制造工藝流程入手,對機械制造工藝中的合理化機械設計進行系統分析和探討,希望可以為我國的機械制造發展提供幫助。
關鍵詞:
機械制造工藝;合理化;機械設計
1機械制造工藝流程
從整體角度來對機械制造工藝流程進行分析,機械制造工藝流程如圖1所示。
1.1制造程序
農業機械化專業英語特點及教學方法
[摘要]面對智能農業裝備的快速發展,農機專業英語需要培養既懂專業知識又具有較強運用專業外語能力的綜合性人才。根據農業機械化專業英語的特點、結合崗位需求和培養要求對其教學方法進行了探索。采用興趣式教學方法,學生為主導,結合學習內容來激發學習專業英語的興趣;通過反轉課程和小組討論方法把學生變被動為主動,通過備課環節增強查閱資料和自主學習的能力。通過對專業英語的教學方式探索,使學生的學習興趣和學習動力增強,取得了良好的效果。
[關鍵詞]農業機械;專業英語;教學方法
一、引言
隨著中國與國外在相關技術領域交流的日益增多,國內外學術交流活動也逐漸增多,要求農機專業人員不斷學習先進國家的經驗和技術,以此來增強自己的科研開發能力,促進我國農業機械發展。通過農業機械化專業英語學習,可以使學生閱讀和理解專業英文資料的能力有所提高,這樣可以學習和借鑒國外先進的農機裝備技術,更好地使所學知識與國際接軌。在工作中也能更好地掌握一些國外進口農機裝備的使用、維修和保養技能。在學完本課程之后,使學生對所學專業的英語詞匯及專業學術文章的寫作方法與表達方式有較明顯改善。
二、課程介紹
本課程是農業機械化專業選修課程體系中專業拓展類課程,通過對農業機械化及其自動化專業課程體系優化,開設該課程目的是為了使本專業學生能夠掌握農機類專業常用專業術語,掌握一些習慣英語表達,培養本專業學生閱讀和翻譯本專業外文資料的能力。該課程屬于專業課程體系中專業拓展模塊的專業選修課,理論教學32學時,上課時間為大三下學期。所講授內容主要節選自《農業工程英語》《機械制造專業英語》和《農業專業英語》。主要講授專業類論文為主,論文都是與農業工程相關的內容。通過學習論文,了解本專業領域的相關基礎和前沿發展,鍛煉和提高學生綜合運用能力。
三、農業機械化專業英語特點
基于教學能力的機械設計論文
一、在理論教學中灌輸科研項目研究的前瞻性
對于機械專業的本科生、研究生而言,所有機械設計類課程都具有相當重要的理論價值,可以提高學生的理論素養。但是這類課程在教學和學習過程中往往比較枯燥,且具有一定的難度,如果純粹按照嚴謹的理論體系進行教學,學生容易失去學習的興趣和動力,甚至覺得所學的知識一無所用。所以迫切需要教師在教學過程中,灌輸教學內容的理論意義、價值與應用,要做到這一點,最好的也是最自然的方式就是將教師的課題引入到教學過程中來。機械專業教師所研究的課題,無論是縱向或橫向課題,在其所用的研究理論、研究方法和研究手段上,必定都存在與機械設計類課程非常貼切的內容,需要應用機械設計系列課程的理論和方法去解決。例如在解決某型號轉塔沖床在加工過程中的振動和噪聲問題,就要了解機床的結構設計特點及工作原理,需要涉及機械設計與機械原理等課程的內容;要對機床的振動與噪聲進行實際測量,需要掌握機械振動、機械測試與分析等課程有關的知識;為了對機床進行減振降噪,可以在有限元分析、優化設計等課程中提出解決這一問題的方法與思路??傮w而言,任何一個課題的研究,尤其是橫向課題,都有很多可以在教學過程中值得與學生分析與探討的內容,可以讓學生了解所學知識的重要性和工程應用價值。
二、在研究方案制定過程中培養學生的研發能力
目前針對工科專業的研究性教學而言,以“項目和課題研究為導向”的教學方式非常貼切現行教學改革的要求和趨勢。該教學模式可以將學習、研究、實踐有機地結合起來,充分發揮學生的主體作用,使學生能創造性地運用所學的知識和能力,通過自己的主動探索、主動思考、主動實踐,自主地發現問題、研究問題和解決問題。首先,教師在講課內容中要增加具體的工程實例,同時注重引導學生注意身邊的工程問題,鼓勵學生參與提煉工程主題,并將工程主題與教學重點內容結合起來。在進行項目研究方案的制訂與討論過程中,可以先介紹課題的來源、背景、研究需求和研究目標,讓學生以分組的形式去查資料,閱讀查文獻,了解目前的研究現狀及研究方法,制定課題的研究方案,引導學生展開課堂討論,并根據所學的知識提出解決問題的方法,這樣可以將抽象的理論與具體的工程背景結合,使抽象的工程問題變得豐滿有趣,從而強化學生的工程概念與背景。然后,將學生帶到企業,進入生產現場和使用現場,獲得對所研究課題的感性認識,掌握和了解課題實際存在的問題,形成教學與實際結合起來的課外教學方式,通過學生親身實踐、工程技術人員的介紹以及教師的深入分析,使學生對研究的內容和課題有較為深刻的理解,便于制定更為具體和合理的研究計劃。例如在對某型號的路燈燈桿進行強度與可靠性研究時,可以運用力學知識進行理論計算,再進行實際測量,最后進行優化設計,這一過程幾乎會涉及到機械設計類的所有課程。
三、在項目實施過程中鍛煉學生的實踐能力
對于工科的本科生和研究生而言,我們現在的人才培養非常重視專業知識的學習,畢業后學生可以掌握本專業系統的理論知識和一定的實踐能力。但很多畢業生在進入工作崗位后,往往還需要2~5年時間的重新學習與培訓,才能具備較好的工程素養,也才能獨立解決工程實際問題,從而造成企業人力與財力的浪費,使得企業在招聘人才時,首先考慮的不是學生的文憑和學習成績,而是工作經歷和工作經驗。近幾年本科教學大綱經歷了至少兩次修訂,修訂過程中已經注意到這個問題,并且正在進行較大幅度的改革,其主要做法是加大實踐性教學環節的比重,實行企業與學校的聯合培養模式,其目標就是在工程應用、生產實際中培養學生獨立思考與解決問題的能力。如果能夠讓學生參與到教師與企業合作的課題中來,在項目研究與實施的過程中,讓學生將學到的知識應用于解決具體的工程問題,就可以實現新大綱修訂的宗旨,滿足新大綱的要求。橫向課題是企業在生產過程中或客戶在使用過程中發現和提出來的技術難題,往往具有一定的難度,課題的研究也是一項系統工程,其研究成果可以直接提升產品質量,產生明顯的社會和經濟效益。所以首先需要對研究的對象進行全面的了解、分析、調研與查閱資料,包括設備的結構、功能、使用方法、產品質量的評估等,這方面的研究可以培養學生畫圖、識圖、查閱文獻的能力。確定了詳細的研究方案之后,就要進行課題的研究,該研究過程往往歷時幾個月,甚至一年以上。在此研究過程中,學生需要參與大量的研究工作,可以在教師的指導下將學到的系統知識應用于理論計算,通過對理論知識的復習和應用,了解理論研究的價值,加深對理論知識的理解;學生還可以從事實驗分析和實際測試,不但可以在實驗室對試樣進行試驗,進一步熟悉實驗室儀器與設備的使用方法和技巧,還可以到車間進行實際測量,掌握現代測試儀器的操作和使用,并在試驗和測試完成后,進行數據的處理工作;在試驗研究的基礎上,培養學生利用先進的計算機仿真手段進行優化設計,通過學習先進的三維設計軟件、有限元計算軟件等進行結構的改進設計研究工作,并將計算結果與實驗結果進行對比,及時了解優化設計的效果,從而達到研究的目的。讓學生深度參與課題的研究過程,一方面可以使學生獲得較為全面、系統的學習與訓練。對機械專業學生而言,可以對實驗應力分析、有限元分析、機械振動、機械結構的測試分析以及優化設計等現代設計類的重要課程和知識點有非常深刻的了解;另一方面還可以對企業的產品、要求、技術、研發甚至市場都有比較全面的接觸。這樣對畢業生就業而言,所提供的參與這些企業課題研發的經歷,對企業來說無疑具有極大的吸引力。最為關鍵的是,這些學生一旦進入相關行業,馬上可以發揮很大的作用,能夠獨當一面解決企業面臨的具體工程問題。
四、在項目成果的總結中提高學生的綜合能力
機械設計課程教學改革及實踐
【摘要】機械設計是機械類專業學生的主干課程之一,是一門綜合性較強的專業課。本文根據應用型普通高等本科院校的培養目標,并結合機械設計課程的特點與教學實踐經驗,圍繞課程的教學內容、教學方法及考核方式進行了改革探索。通過課程的教學改革,激發學生的學習動力和學習興趣,培養學生的自學能力、科研能力與創新能力,使得課程更適合于應用研究型高校。本文的研究為機械設計課程教學的改革與發展提供一定的借鑒意義。
【關鍵詞】機械設計;教學內容;教學方法;教學改革
一、教學內容重構
應用型本科院校側重于對理論知識的應用,主要培養的是與地方經濟發展相適應的應用型技術人才。因此,應根據應用型、技術型、地方性的人才培養目標以及機械工程學科發展趨勢,設定機械設計課程的教學內容。隨著社會的不斷發展,機械在許多領域中呈現出高速化、輕量化、高效率、多功能以及環保節約等特點。機械設計課程應去掉比較陳舊的內容,增加與信息工程、人工智能等技術相關的內容。例如,在教學舉例中,增加當前國家關注度比較高的機械,比如航空航天裝備、機器人以及數控機床等。此外,教學內容應與學校航空航天特色緊密聯系。例如,在講授齒輪傳動時,標準齒輪壓力角為20°,航空齒輪為增加抗彎能力,壓力角為25°。
二、教學方法改革
1.學習興趣培養
學習興趣可激發學生的求知欲、學習熱情和創造力。教師可以通過一些教學策略培養學生的學習興趣。比如,在教學過程中,可以給學生推薦一些關于機械工程發展史的書籍。學生可以通過閱讀,了解機械工程發展的來龍去脈,對一些機械設備得到感性認識,培養學生的學習興趣。另外,在教學過程中,教師要了解學生的需求和興趣,創建學習氛圍,組織小組討論機械的結構特點,在討論后由老師給予點評以及適當的鼓勵,來促使學生積極投入到學習過程當中。
機械設計制造及其自動化畢業設計探索
【摘要】本文以西安石油大學機械設計制造及其自動化專業工程教育專業認證為背景,以提高本專業畢業生的專業素質與質量為根本,從畢業設計的選題、提升導師素質、加強企業聯合、完善領導督導、實習實踐等多個過程進行教學改革與探索,力求達到提高畢業生就業率、提升畢業生專業水平、提高用人單位滿意度及滿足工程教育專業認證標準的目的。
【關鍵詞】工程教育專業認證;機械設計制造及其自動化;畢業設計;教學改革
工程教育專業認證是確保普通高等院校工科專業畢業生達到行業普遍認可的質量標準的重要工程教育質量保障制度。工程教育認證工作的開展對于提高我國工程教育人才培養的質量,促進工程教育創新與改革,構建我國高等工程教育新體系,具有深遠的意義[1]。西安石油大學機械設計制造及其自動化專業作為國家級特色專業、陜西省特色專業、陜西省名牌專業以及教育部第二批“卓越工程師教育培養計劃”試點專業[2],自2017年以來以工程教育專業認證的12條標準為導向,積極組織參與工程教育專業認證。西安石油大學機械設計制造及其自動化專業要求學生掌握扎實的數學、自熱科學、機械工程基礎和專業知識,所涉及到基礎課、專業課繁多。其中,畢業設計是全面檢驗專業課程體系是否合理、專業培養與學校培養目標能否達成最為關鍵的一環[3-5],畢業設計作為畢業生踏出校園、走上工作崗位前的最后一次“練兵”“軍演”,是銜接理論知識與工程實踐的重要紐帶與橋梁,是畢業完成角色轉變的關鍵環節,是檢驗畢業生是否合格的關鍵依據,也是企業挑選人才的重要參考。因此,本專業在工程教育專業認證背景下,以工程教育專業認證的要求為依據,結合以往指導畢業設計所積累的經驗,主要從以下幾個方面進行改革與探索。
1加強畢業設計選題與審核
選題之前,針對相關教師和學生應認真做好對畢業設計(論文)環節的思想動員,組織教師(特別是青年教師)認真學習新修訂的《西安石油大學本科畢業設計(論文)工作管理規定》相關內容、《工程教育認證辦法》及《工程教育專業認證學校指南》,強調工程教育專業認證對學生、對教師以及對學院乃至學校發展重要性及必要性,充分調動教師和學生以工程教育認證標準為綱,合理、規范推進每一步工作。導師在選題時應因材施教,鼓勵指導教師結合自己所承擔的科研項目類型制定緊密結合工程實際、難度適當、工作量飽滿、能激發畢業生對畢業設計興趣的畢業設計題目。畢業設計題目初定之后,院系應邀請校外企業專家與本校指導教師組成專家評議小組按照圖1所示的表格對畢業設計題目的課題來源、難易程度、工作量以及與工程的結合程度進行逐一審核,并對存在異議的題目給出建設性意見。學生選題之時,實行網上導師、學生雙向選擇制。先由學生選擇題目與導師,再由導師選擇學生,對于落選學生與導師進行二次選擇與分配,最大程度讓導師與學生雙方都能得到一個滿意的選擇結果,從而充分調動導師、學生參與畢業設計的積極性。
2提高教師素質、加強畢業質量保障監督
畢業設計沒有固定上課時間、教師指導時間,各高校都或多或少存在學校監督難度大、導師對學生指導“放羊”現象。因此,為保證學生畢業設計質量,首先應提升導師自身專業水平、職業道德,要求導師嚴以律己、以身作則,尤其加強導師責任心建設,把畢業生對導師的評價作為導師職稱評聘與評優的重要指標之一。本專業嚴格落實工程教育專業認證教學過程質量監控機制,建立校、院(部、系)、系(教研室)三級督導體制,嚴格把控畢業設計的各個階段。對每一位畢業生實行導師負責制,要求導師在畢業設計選題、開題、中期、設計提交階段均安排檢查,中期考核采用小組答辯的形式,并要求導師在各個指導環節都要網上留痕。學院則在選題、中期、答辯、成績審核等多個階段進行抽查。畢業答辯時學院則認真組織推行畢業設計(論文)二次答辯(每個答辯小組的后兩名參加二次答辯),對學生的學業嚴加督促,進一步保證畢業設計質量。
培育及提升機械設計能力
作者:朱維兵 單位:西華大學機械工程與自動化學院
突出工程觀點機械設計課程是一門實踐性很強的課程,而學生缺乏實踐經驗和感性認識,因此我們充分利用實驗課、課程設計等實踐環節,培養學生應用工程觀點提高分析問題和解決問題的能力。實驗課在傳授知識和技能方面有著理論課無法替代的作用,它的特點是觀察目標明確、清晰,原理結構易懂、有針對性,可動手操作等。我們要求學生仔細觀察、分析,并將實際結果和有關原理進行分析、對比和歸納總結。如動平衡實驗、螺栓組連接實驗等幾個驗證性實驗,目的就是驗證理論知識,培養實驗動手能力,同時提高學生應用工程觀點分析問題的能力。課程設計是本課程及相關課程知識的一次綜合運用,是學生第一次較全面的設計訓練,是對學生設計思想、設計方法和設計能力的一次鍛煉和檢查。在此過程中,前一階段教學中存在的問題會顯露出來,因此這是系統培養和強化學生工程觀點的一次難得的機會。
將單個零部件的設計與整機設計結合起來在實際的工業應用中,零部件往往不是單獨使用的,它們要相互連接、配合形成系統進行工作。因此,機械設計課程教學的目標決不僅僅是為了能夠進行單個零部件的設計,而是面向實際機械系統的設計。但目前國內高校機械設計課程的內容在編排上都是以零部件進行分塊講解,各個零部件之間沒有很好地建立有機的聯系,學生在學完整個課程之后雖然能夠進行單個零部件的設計,但面臨整機設計中的零部件之間相關問題設計往往無所適從。為此,我們在教學中每講到某一個零部件的設計時總要抽出一定的時間詳細介紹一下該零部件與其他零部件之間的關系、設計中如何進行相互協調等。
合理使用教學方法與教學手段
1采用多媒體教學,提高教學效果學校在多個校區建立了設備先進,條件優越的多媒體教室,能保證全校機械設計課程的多媒體教學。從2000年開始研究利用信息技術進行教學手段和教學方法的改革,進行多媒體課件的研制工作,完成了《機械設計基礎》、《機械工程基礎》、《機械設計》三門課程的多媒體課件,所用素材內容豐富、經典生動,學生反映良好,使用方便省時高效;使教師授課空間由二維的黑板擴展到了更真實、自然的多維空間,為改革傳統的教學方法和教學手段提供了新的發展機遇。
2多樣化的課堂教學幫助學生掌握重點、克服難點理論課加強啟發式,采用多媒體和黑板相結合,并輔以配套電子版教材,幫助學生聽課與復習;習題課通過抓住典型習題,舉一反三,以點帶面;討論課以實際工程為背景,使學生在分析能力提高中理解重點;實驗課充分發揮開放實驗室的作用,使學生在自主動手能力提高中突破難點。
3建設“機械設計”省級精品課程網站利用校園網提供的網絡教學平臺,為學生提供了教學課件、學習指導、復習思考題、練習題等大量的學習資源,節省了學時,提高了教學效率和教學質量,也培養了學生的自學能力。
數控專業畢業設計現狀及辦法淺談
摘要:針對高職“數控技術”專業當前畢業設計環節中出現選題單一、畢業設計論文指導難以監控、畢業設計質量不高、論文答辯言不達意等現狀,筆者根據貴州電子科技職業學院近幾年的畢業設計情況,提出了采用提前做好安排、提供規范的畢業設計論文模板等多種解決辦法,以解決相關問題,僅供參考。
關鍵詞:高職院校;“數控技術”專業;畢業設計;現狀;解決辦法
1畢業設計的目的和意義
畢業設計是對學生在大學期間所掌握知識、技能及其運用能力的綜合性檢驗;是一次全面考核培養目標的重要教學環節,對提高學生綜合專業知識、設計能力、加工能力和個人專業素養具有至關重要的作用;是培養大學生的工作實踐能力和創新精神的重要環節[1]。同時,也是學生能否順利畢業、衡量教學水平的重要依據,對本專業在優化教學計劃和教學改革方面具有指導性意義[2]。
2“數控技術”專業畢業設計的現狀
2.1學生技能單一。高職院校的畢業設計綜合了理論知識、軟件運用能力和加工技能。通過近兩年該院“數控技術”專業學生畢業設計情況來看,選題難度不好把控,學生專業技能參差不齊,理論基礎扎實的學生在軟件繪圖和加工技術方面不一定強,加工技術水平較高的學生理論基礎又較薄弱,在基礎理論、軟件運用和加工技能都很全面的學生很少。所以在選題方面給指導教師帶來很大困惑,能寫設計說明書的學生加工不出零件,能加工零件的學生寫不出設計說明書;導致畢業設計質量不高,畢業設計形式高五花八門。由于人才應用市場要求“數控技術”專業學生需具有操作機床、編制加工工藝、編寫加工程序和造型設計等綜合能力,導致學生畢業后不能滿足現代崗位對數控專業人才的需求,同時也偏離了專業能力培養目標。
2.2選題單一問題該院“數控技術”專業畢業設計題目主要由指導教師提供,也有極少數學生根據自身專業水平創新設計課題。這種主要由教師提供課題的方式,一方面對學生不一定合適,學生不一定感興趣,甚至實用性不強;另一方面限制了學生的創新思維發展,寫不出有價值的畢業設計論文。
農機化領域課程研究
本文作者:袁巧霞 張終 譚鶴群 單位:華中農業大學
農業推廣碩士農業機械化領域的設置是我國農業機械專業學位制度的完善,也是推進我國農業機械行業職業教育發展的一大舉措,它主要為農業機械化研究、應用、開發及推廣,農業機械化教育等企事業單位和管理部門培養應用型、復合型高層次人才。自2004年國務院學位辦批準農業推廣碩士設置農業機械化領域以來,華中農業大學就獲得了此領域招生及授予學位的權利,并隨之制訂了詳細的培養方案,建立了相應的課程體系。但由于農業推廣碩士本身具有成人性、業余性、對口性、速成性等特點[1],加之農業機械化領域報考群體小,生源類型多,報考人員所從事的專業方向各異,其原有專業背景也存在較大的不同,使得現有培養方案和課程體系存在一些缺陷。因此,突破現有的培養模式,建立適合的農業機械領域推廣碩士的培養方案及課程體系對于提高農業推廣碩士培養質量很有必要。
一、農業機械化專業特點及其對農業推廣碩士的目標要求
隨著我國農業經濟的發展,農業機械化的服務領域已逐漸擴大,從單一農田作業機械化擴展到農、林、果、牧、漁多種經營全方位的機械化,并貫穿產前的生產資料供應、產中的生產作業和產后農副產品貯藏、加工、運輸和銷售的機械化、機電一體化和智能化檢測與控制。農業機械服務領域的擴大,非常直接地給農業機械技術推廣戰線上的技術人員提出了新的目標和新的任務,這就是要根據農、林、果、牧、漁各業生產、農村建設以及農民生活的需要,示范推廣農業機械化新技術、新機具,普及農業機械化科學技術知識,指導農業生產人員改善生產條件,提高勞動生產率,有效利用資源,增加產品產量,改善品質[2]。華中農業大學依據服務農業機械化領域的這種要求,本著樹立“大農業大農機”的思想,在農業機械化一級學科的基礎上,其學科研究領域的設置涵蓋農業工程主要領域,包含農業機械化工程、農產品加工技術與裝備、農業生物環境與能源工程以及農業裝備自動化與測控等專業方向,其中除農業生物環境與能源工程外,其它各方向均是圍繞著農業機械全程機械化體系開展學科研究和推廣服務。
農業機械化專業高層次人才的培養包括學術型碩士學位和農業推廣碩士學位兩種類型。學術型高層次人才的培養目標是使學生具備農業全程機械化及其自動化裝備的研究與設計、使用管理等方面的知識,能在農業機械設計,農業機械化生產管理及服務部門從事農業機械及相關裝備性能設計,農業機械化規劃與管理,教學與科研等方面工作。對這類人才的培養更多地是注重他們的教學、科研等學術水平的提高和科研能力的培養,而不重視他們解決實際問題能力的培養,使他們的知識結構和能力結構限制在一個較窄的領域,較難適應目前農業機械化產業發展的需求,難以勝任農業推廣系統職業的要求。
農業機械化領域的推廣碩士是具有專業背景,與農業機械化推廣等任職資格相聯系的專業性學位,與農業機械化專業的工科碩士是屬于同一層次,但它主要為農業機械推廣單位和管理部門培養具有扎實的基礎理論知識、寬廣的專業知識及相關人文、管理和社會知識,能夠從事農業機械設備推廣、技術服務、農村發展、行政管理及農業機械教育的高層次應用型和復合型人才,即它更側重于應用。其知識結構應突破現行的農業機械工科碩士的培養框架,課程體系在專業性的基礎上以農業機械生產系統的整體性為依據進行綜合設計,并達到機與電、農機與農藝、技術與管理三個相結合,強調知識面寬,相關知識豐富。他們要了解我國農業、農業機械以及農村的發展狀況,了解農民的心理,了解農村社會,因此他們不僅要掌握現代農業機械推廣理論和方法,還要掌握農村社會學、農民心理學、農業系統學以及農村政策法規、農業機械產品市場營銷、金融和管理等方面的基本知識。由于農業機械推廣在很大程度上是一種信息收集、傳播和運用的過程,農業推廣人員應能主動汲取各種信息,并且能將科學技術進行物化[3],這需要他們具備較強的創新能力、信息收集處理能力、組織管理能力以及與各方溝通協調能力,才能保障工作順利進行。
二、農業推廣碩士農業機械化領域課程體系基本狀況分析