時(shí)間:2023-03-16 15:47:21
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高職《機(jī)械制圖》課程要改革,要適應(yīng)“工作本位學(xué)習(xí)”形式的要求,首先要對(duì)“工作本位學(xué)習(xí)”的特點(diǎn)進(jìn)行充分的了解,從上述可知,“工作本位學(xué)習(xí)”的實(shí)施過(guò)程是在工作現(xiàn)場(chǎng)完成的,是把完成任務(wù)的過(guò)程與學(xué)習(xí)的過(guò)程完全結(jié)合在一起,工作即課程,課程即工作。那么,對(duì)實(shí)際工作過(guò)程進(jìn)行調(diào)查分析是十分必要的。高職機(jī)械專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是為機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)培養(yǎng)技能型人才,根據(jù)相關(guān)資料顯示,機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)人才構(gòu)成比例為:機(jī)械零件加工人員為60%,機(jī)械裝配人員為20%,機(jī)械維修人員為10%,現(xiàn)場(chǎng)工藝和管理人員為10%。我們選擇比例最大的機(jī)械零件加工人員作為調(diào)查對(duì)象,對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行調(diào)查,整理如下。
通過(guò)上表零件加工的工作過(guò)程可以知道,圖紙和工作者之間有著十分密切的關(guān)系,在工作過(guò)程的36個(gè)步驟中,有24個(gè)步驟與圖紙有直接的關(guān)系,其余步驟也有間接的關(guān)系。通過(guò)對(duì)上述過(guò)程的分析,我們可以得出以下結(jié)論:
(1)圖紙的作用貫穿于整個(gè)零件加工工作過(guò)程之中;
(2)圖紙產(chǎn)生在工作過(guò)程之前;
(3)圖紙是下達(dá)工作任務(wù)的依據(jù);
(4)圖紙?jiān)诠ぷ鬟^(guò)程中處于指導(dǎo)性地位;
(5)工作者的工作過(guò)程自始至終是理解圖紙內(nèi)涵、服從圖紙指令、遵循圖紙規(guī)定、執(zhí)行圖紙要求、實(shí)現(xiàn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)思想的過(guò)程。
上述調(diào)查和分析充分體現(xiàn)了工作過(guò)程、工作者、圖樣三者之間的關(guān)系,也給高職《機(jī)械制圖》的改革指明了方向。
2“工作本位學(xué)習(xí)”的基本內(nèi)涵
從20世紀(jì)末開(kāi)始,工作本位學(xué)習(xí)(workbarninglearning)以一種新的學(xué)習(xí)形式在全世界范圍得以迅速的發(fā)展與普及,它是一種以滿(mǎn)足學(xué)習(xí)者的需要,把學(xué)習(xí)和工作結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)在工作現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)造新的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)的大學(xué)層次課程的學(xué)習(xí)計(jì)劃?!肮ぷ鞅疚粚W(xué)習(xí)”本質(zhì)上是一項(xiàng)在工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的、以工作任務(wù)為單位組織,通過(guò)工作任務(wù)的完成來(lái)建構(gòu)與職業(yè)相關(guān)的知識(shí)和技能。在這一過(guò)程中,強(qiáng)調(diào)“學(xué)”而非“教”,強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)參與實(shí)踐。因此是一種合作教育計(jì)劃。
3高職《機(jī)械制圖》課程改革的思考
3.1正確進(jìn)行課程目標(biāo)定位
高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位是以培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理第一線(xiàn)的高等職業(yè)技術(shù)應(yīng)用型和技能操作型人才為根本任務(wù),來(lái)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求。對(duì)機(jī)械類(lèi)而言,就是為機(jī)械制造企業(yè)培養(yǎng)機(jī)械制造、生產(chǎn)、加工一線(xiàn)的高等應(yīng)用型和技能操作型人才。作為機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主要基礎(chǔ)課程的《機(jī)械制圖》,同樣必須服從和服務(wù)于培養(yǎng)生產(chǎn)一線(xiàn)所需要的機(jī)械生產(chǎn)、加工崗位人才的目標(biāo)。根據(jù)前文的機(jī)械零件加工過(guò)程調(diào)查可知,其工作過(guò)程的主要任務(wù)是“識(shí)讀”圖樣,通過(guò)“識(shí)讀”,正確理解圖樣內(nèi)涵,忠實(shí)執(zhí)行圖樣要求,準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)圖樣設(shè)計(jì)目標(biāo),而不是設(shè)計(jì)繪制圖樣。因此,高職《機(jī)械制圖》課程的主要任務(wù)是,為機(jī)械生產(chǎn)、加工一線(xiàn)職業(yè)崗位人員培養(yǎng)識(shí)圖能力,而不是圖樣繪制能力。所以課程名稱(chēng)建議改成《機(jī)械圖學(xué)》,一方面名稱(chēng)涵蓋更加廣泛,另一方面體現(xiàn)課程目標(biāo)任務(wù)的更改,弱化了圖形繪制這一特定的概念。
3.2努力實(shí)現(xiàn)教學(xué)中心轉(zhuǎn)移
按照高職教育教學(xué)規(guī)律的要求,要實(shí)現(xiàn)三個(gè)中心的轉(zhuǎn)移,即以教材為中心向以職業(yè)崗位需求為中心轉(zhuǎn)移;以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)移;以課堂為中心向以工作過(guò)程和工作現(xiàn)場(chǎng)為中心轉(zhuǎn)移。只有理清了高等職業(yè)教育的這些新思路和新觀(guān)念,才能都搞好《機(jī)械制圖》教學(xué)改革。高職圖學(xué)課程必須緊緊圍繞“識(shí)圖”這一目標(biāo),著力構(gòu)建以“基本體識(shí)讀――組合體識(shí)讀――零件圖識(shí)讀――裝配圖識(shí)讀”為核心內(nèi)容的機(jī)械圖識(shí)讀體系,立足學(xué)生圖樣識(shí)讀能力的培養(yǎng),其他相關(guān)內(nèi)容只能服務(wù)于“圖樣識(shí)讀”這一主題,凡是與圖樣識(shí)讀能力相關(guān)的內(nèi)容,例如零件圖知識(shí)、國(guó)標(biāo)知識(shí)等都要強(qiáng)化,而與制圖能力相關(guān)的內(nèi)容都應(yīng)該弱化,對(duì)理論性過(guò)強(qiáng)、過(guò)于抽象的內(nèi)容應(yīng)該刪除。
3.3培養(yǎng)綜合應(yīng)用分析能力
(1)總體識(shí)讀分析能力:對(duì)機(jī)械圖樣進(jìn)行總體識(shí)讀,對(duì)加工件的名稱(chēng)、材料、大小、重量、圖物比例等進(jìn)行全面了解分析,對(duì)工作任務(wù)形成總體印象;
(2)圖學(xué)知識(shí)分析能力:每個(gè)圖的名稱(chēng)、圖與圖之間的關(guān)系、使用了什么表達(dá)方法、特殊畫(huà)法、簡(jiǎn)化畫(huà)法等心中有數(shù);
(3)形體識(shí)讀分析能力:運(yùn)用形體分析方法對(duì)零件的形狀、結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確的分析認(rèn)定;
(4)尺寸識(shí)讀分析能力:對(duì)照?qǐng)D樣能準(zhǔn)確識(shí)別尺寸基準(zhǔn),從功能上對(duì)全部尺寸進(jìn)行分類(lèi),能分辨哪些是本工序加工尺寸、哪些是非加工尺寸;
(5)公差識(shí)讀分析能力:能對(duì)圖樣上的尺寸公差、形狀公差、位置公差進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)讀和理解;
(6)技術(shù)條件分析能力:,按照?qǐng)D樣標(biāo)注的要求,確定加工件的表面加工要求和其他技術(shù)、工藝要求;
(7)加工工藝分析能力:按照?qǐng)D樣表達(dá)的工件特征,確定本崗位加工的任務(wù)范圍,編制合理的加工程序;
(8)設(shè)備工具分析能力:按照?qǐng)D樣表達(dá)的工件特征,和加工位置及加工尺寸等要求,正確分析選擇加工設(shè)備和相關(guān)的工具;
(9)定位裝夾分析能力:按照?qǐng)D樣表達(dá)的工件特征,選定合理的定位形式和裝夾方法;
(10)技術(shù)測(cè)量分析能力:按照?qǐng)D樣標(biāo)注的尺寸及公差的特點(diǎn),正確分析和選擇量具及測(cè)量方法。
從上述能力結(jié)構(gòu)可以得知,這種圖樣識(shí)讀體系中,一方面注重從圖學(xué)知識(shí)角度的讀圖能力的應(yīng)用和延伸,另一方面,更加注重工作現(xiàn)場(chǎng)讀圖的特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)圖學(xué)知識(shí)和其他學(xué)科知識(shí)的互相滲透、互相融合、互相補(bǔ)充,注重多學(xué)科綜合應(yīng)用能力的形成和培養(yǎng),養(yǎng)成多角度讀圖和多工種身份讀圖,使圖樣識(shí)讀的過(guò)程由淺入深、由表及里、由被動(dòng)到主動(dòng)。
3.4適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需要
高職教學(xué)內(nèi)容的選取,應(yīng)該服從和服務(wù)于職業(yè)崗位的需要。從前述工作過(guò)程調(diào)查可知,工作者從接受工作任務(wù)以后,識(shí)讀圖樣幾乎伴隨整個(gè)工作過(guò)程,而畫(huà)圖的機(jī)會(huì)非常少,使用尺、規(guī)、圖板作圖的情況,在工作現(xiàn)場(chǎng)幾乎不可能發(fā)生,因此,在《機(jī)械圖學(xué)》的教學(xué)中,應(yīng)該減少和弱化傳統(tǒng)的尺規(guī)作圖內(nèi)容。但是這并不意味不需要畫(huà)圖教學(xué)的內(nèi)容,在工作現(xiàn)場(chǎng)工作者之間的交流是十分頻繁的,根據(jù)工作現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要,培養(yǎng)和強(qiáng)化工作者的徒手畫(huà)圖能力是十分必要的,特別是徒手畫(huà)立體圖和零件草圖,這方面教學(xué)內(nèi)容的安排和作業(yè)訓(xùn)練應(yīng)該引起教師的重視。
3.5提供職業(yè)應(yīng)用發(fā)展平臺(tái)
高職教育是人生職業(yè)生涯中的一個(gè)階段,它既要前面的教育提供基礎(chǔ),又要為后續(xù)學(xué)習(xí)和發(fā)展提供平臺(tái),因此,《機(jī)械圖學(xué)》課程同樣要承擔(dān)這樣的任務(wù),為此,在確保高職階段以圖樣識(shí)讀為主要內(nèi)容的前提下,在教學(xué)安排上可以作兩方面考慮:
其一,引入選學(xué)機(jī)制,設(shè)置畫(huà)法幾何、繪圖方法和技巧、展開(kāi)圖、焊接圖等選學(xué)模塊為有制圖職業(yè)志向的學(xué)生和多崗位發(fā)展的學(xué)生提供空間。
其二,計(jì)算機(jī)的發(fā)展與普及是科技現(xiàn)代化的時(shí)代特征,增加計(jì)算機(jī)繪圖內(nèi)容,讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)繪圖的基本方法,為學(xué)生未來(lái)發(fā)展構(gòu)筑平臺(tái)。
摘要:“工作本位學(xué)習(xí)”是適合高職教育特點(diǎn)的學(xué)習(xí)形式,通過(guò)對(duì)工作過(guò)程的調(diào)查分析,確定高職機(jī)械制圖改革的主要任務(wù)和改革的基本思路。正確進(jìn)行課程目標(biāo)定位,努力實(shí)現(xiàn)教學(xué)中心轉(zhuǎn)移,培養(yǎng)綜合應(yīng)用分析能力,適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需要,提供職業(yè)應(yīng)用發(fā)展平臺(tái)。
關(guān)鍵詞:工作;學(xué)習(xí);高職;機(jī)械制圖;改革
參考文獻(xiàn)
[1]何銘新,錢(qián)可強(qiáng).機(jī)械制圖[M].北京:高等教育出版社,1999.
[2]呂守祥.機(jī)械制圖[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.
學(xué)完機(jī)械制造基礎(chǔ)課程后,學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用機(jī)械制圖、金屬材料學(xué)、金屬切削原理等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),因此該課程的涉及面廣,綜合性強(qiáng)。同時(shí),課程內(nèi)容來(lái)源于實(shí)踐,經(jīng)歸納、分析,進(jìn)行系統(tǒng)理論化后又應(yīng)用于實(shí)踐、指導(dǎo)實(shí)踐,故其實(shí)踐性也強(qiáng)。
二、對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容改革
筆者認(rèn)為,應(yīng)緊扣大綱,合理調(diào)整機(jī)械制造基礎(chǔ)課程內(nèi)容。為了突出機(jī)床教學(xué)的系統(tǒng)性,筆者把金屬切削機(jī)床及其運(yùn)動(dòng)、各種典型機(jī)床簡(jiǎn)介、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、典型機(jī)床夾具及其設(shè)計(jì)方法這幾章放在一起講授,這樣學(xué)生對(duì)與機(jī)床有關(guān)的知識(shí)才會(huì)有全面系統(tǒng)的了解。
三、對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)方法的改革
教師要把握教學(xué)目標(biāo),理論密切聯(lián)系實(shí)際。在該課程開(kāi)講前,學(xué)生進(jìn)行車(chē)、銑、磨、刨、鉆等機(jī)加工實(shí)習(xí),加深對(duì)刀具、夾具、機(jī)床、定位與夾緊、金屬切削、表面質(zhì)量、加工工藝、工序、工步等概念的感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生學(xué)習(xí)理論后又要重新回到實(shí)踐中去,用系統(tǒng)的理論來(lái)分析并解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)踐與理論學(xué)習(xí),學(xué)生必將加深概念,并學(xué)會(huì)應(yīng)用理論指導(dǎo)實(shí)踐。
四、教師應(yīng)不拘一格,靈活使用多種教法
1.舉例引入法
講授新課前,教師先講有關(guān)實(shí)例以導(dǎo)入新課內(nèi)容,把生活中與機(jī)械相關(guān)的內(nèi)容與教學(xué)相相合,讓學(xué)生充分體會(huì)到學(xué)以致用,調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)興趣。如可以實(shí)板上鉆孔為例,導(dǎo)入工步的概念。
2.提出問(wèn)題法
教師因勢(shì)利導(dǎo)地提出與新課知識(shí)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如向?qū)W生提問(wèn):“普通車(chē)床的用途是什么?”學(xué)生馬上就會(huì)聯(lián)想到車(chē)工實(shí)習(xí),從而進(jìn)一步想到車(chē)床實(shí)習(xí)的具體內(nèi)容。
3.小組討論法
教師將學(xué)生分為幾個(gè)小組,讓學(xué)生圍繞新課重點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)討論,以培養(yǎng)學(xué)生的組織能力、協(xié)作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。
4.課堂演示法
在講課過(guò)程中,教師可適時(shí)地展示與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)物、模型。這樣不僅能加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且有助于他們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。
5.對(duì)比教學(xué)法
通過(guò)把同類(lèi)相近知識(shí)對(duì)比教學(xué),以使學(xué)生牢固掌握新知識(shí)。如教師講述麻花鉆切削部分結(jié)構(gòu)時(shí),拿車(chē)刀切削部分作比較,使學(xué)生認(rèn)清六個(gè)刀具角度的基本定義。6.多媒體教學(xué)法教師應(yīng)該從降低課堂教學(xué)的難度出發(fā),多花時(shí)間做好多媒體課件,將相關(guān)的視頻、動(dòng)畫(huà)等穿插教學(xué)中。如將各種機(jī)床的外形、車(chē)刀的結(jié)構(gòu)等通過(guò)計(jì)算機(jī)投影技術(shù)展示給學(xué)生,使學(xué)生能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)的畫(huà)面,輕松地理解教師的教學(xué)意圖。這樣把復(fù)雜的內(nèi)容簡(jiǎn)單化、抽象的概念形象化、靜態(tài)的問(wèn)題動(dòng)態(tài)化,有助于學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容。
五、小結(jié)
2-ø9.1圓孔,法向角度為38.57°,2-ø12.1圓孔,法向角度為51.83°,為保證零件質(zhì)量,均需采用斜楔沖孔。另外因?yàn)樾兔娴钠露容^大,若采用正裝斜楔,斜楔滑塊設(shè)計(jì)在下模,設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)都比較簡(jiǎn)單,但制件的送入和取出都比較困難,模具的尺寸還要額外加大。為不影響送料和取料,保證了模具結(jié)構(gòu)的緊湊,節(jié)約模具的材料,選擇吊裝斜楔的結(jié)構(gòu),滑塊位于上模。但16.1×10.1的長(zhǎng)圓孔,法向角度為58.26°,若采用標(biāo)準(zhǔn)斜楔,則驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)困難,并且為保證沖孔凸模的通過(guò),壓料板削弱較多,壓料板強(qiáng)度不好,須采用非標(biāo)設(shè)計(jì)的反向運(yùn)動(dòng)拉楔結(jié)構(gòu)。
2模具結(jié)構(gòu)
在滿(mǎn)足客戶(hù)要求的情況下,模具結(jié)構(gòu)必須達(dá)到工序卡、DL圖的要求,保證沖壓件的質(zhì)量,對(duì)于本工序,主要是孔的尺寸和形位要求和零件的輪廓要求。模具設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)明、精巧。該模具主要由上下底板、壓料板、標(biāo)準(zhǔn)斜楔裝置和非標(biāo)斜楔組成。上、下底板作為模具的本體,材料采用HT300。這種材料的耐磨性好,減震性好,鑄造工藝簡(jiǎn)單,成本較低廉,有一定的抗壓強(qiáng)度,采用實(shí)型鑄造,減輕重量,減少加工面。壓料板上由于該工序沖孔較多,形狀相對(duì)狹小、細(xì)長(zhǎng),為保證模具的強(qiáng)度和導(dǎo)向的平穩(wěn)、可靠,壓料板設(shè)計(jì)成框架結(jié)構(gòu),如圖2所示。另外,還由于緊縮了模具的結(jié)構(gòu),采用吊楔沖孔,壓料板還需穿過(guò)沖孔凸模,背面還需設(shè)計(jì)出合理的避讓來(lái)。
3標(biāo)準(zhǔn)斜楔的選用
為了縮短生產(chǎn)周期,節(jié)約生產(chǎn)準(zhǔn)備的時(shí)間,盡量使用標(biāo)準(zhǔn)斜楔。在不影響沖孔質(zhì)量的前提下,2-ø9.1圓孔圓整后選擇角度為40°的UCMSC80-40-WC-K型標(biāo)準(zhǔn)斜楔;2-ø12.1圓孔圓整后選擇角度為50°的UCMSC80-50-WC-K型標(biāo)準(zhǔn)斜楔。標(biāo)準(zhǔn)吊裝式斜楔的主要零件組成結(jié)構(gòu)工作原理是滑塊在驅(qū)動(dòng)塊的作用下,滑塊在滑塊座上運(yùn)動(dòng),從而把壓床的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊按設(shè)計(jì)角度的傾斜運(yùn)動(dòng)。
4非標(biāo)反向斜楔的設(shè)計(jì)
采用懸吊式斜楔結(jié)構(gòu),將滑塊座設(shè)計(jì)到上底板中去。由驅(qū)動(dòng)塊、滑塊、返楔拉板、側(cè)導(dǎo)板等導(dǎo)向裝置組成。驅(qū)動(dòng)塊在下模上固定不動(dòng),要求有良好的耐磨性,材料選擇為HT300,在沖孔過(guò)程中,滑塊既受較大的沖裁力,又因?yàn)槠鋺疑燧^長(zhǎng),又受到較大的彎曲力矩,為保證沖壓可靠性,滑塊選用QT600。滑塊隨上底板做上下運(yùn)動(dòng),在與驅(qū)動(dòng)塊接觸后,在上模座內(nèi)做前后運(yùn)動(dòng),這樣沖孔凸模產(chǎn)生斜向下運(yùn)動(dòng)的合成,斜楔結(jié)構(gòu)隨著壓機(jī)的運(yùn)動(dòng),完成沖孔沖壓生產(chǎn)的循環(huán)。
5斜楔的運(yùn)動(dòng)干涉檢查
該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是保證斜楔的運(yùn)動(dòng)精度以及滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,避免沖孔凸模與壓料板的干涉,保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和回程的可靠性。將該結(jié)構(gòu)完整運(yùn)動(dòng)分析如下:在滑塊隨上底板向下運(yùn)動(dòng),剛接觸到驅(qū)動(dòng)塊時(shí),沖孔凸模垂直向下,與壓料圈無(wú)干涉;在驅(qū)動(dòng)座的驅(qū)動(dòng)下,滑塊沿斜向下60度方向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);滑塊隨上底板運(yùn)動(dòng)到最低位置,沖孔運(yùn)動(dòng)結(jié)束,在回程彈簧作用下,沖孔凸模退出沖孔凹模。
6結(jié)語(yǔ)
由于該課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容非常多,而非機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的機(jī)械基礎(chǔ)較為薄弱,在講授本課的同時(shí)有可能補(bǔ)充一些相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),以便幫助學(xué)生的理解,這便使原本緊張的課時(shí)安排變得更加緊張。在這種情況下,授課內(nèi)容需要適當(dāng),分清主次,注重一些實(shí)用內(nèi)容的講解,而對(duì)一些比較虛的公式以及一些概念可以進(jìn)行簡(jiǎn)單講解,對(duì)于重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容如力學(xué)部分可以多安排一些課時(shí),而對(duì)于相對(duì)容易的內(nèi)容,如材料與焊接部分,可以采用課堂講解并引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)的方式進(jìn)行授課,從而進(jìn)行合理授課。
2授課方法的改革與創(chuàng)新
2.1傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)結(jié)合提高效果
傳統(tǒng)的教學(xué)方法以黑板板書(shū)為主,教師可以通過(guò)手語(yǔ)、眼神等肢體語(yǔ)言吸引學(xué)生注意力,并向?qū)W生傳達(dá)知識(shí)[4]。這種授課方法較為人性化,教師可以在黑板按步驟有條理地向?qū)W生演示,條理清晰,步驟分明,易于學(xué)生在接受知識(shí)的同時(shí)積極思考,從而發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。多媒體教學(xué)手段靈活,不僅可以以書(shū)面文字的形式表達(dá),還可以用圖片以及視頻的形式向?qū)W生展示,加以教師的講解可以達(dá)到以視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)雙重途徑傳送知識(shí)的效果。但是傳統(tǒng)的教學(xué)和多媒體教學(xué)也都有各自的缺點(diǎn),傳統(tǒng)教學(xué)方法單調(diào)呆板,效率低,有時(shí)候會(huì)顯得枯燥乏味,學(xué)生往往容易被老師牽著鼻子走,掌控不好課堂氣氛,容易形成“填鴨式”滿(mǎn)堂灌的教育模式,而降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體教學(xué)則容易造成信息量大,學(xué)生承受不了,理論公式演示步驟快,學(xué)生不能完全理解,教師的肢體語(yǔ)言不夠豐富,學(xué)生和老師之間的交流少,不夠人性化?;C(jī)械基礎(chǔ)這門(mén)課本身既有大量的公式推導(dǎo)等理論內(nèi)容,又有機(jī)械傳動(dòng)和容器設(shè)備的實(shí)際工程內(nèi)容,因而可以將傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)結(jié)合,發(fā)揮這兩種教學(xué)方法各自的特長(zhǎng)。如在講授到構(gòu)件受力分析以及及變形形式時(shí),可以通過(guò)多媒體展示圖形的形狀以及受力情況,在講授容器設(shè)備和機(jī)械傳動(dòng)時(shí),可以運(yùn)用實(shí)物圖片向?qū)W生展示,將傳統(tǒng)講課的二維圖形變?yōu)閯?dòng)態(tài)的三維圖形,全方位地展示設(shè)備和零部件的結(jié)構(gòu);運(yùn)用視頻播放讓學(xué)生理解設(shè)備的運(yùn)作以及工作原理。對(duì)于重要的公式推導(dǎo)則可以通過(guò)黑板板書(shū),放慢教學(xué)步驟,讓學(xué)生有充分的思考和記筆記的時(shí)間。
2.2以實(shí)例或項(xiàng)目為題加強(qiáng)學(xué)生理解
根據(jù)化工機(jī)械基礎(chǔ)的授課目的和主要任務(wù),在授課過(guò)程中可以通過(guò)工程中一些實(shí)例的講解,來(lái)提高學(xué)生的興趣,并將知識(shí)融會(huì)貫通,提高學(xué)生綜合利用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。此外,對(duì)于做過(guò)有關(guān)該課程項(xiàng)目的教師,可以安排出一定的時(shí)間,結(jié)合具體項(xiàng)目講解課程中有關(guān)知識(shí)點(diǎn),從項(xiàng)目的任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、所解決的相關(guān)問(wèn)題、設(shè)計(jì)過(guò)程中所要注意的問(wèn)題以及項(xiàng)目的實(shí)施情況等,根據(jù)自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)有計(jì)劃分步逐漸地介紹,從而提高學(xué)生的興趣和加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和運(yùn)用。
3考察方法的改革與創(chuàng)新
3.1平時(shí)考察與考試相輔相成
由于化工機(jī)械基礎(chǔ)的內(nèi)容較多,前后內(nèi)容相互獨(dú)立而又緊密聯(lián)系,一旦學(xué)生對(duì)前邊力學(xué)知識(shí)的掌握不夠,必然會(huì)影響到后邊容器設(shè)計(jì)計(jì)算,而材料和焊接不熟悉,則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在材料選擇和容器設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)困難,因此,為打好基礎(chǔ)必須加大對(duì)學(xué)生的平時(shí)考察,讓學(xué)生踏踏實(shí)實(shí)地掌握知識(shí),避免吃不透掌握不準(zhǔn)的現(xiàn)象發(fā)生。平時(shí)考察的方法可以由課堂上或課堂下的練習(xí)題以及知識(shí)點(diǎn)的分組討論等與平時(shí)有關(guān)該的課程任務(wù)組成,同時(shí)將該部分的考察作為期末總成績(jī)的30%計(jì)入,讓學(xué)生在有壓力的情況下,發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性進(jìn)行學(xué)習(xí)。
3.2考試多樣化側(cè)重有所不同
對(duì)于化工機(jī)械基礎(chǔ)這樣一門(mén)知識(shí)點(diǎn)非常多的課程,很難用一張卷子將大部分知識(shí)點(diǎn)考察到,因而需要對(duì)考試形式加以改變??梢詫⒖荚嚪譃槠谥衅谀┛荚噧纱危谥锌荚囍貙?duì)前邊所學(xué)知識(shí)的考察,而期末考試著重考察課程的后半部分知識(shí)點(diǎn),做到期中、期末考試側(cè)重點(diǎn)各有不同,從而考察整個(gè)課程的知識(shí)點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握;同時(shí)根據(jù)考察內(nèi)容的不同,可以將考試形式分為開(kāi)、閉卷相結(jié)合的方式,使考試多樣化,避免了學(xué)生考前突擊死記硬背,考后立即遺忘的現(xiàn)象出現(xiàn),而且還可以增加試卷命題的自由度,大膽地出現(xiàn)過(guò)去考試試卷中不敢出現(xiàn)的需要應(yīng)用復(fù)雜公式,計(jì)算所需的重要知識(shí)點(diǎn)也可以出現(xiàn)在考卷中,擴(kuò)展考查范圍;將過(guò)去對(duì)有限的知識(shí)點(diǎn)考查,轉(zhuǎn)化到知識(shí)和能力并重的全面素質(zhì)考查上來(lái),而且考試結(jié)果也將變得更加真實(shí)可信,最后達(dá)到對(duì)學(xué)生課程掌握考查的目的。
4結(jié)語(yǔ)
在轉(zhuǎn)爐和連鑄工藝中,鋼水會(huì)在鋼包內(nèi)停留,隨著爐外精煉的技術(shù)普及,鋼水停留在鋼包的時(shí)間逐漸變長(zhǎng),從而導(dǎo)致鋼水在鋼包內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列的溫度波動(dòng)和熱損失。影響鋼水的因素有兩個(gè)方面,一方面是由于鋼包本身材料決定,鋼包本身在鋼水轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中會(huì)與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換,同時(shí)由于材料本身的比熱容決定,會(huì)產(chǎn)生一定的溫度內(nèi)蓄現(xiàn)象,另一方面,鋼水表面會(huì)與外界環(huán)境產(chǎn)生熱交換,造成一定的熱損失。為了緩解這兩個(gè)問(wèn)題為煉鋼生產(chǎn)帶來(lái)的能量損失,一般采用鋼包加蓋的方式解決鋼水表面的熱損失,采用利用新型材料來(lái)提升鋼包本身的保溫能力。鋼包加蓋后,鋼水表面的散熱則會(huì)被包蓋吸收,并且最終使得包蓋與鋼水表面形成空間上的熱平衡,從而起到一定的保溫作用。如何縮短鋼包加蓋后空間內(nèi)熱平衡達(dá)成時(shí)間,是目前許多煉鋼企業(yè)對(duì)鋼包加蓋設(shè)計(jì)中考慮的問(wèn)題。時(shí)間縮短的越明顯,煉鋼生產(chǎn)效率就越高。而影響熱平衡達(dá)成時(shí)間的主要因素為鋼包加蓋的工藝流程。由此可見(jiàn),鋼包加蓋的機(jī)械設(shè)計(jì)與應(yīng)用對(duì)于煉鋼生產(chǎn)有著重要的意義,深入研究鋼包加蓋工藝,對(duì)于提高煉鋼質(zhì)量、產(chǎn)率是有必要的。
2鋼包加蓋的機(jī)械設(shè)計(jì)
鋼包加蓋的機(jī)械設(shè)計(jì)主要包括有鋼包蓋的設(shè)計(jì)和鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)、加蓋工藝設(shè)計(jì)三個(gè)方面。
2.1鋼包蓋設(shè)計(jì)
鋼包蓋的設(shè)計(jì)主要包含對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和耐火材料的敷設(shè)設(shè)計(jì)。鋼包蓋設(shè)計(jì)吊耳很重要,方便吊車(chē)取蓋,在蓋的周?chē)枰蟹D(zhuǎn)包蓋的穿孔,鋼包蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮到包蓋的機(jī)械膨脹性能和熱膨脹性能。為了進(jìn)一步提高鋼包蓋的保溫性能,柳鋼鋼包內(nèi)側(cè)均有耐火材料的敷設(shè)設(shè)計(jì),一般采用耐高溫的耐火纖維進(jìn)行包蓋的內(nèi)部敷設(shè),加強(qiáng)鋼蓋的接受熱輻射的能力。
2.2鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)
鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)是鋼包加蓋機(jī)械設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)部分,主要是針對(duì)鋼包加蓋過(guò)程中的升降、回轉(zhuǎn)等功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了達(dá)成這些功能,一般會(huì)利用一些電動(dòng)設(shè)備來(lái)進(jìn)行構(gòu)建。常用的輔助設(shè)備包括電動(dòng)機(jī)、離合器、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等。鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)是實(shí)現(xiàn)鋼包自動(dòng)加工的平臺(tái),它能夠完成鋼包周轉(zhuǎn)過(guò)程中的加蓋、揭蓋操作,能夠保證這些操作過(guò)程中鋼包以及包蓋處于安全位置。鋼包加蓋裝置包括有加揭蓋機(jī)(柳鋼鋼包揭蓋機(jī)),型號(hào)有插齒式、移動(dòng)插齒式、液壓升降/伸縮式、回轉(zhuǎn)式、懸掛移動(dòng)式等。根據(jù)煉鋼廠(chǎng)的煉鋼工藝布置采取不同的設(shè)備組合。還有一系列的輔助設(shè)備,如包蓋存放臺(tái)、吊具、工裝、鉸鏈座等。
2.3鋼包加蓋工藝設(shè)計(jì)
鋼包加蓋的一般性工藝設(shè)計(jì)為以下幾個(gè)步驟:
1)準(zhǔn)備工作。確保鋼包與爐次之間的準(zhǔn)備服務(wù)后,將鋼包放回鋼包車(chē),鋼蓋一直蓋在鋼包上,這樣可以省略下一爐的鋼包預(yù)熱工作,保證鋼包的溫度。但如果下一爐的時(shí)間相距幾個(gè)小時(shí),則需要考慮鋼包的預(yù)熱準(zhǔn)備。鋼包進(jìn)入煉鋼爐前,需要將鋼包內(nèi)的鑄余渣,并且需要清洗水口滑板和完成填砂過(guò)程。煉鋼爐出鋼時(shí),鋼包經(jīng)過(guò)出鋼線(xiàn),利用自動(dòng)揭蓋裝置完成揭蓋,包蓋則放置在存放臺(tái),鋼包進(jìn)入煉鋼爐下盛接鋼水。
2)出鋼后加蓋。出鋼完成后,鋼包加蓋機(jī)自動(dòng)完成對(duì)鋼包的加蓋操作,這個(gè)過(guò)程中無(wú)需人為操作。
3)精煉揭蓋、加蓋。鋼包經(jīng)過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入LF精煉爐位,此時(shí)包蓋被自動(dòng)揭去,鋼水在精煉爐中完成精煉過(guò)程,待這一過(guò)程結(jié)束后,鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)將包蓋帶回,進(jìn)行自動(dòng)加蓋操作。加蓋后,鋼包連蓋一起被吊上連鑄臺(tái)。在這一過(guò)程中,首先要確保鋼水的精煉達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),鋼水的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到指標(biāo),鋼水的溫度達(dá)到要求,其次采取對(duì)鋼包進(jìn)行鈣處理或者微合金處理,進(jìn)一步提高鋼水的潔凈程度。
3應(yīng)用效果
在煉鋼生產(chǎn)全程中實(shí)現(xiàn)鋼包自動(dòng)加蓋有效地減少了鋼包周轉(zhuǎn)過(guò)程的熱損失,同時(shí)保證了鋼包中鋼水的溫度趨于穩(wěn)定,有助于煉鋼生產(chǎn)提高質(zhì)量并且降低生產(chǎn)成本,鋼包全程加蓋后的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1)鋼包全程加蓋能夠起到對(duì)鋼水的保溫作用;并且能夠降低鋼水出爐溫度。柳鋼轉(zhuǎn)爐加蓋出爐鋼溫度較之不加蓋降低了15℃左右,柳鋼轉(zhuǎn)爐加蓋后,出鋼過(guò)程中的溫度損失降低4℃,鋼包運(yùn)輸過(guò)程中溫度損失減少15℃左右,全程溫度損失減少19℃左右。鋼包加蓋后起到的保溫作用還有效的減少了包內(nèi)鋼水的冷卻作用,免除了連鑄過(guò)程中對(duì)鋼包的預(yù)熱過(guò)程,可實(shí)現(xiàn)低過(guò)熱度澆注,有效提高合金收得率,降低鋼包廢鋼率和保溫劑的使用率,節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。
2)鋼包全程加蓋有助于延長(zhǎng)鋼包的使用壽命。連鑄澆注完畢后,包蓋懸掛在鉸鏈上,鋼包可實(shí)現(xiàn)帶蓋倒渣和回澆余。減少了對(duì)鋼包的清理需求,同時(shí)翻鑄余更加干凈,降低了殘?jiān)?。鋼包自?dòng)加蓋降低了對(duì)包內(nèi)耐火材料的機(jī)械損傷,因此提高了鋼包的使用壽命。柳鋼實(shí)現(xiàn)鋼包全程加蓋后,轉(zhuǎn)爐出鋼口壽命提高了5爐以上,鋼包壽命延長(zhǎng)至95爐。
3)鋼包全程技改有助于減少LF爐的升溫時(shí)間,減少RH、CAS的OB頻率及時(shí)間,同時(shí)降低了廢鋼的產(chǎn)生率,有效提高了煉鋼效率和質(zhì)量。除此之外,采用鋼包全程自動(dòng)加蓋可以節(jié)省鋼包服務(wù)區(qū)的空間,減少人力勞動(dòng),降低人力成本。
4)鋼包全程加蓋有助于煉鋼廠(chǎng)的節(jié)能減排,一定程度降低生產(chǎn)成本,增加收益。鋼包全程加蓋后,轉(zhuǎn)爐出鋼溫度升高,降低吹氧升溫的吹氧量,降低了氧氣能源的使用。若采用焦?fàn)t煤氣升溫模式,則可降低煉鋼廠(chǎng)眼氣排放,起到節(jié)能減排的效益,有助于煉鋼廠(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展。除此之外,柳鋼實(shí)現(xiàn)鋼包全程加蓋后,降低噸鋼成本10元左右。同時(shí)由于煉鋼質(zhì)量的提升,進(jìn)一步提高了噸鋼實(shí)際收益,能夠有效提高煉鋼廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)利益,實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。
4結(jié)語(yǔ)
1教學(xué)理念的與時(shí)俱進(jìn)
把握工程教育要面向工程實(shí)際的基本原則。對(duì)于機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)過(guò)程,不僅僅關(guān)注結(jié)構(gòu)與功能原理的實(shí)現(xiàn),也要從經(jīng)濟(jì)性、安全性、環(huán)境保護(hù)與節(jié)能減排等方面將其視為一個(gè)系統(tǒng)的工程技術(shù)項(xiàng)目來(lái)加以考慮,全方位引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,正確認(rèn)識(shí)工程對(duì)于客觀(guān)世界和社會(huì)的影響。教師對(duì)于學(xué)生的要求更多地集中在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、對(duì)問(wèn)題的深入探究和鉆研精神以及追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識(shí)。這就對(duì)教師本身在知識(shí)結(jié)構(gòu)、教育教學(xué)技能、教學(xué)與管理藝術(shù)等方面提出了更高的要求,要不斷更新自身教育理念,與時(shí)俱進(jìn)。
2教學(xué)內(nèi)容的改革與優(yōu)化
課程教學(xué)內(nèi)容要面向機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工程教育認(rèn)證目標(biāo),以培養(yǎng)行業(yè)認(rèn)可的復(fù)合型工程人才為導(dǎo)向,突出學(xué)校與學(xué)科專(zhuān)業(yè)特色,緊隨生產(chǎn)與社會(huì)的發(fā)展,與相關(guān)產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域的需求相結(jié)合。以此為原則,保留原有教學(xué)內(nèi)容中的經(jīng)典核心部分,刪減或剔除與專(zhuān)業(yè)認(rèn)證目標(biāo)不相符合的內(nèi)容。針對(duì)湖南科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)面向礦山機(jī)械、工程機(jī)械及數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)特色,教學(xué)內(nèi)容中適當(dāng)增加礦山機(jī)械裝備與工程機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)方法與過(guò)程,對(duì)于金屬切削機(jī)床的設(shè)計(jì)著重講解數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)、進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)與典型部件設(shè)計(jì),減少普通機(jī)床設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容。機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)介紹數(shù)字控制技術(shù)原理與設(shè)計(jì)過(guò)程,其它控制方式酌情刪減或剔除。同時(shí)教師在授課過(guò)程中應(yīng)結(jié)合自身研究方向,增補(bǔ)介紹反映本專(zhuān)業(yè)前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)的有關(guān)新材料、新工藝、新技術(shù)和新裝備的內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容做到融經(jīng)典、基礎(chǔ)、實(shí)用、前沿于一體。適當(dāng)?shù)虒W(xué)內(nèi)容中的深?yuàn)W理論知識(shí),增強(qiáng)應(yīng)用與實(shí)踐,增加實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教育環(huán)節(jié)時(shí)長(zhǎng),以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣??梢愿嗟嘏c企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,與企業(yè)溝通聯(lián)系,創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生深入企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn),直觀(guān)接觸與動(dòng)手實(shí)踐,深入理解機(jī)械制造裝備的設(shè)計(jì)原理與方法。強(qiáng)調(diào)對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)的把握,精心組織,講深講透,如金屬切削機(jī)床的工作原理、幾何表面成形原理和機(jī)床主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)過(guò)程、夾具定位方案的設(shè)計(jì)與分析等。對(duì)于物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)和機(jī)械加工生產(chǎn)線(xiàn)的總體設(shè)計(jì),則可以采取學(xué)術(shù)講座的形式加以介紹。
3教學(xué)方法的突破與創(chuàng)新
面向工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證需求,教師要實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法與手段的不斷突破與創(chuàng)新,以提高教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)方法要針對(duì)工程實(shí)際,可以更多地采用案例分析、綜合設(shè)計(jì)、小組學(xué)習(xí)、項(xiàng)目訓(xùn)練等方式,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作能力,提高工程意識(shí)和設(shè)計(jì)技能。教師也要深入研究當(dāng)前國(guó)內(nèi)外工程教育的發(fā)展形勢(shì),將國(guó)際上最新的科學(xué)思想和科學(xué)成果傳遞給學(xué)生。在教學(xué)過(guò)程中教師要有效利用多媒體教學(xué)資源,使知識(shí)直觀(guān)化、形象化,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)主觀(guān)學(xué)習(xí)積極性。如為使學(xué)生對(duì)于裝備制造業(yè)有清晰的認(rèn)知,激發(fā)學(xué)生對(duì)于機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)的熱情,在緒論中詳細(xì)介紹制造業(yè)與裝備制造業(yè)的內(nèi)涵,多方搜集資料,以詳實(shí)的圖片、文字、視頻和數(shù)據(jù)資料深入透析裝備制造業(yè)的地位與作用、我國(guó)裝備制造業(yè)迄今所取得的成就以及面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn),鼓勵(lì)學(xué)生為我國(guó)裝備制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量。為訓(xùn)練學(xué)生的獨(dú)立分析與思考能力,教師也在課堂上提出問(wèn)題或布置課后作業(yè),啟發(fā)學(xué)生去思考并分組討論,教師再進(jìn)行歸納總結(jié)和點(diǎn)評(píng),讓學(xué)生能夠主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。在機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程教學(xué)中可根據(jù)教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn),有針對(duì)性地開(kāi)展專(zhuān)題討論與專(zhuān)題作業(yè)。討論與作業(yè)的形式也需多樣化,以便于活躍學(xué)生思維,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。
4考核評(píng)價(jià)機(jī)制的多元化
為檢驗(yàn)課程教學(xué)效果,考核評(píng)價(jià)必不可少。在常用的平時(shí)考勤、課堂作業(yè)與期末考試成績(jī)的考核評(píng)價(jià)機(jī)制基礎(chǔ)上進(jìn)行多元化拓展,以助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)創(chuàng)新態(tài)度和意識(shí)。針對(duì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程教學(xué)特點(diǎn),采取“日常課堂教學(xué)考核+創(chuàng)新實(shí)踐考核+期末閉卷考試”模式。日常課堂教學(xué)考核從考勤、課堂討論、課堂作業(yè)等方面進(jìn)行綜合評(píng)定,重點(diǎn)考查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)紀(jì)律性與主觀(guān)能動(dòng)性等;創(chuàng)新實(shí)踐考核結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行,考察學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力等;期末閉卷考試適當(dāng)增加主觀(guān)題和應(yīng)用型試題比重。通過(guò)考核評(píng)價(jià)機(jī)制的多元化拓展,全面準(zhǔn)確地反映學(xué)生學(xué)習(xí)效果。
二結(jié)語(yǔ)
本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)主講教學(xué)工作的有5人,承擔(dān)輔助教學(xué)工作的有2人,所有教師均參與本課程的教材建設(shè)、教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)等工作。多年來(lái),教學(xué)團(tuán)隊(duì)努力加強(qiáng)梯隊(duì)建設(shè),支持、鼓勵(lì)青年教師攻讀博士學(xué)位(有2人博士在讀),并且針對(duì)青年教師在教學(xué)工作中存在的問(wèn)題,積極開(kāi)展教學(xué)研討,交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn),幫助他們盡快提高教學(xué)、科研水平。目前,團(tuán)隊(duì)所有成員堅(jiān)持在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、科研和教學(xué)改革四個(gè)層面全方位開(kāi)展工作,始終把本科生教育放在首位,并同研究生培養(yǎng)、科研課題緊密結(jié)合,已形成一支結(jié)構(gòu)合理、綜合素質(zhì)高、教學(xué)效果好、積極致力于教學(xué)改革的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
2教學(xué)方法與手段
在長(zhǎng)期的《表面改性技術(shù)》教學(xué)過(guò)程中,我們一直致力于教學(xué)方法的改革,以求達(dá)到最佳的教學(xué)效果。當(dāng)今的本科教學(xué)強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育,其教學(xué)結(jié)構(gòu)是學(xué)教并重,即"主導(dǎo)-主體"教學(xué)模式。這種教學(xué)模式的核心在于既要發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用,又要充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。據(jù)此,我們對(duì)《表面改性技術(shù)》課程教學(xué)方法及手段進(jìn)行了多方面的改革:
2.1采取“研究性教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)”的教學(xué)方法
從研究問(wèn)題入手,將“原理-設(shè)備-工藝-工程”的知識(shí)構(gòu)建過(guò)程展現(xiàn)出來(lái),同時(shí)提出新的問(wèn)題,組織學(xué)生展開(kāi)思考和研討,引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)知識(shí)與煤礦設(shè)備工程實(shí)際緊密結(jié)合,變單向傳輸式教學(xué)為雙向互動(dòng)式教學(xué),變以強(qiáng)調(diào)理論內(nèi)容為主的灌輸式講授為探究理論研究過(guò)程為主的引導(dǎo)式講授,實(shí)現(xiàn)真正意義上的“雙主”教學(xué)。
2.2積極組織學(xué)生開(kāi)展研討活動(dòng)
例如在學(xué)習(xí)有關(guān)熱噴涂的內(nèi)容時(shí),以井下帶式輸送機(jī)底托架熱噴涂鋁加封孔劑處理可大幅提高使用壽命為例,讓學(xué)生進(jìn)行討論,幫助、引導(dǎo)學(xué)生從材料的選擇、涂層的結(jié)構(gòu)以及噴涂工藝流程、實(shí)施過(guò)程等各個(gè)方面進(jìn)行考慮、分析,并提出解決的方法。這樣,通過(guò)啟發(fā)式教學(xué),不僅可以鞏固所學(xué)知識(shí),而且可以幫助學(xué)生學(xué)會(huì)從多方位、多角度去思考問(wèn)題,去了解煤礦機(jī)械的使用情況,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2.3理論結(jié)合實(shí)際
加強(qiáng)校外實(shí)踐基地建設(shè)《表面改性技術(shù)》課程是一門(mén)理論性與實(shí)踐性相結(jié)合的課程,學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往對(duì)煤礦機(jī)械表面處理工藝的理解不深入。為此,我們通過(guò)學(xué)生參加實(shí)踐,組織現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),把理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,極大地提高了教學(xué)效果。例如,我們?cè)诮K中礦大正表面工程技術(shù)有限公司以及鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司建立了校外實(shí)踐基地,從而使學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)常態(tài)化。江蘇中礦大正表面工程技術(shù)有限公司是國(guó)內(nèi)表面工程領(lǐng)域的龍頭企業(yè),主要從事鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐涂裝、纜索涂裝工程、電廠(chǎng)特種表面處理、機(jī)械零件表面修復(fù)等,是國(guó)內(nèi)熱噴涂領(lǐng)域首家通過(guò)ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證的企業(yè)。鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司是中國(guó)領(lǐng)先的煤炭綜采綜掘設(shè)備制造商,是國(guó)內(nèi)最大的液壓支架制造商。企業(yè)被科學(xué)技術(shù)部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委和中華全國(guó)總工會(huì)授予“國(guó)家創(chuàng)新型企業(yè)”稱(chēng)號(hào),同時(shí)被國(guó)家五部委共同認(rèn)定為國(guó)家級(jí)的企業(yè)技術(shù)中心。
2.4利用多媒體技術(shù)、結(jié)合英文教材
開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)采用現(xiàn)代化教學(xué)手段可以節(jié)省時(shí)間,而且生動(dòng)、直觀(guān)、動(dòng)態(tài)地展示各種表面技術(shù)的原理、工藝流程等,化抽象知識(shí)為具體知識(shí)。我們?cè)诮虒W(xué)媒體現(xiàn)代化建設(shè)中堅(jiān)持走立體化建設(shè)之路,形成以教材、電子教案、多媒體CAI課件及網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)為一體的立體化教學(xué)體系,為課程的教學(xué)提供了內(nèi)容豐富、高質(zhì)量的教學(xué)媒體資源。除PPT外,還利用動(dòng)畫(huà)、視頻等進(jìn)行輔助教學(xué)。如我們依靠自身力量開(kāi)發(fā)了等離子噴涂法原理、電弧噴涂原理、化學(xué)氣相沉積、粉末火焰噴涂、離子束沉積、真空鍍膜、金屬蒸鍍等25套動(dòng)畫(huà)模擬示意圖,這些輔助教學(xué)手段生動(dòng)、直觀(guān)、動(dòng)態(tài)地展示了各種技術(shù)的原理、工藝流程,化抽象知識(shí)為具體知識(shí),極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。2011年,教學(xué)團(tuán)隊(duì)建立了《表面改性技術(shù)》課程網(wǎng)站,并已將教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、英文教材、教學(xué)課件、教學(xué)錄像、視頻、動(dòng)畫(huà)等資料上傳至網(wǎng)站供學(xué)生參考,網(wǎng)站還開(kāi)辟有“答疑園地”欄目,團(tuán)隊(duì)的全體教師通過(guò)這一欄目答疑、批改作業(yè)、安排和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)運(yùn)行使用,學(xué)生普遍反映良好。另外,從2004年開(kāi)始,我們致力于英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》的編寫(xiě)及雙語(yǔ)課件的開(kāi)發(fā),并適時(shí)地開(kāi)展了雙語(yǔ)教學(xué),形成了自己的特色。
2.5設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),提高能力培養(yǎng)
《表面改性技術(shù)》課程涉及的表面處理工藝種類(lèi)多,主要有熱滲鍍技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、堆焊技術(shù)、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)、氣相沉積技術(shù)、“三束改性”等。每一種表面技術(shù)都有其特點(diǎn),而且相互獨(dú)立。根據(jù)我院實(shí)驗(yàn)室的條件,我們開(kāi)設(shè)了熱噴涂、熱噴涂涂層性能表征、等離子化學(xué)氣相沉積DLC膜、等離子化學(xué)氣相沉積DLC膜的表征、離子注入改性等實(shí)驗(yàn),力求做到使學(xué)生對(duì)相關(guān)工藝與設(shè)備有深入了解,并能進(jìn)行操作,為今后從事相關(guān)工作打下良好基礎(chǔ)。總之,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不斷的教學(xué)改革和實(shí)踐,《表面改性技術(shù)》課程教學(xué)安排更趨合理,內(nèi)容不斷深化,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚,能夠?qū)⒄n堂上所學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用到科研與生產(chǎn)實(shí)際中,學(xué)生的動(dòng)手能力及創(chuàng)新意識(shí)明顯提高,教學(xué)效果顯著。
3教材建設(shè)
本課程是重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,又是培養(yǎng)發(fā)展創(chuàng)新能力的一門(mén)舉足輕重的課程,是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行綜合工程素質(zhì)教育和現(xiàn)代技術(shù)教育的重要陣地。結(jié)合煤礦機(jī)械行業(yè)背景及材料專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),教學(xué)團(tuán)隊(duì)編著并出版了教材《材料表面工程技術(shù)》,編印了英文教材《IntroductionofSurfaceEngineering》以及實(shí)驗(yàn)教材《材料改性實(shí)驗(yàn)》,同時(shí)自編課程講義和教案。目前,《材料表面工程技術(shù)》作為高等教育(礦業(yè))“十二五”規(guī)劃教材已編寫(xiě)完成,并將于近期出版。此外,我們對(duì)教材內(nèi)容在以下方面進(jìn)行了調(diào)整。(1)著重介紹每章要點(diǎn),便于學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。注意和后續(xù)課程教學(xué)內(nèi)容的分工、銜接和配合。增加英文專(zhuān)業(yè)名詞,為今后學(xué)習(xí)外文資料奠定基礎(chǔ)。(2)部分章節(jié)設(shè)立課堂討論環(huán)節(jié),列舉大量實(shí)例,增加與學(xué)生的互動(dòng),便于學(xué)生理解掌握知識(shí)點(diǎn)。例如:對(duì)掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)中的礦用截齒,在使用過(guò)程中承受高的壓應(yīng)力、剪切應(yīng)力、沖擊載荷以及溫度變化,因而極易磨損。通常采用熱噴涂、等離子熔覆、激光熔覆、堆焊耐磨焊條、等離子束表面冶金、釬焊-熱處理一體化等表面改性技術(shù)提高其耐磨性。對(duì)煤礦綜采工作面的液壓支架而言,由于礦井特殊的環(huán)境,因而對(duì)支架立柱、千斤頂表面、油缸、活塞等產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕,最終導(dǎo)致支架失效。常采用的表面處理技術(shù)有:化學(xué)熱處理,如滲鋁、滲鉻、滲硼、硼鋁共滲等,電鍍鋅、銅、鉻、鎳,化學(xué)鍍鎳、磷化,堆焊以及熱噴涂鋅鋁合金層等。對(duì)于煤礦罐道,一般采用普通碳鋼制造,其傳統(tǒng)的表面處理方法包括:涂料防腐、熱浸鍍鋅、熱噴涂鋅+涂料防腐等。(3)針對(duì)近幾年發(fā)展起來(lái)的新的煤礦機(jī)械表面處理技術(shù)如達(dá)克羅表面處理、Q-P-Q鹽浴復(fù)合處理技術(shù),陰極氧化法等進(jìn)行簡(jiǎn)明扼要地講解,以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。
4教學(xué)管理
功能分解策略
廣義上說(shuō),功能是對(duì)于某一機(jī)械產(chǎn)品工作能力的抽象,它包括產(chǎn)品的功用、用途、性能、能力等。從系統(tǒng)工程學(xué)的角度來(lái)看,可將機(jī)械產(chǎn)品看成是技術(shù)系統(tǒng),功能是以實(shí)現(xiàn)某種任務(wù)為目標(biāo),對(duì)其輸入量(信息流、能量流、物料流)和輸出量之間的相互轉(zhuǎn)換。在概念設(shè)計(jì)階段之初,通常要對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分解。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有機(jī)械系統(tǒng)的分析,筆者提出功能分解的三個(gè)策略:①?gòu)慕鉀Q問(wèn)題的目的和手段著手;②從產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝動(dòng)作過(guò)程(生產(chǎn)的空間順序和時(shí)間順序)著手;③從機(jī)械系統(tǒng)四大模塊著手。在實(shí)際的產(chǎn)品功能分解中,往往需要采用多種功能分解策略。對(duì)機(jī)械系統(tǒng)而言,執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)的核心,最終決定產(chǎn)品的功能輸出。執(zhí)行系統(tǒng)的功能是通過(guò)工藝動(dòng)作過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn),因此可通過(guò)工藝動(dòng)作過(guò)程對(duì)其進(jìn)行分解;而對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)(包括傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)),可采用“目的-手段”進(jìn)行功能分解。下面詳細(xì)介紹這三個(gè)功能分解策略的運(yùn)用方法和步驟。
首先從目的和手段來(lái)分解功能,可以把目的稱(chēng)為上位功能,手段稱(chēng)為下位功能,目的功能是主功能,手段功能從屬于目的功能,為實(shí)現(xiàn)目的功能起手段作用,屬于下一級(jí)分功能,在下一級(jí)分功能中,手段功能又稱(chēng)為目的功能,如圖1所示,手段功能2在下一級(jí)分功能中稱(chēng)為目的功能3。通過(guò)“目的-手段”可以將復(fù)雜的產(chǎn)品進(jìn)行功能分解,同時(shí)又可將各個(gè)分功能之間的邏輯關(guān)系聯(lián)系在一起,最終獲得產(chǎn)品的功能系統(tǒng)圖。接著按照工藝動(dòng)作過(guò)程對(duì)功能進(jìn)行分解。工藝動(dòng)作過(guò)程是實(shí)現(xiàn)機(jī)器功能所需要的一系列動(dòng)作型式,按一定順序組合而成的系列動(dòng)作。機(jī)械產(chǎn)品的執(zhí)行系統(tǒng)功能是通過(guò)其工藝動(dòng)作過(guò)程來(lái)完成的。例如,汽水灌裝自動(dòng)機(jī)的功能包括瓶、蓋、汽水的貯存與輸送、灌裝、加蓋、封口、貼商標(biāo)、成品輸送的工藝動(dòng)作過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝功能。又如,平板印刷機(jī)的功能是通過(guò)上墨、刷墨、印刷的工藝動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)印刷功能。
最后是從機(jī)械系統(tǒng)四大子系統(tǒng)模塊來(lái)對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分解,這四大系統(tǒng)分別為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(動(dòng)力系統(tǒng))、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和架體支撐系統(tǒng)。任何機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)過(guò)程(主體功能)都是原動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)部分,再到工作機(jī)構(gòu)(即執(zhí)行系統(tǒng))部分。原動(dòng)機(jī)主要提供機(jī)械能或轉(zhuǎn)換為有效的機(jī)械功,傳動(dòng)部分主要傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求,工作部分是機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),架體支撐系統(tǒng)主要起支撐部件的作用。在主體功能的基礎(chǔ)上,再添加輔助功能,通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)控制協(xié)調(diào)各部件的工作。下面綜合前面講述的三種分解策略,以挖掘機(jī)為例進(jìn)行功能分解,如圖2所示。
尋求功能作用原理策略思想
機(jī)械產(chǎn)品功能目標(biāo)確定后,可針對(duì)產(chǎn)品的主要功能提出原理性構(gòu)思,這可以通過(guò)科學(xué)原理向技術(shù)原理的轉(zhuǎn)變加以實(shí)現(xiàn),技術(shù)的需求是科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力,而技術(shù)開(kāi)發(fā)必須以科學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ),產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程就是科學(xué)原理與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的過(guò)程。作為設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員,應(yīng)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段中,掌握廣泛的科學(xué)原理,善于實(shí)現(xiàn)科學(xué)原理向技術(shù)原理的轉(zhuǎn)變,例如,在機(jī)電行業(yè)中,為能實(shí)現(xiàn)電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換,一般通過(guò)能量轉(zhuǎn)換科學(xué)原理向“電磁效應(yīng)”這一技術(shù)原理轉(zhuǎn)變,開(kāi)發(fā)出了電動(dòng)機(jī)。其次,可由已有的技術(shù)原理形成新的技術(shù)原理,有些技術(shù)的產(chǎn)生是在已有技術(shù)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行移植、綜合和革新的結(jié)果。例如,愛(ài)因斯坦提出受激輻射理論奠定了激光技術(shù)的理論基礎(chǔ)。微波波譜的成果進(jìn)而為激光的應(yīng)用提供了技術(shù)原理?,F(xiàn)今,激光已應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè),可對(duì)材料進(jìn)行熱加工,如表面熱處理,焊接和切割打孔等。因此,在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段,不斷尋找適合的作用原理有利于產(chǎn)品的創(chuàng)新。
執(zhí)行系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型探討
基于FBS概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型進(jìn)行研究,此模型在“功能分解-載體”映射模型的基礎(chǔ)上引入行為作為橋梁,即“功能-行為-載體”過(guò)程模型。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),提出了“功能-作用原理-工藝動(dòng)作過(guò)程-執(zhí)行動(dòng)作-行為-功能載體”概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型。根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的功能要求和工作性能要求來(lái)驅(qū)動(dòng)尋找實(shí)現(xiàn)功能的作用原理。同一功能可通過(guò)不同的作用原理來(lái)實(shí)現(xiàn)功能,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。
其次,工藝動(dòng)作過(guò)程取決于所需實(shí)現(xiàn)功能的工作原理,不同的工作原理有不同的工藝動(dòng)作過(guò)程,本過(guò)程模型可通過(guò)工藝動(dòng)作過(guò)程支持功能分解。工藝動(dòng)作過(guò)程包括一系列按照時(shí)間順序排列的工藝動(dòng)作,通過(guò)工藝動(dòng)作進(jìn)一步分解可以得到按照一定時(shí)間順序的執(zhí)行動(dòng)作。最后,通過(guò)執(zhí)行動(dòng)作與功能載體之間引入機(jī)械動(dòng)作行為作為橋梁,以實(shí)現(xiàn)尋找實(shí)現(xiàn)功能的載體。圖3給出了基于“功能-作用原理-工藝動(dòng)作過(guò)程-執(zhí)行動(dòng)作-行為-功能載體”的概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型。
執(zhí)行系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型映射分析
上述概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型的關(guān)鍵是各階段的求解映射策略,使得尋求作用原理解的關(guān)系脈絡(luò)更為清楚和詳細(xì),這使得設(shè)計(jì)人員在概念設(shè)計(jì)中能符合設(shè)計(jì)思維邏輯,并促進(jìn)開(kāi)發(fā)人員的創(chuàng)新能力。為此筆者提出如圖4所示的求解映射策略。從圖4中映射層之間的關(guān)系,可以看出產(chǎn)品的功能可以通過(guò)不同的作用原理來(lái)實(shí)現(xiàn),子功能(F123)可由原理層的多個(gè)作用原理分別來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于執(zhí)行系統(tǒng)功能是通過(guò)工藝動(dòng)作過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的,同時(shí)工藝動(dòng)作過(guò)程的分解又能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能分解,而工藝動(dòng)作過(guò)程的分解又取決于工作原理,不同的工作原理有不同的工藝動(dòng)作過(guò)程,例如對(duì)齒輪進(jìn)行加工,有兩種不同的工作原理,分別為滾齒原理和插齒原理,顯然這兩種工作原理的工藝動(dòng)作過(guò)程是不一樣的。同時(shí),同一種工作原理的工藝動(dòng)作過(guò)程也可以有不同的工藝動(dòng)作過(guò)程,因此在進(jìn)行工藝動(dòng)作過(guò)程分解時(shí),可通過(guò)增加、減少或者合并工序改變機(jī)器的工藝動(dòng)作,這有利于獲得新的結(jié)構(gòu),創(chuàng)造新的機(jī)械設(shè)備。如果工藝動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,可直接采用工藝動(dòng)作到載體的直接映射求解;反之,就需要對(duì)工藝動(dòng)作進(jìn)行分解。對(duì)于每一個(gè)具體分解的執(zhí)行動(dòng)作,如果執(zhí)行動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,可采用直接映射求解。反之,需要通過(guò)行為層為橋梁,來(lái)更好的實(shí)現(xiàn)從執(zhí)行動(dòng)作到載體的映射求解。對(duì)于同一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作可采用不同行為關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。行為庫(kù)中主要包括執(zhí)行動(dòng)作的類(lèi)型、連續(xù)性、運(yùn)動(dòng)速率特性和運(yùn)動(dòng)往復(fù)性,由于執(zhí)行動(dòng)作的的類(lèi)型很多,按照機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),主要包括以下幾種類(lèi)型,其分類(lèi)如表1所示。
應(yīng)用分析
本節(jié)以縫紉機(jī)中的GC30型平縫機(jī)的執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例,對(duì)以上提出的執(zhí)行系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型進(jìn)行實(shí)例說(shuō)明??p紉機(jī)的總功能是完成對(duì)棉、皮革、人造纖維的縫制作用,完成此功能的工藝動(dòng)作過(guò)程為刺布-供線(xiàn)-勾線(xiàn)-收線(xiàn)-送布來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能的。對(duì)于每一個(gè)具體工藝動(dòng)作來(lái)說(shuō),如果工藝動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,只需某一種機(jī)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn),如果比較復(fù)雜,需對(duì)每一個(gè)工藝動(dòng)作進(jìn)行按照實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作一系列執(zhí)行動(dòng)作來(lái)完成,即按照實(shí)現(xiàn)每一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的組合。機(jī)構(gòu)每一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作的類(lèi)型可以參照表1,下面主要以送布機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為例。需要對(duì)送布工藝動(dòng)作進(jìn)行分解為具體的執(zhí)行動(dòng)作,一般分解的結(jié)果會(huì)有很多種,容易設(shè)計(jì)出新的結(jié)構(gòu),把送布工藝動(dòng)作分解為:實(shí)現(xiàn)針跡距的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)-旋轉(zhuǎn)到直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)-直線(xiàn)到擺動(dòng)。然后分別通過(guò)實(shí)現(xiàn)不同執(zhí)行動(dòng)作的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行組合即可實(shí)現(xiàn)送布這一工藝動(dòng),送布機(jī)構(gòu)如圖5所示?;趫D5所示的執(zhí)行動(dòng)作過(guò)程,簡(jiǎn)述其傳動(dòng)關(guān)系,通過(guò)送料調(diào)節(jié)器螺釘改變送料調(diào)節(jié)器凸輪面的工作位置,實(shí)現(xiàn)不同的針跡距,當(dāng)針跡距一定時(shí),上軸帶動(dòng)送料偏心輪旋轉(zhuǎn),通過(guò)送料連桿使送料曲柄繞著送料軸擺動(dòng)形成送料牙的水平運(yùn)動(dòng)。