時間:2023-03-08 14:53:32
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【關(guān)鍵詞】表面變質(zhì)層;概述;研究;總結(jié)
隨著數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用,數(shù)控機床加工技術(shù)得到不斷完善,雖然齒輪加工技術(shù)已經(jīng)取得了不錯的進步,但是面對齒輪加工精度越來越高的要求。傳統(tǒng)的齒輪切削加工工藝,卻在利用硬度較大或者切削難度較高的材料進行齒輪加工時,表現(xiàn)得捉襟見肘。這就給數(shù)控機床齒輪加工提出了一個新的完善方向。
一、概述DK7732機床加工的齒輪工藝
(一)傳統(tǒng)機床齒輪加工工藝的缺陷
傳統(tǒng)齒輪加工工藝,將材料進行逐層處理,實現(xiàn)齒輪加工滿足精度要求的目的。廣泛應(yīng)用于硬度不大、切削難度不高材料齒輪的加工。主要以滾齒和插齒等為代表。傳統(tǒng)齒輪加工工藝雖然基本上可以滿足大多數(shù)精度化齒輪制造的要求,但是針對切削難度較大、硬度較高的材料進行齒輪加工時區(qū)表現(xiàn)的捉襟見肘。
(二)DK7732機床加工的齒輪研究的背景
傳統(tǒng)齒輪加工工藝,在進行一些特殊齒輪的加工時,為了達到精度要求,往往要將采取粗加工完成的齒輪,進行淬火處理。但是經(jīng)過淬火處理的齒輪,雖然達到了精度要求,但是在使用想能方面卻遠遠達不到人們的使用要求。面對傳統(tǒng)齒輪加工工藝所處的尷尬境地,人們于是開始將目光瞄向了對DK7732機床加工的齒輪研究上。
(三)概述DK7732機床加工的齒輪
1.DK7732機床優(yōu)勢
企業(yè)要實現(xiàn)生存發(fā)展的目的,就要對企業(yè)的生產(chǎn)過程進行有效地財務(wù)控制。而財務(wù)控制中,對生產(chǎn)過程進行成本控制,是實現(xiàn)企業(yè)獲得較高經(jīng)濟利益的捷徑之一。齒輪加工工藝的改革,之所以會選擇DK7732機床,主要是因為DK7732機床本身不但具有制造成本較低的優(yōu)勢,而且還兼具加工過程中產(chǎn)生的余量較小的優(yōu)勢,使其成為完善齒輪加工藝的主要研究對象。
2.概述DK7732機床工作原理
DK7732機床,也被成為火花線切割機床,其歸屬為檔次較低的機床類。我們根據(jù)DK7732機床的工作原理特點,還可將其稱作高速走絲電火花線切割機床,之所以這么稱它主要是根據(jù)它的工作原理決定的。電火花線切割加工的基本工作原理是利用連續(xù)移動的細金屬絲(稱為電極絲)作電極,對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬。DK7732機床的電極絲往返運動的周期短,頻率達表現(xiàn)為速度高。DK7732機床電極絲走絲速度,往往在八到十米每秒之間。DK7732機床在加工各種窄縫和微細孔槽方便,表現(xiàn)出加工余量控制良好、加工周期短、加工成本低等優(yōu)點。雖然DK7732機床在進行齒輪加工時,表現(xiàn)出來很多優(yōu)勢,但是我們不得不看見的是,走絲度過高,常常導(dǎo)致反向時提供和電極絲抖動的情況發(fā)生,這就是DK7732機床加工質(zhì)量不高的主要原因。
二、基于DK7732機床加工的齒輪表面變質(zhì)層研究
(一)基于DK7732機床加工的齒輪表面變質(zhì)層研究背景
雖然DK7732機床,可以根據(jù)廠方給出的線切割機床的加工參數(shù),完成多數(shù)齒輪產(chǎn)品的加工工作。但是卻不能實現(xiàn)一些對齒輪產(chǎn)品表面有較高要求的加工目的。表面變質(zhì)層和表面粗糙,是考察點火線切割工件表面質(zhì)量的主要依據(jù)。在進行表面質(zhì)量考察研究的時候,直觀的表面粗糙測量,因為操作復(fù)雜程度不高,所以成為主要研究對象。而針對表面變質(zhì)層的研究的力度卻不高。
(二)DK7732機床加工的齒輪產(chǎn)生表面變質(zhì)層的機理
DK7732機床在進行齒輪加工的時候,一些鋼鐵類的工件由于受到高溫作用,而出表面現(xiàn)熔化現(xiàn)象。表面處于熔化階段的鋼鐵類工件,一部分會結(jié)晶成高溫鑄造組織,而另一部分則會被工作液排走。結(jié)晶成高溫鑄造組織在劇冷的低溫工作液條件下,由于受淬火應(yīng)力成為淬火組織。表層的高溫也影響了內(nèi)部金屬,在一定范圍內(nèi)形成溫度梯度,由外至內(nèi)分別是:基體金屬、熱影響層、有熔化層,其中熱影響層、有熔化層就是本文討論的表面變質(zhì)層。
(三)影響DK7732機床加工的齒輪產(chǎn)生表面變質(zhì)層的因素
1.加工器件本身的因素對DK7732機床加工的齒輪產(chǎn)生表面變質(zhì)層的影響
經(jīng)過大量的實驗驗證,還有理論分析我們發(fā)現(xiàn),影響DK7732機床加工的齒輪產(chǎn)生表面變質(zhì)層的主要因素是,構(gòu)成加工工件原料的化學(xué)成分、加工器件原材料的物理性質(zhì)等有關(guān),其中加工器件的物理性質(zhì)主要以散熱性質(zhì)和傳熱性質(zhì)為主。
2.加工器件的加工工藝對DK7732機床加工的齒輪產(chǎn)生表面變質(zhì)層的影響
大量的事實證明,寬度較大的脈沖寬度、較長的放電時間、較大的到哪個脈沖能量、穩(wěn)定的加工過程的雖然可以在一定程度上提高加工效率。但是表面粗糙的情況和表面變質(zhì)層的情況均不能達到預(yù)期標準。而我們將上面提到的DK7732機床加工參數(shù)進行反向處理的時候,器件加工得到的效果截然相反。
(四)表面變質(zhì)層對DK7732機床加工齒輪質(zhì)量的影響
1.表面變質(zhì)層會造成DK7732機床在加工的齒輪的過程中,出現(xiàn)過燒和脫碳情況的產(chǎn)生造成齒輪在加工過程中的缺陷。
2.表面變質(zhì)層會造成齒輪加工成型后后的性能,出現(xiàn)變化。
3.表面變質(zhì)層會造成表面缺陷出現(xiàn)在齒輪的使用過程中。
總結(jié)
經(jīng)過對有效提高齒輪加工質(zhì)量的研究中我們發(fā)現(xiàn):提供充足的冷卻工作液,并提高冷卻的速度是我們提高齒輪加工質(zhì)量的一個有利方向。同時根據(jù)具體情況選擇合適的電參數(shù)以及冷卻介質(zhì),也是實現(xiàn)提高齒輪加工質(zhì)量的有效方法。
參考文獻
[1]張成茂.納米復(fù)相陶瓷電火花線切割加工特性研究[D].青島科技大學(xué),2007
[2]劉麗娟.核電機組鑄鋼銑削表面完整性試驗研究[D].上海交通大學(xué),2012
關(guān)鍵詞:高職;金屬工藝學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2012)01-0156-01
《金屬工藝學(xué)》是高職工科類院校的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,其內(nèi)容主要包括金屬材料的基本知識、金屬熱加工工藝和金屬冷加工工藝三部分內(nèi)容。由于該課程的專業(yè)特點和所處的教學(xué)位置,學(xué)生普遍感到學(xué)習(xí)難度很大,并產(chǎn)生了畏難情緒,學(xué)習(xí)不得其法,生吞活剝,死記硬背。因此,教師必須深入研究,探討教學(xué)方法,促進教學(xué)目的的實現(xiàn)。
一、基本思路
(一)以現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo)。課程的教學(xué)改革要求體現(xiàn)傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)相結(jié)合的方向性原則,遵循學(xué)生的主體性和教師的主導(dǎo)性相結(jié)合、理論密切聯(lián)系實踐和鞏固性等教學(xué)原則,課程的教學(xué)改革應(yīng)吸收各種先進的現(xiàn)代教育研究成果。
(二)高職《金屬工藝學(xué)》課程的教學(xué)改革是一項系統(tǒng)工程。我們不僅要研究高職《金屬工藝學(xué)》課程教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)評價等內(nèi)部各要素及其相互影響,同時也要關(guān)注系統(tǒng)外因素對高職液壓傳動課程教學(xué)系統(tǒng)的影響。此外,一門課程的教學(xué)只有具有一定的系統(tǒng)性,才能取得較高的工作效率。
(三)實現(xiàn)由“理論”向“實踐”的轉(zhuǎn)變?,F(xiàn)代技術(shù)教育提出“由科學(xué)向技術(shù)回歸”,強調(diào)科技服務(wù)于工程實際和社會。如果教學(xué)內(nèi)容過多偏重理論化、學(xué)科化,忽視技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容,就必然造成理論和工程實踐脫節(jié),學(xué)校與社會脫節(jié),也就違背了技術(shù)教育的根本目標。因此,不能僅僅顧及學(xué)科自身的全面,而應(yīng)該更多地從技術(shù)教育的角度出發(fā)考慮問題。在基礎(chǔ)理論的教學(xué)中考慮職業(yè)的需要,在基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)中滲透工程技術(shù)內(nèi)容,變理論的抽象性為理論的應(yīng)用性, 實現(xiàn)“理論”向“實踐”的轉(zhuǎn)變。
二、主要措施
(一)教學(xué)內(nèi)容的改革。目前《金屬工藝學(xué)》課程采用王建民編寫的“十一五”《金屬工藝學(xué)》作為教材,此教材內(nèi)容簡練,覆蓋面廣,由于教學(xué)時數(shù)的限制,必然要在教學(xué)內(nèi)容上進行整合優(yōu)化,突出一個主線教學(xué),整個授課內(nèi)容都是圍繞金屬材料的性能與成分、組織結(jié)構(gòu)及加工工藝之間的關(guān)系進行展開。既要保證學(xué)科知識的完整性和系統(tǒng)性,也要突出知識的實踐性。重點講解主要的原理規(guī)律、重要的概念定義。以及與實際生產(chǎn)相聯(lián)系的一些知識點。比如常見金屬材料的牌號、性能和熱處理工藝。典型機械零件的選材和加工工藝路線的安排等等。對于一些抽象難以理解的知識點做到弱化處理,盡量避免學(xué)術(shù)型教學(xué),要將書本上的理論知識與生產(chǎn)實際進行聯(lián)系,使學(xué)生便于理解掌握,也為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。對教學(xué)內(nèi)容進行整合和優(yōu)化,以傳統(tǒng)金屬材料的有關(guān)知識為核心,并更新和補充有關(guān)新材料、新制備工藝和新技術(shù)方面的知識內(nèi)容,使課程體系更完整,以適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展要求,進一步強化了該課程的教學(xué)目標,使學(xué)生不僅具備材料學(xué)的基本知識,也培養(yǎng)學(xué)生材料應(yīng)用方面的工程背景。
(二)教學(xué)方法的改革。目前的高職院校的《金屬工藝學(xué)》課程主要還是采用傳統(tǒng)的課堂講授加實驗的教學(xué)模式,這種教學(xué)模式的教學(xué)效率較低、學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。例如:在教室里講解鑄造,鍛造等金屬加工工藝,對于沒有操作過也沒有見過這些工藝方法的學(xué)生來說,課堂上的講授只是紙上談兵,學(xué)生很難真正掌握它們。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐與總結(jié),我院金屬工藝學(xué)課程教學(xué)主要采用了“教學(xué)做”一體的教學(xué)模式。我們將理論課程和實際工藝的講解融合在一起,講到什么就讓學(xué)生實實在在的感受到這個東西,我們讓學(xué)生去碰,去摸,去觀察實際中間真正用到的東西,這樣來提高學(xué)生的認知度,通過這種方式來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,這種方式能明顯的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
(三)學(xué)生考核的改革??己思仁菍W(xué)生學(xué)習(xí)效果與教師教學(xué)質(zhì)量的檢查與體現(xiàn),更顯示出考核方法的重要性。本課程的考核方式將由集體出卷,改為由試卷庫隨機抽卷開卷筆試、實驗、課程小論文、課堂討論、作業(yè)、出勤率等六部分組成,增加了以考查學(xué)生創(chuàng)新能力、材料知識綜合運用的主觀性試題比重,避免了題型教材化、概念化、孤立化等抹殺學(xué)生創(chuàng)新能力的傾向。撰寫課程小論文(或文獻綜述)的考核方式,既鍛煉了學(xué)生自主創(chuàng)新、綜合運用材料知識的能力,又培養(yǎng)了學(xué)生快速有效地獲取并分析材料信息資源、撰寫科技論文的能力。
(四)實踐教學(xué)的改革。加強實驗室建設(shè),增加實驗教學(xué)資源,實驗室、實驗設(shè)備是實驗教學(xué)體系改革的基礎(chǔ),是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的硬件。金屬材料品種多,發(fā)展快,材料發(fā)展日新月異,因此金屬材料實驗檢測也需要不斷進步。除常規(guī)實驗設(shè)備外,實驗室還應(yīng)設(shè)置材料樣品室,使學(xué)生對各種材料有一個直觀的印象,尤其對于新材料。另外還需增加多媒體,方便在課堂上通過動畫演示和播放錄像,讓學(xué)生能充分了解實驗的過程和操作方法,達到實驗教學(xué)的基本要求,并擴展學(xué)生的知識??傊?,為保障教學(xué)效果,試驗室建設(shè)將不斷完善。同時,在校辦工廠設(shè)置與金屬工藝學(xué)相關(guān)的生產(chǎn)實踐活動,讓學(xué)生能夠真實的接觸到真正的金屬工藝方法,真正的做到理論聯(lián)系實際,從而獲得理想的教學(xué)效果。
《金屬工藝學(xué)》課程的教學(xué)改革是一項長期、系統(tǒng)的工程,是理論和實踐相互促進、相互滲透、相互補充的有機結(jié)合。我們應(yīng)該不斷創(chuàng)新教學(xué)方式和教學(xué)手段,與新專業(yè)建設(shè)結(jié)合起來,在涉及課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)上進一步深化教學(xué)改革,進一步提高教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)生在理論知識和實踐動手能力方面得到較好的訓(xùn)練和提高。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】 劣質(zhì)重油 改質(zhì)加工 現(xiàn)狀 前景
改革開放以來,我國國內(nèi)石油需求量呈現(xiàn)出一種逐年上升的趨勢,同時,石油對外依存度也不斷的提升,已經(jīng)超過了50%。隨著世界原油需求量的持續(xù)升高,原油的資源也呈現(xiàn)出一種劣質(zhì)化的表現(xiàn),近幾年來全球增產(chǎn)原油大多都為重質(zhì)原油,有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,重質(zhì)原油與非常規(guī)原油的產(chǎn)量已經(jīng)超過1億噸,據(jù)劍橋能源年會的預(yù)測,截止到2013年,油砂瀝青會成為最重要的非常規(guī)原油。因此,超重原油以及油砂瀝青的加工必然會是下一階段煉化企業(yè)需要面臨的重要問題。
1 超重原油的特點
目前世界常規(guī)原油探明儲量為13220億桶,具體的儲量與分布情況詳見表1。
超重原油儲量最豐富的國家是委內(nèi)瑞拉,與普通的原油相比而言,超重原油具有如下的特征:即高密度、高硫、高黏度、高酸、高殘?zhí)?、高氮、高芳烴含量、高金屬含量,且減壓瓦斯油與渣油的含量也超過了70%,性質(zhì)較差,比重較差,很難進行脫鹽和脫水;黏度較高,難以進行管理和運輸;氮和硫的含量較高,進行加氫處理的難度較大;減壓瓦斯油數(shù)量大,芳烴和氮的含量高,催化和劣化的難度較高;減壓渣油數(shù)量大,鐵、釩、瀝青、殘?zhí)康暮扛撸诮够幚磉^程中會出現(xiàn)大量的焦炭,在處理時需要在高溫高壓及氫氣的條件下進行。
2 劣質(zhì)重油加工技術(shù)
劣質(zhì)重油的渣油含量很高,加工的核心技術(shù)就是通過渣油與減壓瓦斯油提高輕質(zhì)油的收率,劣質(zhì)重油的渣油具有高硫、高殘?zhí)?、高氮、高金屬的特征,對于加工工藝的要求很高。目前,較為成熟的劣質(zhì)重油加工工藝包括焦化、渣油加氫和催化劣化幾種。目前,加拿大油砂瀝青渣油均使用焦化處理工藝;渣油加氫的工藝包括沸騰床、固定床、移動床+固定床、懸浮床等方式,能夠處理劣質(zhì)重油與瀝青。
2.1 焦化技術(shù)
焦化技術(shù)能夠處理成本劣質(zhì)的原料,已經(jīng)成為一種常用的重油加工過程,就世界范圍來看,焦化裝置的處理能力可以超過3億噸/年,美國加工劣質(zhì)重油的比例已經(jīng)呈現(xiàn)出一種逐年上升的趨勢,加工原油的含硫量上升約0.27%個百分點,原油重度API°下降了約1個單位,但是,焦化能力在近年來卻增加2750萬噸/年,究其根本原因,是由于焦化裝置的操作費用和投資都相對低廉,能夠加工高金屬、高硫和高殘?zhí)康牧淤|(zhì)重油。
2.2 渣油沸騰床加氫裂化技術(shù)
渣油沸騰床加氫裂化第二代與第三代催化劑已經(jīng)研制成功,該種催化劑能夠大幅的改善加工裝置的性能,尤其是脫殘?zhí)俊⒚摿蛞约爱a(chǎn)品的安定性,可以在渣油轉(zhuǎn)化率為80%到85%的條件下煉制出低硫燃料油。美國先進煉油技術(shù)公司為了解決油渣沸騰床加氫裂化裂化設(shè)備未轉(zhuǎn)化油渣以及設(shè)備結(jié)垢的問題,添加了減少沉積物的催化劑,與傳統(tǒng)的催化劑相比,在脫金屬、脫硫、脫殘?zhí)恳约霸娃D(zhuǎn)化率高的情況下,能夠減少反應(yīng)過程中沉淀物的產(chǎn)生。
2.3 懸浮床加氫裂化工藝
懸浮床加氫裂化工藝能夠用于劣質(zhì)重油的加工,但是其加工的產(chǎn)品需要進行深度裂解、脫硫和二次脫硫,就會導(dǎo)致加工費用升高,該種工藝是處理劣質(zhì)重油很好的手段。
3 劣質(zhì)重油加工技術(shù)展望與前景分析
3.1 改善焦化工藝
焦化工藝能夠很好的改善劣質(zhì)重油,是現(xiàn)階段下煉油廠使用最多的工藝,在未來階段下,應(yīng)該將劣質(zhì)重油焦化裝置的設(shè)計重點放置在減少焦炭產(chǎn)率、提高液體產(chǎn)品產(chǎn)率、降低操作費用和減少裝置投資之上,劣質(zhì)重油的瀝青質(zhì)和殘?zhí)康暮亢芨撸谑褂媒够に囘M行加工時會導(dǎo)致加熱爐生焦傾向升高,因此,除了減少焦炭產(chǎn)率、提高液體產(chǎn)品產(chǎn)率以外,還要使用科學(xué)的方法緩解加熱爐的結(jié)焦。
3.2 完善劣質(zhì)重油加工組合工藝
為了將劣質(zhì)重油資源最大限度的利用起來,需要不斷的完善劣質(zhì)重油加工組合工藝,如焦化+沸騰床加氫裂化技術(shù)、沸騰床加氫裂化技術(shù)+溶劑脫瀝青+瀝青氣化技術(shù)等。
3.3 擴大氫氣的來源
很多地區(qū)的劣質(zhì)重油都有著高氮、高硫、高金屬含量和高殘?zhí)康奶卣?,在轉(zhuǎn)化以及生產(chǎn)油品的過程中會消耗到大量的氫氣,使用焦化工藝在加工劣質(zhì)重油時會產(chǎn)生石油焦、應(yīng)用溶劑脫瀝青加工工藝會產(chǎn)生脫油瀝青,如果將其作為氣化工藝的原料,就能夠解決以上的弊端,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氫氣也可以為后續(xù)的加氫過程提供氫源。
3.4 發(fā)展懸浮床加氫裂化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化
在應(yīng)用延遲焦化技術(shù)加工劣質(zhì)重油時會出現(xiàn)大量的低價值焦炭,使用沸騰床加氫裂化技術(shù)加工劣質(zhì)重油的轉(zhuǎn)化率也不高。近些年來,隨著技術(shù)水平的發(fā)展,懸浮窗加氫技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,該種技術(shù)能夠?qū)⒃显偷霓D(zhuǎn)化率全面的提升,幾乎可以將其完全轉(zhuǎn)化為餾分油。在未來階段下,發(fā)展懸浮床加氫裂化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化能夠提升劣質(zhì)重油的轉(zhuǎn)化率。
4 結(jié)語
近年來,國際石油需求量逐年上升,而輕質(zhì)原油的量不斷減少,劣質(zhì)原油的開采比例不斷提升,超重原油硫、殘?zhí)?、氮、重金屬的含量偏高,這也對煉油企業(yè)的加工工藝提出了一定的挑戰(zhàn),為了滿足經(jīng)濟發(fā)展和原油儲備的需求,我國的煉油企業(yè)必須要不斷開發(fā)新技術(shù),實現(xiàn)劣質(zhì)重油加工技術(shù)的全面發(fā)展。
參考文獻:
中圖分類號: TD406文獻標識碼:A 文章編號:
論文摘要:本文以《機械制造工藝基礎(chǔ)》課程教程的現(xiàn)狀和面臨問題,從提高機械類專業(yè)學(xué)生的實踐能力出發(fā),根據(jù)實際探討了教師在講授過程中從如何改進教學(xué)方法與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力,發(fā)展趨勢以及改革措施等方面突破《機械制造工藝基礎(chǔ)》的難點教學(xué)。 《機械制造工藝基礎(chǔ)》課程是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,涉及面廣,概念性強。與生產(chǎn)實踐關(guān)系密切,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感覺不易掌握,缺乏興趣。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性、主動性,針對該課程目前存在的問題在教學(xué)中進行一定的改革嘗試,很好地解決該課程的重點、難點。下面談?wù)勛约旱慕虒W(xué)。
一、分析教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題
1、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系陳舊。該課程的內(nèi)容多且相互獨立,學(xué)時少,同時有些內(nèi)容隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已日顯陳舊;課程內(nèi)容和課程體系的變化與原有的教學(xué)方法和教學(xué)手段難以保證在較少學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)大綱的要求,更別說培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實際和創(chuàng)新思維的能力。
2、教學(xué)方式陳舊在教學(xué)方法上仍采取灌輸式教學(xué),導(dǎo)致學(xué)生失去興趣,獲取的信息量較少。這種單一的教學(xué)方法顯然很難培養(yǎng)出具有創(chuàng)新性的高素質(zhì)的人才。
二、教學(xué)應(yīng)在以下的幾個方面得到突破
1、合理安排課程體系,更新教學(xué)內(nèi)容在設(shè)計課程體系時對于一些內(nèi)容較陳舊的或在其他課程里講過的內(nèi)容可進行刪減。增加計算機輔助制造內(nèi)容,使學(xué)生接觸到現(xiàn)在化工業(yè)生產(chǎn)的新方法、新問題,而成新思路。并且根據(jù)電腦在學(xué)生中普及率較高的特點,鼓勵、引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間進行學(xué)習(xí)研究。此外在保證掌握有關(guān)基礎(chǔ)知識和基本理論的前提下,針對各專業(yè)的特點,突出重點、提示一般。
2、改革教學(xué)方法和教學(xué)手段。提高教學(xué)質(zhì)量重視“緒論”教學(xué),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣良好的開端是成功的一半,講好緒論課猶如優(yōu)秀作者對戲劇的“序幕”和小說的“開頭”。教師“亮相”的好,在學(xué)生心中樹立一個先入為主的良好形象,對今后的教學(xué)產(chǎn)生積極的促進作用。給學(xué)生介紹課程體系,包括毛坯制造工藝、零件切削加工工藝和機械加工工藝規(guī)程制定等三部分內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí),可以使學(xué)生獲得機械制造的常用工藝方法和零件加工工藝過程及裝配的基礎(chǔ)知識,對機械制造工藝過程形成一個完整的認識,從而增強學(xué)生在實際工作中的適應(yīng)性,為達到一專多能打好必要的理論基礎(chǔ)。同時采用啟發(fā)式教學(xué)以引導(dǎo)、幫助和促進學(xué)生對知識的領(lǐng)悟,激發(fā)學(xué)生獨立思考和創(chuàng)新的意識。如在學(xué)習(xí)有關(guān)鍛壓的內(nèi)容后,給出一個工程應(yīng)用中因某一質(zhì)量不合格的鍛件而造成故障的實例讓學(xué)生進行討論,幫助、引導(dǎo)學(xué)生從材料的選擇、鍛件的結(jié)構(gòu)以及鍛造工藝等各個方面進行考慮、分析,找出原因,提出解決的方法。這樣,通過啟發(fā)式教學(xué),不僅可以鞏固所學(xué)過的知識,而且可以幫助學(xué)生學(xué)會從多方位,多角度去思考,有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性。變灌輸式教學(xué)為方法論教學(xué)。將傳統(tǒng)教學(xué)中的教學(xué)模式,變?yōu)閹熒餐顒拥慕虒W(xué)方式。在教學(xué)的過程中,多開展師生互動,采用“教師引在前、講在后,學(xué)生想在前、聽在后”的方法,引導(dǎo)學(xué)生自己思考解決問題;讓學(xué)生多開展討論,使學(xué)生積極思維,打開思路,同時教師參加討論,對重點、難點處做講解,最后進行總結(jié);也可以安排學(xué)生動手實踐,這樣就更能取得意想不到的效果。
3、因材施教,教師傳授知識的同時,應(yīng)注重能力培養(yǎng)。課堂上著重講清基本概念和基本理論,分析重點和難點。簡單的讓學(xué)生自學(xué),使學(xué)生表達能力和邏輯思維能力得到一定的鍛煉。在自己解決了一些實際問題后,學(xué)生會感覺到成就感,進而激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣,對于學(xué)習(xí)興趣更濃、能力較強的學(xué)生,每個章節(jié)均應(yīng)推薦學(xué)習(xí)參考書及相應(yīng)的制造工藝手冊。并介紹手冊的使用方法,這對他們以后從事工程技術(shù)應(yīng)用工作非常有益。
4、重視實踐教學(xué),加強能力培養(yǎng)。實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要環(huán)節(jié),把理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合,是專業(yè)知識向?qū)嵺`能力轉(zhuǎn)化的重要手段。培養(yǎng)既懂專業(yè)又會操作的“雙師型“教師是開展實踐教學(xué)的前提。這樣的教師才能將理論教學(xué)與實踐教學(xué)融為一體,得心應(yīng)手的將各方面知識融會貫通,最終達到較好的教學(xué)效果。在本課程的學(xué)習(xí)中一般安排兩周左右的實踐教學(xué),實踐教學(xué)包括參觀、實習(xí)。根據(jù)授課內(nèi)容,將學(xué)生帶到實習(xí)工場,組織學(xué)生參觀,參觀前應(yīng)布置預(yù)習(xí),使學(xué)生做到心中有數(shù),參觀時教師引導(dǎo)學(xué)生注意觀察機床主體結(jié)構(gòu)、主要部件及作用、傳統(tǒng)系統(tǒng)、刀具、夾具等,并邊操作邊講解,提高感性認識,解決學(xué)生的問題。參觀后進行總結(jié)。實習(xí)的內(nèi)容有車、銑、刨、磨、鉆等工種,著力培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。要求學(xué)生根據(jù)零件圖,讀懂圖樣、制定加工工藝規(guī)程、加工零件。訓(xùn)練學(xué)生運用已學(xué)知識,應(yīng)用到實際生產(chǎn)中,讓他們真正感覺到學(xué)有所用,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)理論課的自覺性,使學(xué)生獲得一個完整的機加工過程概念,這樣不僅可以鞏固已學(xué)的知識,強化學(xué)生的專業(yè)思想,也能夠為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
5、演示法直觀教學(xué)。直觀教學(xué)是為學(xué)生提供必要的感性材料的有效途徑。在講授過程中,經(jīng)常適時的演示與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實物、模型或?qū)嵨飯D片。在教學(xué)中靈活運用各種直觀形式,不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且有助于他們對所學(xué)知識的領(lǐng)會、理解和鞏固。
6、多媒體形象化教學(xué)。利用計算機軟件將教學(xué)過程中需要的文本、圖形、圖像、動畫、錄像等多種媒體有機會地組織在一起,替代傳統(tǒng)的粉筆、掛圖、幻燈片和錄像片等。形象生動、直觀易懂、方便快捷。能夠使學(xué)生猶如身臨其境。用多媒體課件教學(xué),形象的揭示了復(fù)雜的機械制造過程,有效地解決了許多教學(xué)中難以講解而又必須理解的問題,大大提高了教學(xué)效果,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對教學(xué)效率的提高是傳統(tǒng)教學(xué)方式無法比擬的。
三、結(jié)束語 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,教學(xué)內(nèi)容也在發(fā)生變化,這就要求教師自身不斷學(xué)習(xí),改革教學(xué)內(nèi)容,與時俱進,大膽創(chuàng)新。不斷學(xué)習(xí),提高自身素質(zhì),要不斷的用新知識、新技術(shù)豐富教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)出能夠滿足生產(chǎn)一線需求的高素質(zhì)的職業(yè)應(yīng)用型人才。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:機械制造技術(shù)基礎(chǔ);科學(xué)研究;學(xué)術(shù)探討;教學(xué)模式
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課,課程的主要內(nèi)容包含了切削加工的基本要素、切削過程的基本規(guī)律、機械加工工藝規(guī)程的制定、典型零件的機械加工、機械加工精度、機械加工表面質(zhì)量、裝配工藝規(guī)程的制定、機械制造技術(shù)的發(fā)展[1]。該課程內(nèi)容豐富、邏輯性差、理論性強、實踐性強、綜合性強[2-3]。目前的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式仍然以傳統(tǒng)的課堂講授的灌輸式教學(xué)方式為主,雖然能夠快速地傳授給學(xué)生大量的理論知識,鞏固學(xué)生的基本知識,但是學(xué)生不能意識到所學(xué)知識的實用性,降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更不能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立解決問題的能力[4]。以科學(xué)研究為基礎(chǔ)的學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式的實施不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立思考能力,為社會培養(yǎng)創(chuàng)新性人才。本文對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式進行了探索。
1機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)現(xiàn)狀
1.1教學(xué)特征與效果
隨著時代的發(fā)展,對于學(xué)生的培養(yǎng)不但要提高其利用理論知識解決實際問題的能力,更加應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、獨立思考的能力和一定的科研精神,為學(xué)生進一步的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。目前機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)目標是要求學(xué)生掌握機械制造方面的基本理論、基本知識和基本技能,為從事機械制造的現(xiàn)場技術(shù)工作及科學(xué)研究工作打下堅實基礎(chǔ)。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容豐富、邏輯性差、理論性強、實踐性強、綜合性強,教材中的很多知識需要在實踐中不斷學(xué)習(xí)和貫通。長期以來,“填鴨式”課堂講授的方法雖然使學(xué)生具有較為扎實的基礎(chǔ)知識,但是學(xué)生產(chǎn)生了較強的依賴心理,缺乏獨立思考能力和創(chuàng)新能力,阻礙了學(xué)生的進一步學(xué)習(xí)深造[5]。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容理論性較強、實踐性強、綜合性強。比如刀具角度的功用,這部分需要學(xué)生掌握刀具角度的概念和對切削加工的影響規(guī)律,能夠真正運用到實際生產(chǎn)實踐中,并能夠利用辯證法去分析實際加工過程中的切削性能隨著刀具角度的變化規(guī)律。然而,由于學(xué)生缺乏實際的切削加工經(jīng)驗,并不能夠真切地感受和理解刀具角度的功用,學(xué)生從心理上不能接受和理解這部分內(nèi)容,導(dǎo)致學(xué)生只是機械化地記憶所學(xué)內(nèi)容,缺乏對所學(xué)知識必要的思考和綜合分析。雖然很多高校教師提出產(chǎn)學(xué)研協(xié)同模式、授課+實踐模式、先實踐后理論模式等來提高學(xué)生的實踐經(jīng)驗,但是對于大多數(shù)的地方高校來說,受到課時、經(jīng)費和硬件設(shè)施等方面的限制,實施起來有一定的困難,而且培養(yǎng)出來的學(xué)生不能夠接觸到現(xiàn)在的前沿科技和科學(xué)研究工作,缺乏一定的獨立思考能力和創(chuàng)新精神,不利于學(xué)生的進一步深造[6]。
1.2學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程以閉卷考試的考核形式為主,平時成績和實驗成績占30%,卷面成績占70%。隨著時代的發(fā)展,學(xué)生的自主能力得到發(fā)展,其學(xué)習(xí)興趣來源于以實踐為基礎(chǔ)的應(yīng)用型知識的獲得,機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程較強的實踐性和課堂灌輸式教學(xué)模式的局限性使得學(xué)生不能夠真正認識到該課程相關(guān)知識的實用性,學(xué)生的學(xué)習(xí)動力主要來源于學(xué)分的獲得,大部分學(xué)生以考試前的突擊學(xué)習(xí)、機械記憶等方式來應(yīng)付考試,使得機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的整體教學(xué)效果欠佳,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果差,不能夠達到教學(xué)大綱的要求。金工實習(xí)作為機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的前置課程,能夠提高學(xué)生的實際生產(chǎn)實踐知識,但是地方高校出于學(xué)生的安全、課時量和硬件設(shè)施等角度的考慮,學(xué)生動手操作的機會較少。機械制造技術(shù)的發(fā)展歷史源遠流長,機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程所講述知識點較為傳統(tǒng),但是機械制造業(yè)作為制造業(yè)的最主要的組成部分,機械制造基礎(chǔ)技術(shù)、超精密及細微加工技術(shù)、自動化制造技術(shù)、綠色制造技術(shù)等前言科技和科學(xué)研究工作的發(fā)展均屬于機械制造技術(shù)的內(nèi)容。然而機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程相關(guān)的前沿技術(shù)較為隱蔽,對于缺乏專業(yè)數(shù)據(jù)庫查閱和文獻檢索能力的本科生來說,利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和學(xué)校購買的專業(yè)數(shù)據(jù)庫學(xué)習(xí)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的前言知識具有一定的困難,特別是對于自主學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生來說,面對誘惑較大的大學(xué)環(huán)境,學(xué)生的自控能力和管理時間的能力欠缺。綜合機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程特點和學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,探討適合于地方高校的機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式具有一定的必要性。
2學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式的理論背景
大學(xué)是進行學(xué)問研究的機構(gòu),科學(xué)研究作為大學(xué)教師必須要進行的主要任務(wù)之一,導(dǎo)致大學(xué)中教師與學(xué)生的關(guān)系和中小學(xué)教師與學(xué)生的關(guān)系有較大差異,大學(xué)的教師并不僅是因?qū)W生的存在而存在的,教師和學(xué)生還是因?qū)W(xué)問的研究工作而存在的[7]。大學(xué)中的科學(xué)研究工作又導(dǎo)致大學(xué)區(qū)別于一般職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校,大學(xué)中的科學(xué)研究以基礎(chǔ)理論性研究為基礎(chǔ),以創(chuàng)新性知識的生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用為中心,以產(chǎn)出高水平的科研成果和培養(yǎng)高層次的精英人才為目標,在社會發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展、科學(xué)進步等方面發(fā)揮著重要的作用[8]。人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和服務(wù)社會成為當代高等學(xué)校的三大職能,高校教師的主要工作除了教書育人之外,科學(xué)研究成為高校教師重要的工作。以傳統(tǒng)課堂講授的灌輸式教學(xué)方式主要發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用和對課堂教學(xué)的組織、管理,但是忽視了對學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性的開發(fā)。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教材的內(nèi)容較多、邏輯性差,只是編寫了機械領(lǐng)域最基本的內(nèi)容,很少涉及機械領(lǐng)域前沿的研究進展,內(nèi)容更為古板。例如切削過程中切削力隨著切削參數(shù)的變化規(guī)律,教材上僅指出其變化規(guī)律的單調(diào)遞增或遞減性,但是在新型材料加工過程中切削力隨著切削參數(shù)的變化規(guī)律較為復(fù)雜,需要教師根據(jù)新型材料的切削加工的實際情況給學(xué)生分析其變化規(guī)律及機理。因此科學(xué)研究不僅能夠推動學(xué)科理論研究的深入進行,取得原創(chuàng)性的研究成果,服務(wù)于社會,也能夠使教學(xué)更有廣度,提高教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨立解決問題的能力[9]。為了適應(yīng)現(xiàn)代社會對機械專業(yè)技術(shù)人才創(chuàng)新能力的新要求,培養(yǎng)學(xué)生既有解決生產(chǎn)實際問題的能力,又有創(chuàng)新能力和一定的理論深度素養(yǎng),科研型大學(xué)成為各個高等學(xué)校發(fā)展的主要方向,也是一流高水平高校的重要標志[10]。
3學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式探索
3.1學(xué)術(shù)探討教學(xué)內(nèi)容準備
基于學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式的課堂教學(xué)除了講授知識,最重要的是根據(jù)最新科研成果講述所學(xué)知識的重要性和實用性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)和提高學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力,為實際生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究作準備。在新的教學(xué)模式下,教材中很難理解、重點的內(nèi)容,在基本知識講解的基礎(chǔ)上,可以通過學(xué)術(shù)探討的方式,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生課后閱讀相關(guān)學(xué)術(shù)論文,讓學(xué)生理解所學(xué)知識的實用性和科學(xué)性;對于教材中較簡單的闡述較全面的知識點,可以安排學(xué)生自學(xué)。教學(xué)手段改革的關(guān)鍵要求教師必須對刀具、零件加工和裝備等內(nèi)容十分熟悉,機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是從事材料精密加工研究的教師必須精通的一門課程[11]。切削加工的基本要素、切削過程的基本規(guī)律和機械加工表面質(zhì)量是從事材料切削加工機理研究的教師必須進行的研究內(nèi)容,機械加工工藝規(guī)程的制定和典型零件的機械加工是從事綠色制造領(lǐng)域的研究者必須熟知的知識點,這幾部分與高效精密加工研究密切相關(guān)的知識點恰好正是機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的難點與重點內(nèi)容。對于缺乏實踐經(jīng)驗的本科生來說,理解和掌握這些內(nèi)容十分困難,為了應(yīng)付考試學(xué)生只能死記硬背所學(xué)知識點,降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更不用說提高其獨立思考能力和創(chuàng)新精神。對于從事機械加工研究的高校教師來說,在教學(xué)準備階段,應(yīng)大量閱讀與課程內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)論文,特別是較為前沿的文獻資料,結(jié)合自己的科研成果,以相關(guān)科研結(jié)論來講述相關(guān)知識點的重要性及實用性,以問題的形式啟發(fā)學(xué)生獨立思考相關(guān)科學(xué)實驗及數(shù)值模擬結(jié)論的合理性及可行性,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新能力,并使其具有一定的科研素養(yǎng)。
3.2學(xué)術(shù)探討課程教學(xué)方法和手段
現(xiàn)代教育提倡多樣式的教學(xué)方法,如討論式、啟發(fā)式、問題引導(dǎo)式、案例式等來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性[12]。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課堂教學(xué)在每次講授知識點時,先引用相關(guān)的科研論文或者自己的科研成果來詮釋知識點的實用性和重要性,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,然后進行教材基本知識點的講述,最后為了能夠提高學(xué)生的獨立思考能力、創(chuàng)新能力和綜合分析問題的能力,可以相關(guān)的科研論文或科研成果為基礎(chǔ)提出問題,引導(dǎo)學(xué)生以教材的基本知識點為基礎(chǔ)探討相關(guān)的科研成果,從而提高學(xué)生的科研素養(yǎng)。合理布置課后作業(yè)對鞏固課堂理論知識和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有一定的幫助作用。學(xué)術(shù)探討教學(xué)模式的課后作業(yè)要追求一定的豐富性、多樣性,改變傳統(tǒng)的練習(xí)題模式,避免學(xué)生的抄襲現(xiàn)象,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教師可以尋找與課堂內(nèi)容相關(guān)的科研論文或者讓學(xué)生自己檢索相關(guān)的科研論文,對科研論文進行閱讀,結(jié)合教材基本知識寫出大概100~200字的思考體會。
3.3學(xué)術(shù)探討課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計
課程設(shè)計是機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中重要的實踐環(huán)節(jié),可以加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解能力。目前機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計的選題常為機械典型零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計。在明確設(shè)計任務(wù)的前提下,可以要求學(xué)生選用多種工藝方案和工藝路線,引導(dǎo)學(xué)生利用綠色制造等前言科技來分析多種工藝方案和工藝路線的利弊,讓學(xué)生更為直觀地體會合理選擇零件工藝方案和工藝路線的重要性以及了解綠色制造技術(shù)前沿科技的概念及實用性[13]。畢業(yè)設(shè)計是普通高等院校各專業(yè)教學(xué)計劃中的重要組成部分,是對學(xué)生本科階段所學(xué)專業(yè)知識的綜合、深化和升華,著重鍛煉學(xué)生利用各種資源來檢索所需知識并解決實際問題的綜合能力[14-15]。目前大多數(shù)地方高校的畢業(yè)設(shè)計選題多為機械典型零件的加工工藝及夾具設(shè)計、數(shù)控機床部件的設(shè)計、機械加工模具的設(shè)計等,其中機械典型零件的加工工藝及夾具設(shè)計與機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計、機械設(shè)計制造及自動化綜合課程設(shè)計的內(nèi)容有較多重復(fù)的地方。為了能夠進一步提高本科生的創(chuàng)新精神、獨立思考能力和科研能力,地方高校應(yīng)該打破機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計題目的限制,高校教師依據(jù)自己的研究方向給學(xué)生擬定畢業(yè)設(shè)計題目,讓學(xué)生進行新材料或傳統(tǒng)金屬材料的切削加工試驗研究、基于綠色制造合理工藝路線的選擇和有限元仿真切削加工性能研究,使得學(xué)生能夠?qū)C械制造技術(shù)基礎(chǔ)中相關(guān)理論知識有更深層次的認識,也提高了他們的科學(xué)研究能力、從事工程試驗和對試驗數(shù)據(jù)分析處理解釋的能力。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:刀具管理系統(tǒng) 柔性制造系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫
1 前言
在實際生產(chǎn)中,大量的刀具需頻繁地在庫房與機床、刀具庫房與刀具刃磨車間及機床之間交換和流動。是否能對刀具進行有效管理,不僅影響機床的使用和生產(chǎn)效率,也會影響加工成本。傳統(tǒng)的靠人工在紙張上記錄和管理刀具的借入、借出、歸還和使用的刀具管理方式已經(jīng)不能滿足目前企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)的需要。因此結(jié)合計算機、數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來建立數(shù)字化刀具管理系統(tǒng)有著重要的現(xiàn)實意義[1]。
2 商用刀具管理系統(tǒng)狀況
從世界范圍來看,國外在進入九十年代以來,刀具管理系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展,已經(jīng)有一些發(fā)展比較成熟的刀具管理系統(tǒng),比較典型的如TDM System(Tool Data Management System)、KATMS(Kennametal Automated Tool Management Solutions)、eTMS(Enterprise Tool Management Software )等。在國內(nèi),刀具管理系統(tǒng)的研究起步較晚,基本處于國外刀具管理技術(shù)的跟蹤研究狀態(tài),大部分也著眼于刀具管理系統(tǒng)的某一方面。比如有西北工業(yè)大學(xué),對刀具全生命周期管理進行了研究;河北科技大學(xué)也對基于Web網(wǎng)絡(luò)平臺的刀具管理系統(tǒng)模型做了一定的研究。比較典型的刀具管理系統(tǒng)軟件是Smart Crib[2][3]。其常見的刀具管理系統(tǒng)的功能模塊如表1所示。
3 刀具管理系統(tǒng)的理論研究狀況
現(xiàn)代刀具管理系統(tǒng)的研究在傳統(tǒng)刀具管理理論的基礎(chǔ)上結(jié)合企業(yè)刀具管理的具體需求,引入了刀具全生命周期管理的思想和方法。通過對每一把刀具個體進行編碼,實現(xiàn)了對刀具個體從采購、使用、維護到報廢的全壽命管理。通過對刀具剩余壽命的預(yù)測,為生產(chǎn)制造工藝提供決策支持,大大豐富了刀具管理的內(nèi)容,增強了計算機輔助刀具管理系統(tǒng)在企業(yè)的適用性,實現(xiàn)了刀具多環(huán)節(jié)管理與企業(yè)其他系統(tǒng)的信息共享和交互[1][4][5]。
刀具管理系統(tǒng)在柔性制造系統(tǒng)(FMS)中應(yīng)用最廣泛,F(xiàn)MS要實現(xiàn)自動化加工,必須具有刀具管理功能。通過分析FMS中刀具管理的重要性,基于遺傳優(yōu)化算法的FMS刀具靜態(tài)調(diào)度策略實現(xiàn)生產(chǎn)前刀具的預(yù)調(diào)度,提出了計算機網(wǎng)絡(luò)的刀具管理系統(tǒng)的概念,完成了嵌入式控制技術(shù)的FMS刀具管理系統(tǒng)的總體設(shè)計和開發(fā),并在此基礎(chǔ)上完成了刀具儲運控制器軟硬件的設(shè)計與開發(fā),實現(xiàn)了對系統(tǒng)開發(fā)的各功能模型提出了相應(yīng)的控制要求[6][7]。
通過將制造執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)的刀具實體信息數(shù)字化,利用Internet/Intranet在單元內(nèi)部實現(xiàn)信息的共享預(yù)留接口,并且運用軟件工程的理念和規(guī)范進行了刀具管理系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計,可與整個企業(yè)或外部企業(yè)進行信息交流,從而實現(xiàn)與CAD系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)等企業(yè)其他應(yīng)用系統(tǒng)的整體集成[8][9]。在開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具方面,現(xiàn)代企業(yè)以NX二次開發(fā)和數(shù)據(jù)庫互聯(lián)ODBC為基礎(chǔ),在VB或C++6.0軟件環(huán)境下編程,并基于C/S構(gòu)建了一套刀具管理數(shù)據(jù)庫,在生產(chǎn)現(xiàn)場建立一套24小時無人化刀具管理系統(tǒng)[10][11][12][13][14][15]。
在確定刀具管理系統(tǒng)所應(yīng)有的功能方面,現(xiàn)代企業(yè)都采用用面向?qū)ο蟮慕K枷雽Φ毒吖芾硐到y(tǒng)進行了分析與設(shè)計,運用統(tǒng)一建模語言(UML)對刀具數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行建模,并進一步將這種思想運用到了加工車間,提高了刀具管理系統(tǒng)的實用性[16][17]。
基于工件特征的刀具管理系統(tǒng)引入邏輯部件和邏輯刀具的概念,提出了基于工件工藝特征的刀具選配方案,成功開發(fā)了一套數(shù)控刀具管理與選配軟件,在加工過程中選擇出適合加工的刀具以及給出優(yōu)化的切削參數(shù)[18][19]。而文獻[20]則以工藝特征為基礎(chǔ)的智能推薦刀具系統(tǒng),通過零件的工藝特征模型和刀具的特征信息模型,利用企業(yè)級模板和多層分布式應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)以及共享數(shù)據(jù)庫機制建立刀具信息管理系統(tǒng),然后通過單條件推薦刀具進行智能匹配或通過綜合多因素智能推薦刀具.
4 基于PowerMill的刀具管理系統(tǒng)
目前所研究的刀具管理系統(tǒng)都沒有將所研發(fā)的系統(tǒng)與NC代碼的編制集成,也沒有實現(xiàn)刀具和加工工藝參數(shù)的集成,為了解決上述缺陷,本文開發(fā)了基于Powermill的刀具管理系統(tǒng),包含五個模塊:系統(tǒng)管理、刀具選取、刀具管理、刀具借還和幫助。該系統(tǒng)的特點是:基于刀具的全生命周期管理,刀具在刃磨后其各種參數(shù)會發(fā)生變化,然后將其視為一把新刀具重新入庫,及時更新刀具庫;該系統(tǒng)將刀具管理系統(tǒng)與PowerMill軟件集成,對PowerMill進行二次開發(fā),系統(tǒng)的刀具數(shù)據(jù)庫可在PowerMill中調(diào)用,并將特定零件(模具電極、滑塊等)的工藝參數(shù)(轉(zhuǎn)速、進給速度等)與特定直徑的刀具綁定,選定刀具后即可同時確定工藝參數(shù),提高NC編程的效率。也可根據(jù)工藝模板單獨選擇刀具,然后從工藝庫中讀取加工工藝參數(shù)?;谀>唠姌O加工的刀具管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
5 結(jié)論
(1)分析了國內(nèi)外常見的商用刀具管理系統(tǒng)的特點及功能,論述了研發(fā)刀具管理的狀況,指出了目前刀具管理系統(tǒng)存在的缺陷。
(2)提出基于電極加工的刀具管理系統(tǒng)方案,在Powermill環(huán)境下,將刀具管理與NC代碼的編制集成在一起,有利于提高刀具的利用率,降低加工過程中刀具的使用成本。
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石油加工工藝學(xué)課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的重要專業(yè)課程之一。該課程的教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程概念,建立工程意識,提高綜合運用知識和解決實際問題的能力。完善與優(yōu)化石油加工工藝學(xué)課程體系與內(nèi)容,進一步提高課程教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)水平,是各石油高校人才培養(yǎng)的重要任務(wù)與研究課題,需要同行進行長期不懈的探索和努力。我校在原有教學(xué)大綱基礎(chǔ)上,增加工程實踐內(nèi)容,提高學(xué)生的工程意識和分析問題解決問題的能力;教學(xué)方式多種化,板書與多媒體結(jié)合,引入相關(guān)的聲像資料、圖片資料,幫助學(xué)生深入理解授課內(nèi)容;成績評定中增加文獻撰寫部分及討論部分成績,提高學(xué)生查閱、加工文獻及表述能力。
2教材的選定
以林世雄主編的石油煉制工程(第四版)為主,參考侯祥麟主編的中國煉油技術(shù),沈本賢主編的石油煉制工藝學(xué),陳紹洲主編的石油加工工藝學(xué)等優(yōu)秀教材,適當增加石油資源高效利用、清潔燃料生產(chǎn)和石油煉制工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的新發(fā)展等新內(nèi)容,形成具有自己特色的課程內(nèi)容,與時俱進,擴大知識范圍,為學(xué)生提供更大的學(xué)習(xí)空間。
3每章增加課后習(xí)題
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及自我總結(jié)能力,每章增加不同類型的課后習(xí)題與思考題。包括石油產(chǎn)品有哪些分類及各自用途等基礎(chǔ)性習(xí)題;冬天柴油車掛蠟如何處理等與實際生活相關(guān)的習(xí)題;如何根據(jù)油品的特性實現(xiàn)油品的安全管理等與實際生產(chǎn)相關(guān)的習(xí)題。學(xué)生即掌握了基礎(chǔ)知識,又可以運用所學(xué)知識來分析和解決實際問題。另外每章結(jié)束后要求學(xué)生對本章重要知識點進行總結(jié),再相互交流,把握主線,整體思路清晰。
4教學(xué)方法改革
4.1現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用多媒體教學(xué)課件以它圖文并茂、動靜結(jié)合的表現(xiàn)形式,達到增強了學(xué)生對抽象概念、圖形性質(zhì)和學(xué)科定理的理解與感受,從而極大地提高了課堂的教學(xué)效果。石油加工工藝學(xué)課程具有專業(yè)性強,需要良好的專業(yè)知識鋪墊;知識綜合性強,涉及內(nèi)容廣泛,內(nèi)容復(fù)雜,新工藝技術(shù)、新標準繁多;應(yīng)用性強,理論與實際密切結(jié)合等特點,決定了該課程的授課形式必須多樣化,達到最好的教學(xué)效果。所以授課中把新工藝、新標準等以多媒體的形式講授,既直觀、形象、又便于學(xué)生了解掌握,節(jié)省教師畫圖、畫表的時間,在有限的教學(xué)時間里實現(xiàn)了大容量、高效率的教學(xué)。運用視頻將理論與專業(yè)實驗、仿真素材等緊密聯(lián)系起來,如對實沸點蒸餾先進行理論介紹,再播放視頻,一動一靜,將枯燥的理論以實際過程表現(xiàn)出來,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。課外學(xué)習(xí)平臺也不斷完善,包括授課視頻、實驗視頻、課件、配套習(xí)題、實際問題解決方法等,用現(xiàn)代技術(shù)及豐富生動的內(nèi)容吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
4.2啟發(fā)式與對比式教學(xué)相結(jié)合為了改變大學(xué)生在中學(xué)階段養(yǎng)成的被動式、機械式的學(xué)習(xí)方式,變被動為主動,增加學(xué)習(xí)的積極性,提高對知識的渴望與興趣,本課程的講授過程中大量采用啟發(fā)式教學(xué)。如在講授清潔燃料生產(chǎn)時,先通過圖片了解現(xiàn)在全球氣候變化帶來的影響,并給出具體數(shù)據(jù),再討論導(dǎo)致的原因。汽車尾氣的排放就是源頭之一,為了改善全球氣候,減少汽車尾氣排放的污染物是當務(wù)之急,這就要求提高燃料的質(zhì)量,即生產(chǎn)清潔的汽油和柴油。應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué),從我們切實能體會到的事情出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識去解決實際問題,既可以把問題簡單化,又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣。除了啟發(fā)式教學(xué)外,還并用對比式教學(xué)方式,兩者相互補充。如把汽油和柴油進行對比講解,找出異同點,便于學(xué)生的理解與掌握。先指出汽油機與柴油機的雖然都是活塞式發(fā)動機,工作過程都是由進氣、壓縮、膨脹做功、排氣4個過程構(gòu)成,但兩者的壓縮比、進入氣缸的氣體、著火方式等不同,所以對燃料的要求不同。汽油和柴油在發(fā)動機中燃燒不正常時都會發(fā)生爆震,且爆震現(xiàn)象相同,但是產(chǎn)生爆震的原因及時期卻完全不同,兩者用不同的指標來表示其抗爆性,由此得出各自的理想組分。通過對比歸納,內(nèi)容清晰,層次分明,相似的知識點不易混淆,便于理解與掌握,取得了良好的教學(xué)效果。
4.3小組討論形式進入課堂為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,我們會不定期的提出一些與石油相關(guān)的問題,鼓勵學(xué)生通過各種渠道(期刊、報刊、互聯(lián)網(wǎng)、電視等)收集資料進行了解,之后在課堂上進行分組討論,把枯燥乏味的理論知識結(jié)合到我們的生活中,學(xué)生積極性較高,課堂氣氛高漲。比如緒論講完之后提出問題:石油與你有多大關(guān)系,你一天消耗掉多少石油?在下次課中用部分時間進行分組討論,在激烈的討論中,同學(xué)們各抒己見,真正了解到了我們的衣食住行確實離不開石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我們想要的產(chǎn)品呢?有了疑問和好奇心,增強對本課程的興趣。
4.4培養(yǎng)獨立查閱并加工文獻的能力在授課過程中提出幾個比較熱門的課題,如原油價格對國民經(jīng)濟的影響?煉化企業(yè)如何實現(xiàn)清潔燃料的生產(chǎn)?現(xiàn)代煉油工業(yè)發(fā)展趨勢?中國的能源安全及戰(zhàn)略問題等。學(xué)生根據(jù)個人興趣,選取某一個課題,獨立查閱文獻并經(jīng)過整理完成一份報告,提高學(xué)生查閱加工文獻的能力,為以后畢業(yè)論文奠定良好的基礎(chǔ),又加深對某一方面的深刻理解。
4.5加強工程意識與理論的聯(lián)系石油加工工藝學(xué)是一門專業(yè)課,除講授理論內(nèi)容,還引入大量工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究案例,提升學(xué)生工程意識與理論聯(lián)系實際的能力,真正做到理論與工業(yè)生產(chǎn)緊密相連。如以遼陽石化加工原油-俄羅斯原油為例,根據(jù)原油性質(zhì)、實沸點蒸餾數(shù)據(jù)及直餾產(chǎn)品性質(zhì),確定加工方案;以遼陽石化550萬t/a常減壓裝置為例,講授常減壓裝置工藝流程、主要設(shè)備、直餾產(chǎn)品性質(zhì)等,運用實測數(shù)據(jù)進行產(chǎn)品實沸點切割計算,分離精確度計算等;增加解決實際問題的環(huán)節(jié),如當某一側(cè)線產(chǎn)品出現(xiàn)頭重尾輕的時候應(yīng)如何調(diào)節(jié)操作?本專業(yè)定期聘請工廠有經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員到學(xué)校進行講課,介紹工廠相關(guān)裝置概況、原料及產(chǎn)品、市場需求、主要設(shè)備及生產(chǎn)工藝流程、從事化工行業(yè)要注意的安全事項等事項,使學(xué)生不但有了安全意識,也對實際生產(chǎn)過程有所了解,有利于理論知識的理解,引起學(xué)生對自己未來工作的興趣,提高學(xué)習(xí)動力。專業(yè)實驗最能反映專業(yè)特色,是與本專業(yè)學(xué)科發(fā)展關(guān)系最密的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),因此我們不斷對專業(yè)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)進行改善,除了開設(shè)傳統(tǒng)的驗證性實驗外,又增加了設(shè)計型、研究型實驗;建設(shè)煉油化工與自動化仿真培訓(xùn)中心,強化學(xué)生的工程實踐與運行能力;鼓勵學(xué)生參加“中國石化-三井化學(xué)杯”大學(xué)生化工設(shè)計競賽,聘請設(shè)計院人員與教師共同指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程技能,培養(yǎng)團隊協(xié)作精神,增強學(xué)生的工程設(shè)計與實踐能力,實現(xiàn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。
5教師實踐能力的提高
作為石油加工工藝學(xué)課程的老師,本人除了具有豐富的理論教學(xué)經(jīng)驗,也具有實際生產(chǎn)經(jīng)歷,曾在中石化滄州煉油廠催化裂化裝置工作兩年,每年參加知道學(xué)生下廠生產(chǎn)實習(xí)實踐教學(xué)環(huán)節(jié),并于2012年在遼陽石化煉油廠進行為期一個月的實踐培訓(xùn),因此對煉油加工工藝過程及主要生產(chǎn)設(shè)備的操作及工作原理頗為了解。在理論教學(xué)過程中,能夠?qū)嶋H生產(chǎn)與理論知識結(jié)合在一起,并對生產(chǎn)中遇到的問題作為實例進行分析、講解,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及理論聯(lián)系實際,分析問題和解決問題的能力。從事石油加工工藝學(xué)課程的教師除了擔任理論教學(xué)外,還擔任專業(yè)實驗、畢業(yè)設(shè)計論文、生產(chǎn)實習(xí)及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作。在學(xué)校、學(xué)院的推薦下,每年都有青年教師到中石油遼陽石化公司的生產(chǎn)一線進行實習(xí),并派專業(yè)教師參加相應(yīng)的技能培訓(xùn),定期聘請工廠專業(yè)技術(shù)人員到學(xué)校進行講座,以提高青年教師的工程實踐能力。
6結(jié)束語
中圖分類號:E5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)34-0040-01
前言
機械加工是將半成品的原材料、零部件等通過組裝、拼接,制作成一個完整的機械設(shè)備或產(chǎn)品。在制作過程中,不可避免會產(chǎn)生許多廢棄的部件邊料,造成能源損耗、資源浪費和噪音、光化學(xué)煙霧等物理性污染。所以綠色制造的機械加工工藝有其研究和實踐的必要性和現(xiàn)實意義。綠色制造的機械加工工藝不僅減少了機械制造階段的環(huán)境污染和能源損耗,提升了產(chǎn)品質(zhì)量和安全性能,而且節(jié)約了生產(chǎn)成本。對廢棄材料進行技術(shù)改進和回收利用,對我國構(gòu)建資源節(jié)約型社會有重要意義。
一、機械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)
現(xiàn)代企業(yè)在生產(chǎn)加工零件時,必須遵循減少能源損耗、提高生產(chǎn)效率、保證質(zhì)量安全的要求,因此要讓生產(chǎn)部門和相關(guān)加工人員學(xué)習(xí)和掌握一定的機械加工制造的基本理論和經(jīng)驗方法。實際生產(chǎn)作業(yè)中,要根據(jù)不同企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力進行適當調(diào)整,切忌盲目照搬或完全按照經(jīng)驗進行加工作業(yè)。為了更好地完成機械加工和制造過程,需要進行工藝規(guī)劃,主要包括工序規(guī)劃和具體的作業(yè)流程規(guī)劃。首先是對加工制造工藝進行綜述,明確加工過程中的重點難點和容易出現(xiàn)失誤的地方,然后對每一個細節(jié)進行把控,包括操作時的注意事項和具體參數(shù)。機械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)應(yīng)引起現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)的足夠重視,它為現(xiàn)場生產(chǎn)提供了詳盡的操作依據(jù)和技術(shù)支持,是企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全的一大保證。
二、制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)概述
綠色制造技術(shù)會影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個生命周期,有時還可能會是多生命周期。產(chǎn)品的生命周期,包括選擇材料、設(shè)計產(chǎn)品、加工制造、對產(chǎn)品的包裝裝配以及產(chǎn)品的使用和管理回收再制造等。綠色制造則要考慮這全部的生命周期,特別是要考慮環(huán)境和資源消耗的影響,也要兼顧效益與技術(shù)因素,使企業(yè)的經(jīng)濟效益與外在社會效益達到最優(yōu)化。
綠色制造的關(guān)鍵在于“4R”,即在產(chǎn)品整個生命周期過程中怎么實現(xiàn)重用(Reuse)、減量化(Reduce)、再制造(Remanufacturing)以及再生循環(huán) (Recycle)。 面向機械加工的制造體系主要包括三項具體內(nèi)容,兩大制造目標,還有兩個層次過程的控制。旨在給人們提供機械加工與綠色制造的全面視圖與模型,實現(xiàn)外在社會效益與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和優(yōu)化,最大可能的降低資源消耗、優(yōu)化配置, 讓資源利用率達到最高,對環(huán)境的影響降到最低。
三、綠色制造在機械加工制造體系的應(yīng)用
綠色制造關(guān)系到機械加工制造體系的多個方面。大體可以分成三個部分,應(yīng)用到的技術(shù)包括污染預(yù)防技術(shù)、面向環(huán)境設(shè)計技術(shù)等。這些技術(shù)的研究方面主要是基于產(chǎn)品的生命周期、產(chǎn)品技術(shù)以及生產(chǎn)過程技術(shù)。根據(jù)對面向機械加工工藝規(guī)劃的研究,建立起以時間、成本、質(zhì)量、資源、環(huán)境為參量的具有綠色制造特性的機械加工工藝體系??砂焉a(chǎn)過程中的問題初步分化成三類:資源能耗類,即根據(jù)資源的使用,細化成能量消耗和原材料消耗的極小化問題;環(huán)境排放類,即廢氣廢液廢渣等各種廢品極小化,以及電輻射、噪聲排放的極小化問題;面向環(huán)境影響及資源整體決策類,即在實施過程中發(fā)生的決策性問題,例如,機床的選擇、 切削液的選擇、夾具刀具的選擇決策等。機械加工制造問題系統(tǒng)則是在上述問題的細化下形成的。
四、優(yōu)化綠色制造工藝過程規(guī)劃
優(yōu)化參數(shù),在過程規(guī)劃中,工藝參數(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)。要實現(xiàn)能源與物料的最低化,就必須對零件加工的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。通常來說,參數(shù)優(yōu)化主要是針對制造工藝的采用過程,讓加工過程可以更好的進行。在加工過程中,影響能量消耗、加工質(zhì)量、環(huán)境污染的因素有很多,例如,刀具的種類,切削液的類型等等, 優(yōu)化參數(shù)則是選擇最適的加工工具。優(yōu)化制造工藝路線,工藝路線的確定,是制造工藝過程中最難最重要的環(huán)節(jié),在提高產(chǎn)品質(zhì)量、較少成本、節(jié)約資源方面都有重要作用。優(yōu)化工藝路線,是在明確傳統(tǒng)工藝方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)對環(huán)保、資源利用以及成本的充分分析,做出最有利實用的加工路線。優(yōu)化節(jié)能型機床工件, 對于當前已擁有的設(shè)備資源進行優(yōu)化配置, 利用不同型號規(guī)格機床的不同作用, 優(yōu)化機床與工件的組合方式,實現(xiàn)多機床多工件的同時加工,在安排調(diào)度過程中,注意考慮不同組合方式對環(huán)境以及資源消耗的影響, 實現(xiàn)總體能量消耗的最低化。
五、國內(nèi)外綠色加工工藝規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
從本質(zhì)上來說,綠色加工工藝是一種決策問題,屬于綠色制造的一部分。是以傳統(tǒng)工藝為基礎(chǔ),結(jié)合了包括控制技術(shù)、材料應(yīng)用技術(shù)、表面技術(shù)等多種新科技在內(nèi)的現(xiàn)代工藝規(guī)劃。環(huán)境影響與資源消耗是綠色工藝規(guī)劃考慮的主要問題,通過對加工制造方案、規(guī)劃設(shè)計過程進行優(yōu)化選擇,制定綠色環(huán)保的實施方案,并以此來提高原材料的利用率,降低能源與物料的消耗,減少廢氣污染物的產(chǎn)生。
其中,產(chǎn)品加工過程中的廢物流和由其帶來的環(huán)境問題受到了國際各方面的高度重視。在國外,由加利福尼亞大學(xué)在內(nèi)的幾所高校設(shè)立了有關(guān)此方面的研究課題, 并制訂了各研究階段的目標。此課題著眼于機床系統(tǒng),通過控制機床系統(tǒng)的各項參數(shù),分析數(shù)據(jù),量化輸出參數(shù),總結(jié)獲得的實驗結(jié)果。還研究了與此相關(guān)的機床加工切屑形態(tài)學(xué)、動力機理以及加工系統(tǒng)的廢物流特性等。為了支持課題的研究, 美國有關(guān)部門還設(shè)立了專門的部門以管理環(huán)境意識制造專題。
在國內(nèi),一些高校與科研機構(gòu)也跟進形勢,對綠色制造的工藝規(guī)劃問題進行了初步的探索。例如,重慶大學(xué)在研究綠色制造工藝規(guī)劃方法以及實用技術(shù)的課題中, 通過對壓力加工,鑄造焊接,特種加工等工藝類型的大量實驗與分析,初步建立起數(shù)據(jù)知識庫的原型系統(tǒng)。近年來,隨著大量有關(guān)論文雜志的發(fā)表或出版,研究體系也逐步完善。
六、機械加工制造評價方法
通常評價傳統(tǒng)的機械加工工藝采用最低成本、最高生產(chǎn)率及最高利潤等要素為依據(jù)。然而伴隨著制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展不斷提高的要求,機械加工以往企業(yè)追求的內(nèi)在經(jīng)濟效益的單一目標模式,開始向追求社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展的多目標模式。面向綠色制造的機械加工工藝方案評價目標體系選擇了5個主要因素,即質(zhì)量(Q)、時間(T)、成本(C)、環(huán)境影響(E)、資源利用率(R),形成了一套科學(xué)合理的機械加工制造評價方法。
結(jié)語
機械加工和制作技術(shù)應(yīng)形成一個高效化、系統(tǒng)化、綜合化的生產(chǎn)管理流程和體系,綠色制造技術(shù)是對這一體系進行優(yōu)化、評價和檢測的最佳選擇。機械加工和制造首先要轉(zhuǎn)變固有的生產(chǎn)加工模式,逐漸放棄勞動力密集型的重工業(yè)生產(chǎn)模式,減少人工作業(yè)在制造過程中的參與,提升工作效率的同時保證產(chǎn)品質(zhì)量。在面向機械加工工藝規(guī)劃制造技術(shù)的系統(tǒng)研究過程中,綠色制造的優(yōu)化和評價作用涉及各個方面:機械的設(shè)計和制造問題、能源損耗和環(huán)境污染問題、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品安全問題。我國的綠色制造技術(shù)還在不斷發(fā)展和完善過程中,在未來的機械加工工藝規(guī)劃和制作領(lǐng)域會有更廣泛的用途。
參考文獻