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[關鍵詞] 工業產品設計 機械制圖 三維實體 inventor
目前autodesk公司出品的 inventor三維設計軟件已成為中國工程設計、模具制造、工業產品設計中最重要的軟件之一,更是成為全國職業技能大賽計算機系列工業產品設計(cad)技術項目比賽中的指定軟件,其由于功能強大,易學,易用,界面友好、簡潔的特點,受到了廣大使用者的好評,但其對設計者的制圖水品要求特別嚴格,尤其是在工業產品設計領域。就此本人結合指導我校學生參加全省、全國職業技能大賽的些許經驗,淺析機械制圖在inventor 工業產品設計教學中的應用。
一、Inventor工業產品設計教學簡介
Inventor工業產品設計是一門實踐性較強的專業技術課程 ,涉及的內容主要有以下幾方面:
1.零件設計
首先根據產品的設計方案和分析計算進行概念化設計,然后再進行詳細設計,是將幾何設計與零件設計融為一體。
2.裝配設計
Autodesk Inventor的裝配設計完全支持各種設計流程,無論是自頂向下,還是自底向上設計,或者是混合設計,Autodesk Inventor都可很方便地在零件環境和裝配環境中轉換。由于在裝配過程中采用了自適用技術,所以,裝配設計是基于裝配關系的關聯設計,從而使得設計流程更加順暢。
3.表達視圖
表達視圖演示了在整個裝配的過程及裝配體的具體組成,整個分解過程可以錄制并保存動畫。這樣,可使學生很好地理解裝配體的安裝及拆解過程,更好地讀懂裝配體。
4.二維工程圖
Autodesk Inventor軟件中二維工程圖是由三維實體模型直接生成的,包括基準視圖、軸測圖、剖視圖、輔助視圖、投影視圖和局部放大視圖等。二維工程圖與對應的零件模型或裝配體模型具有全相關性,其二維工程圖可以保存為其他格式,便于和其他軟件交流。
而機械制圖課程是培養學生的空間想象能力、空間分析能力和對空間形體的表達能力。由“體”到“面”、再由“面”到“體”即由“三維實體”到“二維圖形”、再由“二維圖形”到“三維實體”是其教學的主要過程,這一過程與傳統的設計過程是一致的,即設計者在設計過程中首先構思出整個產品的三維模型,再根據一定的投影原理,表達成二維圖形;看圖者根據二維圖形想象出產品的三維形狀。
二、機械制圖在inventor教學中的應用
1.在”物體三視圖”教學中的應用
“物體三視圖”是機械制圖教學中最重要、最基本的教學內容,它是教導學生怎樣利用二維平面圖形來表達空間物體的三維形狀。由于現在教學時間的減少,對于點、線、面的投影往往省略,從正投影的基本性質直接進人到物體的三視圖的畫法當中。而在這一學習的過程中,很多學生無法搞清物體的表面對投影面的位置關系以及對投影面的投影特性,因此,所繪制出來的物體的三視圖往往是不正確的。
現在在利用inventor進行工業產品設計,我們可以利用其提供的功能,來解決這一難題。具體的實現過程是:首先依次選擇三個平面作為三個投影面,在右鍵菜單選擇”新建草圖”,進人到繪制草圖狀態,再選擇”投影幾何圖元”的功能,依次選擇物體的各個表面并加以確認,結果,物體在投影面上的投影(視圖)就自動創建了。這一過程直觀地顯示出,物體的表面與投影面的位置關系及其投影特性?!蓖队皫缀螆D元”的功能相當于畫法幾何中的”正投影”。
2.在“相管線”教學中的應用
在機械制圖教學過程中,“過渡線”是教學的重點也是難點,尤其是一些稍微復雜的形體相交產生相貫線(包括過渡線),特別是對于特殊的相貫線,由于沒有比較直觀、逼真的實體模型,學生在理解上非常困難。即便是花費了大量的時間,有的學生僅停留在對于兩個較簡單形體相交產生的外部相貫線的理解上,但對于較復雜形體相交、多個形體相交、形體空腔內部的相貫線以及過渡線卻束手無策。利用inventor進行工業產品設計時繪制的泵體的實體模型。它不僅清楚地將泵體外部相互接觸的形體產生的相貫線(過渡線)顯示出來,而且還可以利用它提供的分割工具,將泵體從中間分開,則泵體內部孔與孔之間的相貫線也一覽無余,還可根據不同要求變換各種位置,做各個方向的投影和軸測圖,更優秀的是它的參數化功能,通過改變相交形體的形狀和尺寸,來觀察相貫線的變化情況。這樣學生可以從不同角度觀察形體,極大地增強了空間想象力。
3.在“裝配圖”教學中的應用
裝配圖的繪制是學生在學完《機械制圖》課程后的一個大型作業。學生要完成裝配圖的繪制,首先,必須對裝配體本身的結構和功能要比較了解,同時還必須了解裝配體的拆卸、裝配順序。在教學過程中,對于裝配體的結構和拆卸、裝配順序一般是通過掛圖進行講解,由于在掛圖中組成裝配體的各個零件是”死”的,雖然它能夠反映出各零件間相互位置關系,但是對于其具體的裝配過程,特別是對于復雜的裝配體的裝配過程,很多學生還是無法弄清楚。我們在利用inventor進行工業產品設計教學時可利用提供的表達視圖來解決這一問題。它能夠動態地演示出銑刀頭裝配體詳細的拆卸、裝配順序,同時還能夠清楚地將各個零件之間的裝配位置關系表達出來。
關鍵詞:機械設計制造;工業設計;應用
工業設計是人們為達到特定目標開展的系列創造性設計,在設計過程中對美學以及工學進行了有機的結合,對工業產品進行實施的設計。面對當前多元化的發展時期,對工業設計以及機械設計制造的技術應用發展愈來愈重要,通過從理論上加強工業設計以及機械設計制造的研究分析,就能為實際技術應用提供理論支持。
1工業設計和機械設計制造技術的聯系及發展現狀
1.1工業設計和機械設計制造技術的聯系分析
工業設計和機械設計制造技術之間存在著緊密的聯系,兩者的發展都能夠對工業化進程產生促進作用,為社會創造更大的經濟效益。在機械化設計制造技術的發展方面,能為工業設計提供技術層面的支持,這樣就能保障工業技術的規律性發展,成為工業生產當中比較重要的元素。工業生產產品要和實際的發展需求緊密結合,對大眾媒體的審美標準要相符合,對工業產品的實用性能得以保障,這樣就能為企業發展帶來經濟效益[1]。工業設計的發展也能為機械設計制造技術的發展提供新的理念,從而促進兩者共同的進步。在當前的社會進一步發展背景下,人們在對工業設計的要求上也在發生著變化,對以人為本的理念愈來愈重視,通過對人們生活元素的研究,并在實際中加以應用,對工業設計的優化就有著積極促進作用。工業設計和機械設計制造技術之間的聯系比較緊密,相互的支持,從而創造出更大的社會經濟效益。
1.2工業設計和機械設計制造技術的發展現狀
工業設計以及機械設計制造技術的發展過程中,在不同的時期也有著不同的現狀。工業革命后的工業設計發展比較迅速,而我國的工業設計發展的時間相對來說比較短,但是在近些年我國的經濟水平以及技術水平的迅速提升下,工業設計的發展速度也得到了有效提升。已經有諸多企業在將發展的注意力向著工業設計的方向轉變,在實體的投入方面,大量的人力以及財力也都融入到了工業設計領域當中,這些都是工業設計進一步發展的基礎。面對多元化的社會發展,經濟的進步離不開機械技術的支持。這對機械設計制造領域的發展也有著促進,機械設計制造技術涵蓋的內容比較多,在產品的設計以及生產制造和售后服務等,都是其中比較重要的內容[2]。我國在機械設計制造領域的發展過程中,還有諸多層面有待加強和完善,尤其是自主產品的制造技術力量上比較薄弱,這些都需要進一步加強。
2工業設計的特征體現和機械設計制造技術的應用
2.1工業設計的特征體現
工業設計的發展過程中,已經形成了比較突出的特征,這些特征體現在綜合性比較強層面。工業設計包含的內容比較多,不僅是包含了工業產品設計,同時在產品制造中問題的處理等也是重要內容。工業設計的綜合性比較強,是技術和藝術的結合體。在當前的理論進一步深化化,工業設計的綜合性內容還涉及到心理學以及社會學等相關內容。工業設計的特征中,實踐性強也是比較突出的,能有效為人們提供舒適生活方式,通過工業設計對人們的日常生活需求的滿足有著保障[3]。工業設計的時代感特征也比較鮮明的呈現,不同時代背景下,工業設計都有著不同需求,所以在時代感強的特征上就鮮明的呈現出來。
2.2工業設計和機械設計制造技術的應用
工業設計和機械設計制造技術在實際生產當中進行綜合性應用,就能發揮其積極作用。兩者的相互影響以及相互促進,就能對工業設計的完善性和制造技術的水平提高有著促進作用。工業設計過程中,設計人員不斷的學習以及掌握機械設計制造的基礎知識,然后加以靈活的運行,保障工業設計的規范化。其中在工業設計的思路以及理念和產品結構等方面都能進行優化,對設計的產品質量符合人們的實際需求[4]。為能保障工業產品設計的整體質量水平提高,在和機械設計制造技術的有機融合下,就能保障設計的整體質量水平提高,對實際的操作可行性就能得到有效保障。機械設計制造技術的應用,對工業設計中的人機工程學知識的運用,就能有效保障機械設計以及制造技術的整體水平提高。將工業設計和機械設計制造技術在飽和發電機組的維修當中加以應用,就能發揮積極的作用,在對發電機組自身的機構上有明確認識,然后針對性的找到故障,在工業設計和機械設計制造技術等方面的應用,就要保障機組故障的有效解決。工業設計以及機械設計制造技術在未來的發展應用中,必將發揮其重要作用。工業設計的進一步發展,就要在技術的進一步優化基礎上來實現,而機械設計制造技術的優化,對工業設計的水平提高就有著保障。我國在當前的工業技術上有著很大進步,但是在基礎性方面還需要進一步加強,在機械技術相關的應用方面,作為重要技術,能有效節約人力資源以及財力資源等,對企業的發展提供良好技術支持[5]。工業設計和機械設計制造技術有著不同,在兩者進行有機結合下,就要能充分重視方法的科學性。要積極建立有助于生產以及銷售的最佳方案,將環保放在首要位置,這樣才能進一步的促進工業設計以及機械設計制造技術的進一步發展。
3結論
綜上所述,處在當前的發展階段,對工業設計以及機械設計制造技術的應用發展,就要從實際出發,在具體的設計發展方面能夠注重方法的科學性以及理念的創新運用。通過從理論上對工業設計以及機械設計制造技術的應用研究分析,就能為實際的發展提供理論依據,促進工業設計和機械設計制造技術的多元化發展。
參考文獻
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[4]陳虹,王慶禹,謝宇強.《機械設計》基金論文比與被引文獻類型的統計分析[J].機械設計,2014(6).
1.1工業設計的發展歷程。
工業設計伴隨工業革命而得到迅速發展,按照工業革命的發展程度,一般可分為三個階段,一是蒸汽革命階段。十八世紀末蒸汽機發明促進了第一次產業革命的到來,進而產生社會分工,有力促進了傳統手工藝轉向工業設計方向發展。二是電氣革命階段。該階段更系統地發展了工業設計理論,而且,與日俱增的人對工業設計加深了解,使工業設計的傳播更為廣泛。三是電氣革命后,各國對科技都非常重視,先進設計制造技術的發展更為迅速。工業設計緊密結合了先進技術,相得益彰,設計生產的工業產品具有較強的外觀性、人文性、環保性、功能性、創新性等,這些因素對于消費者產生積極的影響。各國企業也逐漸提高面向產品的工業設計,不斷增加人財物的投入力度,工業設計水平不斷提高,市場競爭力不斷增強。
1.2國內工業設計的發展。
因受歷史發展等影響,國內工業設計的發展相對與國外較晚且發展不快。一般可歸納為以下三個發展階段,一是“拿來主義”,也就是引進國外先進經驗并進行復制,幾乎不存在設計元素。二是“鸚鵡學舌”,也就是引進國外先進經驗并進行模仿,盡管很多地方存在引進國外的影子,但也具有一些獨特之處。三是“創新設計”,也就是將引進的國外先進經驗進行學習分析并再次創新,企業重視利用創新設計使產品核心競爭力不斷提高。隨著近年來我國外貿出口逐年增加,面臨的經濟糾紛也日益增多,引發企業高管日益關注工業設計,并相繼投入資金用于工業設計的發展。國內很多大學也相繼舉辦工業設計專業,培養高水平工業設計人才。
1.3工業設計特點。
工業設計的特點比較突出,一是在學科知識方面具有綜合性。工業設計一般被認為是從事外形設計,并將其與重復的機械勞動、嘈雜臟兮的環境等相聯系。但是工業設計不只是工業產品設計,還能解決“人-機-環境”之間的各類問題,具有較強的綜合性、有機結合技術與藝術的一門學科,涉及的學科涵蓋機械、物理、化學、市場學、美學、社會學及心理學等多個不同領域。二是學科知識的實踐性與應用性都很強。利用設計創造,為人民群眾生活提供具有合理性的生存方式,使生活具有人性化、便捷、個性化等特點。三是學科的時代性很強。不同時代的要求不盡相同,目前工業設計需要符合綠色環保、健康節能等設計要求。
2機械設計制造技術
機械工程中機械設計與制造技術是十分重要的內容,是其機械性能的最重要決定因素。隨著信息技術的發展,新的機械設計制造方法不斷出現,諸如基于數學規劃理論與計算機程序而建立,利用數值計算優化設計方案,使期望指標實現最優化的方法;利用結構離散化,采用有限個相互連接并進行分析的單元節點,依據變形協調條件對有限元進行綜合求解的設計方法;在規定條件及時間內,規定功能可完成的可靠設計方法;利用虛擬現實與仿真技術,對產品設計、制造等全過程進行模擬,并預測評估技術數據與性能指標的虛擬制造技術;采用目前主流智能制造、綠色制造、納米制造、個性制造等技術,隨著新的設計制造技術的廣泛研究應用,將會對世界經濟發展起到重要促進作用。
3工業設計與機械設計制造技術之間的關系
3.1機械設計制造技術的作用。
工業設計學科具有綜合性,涵蓋科技、藝術等多個領域知識。工業設計的先決條件就是科技,產品生產應與科技要求相符,違背客觀規律的任何設計都無法實現。很多工業設計具有完善的功能,美觀的外形,備受人們喜愛,只是與設計制造客觀規律相違背為略有遺憾,難以在力學、結構及制造等方面實現。因此機械設計制造技術作為關鍵的工業設計技術,應基于對機械工程基礎知識的深入理解而開展工業設計,確保產品遵循客觀規律與基本原理,工業設計人員充分利用自身專業優勢,在結構、色彩及外形等方面易于用戶廣泛接受。
3.2工業設計的重要作用。
在機械設計制造技術中,工業設計在人機工程學具有重要作用。設計理念基于人的自身,綜合各方面因素而進行科學判斷。結合人機工程學特點有機結合消費者、產品及其使用者開展相關研究,不只是關注個別要素。目前應用的各類成功產品,都具有人機工程學設計理念。
3.3工業設計與機械設計制造技術相結合的應用。
工業設計與機械設計制造技術各有優勢,將其有機進行結合才能使企業產生更顯著的經濟效益,進而使其綜合競爭力得到提高。目前很多國內中小企業,因財力、時間等因素所限,其工業產品設計方法與制造技術還相對較為落后,政府資金投入不足,激勵措施有待于進一步完善,使工業設計的發展處境艱難。因此要采用必要的行政手段調節市場經濟,利用政府干預促進工業設計健康發展,從而轉變設計理念,積極拓展綜合性合計人才的培養方式,成立專業研發中心,培養更多的高層次工業設計專業人才。
4結語
【關鍵詞】模具制造技術 國民經濟 工業產品
前言:由于模具制造水平的不斷提高,模具行業的先進技術也隨之不斷進步,模具國家產業化也取得了非常好的成績,這些年來,我國機械制造技術不斷進步,在模具行業的發展增長的勢頭也有所控制,模具技術的機械工業產品出口也在穩定增長,在這樣一個大環境下,我國如何在模具制造技術方面打開一個新局面變得尤其重要,模具水平象征著一個國家的生產力,模具制造技術的發展也在影響著國家的經濟的發展,有著十分重要的作用。
一、與國外模具技術的差距
(一)生產與需求的關系。
隨著工業發展水平的飛速增高,機械工業產品的更代更新速度也在不斷的加快,對模具制造技術的要求也越來越高,雖然我國在改革開放以來,機械模具產業有了非常大的發展,但是不管是在產品數量上還是在產品質量上面依舊滿足不了我國在國內市場的需要,目前的滿足率也只能達到百分之七十左右,造成產需的矛盾不斷突出的重要原因:第一是模具專業化和標準化程度比較低,除了一些比較少得標準工件是采取外購之外,絕大多數的工作量都需要模具廠的工作完成,加工企業管理的一些體制上的管制與約束,在一定程度上造成了模具制造時間周期比較長,已經完全不能適應當前市場上的大力需求。第二是模具設計與機械工藝制造技術的落后,比如模具技術在很多方面上不普遍性,機械設計加工設備數量控制率比較低等等一系列原因,這樣也就造成了模具生產效率的很低以及生產周期比較長。
(二)工藝裝備的差距。
我國機床模具工具行業已經可以提供比較成套的一些高精度模具加工設備,例如:加工中心、電加工機床和數控仿形銑床以及三座標測量機等等,但是在加工以及如何定位精度,加工表面粗糙程度,穩定性等等各個方面都依舊存在比較大的差距。
二、模具制造技術的發展新方向
(一)模具制造技術的發展方向。
模具設計制造的不斷自動化是一大必然的發展趨勢,模具制造自動化的發展到現在模具制造技術中的人機一體化和集成技術以及系統技術等等非常多的環節當中,符合了當代大環境下模具制造業的秩序化、科技化、人性化以及一體化的飛速發展要求。
模具設計制造的自動化具有許許多多的特點與優勢,在模具產品的生產過程當中,信息與控制的自動化以及傳統人工操作相比而言失誤出現的幾率很大程度上降低,大大提高了模具生產效率,保證了工藝產品的生產質量,從而大大的推動了模具制造工藝工業不斷飛速的發展;模具設計制造的自動化可以使產品的生產水平有單一向集合多功能的轉變,在提高了產品運用的靈活性的同時還節約了生產的成本;與傳統的機械設計制造相比,自動化的操作能夠降低在機械制造中人力以及物力等資源的投入,充分的利用有限的資源;由于機械設計制造的自動化涉及的技術范圍相當廣泛,提高自動化水平勢必能夠促進相關產業共同的發展,并有利于對產業的結構進行優化。
(二)綠色化的發展方向。
隨著經濟的飛速發展,工業日益發達,對環境的污染和破壞越來越嚴重,資源也越來越少,因此,人們慢慢開始提倡保護自然環境以及資源,提倡綠色和低碳環保。隨著人們對環保的關注度越來越高,各種各樣的綠色產品也越來越多,綠色化的發展成為了社會經濟發展一種必然趨勢。機械自動化的產品朝著綠色化方向來發展,目的就是為了減少自然環境的污染以及破壞,并且更加高效地利用自然資源。對環境的保護有益于人類自身的健康,這跟社會經濟可持續發展的要求相符合。
(三)數字化的發展方向。
機械設計制造技術的發展核心就是數字化。針對機械制造業來說,一系列包括知識、技能、圖形、數據等信息都是以數字的形式,在企業之間借助網絡彼此進行傳遞,通過數字化的技術對信息資料來進行搜集,在虛擬現實、數據庫和多媒體等一系列的數字化技術幫助下,分析、規劃以及重組信息。針對全世界的機械制造業來說,企業和用戶通過網絡優勢互補,企業第一時間研發制造出機械產品,滿足客戶的需求。數字化是機械設計制造業的必然發展趨勢之一。
三、結束語
隨著我國科學技術的不斷發展以及社會的不斷進步,人們對產品各個方面的要求越來越高,現代的模具制造行業也會隨之逐漸完善,新的設計理念與設計制造手段也會不斷的豐富與提高。因此,應用開放的和動態的新型思維觀念來理解當今模具設計的理論發展體系,不斷的將新型生產物與其相結合,使其具有更多的應用特點和豐富內容以及全新的發展趨勢,是其穩定性更強、工藝質量更高、產品功能更多。在機械模具設計中應用越來越多的新型技術,促使模具設計制造行業向著多元化的方向不斷發展,從而在我國乃至世界市場當中具有更多的競爭力。
參考文獻:
[1]劉世杰.基于模具設計制造的數學實訓平臺的研究[J].華北電力大學(保定),2012.
【關鍵詞】機械設計制造;自動化;發展趨勢
工業一直以來屬于國民經濟的重要組成部分,為此,工業行業長期是國民經濟建設高度重要的問題。其中,機械設計及其自動化在工業行業中處于核心位置,其發展也就成為人們高度關注的焦點。以下圍繞著機械制造的發展現狀展開分析,并探究機械設計制造及其自動化的發展趨勢:
1 機械設計制造的發展現狀
近些年,我國的機械制造行業取得令人矚目的成績,其在國民經濟中所占的比重越來越大,在推動我國的工業體系的完善方面起著重要作用。為此,深入的研究機械制造及其自動化是一件利國利民的事情。雖然機械設計制造及其自動化近些年取得顯著的成效,但是與發達國家相比還存在一定的距離,特別是關于機械設計制造及其自動化方面的理論還有待于成熟,需要對其展開深入的研究。只有這樣,才可以保障機械制造行業健康、穩定的發展,發揮出其在促進社會發展的作用,使其在激烈的市場競爭中脫穎而出并在市場中站穩腳跟。
2 自動化未來的發展趨勢
2.1 機電一體化
近些年,隨著科學技術的進步與發展,機械制造及其自動化正朝著機電一體化的方向邁進。在機設計制造自動化的基礎之上機電一體化發展起來,這樣不僅顯著的促進機械工業的進步與發展,而且為機械設計制造及其自動化發展注入源源不斷的動力,促使其在社會中逐步發展。
2.2 模塊化
基于機械制造及其自動化的應用中,其將會生產出各種各樣的產品,不同的廠家所產生的產品在質量方面存在顯著差異。鑒于此,對于機械自動化產品的研究方面,工作人員需要經受更多的困難,但是不可否認關于這方面研究的重要性,其是影響工業機械行業健康發展的重要內容。為此,作為一名優秀的研發人員應排除萬難,切實的做好各項研究工作。例如,對于動力單位的機械,如智能減速等,相關人員應加大研究的力度。除此之外,需要對控制單位展開研究,如視覺與測距等。關于這個方面研究工作人員應提高足夠重視,做好這個方面的工作不僅可以推進新產品的更新速度,更可以擴大生產的規模。同時,可以實現對產品的規范化的管理,進而達到促進機械自動化企業健康穩定發展的目的,在保證質量的基礎上,不僅擴大規模,更提高銷量及創造更多的經濟效益。
2.3 網絡化
伴隨著科學技術的進步與發展,計算機網絡技術在社會各個領域中得到十分廣泛的應用,特別是在工業領域中的應用日益廣泛。在這種形勢下,機械化產品正朝著網絡化的方向發展。網絡技術的應用推進經濟全球化的發展,實現構建地球村的目標,同時對于我國的工業機械產品而言,其作用在于擴大產品的應用與銷售范圍,而這對于促進我國社會經濟的建設與發展無疑具有重要作用。近些年, 網絡遠程控制技術在經過這些年的發展后各方面都日益成熟,為此,這項技術在自動化產品的生產中得到廣泛的應用。比如,通過家庭網絡的應用,可以有效的連接各個家庭的電器,而后構建起以計算機作為重要中心家電系統。這樣一來,人們便可以感受科學技術的帶來的便利,讓人們的生活更加豐富多彩。網絡技術的逐漸應用,提高了人們生活水平,也促進了機械工業產品的銷量,擴大了產品的銷路。
2.4 微型化
隨著機械自動化的進步與發展,其逐步的滲透至微觀領域之中。自從其走進微觀領域世界中,自動化產品在體積方面發生巨大的變化,最為顯著的是體積較之前更小,同時具備運動靈活、耗能少等多方面優勢??偠灾?,在微觀領域中發展機械自動化,不僅可以達到節能降耗目標,更可實現對資源的保護。比如,生物醫療與軍事等領域中這種技術已經得到應用,但是需要注意的是,微機械技術是發展中面臨的主要問題,采用該項技術生產產品并不容易,還需要深入的研究該項技術。
2.5 綠色化
近些年,溫室效應問題引起社會廣泛的關注,促使人們認識到加強對環境保護的重要性。為此,人們在生活中越來越推崇綠色環保理念,為此,工業屬于一種高消耗、高污染的行業,更加有必要提高對綠色產品的重視。其中,綠色產品與普通產品的區別在于它在保障人們身體健康的同時,更加重視對生態環境的保護。因此,應遵循綠色環保理念開展各種綠色產品的生產,在設計生產中貫徹落實可持續發展的理念。對于工業機械而言,生產綠色產品是社會發展必然趨勢,在保護生態自然環境同時,推動與促進社會經濟建設的健康、快速、可持續的發展。
2.6 人格化
現階段,“以人為本”是我國生產發展所倡導的一項重要原則。為此,在推進工業機械自動化的中,應正確處理好人與產品間的關系。換言之,應重視促使機械自動化更加的人格化。工業企業主要負責生產各種產品,但是這些產品只有獲得人們的接受與認可,才可以真正的實現其自身的價值。為此,企業應重視在產品中融入情感與智能等因素。這樣一來,可以讓產品富有人格化的特點,從而推動與促進機械制造行業的健康、快速發展。
2.7 智能化
智能化指的是基于控制理念的下,先融入豐富的、先進的想法與理念,而后借助于人類智能以賦予C械產品推理、判斷等邏輯思維能,以便于為人們提供更好的服務,從而滿足人們多樣化的需要。為此,對于機械設計自動而言,其今后的發展方向是致力于提升機械產品的智能化水平,使機械產品更加智能化。
3 結語
總而言之,工業機械設計制造及其自動化在科技快速發展背景下取得顯著成效,特別是生產效率獲得較大提升,使人們感受到科學技術給生活帶來的便利。然而,隨著市場經濟建設的進步與發展,市場競爭日益激烈,同時人們對于機械設計制造及其自動化要求越來越高。基于這種形勢下,有關工作人員有必要深入的了解關于機械設計制造及其自動化方面的內容,不斷的擴展其應用與發展范圍,從而為其發展注入不竭的動力。
【參考文獻】
[1]王孝秋,鮑春風.機械設計制造及其自動化發展方向的研究分析.《科技創新與應用》,2014(8):96-96.
關鍵詞: 機械設計基礎 課程特點 教學方法 教學內容 考核方式
機械設計基礎課程是高等學校工科非機類專業學生一門很重要的基礎課,其中材料專業、電器專業、工業工程和工業設計,甚至管理類的某些專業等均會學習應用該課程的相關知識。這些專業的學生不具備機械專業相關的基礎知識,進行該課程的教學對于老師和學生都是不小的挑戰。目前對于該課程教學方式已經進行多方面的研究[1-5],對相關課程的教學具有一定的指導意義。筆者根據多年從事機械設計基礎課程教學的體會,分析該課程的特點,然后了解相關專業學生的特長,從以下幾個方面對該課程的教學方式進行探討。
1.機械設計基礎課程的特點
機械設計基礎課程包括機械原理和機械設計兩門課基礎知識的綜合,內容多,知識面廣,主要研究機械中的常用機構的運動副、自由度計算、一些專用術語、通用零部件的工作原理、結構特點及基本的設計理論和計算方法等。
2.相關專業學生的特點
機械設計基礎課程主要是針對非機類專業學生的一門很重要的基礎課,這些專業的學生不需要對機械設計的相關理論和方法深入學習只需掌握構件之間的連接、各種傳動的結構及工作原理等知識。比如對管理類的學生,偏重文科知識的學習,對于首次接觸機械通用零件和常用機構,常常會比較迷茫和不知所措。專業老師也很頭疼,認為很簡單的專業知識,花很長時間講解,學生理解還是很困難。但是機械設計基礎課程涉及的內容在生活中隨處可見,比如一些常用的健身器材四桿機構腳踏器等,無論什么專業的學生在工作和學習中均避免不了會碰到。針對這些情況,根據多年機械設計基礎課程教學的體會,在教學方法、教學內容及考核方式上進行改進,因材施教,從而達到比較好的教學效果。
3.教學方法的改進
(1)激發學生的興趣
機械設計基礎課程的內容對于工業工程和工業設計及管理類的某些專業的學生而言比較枯燥,如何激發學生的興趣呢?首先借助多媒體技術展示一些生活中常見的一些機構比如拖把擠干器、手壓抽水機、飛機起落架、畫板支撐機構和雨傘等每個人都會接觸的常用機構。同時結合機械設計基礎的專業術語講解,學生就相對容易接受和掌握,而且印象深刻。在教學過程中把近幾年湖北省學生機械創新大賽的作品展示給學生,同時講解各種機構設計的巧妙之處,機械設計并不枯燥,也是很有趣的,從而調動學生學習課程的積極性。
(2)加強實驗教學
理論講解對于學生來講過于抽象,常常如墮五里霧中。結合學生情況,多組織學生到機械實驗室參觀各種常用機構和通用零件,對一些常用零件分別命名,使學生走近零件和常用機構,并且認識它們,結合處于東風公司專業廠所在的城市,尋找一些汽車零部件及各種不同失效形式的零件,讓學生有一個感性認識,結合理論知識從專業的角度對失效方式進行總結和講解,使學生感覺學有所用。針對一些常用機構,引導學生多動手,讓一些機構動起來,然后先讓學生尋找原動件,以及運動傳遞路線和執行構件,分析構件與構件的連接方式。結合課本內容老師演示一步一步講解,這樣學生就會學得有意思。
4.教學內容的改革
針對不同的專業學生,提煉關鍵內容,有重點地授課。比如對于工業設計專業的學生,畢業后主要從事工業產品創新設計及相關的服務模式和商業模式設計、平面廣告設計等領域的開發、研究、策劃。對于機械設計基礎課程,學生只需掌握各構件之間的連接、一些常用傳動機構及相關工作原理等知識,因此重點不在各構件的受力分析、具體設計和詳細的理論計算,而是知道生活中有這些機構和通用零件,以及這些機構的工作原理,在具體地進行工業產品創新設計時,在不影響產品的主要功能下,對產品進行有創意的外觀設計。
5.考核方式的改革
對于機械類專業的學生,機械原理和機械設計主要是以閉卷考試的方式進行考核,使學生對理論知識有一個深刻的掌握和理解。但是,對于非械機類專業的學生機械設計基礎課程的考核方式要有所改變。先要明確學生學這門課的目的是熟悉和了解一些常用機構和通用零件的工作原理,具備最基本的機械設計基礎知識。因此在考核方式上可進行如下方面的改革。
(1)課堂考核
當學習一些認為學生需要的知識點時,可課前告訴學生這部分要課堂考核,講解后出一至二個題目讓學生做,交上后,再講一次,以加深學生對知識點的理解。舉個簡單的例子,公交車門開閉機械傳動部分,先放動畫,講解工作原理,指出原動件,以及傳動路線和執行構件和構件間的連接方式,讓學生畫出機構示意圖,并且計算機構自由度,然后交上來,最后把正確的機構簡圖一步一步畫出來進行詳細講解。根據學生所交資料的情況給相應的成績。
(2)課堂討論和講解
當講解到某一個與生活密切相關的零件或者機構,就讓學生自由發言并相互討論。比如火車上常用的拖把擠干器,把照片和工作過程放過以后,問學生坐火車注意到了沒有,有沒有其他形式的拖把擠干器,同時鼓勵學生在生活中要多觀察和思考。同時讓每一個同學準備自己感興趣的知識點給五分鐘時間到講臺上講解。這樣學生由被動到主動學習課本知識,并且鍛煉學生面對多人的敢于表現自己的能力,最后根據學生的表現情況給出成績。
(3)制作模型
讓學生根據觀察分析生活中的常用機構,制作實物模型,這讓學生興趣很高。特別是工業設計專業的學生,盡情發揮專業特長,制作出各種各樣形狀和不同顏色的作品,而且具備機械常用機構的功能。這比一些機械專業的學生做的還要精致和漂亮。而且不同專業,不同的思維方式,常常誘發學生不同的創新思維。根據作品情況給一個成績。
(4)開卷考試
利用最后一節課,出幾道題,開卷考試并結課。結合幾部分考核,給一個綜合成績。
6.結語
通過對機械設計基礎課程特點及學生的專業特點進行分析,從教學方法、教學內容和考核方式上進行改革。在具體的教學實施過程中,激發學生的興趣,發揮學生的特長,提高學生的能力。因此,教育工作者要不斷探索出更多適合學生的教學方法,切實提高該課程教學質量,培養學生的工程意識,使所培養的學生更貼近、滿足社會的需求。
參考文獻:
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一、工業設計的辦學定位
1.目標定位
工業設計專業是一個迅速發展的專業,要求學生不僅要有良好的藝術基礎,懂得相關機械制造等知識,有一定的設計理念,并能熟練使用計算機設計軟件,還要有市場推廣營銷的技能,掌握與客戶溝通的技巧。工業設計同時又是一個擇業范圍特別廣的專業,涉及到產品設計、環境設計、傳播設計和設計管理等方面。針對這種情況,本院充分發揮小規模精品教學的優勢,以學生為主體,注重學生個性培養。
2.課程設置定位
工業設計專業要求學生掌握的知識多而雜,如設計速寫、畫法幾何、機械設計原理、機械制造工藝學、工藝造型與材料、機械制圖與cad、產品造型、產品模型制作、企業考察等相關知識。大學本身就是強調理論與實際相結合的一個學習階段,所以除了對理論知識的把握,更需要注重技能的培養?;A課程是工業設計的主干課程,是學生實踐的必備知識,能提高學生的藝術理論水平,有利于學生學習能力的提升,活躍學生的設計思維。
大學課時有限,對于專業課程的安排可以采取因材施教的方式,分為必修和選修兩個部分,必修內容為工業設計的基本文由收集整理礎課程,如藝術構成、設計速寫、畫法幾何、產品表現法、立體造型、電腦輔助制圖、英語等。選修內容則針對學生的自身特長、興趣愛好以及就業方向進行設置,這樣能保證在有限的時間內因材施教。
3.就業方向定位
縱觀近幾年工業設計就業情況,學校歸納出學生就業的主要去向,畢業生可從事各類工業產品造型設計、外觀設計、新產品開發和企業形象設計等工作。隨著科技的發展,工業設計的需求也越來越多,就業方向也逐漸多元化,涵蓋汽車、飛機、工程機械、家具、廣告、服裝、傳媒等多種行業,涉及行政事業單位、設計單位及大中型企業。
二、工業設計的培養模式
1.社會需求分析
工業設計就業前景現在正值上升的時期,隨著我們國家經濟的高速增長,很多加工企業都開始要樹立自己的品牌,目前工業設計處在一個高速發展的時期。我國近20年來培養的工業設計專業畢業生僅3萬人左右。如果工業設計院校用特有的前瞻性眼光,為這一朝陽產業培養出更多的人才,不僅能滿足社會需求,更能解決畢業生就業問題。
2.專業特點分析
工業設計專業的學生要具有美學基礎、造型基礎、機械設計、機械制造、計算機輔助設計技術基本知識;還應具有協調產品的造型、結構、功能等內在因素的能力,以及產品與人、環境、市場銷售等外部聯系的能力,使產品的形式與功能達到完美的境界,從而開發設計出具有高度協調關系和較高審美價值、并廣受市場歡迎的現代工業產品。
3.特色培養模式
簡介:
工業設計系工業設計專業主要招收理工類學生,專業方向為產品設計方向。本方向以機械工程,計算機輔助設計技術和美學,產品造型設計等為基礎,著重于工業產品形式和功能的完美設計的研究和實踐,以創造“人,機,環境”系統的最佳匹配與和諧關系。
培養:
工業設計專業要求學生應具備較系統的專業基礎理論知識,熟悉市場經濟體制下的產品設計開發戰略。具有較為廣泛的造型藝術、科學技術、人機工程、生產工藝方面的知識和扎實的設計技能。在產品設計方面具有較強的綜合分析能力和解決問題的能力。
課程:
關鍵詞:新形勢;機械設計;創新能力
引言
目前,國內外機械制造業有著日新月異、突飛猛進的發展,進入二十一世紀以來,國外以歐美為代表的制造業在產品設計及加工技術方面仍處于領先地位。在經過設計方法、制造工藝、自動化程度、管理及制度等方面不斷改革創新后,2011年,我國制造業規??偭恳呀涇S居世界第一。但我國制造業還存在著如設計創新領域、自動化程度領域等技術層面的不足等問題。為提高我國制造業的智能化水平,與國際接軌。我國提出了由“制造”向“智造”發展的理念,并付諸以實踐。實現由制造大國向制造強國的轉變,已經成為新時期我國經濟發展面臨的重大課題[1]。2017中國•成都智能制造國際合作大會更是提出“繼工業革命、電力革命、蒸汽革命、信息化革命之后的新一輪智能革命即將到來,勢不可擋的科技發展正在重塑全球產業格局,智能制造已成為全球制造業的主要發展趨勢。”全球的新一輪科技革命和產業變革帶來了非常重要的變化,即制造業領域的生產泛式或者說制造模式的根本轉變。尤其是在通過人與智能機器的合作共事,去擴大、延伸和部分地取代人類在制造過程中的腦力勞動的智能制造[2]的理念提出后。對我國高等院校如何培養和提高制造業新形勢下機械設計專業學生的創新思維和能力培養就提出了更高的要求。我國高等院校機械設計專業教師在教育教學中如何提高學生的設計創新思維和能力,以適應機械設計與制造專業發展的新需要呢?本人認為應做好以下幾點:
一、培養學生先進的設計理念
理念是意識層面的東西,這個詞拆開來可以解釋為理性的觀念。具體地講,首先它應該是理性的思維,而不是感性的直覺,是經過深入思考,具有系統性、全面性和深刻性的意識。其次,理念也是一種觀念,一種精神。它不僅僅是對現實問題的思考,更重要的是面向未來,對將來有所展望,要具有一定的預見性和前瞻性。從理念的這兩個特性我們可以看出,理念是一種對未來深入思考、系統謀劃、科學預見的理性思維,而不僅僅是一種思想或一種意識。機械產品更其它領域產品一樣,也需要有先進的設計理念,要改變工業的設計落后于制造的現狀,首先要改變感性認識多于理性認識的思維習慣,在工業產品設計過程中增加更多的理性思維[3]。
(一)提高教師創新思維和先進的設計理念
在教學中,教師起著重要的引導與指導的作用,同時教師也起著榜樣的作用,教師的教學思想會潛移默化地影響著學生,對學生以后的學習產生一定的影響。如果教師自身不能對知識進行深入的研究與學習,甚至沒有創新教育的意識,就會直接影響學生創新能力的培養。教師要對學生獨特的想法加以肯定,指導學生掌握知識技能,教師自身除具備專業的機械設計能力外,還要有創新精神與創新能力,這樣便于更好地實施創新教育。
(二)開拓視野,認識、學習國內外先進的創新思維
其次,通過多種手段多接觸國外一些先進的機械產品和設計方法。結合日常專業知識的學習和設計作業等多種學習手段的平臺,將精益化、標準化、模塊化、自動化、服務化、個性化、生態化、全球化、數字化、智能化的設計理念與設計工作接軌。多觀摩機械設計和成功案列和產品,增加知識積累,拓寬設計思路。實現設計思想先走出去的創新思維。逐漸形成新形勢下的機械設計新思維新理念。在機械設計中任何軟件都是工具,真正寶貴的是設計者的思想和創意,而并非軟件。形成自己機械設計方面獨有的思維方式、設計思想和設計風格。
二、扎實的基本功和先進的設計方法
打好堅實的專業基礎是設計能力提高的基礎,機械設計、機械原理、機構學、機械制圖等專業課程的學習是必不可少的。但是要打破傳統的教學大綱課程設計格局,加強對思維能力的培養,適當減少的例如手繪圖紙等方面的訓練。取而代之的應該是先進的操作工具,例如CAXA,ProE,SW,ANSYS、Mathcad等軟件,深刻理解材料力學,工程力學,機械設計理論,機加工工藝,金屬工藝學等基礎理論;熟練掌握公差配合,工程材料等基礎知識,讓學生打好扎實的基礎知識,又學習了高效的專業設計工具。例如:單從機械設計基礎知識層面出發,使用CAXA繪圖工具繪制的一張設計圖紙,由這張圖紙可以看出一個工程師的基本素質,可以看出設計師的嚴謹程度和對國標的掌握情況,可以看出設計師對加工工藝的熟悉程度。這是對繪圖的較高層次的要求。作為設計師的基本功;公差配合是機械的精髓所在,公差可以解決降低成本和保證性能的矛盾;對公差的理解也可以看出設計師空間想象能力,抽象事物理解能力,邏輯思維能力。設計方法就是規定機器的尺寸、形狀、材料、零件組合特征及組合方式。設計者要運用大量的數學,力學及相關學科工具;數學、靜力學、運動力學所得到的信息會比設計師憑直覺和估計要精確可靠。先進的設計方法是設計者成功設計的重要途徑,掌握先進的設計軟件使用方法和運用規則在實際工作中得以應用也是非常重要的,既學習了先進高效的設計手段,又運用了扎實的基礎知識。
三、多學科知識的學習,打破傳統的專業界限
現代化的裝備制造需要多方面學科知識的融合,集機、電、液、氣及控制理論為一體。因此,單一的機械專業知識已經略顯單薄,機械設計專業的學生廣泛的學習多學科知識,廣泛的融合機電液氣及相應控制理論。要打破傳統的專業界限。建立多學科融合機制,例如,機械設計專業課程設計中要涉及工業控制學、機器人學控制理論方面的知識。即立足基礎知識,從裝備設計角度出發。由整體向局部推進,形成一整套完整的設計理念。形成機械設計方向的大局觀。未來的機械設計專業也必將是向多學科融合的方向發展。
四、立足于解決實際問題,設計工作真實化
以產品功能為出發點,在實踐中不斷加強學習,推陳出新,改掉陳舊的習慣,多參與日常生活中的產品設計,將設計工作真實化,平時的課程作業多涉及日常生活中的實物設計,培養學生多參與設計的意識。在這里需要強調的就是分析的目的在于獲得符合要求的工作性能的同時,做到重量輕巧,加工簡單,降低成本??傊?,基于我國傳統制造業向著智能“智”造方向的發展。說明我國的制造業已經向著擺脫傳統制造業束縛的方向發展。即開始向技術型轉變,向更高效、高產值的智能化方向發展。其為我國機械制造業的發展拓寬了道路,向著高精尖制造技術邁進指引了方向。為更好適應我國機械制造的發展,打破傳統的設計理念,打破傳統的專業設置,打破傳統的專業界限,與國際接軌,迎頭趕上,運用先進的設計理念,先進的設計技巧和思路。提高多學科技術交互融合的運用能力,重點結合實際問題培養學生的創新思維能力,創新設計能力。在我國制造業體制改革新形式下如何提高機械設計專業學生創新思維和設計能力,并與先進的自動化控制理論、方法相結合。對于高等院校機械設計與制造專業學生的專業發展有著至關重要的作用。
參考文獻:
[1]周濟.智能制造—“中國制造2025”的主攻方向[J].中國機械工程,2015,26(17):2273-2284.
[2]R比克,萊瑟.智能制造.包裝工程[M].北京:人民郵電出版社,2016.