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“機械制造裝備設計”是一門歷史發展悠久的專業課程,是機械類專業一門重要理論實踐專業課程,主要是教授學生機械制造裝備設計方法、金屬切削機床設計,典型部件設計,工業機器人設計、機床夾具設計以及物流系統設計和機械加工生產線總體設計等的基本理論與方法,為學生從事制造業工作打下基礎,現已成為眾多高等學校機械工程學科本科教學中量大面廣的重要的一門專業課。其包含知識面廣、專業性強、實踐性高等特點,使得學生在學習時難度較大,教師的教學效果不太理想。
目前,由于本課程書本上的繁瑣理論使學生無法理論聯系實踐,對學生的學習興趣產生極大的沖擊,逐漸對機械缺乏感性認知,便造成了以下弊端:1)教學模式相對單一或不足,在對其講述中仍舊采用的是傳統教學過程,即教師通過系統細致的講解,使學生掌握大量知識的教學方法,形式比較單一,學生只是一味地接收教師的知識灌輸;2)課堂氣氛不活躍,目前由于網絡的發達,很多學生處于老師在上面講,學生在課堂上玩手機、睡覺等的現象比較多,學生主動參與課堂討論的機會太少,學生創新性思維難于得到有效培養;3)學生的學習效果及考核方式比較單一,考試只注重書中基礎理論的考察,而較少注重學生的設計分析能力的考察;4)實踐環節太少,導致學生沒有實踐經驗和動手能力差,甚至有些高校所開的實驗課與課堂重要的結構原理方面的相關聯程度太少,從而影響力學生對相關理論知識的充分理解,甚至使培養的學生與社會需求脫節。可見,現今的傳統教學模式很難兼顧到這兩個方面,在一定程度上,這種教學模式導致了理論與實踐相脫離,學生的創新性思維得不到有效鍛煉,這就很難培養出學生的實際操作能力與解決實際問題的能力。
隨著計算機的廣泛應用及互聯網的普及,“翻轉式課堂教學”在全國各所學校逐步慢慢推廣,其教學模式逐漸變得可行和現實,可以將專業課程進行案例化、專題化課堂教學模式的探索與實踐,以加強大學生創新能力的培養、提高大學生的實踐能力,完善大學生實踐平臺,為進一步深入地進行工科專業課程體制改革,以及推進應用型人才培養模式改革奠定基?A。
2 教學方法改革研究
針對上述問題的存在,該課程改革的總體理念與思路就是將通過翻轉式教學將實踐、理論和設計三者相互融合,交叉進行,使得三個方面能夠相輔相成,并相互促進,從而能夠實現對該課程知識體系的完全理解與把握。具體說來,包括以下幾個方面:
2.1 基于翻轉式教學的“機械制造裝備設計”課程混合式教學設計研究
基于翻轉式課堂教學就要綜合考慮教學目標、教學環節、教學內容、知識點難易等方面的因素,通過對課程體系進行優化重組,明確指出哪些內容需要使用傳統教學方法,哪些內容需要以案例化為載體的翻轉式教學,哪些內容是需要讓學生進行深入討論的部分,最后在教學活動中以傳統教學和“微課-討論-實踐”相結合的方式為主線,對整門課程進行混合式教學設計。
2.2 “機械制造裝備設計”課程案例化、專題化研究
對“機械制造裝備設計”課程混合式教學中需要以微課為載體的翻轉式教學和需要讓學生進行深入討論的部分,考慮實踐以及實習現場或者是實驗室的相關設備和實物分析圖,或者用用三維軟件對某些難以理解的結構進行三位運動裝配模擬仿真,對相關知識點進行重構組合,結合理論講授部分,將其相關部分以制作短小視頻的方式制作成案例、專題,可以利用相關的平臺讓學生提前進行觀看預習或者以點播式的方式先在課堂上讓學生自主學習,而后讓學生進行分組討論,培養學生的自主學習能力、提高學生學習的靈活性。
2.3 基于網絡平臺的實踐環節加強研究
通過大學生科技競賽、技能培訓基地和校企合作研究,以及設置開放性、設計性和綜合性實驗項目,打造學生真正的實踐環節平臺。在對課堂上沒討論完或沒討論徹底的問題或者課后遇到新的難題留在結合相關的實踐環節在網絡平臺上進行探討,以便進行充分的探討達到更深層次的認知。教師可將課堂上問題與解決方案,甚至精彩的討論環節進行資源整合并上傳網絡,學生們永久可以下載保留。利用互聯網將實踐過程中的經驗體會結合案例化和專題化內容整理成微視頻,通過論壇,微信以及微博、云空間等平臺共享,讓更多的人進來討論,批評改正,優化提升。
2.4 教學改革課程考核方法改進研究
通過嘗試改變以往課程考核集中在期末,一卷定成績的古老方法。在學習評價方法上可以做如下考慮:增加課堂提問環節10分、課堂分組討論環節10分、實踐與試驗環節20分、基礎知識理論考試50分、附加分制10分(學生根據自己學習的程度,選擇一個與課程相關的問題進行分析,并提出帶有自己的思考的設計或解決方案來)
3 改革方法分析
3.1 改革目標
通過對“機械制造裝備設計”專業課程進行案例化、專題化課堂教學模式的探索與實踐,提高大學生的創新與實踐能力,完善相關教學實踐平臺。激發學生獨立思考和發現問題、分析問題和解決問題的能力,培養學生的科學精神和創新思維習慣,切實提高教學質量。并加強了學生們學習時自主規劃能力與探索能力,讓學生們的思維得到更靈活的運用,尤其是工科學生的實踐能力得到明顯提升。從而為鄭州輕工業學院作進一步深入地進行工科專業課程體制體制改革,以及推進我校應用型人才培養模式改革奠定良好基礎。
3.2 改革中的關鍵問題
3.2.1 “機械制造裝備設計”混合式教學體系設計及評價問題
一方面,“機械制造裝備設計”課程強調理論的講解,但要與案例分析和軟件工具緊密結合,最后要落實到專業技能的提高上來。另一方面,作為應用型本科院校的學生不僅要掌握軟件操作,更要掌握一些其它深層次知識,如何建立具有可操作性、可評價性的混合式課程體系是本課題的關鍵性問題。
3.2.2 “機械制造裝備設計”課程案例化、專題化課堂模塊設計問題
在對“機械制造裝備設計”課程相關知識點進行案例化、專題化的過程中,如何結合交叉學科知識把短小精悍的視頻設計的生動易懂,使學生把應該掌握的必要知識及能力融入。而課堂活動模塊設計翻轉課堂的課堂教學環節,實際上是幫助學生進行知識內化(下轉第95頁)(上接第93頁)的環節。教師課堂活動模塊的設計直接影響教學效果。在“機械制造裝備設計”課程案例化、專題化課程教學中,如何進行課堂活動模塊設計是本課題的關鍵問題。
3.3 主要特色
3.3.1 構建新的教學理念與教學模式,將理論教學與實踐教學有機的結合在一起,實現在互聯網新時代下對創新實踐型人才的培養;突出“以基于翻轉式教學的交互式教?W模式、強化實踐環節、以教師為主導、以學生為主體”的專業課程核心教學理念。
3.3.2 打破傳統教學過程中的“以老師為中心、以教材為中心”的教學模式,采取提出問題、分析問題、解決問題的方式授課,可以充分調動學生的學習積極性,活躍課堂氣氛,使學生的學習過程由被動接受變為主動思考。
3.3.3 通過整合優化教學內容,極構建網絡教學平臺,進而加強實踐環節建設,體現課程的先進性和實用性。
一、內容系統,歸納了金屬切削機床
設計涉及到的基礎知識我國工業發展的關鍵內容在于機械裝備設計與制造。特別是提出“中國制造2025”規劃之后,我國逐步加大了機械裝備制造及智能化產業發展的步伐與力度。編者緊跟國家發展戰略步伐,對機械制造裝備設計的基本內容及設計進行了深入闡述。全書共分成3個部分7個章節,具體為:其一,“基礎知識”,包括緒論環節,闡述了機械裝備制造業的重要地位、主要功能及發展趨勢等;其二“基本原理”,包括金屬切削機床設計、典型部件設計及機床夾具設計等三個方面的內容;其三,“先進技術”,包括機器人機構及應用、機械加工自動化生產線總體設計、生產物流系統設計等三個方面的內容。所有這些內容系統完整,從基礎到原理,再到實踐。編者引進了大量的圖片、表格,以圖文結合詳解的方式,引導讀者更輕松準確地掌握設計方法。以“機床夾具設計”為例,編者引入了“被加工工件”“設計夾緊裝置”“設計夾具總裝配圖”等多個圖表,讀者能夠更好地理解文字描述的內容。
二、思路清晰,貫穿了工程應用設計的整條主線
機械裝備設計是裝備制造業的關鍵環節,設計質量的好壞對機械裝備產品的質量有著既直接又巨大的影響,機械裝備性能的差異化及生產成本的高低都受到設計的影響。因此機械裝備設計在機械行業發展中占據著極為重要的地位,發揮著巨大的作用。這就對機械裝備設計人員提出了更高的要求,要求他們必須具備較高的設計實操能力,能夠圍繞市場的需求開展產品構思、圖樣繪制并設計等一系列創造性活動,編者十分重視讀者解決實際問題能力的培養,引進了大量的生產案例,將“工程應用設計”融入其中,無論是“操作機器人應用實例”還是“物流系統設計”“數控刀具狀態的在線監測”等內容,都緊貼生產實際,具有極強的學習、操作參考價值,能夠較好地培養讀者正確的設計思維、設計意識及設計能力。
三、視野開闊,思考了機械裝備制造智能化發展的前沿
自動化農業機械裝備是農業機械發展的一大趨勢,并朝著以信息技術為核心的智能化方向發展。目前,我國農業機械制造自動化的水平距離發達國家尚存在差距。2015年,我國正式提出了《中國制造2025》宏大計劃,將農機裝備列入10大重點發展領域。這一戰略為我國農機裝備制造發展帶來了新的契機,也為推動我國農業機械制造自動化增加了新的動力。
1 機械自動化技術在農業機械制造上的應用現狀
機械自動化技術是工業生產過程中的有力工具,對于提高制造業的綜合效益、提高機械制造業自動化水平具有重要作用。農業機械制造自動化需要廣泛應用相關技術,主要包括計算機輔助設計技術、高精密加工技術、計算機集成制造系統、激光加工技術、數控機床加工技術、電磁加工技術等。我國目前機械制造自動化技術應用仍然處于初級發展階段,對機械自動化技術的應用還需要進一步研發。
按照機械自動化制造規模來分,機械自動化制造分為自動化制造單元、自動化制造系統、自動化制造線、自動化制造工廠四個階段。就農業機械制造領域而言,我國已經普及應用了自動化制造單元、自動化制造系統,但在自動化制造線和自動化制造工廠方面,我國與發達國家的差距較大,遠未實現工廠自動化。而在農業機械自動化制造的關鍵技術應用方面,我國在計算機輔助設計、數控機床加工技術、激光加工技術、數控等離子加工技術等應用較為普及,但在模糊控制技術、人工智能、人工神經網絡技術等方面的應用則較為落后。
2 農業機械制造自動化發展存在的問題
經過一個時期的發展,我國農業機械自動化取得了一定的成績,在多種農機裝備上已經實現了部分自動化。例如在農用拖拉機上廣泛使用了機械油壓式三點聯結調節系統,在播種機上實現了種子播量自動控制、谷物干燥機實現自動切斷燃料供給等。在精準農業方面的應用較為成熟,依靠網絡化管理系統等信息系統,對農業生產進行精準化自動控制,使農業生產進入了信息化和數字化時代。但是目前我國農業機械裝備制造自動化仍然存在很多問題,主要包括以下幾個方面:
一是農機制造業的發展水平有待于進一步提高。雖然我國農機制造業呈現出蓬勃發展的態勢,但與發達國家制造業相比,仍然處于發展水平不高、核心技術不成熟的階段。尤其是在農業機械自動化方面,以對農機進行改進或增添智能設備為主,缺乏自主品牌和高水平、全面的自動化制造能力,農業機械自動化程度低、結構復雜、價格高昂,阻礙了農業機械自動化產品的推廣與應用。
二是農機制造自動化的自主創新能力薄弱。受多種因素影響,農業機械制造企業在智能制造和數字化制造方面的創新能力嚴重不足,農機制造數控裝備較少,大部分處于初級階段或研發階段。加之農機制造業在上述制造技術方面沒有掌握核心技術,未能投入大量資金進行研發與合作,很多智能化制造設備仍需要進口,或與國外企業合作,制約了農業機械制造自動化的發展。
3 農業機械制造自動化的發展方向與路徑
《中國制造2025》把農機裝備產業列入了10大重點發展領域,提出了廣泛采用現代制造技術,推動產業升級,通過突破高端產品技術,顯著改善產品結構。并針對農業機械裝備,提出要加快發展大型拖拉機及其復式作業機具、大型高效聯合收割機等高端農業裝備及關鍵核心零部件。《中國制造2025》為我國農機裝備制造業的發展描繪出了明確的藍圖,即農機裝備要向著自動化、智能化、信息化的方向發展。
關鍵詞:機械制造 鉗工 養護 必要性 正常運轉
中圖分類號:TM71 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)03(c)-0127-02
為實現機械制造類公司的發展需求,機械護理鉗工應當具有較好的操作能力、職業素質,并且保障機械制造類公司機械裝備保養處理的穩定運轉,遵循機械制造類公司的維修準則并保證維修養護環節的協調化。該文研究了機械鉗工在機械裝備養護過程中的不足,并推出應對方案。
1 機械制造類公司機械裝置養護模塊的必要性
1.1 保證經營活動的正常化
機械制造類公司內部的日常運營項目[1]和機械零件的運用息息相關,成為機械制造類公司內部運營監管的必然特征。在整個過程中,常伴隨很多機械裝備的運轉障礙,因而需要維護人員依據當前的操作需求,構建整個公司的裝備養護體系,并且達到經濟發展的需求,完成機械制造類公司綜合效益的升華,保障在市場經濟中的優勢地位和自身穩定性發展。
1.2 機械制造類公司基本職責
機械制造類公司基礎職責是保障商品質量以及價值的提高,而裝備的日常養護也成為機械制造類公司達成基礎任務的主要路徑[2]。將公司的各種裝置比喻為其“大腦”,商品可否被正確運用和“大腦”所控制的功能息息相關。機械裝備的日常養護不止能夠保證公司的日常\轉,還能節約開銷,減少物業運作費用。
1.3 機械裝置日常養護等級劃分
機械裝置養護包括日常養護、一級養護、二級養護。其中日常養護主要采用操作人員為核心實現機械裝置保養,并且選取以保為核心,保養和維修并重的強制化維修方式。其中,一級和二級養護主要指維修人員以及操作人員在停工的狀況下實現的保養操作。
2 鉗工的基本處理方案
鉗工人員主要實現以下基本處理。
2.1 裝配化處理
裝配化處理即實現裝配操作,將部件以及零件依照圖樣的方式完成組裝操作的流程。
2.2 切削化處理
切削化處理主要包含鋸削、鏨削、攻螺紋處理、挫削處理、套螺紋處理等方式。其中,轉孔則包含鉸孔處理、擴孔處理、研磨處理以及刮削處理等方式。
2.3 輔處理
輔處理主要采用指劃線,以圖樣的方式實現半成品零件加工,毛坯部分加工界限的處理。
2.4 維修性處理
維修性處理[3]即在維修過程中針對裝置、機械,實現檢查、維修和護理操作。
3 機械維修鉗工在裝備養護過程中的操作
在養護裝置時,鉗工首先應當考量修復磨損器件過程中應當選取新技巧、策略和方案實現受磨損元件的處理,保證元件的日常應用,并對機修鉗工的技巧提出更高的標準,保障日常養護以及公司進展。
3.1 鉗工維修
3.1.1 螺孔處理
若螺孔產生滑牙以及螺紋脫落時則需要鉆掉螺紋并且重新紋理,設定定制螺栓,配合螺塞獲取新型螺紋。
3.1.2 鍵槽
在軸以及輪轂的鍵槽產生磨損的狀況下,擴充鍵槽將鍵設置為階梯鍵,若擴充鍵難以復原,則完成旋轉鍵槽方位實現90°或者180°開槽動作,并且選取電焊的方式實現調正。在400 t壓力裝置的主軸起剎車鍵槽模塊修復時選取槽寬尺度擴充并配合一側階梯實現主軸復原動作。
3.1.3 鑄鐵裂紋修補
選取鑄鐵制造的幾十噸工程方位壓力裝置的溜板材質,構造非常繁雜,難以實現處理,基于氣缸活塞傳遞拉升以及推力影響較容易產生損毀。基于機床以及溜板燕尾部分匹配構成的部分即為鑄鐵材質。為防范機床部分出現的損毀,通常溜板僅選取鑄鐵材質,此外,實現多次焊接之后也不能夠后續應用。
3.1.4 研究結構模型
針對生產的需要,對溜板和沖板裝備特點以及后續應用性進行研究,完成專用拉板設計,拉板部分的一端進行彎曲并采用螺釘實現和溜板的對接,而平面部分則采用雙螺釘和溜板之間實現對接,采用拉板和地板面接觸的方式實現焊接處理,方槽部分和牽引模塊對接實現氣缸力度影響。
3.2 換位方法
若零件部分產生單向磨損并且磨損部分方向明確,則應當在構造允許的狀況下換方位處理。
3.3 局部處理方案
若零件的其他方位完整,某個模塊產生重大損毀,則需要去除損毀模塊,重新處理為新模塊和現有零件對接為一個完整的體系。如果去除損毀的齒輪則連接新的齒輪,在退火之后增添新的齒圈,采用鍵以及過盈方式銜接。
3.4 金屬扣合方案
金屬扣合方案主要針對難以焊接和彌補的剛健,完成鑄件裂紋以及斷裂狀況的處理。
(1)緊密扣合方式:該方式主要針對承壓氣缸以及容器具有密封標準的零件所選用。
(2)強固扣合方式:在損毀零件的垂直裂紋以及折斷模塊處采用銑削或者鉆探的方式得到一定形態以及尺度的波形槽體,嵌入形狀以及波形槽體類似的波形鍵,并且在常溫狀況下實現鉚擊操作,使得其塑性變換并且能夠鑲嵌到零件的機體內部。
(3)熱扣合方法:借助金屬具備熱脹冷縮的屬性,扣合前加熱,放到和扣件狀態一致的零件損毀處理槽中,并且在冷卻的過程中完成收縮并且處理損毀的元件。
(4)加強扣合方案:增強扣合方式主要采用修復承壓高的厚壁零件方式實現復原。
3.5 鑲套方案
采用外襯套模式或者內襯套模式預留一定的過盈量,并且裝設在受到磨損以及軸頸之上,進而加工處理到合適的尺度需求,完成組合元件的匹配間隙。
3.6 修理尺度方案
修理尺度方案即實現維修元件的過程中,不斷調節尺度,并且配合相應標準實現調節。
4 結語
該文首先給出主要機械制造類公司機械裝置養護模塊的意義和必要性,包括保證經營活動的正常化,完善機械制造類公司基本職責,并給出機械裝置日常養護等級劃分。研究了鉗工的基本處理方案,包含裝配化、切削化、輔和維修性處理。進而給出機械維修鉗工在裝備養護過程中的操作,包含鉗工維修操作,具體來說包括:螺孔處理、鍵槽、鑄鐵裂紋修補,進而給出研究結構模型,包含換位方法、局部處理方案、金屬扣合方案、鑲套方案、修理尺度方案和調節方案。
參考文獻
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關鍵詞:機械制造 自動化技術 應用 發展
中圖分類號:TP29文獻標識碼:A文章編號:1009-5349(2016)23-0250-01
伴隨著社會的進步和科技發展,自動化技術在機械制造領域發揮著越來越重要的作用。為了進一步提高機械制造水平,進一步發揮自動化技術的積極作用,我國必須著眼于機械制造行業的發展現狀,在分析機械制造行業發展現狀的基礎上,做到對其未來發展方向進行全面把握。
一、發展機械制造自動化技術的重要性
自動化技術在機械制造行業發揮的作用不言而喻,促進機械制造行業的繁榮發展,提高了勞動生產效率和生產加工的自動化和連續化程度,降低了生產成本,優化了機械制造加工過程。對于機械制造行業而言,自動化技術是其發展的指向標,在機械制造行業的未來發展過程中同樣起著非常重要的作用。自動化技術不僅會影響機械制造行業的未來發展,還能夠促進我國國民經濟的增長。機械制造行業在未來發展過程中要重視自動化技術的應用,從而不斷提高機械制造水平。
二、機械制造中自動化技術的應用分析
(一)自動化信息方面
信息自動化主要涉及計算機設計、工藝和制造等方面,并且有效作用于生產和加工的各個環節。對于計算機設計而言,實現信息自動化則可以大大提高產品設計效率、提高設計精度;對于計算機工藝而言,實現信息自動化則可以方便地進行工藝編程優化,科學調整機械制造過程中的各個工藝環節,確保機械制造過程中規范進行;對于計算機制造而言,實現信息自動化則可以方便實現對整個機械制造過程進行全程監控,有效預防各種風險因素的出現,促使機械制造過程順利進行。
(二)自動化物流方面
自動化物流主要體現在機械產品的運輸方面,機械產品加工過程中需要按照實際生產需要運輸到指定地點,此時技術人員可以向自動化物流操作系統發送指令,通過傳送系統,自動輸送到指定地點,以便滿足各個生產環節的需要,從而幫助機械制造企業提高生產效率。
(三)自動化材料加工方面
自踴材料加工主要體現材料的循環加工方面,能夠有效保證機械制造質量。機械制造企業技術人員使用自動化技術進行產品加工的過程中,對材料進行自動化循環加工,能夠有效預防生產過程中可能碰到的各種風險因素,還能夠大大減少工作人員的工作量。
(四)自動化產品裝配方面
自動化產品裝配指的是機械制造企業在產品裝配過程中,技術人員可以以程序控制的方式實現各種幾何零件的運輸、組合和檢驗等操作,大大提高裝配質量。此外,對于一些技術不達標的工人,手工裝配還很容易出現不按照工作規范進行的現象。
(五)自動化產品檢測
自動化產品檢測指的是借助于精密儀器對機械產品進行檢測,常見的檢測方法有電流信號檢測、神經網絡檢測和智能檢驗等。機械制造行業使用自動化產品檢測技術目的在于克服人工檢測存在的缺陷,可以方便實現檢測過程、檢測環境的優化,從而有效提高產品檢測質量和效率,最終提高機械產品質量。
三、機械自動化技術的發展
(一)向一體化和智能化方向發展
整體分析我國機械制造行業發展現狀、自動化技術應用情況,我們可以清楚認識到機械制造和自動化技術未來會向著多個方向發展,發展趨勢最明顯的兩個方向是機電一體化和智能化。機電一體化和智能化都是機械制造行業發展的新方向,未來機械制造行業在發展過程中將更加注重產品的生產,產品生產過程中將有效利用自動化技術,并且實現機械制造和自動化技術的科學結合,促使機械制造行業加快向機電一體化方向的發展進程。對機械行業中的裝備制造業進行分析,未來它會向著智能化方向發展,機械生產技術和自動化技術的有效結合提高了裝備制造業的生產加工水平,加快了裝備制造業向智能化方向發展的進程。
(二)降低發展自動化技術的成本
自動化技術應用于機械制造行業,雖然發揮著的重要作用,但是使用成本很高,很多小型企業難以承受,未來應該尋找新的方法,不斷降低自動化技術的使用成本。從長遠來看,機械制造行業應該發展投資少并且見效快的自動化技術,以便促進機械制造企業向著更好的方向發展。
四、結語
綜上所述,自動化技術在機械制造業應用越來越廣泛,并且其發揮的積極作用也不言而喻。本文僅分析了幾個重要環節,其實在很多細小環節也有應用,限于篇幅沒有進行分析。未來,機械制造行業在發展過程中將會加大自動化技術的使用力度,機械制造行業會向著更好的方向發展。
參考文獻:
1.1機械制造生產類型
機械制造涉及到社會生產生活的方方面面,包括建筑、化工、紡織、交通等等,是整個國民經濟發展的“技術裝備支持”,有著舉足輕重的地位。按照生產車間規模及成品面向市場來看,機械制造主要分為三種類型。其中,單件生產所占比例較小,主要指重型機械產品生產,這些產品耗費能源多、材料多,較為笨重,需求量小,且極少存在重復生產現象,一般用于特殊工程定制;批量生產是最為常見的形式,其主要特點是周期性更新,比如說包括車、銑、削在內的各種機床,由于技術的發展和客戶產品規格需求的變化,每隔一段時間,機床的相應參數也要實現變更,跟上產品需求的變化發展,同時,機床面向的產品特性也使得每次機床生產都是定額的,此為批量生產的市場原因;此外,還有大量生產方式,這部分產品主要是應用場合較多或者應用產業市場廣闊,比如模具框架屬于前者,而農用拖拉機屬于后者,依靠的是農業的基礎經濟地位。
1.2機械制造生產流程
機械制造產品的生產流程主要包括奠基工作、生產工作、后期工作。其中,奠基性工作是指對產品機械性能和生產數量的總設計、依據設計形成圖紙、依據圖紙選擇原材料進行生產安排等;實際生產則包括熱處理、切削等等細化零件的工作和組裝工作;對裝配完成的機械產品還應進行檢驗和調試,合格后才能裝箱保管,銷售投入使用。
1.3機械制造具體生產過程
機械制造具體生產過程包括產品設計、設計審核、零件加工、產品檢測等部分。其中,產品設計是貫穿全局的關鍵性環節,關乎到產品后期的市場競爭力,進行產品設計時一定要以市場為導向,以技術為支持,以成本為約束條件,在符合基本需求的基礎上盡量優化功能、節約成本;產品設計書形成后,設計審核工作應從可行性、經濟性、環保性等方面對其進行綜合評價,有條件情況下可采用專家審計與內部審計相結合的方式,經過嚴格的審核檢驗方可投入生產,避免審核不力釀成批量產品報廢的事故;零件加工是整機制造的基礎環節,必須以嚴謹的態度對待每一枚零件的生產過程,對產品的質量負責;零件制作完成后應對零件質量進行鑒定,產品裝配完成后對成品也要進行調試檢驗,確保機械產品性能穩定,對使用者的生命安全負責。經歷了充分檢測后合格的產品方可投入市場銷售,流入社會生產生活的各個支柱行業,為國家經濟發展做出貢獻。
2機械制造加工工藝
2.1加工工藝流程影響因素
科技的不斷發展使得機械制造工藝有了更多可選擇的技術手段,在實際應用中應結合企業自身技術水平、各個工序面向對象、基礎設備等因素設定一套流程,確保有經驗可循。在面對具體產品時,常常還需要結合零件規格、經驗參考、工期要求等因素對固定流程加以修改和完善,形成適合某一產品的加工工藝流程。技術人員應注意實踐積累,依據科學的加工原理和工人的第一手經驗對機械加工工藝流程進行完善,保證現有工藝跟上時代潮流,與時俱進。但應注意,無論怎樣,質量始終是機械制造產品的根本所在,對零件進行各種加工的前提是避免對其造成根本性傷害,應圍繞這一中心對工藝進行選取;在此基礎上,還應追求效率高的先進手段,同時盡量減少材料浪費,貫徹節能環保的新型生產理念。
2.2機械制造加工工藝過程
(1)機械設備的選擇
在實際生產中,應根據產品的材質和生產數量對生產設備進行科學選擇,如批量生產產品多選用通用機床,機械設備的選擇在一定程度上決定了加工工藝的實現效果,故應注意零件尺寸與機床工藝精度的是否匹配,在精度要求較高的情況下應采用先進數控機床完成加工過程。機械設備的合理選擇對操作人員提出了更高的要求,需要其在具備專業操作能力的基礎上對各個設備的性能、優缺點有著較為詳細的掌控,當然,這一過程可借助先進的計算機技術來輔助完成。
(2)機械制造加工工藝過程
安裝、工位、工步、走刀是機械加工的基本過程,包括車、削、銑在內多種手段都要經過這些步驟,根據工件實際規格、生產數量、精度要求等因素,結合以往經驗合理調整可提高生產效率,比如在批量生產中,采用復合刀具和多刀多刃方法實現效率提升。
3機械制造生產過程及加工工藝發展趨勢
一、當前我國機械制造加工發展情況
進入21世紀,我國己基本建立社會主義市場經濟體制。全球性的產業結構重新組合和國際分工不斷深化,科學技術在突飛猛進地發展,各國都把提高產業競爭能力及發展高新技術,搶占未來經濟的制高點,作為科技工作的主攻方向。在機械制造技術方面我國與世界各國的聯系日益緊密,中國市場與國際市場進一步接軌,面對國內外市場的激烈競爭,我國企業對技術的需求更加迫切和強烈。新產品的開發水平提高了大批重點骨干企業在關鍵工序增加了先進、精密、高效的關鍵設備,從而進入到高技術開發企業行業研制出如超重型數控龍門銑、高精度五軸數控鏜銑床、sx—T大規模集成電路光柵數顯儀、大噸位超重水壓機等;制造技術水平不斷提高,船泊制造精度可達5微米,高精度外圓磨達o.25微米、粗糙度達0.08微米,精密及超精密加工精度已達到亞微米級和亞納米級,已形成完整的先進數控機床、新型刀具開發的制造體系。
二、現代機械的先進加工工藝與制造技術的應用
進入21世紀來,機械制造業迎來的是一個更為激烈的競爭和生存環境。新知識、新概念的不斷涌現和新產品、新工藝的迅速更新加速了市場的變化,企業面臨著更加嚴峻的挑戰。特別是在市場不斷高速變化的21世紀,企業不僅需要有對市場變化的快速反應能力,而且還需要通過技術創新和產品更新來不斷開拓市場、引導市場的能力。現代制造技術就是為了適應這種競爭環境而產生的。它是在傳統制造技術的基礎上,不斷吸收和發展機械、電子、能源、材料、信息及現代管理等技術成果,并將其綜合應用于產品設計、制造、檢驗、管理、服務等生產周期的全過程,以實現“優質、高效、低耗、靈活、清潔”的生產技術模式,取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。
(一)現代機械的先進加工工藝特點
隨著計算機技術、微電子技術、傳感技術、自動控制技術和機電一體化技術的迅速發展及其在機械制造方面的應用,由系統論、信息論和控制論所組成的系統科學和方法論與機械制造科學的密切結合,組成了機械制造系統,并形成了現代制造工程學。制造系統就是人、機器以及物料流和信息流的一個組合體。現代制造技術特別強調入的主體作用,強調入、技術和管理三者的有機結合,因此,現代制造技術具有以下特征:
1.現代機械制造技術己成為一門綜合性學科。現代制造技術是由機械、電子、計算機、材料、自動控制、檢測和信息等學科的有機結合而發展起來的一門跨學科的綜合性學科。現代制造技術的各學科、各專業間不斷交叉融合,并不斷發展和提高。
2.產品設計與機械制造工藝一體化。傳統的機械制造技術通常是指制造過程的工藝方法,而現代制造技術則貫穿了從產品設計、加工制造到產品的銷售、服務、使用維護等全過程,成為“市場調查十產品設計十產品制造十銷售服務”的大系統。如并行工程就是為了保證從產品設計、加工制造到銷售服務一次成功而產生的,已成為面向制造業設計的一個新的重要方法和途徑。
3.現代機械制造技術是一個系統工程。現代制造技術不是一個具體的技術,而是利用系統工程技術、信息科學、生命科學和社會科學等各種科學技術集成的一個有機整體,已成為一個能駕馭生產過程的物科流、能量流和信息流的系統工程。
4.現代機械制造技術更加重視工程技術與經營管理的有機結合。現代制造技術比傳統制造技術更加重視制造過程的組織和管理體制的簡化和合理化,由此產生了一系列技術與管理相結合的新生產方式。如制造資源計劃(MRP)、準時生產(HT)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)和全面質量管理(TQC)等。
5.現代機械制造技術追求的是最佳經濟效果。現代制造技術追求的目標是以產品生命周期服務為中心,以新產品開發速度快、成本低、質量好、服務佳、靈活性強取勝,并獲得最佳的經濟效果。
6.現代機械制造技術特別強調環境保護。現代制造技術必須充分考慮生態平衡、環境保護和有限資源的有效利用,做到人與自然的和諧、協調發展,建立可持續發展戰略。未來的制造業將是“綠色”制造業。
(二)現代機械的先進加工工藝應用分類
現代制造技術的分類及發展大體上可從5個方面來論述。
1.制造系統的自動化、集成化、智能化
機械制造自動化的發展經歷了單機自動化、剛性自動線、數控機床和加工中心、柔性制造系統(FMS)和計算機集成制造等幾個階段,并向柔性化、集成化、智能化進一步發展。
2.精密工程和特種加工方法
超精密加工和納米加工三個檔次。精密加工和超精密加工特種加工方法又稱非傳統加工方法,它是指一些物理的、化學的加工方法。如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、電子束加工、離于束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工的材料,如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工,其加工精度可達分子級加工單位或原于級單位,所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段*。
3.快速成形(零件)制造
零件是一個三維空間實體,它可由在某個坐標方向上的若干個“面”疊加而成。因此,利用離散/堆積成形概念,可將一個王維空間實體分解為若干個二維實體制造出來,再經堆積而構成三維實體,這就是快速成形(零件)制造的基本原理,其具體制造方法很多,較成熟的商品化方法有疊層實體制造法和立體光刻等。如疊層實體制造,根據各疊層幾何信息,用數控激光機在鋪上一層箔材上切出本層輪廓,去除非零件部分,再鋪上一層箔材,用加熱輥輾壓,以固化粘接劑,使新鋪上的—層箔材牢固地粘接在己成形體上,再切割該層的輪廓,如此反復多次直至加工完畢。
4.零件的分類編碼系統
零件分類編碼是對零件相似性進行識別的一個重要手段,也是GT的基本方法。是用數字來描述零件的幾何形狀、尺寸和工藝特征,即零件特征的數字化。零件分類是根據零件特征的相似性來進行的,這些特征主要分為以下三個方面;1)結構特征。零件的幾何形狀、尺寸大小、結構功能、毛坯類型等。2)工藝特征。零件的毛坯形狀及材料、加工精度、表面粗糙度、機械加工方法、定位夾緊方式、選用機床類型等。3)生產組織與計劃特征。加工批量,制造資源狀況,工藝過程跨車間、工段、廠際協作等情況。零件的特征用相應的標志表示,這些標志由分類系統中的相應環節來描述。零件各種特征的標識按一定規則排成若干個“列”,每“列”就稱為碼位,也叫縱向分類環節;在每個列(碼位)內又安排若干“行”,每一“行”稱為“項”,也叫橫向分類環節。零件分類編碼系統是實施成組技術的基礎和重要手段*對零件進行分類成組,可以便零件設計標準化、系列化和通用化,輔助人工或計算機編制工藝過程和進行成組加工車間的平面設計,改進數控加工的程序編制,使工藝設計合理化:促進工裝和工藝路線標準化,為計算機輔助制造打下基礎,進一步以成組的方式組織生產。
零件的分類編碼反映了零件固有的名稱、功能、結構、形狀和工藝特征等信息。類碼對于每種零件而言不是唯一的,即不同的零件可以擁有相同的或接近的分類碼,由此能劃分出結構相似或工藝相似的零件組來加工。它的特點是從毛坯到產品多數可在同一種類型的設備上完成,也可僅完成其中某幾道工序的加工。如在轉塔車床、自動車床加工的中小零件,多半屬于這種類型。這種組織形式是最初級的形式,最易實現,但對較復雜的零件,需用多臺機床完成時,其效果就不顯著。值得一提的是,自從出現加工中心以來,成組單機加工又重新得到重視。
5.柔性制造系統
柔性制造系統一般是指用一臺主機將各臺數控機床連接起來,配以物料流與信息流的自動控制生產系統。它一方面進行自動化生產,而另一方面又允許相似零件組中不同零件,經過少量調整實現不同工序的加工。這一組織生產的方式,代表著現代制造技術的發展方向。值得一提的是,成組技術是計算機輔助工藝設計(CAPP)的基礎之一,在成組技術基礎上發展起來的派生cAPP設計方法,已成為工藝現代化的一種主要方法。另外,成組技術作為一種生產哲理,對柔性制造技術和集成制造技術的發展產生了深刻的影響。
工業的建設,帶動著科學技術的發展。機械制造是工業發展過程中基礎,隨著工業規模的擴大,對機械的需求量也有所提高,因此,機械制造自動化的發展成為了我國目前工業發展的首要目標。機械制造自動化是多種技術的有效融合,是一種科學的設計方式,通過機械制造學、計算機技術、電子信息技術等科學技術,使得機械制造走向自動化。在現代化工業發展中,機械制造自動化技術已經逐步的取締了傳統建造模式,提高了工作效率。本文對機械制造自動化所應用的技術及特點進行分析,闡述其在生活中的作用。
關鍵詞:
機械制造;自動化設計;鋼鐵廠;發展前景
一、我國機械設計自動化的發展
我國主張的是協調性發展理念,各領域在學科的融合性都有著突出的成就。其中工業上的制造業也在這種趨勢的影響下對此進行了較大的提升。機械制造業的產品也被廣泛的利用,其產品的發展以及技術的創新,是企業在經濟社會中立足的根本,也是國家經濟水平的一種體現。機械制造自動化對我國的發展就有顯著的意義,象征著時代的改變,也體現著經濟的發展。在企業的生產中,特別是鋼鐵廠,機械自動化代替了人力,較少的勞動的工作量,提高了效率,加快了鋼鐵業的發展速度。
二、我國機械制造自動化的特點及優勢
根據我國當前的發展要求,機械制造自動化技術經過調整,將各種技術完美融合在一起,使得設備的功能更多樣。在其設計上也更加的人性化,設備可以通過按鈕來操作,在工作時會按照預先設計的指令自動工作,極大的減少人員勞動力度。在減少人力的同時,還能保證工作人員的安全,最主要的是能有效的節約資源,提高效率。
三、機械制造自動化的優勢
我國機械制造自動化的優勢是相對突出的。其具體優勢如下:第一,機械控制的自動化可以減輕人員的勞動程度,以按鈕及控制的方式完成這個生產過程。機器的精準性大大高于人力,所以它也完善了產品的生產手段,使運作的質量達到了既定性標準。如果在天氣情況非常惡劣的環境下,會阻礙工作人員的施工速度,機械自動化則避免了這一問題,將環境條件剔除,完成施工過程中的自我監督。第二,在制造業沒有實現自動化的時候,機械故障只能通過人為進行控制。而自動化的實現則可以在運作的過程中實現時刻性檢驗,做到及時發現,及時處理。第三,自動化技術化的操作方式非常容易,工作人員只需要按照既定的流程輸入相關數據就可以完成。在同等時間下,產品生產的質量與速度也會大大增加。第四,機械自動化的供應性非常強,它在指令輸入時,它可以進行智能化調整,根據不同用戶的需求進行方案制定,從而滿足鋼鐵行業中的實際性要求。
四、機械制造業的自動化設計以及在鋼鐵行業中發展前景分析
(一)機械制造業的智能化設計實現
在機械制造業的自動化設計當中,智能技術是非常突出的一個條件。以上海寶鋼鋼鐵廠為例,討論其工業制造智能化的實現。如圖一所示,該圖是鋼鐵廠機械自動化的水循環利用過程。我們可以從中看出,整個污水的處理都是處于自動反應的過程。智能化機器將整個排水的流程進行制定,其中包括沉淀池的清理,藥劑的反映以及污泥的處理。系統會將這個過程進行自動化錄入,電腦會每一步都加以記憶。它相當于人的大腦機能,可以對污水處理部分進行判斷。例如:水解酸化池是否要進行沉淀、清水在何時進行溢流處理等等。智能化最合理的成分是它不只是單方面的機器判斷,而是人機的組合機制。在智能化結構當中,每一步設計都涵蓋了思維的分析、處理、決策等條件。智能化運維的數據分析與推理是非常準確的,管理者可以根據現有的數據對機械運作的實際情況進行判斷,根據總體的曲線來規劃生產的關鍵因素,從而實現鋼鐵廠污水的處理。
(二)機械制造業的模塊化設計
機械制造業的模塊化設計是系統的核心部分,它主要進行數據的單元合并。在上海寶鋼廠彩鋼研制的過程中,機械自動化的模塊設置就起到了很大的幫助。彩鋼不同于其他鋼制品,它對外形和技術性的要求都非常高。自動化設計將整個彩鋼設計部分分成幾個模塊,分別是數據采集、信息規律、產品定位、標準設計等等。機械制造業在彩鋼的設計基礎上完成了產品的全面定型,將機械設備的零散部件進行重新規劃,為企業決策者提供了很大的便利。在模塊圖形當中,各數據都以集約化的形式體現,我們可以在圖表中清晰的看出產品的優勢與劣勢。管理者可以對優勢進行深度挖掘,對劣勢的問題進行探討。這樣的方式對推動了鋼鐵化技術的的創新與社會的發展。其次,模塊化設計是機械制造業的核心系統也會最為關鍵的一部分,其主要是以數據的分析結合運行的。例如:上海寶鋼廠彩鋼的制造進程中,機械自動化在加工生產中起到主導作用,而彩鋼與眾不同,其在加工制造中技術要求特別高。
五、結論
綜上所述,機械自動化在以智能化、模塊化、數字化的方向發展。自動化方式不僅為鋼鐵行業帶來了深刻的發展契機,還增強了機械的可靠性與實用性。在機械自動化的應用過程中,我國鋼鐵行業也逐漸朝著綠色化、先進化、集約化、網絡化的進程努力,為我國經濟的優化方式奠定了良好基礎。
參考文獻
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【關鍵詞】機械制造;技術的特點;發展趨勢
機械制造技術為國民經濟提供技術支持并為人民生活提供耐用消費品產業裝備。國民經濟部門生產技術的高低和經濟技術水平,決定了機械裝備的性能、質量,機械制造技術水平衡量其國家科技水平和國民經濟實力。
1.我國機械制造技術的發展現狀分析
機械制造技術研究產品生產設計、制造加工、銷售使用、維修售后的整個工程學科,以提高效益質量、競爭為目的,包括物流信息流和能量流的完整系統工程。
二十世紀七十年代前,產品技術相對簡易,新產品上市很快會有類似產品跟進。八十年代后,伴隨全球市場的發展,市場競爭日趨激烈。20世紀九十年代前期,CMS技術大量應用,CMS實驗工程中心和7個開放實驗室完成建設。CMS的諾干研究項目得到部署。但因很多大型機械制造業和中小型企業僅限于CAD以及管理信息系統,沒有真正得到發揮。因此,我國制造業對比發達國家而言,仍存在階段性的差距。
2.機械制造技術的特點
對于我國制造業而言,基礎自動化仍是艱巨而緊迫的任務。無論在數量還是利用率上都很低。可編程控制器,工業機器人都很有限。因此,我們要根據實際情況,扎實做好基礎工作。
2.1 機械制造技術是系統工程
機械制造技術強調計算機、信息、傳感以及自動化。新材料等技術,在產品制造生產以及銷售反饋的應用。他需要結合高新技術和傳統制造,使之能夠篤駕整個系統工程。
2.2市場競爭要素的統一體——機械制造
如何提高生產率是市場競爭的核心,20世紀80年代后,伴隨市場全球化深入,制造業已經轉變為時間、成本和質量核心觀念,使之統一結合。
2.3機械制造是世界性、綜合性技術
機械設計應用目標是提高競爭力和促進國家綜合實力提高。他是綜合性的。20世紀八十年代之后,發達國家基于經濟,金融,科技市場手段,輸出資本,產品傾銷,市場競爭也變得日趨激烈。為了能在競爭中存活,機械設計應該緊跟時展,使之達到世界先進水平。與此同時,面向21世紀,機械制造技術必須要結合高新技術,確立明確的范疇領域。
3.我國機械制造技術發展趨勢分析
制造技術以先進的機械設計技術為發展趨勢,機械制造有傳統發展到目前的狀態,他并沒有丟棄過去的有效要素,而且不停的將各種新技術吸入囊中,在產品生產的全部領域里都有涉及,包括所有過程。
掃描顯微鏡的發明使用,在20世紀80年代后逐漸流行,所以人們也得益于此可以認識納米世界,納米技術的目的是實現納米精度,被用來研究原子,物質特性包括相互之間的作用和運動。并可以運用這種高新技術為人民服務,因為納米技術的運用,制造技術得到了很大的影響,伴隨著適用范圍的推廣,設計了納米材料,加工技術,還有納米裝配以及測量技術。
在2000年的時候,超精密加工已經在精密度上達到了納米級別,分子束生長技術,材料合成技術,離子注入數和掃描隧道工程的精度已經向其原子級精度靠近,就是說,可以在原子層面上進行加工。
目前,對于機械制造技術的發展,我們習慣從下面連個方面分析:一方面,精密工程技術。它是以微細粉加工,納米技術,超精密加工前沿為代表的。他終以微型機器人和機械電子技術終結時代。另一方面,是以CMS的制造敏捷的進一步深入發展的機械制造高度自動化。
3.1全球化
市場帶來的競爭不僅僅存在于國內,也存在于國外。據悉,國內外很多企業已經,包括很多著名的公司,都表現出了落敗、倒閉和被兼并的無奈。其次,企業在網絡通訊技術中既存在競爭也存在著合作,這種趨勢促進了國際之間的競爭。基于這兩個原因,制造業的動力已經有了突出的表現。
3.2虛擬化
虛擬技術是一種模擬和檢驗過程,是制造技術中的虛擬技術。加工方法和產品檢驗的可加工性,合理的工業性,以及制造工藝的產品優化,產品質量的保證,成本目標和生產周期和生產過程進行,車間調度,組織管理,建模和仿真的物流設計和供應鏈。計算機仿真是虛擬化的核心,為了保證產品工藝和產品設計的合理進行,同時模擬系統的運行,保證產品制造各項項目,并發展生產設計中的錯誤和不足。
3.3 網絡化
迅速發展的網絡通許,給企業的經營生產帶來了巨大的變革。產品選擇,產品設計,銷售產品,零件制造以及市場開拓都可以無國界的進行。除此之外,網絡通訊發展迅速,產品開發的合作經營,技術信息的交流加速,管理學習的經營,這一系列的作用,將企業向既競爭又合作的發展方向。
3.4 環保便捷
產品的回收利用再加以處理就能達到一個綠色生產過程,包括綠色設計,綠色設備,包裝,管理。設備,產品以及工藝。可以盡可能的減少對環境的破壞,也將原材料和能源的充分的最大效率的達到極點。
3.5自動化,智能化
根據各項研究表明,機械設計的發展趨勢表現在敏捷性,網絡型,全球性,只能虛擬化和綠色化。
4.結論
現在的社會,人們對于產品的要求也存在著快速的變化,機械設計是技術和工業的結合,國家制造水平的評價標準也在于此,成為了工業的支柱和基礎。隨著客戶對產品多樣化的要求,新穎便捷的需求,包括在外觀的感知,高檔與否,價格的趨向選擇,自動化的程度。對售后的服務要求,使得工業必須要滿足人們變化的需求,因此,我們能做的就是機遇,通過本文對機械設計的現狀分析以及特別的了解,我們需要把握機遇,為我國現代制造業的前進推波助瀾。
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