導(dǎo)語：如何才能寫好一篇粉末冶金的概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：粉末冶金；汽車零件；金屬粉末；高性能

粉末冶金材料是指用若干種金屬粉末或是金屬粉末與非金屬粉末作原料， 通過按比例配料、壓制成形、燒結(jié)等工藝過程而制成的材料。這種生產(chǎn)工藝過程也就是粉末冶金法， 它屬于一種不同于熔煉和鑄造的方法。由于其生產(chǎn)工藝過程與陶瓷制品工藝極為相似， 所以粉末冶金法又被稱為金屬陶瓷法。粉末冶金法不僅是制造某些具有特殊性能材料的方法， 同時也是一種無切屑或少切屑的加工方法。它具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、節(jié)省機床和生產(chǎn)占地面積等特點。但其也存在一定的缺陷，如金屬粉末和模具費用高， 制品大小和形狀受到一定限制， 制品的韌性也較差。粉末冶金法常被用于制作硬質(zhì)合金材料、結(jié)構(gòu)材料、減磨材料、難熔金屬材料、摩擦材料、過濾材料、無偏析高速工具鋼、金屬陶瓷、耐熱材料、磁性材料等。

一、粉末冶金技術(shù)的含義及其特點

粉末冶金技術(shù)附屬于材料制備和成形的加工技術(shù)，而作為粉末冶金的雛形就是塊煉鐵技術(shù)，塊煉鐵技術(shù)也是人類最初制取鐵器的唯一手段，其對人類社會進步作出了巨大貢獻。

1、 粉末冶金技術(shù)的含義

粉末冶金的方法其實誕生已久。人類早期通過機械粉碎法來制取金、銀、銅和青銅的粉末，用來當(dāng)作陶器等的裝飾涂料。早在200年前，一些歐洲國家，如俄、英等國就曾大規(guī)模的制取海綿鉑粒，并經(jīng)過熱壓、鍛和模壓、燒結(jié)等加工工藝來制造錢幣和一些貴重器物。1890 年，美國的庫利吉發(fā)明用粉末冶金方法制造燈泡用鎢絲，從而奠定了現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)的基礎(chǔ)。直到1910年左右，人們已經(jīng)開始用粉末冶金法來大量制造了鎢鉬合金制品、青銅含油軸承、硬質(zhì)合金、集電刷、多孔過濾器等，并逐步形成了一整套粉末冶金相關(guān)技術(shù)。上世紀30年代，旋渦研磨鐵粉和碳還原鐵粉技術(shù)問世后，從而為粉末冶金法制造鐵基機械零件較快的發(fā)展機遇。從第二次世界大戰(zhàn)后，粉末冶金技術(shù)得到了較快的發(fā)展，新型的生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備、新的材料和制品不斷出現(xiàn)，開拓出一些能制造特殊材料的領(lǐng)域，成為現(xiàn)代工業(yè)中的重要組成部分。

2、 粉末冶金技術(shù)的主要作用

由于粉末冶金技術(shù)的具有特殊優(yōu)點，使其已成為解決新材料問題的有效途徑，而且在新材料的發(fā)展中歷程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

粉末冶金技術(shù)由于其可以在最大限度地來減少合金成分發(fā)生偏聚，消除粗大且不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土發(fā)光材料、稀土儲氫材料、高溫超導(dǎo)材料、稀土催化劑、新型金屬材料上具有獨特的作用。同時還可以制備非晶、納米晶、準(zhǔn)晶、微晶以及超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料由于具有優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)和力學(xué)性能。因此可以較容易地實現(xiàn)多種功能類型的復(fù)合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷復(fù)合材料的工藝技術(shù)?？梢陨a(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷材料等?？梢詫崿F(xiàn)凈近形成形和自動化批量生產(chǎn)，從而，可以有效地降低生產(chǎn)的資源和能源消耗?？梢猿浞掷玫V石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。

二、粉末冶金技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著汽車和飛機零件以及切削和成形工具發(fā)展的需要，粉末冶金制造零部件的強度和質(zhì)量都得到了較好的改善和提高。汽車制造業(yè)作為粉末冶金零件的最大用戶，1996 年汽車行業(yè)占有美國粉末治金零件的市場份額的69%，成為美國粉末冶金零件的最大市場。發(fā)展粉末冶金需要制取新技術(shù)、新工藝及其過程理論。

1 、向全致密化發(fā)展

粉末冶金的重點是超細粉末和納米粉末的相關(guān)制備技術(shù)，機械合金化技術(shù)，快速冷凝制備非晶、微晶和準(zhǔn)晶粉末制備技術(shù)，粉末粒度、結(jié)構(gòu)、形貌、成分控制技術(shù)，自蔓延高溫合成技術(shù)。粉末冶金技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向超細、超純、粉末特性可控方向發(fā)展，從而建立以“凈近形成形”技術(shù)為中心的各種新型固結(jié)技術(shù)及其過程模過程理論，如粉末注射成形、擠壓成形、噴射成形、溫壓成形、粉末鍛造等。建立以“全致密化”為主要目標(biāo)的新型固結(jié)技術(shù)及其過程模擬技術(shù)。

2 、向高性能化、集成化和低成本等方向發(fā)展

粉末冶金制造零部件相關(guān)的新的成形技術(shù)層出不窮，如：粉末注射成形、溫壓成形、流動溫壓成形、噴射成形、高速壓制成形等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。目前， 粉末冶金技術(shù)正向著高致密化、高性能化、集成化和低成本等方向發(fā)展。有代表性的鐵基合金，將向大體積的精密制品，高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)零部件發(fā)展；制造具有均勻顯微組織結(jié)構(gòu)的、加工困難而完全致密的高性能合金；用增強致密化過程來制造一般含有混合相組成的特殊合金；制造非均勻材料、非晶態(tài)、微晶或者亞穩(wěn)合金；加工獨特的和非一般形態(tài)或成分的復(fù)合零部件。

3 、粉末冶金產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

由于相鄰學(xué)科和相關(guān)技術(shù)的相互滲透和結(jié)合.更賦予了粉末冶金新的發(fā)展活力。粉末冶金新工藝層出不窮。粉末冶金產(chǎn)業(yè)化是指這些技術(shù)已比較成熟。甚至在一些國家已有生產(chǎn)規(guī)模，但主流還處于研究成果向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的過程之中。其工藝、設(shè)備、市場等已為產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備了條件，可以產(chǎn)業(yè)化，取得社會效益和經(jīng)濟效益。主要是指該技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、集群化、模塊化發(fā)展。其主要應(yīng)用領(lǐng)域有汽車用粉末冶金零部件，汽車制造業(yè)仍是粉末冶金（PM）發(fā)展的牽引力；粉末注射成（PowderInjection Molding（PIM））溫壓成形技術(shù)（Warm Compaction）在眾多為提高PM 件密度的生產(chǎn)方法中。溫壓成形技術(shù)被認為是最為經(jīng)濟的一種新工藝。本文將重點介紹以下產(chǎn)業(yè)化技術(shù)：

① 溫壓技術(shù)

溫壓技術(shù)在上世紀90 年代被譽為粉末冶金技術(shù)上重大突破，并于1990年取得了第一項采用一次壓制燒結(jié)工藝制備高密度鐵基（P / M）零件的美國專利。該技術(shù)可以使燒結(jié)鋼中的孔隙度降低到6 %左右，而傳統(tǒng)技術(shù)的孔隙度為10%以上，產(chǎn)品的密度能達到7.3g/cm3或以上，因此較大程度的拓寬了高密度、高強度燒結(jié)鋼零件在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的可能性。

② 模壁

模壁和溫壓是兩個平行的提高鐵基結(jié)構(gòu)零件密度的方法。近年來，發(fā)展最迅速的是干模壁技術(shù)，即采用靜電的方法，從而將干劑粉末吸附到模壁上進行，從而很好的避免了濕模壁在制備過程中壓坯表面易于粘粉的缺點。

③注射成形

金屬注射成形（MIM）是一種將塑料注射成形與粉末冶金技術(shù)結(jié)合而成的近凈成形技術(shù)，此技術(shù)也是國內(nèi)外公認的21 世紀粉末冶金的主流技術(shù)，被稱為“第五代加工技術(shù)”。而且該技術(shù)也最適于用來大批量生產(chǎn)一些三維復(fù)雜形狀的零件，同時還可以實現(xiàn)自動化連續(xù)作業(yè)，從而大大提高生產(chǎn)效率。目前，在一些發(fā)達國家，MIM技術(shù)已經(jīng)成為一項最具競爭力的金屬成形技術(shù)，而且開始大量用于不銹鋼粉末冶金生產(chǎn)。

三、粉末冶金機械零件的制造現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

我國粉末冶金技術(shù)起步較晚，自1958年誕生以來，一直是處在蹣跚學(xué)步的狀態(tài)中，而且一直不被人們重視，被當(dāng)做是一個沒有前景的小行業(yè)來對待。然而從世界粉末冶金行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r來看，粉末冶金行業(yè)卻是一個最具市場活力，發(fā)展速度極快，同時應(yīng)用范圍也是最廣的冶金技術(shù)，尤其是日本在粉末冶金技術(shù)方面發(fā)展飛快，每年生產(chǎn)燒結(jié)含油軸承十幾億只。直到上世紀80年年代初，在我國體制改革的大潮中，粉末冶金零件行業(yè)正式劃歸當(dāng)時的“基礎(chǔ)件工業(yè)局”進行管理，并結(jié)束了粉末冶金零件行業(yè)自身自滅的狀態(tài)，從而得到相應(yīng)的發(fā)展機遇。我國自上世紀90年代至今約20多年間，粉末冶金零件得到迅猛發(fā)展，同時也經(jīng)受住了金融危機的不利影響。

表1是我國自2007-2011年間粉末冶金分會53家會員企業(yè)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計的結(jié)果，雖然我國粉末冶金行業(yè)目前顯示出盎然生機，但也面臨著各方面的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)筆者將自己的針對其中的一些問題以及看法和相應(yīng)的意見提供給大家參考：

四、粉末冶金機械零件制造技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景

近年來，由于人們生活觀念的改變，同時人們的環(huán)保意識也不斷提高，因而輕量化的汽車也越來越受人們的親睞，從而汽車工業(yè)也開始大量使用輕質(zhì)合金材料，如鋁合金、鎂合金來生產(chǎn)汽車零部件。也正是由于粉末冶金能夠很好的避免成分偏析，又可以滿足具有各種特定性能的零部件一次性成型的要求。

目前粉末冶金汽車零件主要有兩個市場，一個為汽車生產(chǎn)商市場，另一個為汽車維修服務(wù)點，即維修配件市場。而汽車生產(chǎn)商市場則是粉末冶金零件的主要市場，通常情況下，汽車生產(chǎn)商會與粉末冶金零件制造企業(yè)進行定向合作，從而導(dǎo)致其他零件制造企業(yè)難以插足獲利。而維修配件市場相對來說則要開放的多，而且需求量也較大，但大多都是存在某些質(zhì)量問題的貨物。從表2可知，我國在汽車制造行業(yè)中對粉末冶金技術(shù)制造的零件的使用量只有日本的2/3左右，但我國的粉末冶金制造的零件的總量卻要比日本的多，可見粉末冶金汽車零件的市場潛力是巨大的。

我國目前汽車行業(yè)正處于蓬勃發(fā)展期，因此也給我國粉末冶金零件制造企業(yè)帶來了難得市場機遇。同時根據(jù)美國一家信息分析中心預(yù)測，2020年我國汽車銷量將達到2000萬輛，屆時中國將超過美國成為全球汽車銷量第一的國家。而我國粉末冶金汽車零件的主要制造企業(yè)有三十多家，且其主要生產(chǎn)的零部件為汽車所使用的一些軸承或者是小配件，總體呈現(xiàn)出還是處于相對來說較為低端的位置，而關(guān)于發(fā)動機或調(diào)速箱等關(guān)鍵部位的零部件則基本上是整體通過國外進口，同時隨著全球經(jīng)濟一體化趨勢的不斷加速，我國粉末冶金企業(yè)畢竟面對國際化市場，這對我們來說既是機遇也是挑戰(zhàn)。因此就需要我國粉末冶金企業(yè)把握機遇，迎難而上，主動積極的溶于國際化市場當(dāng)中。

參考文獻

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［關(guān)鍵詞］粉末冶金;市場營銷;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整

1針對市場需求，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

首先，做好深入細致的市場調(diào)研，針對市場需求，目標(biāo)市場，準(zhǔn)確市場定位。新產(chǎn)品開發(fā)要深入到用戶，鋼鐵粉末企業(yè)的市場銷售人員要廣泛聽取用戶的意見，充分考慮到用戶在使用過程中出現(xiàn)的實際問題，不能只做銷售人員，要做用戶的建議者、指導(dǎo)者、問題解決者，要接觸和了解將來可能成為競爭對手的產(chǎn)品及它們的銷售渠道，匯總同類產(chǎn)品的銷售量和客戶的反映，并把收集市場反饋和調(diào)查的信息公正、客觀、準(zhǔn)確地上報企業(yè)以便正確決策。目前國內(nèi)鋼鐵粉末企業(yè)由于實力問題，研發(fā)能力都不是很強，在技術(shù)研發(fā)方面的投資比較小，由于近幾年國內(nèi)鋼鐵粉末市場變化快，而企業(yè)所能掌握的市場信息總是有限的，這就要求鋼鐵粉末企業(yè)進行市場調(diào)查時，對企業(yè)實力與市場需求之間進行協(xié)同性研究。根據(jù)自身實際情況，研發(fā)產(chǎn)品，擴大規(guī)模，才能規(guī)避不必要的風(fēng)險，持續(xù)健康發(fā)展。其次，針對競爭日益激烈的鋼鐵粉末市場，唯有及時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加產(chǎn)品的深度、寬度、相關(guān)性，提高產(chǎn)品的核心競爭力，才能突出重圍，在競爭中立于不敗之地。具體方式如下。

1.1調(diào)整產(chǎn)品組合的深度:即增加或降低產(chǎn)品組合的深度

增加產(chǎn)品組合深度，具體形式有:一是向下延伸。即鋼鐵粉末企業(yè)由高檔次產(chǎn)品向下延伸，增加低檔次產(chǎn)品。比如開發(fā)低松比高強度還原鐵粉，發(fā)揮海綿鐵粉顆粒形狀復(fù)雜、成形性好，同等密度下強度、機械性能高等優(yōu)勢，在低密度異形件、含油軸承、銅包鐵粉等領(lǐng)域得到更多應(yīng)用。二是向上延伸。即鋼鐵粉末企業(yè)由低檔次產(chǎn)品向上延伸，增加高檔次產(chǎn)品。如霧化粉生產(chǎn)企業(yè)加大新產(chǎn)品開發(fā)力度，重點由低利潤水平的純鐵粉向高壓縮性鐵粉、擴散粉、預(yù)合金粉和預(yù)混合鋼粉等產(chǎn)品轉(zhuǎn)移。三是雙向延伸。即由中檔產(chǎn)品同時向上、向下延伸，即同時增加高檔次和低檔次產(chǎn)品。如由80.25鐵粉延伸出的80.22、80.23及80.27鐵粉。四是增加不同于現(xiàn)有產(chǎn)品的新產(chǎn)品，比如開發(fā)出化工用鐵粉等。降低產(chǎn)品組合的深度，就是根據(jù)情況減少現(xiàn)有產(chǎn)品。當(dāng)某些產(chǎn)品銷售量較差市場前景暗淡，就必須淘汰。如萊鋼粉末最初研發(fā)的LRP150鐵粉等。

1.2調(diào)整產(chǎn)品組合寬度，拓寬產(chǎn)品應(yīng)用范圍

鋼鐵粉末企業(yè)擴展產(chǎn)品組合的寬度，開發(fā)和經(jīng)營市場潛力大的新的產(chǎn)品，擴大生產(chǎn)經(jīng)營范圍以至實行跨行業(yè)的多樣化經(jīng)營，有利于發(fā)揮企業(yè)的資源潛力，開拓新的市場，減少經(jīng)營的風(fēng)險性，增強競爭能力。如由于還原鐵粉和霧化鐵粉價格倒掛造成100目還原鐵粉銷售量急劇減少，從而迫使還原鐵粉廠家改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進一步開拓焊材、化工、冶金、火焰切割等新領(lǐng)域、新用途的應(yīng)用。鋼鐵粉末企業(yè)縮小產(chǎn)品組合的寬度，剔除發(fā)展前景暗淡、利潤空間小、無法規(guī)?；a(chǎn)的產(chǎn)品，可以集中資源經(jīng)營那些發(fā)展前景好、利潤可觀、利于規(guī)?；a(chǎn)的產(chǎn)品，提高規(guī)模化生產(chǎn)效率，有利于提高整體市場競爭能力。

1.3調(diào)整產(chǎn)品組合的相關(guān)性

鋼鐵粉末產(chǎn)品相關(guān)性的調(diào)整過程中，有些鋼鐵粉末企業(yè)增加現(xiàn)有產(chǎn)品的相關(guān)性，提高專業(yè)化程度，增強鋼鐵粉末企業(yè)在相關(guān)行業(yè)的知名度，鞏固與提高企業(yè)的市場地位。但是，由于客觀需要，鋼鐵粉末企業(yè)在經(jīng)營資源的開展上有時實際是走上了減少產(chǎn)品組合相關(guān)度的道路，即增加與現(xiàn)有產(chǎn)品、業(yè)務(wù)和市場無關(guān)的產(chǎn)品業(yè)務(wù)，實行多樣化經(jīng)營。如有些鋼鐵粉末生產(chǎn)企業(yè)因為看到房地產(chǎn)行業(yè)利潤可觀盲目進入。發(fā)展無關(guān)聯(lián)多種經(jīng)營必須量力而行。對于鋼鐵粉末企業(yè)來說，其多元化經(jīng)營程度越高，企業(yè)管理難度就越大，其人才、技術(shù)等需求就越大，因此必須量力而行，積極、穩(wěn)妥、循序漸進地開發(fā)，確保成功率，企業(yè)才能不斷壯大。

2提高企業(yè)的市場競爭地位

2.1采取聚焦策略、專注鋼鐵粉末企業(yè)最擅長領(lǐng)域

鋼鐵粉末企業(yè)要“因地制宜”，根據(jù)各自企業(yè)自身的特點，把自身所掌握的有限資源優(yōu)化組合起來，專注鋼鐵粉末領(lǐng)域，力爭在鋼鐵粉末領(lǐng)域做得最好、做得最優(yōu)，企業(yè)的鋼鐵粉末產(chǎn)品要能做到“人無我有，人有我精”。鋼鐵粉末企業(yè)要樹立一個理念:和任何一個同行業(yè)強企相比，即使企業(yè)有很多個方面不如強企，但只要有一項、兩項比它好，并著力培養(yǎng)這兩個方面，就能夠吸引有這方面需求的客戶。

2.2增強企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新意識，避免產(chǎn)品在低端競爭

鋼鐵粉末企業(yè)要加大科技研究開發(fā)的投入，重視技術(shù)研發(fā)人員的培養(yǎng)、教育和激勵，加強對知識產(chǎn)權(quán)的開發(fā)和保護，增強技術(shù)創(chuàng)新意識，提高產(chǎn)品的科技含量，形成企業(yè)獨特的核心技術(shù)與核心產(chǎn)品，避免和同行業(yè)企業(yè)同擠一座獨木橋，同樣的辦法生產(chǎn)同樣的廉價產(chǎn)品，擁擠在低端產(chǎn)品競爭，企業(yè)間相互自相殘殺。同時，增強鋼鐵粉末的技術(shù)創(chuàng)新能力，鋼鐵粉末企業(yè)在引進技術(shù)的同時，還要加強對引進技術(shù)的消化、吸收和創(chuàng)新，從而提高企業(yè)自身的技術(shù)研發(fā)能力。

2.3確立整體營銷觀念，創(chuàng)新營銷模式

要確立整體營銷觀念，突破以最終顧客市場營銷為中心的傳統(tǒng)市場營銷理論的概念，從長遠利益出發(fā)，將公司的市場營銷活動涵蓋內(nèi)外部環(huán)境的所有重要行為者，促使企業(yè)對原有的競爭模式進行思考，進而結(jié)合自身實際不斷創(chuàng)新。在競爭日趨激烈的市場環(huán)境下，鋼鐵粉末企業(yè)的營銷活動為實現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)必須追求共同利益。企業(yè)不但要重視供應(yīng)鏈上關(guān)聯(lián)企業(yè)的市場營銷，也要對競爭對手開展市場營銷研究分析。加強與競爭對手之間的溝通和了解，企業(yè)能夠針對競爭對手的狀態(tài)影響其行為方式，進而使競爭態(tài)勢朝對本企業(yè)有利的方面發(fā)展，合理避免惡性競爭，有利于鋼鐵粉末行業(yè)間共同構(gòu)建有序的市場競爭環(huán)境。國內(nèi)大多鋼鐵粉末企業(yè)尤為欠缺的是產(chǎn)品(Product)、價格(Price)、促銷(Promotion)、渠道(Place)四大策略的相互配合與協(xié)調(diào)。其中，產(chǎn)品品質(zhì)是實施價格策略的基礎(chǔ)，渠道策略也要與價格策略、產(chǎn)品策略同步，促銷策略更要與價格策略、產(chǎn)品策略和渠道協(xié)調(diào)一致。如價格策略不要在客戶試用期間就立即開展。很多其他行業(yè)的大企業(yè)為了協(xié)調(diào)一致往往在營銷部門內(nèi)同時設(shè)立產(chǎn)品經(jīng)理和市場經(jīng)理。產(chǎn)品經(jīng)理負責(zé)產(chǎn)品事宜，為產(chǎn)品推出市場奠定基礎(chǔ);市場經(jīng)理則負責(zé)協(xié)調(diào)和規(guī)劃企業(yè)在一個地區(qū)或一個目標(biāo)客戶群所需的所有產(chǎn)品及服務(wù)。這種方式值得國內(nèi)鋼鐵粉末企業(yè)借鑒。總之，國內(nèi)鋼鐵粉末企業(yè)必須確立整體營銷觀念，創(chuàng)新營銷模式，制定切實有效的措施和方法，協(xié)調(diào)企業(yè)各個部門，為企業(yè)贏得忠實和穩(wěn)定的客戶資源。

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關(guān)鍵詞　工程材料　教學(xué)改革　材料加工　技術(shù)人才

中圖分類號：G712 文獻標(biāo)識碼：A

1 工程材料加工課程教學(xué)改革應(yīng)該遵循的原則

1.1 理論知識與技能實踐共同發(fā)展

工程材料加工是一門涵蓋多種材料工藝的學(xué)科，該學(xué)科實踐性很強，實驗課程和課堂教學(xué)都必須與生產(chǎn)實際相聯(lián)系。課程不僅涵蓋化學(xué)、力學(xué)、冶金等方面的知識，還對相關(guān)的工藝流程和相關(guān)原理做出闡釋，豐富學(xué)生理論知識層面的認知。在國外高職院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)課程設(shè)置中，通常將實驗課程以系列的形式搭配主干理論知識，根據(jù)教學(xué)需要進行選擇。因此本課程的實踐環(huán)節(jié)應(yīng)該在保障焊接、鑄造、金屬塑性加工等工藝實驗的基礎(chǔ)上，添加激光加工、超聲加工等新型加工工藝，培養(yǎng)學(xué)生的認知能力和動手能力。

1.2 適應(yīng)材料專業(yè)人才培養(yǎng)的需要

工程材料加工是我國高職院校機械設(shè)計及自動化、材料加工工程等專業(yè)的必修課程，在很大程度上體現(xiàn)了高職院校培養(yǎng)人才的相關(guān)需求。在傳授學(xué)科領(lǐng)域范圍內(nèi)主要加工制造方法的同時，又引進新型材料加工工藝，這種教學(xué)安排既體現(xiàn)了相關(guān)行業(yè)對人才的專業(yè)需求，也是由高職院校人才培養(yǎng)發(fā)展方向決定的。

2 工程材料加工教學(xué)理論知識的發(fā)展方向

2.1 優(yōu)化專業(yè)課程內(nèi)容

材料加工工藝既包括鍛造、鑄造和焊接等傳統(tǒng)工藝，又涵蓋微電子封裝、真空鍍膜等現(xiàn)代加工工藝，在專業(yè)課程教學(xué)過程中，必須對這些教學(xué)內(nèi)容進行有效的優(yōu)化整合，適時引入專業(yè)領(lǐng)域的前沿科研成果和發(fā)展成就，打造一個適宜人才培養(yǎng)計劃的專業(yè)知識架構(gòu)。舉例來說，工藝教材內(nèi)容設(shè)置應(yīng)該在單一的傳統(tǒng)工藝中加入粉末冶金等先進工藝，金屬液態(tài)成型教學(xué)重點應(yīng)該向熱門的砂型鑄造傾斜等等。在具體的教學(xué)活動中，教師應(yīng)該突出教學(xué)的核心和重點內(nèi)容，輔助學(xué)生拓展知識領(lǐng)域，為培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和動手能力奠定基礎(chǔ)。

2.2 擴大專業(yè)知識面

隨著時代的發(fā)展，材料相關(guān)專業(yè)涉及的領(lǐng)域也逐漸得到拓寬，在解決實際問題的過程中產(chǎn)生了許多分支型的工藝和原理，這就要求高職院校的專業(yè)建設(shè)要做出改變，進一步拓寬基礎(chǔ)知識面、擴充知識體系。教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中以一至兩個典型工藝為講解范例，對其它工藝進行概述或?qū)⑵渥鳛檎n外閱讀，既引導(dǎo)學(xué)生“舉一反三”，又達到廣泛涉獵的教學(xué)目的。

2.3 專業(yè)教材建設(shè)

教材是開展教學(xué)活動的專業(yè)指導(dǎo)性資料，在材料相關(guān)專業(yè)的教材設(shè)置方面，各級院校應(yīng)該組織教師對教材進行認真研讀，并且形成書面性的參考意見，輔助教育部門對專業(yè)教材進行修訂，將以鍛造、焊接、表面工程等為代表的傳統(tǒng)工藝，以及以快速原型制造、粉末冶金為代表的新型工藝相結(jié)合，彌補專業(yè)教材內(nèi)容設(shè)置上的缺口，避免教材內(nèi)容與時代脫節(jié)。

3 工程材料加工教學(xué)實踐內(nèi)容的改革思路

教學(xué)實踐直接作用于學(xué)生，教學(xué)活動的開展是對學(xué)生思維能力、理解能力、創(chuàng)造能力和動手能力的多方面培養(yǎng)。為了順應(yīng)我國教育體制改革的需要，高職院校材料加工相關(guān)專業(yè)應(yīng)該對傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段進行改革，理論和實驗并重的同時，將教學(xué)重點向?qū)嵺`運用方面傾斜。

3.1 運用多種教學(xué)手段 （下轉(zhuǎn)第162頁）（上接第160頁）

工程材料加工具有工科專業(yè)的普遍特點，即概念和原理抽象化、理解難度較大。針對這一特點，教師應(yīng)該充分運用多種模型道具或者直觀的教學(xué)手段，將抽象的工藝流程或者技術(shù)原理具體化，便于學(xué)生理解。比如，在講解鍛造壓、鑄造等成型工藝的教學(xué)中，可以運用計算機輔助教學(xué)，將工藝操作流程以多媒體動畫形式呈現(xiàn)出來，便于教師講解，也易于學(xué)生理解。

3.2 加強互動式的課堂教學(xué)

傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)已經(jīng)被時代拋棄，現(xiàn)代教學(xué)更加注重師生之間的有效互動。在材料加工課堂教學(xué)中，教師可通過適度的話題切入，引導(dǎo)學(xué)生展開自由討論，通過互相交流溝通對所學(xué)知識進行鞏固。以材料“加工硬化”和“二次硬化”的教學(xué)為例，在課堂討論的過程中，學(xué)生可通過互相之間提問對不同工藝特點加以辨別，著重關(guān)注易于混淆的部分。

3.3 改革實驗教學(xué)

實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的重要環(huán)節(jié)，為了改變傳統(tǒng)的驗證性實驗?zāi)Ｊ?，教師?yīng)該根據(jù)教材設(shè)定有針對性的實驗項目，轉(zhuǎn)化實驗教學(xué)思路，由點到面、層層推進實驗教學(xué)，大幅度提高綜合性實驗的比例。以材料加工生產(chǎn)工藝的演示過程為例，教師選題范圍應(yīng)該以貼近畢業(yè)設(shè)計為重要指導(dǎo)方向，將其作為教學(xué)科研的重要部分來開展，在這一綜合實驗過程中，通過對工藝全過程的演示，啟發(fā)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，發(fā)現(xiàn)問題并對其進行分析，積極地參與到實驗中，將創(chuàng)造性思維能力作用于實踐。

3.4 加強校企合作

校企合作是近年來興起的一種新型辦學(xué)模式，學(xué)校充分根據(jù)企業(yè)對專業(yè)人才的供需狀況和技術(shù)需求進行定向人才培養(yǎng)，企業(yè)為這些后備人才創(chuàng)造足夠的實踐空間。校企合作辦學(xué)通過設(shè)立教學(xué)指導(dǎo)機構(gòu)、定期邀請企業(yè)工程技術(shù)人員對教學(xué)開展指導(dǎo)等方式，實現(xiàn)了材料加工理論知識和生產(chǎn)實踐的有機結(jié)合，順應(yīng)市場對相關(guān)人才的具體需要進行安排教學(xué)內(nèi)容和實際訓(xùn)練課程，為高等職業(yè)院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生順利走上工作崗位奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

經(jīng)濟的發(fā)展對高職教育提出了新的要求，面向市場需求進行人才培養(yǎng)已經(jīng)成為教學(xué)實踐發(fā)展的主要趨勢。我國高職院校材料加工相關(guān)專業(yè)的教學(xué)實踐要將培養(yǎng)實用型技術(shù)人才作為教學(xué)目標(biāo)，實現(xiàn)教學(xué)管理水平的新突破。提高材料加工教學(xué)質(zhì)量，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供急需的技術(shù)應(yīng)用型人才，是一項需要各部門協(xié)同合作的長期性工作，不僅需要學(xué)校對教學(xué)方法進行改革，還需要相關(guān)企業(yè)和政府部門的實踐合作和政策扶持。

參考文獻

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篇4

1 Cu 基胎體的分類

眾所周知，純 Cu 液態(tài)對碳是呈惰性的，在 Cu-C內(nèi)界面上很難發(fā)生擴散。在 Cu 中添加少量的合金元素，目的是改善 Cu 對金剛石的潤濕，即降低接觸角和提高 Cu 合金對金剛石的粘結(jié)強度，以此來達到工具中金剛石不過早脫落，提高金剛石工具使用性能的目的。所以通常采用其它合金元素與 Cu 一起作為金剛石工具的胎體材料。根據(jù)合金元素種類的不同，Cu 基胎體可分為以下幾類:

1) 青銅基胎體

青銅基胎體是在 Cu 中加入強化元素 Sn 或再加入其它元素，青銅基胎體在金剛石工具中應(yīng)用比較普遍。青銅粉的可燒結(jié)性和成形性很好，熔點低、燒結(jié)溫度也低。以下是幾種常見的青銅基胎體:錫青銅，是制造金剛石工具的主要結(jié)合劑，以錫青銅為結(jié)合劑制造的超硬磨具，強度、硬度高，又有較高的脆性; 錫青銅收縮率小，易產(chǎn)生分散性縮孔，適合制造形狀復(fù)雜且要求有一定氣孔率的磨具; 錫青銅導(dǎo)熱性較好，有利于磨具磨削時降低磨削溫度和防止工件表面燒傷［2］。6-6-3 青銅合金，燒結(jié)溫度低，可燒結(jié)性和成形性均很好，綜合力學(xué)性能較好，多用于地質(zhì)鉆頭、鋸片刀頭的胎體，是普遍應(yīng)用的金屬胎體。Cu-Sn-Ti 合金，是很好的金剛石磨具胎體。對金剛石具有出色的潤濕性，幾乎完全潤濕; 燒結(jié)后的合金，脆而不粘，對金剛石有足夠的固結(jié)力和粘結(jié)力。Cu-Sn-Ni 合金，是用 Ni 取代 Ti，合金力學(xué)性能有大幅度提高，但液態(tài)合金對金剛石的潤濕性比Cu-Sn-Ti 合金相差很大; 由于 Ni 能強化胎體，合金的液、固相線都有稍許提高，抑制了高溫下的燒結(jié)流失。Cu-Sn-Ni 合金用作粗磨、精磨砂輪效果尚好［3］。

2) 白銅基胎體

白銅基胎體指 Cu-Ni 基合金，用的比較多的是錳白銅和鋅白銅。錳白銅指 Cu-Ni-Mn 合金，鋅白銅指 Cu-Ni-Zn 合金。白銅的力學(xué)性能高于青銅基合金，熔點也比青銅合金高; 有較高的強度和韌性，常用在有沖擊重載荷的工具上，如石油鉆頭和地質(zhì)鉆頭［3］。有時為了特殊的需求，也常在 Cu 基胎體金剛石工具中加入 Fe、Cr、Ti 等其他改性元素，以提高工具的性能。如陳芃等［4］指出在 6-6-3 青銅胎體中加入含量比為 3∶ 1 的 Fe-Ni 合金元素時，胎體強度提高 24%，對金剛石的把持力提高了 50. 2%。SunLan 等人［5］使用 SiC 晶須對 Cu-Fe 基胎體進行強化也收到了較好效果，加入 1. 5% ( 體積分數(shù)) 的 SiC晶須可以使金剛石鋸片的使用壽命提高 30%。孫毓超［6］指出，Cu 基胎體合金中 Cr 含量在 0. 10%( 原子分數(shù)) 時，胎體對金剛石的粘結(jié)強度最高達到350MPa; Ti 含量在 0. 07% ( 原子分數(shù)) 時，粘結(jié)強度出現(xiàn)峰值，達到 400 MPa 以上。Luciano 等［7］還在金剛石工具中加入微量非金屬元素，如在 Cu 基胎體中加入適量的 P 和 Si 均能降低 Cu 合金的熔點，使 Cu 合金能在較低溫度下浸潤金剛石。

2 金剛石表面金屬化在 Cu 基金剛石工具中的應(yīng)用

由于金剛石與一般金屬和合金之間具有很高的界面能，致使金剛石不能為一般合金所浸潤。試驗表明，在對金剛石呈惰性的金屬 Cu 中加入少量強碳化物形成元素( Ti、Cr 等) 可以改變金剛石的表面狀態(tài)，從而大大改善溶液對金剛石表面的浸潤性。林增棟［8］通過研究得出，在 Cu 合金中添加強碳化物形成元素，在適當(dāng)?shù)臏囟认掳l(fā)生液-固兩相界面反應(yīng)，在金剛石和合金溶液間生成碳化物界面，使 Cu合金對金剛石的浸潤轉(zhuǎn)化為 Cu 合金對碳化物界面的浸潤，從而提高了金剛石與合金之間的粘結(jié)力。例如，在 Cu 中加入碳化物形成元素 Ti，會發(fā)生界面反應(yīng)從而實現(xiàn)對金剛石顆粒的浸潤和粘結(jié)［9］。試驗測定得出，在與金剛石表面浸潤角為 145°的 Cu溶液中加入 10% Ti，則 Cu-10Ti 合金對金剛石的浸潤性能大大改善，浸潤角降至 30°以下; 加 Sn 于 Cu-Ti 合金中，能進一步改善合金對金剛石的浸潤性，并測得 Cu-10Sn-20Ti 合金與金剛石的浸潤角幾乎趨于 0°，這種合金材料對金剛石的焊接結(jié)合力可達100 MPa 以上，增強了金屬基體對金剛石的粘結(jié)力，提高了金剛石工具的性能水平。林增棟［10］用 Cu-Sn-Ti、Cu-Cr 合金粉與金剛石顆粒燒結(jié)制備的金剛石砂輪中金剛石顆粒出刃非常突出，高達金剛石顆粒的 2/3，并被牢固釬焊住。金剛石出刃鋒利度、壽命均大大提高。

3 預(yù)合金化技術(shù)在 Cu 基金剛石工具中的的應(yīng)用

自從 Umicroe 在 20 世紀 90 年代首先提出預(yù)合金粉概念以來，預(yù)合金粉在金剛石工具制造業(yè)及粉末冶金業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。目前，大多數(shù)金剛石鋸片、磨輪、取芯鉆頭及其它天然石材和建材加工工具的制造商在產(chǎn)品制造過程中，除了純 Co 外，均使用相當(dāng)比例的預(yù)合金粉。預(yù)合金粉末由于每個粉末顆粒都包含組成合金的各種金屬元素，因此預(yù)合金粉成分均勻性相當(dāng)好。同時，預(yù)合金粉共熔點比合金中單元素的熔點要低得多，燒結(jié)過程中，只要溫度達到預(yù)合金粉末的液相線以上，整個粘結(jié)金屬成分的粉末熔化［11］。因此，使用預(yù)合金粉末有以下顯著特點:1) 預(yù)合金粉刀頭比機械混合粉刀頭的元素分布均勻，從根本上避免了成分偏析;2) 預(yù)合金粉合金化充分，組織均勻，大大提高了燒結(jié)制品的抗壓、抗彎強度，易于滿足金剛石制品的胎體性能要求;3) 由于預(yù)合金化大大降低了燒結(jié)過程中金屬原子擴散所需的激活能，降低了燒結(jié)溫度，縮短了燒結(jié)時間，有利于避免金剛石高溫損傷;4) 預(yù)合金粉抗氧化能力強，燒結(jié)性能好;5) 預(yù)合金粉胎體具有高硬度和高沖擊強度;6) 預(yù)合金粉可提高對金剛石的把持力，提高金剛石工具的鋒利度，延長工具的使用壽命。張紹和等［12］用預(yù)合金 Cu 制備金剛石鉆頭，在華東某單位用在鉆進流紋巖中，鉆頭平均壽命為60. 7m，平均時效為 2. 6m / h; 而非預(yù)合金胎體制備的鉆頭平均壽命為 30. 5m，平均時效為 1. 8m/h，預(yù)合金胎體鉆頭比非預(yù)合金胎體鉆頭的壽命提高了99% ，平均時效提高了 45% ; 在成都某水電院鉆進砂卵石層的使用試驗中，使用非預(yù)合金粉末胎體鉆頭鉆進的平均壽命為 25m，平均時效為 1. 6m/h; 而使用預(yù)合金粉末胎體鉆頭，其平均壽命為 50m，平均時效為 2. 3m/h，分別提高了 100%和 43. 8%。向波等［13］采用共沉淀還原法制備 Cu 基預(yù)合金粉，所制得的胎體材料晶粒細小、分布均勻，純胎體的相對密度達到 98. 24%，抗彎強度達到 1 014. 63～ 1 127. 45MPa，硬度達到 97. 7 ～ 100. 4HRB; 而相同條件下用傳統(tǒng)機械混合法制備的純胎體的相對密度為 93% ～ 95%，抗彎強度為 810 ～ 920MPa，硬度為 70 ～ 80HRB。由此可見采用共沉淀法制備的預(yù)合金粉的性能也是遠遠高于機械混合法的。

4 稀土元素在 Cu 基金剛石工具中的應(yīng)用

稀土元素對胎體的強化研究始于上世紀 80 年代，它對材料的性能有許多特殊的影響。已經(jīng)證明［14 －17］，稀土元素具有細化晶粒、凈化材料表面和界面、吸附有害雜質(zhì) O、S、P 等并與之反應(yīng)生成相應(yīng)的化合物等作用，能夠顯著提高材料的綜合性能，因而稀土元素在材料的科學(xué)研究和制備過程中獲得了廣泛的應(yīng)用。吳玉會等［18］將稀土元素 La 與金屬 Ni 制備成預(yù)合金粉，加入 Cu 基金剛石工具胎體。當(dāng) La-Ni 預(yù)合金含量達到 1. 5% 時，胎體硬度達到最高值92. 0HRB; 添加 La-Ni 為 1. 0% 時，純胎體材料的抗彎強度達到最大值640 MPa，遠遠高于未加 La-Ni 合金粉時純胎體材料的抗彎強度( 514MPa) ; 金剛石/金屬基復(fù)合材料的抗彎強度達到最大值 570MPa，比不添加稀土的試樣的抗彎強度值提高了 32%。宋月清等［19］把 La-5Ni 合金粉加入 6-6-3 青銅基胎體中，發(fā)現(xiàn): 在 Cu 基胎體中添加 La-5Ni 合金粉末，可顯著提高胎體的綜合力學(xué)性能，特別是胎體的抗彎強度提高幅度很大，當(dāng) La 含量達 0. 75% 時，純胎體的抗彎強度從 512MPa 提高到 823MPa，提高了60% ; 含金剛石胎體的抗彎強度從 480MPa 提高到671MPa，提高了 37% ; 磨損后金剛石在胎體中的出露高度由 95μm 增加到 120μm，提高了 26%; 胎體對金剛石的粘結(jié)包鑲能力提高。盧安軍等［20］在 Cu 基金剛石鋸片中加入稀土Y，不僅有效提高了胎體的硬度，而且增強了胎體對金剛石的包鑲能力，實現(xiàn)胎體與金剛石在切割過程中的匹配磨損，提高鋸片的切削性能。在保證鋒利度基本不變的情況下，含 Y 鋸片的壽命甚至比 Co基鋸片的壽命提高了 17%，具有取代 Co 基金剛石鋸片的應(yīng)用潛力。李長龍等［21］在切玻璃用鋸片中加入稀土化合物 La2O3。研究得出，稀土化合物的加入能增大金剛石的出刃高度，增加刀頭的脆性，使金剛石的出刃更加容易，而且還不會降低金剛石的利用率。用含稀土氧化物的鋸片對玻璃酒瓶做切割試驗，相比國內(nèi)其它廠家的鋸片，切割效率提高了 38. 75%; 相比切割速度較快的臺灣某廠家的鋸片，切割效率提高了 21. 60%。

篇5

關(guān)鍵詞：智能制造；機聯(lián)網(wǎng)；機械行業(yè)；兩化融合

“兩化融合”就是通過工業(yè)信息化過程達到建成信息化工業(yè)目標(biāo)。手段方法是信息化，實現(xiàn)目標(biāo)是信息化的工業(yè)。信息化的工業(yè)是現(xiàn)代經(jīng)濟、信息社會的基礎(chǔ)。所謂“兩化”，工業(yè)化的需求是牽引；信息化的技術(shù)是驅(qū)動。在“兩化融合”發(fā)展框架下智能制造是提高我國裝備、產(chǎn)品自主知識產(chǎn)權(quán)，提高技術(shù)含量的重要技術(shù)手段。

1.機械智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）我國對智能制造的研究始于20世紀80年代末。在最初的研究中在智能制造技術(shù)方面取得一些成果，進入21世紀以來的十年中智能制造在我國得到迅速發(fā)展，在許多重點項目方面取得成果，智能制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)也初具規(guī)模。我國已取得了一大批相關(guān)的基礎(chǔ)研究成果和長期制約我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智能制造技術(shù)，例如：機器人技術(shù)、感知技術(shù)、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、可靠性技術(shù)、機械制造工藝技術(shù)、數(shù)控技術(shù)與數(shù)字化制造、復(fù)雜制造系統(tǒng)、智能信息處理技術(shù)等；攻克了一批長期嚴重依賴并影響我國產(chǎn)業(yè)安全的核心高端裝備，如盾構(gòu)機、自動化控制系統(tǒng)、高端加工中心等。建設(shè)了一批相關(guān)的國家重點實驗室、國家工程技術(shù)研究中心、國家級企業(yè)技術(shù)中心等研發(fā)基地，培養(yǎng)了一大批長期從事相關(guān)技術(shù)研究開發(fā)工作的高科技技術(shù)人才。

（2）智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成。隨著信息技術(shù)與制造技術(shù)的高速發(fā)展，我國智能制造裝備的發(fā)展深度和廣度日益提升，以新型傳感器、智能控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、自動化成套生產(chǎn)線為代表的智能制造裝備產(chǎn)業(yè)體系初步形成，一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能制造裝備實現(xiàn)突破，2013年以來工業(yè)自動化控制系統(tǒng)、儀器儀表、數(shù)控機床、工業(yè)機器人及其系統(tǒng)等智能制造裝備產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域銷售收入超過4000億元。

（3）我國對智能制造的扶持力度不斷加大。近年來，我國對智能制造的發(fā)展也越來越重視，越來越多的研究項目成立，研究資金大幅增長。我國了《智能制造裝備產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《智能制造科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》，并設(shè)立《智能制造裝備發(fā)展專項》，加快智能制造裝備的創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

2.智能制造的產(chǎn)業(yè)升級的必然選擇

決定一個國家的智能化、自動化程度有幾個因素：其一，它是國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，例如：生產(chǎn)要求很高的高端設(shè)備，或在高溫、高腐蝕、高危等惡劣的環(huán)境下，人工無法完成，需要機器人來完成；其二，當(dāng)人工能效太低時，人的單位能效與之相比差十幾二十倍，則需要使用機器人或自動化的裝備來生產(chǎn)制造；其三，勞動力成本的快速增加也是一個重要影響因素，自動化設(shè)備和智能制造迎來了新的外部環(huán)境，對智能制造來講是一個推動力。

目前中國已是世界第二大經(jīng)濟體和制造業(yè)大國，但自主創(chuàng)新能力薄弱、先進裝備貿(mào)易逆差嚴重、高端裝備與智能裝備嚴重依賴進口，嚴重制約我國制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。隨著世界經(jīng)濟迅速的發(fā)展與成長，智能化制造工廠將給所有產(chǎn)業(yè)升級帶來沖擊，也將引領(lǐng)全球制造業(yè)發(fā)展模式的前進與革新，對于中國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級來說已是必然選擇。將專家的知識不斷融入制造過程以實現(xiàn)設(shè)計過程智能化、制造過程智能化和制造裝備智能化，實現(xiàn)擬人化制造，目的是使制造過程具有更完善的判斷與適應(yīng)能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率，并將顯著減少制造過程物耗、能耗和排放。

3.機械智能制造的發(fā)展方向

3.1以3D打印為代表的“數(shù)字化”技術(shù)嶄露頭角

“數(shù)字化”制造技術(shù)有可能改變未來產(chǎn)品的設(shè)計、銷售和交付用戶的方式，使大規(guī)模定制和簡單的設(shè)計成為可能，使制造業(yè)實現(xiàn)隨時、隨地、按不同需要進行生產(chǎn)，并徹底改變自“福特時代”以來的傳統(tǒng)制造業(yè)形態(tài)。3D打印技術(shù)呈現(xiàn)三個方面的發(fā)展趨勢：打印速度和效率將不斷提升；將開發(fā)出多樣化的3D打印材料；3D打印機價格大幅下降。

3.2智能制造技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用貫穿制造業(yè)全過程

先進制造技術(shù)的加速融合使得制造業(yè)的設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)各個環(huán)節(jié)日趨智能化，智能制造正引領(lǐng)新一輪的制造業(yè)革命，主要體現(xiàn)在以下四個方面：一是建模與仿真使產(chǎn)品設(shè)計日趨智能化；二是以工業(yè)機器人為代表的智能制造裝備在生產(chǎn)過程中應(yīng)用日趨廣泛；三是全球供應(yīng)鏈管理創(chuàng)新加速；四是智能服務(wù)業(yè)模式加速形成。

3.3智能制造技術(shù)通訊網(wǎng)絡(luò)化日趨成熟

機聯(lián)網(wǎng)就是機器聯(lián)網(wǎng)，指應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、現(xiàn)代通信技術(shù)，對企業(yè)制造設(shè)備、工藝流程，空調(diào)、照明、倉儲等輔助設(shè)備進行統(tǒng)一的改造升級管理，形成集中管理、資源共享的現(xiàn)代化智能制造模式，以提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，促進節(jié)能減排，提高企業(yè)綜合能力?！皺C聯(lián)網(wǎng)”是實現(xiàn)“機器換人”的重要形式，是推進兩化深度融合的重要載體。目前企業(yè)機器設(shè)備管理水平落后，一線勞動用工缺口持續(xù)擴大，加快機器設(shè)備聯(lián)網(wǎng)成為企業(yè)提升生產(chǎn)經(jīng)營水平、加快轉(zhuǎn)型升級的重要突破口。實施“機聯(lián)網(wǎng)”工程，推進企業(yè)生產(chǎn)制造從單機控制向多機控制，從“一人負責(zé)一機”向“一人負責(zé)多機”，甚至“一人負責(zé)一個車間”、“無人車間”方向發(fā)展，大幅減少生產(chǎn)一線尤其是臟活、累活、污染崗位、危險崗位的勞動用工。

4.結(jié)論

可以預(yù)見，智能制造裝備在引領(lǐng)制造業(yè)在低碳、節(jié)能、高效發(fā)展進一步得到顯現(xiàn)；同時，機械行業(yè)將在工業(yè)機器人、智能機床和基礎(chǔ)制造裝備、智能儀器儀表、三D打印裝備、新型傳感儀器、自動化成套生產(chǎn)線、機聯(lián)網(wǎng)等重點領(lǐng)域形成快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙同春，麻洪秋， 金成海， 張軍，黃贊軍.金屬注射成形用水霧化不銹鋼粉末的制備

與應(yīng)用.粉末冶金工業(yè)，2013年6月第23卷第3期

[2]王先逵.《制造工藝核心論》WMEM.2005.6

[3]《關(guān)于開展企業(yè)“機聯(lián)網(wǎng)”工程建設(shè)的意見》（浙經(jīng)信信息[2013]559號）

篇6

關(guān)鍵詞：機械加工；刀具；前角；切削力中圖分類號：G718文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1672-1578（2014）10-0271-02現(xiàn)代機械零件的加工方法主要有三種：材料累加法，同一種材料或不同材料通過焊接、鉚接、粘接、累紋連接、襄接等方法讓各種形狀的材料組成零件，包括現(xiàn)代最為先進的快速原型制造技術(shù)（RPM）。材料成型法：如鑄造、鍛造、粉末冶金、注朔成型等方法，也稱無屑加工法。材料去除法：零件的最終幾何形狀局限在毛坯的初始幾何形狀范圍內(nèi)，零件形狀的改變是通過去除一部分材料，減少一部分重量來實現(xiàn)的，如現(xiàn)在各工廠企業(yè)廣泛使用的車、銑、磨、刨、鏜、拉等等，也稱有屑加工。

很明顯，由于三種加工保證零件的加工精度的不同，現(xiàn)階段乃至今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，加工精度在9級以上的零件都將長期使用有屑加工方法獲得，有屑加工的核心和實質(zhì)是刀具和工件相對運動，刀具切除工件毛坯上多余金屬形成零件，當(dāng)然，零件毛坯通過有屑加工最終變成零件，必然還會與工藝、機床、夾具、量具、刀具、設(shè)計、材料等因素有關(guān)，加工者必須都加以關(guān)注，但本文認為：在上述的諸多因素中，最為重要的、對加工零件的速度、質(zhì)量影響最大的應(yīng)該是刀具的幾何參數(shù)，組成刀頭的這些點線面在空間的位置、這些點線面的形狀，也就是大家熟知的刀具的幾何角度、刀尖形式、刀面形式、刀刃形式。

現(xiàn)代加工，為了達到高效、高質(zhì)這樣兩個目的，業(yè)內(nèi)已將人工手搖驅(qū)動刀具的移動改為電腦程序控制刀具的移動，也就是現(xiàn)代數(shù)控加工機床將逐步代替普通機床加工，變普通機床的二軸為三軸四軸五軸，將車銑磨齒輪加工機床合為一體，設(shè)計制造更多的高精度的專用夾具，選擇更好的刀具材料，使得加工更加快捷、更加方便，但是最終還是離不開刀具對零件的切削運動，在這對運動中，核心實質(zhì)內(nèi)容就是力的作用，所有運動的源頭都是力，加工中產(chǎn)生的切削力可以使得機床系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)，零件、刀具發(fā)生變形，產(chǎn)生相對位移，從而使得加工過程中的刀具的行進路線失真，零件加工精度難以保證，而這些力的大小又與零件材料、切削速度、切削深度，進給速度、刀具幾何角度有關(guān)，加工中要想提高效率，勢必就要提高切削速度、切削深度和進給速度，工件材料對切削力的影響我們無法去改變，在切削用量中影響切削力最大的因素是切削深度，而加大切削深度后，切削力成倍增加，切削加工零件質(zhì)量難以得到保證，問題的關(guān)鍵在于怎么樣在保證一定的加工速度的前提下，切削力得到最小值，金屬切削原理與刀具這門學(xué)科告訴我們，當(dāng)鎖定上述條件后，刀具的空間幾何形狀會使切削力發(fā)生改變，也就是說：選擇一個合理的刀具切削部分的幾何形狀將會對切削力變化產(chǎn)生很大影響，刀具的切削部份的空間幾何形狀分為刀具幾何角度和刀具幾何參數(shù)，刀具上所有的角度對切削力都會產(chǎn)生影響，在這些因素中影響最大的是刀具的前角，本文重點討論刀具的前角、后角、楔角的關(guān)系和他們對切削效果的影響，在刀具對工件進行切削的過程中，切削力的來源主要是金屬被刀具從本體切下變成切屑的過程中的變形程度，變形越大切削力越大，切屑的變形又直接與刀具的前角相關(guān)，前角越大變形越小，現(xiàn)代刀具在加工過程中既要做到銳字當(dāng)先，又要做到銳中求固，前面說到刀具的銳就是前角越大刀具越鋒利，也就是達到了銳字當(dāng)先這一要求，刀具的固就與刀尖處受到的力的方向大有關(guān)系，現(xiàn)代金屬切削原理與刀具書定義：刀具的前角為刀具的前刀面與基面間的夾角，刀具的后角為刀具后刀面與切削平面間的夾角，楔角為前后刀面之間的夾角，這三個角加起來等于90度，

如下圖：

當(dāng)前角選定后，楔角的大小就與后角相關(guān)，后角越大，楔角就越小，后角越小，楔角就越大，而后角又受到切削平面和后刀面的空間位置的控制，下面五種情況下，我們來分析刀尖處所受力對刀尖強度的影響。

圖1所示為刀尖和工件中心等高，切削力為圖示方向，切削力鉛錘向下，同時決定切削速度方向，此時刀具的工作后角等于標(biāo)注后角，圖2所示為刀尖高于工件中心，切削力方向發(fā)生變化，方向正好沿著刀具主后刀面方向，切削平面和刀具后刀面帖合，此時刀具的工作后角等于零度，小于刀具的標(biāo)注后角，這種情況和圖5的情況等價，圖5所示為：刀尖和工件中心等高，刀具的標(biāo)注后角為零度，切削平面和后刀面重合，刀具工作角度等于標(biāo)注角度，但此種情況下刀具的楔角大于圖2情況下的楔角，刀具刀頭強度大于圖2。圖3所示情況為：刀具的工作后角大于刀具的標(biāo)注后角，刀具的強度降低，圖4所示情況為：車刀刀尖處在工件的最低點，此時刀具的工作后角等于90度加上標(biāo)注后角，大于90度，切削速度方向水平，此種情況基本不能車削，刀具強度最低，以上分析說明：刀具的前角影響刀具的鋒利程度，刀具的工作后角影響刀具的強度，不是傳統(tǒng)理論認為的刀具楔角越大，刀具刀頭強度越高。而是刀具的工作后角越?。ú荒転榱悖┑毒叩膹姸仍礁摺Ｉ蠄D中圖5為最理想狀態(tài)，圖4為最不理想狀態(tài)，本文結(jié)論一：刀具前角在不影響刀具的強度的前提下越大越好，刀具的后角在不影響刀具后刀面與加工表面的摩擦的前提下越小越好。而目前很多加工者為了保證刀具的強度， 一味的減小刀具的前角，甚至采用負前角，這樣使得切屑變形十分嚴重，切削力加大，為了維持加工，被迫降低切削深度，這樣工效就談不上了。

關(guān)于引入工作楔角的概念，本文認為:在金屬切削原理與刀具一書中，應(yīng)增加引入一個新的角度：工作楔角，工作楔角定義為：刀具前刀面與切削平面之間的夾角，這一角度是真正能夠反應(yīng)出切削變形大小、切削力大小的因素，已成為班級教育中的一個重要課題和主要內(nèi)容。本文認為應(yīng)該是，切屑底面也就是前刀面與切削平面之間的夾角，如下圖：

這樣標(biāo)注后可以看出工作楔角的大小與前角有關(guān)，與切削平面有關(guān)，與刀具的實體楔角無關(guān)，工作楔角越小切削變形越小，當(dāng)?shù)毒叩膶嶓w角度楔角確定后，切削平面與刀具后刀面貼合時，也就是刀具工作后角趨于零度時，工作楔角取得最小值，切削力取得這種情況下的最小值，當(dāng)工作后角趨近于零度時，前角越大，工作楔角越小，切削變形越小，切削力就越小。參考文獻：

[1]《金屬切削原理與刀具》機械工業(yè)出版社精品教程，主編：韓步愈

[2]《機械制造工藝基礎(chǔ)》 勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫

[3]《銑工工藝學(xué)》勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫

[4]《機床加工工藝學(xué)》 勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫

篇7

【關(guān)鍵詞】新型材料；陶瓷；硬脆；超聲加工

【中圖分類號】G422.64 【文章標(biāo)識碼】B 【文章編號】1326-3587（2013）09-0002-02

高速發(fā)展的世界各國，金屬與非金屬硬脆材料的使用越來越廣泛，特別是具有高硬度、耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好，不易氧化特點的陶瓷材料需求日愈廣泛，但是工程陶瓷與其它硬脆材料一樣存在共同的缺點，即在具有高硬度的同時也具有極高的脆性，造成加工十分困難，特別是成形孔加工尤為困難，嚴重阻礙了陶瓷材料的應(yīng)用及推廣。因此，陶瓷等硬脆材料的加工技術(shù)值得探究。

一、新型材料的引入

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，新型材料在航空航天業(yè)、國防科技、生物工程及計算機工程等尖端領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，特別是核工業(yè)、兵器工業(yè)、航空航天業(yè)及化工、電子工業(yè)和現(xiàn)代化機械工業(yè)，對產(chǎn)品零件材料的性能有著各種各樣的高標(biāo)準(zhǔn)要求。從使用條件上看，有的要求能絕緣，有的要求高導(dǎo)電率；有的要求耐磨損、耐腐蝕；有的要求在高溫、高應(yīng)力狀態(tài)下工作。從材料的化學(xué)成份上看，僅僅只用一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼、鑄鐵（灰口、可鍛、球墨）黑色金屬根本滿足不了現(xiàn)展的要求，還需用高強度鋼（高錳鋼、不銹鋼）、合金鋼（銅合金、鋁合金、鈦合金）及其它有色金屬。從材料的金相組織上看，不僅只用一般的鐵碳合金，局限于鐵素體、珠光體為主的普通鋼材，還需要用以索氏體、托氏體為主的中硬鋼和馬氏體淬硬鋼。從毛坯的制作方法來看，不僅使用冶煉方法制成金屬材料，而且使用粉末冶金和熱噴涂等方法制成金屬零件。更為常見的是，不僅大量使用金屬材料，還大量使用了各種非金屬材料，如石材、陶瓷、塑料、纖維和顆粒增強的復(fù)合材料。這些形形、各種各樣的新型材料如雨后春筍樣出現(xiàn)以順應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展需要。

二、國內(nèi)外對新型材料加工技術(shù)的探索

能滿足高端科學(xué)使用性能的新型材料如石英、光學(xué)玻璃、工程陶瓷等是因為它們具有高硬度、高耐磨性、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點，但同時具有硬脆性缺點，使生產(chǎn)制造困難，被稱為“難加工材料”，加工難究其原因是：硬度高、強度高、脆性大、塑性低、導(dǎo)熱性低、有微觀的硬質(zhì)點或硬夾雜物、化學(xué)性質(zhì)活潑等導(dǎo)致切削過程中切削力加大，切削溫度增高，刀具磨損加劇，切屑難控制，加工工件表面出現(xiàn)裂紋，甚至崩碎，導(dǎo)致加工表面質(zhì)量惡化，生產(chǎn)率低。傳統(tǒng)的加工方法根本不能滿足對這些材料零件的精密加工要求，因此對這些超硬材料的精密及超精密加工技術(shù)就成為各國加工技術(shù)研究的熱點。

早在1927年，國外就有人首次提出了“超聲加工”的概念，20世紀50年代我國對超聲振動磨削機理進行了探索研究，并在1985年研制成功超聲旋轉(zhuǎn)加工機，到80年代后期提出了高效的超聲磨削復(fù)合加工方法，縱觀歷史，世界多國不斷的對新型材料進行加工技術(shù)探究。以陶瓷材料為例，1993年美國堪薩斯洲大學(xué)有人提出了一種超聲旋轉(zhuǎn)加工陶瓷材料去除率的理論模型，并驗證了與普通磨削相同的條件下旋轉(zhuǎn)超聲加工工具具有低的切削力和相對高的材料去除率；美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)和內(nèi)華達大學(xué)對陶瓷材料微去除量精密超聲加工技術(shù)進行了研究，通過模擬陶瓷材料超聲加工的力學(xué)特性對材料去除機理進行分析發(fā)現(xiàn)，低沖擊力會引起陶瓷材料結(jié)構(gòu)的變化和晶粒的錯位，而高沖擊力會導(dǎo)致中心裂紋和凹痕。內(nèi)布拉斯大學(xué)還分析了陶瓷精密超聲加工的機理、過程動力學(xué)及發(fā)展趨勢，并詳細的討論了超聲技術(shù)在陶瓷加工方面的應(yīng)用情況。1998年左右我國兵器工業(yè)第五二研究所有人對外圓磨床的改造進行了超聲振動內(nèi)圓磨削試驗發(fā)現(xiàn)，能有效消除普通磨削產(chǎn)生的表面裂紋和崩坑現(xiàn)象，提高磨削精度及加工效率；隨后上海交大、天津大學(xué)、東北大學(xué)等多所大學(xué)對陶瓷材料的超聲振動磨削加工進行了深入研究，對加工中砂輪堵塞及自銳性進行了分析，提出了高效的超聲磨削復(fù)合加工方法，使加工工件表面微裂紋大幅減少，表面質(zhì)量大大提高，加工效率是傳統(tǒng)的超聲加工的六倍以上，生產(chǎn)率大大提高。

由此看來，超聲振動精密磨削技術(shù)就是能滿足像陶瓷這類硬脆材料的加工需要而發(fā)展起來的技術(shù)之一。超聲加工不但能加工硬脆的金屬材料，還能加工非金屬等硬脆材料，解決了超硬材料、難加工材料領(lǐng)域中的許多關(guān)鍵工藝問題，并取得良好的效果。

三、超聲振動磨削加工原理及應(yīng)用

1、超聲振動磨削加工原理

超聲振動磨削加工原理是：由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電振蕩信號（一般為16～25KHz）經(jīng)超聲換能器轉(zhuǎn)換成超聲頻機械振動，超聲振動振幅由變幅桿放大后驅(qū)動工具砂輪產(chǎn)生相應(yīng)頻率的振動，迫使磨料懸浮液高速地不斷撞擊、拋磨被加工表面，使工件成型。因此超聲波加工就是利用超聲振動的工具，帶動工件和工具間的磨料懸浮液，周期性的沖擊和拋磨工件的被加工部位，使其局部的材料被蝕除而成粉末，以對硬脆材料進行穿孔、切割和研磨等加工。（如圖1所示）

2、應(yīng)用超聲旋轉(zhuǎn)加工陶瓷

超聲加工技術(shù)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)超聲波加工到旋轉(zhuǎn)超聲波加工的發(fā)展階段，旋轉(zhuǎn)式超聲加工是在傳統(tǒng)超聲加工的工具上疊加了一個旋轉(zhuǎn)運動，這種加工用水帶走了被去除的材料并冷卻了工具，不需要傳統(tǒng)超聲加工中的磨料懸浮液，因此，這種方法被廣泛應(yīng)用于超聲振動磨削加工。

超聲旋轉(zhuǎn)加工原理是采用切削工具，如車刀、沖頭、壓頭之類都可以，如圖2所示，采用金剛石空心鉆工具以轉(zhuǎn)速為0—5300r/min的速度作旋轉(zhuǎn)運動，同時在超聲換能器作用下以頻率為20KHz作高頻振動，與此同時工件以恒定的壓力向工具進給運動，冷卻液從鉆芯由泵抽入，流過加工區(qū)，沖走碎屑并冷卻工具。

綜上所述，超聲旋轉(zhuǎn)加工實質(zhì)上就是將超聲振動工具的錘擊運動和工具的旋轉(zhuǎn)運動的磨削作用結(jié)合在一起，而材料的去除機理是傳統(tǒng)超聲加工和金剛石磨削材料去除機理的復(fù)合，即在超聲振動沖擊（錘擊）下產(chǎn)生壓痕和碎裂、由切削工具的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為磨削過程的磨蝕、在超聲振動和工具旋轉(zhuǎn)運動的同時產(chǎn)生撕扯作用的拋磨（如圖3所示），通過錘擊、碎裂、磨蝕、撕扯這樣材料去除機理的組合，使超聲旋轉(zhuǎn)加工中材料去除率高于超聲加工和傳統(tǒng)金剛石磨削，通過抽出工具抽出超聲振動和旋轉(zhuǎn)運動的產(chǎn)物，可進一步提高材料的去除率，同時在高頻振動下工件表面層產(chǎn)生疲勞容易被磨削運動去除，且加工壓力小，是對陶瓷之類的硬脆材料比較理想的加工方法。

四、超聲加工技術(shù)的發(fā)展前景

目前適用于硬脆材料加工的手段的主要有光刻加工、電火花加工、激光加工、超聲加工等特種加工技術(shù)。超聲加工與電火花加工、電解加工、激光加工等技術(shù)相比，既不依賴于材料的導(dǎo)電性又沒有熱物理作用，與光刻加工相比可加工三維形狀，這決定了超聲加工技術(shù)在陶瓷、半導(dǎo)體硅等非金屬硬脆材料加工方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。

盡管我國的旋轉(zhuǎn)超聲加工技術(shù)與先進國家相比有較大差距，發(fā)展較緩慢，特別是先進超聲機床的研制十分落后至今還沒找到市場化的數(shù)控旋轉(zhuǎn)超聲加工機床。但關(guān)于超聲加工機床中超聲電源的智能化、頻率跟蹤功能的實現(xiàn)及功率的自動調(diào)節(jié)等方面和超聲振動系統(tǒng)中大功率超聲換能器、多頻率工作點的換能器等復(fù)合換能器的功能模塊研究已取得了較大的發(fā)展，如何轉(zhuǎn)化這些研究成果推動旋轉(zhuǎn)超聲加工機床的研制、完善機床性能仍需努力。國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)超聲加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀與相繼開發(fā)的性能優(yōu)良的數(shù)控旋轉(zhuǎn)超聲加工機床其應(yīng)用也日趨工業(yè)化。

綜觀國內(nèi)外，超聲加工技術(shù)在不斷完善之中 ，正向著高精度、微細化發(fā)展，微細超聲加工技術(shù)有望成為微電子機械系統(tǒng)技術(shù)的有力補充。超聲加工技術(shù)的發(fā)展及其取得的應(yīng)用成果是可喜的。展望未來，超聲加工技術(shù)的發(fā)展前景是美好的。

【參考文獻】

1、左美云，信息系統(tǒng)的開發(fā)與管理教程[M]. 清華大學(xué)出版社， 20009

篇8

《汽車制造及工藝裝備》是車輛工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，具有工程實踐性強及多學(xué)科知識交叉應(yīng)用的特點，是我校重點建設(shè)課程之一。該課程面向即將在車輛工程及相關(guān)領(lǐng)域從事汽車設(shè)計、制造、試驗、研發(fā)、生產(chǎn)組織與管理、教學(xué)等方面工作的應(yīng)用型或應(yīng)用研究型高素質(zhì)專業(yè)人才，設(shè)置了汽車制造系統(tǒng)概論、汽車零部件常用工藝方法、典型零部件制造工藝及裝備、汽車整車制造工藝及裝備、汽車制造新技術(shù)新工藝等主要內(nèi)容。

一、存在的主要問題及原因

首先結(jié)合近三年試卷分析結(jié)果，并向?qū)W生發(fā)放課程學(xué)習(xí)情況調(diào)查表，分析總結(jié)授課效果。其次走訪汽車企業(yè)及工程技術(shù)人員特別是畢業(yè)于車輛工程專業(yè)的員工進行座談，了解其對學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的認識和對工藝知識的需求。根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析總結(jié)目前尚存在的主要問題及原因。

（一）課程設(shè)置內(nèi)容

《汽車制造工藝》課程中很多理論知識與基礎(chǔ)課程（如機械制造基礎(chǔ)等）重復(fù)，而在整車制造四大工藝及裝備方面不夠全面，對汽車制造系統(tǒng)性也少有涉及。根據(jù)國產(chǎn)汽車結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的需求及轎車產(chǎn)量占比約45%的實際狀況，以及汽車企業(yè)反饋的人才能力需求信息，該課程設(shè)置中某些主要教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能滿足專業(yè)需要，應(yīng)及時予以調(diào)整并更改教學(xué)大綱。

（二）教材與教學(xué)設(shè)施

急需與上述改革配套的新教材，以轎車制造工藝為主線，在層次上更為清晰、理論上更為系統(tǒng)和嚴謹、內(nèi)容上更為新穎實用。此外，配套的教學(xué)模型、實物嚴重缺乏，學(xué)院僅有的三坐標(biāo)掃描儀及車門焊接夾具實驗臺架功能有限，需要進一步擴展相應(yīng)工裝以豐富實踐教學(xué)內(nèi)容。

（三）教學(xué)方法與手段

該課程以理論教學(xué)為主。受汽車生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)保密約束，公開的具體圖像和視頻較少，部分教學(xué)難點缺少視頻和動畫等多媒體技術(shù)的支持。對于專業(yè)基礎(chǔ)較差、空間想象力不高的學(xué)生來說，簡單的工藝方法尚能理解，但復(fù)雜抽象的裝備內(nèi)在結(jié)構(gòu)由于缺少客觀認識則很難掌握其工作原理。

（四）工程實踐環(huán)節(jié)

汽車制造工藝及裝備是一門實踐性較強的專業(yè)課。由于技術(shù)含量較高的汽車企業(yè)大多是合資或外資企業(yè)，這些企業(yè)自身無義務(wù)接納學(xué)生實習(xí)，即使接受也得不到經(jīng)濟利益甚至還會影響生產(chǎn)進度，更擔(dān)心學(xué)生違反紀律發(fā)生人身安全事故，這使得汽車制造工藝實習(xí)基地數(shù)量非常少，實踐教學(xué)難度很大。此外，由于汽車制造生產(chǎn)過程的高度自動化和生產(chǎn)裝備的精密化，學(xué)生在參觀性的實習(xí)中能學(xué)到實質(zhì)性內(nèi)容日益減少；某些技術(shù)和知識因企業(yè)保密制度使學(xué)生難以接觸或近距離觀察；學(xué)生在整個實習(xí)過程中只在車間參觀實習(xí)，缺少實際參與和演練。這些都使學(xué)生的積極性受到影響，實習(xí)效果達不到實踐教學(xué)的綜合性要求。

（五）考核內(nèi)容與形式

該課程考核采用期末考試成績占比80%（考核基礎(chǔ)知識、基本理論和基本原理）+平時成績占比20%（考查平時課堂表現(xiàn)、作業(yè)、出勤等）的模式，百分制；實習(xí)成績則主要考核學(xué)生的實習(xí)報告和實結(jié)的撰寫質(zhì)量，5級分制。由于期末考試成績占比較大，很多學(xué)生平時不認真學(xué)習(xí)，到期末突擊復(fù)習(xí)死記硬背。這種模式不能全面評價學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度，更無法合理考核學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力，因此不能全面反映教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，也不利于提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

二、課程教學(xué)改革的基本思路

針對以上教學(xué)中存在的問題，結(jié)合本校實際情況，依據(jù)車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及總體建設(shè)規(guī)劃，確定課程改革基本思路。首先根據(jù)課程建設(shè)目標(biāo)重構(gòu)課程內(nèi)容體系，注重本課程的安排及與其他課程內(nèi)容的銜接；再依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)認知的特點探索相應(yīng)的授課與考核方法；同步開展相應(yīng)教學(xué)資源的建設(shè)；改進實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，強化實踐教學(xué)效果。結(jié)合重點課程建設(shè)項目推動課程的教學(xué)研究與實踐。

三、課程改革內(nèi)容及實踐

（一）課程設(shè)置內(nèi)容的改革

汽車制造工藝及裝備內(nèi)容廣泛，涉及多個領(lǐng)域。整體上需要將整個內(nèi)容梳理成層次清晰的知識網(wǎng)絡(luò)，在保證本課程知識的系統(tǒng)性同時兼顧與其他相關(guān)課程的關(guān)聯(lián)性。此外，實踐教學(xué)最好應(yīng)同步實施而不是等理論教學(xué)完成后再實習(xí)。課程知識體系分三大部分，由概論、發(fā)動機和底盤制造工藝及裝備、車身制造工藝及裝備及內(nèi)飾件和總裝配工藝構(gòu)成。具體細節(jié)上對與機械制造基礎(chǔ)等課程相同的內(nèi)容或刪或減，強化典型零件、補充非常規(guī)工藝；強化零件制造過程控制以及產(chǎn)品質(zhì)量分析和判別等方面的理論知識和技能，使學(xué)生對汽車零部件及其整機的制造過程形成系統(tǒng)性、關(guān)聯(lián)性的思維方式和知識構(gòu)架。其中，零部件與車身制造工藝及裝備是課程核心內(nèi)容，系統(tǒng)性及專業(yè)性較強，占用絕大多數(shù)課時。這部分內(nèi)容在進行課程整體設(shè)計與開發(fā)過程中，需劃分學(xué)習(xí)項目并細化學(xué)習(xí)任務(wù)，并根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)的重要性和難易程度，賦予每個任務(wù)不同權(quán)重。實踐環(huán)節(jié)則分為兩大部分，新增的、貫穿于零部件制造工藝中的課程設(shè)計及分散在車身制造工藝及裝備中的實習(xí)，與理論教學(xué)結(jié)合較緊密。最后根據(jù)課程內(nèi)容體系重新修訂了教學(xué)大綱及修改教案，落實各環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。

（二）教材與教學(xué)設(shè)施改革

1.教材。

根據(jù)上述課程內(nèi)容，新編寫了《汽車制造工藝及裝備》教材。該教材較全面系統(tǒng)地闡述了現(xiàn)代汽車生產(chǎn)體系、汽車典型零部件的生產(chǎn)工藝和設(shè)備、整車制造四大主要工藝及裝備等，并單獨或在各章中介紹了汽車生產(chǎn)工藝及裝備的發(fā)展歷程、先進的整車和零部件制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢等。每章所附的思考題和推薦閱讀書目有益于掌握和理解課程的重點難點內(nèi)容，補充閱讀資料有助于擴展讀者的思路和視野。該書編者中有一直從事高校教學(xué)科研工作的教師和多年在汽車生產(chǎn)企業(yè)工作的工程技術(shù)人員，也有兼具兩種經(jīng)歷的作者。因此，該書主要特點之一是內(nèi)容借鑒企業(yè)生產(chǎn)工藝文件，密切結(jié)合實際，有助于加強學(xué)生對理論知識的理解，使之進入汽車生產(chǎn)企業(yè)后盡快適應(yīng)實際工藝技術(shù)環(huán)境、掌握工藝技能；特點之二是通過綜合分析大量相關(guān)資料，對汽車制造工藝、設(shè)備的一些概念和內(nèi)容進行了重新歸納、闡釋和澄清，使其內(nèi)涵更加準(zhǔn)確；特點之三是跟蹤先進的生產(chǎn)加工技術(shù)，編入了相應(yīng)的新知識、新技術(shù)和新工藝，具有一定的前瞻性。

2.教學(xué)設(shè)施。

考慮學(xué)院現(xiàn)有條件，在三坐標(biāo)掃描儀基礎(chǔ)上配套設(shè)計一種多功能夾緊裝置，方便使用和提高測繪速度。購置若干通用和專用夾頭擴展車門焊接夾具實驗臺架功能。利用快速成型機3D打印自行設(shè)計的連桿銑床夾具、曲軸軸瓦鉆模等相應(yīng)工裝以豐富實踐教學(xué)內(nèi)容。

（三）教學(xué)方法與手段改革

任課教師應(yīng)具有一定實踐經(jīng)驗，授課時以教材內(nèi)容為主線，結(jié)合生產(chǎn)實際案例，生動而靈活的運用學(xué)科知識。因課時有限，不可能在規(guī)定學(xué)時內(nèi)完成上述所有教學(xué)內(nèi)容，所以講授時應(yīng)突出教學(xué)重點，將非重要或簡單易懂章節(jié)改為自學(xué)，如汽車制造裝備發(fā)展歷史變遷、彈簧類和粉末冶金類及內(nèi)飾件等。重點章節(jié)除思考題外，讓學(xué)生針對自己感興趣的主題撰寫一定篇幅的小論文。要求每個同學(xué)有不同的題目，通過查閱資料或者到實習(xí)工廠去觀察后獨立完成，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、獨立學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用知識的能力。為了增強學(xué)生對該課程內(nèi)容的直觀認識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，根據(jù)新教材編制的多媒體課件，增加曲軸、箱體、沖壓、焊接、涂裝及裝配等視頻教程。

（四）工程實踐環(huán)節(jié)改革

如前所述，本課程是一門實踐性較強的專業(yè)課，需要將工程實踐貫穿于課程教學(xué)，這對保證教學(xué)質(zhì)量具有關(guān)鍵作用?？沙浞掷脤嵙?xí)階段的有利條件，由單一的汽車制造實習(xí)拓展為涵蓋工藝裝備課程設(shè)計、汽車制造生產(chǎn)線參觀實習(xí)、汽車銷售4S店參觀等多方位的實習(xí)模式，重新整合汽車制造工藝實踐教學(xué)內(nèi)容。其中，以生產(chǎn)線參觀實習(xí)為主，以課程設(shè)計及參觀汽車銷售為輔。

1.工藝裝備課程設(shè)計。

采用團隊教學(xué)法，在階段理論教學(xué)完成后分組讓學(xué)生對一個具體的汽車零部件進行工藝分析及工裝夾具的設(shè)計和制作。首批以連桿和曲軸制造工藝為例，進行了連桿銑槽夾具和曲軸軸瓦鉆模等簡易工裝的設(shè)計嘗試，從優(yōu)秀設(shè)計中選出代表性作品利用3D打印機成型。通過這一環(huán)節(jié)使學(xué)生基本掌握該課程的關(guān)鍵知識，初步形成工程意識。在此基礎(chǔ)上探討以學(xué)生為主體的創(chuàng)新實踐活動，鼓勵學(xué)生利用學(xué)到的知識參與創(chuàng)新設(shè)計大賽，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.生產(chǎn)線參觀實習(xí)。

參考卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的核心要求，與校企單位合作，探討提高實踐環(huán)節(jié)質(zhì)量的有效方法。這階段需適時結(jié)合課程進度和企業(yè)生產(chǎn)安排，帶學(xué)生到企業(yè)參觀生產(chǎn)線，具體內(nèi)容為典型零部件的生產(chǎn)工藝和設(shè)備、整車制造四大主要工藝及裝備。在此環(huán)節(jié)中教師既是組織者也是實施者，因此，必須加強實踐教學(xué)師資隊伍建設(shè)。具有碩士以上學(xué)歷和具有高級職稱教師應(yīng)占據(jù)一定的比例，以保證實踐教學(xué)教師在層次、結(jié)構(gòu)、數(shù)量上科學(xué)合理地滿足教學(xué)的正常運轉(zhuǎn)。鼓勵教授、資深教師、博士研究生參加實踐教學(xué)以及實踐教學(xué)工作。

3.汽車銷售4S店參觀實習(xí)。

這階段的目的主要是了解汽車制造后的銷售過程，同時了解不同結(jié)構(gòu)、不同價格的零件在制造工藝方法上的區(qū)別與聯(lián)系。對汽車制造下游企業(yè)有初步的認識。

（五）考核模式與內(nèi)容改革

1.考核模式改革。

理論課考核采用過程性考核+水平性考核的模式。過程性考核貫穿學(xué)生的整個工作學(xué)習(xí)過程，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和職業(yè)習(xí)慣；水平性考核主要考查學(xué)生的知識掌握情況，分期中和期末兩階段實施（1+1模式）。整個考核成績由階段考試30%+期末考試40%+平時成績20%構(gòu)成。實踐環(huán)節(jié)的考核突出對學(xué)生能力的考核，以成果性考試（設(shè)計圖紙質(zhì)量等）和結(jié)合實習(xí)報告現(xiàn)場提問為主，由組員互評、組長評價和指導(dǎo)教師評價三部分進行綜合評價。

2.考核內(nèi)容改革。

豐富考試題型，弱化對學(xué)生基本概念和基礎(chǔ)知識的記憶性考核，突出對重點知識的理解、分析及應(yīng)用。加強了中期考核力度。改進了平時成績考核的方式，弱化了考勤成績，突出對學(xué)生在知識整理、工藝設(shè)計方法、分析問題能力等方面的考核，促進學(xué)生的日常自學(xué)與階段性復(fù)習(xí)。在綜合題型中注重結(jié)合工程實際問題的應(yīng)用。

3.建設(shè)試題庫。

根據(jù)新教學(xué)大綱要求對原有試題進行調(diào)整，更新、補充和修改完善。豐富考試題庫，力求多題型、多層次。將考核內(nèi)容以試卷形式形成教學(xué)文件。

四、結(jié)語

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論文摘 要 分析機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，針對教學(xué)中存在的問題和該課程的教學(xué)特點，探討機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)改革方法，以期促進機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是高等本科教育中機械類及近機類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門講述有關(guān)機械產(chǎn)品制造過程的綜合性技術(shù)課程。在本校的相關(guān)專業(yè)教學(xué)大綱中規(guī)定該課程的教學(xué)內(nèi)容由工程材料及成形技術(shù)和機械制造技術(shù)兩大部分構(gòu)成：工程材料及成形技術(shù)部分講述現(xiàn)代工業(yè)常用材料（金屬、高聚物、陶瓷、復(fù)合材料等）和熱加工工藝基礎(chǔ)（鑄造、鍛造、焊接、粉末冶金、熱處理等）的相關(guān)知識；機械制造技術(shù)部分講述機械加工工藝基礎(chǔ)的相關(guān)知識。課程的教學(xué)目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能總體地了解和把握機械制造活動，掌握金屬切削過程基本規(guī)律和機械加工的基本知識，能合理選擇材料、毛坯制備、機械加工方法，具有產(chǎn)品質(zhì)量、公差與配合的基本知識，初步具有解決生產(chǎn)現(xiàn)場工藝問題，決策制造模式方面的能力。

1 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)現(xiàn)狀

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是一門傳統(tǒng)的課程，多年來人們積累了許多寶貴的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)方法，教學(xué)質(zhì)量也得到一定的提高和改善，但由于其教學(xué)內(nèi)容比較抽象、復(fù)雜且涉及實際生產(chǎn)經(jīng)驗等特點，還存在一些問題。

1.1 教學(xué)手段的不正確使用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多先進的教學(xué)手段進入課堂教學(xué)，如幻燈片、投影儀、語音設(shè)備、多媒體等。最初將這些手段引入教學(xué)的目的是使教學(xué)內(nèi)容化繁為簡，化難為易，由抽象變?yōu)橹庇^，便于觀察和認識，有利于學(xué)習(xí)和掌握教材，提高教學(xué)速度和質(zhì)量。目前，教學(xué)過程中存在兩種極端情況：一種是有些教師，特別是經(jīng)驗較少的青年教師，在教學(xué)過程中把這些設(shè)備當(dāng)做減輕備課任務(wù)的一種工具，如把所有內(nèi)容都打進PPT，上課過分依賴PPT，以此減少備課時間；另一種是有些教師對這些教學(xué)手段過于排斥，認為他們的應(yīng)用會分散學(xué)生的注意力，仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即講授+板書，這樣一來教學(xué)過程顯得過分呆板，課堂氣氛不活躍，很多抽象的東西如機床的結(jié)構(gòu)、加工過程等使學(xué)生難以理解，漸漸失去學(xué)習(xí)的熱情。

1.2 實驗與金工實習(xí)時間安排不合理，不足以理論聯(lián)系實踐

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課是一門與實踐密切相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，材料在不同工作環(huán)境中的各種特性、設(shè)備的各種結(jié)構(gòu)、工藝的各種優(yōu)缺點及在生產(chǎn)中可能會造成的后果等，學(xué)生必須結(jié)合大量實踐經(jīng)驗才能更好地理解，很多操作步驟和原理聽起來很費解，但只要到車間或現(xiàn)場看一眼就不難明白。已有的教學(xué)模式將理論和實踐在時空上分離，先將理論全部學(xué)完再實踐，或先實踐完再進行理論學(xué)習(xí)。缺少工程實踐的理論教學(xué)，由于學(xué)生缺少感性認識而變得十分難解，處于云里霧里的迷糊狀態(tài)；沒有理論支撐的工程實踐必然只能停滯在獲得一些感性知識和操作技能的較低的層次上[1]。

1.3 考核方式欠合理

目前機械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課程的學(xué)習(xí)效果評價方式絕大多數(shù)仍然以書面答卷的方式進行，如此一來，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中單純地追求卷面分數(shù)，與考試相關(guān)的內(nèi)容就重視，與考試無關(guān)的內(nèi)容就不重視。有的甚至平時根本不聽課，連書本都不翻，憑考前“臨時抱佛腳”來死記硬背書中的一些概念、術(shù)語和簡單理論來達到修完這門課程的目的。這樣一來，學(xué)生考完這門課后，什么也沒學(xué)到，什么也沒得到。

1.4 教學(xué)內(nèi)容相對陳舊

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容主要涉及傳統(tǒng)知識的介紹，缺乏先進性和時代感，導(dǎo)致一些學(xué)生主觀上認為該課程無用而對它產(chǎn)生排斥思想[2]。盡管有些負責(zé)任的教師在教學(xué)中采用各種不同掛圖、實物模型、動畫等方法以適應(yīng)不同章節(jié)的教學(xué)需要，仍難以取得較好的教學(xué)效果。 轉(zhuǎn)貼于

2 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)改革方案

針對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的問題，為了激發(fā)學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，提出教改措施。

2.1 有效地選用靈活多變的教學(xué)方法

為了保證課程教學(xué)質(zhì)量，宜采用靈活多變的教學(xué)方法和手段。例如，講解一些機床結(jié)構(gòu)、刀具夾具結(jié)構(gòu)等知識時，僅靠教師的理論講述無法使學(xué)生完全理解，通過采用直觀教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)和電化教學(xué)等手段，利用實驗室的機械裝備，可在短時間解決黑板上難講透的問題[3]。此外，還可以通過交互式、討論式、研究式和啟發(fā)式教學(xué)方法，營造師生互動的教學(xué)環(huán)境，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)熱情[4]。

2.2 充分發(fā)揮實踐在教學(xué)過程中的作用

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)不同于純粹的理論課，它具有很強的實踐性和應(yīng)用性。實踐效果對教學(xué)質(zhì)量的好壞起到重要的作用。根據(jù)學(xué)校已有或周邊生產(chǎn)工廠的條件，將理論教學(xué)和生產(chǎn)實踐結(jié)合起來，通過實踐與學(xué)習(xí)相互穿插的方式，或者理論教學(xué)與現(xiàn)場教學(xué)并行的方式，使學(xué)生的參與意識和工程能力大為增強，不僅能很好地消化所學(xué)的理論知識，而且能提高解決工程實際問題的能力。

2.3 采用合理考核方式

高等教育應(yīng)為國家培養(yǎng)對社會有用的人才。卷面考試成績的好壞很難全面說明一個人能力的高低。宜采用合理的考核方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不再單純?yōu)榱送ㄟ^考試而功利地受迫學(xué)習(xí)，而是自覺、勤奮、緊張地學(xué)習(xí)，真正在知識、能力和素質(zhì)等多方面得到全面的提高。為此可以對學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)、設(shè)計環(huán)節(jié)、課堂環(huán)節(jié)、答辯環(huán)節(jié)、操作環(huán)節(jié)等分別進行考核，從而較全面地考核學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)情況。

2.4 強化教學(xué)內(nèi)容和專業(yè)發(fā)展的動態(tài)結(jié)合

科學(xué)技術(shù)日新月異，新的機械制造方法不斷涌現(xiàn)。要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在備課時教師宜結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，及時收集學(xué)科最新的發(fā)展態(tài)勢，介紹一些與之相關(guān)的最新的材料、成形、制造等方面的相關(guān)知識，使學(xué)生在感受到現(xiàn)代先進制造技術(shù)的同時理解學(xué)習(xí)傳統(tǒng)知識的重要性，增加對這門課的學(xué)習(xí)興趣。此外，還可以讓學(xué)生在課后自己收集感興趣的前沿科技，培養(yǎng)自學(xué)能力。

2.5 加強師資隊伍建設(shè)

要實現(xiàn)良好的教學(xué)目標(biāo)，過硬的師資隊伍是關(guān)鍵。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的課程性決定了該課程的教師不僅要具有扎實的專業(yè)理論功底，也要具有較熟練的實踐技能，更要具有理論與生產(chǎn)結(jié)合的綜合能力。許多教師，雖然理論知識豐富，但實際生產(chǎn)經(jīng)驗不足，動手操作能力有所欠缺，呈現(xiàn)出“紙上談兵”的局面。因此，在建設(shè)師資隊伍過程中，通過合理安排培訓(xùn)內(nèi)容和時間、參加項目開發(fā)等方式，加強他們綜合能力的提高[5]。

3 結(jié)束語

提高機械制造技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)質(zhì)量是現(xiàn)代社會和經(jīng)濟發(fā)展的要求，是培養(yǎng)合格人才不可缺少的一部分。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)圍繞教學(xué)目的，針對教學(xué)特點，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段及考核方式等多方面努力實施改革，才能增強教學(xué)效果，使學(xué)生滿足社會對他們的要求。

參考文獻

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[3]王書元，王克明.《機械制造工藝學(xué)》教學(xué)改革的思考[J].黑龍江科技信息，2009(18):171.

篇10

關(guān)鍵詞：大工程觀；工程實踐；多學(xué)科交叉；工程文化

“大工程觀”是美國工程教育針對過度“工程科學(xué)化”，在20世紀90年代后所掀起的“回歸工程”浪潮中提出的。其核心內(nèi)容是重構(gòu)工程教育，回歸工程教育本質(zhì)內(nèi)涵，摒棄狹窄的科學(xué)與技術(shù)認識理念。這種“回歸”更加重視工程實際以及工程教育本身的系統(tǒng)性和完整性，即建立與科學(xué)技術(shù)密切關(guān)聯(lián)的包括社會、經(jīng)濟、文化、道德、環(huán)境等諸多因素的大工程教育。這為中國高等工程教育改革提供了新的借鑒，也要求我們結(jié)合我國高等工程教育的實際，探索適合我國高等工程教育發(fā)展的新理念、新思路、新途徑。

一、“大工程觀”及其對現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)的新要求

人們通常認為，工程是以創(chuàng)造某一社會存在物為目標(biāo)，以相關(guān)產(chǎn)業(yè)及特定專業(yè)技術(shù)為主體，融合關(guān)聯(lián)技術(shù)，并按照相應(yīng)的規(guī)則與規(guī)律所集成的人類實踐活動?！按蠊こ逃^”認為工程是科學(xué)與技術(shù)及伴隨相應(yīng)時期的社會、政治、經(jīng)濟、文化、道德、環(huán)境等諸要素的集合體。它以嶄新的視角，為我們揭示了工程作為推動社會發(fā)展的直接生產(chǎn)力，其進步與發(fā)展不僅取決于科學(xué)、技術(shù)等要素自身的發(fā)展水平，同時也取決于諸如一定歷史時期的社會、政治、經(jīng)濟、文化、道德、環(huán)境等非技術(shù)要素狀況的深刻內(nèi)涵。工程在開發(fā)建設(shè)中有很明確的經(jīng)濟目的或社會服務(wù)目標(biāo)，具有很強的知識集成屬性，特別注重諸多技術(shù)要素與非技術(shù)要素的選擇及有效的組合、集成。因此，“大工程觀”的本質(zhì)就是要建立將科學(xué)要素、技術(shù)要素以及非技術(shù)要素相融合，并通過工程實踐，形成具有集成性、創(chuàng)新性、實踐性的工程教育理念體系。這種“工程回歸”的體系不是對工程科學(xué)的否定，而是在肯定工程科學(xué)的基礎(chǔ)上重新全方位重視、全面增強工程實踐，是在重視工程實踐基礎(chǔ)上對工程學(xué)科進行創(chuàng)造性的整合與集成，從哲學(xué)角度來講是工程教育發(fā)展的否定之否定。

我國高等工程教育教學(xué)改革的目的就是培養(yǎng)能適應(yīng)21世紀社會、經(jīng)濟、科學(xué)、文化發(fā)展所需要的工程創(chuàng)新人才?！按蠊こ逃^”的理念強調(diào)人才培養(yǎng)需要突出以下能力或素質(zhì)：一是綜合的知識結(jié)構(gòu)。工程的復(fù)雜性決定了工程人才的培養(yǎng)必須具備跨學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)，單一的學(xué)科知識架構(gòu)不利于復(fù)雜工程問題的解決。二是整體性思維。工程的系統(tǒng)性決定了培養(yǎng)的人才要學(xué)會選擇和集成各類技術(shù)，學(xué)會對各類資源的組織與協(xié)調(diào)，錘煉系統(tǒng)性、集成性、優(yōu)化性的整體思維模式。三是工程實踐能力。工程活動是實踐性很強的活動，工程人才的培養(yǎng)也同樣離不開工程實踐。工程實踐包含工程設(shè)計、工程實施、工程運行管理及工程維護等內(nèi)容。因此，工程實踐能力的培養(yǎng)在工程教育中至為關(guān)鍵。四是人文情懷。工程的文化性決定了工程是有靈魂的構(gòu)建體，工程的真正價值在于科學(xué)精神與人文精神的和諧統(tǒng)一，在于全面體現(xiàn)“自然、人、社會”的統(tǒng)一?，F(xiàn)代工程人才既要懂科學(xué)技術(shù)也要有人文情懷。歸根結(jié)底，“大工程觀”就是要注重培養(yǎng)具有較強工程實踐能力、擁有多學(xué)科背景及整體性思維方式以及具備良好的職業(yè)道德和人文精神的人才。

二、“大工程觀”下的工程實踐教學(xué)改革的思考

1.構(gòu)建跨學(xué)科工程實踐平臺

綜上所述，工程尤其是現(xiàn)代工程是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及多個學(xué)科的知識背景以及諸多社會、政治、經(jīng)濟、文化等非技術(shù)要素。而我國現(xiàn)行高等工程教育恰恰是以學(xué)科專業(yè)為基本單元組織教學(xué)活動，這種單一學(xué)科專業(yè)的設(shè)置與工程的本質(zhì)要求是不相適應(yīng)的。解決這一矛盾，就需要在教育中打破學(xué)科壁壘，建立一個跨學(xué)科的工程實踐平臺，形成多學(xué)科交叉的工程環(huán)境，幫助學(xué)生在工程實踐中還原一個被學(xué)科割裂開來的工程整體原貌。

跨學(xué)科工程實踐平臺的構(gòu)建，首先要轉(zhuǎn)變觀念，克服本位主義，共享資源，共同發(fā)展。平臺構(gòu)建必須以大工程觀的理念，站在全校甚至社會視野范圍內(nèi)，跨院系、跨學(xué)科專業(yè)，突破已經(jīng)形成的資源定勢，充分整合各類資源（學(xué)科專業(yè)資源、科研資源、企業(yè)與社會資源等）合而為一為其用。其次，平臺建設(shè)在資源的選擇與整合上應(yīng)考慮以下基本原則：（1）符合現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的主流方向，彰顯先進性；（2）整合的學(xué)科專業(yè)資源便于形成完整的工程鏈；（3）加強校企合作，尤其是要注重引入國際國內(nèi)知名企業(yè)的資源，使學(xué)生能身臨真正的工程實踐；（4）引入科研資源，將科研及其成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，為工程實踐教學(xué)服務(wù)；（5）結(jié)合實際，切實遵循平臺建設(shè)資源共建、共享的基本原則，形成利于合而為一的平臺運行機制及其相關(guān)管理辦法。

2.改革工程實踐教學(xué)內(nèi)容

現(xiàn)代工程系統(tǒng)的全方位要求，決定了工程教育應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)科的交叉與融合，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生在工程實踐中，學(xué)會并掌握融合相關(guān)交叉學(xué)科的能力與方法。在實踐中整合課堂所學(xué)到的知識，強化提升發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。因此，工程實踐教學(xué)作為工程教育的重要部分，在教學(xué)內(nèi)容改革上應(yīng)當(dāng)注重工程知識的學(xué)科交叉性、完整性，注重知識的創(chuàng)新性和前沿性。首先，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上，要打破以往只注重技術(shù)的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)融入經(jīng)濟、管理、文化等非技術(shù)因素內(nèi)容，形成較為完整的工程概念。其次，應(yīng)以項目為載體，設(shè)置跨學(xué)科的工程實踐項目，項目所涉及的內(nèi)容和所需解決的實際問題必須是跨學(xué)科的。并注意選擇不同學(xué)科的學(xué)生、教師共同參與，形成跨學(xué)科研究與實踐模式。通過跨學(xué)科工程實踐項目的設(shè)置，幫助學(xué)生積累整體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗，培養(yǎng)學(xué)生在工程實踐中學(xué)會選擇和集成各類技術(shù)、組織協(xié)調(diào)各類資源，形成系統(tǒng)性、集成性、優(yōu)化性思維，提升工程綜合能力。例如，可以讓不同學(xué)科的學(xué)生參與同一產(chǎn)品的全生命周期的工程訓(xùn)練項目，在訓(xùn)練中相互學(xué)習(xí)、相互啟示、相互激勵，使他們在共同的實踐中了解工程的完整性、系統(tǒng)性。

3.關(guān)注工程文化教育

工程文化是工程活動中形成的文化現(xiàn)象，它是在創(chuàng)造新的社會存在物時，通過理念、思維、知識、方法、制度等所表現(xiàn)出來的文化形態(tài)。工程教育的根本目的是培養(yǎng)具有交叉知識、先進理念、整體思維與核心價值觀等綜合素養(yǎng)的人才，而價值觀的培育恰恰是工程文化的核心內(nèi)容。因此在工程實踐教學(xué)中應(yīng)注重工程文化的教育，工程文化的熏陶。

三、我校工程訓(xùn)練教學(xué)改革的探索與實踐

工程訓(xùn)練作為培養(yǎng)大學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的一個重要途徑，已得到國內(nèi)高校的普遍重視。然而目前全國大多數(shù)工程訓(xùn)練中心都是從傳統(tǒng)實習(xí)工廠轉(zhuǎn)型而來，其建設(shè)方向、思維理念仍然受到傳統(tǒng)金工實習(xí)教學(xué)模式的影響，顯然這種模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代工程人才培養(yǎng)需求。因此如何適應(yīng)現(xiàn)代工程人才素質(zhì)訴求的轉(zhuǎn)變、實現(xiàn)真正意義上的“轉(zhuǎn)型”，是所有理工科高校直面的重大問題。我們通過五年積極而又艱難的摸索與建設(shè)，形成了以“多學(xué)科交叉”、“工程創(chuàng)新項目教學(xué)”、“工程文化”為主要特色的現(xiàn)代工程訓(xùn)練教學(xué)模式，并取得了明顯成效。

1.構(gòu)建多學(xué)科交叉平臺，形成友好的工程環(huán)境

我校工程訓(xùn)練中心自成立之日起，就不囿于已成定勢的教育資源，積極尋求校企合作、主動探索跨學(xué)科專業(yè)的結(jié)合、廣泛尋覓國際資源、設(shè)法引入在研科研項目、努力造就多元合作途徑，全方位構(gòu)建關(guān)聯(lián)學(xué)科協(xié)調(diào)、交叉融合、環(huán)境友好的現(xiàn)代工程創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺。

工程訓(xùn)練中心目前已建有機械制造基礎(chǔ)、注塑成型、粉末冶金、快速原型制造、網(wǎng)絡(luò)化制造、電子產(chǎn)品設(shè)計及制作等基礎(chǔ)工程實驗室。通過專業(yè)合作，共建物流工程、工業(yè)過程自動化控制系統(tǒng)、工業(yè)過程仿真系統(tǒng)、火炮自動機反求設(shè)計等專業(yè)綜合實驗室。通過校企合作，共建正泰電工工業(yè)設(shè)計中心、漢江機床滾動功能部件實驗室、德國KUKA智能焊接聯(lián)合研究室、日本SMC南京氣動技術(shù)中心、美國PTC學(xué)院等校企合作實驗室。同時，中心還設(shè)有機器人綜合技術(shù)、智能車設(shè)計、無人飛行器設(shè)計、綜合工程訓(xùn)練等20個跨學(xué)科大學(xué)生團隊工作室。

通過上述努力，我校工程訓(xùn)練中心已基本建成具有機械、電子、材料、自動化、車輛、交通、測控儀器、工程管理、藝術(shù)設(shè)計等多學(xué)科背景，并可適度承接復(fù)雜工程項目的教學(xué)平臺。

2.改革課程教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生整體化思維

多學(xué)科交叉與融合平臺的構(gòu)建，使我校工程訓(xùn)練中心的教學(xué)呈現(xiàn)出多元化、復(fù)合化的發(fā)展態(tài)勢。同時，相應(yīng)課程教學(xué)內(nèi)容的改革要求更加注重工程教育本身的系統(tǒng)性和完整性，更加注重在工程訓(xùn)練中培養(yǎng)學(xué)生整體化思維。我們對傳統(tǒng)工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容的改革主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

（1）改革基礎(chǔ)教學(xué)實習(xí)內(nèi)容。基礎(chǔ)實習(xí)課程已由傳統(tǒng)金工實習(xí)的模式，全面改造為融工程文化、工程設(shè)計、工程管理、工程制造四位一體的新模式。其中，工程文化引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注工程中的非技術(shù)因素；工程設(shè)計向?qū)W生傳達了“中國設(shè)計”的創(chuàng)新理念；工程管理使學(xué)生領(lǐng)悟基于產(chǎn)品全生命周期的先進管理理念；工程制造讓學(xué)生通過現(xiàn)代化制造手段，親身體驗先進制造方法，直接感受信息化與工業(yè)化的融合?；A(chǔ)實習(xí)課程的改革實現(xiàn)了技術(shù)與非技術(shù)交叉融合，充分展現(xiàn)了工程實踐教育的系統(tǒng)性和完整性。

（2）創(chuàng)建工程創(chuàng)新項目教學(xué)體系。工程創(chuàng)新項目教學(xué)是以“工程創(chuàng)新實踐”為導(dǎo)向，以“項目”為載體，實現(xiàn)“大工程觀”下現(xiàn)代工程師培養(yǎng)目標(biāo)要求的工程實踐教學(xué)活動。工程創(chuàng)新項目教學(xué)體系包含創(chuàng)新訓(xùn)練項目、創(chuàng)新競賽項目、創(chuàng)新實驗項目和企業(yè)實戰(zhàn)項目等工程創(chuàng)新實踐教學(xué)活動。從多個角度為大學(xué)生工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造了條件。在跨學(xué)科工程創(chuàng)新實踐項目課程中，我們通過“1+X”教學(xué)模式，即以“1”個設(shè)計性項目為驅(qū)動，采用網(wǎng)絡(luò)課程、開放性實驗、專題講座、團隊研討等“X”種輔助形式來拓展學(xué)生的實踐能力，并以團隊合作方式完成項目的設(shè)計與制作。學(xué)生通過項目實踐，加深對理論知識的理解、重構(gòu)、升華，掌握對技術(shù)的識別、選擇、集成，學(xué)會對資源的整合、協(xié)調(diào)、運用，形成對整體化思維的培養(yǎng)。

3.加強工程文化建設(shè)，傳承工程人文精神

多年來，關(guān)于工程訓(xùn)練改革，人們多是從技術(shù)的角度談?wù)摶蛟O(shè)計實踐環(huán)節(jié)。我們認為，要進行深層次的改革，必須著力加強工程文化建設(shè)。主要從以下幾個方面入手：

（1）營造工程文化氛圍。我校工程訓(xùn)練中心通過團隊文化、安全文化、軍工文化教育以及大學(xué)生科技作品展廳建設(shè)、制作展示技術(shù)演進史展板等方式，積極營造良好的工程文化氛圍。通過項目管理，推進大學(xué)生團隊建設(shè)，培養(yǎng)合作精神，激發(fā)創(chuàng)新思維，形成了濃厚的團隊文化。構(gòu)建安全責(zé)任體系，實施三級安全教育機制，加強安全制度建設(shè)，通過安全操作規(guī)程展板展示、設(shè)置安全黃線、懸掛消防警示標(biāo)語、消防安全演練，將安全文化教育滲透到每個教學(xué)環(huán)節(jié)。利用兵器博物館、軍工“三具”研討室等資源，使學(xué)生直接觸摸到“真槍實彈”，傳達“無私奉獻、團結(jié)協(xié)作、自主創(chuàng)新、精益求精”的軍工文化精神。通過“大學(xué)生科技作品展廳”建設(shè)，讓學(xué)生體驗工程科技創(chuàng)新成果帶來的成功喜悅。精心制作了“青銅器的鑄造、機床、簡單機械工具、水力機械、蒸汽動力、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、電力與智能和數(shù)字化設(shè)計制造”等8個主題、300多幅的技術(shù)演進史展板，讓學(xué)生感悟“創(chuàng)新是發(fā)展的動力”。經(jīng)過上述建設(shè)，一進入我校工程訓(xùn)練中心，就會感覺一股濃郁的工程文化之風(fēng)迎面撲來，較完整地展現(xiàn)了大工程觀下的新型工程訓(xùn)練中心的建設(shè)。

（2）工程文化進教材、進課堂。我校工程訓(xùn)練中心通過加強課程建設(shè)，讓工程文化注入教材、走進課堂、融入實踐。我們通過技術(shù)演進史，傳達文化的繼承與創(chuàng)新；通過現(xiàn)代大工程案例，傳達“大工程觀”；通過企業(yè)文化，理解全球化競爭與合作；通過全球危機與工程師責(zé)任，傳達可持續(xù)發(fā)展理念；通過國際工程師認證，理解當(dāng)今社會發(fā)展對工程師能力標(biāo)準(zhǔn)的需求。

在實訓(xùn)中，我們通過產(chǎn)品的引入、創(chuàng)意的實現(xiàn)，讓學(xué)生認識到工程的最終結(jié)果并不是零件或產(chǎn)品，而是包括功能、原理、使用服務(wù)、能源消耗、效率、美學(xué)文化、人機工程等諸多內(nèi)涵的綜合體。由此引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注節(jié)能、綠色制造、全壽命消耗等性能要素，為培養(yǎng)具有全方位工程素質(zhì)人才夯實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 趙婷婷，買楠楠. 基于大工程觀的美國高等工程教育課程設(shè)置特點分析——麻省理工學(xué)院與斯坦福大學(xué)工學(xué)院的比較研究[J]. 高等教育研究，2004（6）：94-96.