機(jī)械加工教學(xué)創(chuàng)新思維研究

時間:2022-09-25 09:55:54

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機(jī)械加工教學(xué)創(chuàng)新思維研究

1引言

創(chuàng)新思維是人類進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的動力,創(chuàng)新思維有很多特點(diǎn),有理性的、非理性的、有相同的、相異的,同樣一個問題,不同的人有不同的思維,聯(lián)想是創(chuàng)新思維時常使用的方法,比較容易見到成效,聯(lián)想是將表面看來互不相干的事物聯(lián)系起來,從而達(dá)到創(chuàng)新的界域,聯(lián)想性思維可以利用已有的經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)新,如我們常說的由此及彼、舉一反三、觸類旁通,也可以利用別人的發(fā)明或創(chuàng)造進(jìn)行創(chuàng)新。

2加強(qiáng)機(jī)械加工基礎(chǔ)知識的培訓(xùn)

在機(jī)械加工教學(xué)過程中,我們首先讓學(xué)生了解常見的機(jī)械加工方法:有冷加工,熱加工,特種加工。2.1機(jī)械加工中冷加工常見的手段有:車、鉗、刨、磨、銑、鏜以及五軸加工。1)讓學(xué)生熟悉和掌握車加工:理解車加工主要是加工軸類或者回轉(zhuǎn)體零件,能通過車刀的車削,加工出外圓、內(nèi)孔和螺紋加工達(dá)到需要的形狀;2)讓學(xué)生熟悉和掌握鉗加工,了解鉗加工是機(jī)械制造中最古老的加工技術(shù),雖然19世紀(jì)以后,各種機(jī)床的發(fā)展和普及,使大部分鉗工作業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動化,但在機(jī)械制造過程中鉗工仍是廣泛應(yīng)用的基本技術(shù)。鉗工作業(yè)主要包括劃線、鋸切、鏨削、銼削、鉆削、鉸削、攻絲和套絲、刮削、研磨、矯正、裝配、彎曲和鉚接等,能通過劃線、鋸切、鏨削、銼削、鉆削加工出六角螺母;3)讓學(xué)生熟悉和掌握刨加工:理解刨加工主要是加工平面或者曲面,通過刨刀去掉平面或者曲面;4)讓學(xué)生熟悉和掌握磨加工:理解磨加工主要是通過砂輪磨平面、外圓、內(nèi)圓使其達(dá)到表面粗糙度;5)讓學(xué)生熟悉和掌握銑加工:理解銑加工主要是加工平面或者斜面,通過銑刀可去掉平面;讓學(xué)生熟悉和掌握鏜加工:理解鏜加工主要是通過鏜刀或者刀片鏜削內(nèi)孔;6)讓學(xué)生熟悉和掌握五軸加工:理解五軸加工是通過五軸加工數(shù)控機(jī)床加工的一種模式,在描述數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動時,采用右手直角坐標(biāo)系;其中平行于主軸的坐標(biāo)軸定義為z軸,繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為A、B、C,各坐標(biāo)軸的運(yùn)動可由工作臺或由刀具的運(yùn)動來實(shí)現(xiàn),但方向均以刀具相對于工件的運(yùn)動方向來定義,五軸加工所采用的機(jī)床通常稱為五軸加工中心,五軸加工常用于加工具有自由曲面的機(jī)體零部件、渦輪機(jī)零部件和葉輪等,五軸機(jī)床可在不改變工件在機(jī)床上的位置對工件的不同側(cè)面進(jìn)行加工,大大提高零件的加工效率。2.2機(jī)械加工中熱加工常見的手段有:鑄造、鍛造、焊接及熱處理。1)讓學(xué)生熟悉和了解鑄造生產(chǎn)特點(diǎn)及其作用、生產(chǎn)特點(diǎn)。(1)可以生產(chǎn)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的鑄件,尤其是可以形成具有復(fù)雜形狀內(nèi)腔的鑄件。(2)鑄件的尺寸形狀與零件相近,能節(jié)省大量材料和加工費(fèi)用;鑄造可以利用回收的廢舊材料和產(chǎn)品,從而節(jié)約了成本和資源。(3)鑄造生產(chǎn)工藝復(fù)雜,成產(chǎn)周期長,勞動條件差,常常伴隨對環(huán)境的污染;鑄件易產(chǎn)生各種缺陷不易發(fā)現(xiàn)。(4)常用的鑄造方法有砂型鑄造和特種鑄造兩大類。(5)其中,特種鑄造中又包括熔模鑄造、金屬鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等多種鑄造方法。2)讓學(xué)生熟悉和了解是鍛造生產(chǎn)特點(diǎn)。鍛壓是鑄造和沖壓的總稱,屬于金屬壓力加工生產(chǎn)方法的一部分;鍛造是在加壓設(shè)備及工模具的作用下,使金屬坯料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑形變形,以獲得一定形狀、尺寸和質(zhì)量的鍛件的加工方法;鍛造后的金屬組織致密,晶粒細(xì)化,還具有一定的鑄造流線,從而使其力學(xué)性能得以提高。因此,凡承受重載、沖擊載荷的機(jī)械零件多以鍛件為毛坯。另外,采用鍛造獲得的零件毛坯,可以減少切削加工量,提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。3)讓學(xué)生熟悉和了解焊接生產(chǎn)特點(diǎn):焊接是通過加熱或加壓或兩者并用,使用或不用填充材料,使同種或異種材質(zhì)的被焊工件達(dá)到原子間結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程。與機(jī)械連接、粘接等其他連接方法比較,焊接具有質(zhì)量可靠(如氣密性好)、生產(chǎn)率高、成本低、工藝性好等優(yōu)點(diǎn);焊接是制造金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件的一種基本工藝方法,此外焊接還可以用來修補(bǔ)鑄、鍛件的缺陷和磨損的機(jī)器零部件。按焊接過程的特點(diǎn),焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類,其中以熔化焊中的電弧焊應(yīng)用最為廣泛。4)讓學(xué)生熟悉和了解是熱處理生產(chǎn)特點(diǎn):熱處理的作用是使鍛件的內(nèi)部組織進(jìn)一步細(xì)化和均勻化,消除鍛造殘余應(yīng)力,降低鍛件硬度,便于進(jìn)行切削加工等;常用的鍛后熱處理方法有正火、退火和球化退火等。具體的熱處理方法和工藝要根據(jù)鍛件的材料種類和化學(xué)成分確定。2.3機(jī)械加工中特種加工常見的手段。傳統(tǒng)的切削加工一般應(yīng)具備兩個基本條件:一是刀具材料的硬度必須大于工件材料的硬度;二是刀具和工件都必須具有一定的剛度和強(qiáng)度以承受切削過程中不可避免的切削力。這就給切削加工帶來了兩個局限:一是不能加工硬度接近或超過刀具硬度的工件材料;二是不能加工帶有細(xì)微結(jié)構(gòu)的零件,用傳統(tǒng)的切削加工的方法很難對他們進(jìn)行加工,特種加工就是在這種形勢下應(yīng)運(yùn)而生的;特種加工的方法很多,常用的有電火花成形穿孔加工、電火花切割加工、超聲波加工、激光加工。

3如何在機(jī)械加工課程中增強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新思維中的聯(lián)想能力

在機(jī)械加工教學(xué)過程中,我們有意識地講到目前發(fā)現(xiàn)海洋中的珊瑚越來越少,陸地上固體垃圾越來越多,讓學(xué)生如何將這兩個問題同時解決并提出各自方法,學(xué)生們最后都比較贊成用壓制成正方體垃圾塊和水泥混凝土,通過金屬夾具澆筑一種培養(yǎng)珊瑚的基座,能同時起到培養(yǎng)珊瑚蟲和解決垃圾問題。

4一種加工培養(yǎng)珊瑚基座的夾具的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)

下面結(jié)合視圖進(jìn)行闡述,圖1俯視圖、圖2主剖視圖、圖3夾具中擋板主視圖、圖4裝有頂塊壓板的仰視圖、圖5夾具上壓板仰視圖圖中:1正四邊形金屬外框架、2兩端帶45度斜邊的金屬擋板、3擋板兩端帶45度的斜邊、4金屬頂塊一端的球冠體、5球冠體頂端的圓柱體、6正方形垃圾塊、7金屬壓板、8金屬頂桿、9壓板上均勻排布的圓通孔、10擋板上端均勻排布的圓通孔、11水泥混凝土、12水泥混凝土基座。

5一種加工培養(yǎng)珊瑚基座夾具結(jié)構(gòu)和使用

如圖1-5所示:一種加工培養(yǎng)珊瑚基座夾具是由四邊形金屬外框架1、兩端帶45度斜邊的金屬擋板2、金屬壓板7、水泥混凝土基座12組成、金屬擋板2的兩端有45度斜邊3,四塊金屬擋板2在四邊形金屬外框架1內(nèi)部組成正方形,金屬擋板2上端均勻排布有圓通孔10,圓通孔里裝有金屬頂桿8,金屬頂桿8的一端為球冠體4、球冠體4頂端為圓柱體5,金屬壓板7上端均勻排布有圓通孔9,圓通孔9里裝有金屬頂桿8,金屬頂桿8的一端為球冠體4、球冠體4頂端為圓柱體5,使用時將裝有金屬頂桿8的四塊金屬擋板2在四邊形金屬外框架1內(nèi)部組成正方形,在底部中心放入水泥混凝土基座12,在水泥混凝土基座12上放有正方形垃圾塊6、倒入水泥混凝土11,壓下裝有金屬頂桿8的金屬壓板7,等水泥混凝土11干后,取出金屬壓板7后,取出四邊形金屬外框架再取出金屬擋板2,就得到一種內(nèi)部為正方形垃圾塊6,外部為水泥混凝土11的加工培養(yǎng)珊瑚基座,正好解決了培養(yǎng)珊瑚和垃圾的問題。

6結(jié)論

學(xué)生經(jīng)過在機(jī)械制造課程中大學(xué)生創(chuàng)新思維中聯(lián)想能力的培訓(xùn),結(jié)合目前海洋中的珊瑚越來越少,陸地上固體垃圾越來越多,通過設(shè)計(jì)出一種加工培養(yǎng)珊瑚基座夾具來澆筑一種培養(yǎng)珊瑚的基座,能同時起到培養(yǎng)珊瑚蟲和解決垃圾問題,使學(xué)生更好地理解了創(chuàng)新思維中聯(lián)想能力的重要性,對培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神,視野寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)優(yōu)的現(xiàn)代大學(xué)生,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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作者:秦康生 朱桂云 周倚仿 張志高 袁世杰 單位:1.揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心 2.江蘇無錫汽車工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校