时间:2023-03-21 17:13:19
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论文摘要:检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要,它是把握产品质量的关键环节,检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行,并要分析误差的产生原因。
机械零件的技术要求很多,它有几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等。检测时先从何处着手,用哪些量具,采用什么样的先进方法,是检测中技术性很强的一个问题。为了使产品质量信得过,避免出现错检、误检和漏检,对此检测人员应遵守程序,做好各方面工作。
一、测前准备
1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析,掌握零件的形体结构。首先分析主视图,然后按顺序分析其它视图。同时要把各视图由哪些表面组成,如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等,组成表面的特征,如孔、槽等,它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸,通过看尺寸,可以了解零件的大小,看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析,要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度,表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用,对于特殊零件,如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件,要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准,是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件,应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏,标题栏内标有所用材料零件名称,通过看标题栏,掌握零件所用材料规格、牌号和标准,从中分析材料的工艺性能,以及对加工质量的影响。工作中,我曾遇到这样一个问题,在铣床上加工一批不锈钢支架,因所选铣刀材料不对,造成加工表面粗糙度不好,并且效率较低,严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后,选择了合适材料的铣刀,试用后,速度又快,表面粗糙度又好。
2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书,一定要认真仔细查看。按照加工顺序,对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅,同时应了解关键工序的装夹方法,定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工,从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果,这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时,不能使用,造成了成批产品报废。
3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后,下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时,带公差装轴承部位,应选用卡尺、千分尺、钢板尺等;如测量带公差的内孔尺寸时,应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测,这就要求检测人员,根据一定的实践经验、书本理论知识,用现有的量具进行整改,或进行一系列检测工具的制作。
二、检测(测量)
1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时,要选用精度高,能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔,轴类零件以中心孔为基准;测量垂直度应以大面为基准;测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上)为基准。
2、表面检测。机械零件的破坏,一般总是从表面层开始的。产品的性能,尤其是它的可靠性和耐久性,在很大程度上取决于零件表面层的质量。研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律,以便运用这些规律来控制加工过程,最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的,如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件,检测完后,都要认真作记录,特别是半成品,对合格品、返修品、报废产品要分清,并作上标记,以免混淆不清。
3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法,因为直接测量法比较简便,很直观,无需繁琐的计算,如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量,就需用间接测量,间接测量方法比较麻烦,有时需用繁琐的函数计算,计算时要细心,不能少一个因素,如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂,尺寸较多的零件时,测量前应先列一个清单,对要求的尺寸写在一边,实际测量的尺寸在另一边,按照清单一个尺寸一个尺寸的测量,并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后,根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否,这样既不会漏掉一个尺寸,又能保证检测质量。4、检测形位公差。按国家标准规定有14种形位公差项目。对于测量形位公差时,要注意应按国家标准或企业标准执行,如轴、长方件要测量直线度,键槽要测量其对称度。
三、测量误差与原因分析
测量过程中,影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类:随机误差、粗大误差、系统误差。
1、随机误差。在相同条件下,测量同一量时误差的大小和方向都是变化的,而且没有变化的规律,这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形,测量力的变化,目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等),还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。
2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意,比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值,应该剔除不用。
3、系统误差。在相同条件下,重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变,或者测量时条件改变,误差按照一定的规律变化,这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确,校正量具或者量仪的校正工具有误差,精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有,测量前必须对所有计量器具进行检定,应当对照规程进行修正消除误差。另外,保证刻度对准零位,必须测量前,仔细检查计量器具,保证足够的准确性。
所谓精基准,是指在最初几道工序中就加工出来,为后面的工序做好定位、装夹的准备,在后续的加工中,以它为基准对别的部位进行加工。该零件形状复杂,没有规则的面供我们选取,相比较而言,A、B两孔比C、D两孔更适合用精基准,主要是考虑到以下两个方面。(1)A、B两孔是装配孔(设计基准),这样能使工艺与设计基准重合,符合“基准重合”原则,可以减少尺寸换算,避免因基准不重合而引起的误差。(2)A、B两孔相对坐标系关系简单,而C、D两孔是空间孔,不易定位、装夹。
2.粗基准的选择与加工
粗基准是用来加工精基准时所用的定位面,它应能保证在以后的加工中各加工面的加工余量均匀,以及在后续加工中定位、夹紧牢固可靠等要求。该零件形状复杂,供加工中装夹压紧的部位几乎没有,另外C、D两孔较长,加工过程中如果没有可靠的刚性支撑,会发生振刀,影响孔的加工精度,所以在确定零件毛坯状态时必须考虑周全,为以后加工做好准备,达到事半功倍的效果。图2所示是最后确定的毛坯状态,主要做了以下两处改动。(1)增加了两处带凸台的E、F面,这样在加工中能够方便压紧零件。(2)增加了四处圆柱凸台F,一是起到扩大定位面的作用,二是辅助压紧时起到支撑的作用。实际加工中,第一步按一定的尺寸把E、F面加工出来,将其作为粗基准,为后续加工做好基准。
3.精基准的加工
完成了粗基准的加工后,第二步是对精基准的加工。加工中以第一步加工的面定位,辅以图3所示的零件中心线和A、B两孔中心平分线,对A、B、C、D四孔进行粗加工。这一步加工极为重要,稍有不慎零件的加工将以失败而告终。为了验证所找的基准线是否准确,加工中应注意观察零件的余量分配是否合理。在毛坯试加工时,如果发现不合适时,可以通过调整尺寸对零件进行拯救性加工。后续加工按以下步骤进行:(1)图3中的A、B、C、D四孔粗加工完成后,零件翻面,以A、B两孔定位将图2中凸台E面上的两孔精加工。(2)以图2中凸台E面上精加工的两孔定位,对零件所有的加工部位进行精加工。(3)最后零件翻面将图2中的E、F共6处凸台去除。
4.结语
1.1在对零件进行机械加工过程中由于有着较多的程序,在这些程序中难点会存在着较多的加工缺陷,对机械零件表面纹理存在着较多的缺陷。在对机械零件加工过程中,加工的程序和方法有所不同,就有可能造成不同样式的机械零件纹理。
1.2机械零件在现代化机械加工中,还会受到各种因素的影响,对刀具有着较大的影响,在加上机械零件材料自身所具有的特性以及振动,不仅会使得刀具受到一定的损害,而且还会造成抛光处理的不完全等较多问题。在机械零件表面出现的缺陷是可以通过肉眼能够识别出来的,尤其针对于纹理缺陷;只是利用肉眼进行一定的观察,但是不能利用数学知识进行一定的计算,这就需要利用计算机对机械加工零件表面纹理缺陷进行一定的检测,从而得出有效的检测方法,对机械零件表面纹理缺陷进行准确合理的分析。
2机械加工零件表面纹理缺陷的检测
2.1由于在对机械零件加工过程中会存在着一定的纹理缺陷,不仅严重影响了机械加工零件的质量,而且还在一定程度上影响了机械加工零件的使用。这就需要对机械加工零件表面纹理缺陷进行一定的检测,从而能够分析出机械加工零件表面出现纹理缺陷的原因,并且针对纹理缺陷的特征做出一定的措施进行解决,不仅保证了机械加工零件的质量,而且还方便了机械加工零件的使用。
2.2在一般的机械加工零件检查过程中需要遵循以下的步骤:首先利用先进的检测设备将机械零件表面加工过程中出现的纹理缺陷准确的检测出来,然后根据检测出来的信息输入到计算机中进行科学合理的处理,最后把计算机处理过的信息利用傅里叶变换处理为频谱图像,能够清晰的分析出机械加工零件表面纹理缺陷。傅里叶变换是一种线性的变换,将各种信号在频域之间进行变换,这种思想是由傅里叶提出,所以以其来命名。
2.3在对机械加工零件表面纹理缺陷实际的检测过程中,主要采用的是摄像机、显微镜等先进设备,然后在与计算机系统进行相机和,通过利用计算机系统对机械加工零件表面纹理缺陷的数据进行一定的收集,再利用傅里叶变换的原理,把收集到的纹理缺陷数据转换成频谱图像。还可以通过频域滤波器对机械加工零件表面纹理缺陷数据进行一定的处理,其最重要的目的就是增强机械加工零件表面纹理图像的清晰度,在利用傅里叶变换转换为空间域图像,并且利用图像分割法,将纹理图像与缺陷纹理进行一定的分离,能够进一步对机械加工零件表面纹理缺陷找到科学合理的检测方法。
3机械加工零件表面纹理缺陷检测的方法
3.1在机械加工零件表面纹理缺陷检测的方法中,最为重要的是对机械加工零件背景纹理图像的辨别,通过利用滤波处理是一种非常有效的方法,在一定程度上增强了纹理图像的清晰度,更加方便对背景纹理图像和缺陷纹理进行区分。在利用图像分割方法进行检测中,需要消除噪声产生的影响。
3.2在机械加工零件表面纹理缺陷实际检测中,首先需要对机械加工零件表面的纹理图像进行一定的提取,然后在进行对纹理图像进行一定的处理。在对机械加工零件表面纹理图像进行提取过程中,通过采用二阶统计度量,同时在对机械加工零件表面纹理缺图像提取中,还要通过计算机系统对纹理图像进行一定的处理,对机械加工零件表面纹理图像数据进行一定的整理,利用傅里叶变换,对纹理图像和纹理缺陷图像进行合理的区分,从而能够使得机械加工零件表面进行良好的纹理缺陷检测。
3.3在利用图像分割对机械加工零件表面纹理缺陷实际检测中,在进行图像处理过程中需要充分认清噪声与纹理缺点的区别,由于噪声点是随机分布的,机械加工零件表面纹理特征也存在着不同的形状。在对机械加工零件表面纹理缺陷检测过程中,利用开运算不仅能够消除一定的噪音,而且还能对纹理缺陷进行一定的处理。通过利用图像分割检测方法,在一定程度上增强了机械加工零件表面纹理缺陷图像的清晰度,并且在有效的条件下还原为空间域图像。还要对关键的细节进行一定的优化处理或者对图像进行一定的重建,在对图像进行重建过程中,将机械加工零件表面纹理缺陷的图像保存下来,通过利用数学工具,对图像的形态进行一定的处理,这种机械加工零件表面纹理缺陷检测方法不仅能够提高检测机械零件纹理缺陷的精确度,而且在一定程度上增强了图像的完整性。
3.4在对机械加工零件表面纹理缺陷实际检测过程中,需要根据机械加工零件表面纹理图像的特点,通过利用共生矩阵,科学合理的计算出平均值,将计算出来的平均值作为纹理特征向量,并且根据图片的在线显示对实际机械加工零件表面纹理缺陷进行一定的检测,然后再利用图像处理卡,进一步保证纹理图像处理机械加工零件表面纹理缺陷数据的稳定和对图像拍摄的精度,最后对机械加工零件表面纹理缺陷的信息进行自动的统计和处理,并且分析出所产生的原因,针对产生的原因提出相应的对策进行科学合理的解决,不仅能够保证机械加工零件的质量,而且还能发挥出机械加工零件表面纹理缺陷检测的作用以及价值。以上就是机械加工零件表面纹理缺陷检测的方法。
4结束语
摘要:文章针对传统机械零部件的设计局限性,提出了现代设计思想和方法。
一、机械零部件传统的设计局限
传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题:零部件容易腐蚀损坏;零部件容易疲劳损坏,断裂、表面剥落等;零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现,都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础,通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据,运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高,目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法,但是它有很多局限:在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验,通过计算、类比分析等,以收敛思维方式,过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统,不强调创新,因此很难得到最优方案;在机械零部件设计中,仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算,其他零部件只作类比设计,与实际工况有时相差较远,难免造成失误;传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现,忽略人―机―环境之间关系的重要性;传统设计采用手工计算、绘图,设计的准确性差、工作周期长、效率低。
二、创新思维机械零部件的设计思想
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计,要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力,利用最新科技成果,在现代设计理论和方法的指导下,设计出更具有生命力的产品。
(一)运用创造思维
设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现,它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心,它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换,创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事,而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动,掌握必要创新方法,加强学习和锻炼,自觉开发创造力,成为一个符合现代设计需要的创新人才。
(二)运用发散思维
发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心,思维者打破常规,从不同方向,多角度、多层次地考虑问题,求出多种答案的思维方式。例如,若提出“将两零部件联结在一起”的问题,常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等,但运用发散思维思考,可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一,在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
(三)运用创新思维
创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动,它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下,将各种信息重新综合集成,产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例,追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等,在求异和突破中体现创新。
三、科学的进行机械零部件设计
(一)把握机械零部件设计的主要内容
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分,机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图,同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括:根据运动方案设计和总体设计的要求,明确零部件的工作要求、性能、参数等,选择零部件的结构构形、材料、精度等,进行失效分析和工作能力计算,画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的,机械零部件设计应满足的要求为:在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等;在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便;在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外,还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制,需全面综合考虑。
(二)严格计算机械零部件的失效形式
机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效,其失效形式很多,主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作,在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析,预估失效的可能性,采取相应措施,其中包括理论计算,计算所依据的条件称为计算准则,常用的计算准则有:一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷(下转第57页)(上接第58页)的作用下,抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械,在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下,由于过度受热,会引起油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题,使零部件失效或机械精度降低。因此,为了保证零部件在高温下正常工作,应合理设计其结构及合理选择材料,必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后,将改变其结构形状和尺寸,削弱其强度,降低机械精度和效率,以致零部件失效报废。因此,机械设计时应采取措施,力求提高零部件的耐磨性。
(三)正确选择机械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标,是检验零部件表面质量的主要依据;它选择的合理与否,直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种,即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中,应用最普通的是类比法,此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料,现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下,机械零部件尺寸公差要求越小,机械零部件的表面粗糙度值也越小,但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中,对于不同类型的机器,其零部件在相同尺寸公差的条件下,对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中,对于不同类型的机器,其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中,表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发,全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性,才能作出合理的选择。
(四)全面优化机械零部件设计方法
要充分运用机械学理论和方法,包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展,对设计的关键技术问题能作出很好的处理,一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD)是把计算机技术引入设计过程,利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化,并成为现代机械设计的重要组成部分。目前,CAD技术向更深更广的方向发展,主要表现为以下基于专家系统的智能CAD;CAD系统集成化,CAD与CAM(计算机辅助制造)的集成系统(CAD/CAM);动态三维造型技术;基于并行工程,面向制造的设计技术(DFM);分布式网络CAD系统。
【参考文献】
[1]王启,等.常用机械零部件可靠性设计[M].北京:机械工业出版社,1996.
[2]隋明阳.机械设计基础[M].北京:机械工业出版社,2002.
[3]赵冬梅.机械设计基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.
关键词:印刷设备,机械零件,维修
引言
在印刷设备中机械零件的维修中,发现印刷设备的机械零件故障主要包括以下五种:零件变形、零件腐蚀、零件磨损、零件断裂、零件的配合位置出现偏差。印刷设备出现机械故障的主要原因就是这五种现象。如果印刷设备中机械零件的配合位置出现偏差,一般将其恢复到原位即可,而对于零件变形、零件腐蚀、零件磨损、零件断裂,就需要使用应急维修技术进行解决。
1印刷设备中机械零件的维修特点以及要求
机械零件修复范围包括各种进口、国产高精密模具、曲轴、轧滚、瓦座、印刷机滚筒、柱塞、油缸、油泵、液压马达、缸套、镀铬杆、齿轮键槽、转子轴承、轴承位等所有各种不同材质、不同形状机械零件的断、裂、划伤、磨损、密封、堵漏。论文大全。法兰、管道、阀门等不停车带压密封、堵漏。
修复印刷机械零件的过程中尽量保持零件始终处于常温状态,不变形、不产生内应力、无退火、软化现象;无断、裂的潜在影响;不产生脱落、无硬点、结合强度高,修补处机械性能高,通过选择同材料可满足不同性能的技术要求,要求修复后的印刷机械零件在硬度、耐磨、耐腐蚀都可超过新件。
2 印刷设备中机械零件的维修方法
通常情况下,我们可以将印刷设备中机械零件的修复工作分为五种,分别为:机械修理法、焊接修理法、粘接修理法、电镀修理法、喷涂修理法。这五种方法都具备一定的优点和缺点。我们可以根据印刷设备中机械零件的具体情况,例如,材料性能、形状尺寸和工作精度等,决定机械零件的修复方法。
2.1机械修理法
这种方法是一种最为实用、普遍的方法。当印刷设备的机械零件发生断裂、变形或严重磨损等现象时,通常会采用一些机械方法进行除了,例如重新加工、附加零件、局部变换或铆接等方法。例如,当某个印刷胶印机上的传动齿轮出现个别齿磨损的现象时,可以根据磨损的旧齿轮进行图纸的测绘工作。可以根据图纸进行加工,设计出一个大小尺寸和未被磨损时的齿轮相同的齿轮。然后,再将这个齿轮安装到印刷设备上,使得印刷设备能够进行正常的运转。再举一个例子,通常在胶印机上有一些窜水辊和窜墨辊,由于在窜水辊和窜墨辊的两头,容易受到长期的磨损,如果更换新的窜水辊和窜墨辊,则需要花费更昂贵的价钱。这种情况下,我们可根据原来的窜水辊和窜墨辊的尺寸加工一个与原来一样的轴头,并将其镶人到辊体中,这样不仅节省了不必要的开支,而且经济实惠地进行了印刷机械的修理。机修人员用的最普遍的应急维修方法就是这种机械修理法。机械修理法可以利用钳工技艺,同时可以通过车、铣、刨、磨、钻等基本的机械加工的工艺手段,进行印刷设备中机械零件的修复。
2.2焊接修理法
当机械零件出现断裂或者是较严重的损坏现象时,可以通过电焊的办法进行修理。焊接修理法的应用是极其广泛的。焊接修理法包括气焊、电弧焊和钎焊等多种方式。焊接修理法可以对铸铁、碳钢、铝或铜等金属材料进行修理。但是,当采用焊接修理法进行修理时,会产生很高的温度,由于零件的壁是非常薄的,而且细长的零件受热是非常容易变形的,因此,采用这种方法进行修理时对精度的要求是非常高的,要谨慎处理对于壁薄和细长的零件的维修。
2.3粘接修理法
这种修理法一般可以在机械零件断裂或磨损时使用。有时,印刷设备中机械零件的粘接也可以利用粘合剂或化学溶剂来实现。粘接修理法的应用范围也是非常广泛的。粘接修理法可以在金属之间,非金属之间或金属和非金属之间进行粘接,这种方法使用的典型的粘合剂包括环氧树脂、聚氨醋,丙烯酸双醋、胶等。在实际的修理过程中,对需粘接零件的表面,必须谨慎处理,应该保持需粘接零件的表面的清洁干燥,同时应该尽量使其粗糙,从而达到增加进行维修时的接触面积的目的。而且,在粘接时,还应该将固化时间考虑在内。例如,曾经我们单位的一台印刷机上的印版滚筒一端的轴承发生走内圈现象,对于其磨损部分,我们就使用了乐泰胶进行填充,由于在这台印刷机器上,有印刷任务必须完成,等着要用,为了争取时间,缩短固化时间,我们采用了添加促进剂并使用电吹风进行加温的办法。最后发现,印刷效果非常好,版面文字非常清晰,网点非常结实。但由于粘接的结合力太差,不能很好地抗冲击,而且抗老化及抗高温的性能也非常差,因此,必须及时购买相关的零件配件或者采用其他办法,使得印刷设备的性能得到提高。论文大全。
2.4电镀修理法
在机械零件出现磨损,并且磨损量不是很大的情况下,通常可以采用电镀修理法进行维修。论文大全。这种方法包括镀铬、镀铜、镀镍等多种形式。使用这种方法进行维修,不仅能够使机械零件的原有尺寸得到恢复,而且由于致密的电镀层的表面硬度是非常高的,这样就使得零件的耐磨性及耐腐蚀性得到了提高。在进行具体的维修过程时,这种方法达到了很好的效果。
2.5喷涂修理法
当机械零件磨损量非常大时,使用电镀修理法速度太慢,这时,可以采用喷涂修理法。喷涂修理法就是将喷涂材料加热软化,然后通过高速气流使软化的喷涂材料雾化,再将其喷涂到零件表面,使喷涂材料形成和原材料紧密结合的金属层,最后再经过精加工就能够完成修复。喷涂修理法具有速度比较快,操作简单等优点,喷涂修理法对于1毫米左右磨损量的轴型零件非常方便。但是,在使用喷涂修理法进行维修时容易产生较高的温度,因此,在采用此法进行壁薄或细长杆的零件的修复时,必须特别注意热变形的避免,必须使得零件的整体温度保持在80度以下。
3 结束语
现代印刷设备维修管理工作除了要恢复印刷设备原有的性能之外,而且应该使印刷设备的性能得到改善,从而提高印刷品的质量。印刷设备中机械零件的维修非常重要,应该采用合适的印刷设备维修方法进行印刷设备中机械零件的维修。印刷企业的印刷设备维修人员应该掌握一些应急维修方法,维修方法不仅要经济,而且应该具有很强的实用性,才能有利于印刷设备中机械零件的维修的改善以及达到良好的印刷效果。
参考文献:
[1] 卢林涛. 印刷企业生产设备安全管理探讨[J]. 印刷杂志,2008,(11).
[2] 李伟. 如何选择印刷机器维修小工具[J]. 印刷杂志,2007,(05)
[3] 杨志钢. 印刷机UV固化系统[J]. 印刷世界,2005,(03)
论文摘要:检测是对机械零件中包括长度、角度、粗糙度、几何形状和相互位置等尺寸的测量。机械零件的检测极为重要,它是把握产品质量的关键环节,检测人员必须在充分准备的基础上按照程序进行,并要分析误差的产生原因。
机械零件的技术要求很多, 它有几何形状、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材质的化学成份及硬度等。检测时先从何处着手, 用哪些量具, 采用什么样的先进方法, 是检测中技术性很强的一个问题。为了使产品质量信得过, 避免出现错检、误检和漏检, 对此检测人员应遵守程序,做好各方面工作。
一、 测前准备
1、阅读图纸。检验人员要通过对视图的分析, 掌握零件的形体结构。 首先分析主视图, 然后按顺序分析其它视图。 同时要把各视图由哪些表面组成, 如平面、圆柱面、圆弧面、螺旋面等, 组成表面的特征, 如孔、槽等, 它们之间的位置都要看懂、记清楚。检验人员要认真看图纸中的尺寸, 通过看尺寸, 可以了解零件的大小, 看尺寸要从长、宽、高三个方向的设计基准进行分析, 要分清定形尺寸、定位尺寸、关键尺寸,要分清精加工面、粗加工面和非加工面。在关键尺寸中,根据公差精度, 表面粗糙度等级分析零件在整机中的作用, 对于特殊零件, 如齿轮、蜗轮蜗杆、丝杠、凸轮等有专业功能的零件, 要会运用专业技术标准。掌握各类机械零件的国家标准, 是检验人员的基本功。有表面需热处理的工序零件, 应注意处理前后尺寸公差变化的情况。检验人员还应分析图纸中的标题栏, 标题栏内标有所用材料零件名称, 通过看标题栏, 掌握零件所用材料规格、牌号和标准, 从中分析材料的工艺性能, 以及对加工质量的影响。工作中, 我曾遇到这样一个问题, 在铣床上加工一批不锈钢支架, 因所选铣刀材料不对, 造成加工表面粗糙度不好, 并且效率较低, 严重影响了产品精度与产品质量。我发现了问题严重性后, 选择了合适材料的铣刀, 试用后, 速度又快, 表面粗糙度又好。
2、分析工艺文件。工艺文件是加工、检验零件的指导书, 一定要认真仔细查看。按照加工顺序,对每个工序加工的部位、尺寸、工序余量、工艺尺寸换算都要认真审阅, 同时应了解关键工序的装夹方法, 定位基准和所使用的设备、工装夹具刀具等技术要求。往往有个别操作者不按工艺中所制订的工序加工, 从而对整个机械零件的加工后造成不合格的后果, 这一问题常常又被检验人员所忽视。待安装时, 不能使用, 造成了成批产品报废。
3、合理选用量具、确定测量方法。当看清图纸和工艺文件后, 下一步就是选取恰当的量具进行机械零件检测。根据被测工件的几何形状、尺寸大小、生产批量等选用。如测量圆柱台阶轴时, 带公差装轴承部位, 应选用卡尺、千分尺、钢板尺等; 如测量带公差的内孔尺寸时, 应选用卡尺、钢板尺、内径百分表或内径千分尺等。有些被测零件,用现有的量具不能直接检测, 这就要求检测人员, 根据一定的实践经验、书本理论知识, 用现有的量具进行整改, 或进行一系列检测工具的制作。
二、检测(测量)
1、合理选用测量基准。测量基准应尽量与设计基准、工艺基准重合。在任选基准时, 要选用精度高, 能保证测量时稳定可靠的部位作为检验的基准。 如测量同轴度、圆跳动、套类零件以内孔, 轴类零件以中心孔为基准;测量垂直度应以大面为基准;测量辊类零件的圆跳动以两端轴头下轴承的台阶(将两端轴承台阶放在“V”型铁上) 为基准。
2、表面检测。机械零件的破坏, 一般总是从表面层开始的。 产品的性能, 尤其是它的可靠性和耐久性, 在很大程度上取决于零件表面层的质量。 研究机械加工表面质量的目的就是为了掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律, 以便运用这些规律来控制加工过程, 最终达到改善表面质量、提高产品使用性能的目的,如磕碰、划伤、变形、裂纹等。细长轴、薄壁件注意变形、冷冲件要注意裂纹、螺纹类零件、铜材质件要注意磕碰、划伤等。对以上检测的机械零件, 检测完后, 都要认真作记录, 特别是半成品, 对合格品、返修品、报废产品要分清, 并作上标记, 以免混淆不清。
3、检测尺寸公差。测量时应尽量采用直接测量法, 因为直接测量法比较简便, 很直观, 无需繁琐的计算,如测量轴的直径等。有些尺寸无法直接测量, 就需用间接测量, 间接测量方法比较麻烦, 有时需用繁琐的函数计算, 计算时要细心, 不能少一个因素,如测量角度、锥度、孔心距等。当检查形状复杂, 尺寸较多的零件时, 测量前应先列一个清单, 对要求的尺寸写在一边, 实际测量的尺寸在另一边, 按照清单一个尺寸一个尺寸的测量, 并将测量结果直接填入实际尺寸一边。待测量完后, 根据清单汇总的尺寸判断零件合格与否,这样既不会漏掉一个尺寸, 又能保证检测质量。
4、检测形位公差。按国家标准规定有14 种形位公差项目。对于测量形位公差时, 要注意应按国家标准或企业标准执行, 如轴、长方件要测量直线度, 键槽要测量其对称度。
三、测量误差与原因分析
测量过程中, 影响所得的数据准确性的因素非常多。测量误差可以分为三大类:随机误差、粗大误差、系统误差。
1、随机误差。在相同条件下, 测量同一量时误差的大小和方向都是变化的, 而且没有变化的规律, 这种误差就是随机误差。引起随机误差的原因有量具或者量仪各部分的间隙和变形, 测量力的变化, 目测或者估计的判断误差。消除的方法主要是从误差根源予以消除(减小温度波动、控制测量力等) , 还可以按照正态分布概率估算随机误差的大小。
2、粗大误差。粗大误差是明显歪曲测量结果的误差。造成这种误差的原因是测量时精力不集中、疏忽大意, 比如测量人员疏忽造成的读数误差、记录误差、计算误差,以及其他外界的不正常的干扰因素。含有粗大误差的测量值叫做坏值, 应该剔除不用。
3、系统误差。在相同条件下, 重复测量同一量时误差的大小和方向保持不变, 或者测量时条件改变, 误差按照一定的规律变化, 这种误差为系统误差。引起系统误差的原因有量具或者量仪的刻度不准确, 校正量具或者量仪的校正工具有误差, 精密测量时环境的温度没有在20度(摄氏温度)。消除系统误差方法有, 测量前必须对所有计量器具进行检定, 应当对照规程进行修正消除误差。另外, 保证刻度对准零位, 必须测量前, 仔细检查计量器具, 保证足够的准确性。
1.1课程教学体系现状
《机械设计基础》课程开设在大学农牧学院的能源与动力工程专业,共有三个模块,分别为理论教学模块60学时、实验教学模块4学时以及课程设计1周。
1.2教学体系中存在的问题
课堂教学模式陈旧,重讲轻练。课堂教学中,教师常过分强调知识的全面性,造成课堂教授内容过多,与学生互动较少,同时没有给学生留下足够“学”的时间。例如在讲平面四杆机构设计时,课堂时间大部分在讲授其设计基本思路与方法,很少讲习题,更没有时间让学生练习,严重阻碍知识体系的掌握。实验教学条件和内容不完善,学生缺乏参与感。受实验教学条件的限制,现有实验教学内容仅包括机械原理认识实验与机械零件认识实验,均为参观性实验。学生在实验过程中只能对常用机械零件产生感性认识,而没有实际动手操作,致使参与感严重缺失。课程设计时间短,题目单一,且与实际脱节。课程设计的时间为一周,只能做一个题目,即二级变速器的设计。在这一周的时间内,需对设计的各环节进行分析、计算、选型和作图等,时间非常仓促,学生非常吃力。加之设计题目与实际脱节,学生对设计内容不感兴趣,阻碍了学生设计能力的提高。课程考核方式单一,偏重于理论知识的考核,实验等实践内容几乎不在考核之列,造成学生对实验课程和课程设计不重视,专心于理论知识的学习,不利于学生机械设计综合设计能力的提高。
2教学体系改革措施
课堂教学、课程设计、实验教学是机械设计课程整个教学体系中不可忽略的三个重要环节,本课程的教学改革也应从这三个环节入手。课堂教学应提高教学效率,课程设计应提高学生的工程设计能力,实验教学应以培养学生的动手能力和创新能力为目的。同时理顺课堂教学、课程设计与实验教学之间的关系,建立多元化的教学体系。
2.1改革课堂教学方法,整合教学内容,提高教学效率
针对教学模式陈旧、重讲轻练的现状,课堂教学应遵循精讲多练的原则。在理论授课时精讲基本概念、基本理论和基本方法,使知识易于理解、掌握和记忆。同时给学生留出一定的思维空间,避免满堂灌和填压式的教学方法。同时课堂教学应多采用现代教学手段,例如对于一些较为复杂的空间模型和机械运动规律的讲授,应采用幻灯片、动画或录像等方式,更有利于对常用机械零件的结构和特点的认识和掌握。在课程教学体系改革的大背景下,课程教学内容需要整合,应以机械零件设计为主线,以基础理论侧重实用为原则。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型建立机械运动简图,因此应把结构分析,机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号,机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机构原理部分的内容,过去主要是采用讲授图解法。随着计算机辅助机械设计的应用与推广,其教学内容应该以讲授解析法为主,并增加计算机辅助机械设计的内容,向学生简单介绍AutoCAD的操作知识以进行机械设计,课后要求学生利用计算机完成简单机构的设计任务。对于机械传动和零件设计,应尽量减少理论计算公式的推导,增加零件细部结构的设计介绍和常用设计参数的选取原则的介绍,并加强对机械组合的介绍,比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。多向学生介绍机械方面的新发展、新思路,以开阔学生的眼界。此外,参考教材的选用应着眼应用性和先进性。将版本较老、内容较难的教材改为内容较为简单、学生感兴趣、应用型强的教材。
2.2完善实验条件,注重实验教学,重点培养学生的动手和创新能力
针对学生对本课程的学习积极性很高,但学习很吃力的现状,分析其原因,主要是因为学生对理论推导的课程内容有所排斥。但学生对事物的感性认识能力较强,且比较爱动手操作。应对实验条件和实验教学内容做出调整。例如建设机械设计综合实验室,购买机械设计课程相关教学仪器设备,用于满足教学实验条件,并在维持总学时(64学时)不变的情况下,大幅加大实验学时所占的比例。其中,理论学时由60学时压缩至36学时,实验学时由4学时增加至28学时。为增加学生对机械机构的操作能力和创新能力,实验教学在课程教学中所占的比例大幅增加,实验教学内容也有了相应的调整,包括认识实验、操作实验和创新实验。其中,认识实验主要是参观机构工作原理,4个实验共8学时;操作实验主要是常用机械模型的制作,3个实验共14学时;创新实验主要是根据学生的兴趣进行机械模型创新设计,1个实验共6学时。
2.3健全课程设计内容,全面提高学生机械设计能力
机械设计课程设计是提高学生机械零件设计能力的一个重要环节。课程设计给定的时间短,涉及知识面广,完成的内容多,计算量大,绘图工作繁重,有时一个普通的传动方案就需要几个小时甚至几天的时间。鉴于该现状,应使课程设计的题目多样化,并给出设计功能要求,让学生根据自己的兴趣选题并拟定结构方案,指导教师给出合理建议,并尽量借助于现代设计手段、设计方法指导学生完成课程设计任务。在课程设计过程中,要求学生在手工计算的基础上,完成装配草图设计,并运用CAD软件完成装配工作图和零件工作图的绘制。这样不仅能使学生在学习期间接触和掌握计算机辅助绘图技巧,又可以加深学生对行业标准和设计规范的理解掌握,全面提高学生的机械设计能力,为其今后从事设计工作打下良好基础。
2.4考核形式多样化,全面考察学生的学习成果
传统的机械设计课程的课堂教学多,考核多以闭卷考试为主,因而导致学生对实验、设计不感兴趣,偏重于书本知识的掌握,形成了“高分低能”的不良现象。而社会的发展要求学生具有理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,因此,课程的考核形式应多样化,以全面考察学生的学习成果为目的,不能单纯以书面考试为主。按照这一思路,课程的考核形式也应作出相应的调整。例如新制定的考试方案中,闭卷(或开卷)考试占30%,实验完成情况占30%,课程小论文占20%,平时表现占20%。其中,闭卷(或开卷)考试内容为课堂教学的重点及难点;实验成绩包括实验模型制作水平、实验积极性及实验团队合作情况;学生可自行拟定课程小论文题目及内容,但论文中必须能反应学生对本课程结构体系的认识及学习感受(需对课程教学提出合理建议或意见)或对课程某一典型章节(典型机械结构)的深入理解;平时表现包括课堂教学及实验教学出勤率、学习积极性及作业完成情况。
3结论
3.1《机械设计基础》课程教学体系的改革应从课堂教学、课程设计和实验教学三个环节着手,应理顺课堂教学、课程设计和实验教学之间的关系,建立多元化且结构合理的教学体系。
机电专业应用数学项目化教学设计一、课程定位
“机电专业应用数学”是机电工程专业一门必修课程,其先修课程是初等数学,后续课程为:机械零件数控加工、机电设备维修技术、机械设计基础、工程力学、数控编程及操作等专业课程。这些专业课程根据岗位不同,主要分研发岗位课程、生产岗位课程,学习期间学生还要参加各类技能比赛、考取技能证书,毕业前要进行顶岗实习、撰写毕业论文或毕业设计。学生通过对数学基本知识的学习,不仅可以提高其逻辑思维能力、判断能力,还可以为专业课程的学习提供数学支持,为专业问题的解决提供思想方法,所以本课程定位是:为专业课程的学习服务,为工作岗位的需求服务,为学生的可持续发展服务。
二、机电类专业毕业生岗位及能力分析
机电类专业毕业的常见就业岗位是:机械(模具)设计、制造、安装、检测、维护及调试,技术改造,产品开发与营销等。
机电类专业毕业生需要具备的与数学有关的岗位能力有:能够正确选择加工工具与设备(机),能够灵活操作数控机床进行零件加工(机),能够正确选择、组装、检修设备的元器件(电),能够对产品的质量进行检验,能够对设备状态进行正确判断(综合),企业决策与管理能力(综合)。
机电类专业课程中与数学相关的能力有:刀具角度、零件尺寸的计算能力、数控机床加工零件时的参数计算能力,会计算机床电流向量,会对零件各类数据进行分析等。
三、设计思路
“机电专业应用数学”课程设计,就是通过以上分析,提炼出机电类专业学生需要具备的数学能力,以及支撑这类数学能力所需的数学知识,将机电专业应用数学教学内容按项目进行划分。采用以实际问题解决为导向的项目教学法,辅以案例、任务驱动和问题导向教学法,教学环节采用项目式情境引入――数学新知学习――项目解决导出。整个教学遵从数学课程的基础性、针对性、现代化、互动性和层次性原则。
四、教学目标
(一)通识能力目标
1.具有概念互译能力,能够将机电类概念与数学概念对接;2.具有问题转化能力,会将机电类问题转换成数学问题;3.具有运算能力,能计算出数学模型的解;4.具有回归能力,会将数学解回归成实际问题的解决办法;5.具有迁移能力,会将一个实际问题的解决方案迁移成其它问题的解决方案。
(二)专项能力目标
会利用各类方程对凸轮、齿轮、连杆等机械构件运动轨迹进行描述、分析与计算,会利用微积分对电路、电机的电流、电压等的变化进行定量分析与计算,会利用微积分计算工程机械中受弯构件的刚度、强度,会利用微积分对机械元件进行设计和性能校核,会用解析几何知识对数控编程中的基点与节点进行选取与计算,会利用数理统计知识对加工零件的质量、误差做数据分析。
(三)知识能力目标
掌握函数、三角函数、参数方程、极坐标基本知识,充分理解极限、连续、导数、微分、积分概念,熟练进行极限、导数、微积分基本运算,理解常微分方程的概念及求解方法,掌握空间直角坐标系、向量、空间平面、直线、概率论与数理统计基本知识。
(四)素质教育目标
通过本课程学习,树立学生吃苦耐劳的实干精神,形成敢于创新的职业习惯,养成细致、严谨的工作作风,具有较强的团队协作能力。
五、教学内容
整个教学内容以数学知识体系为主线,以岗位与专业课程需求的教学项目为引领,构建项目化教学内容。“机电专业应用数学”分为四个教学项目,分别是:项目一:机械构件运动轨迹的描述、测量与计算。项目二:机电工程中受弯构件的变形计算,机械元件的设计计算、性能校核和优化设计。项目三:机械零件的绘制、测量及加工计算。项目四:零件测量精度分析。
四个教学项目对应四个教学模块,分别是:初等数学(函数、参数方程、极坐标)、微积分学(极限与连续、导数与微分、不定积分、定积分及其应用、常微分方程)、空间解析几何和空间角度的计算、概率论与数理统计(随机事件及概率计算、随机变量、随机变量的数字特征)。
六、情景设计
在项目四(零件测量精度分析)中采用的情境是:要对一批零件的加工精度进行统计分析,通常首先对每个零件的尺寸进行测量并记录,然后将尺寸划分成数个等长度的区间段,统计各个区间段内的零件数目,最后在平面直角坐标系里,以每个区间的中点为横坐标,以该区间内的零件数占总零件数的百分比为纵坐标,画出若干个离散点,将这些离散点用光滑曲线连起来,就得到了零件尺寸的正态分布图。由此情境进入概率论与数理统计知识的学习。
七、首末次课设计
(一)第一次课设计
环节一:畅所欲言
学生自由发言,介绍对机电类专业的认识、对本门课程的认识、希望从本课程的学习中获得什么等。
环节二:项目展示
展示机电专业中需要的数学知识,明确学习数学的目的。
环节三:课程要求
教师介绍本课程的特点、学习方式、学习要求,考核标准。
环节四:分组交流学生分组交流自己的学习计划和目标。
(二)最后一次课设计
环节一:谈谈收获
每个学生谈谈本课程的学习收获,老师补充,进行课程总结。
环节二:秀秀实力,分组进行
1.计算交流电路中电阻元件从电源吸收的平均功率
2.用微分方程知识分析机械运动中的阻尼现象及特点。
环节三:评评成果
各小组之间开展互评打分,教师参与评价并进行评分。
八、考核方式
1.学习态度考核:10%。学习态度包括课前预习、课堂纪律、课堂参与度、作业完成情况;
2.完成项目情况考核:30%。包括完成项目过程中表现出的数学互译能力、模型构建能力、计算能力、创新能力、应用数学知识解决问题的能力。
3.期末考试考核:60%。期末进行闭卷考试,考查一学期所学基本数学知识及运用知识解决问题的能力。
九、设计效果
通过项目化课程设计,学生学习目的明确,学习态度由被动变主动,由消极变积极,学习热情大大提高,解决问题的能力显著提升。授课内容由原来的单纯数学知识变为与专业有机结合的数学知识,因此知识结构由一元变多元,由枯燥变丰富,又因为增加了相应专业课知识,课程改革后对数学老师提出了更高的要求,由单一变综合,由闭塞到开放;要从过去以纸上推演、证明为主的数学操作,转变为以专业软件为主进行运算的数学操作。不仅要熟谙数学知识,还要了解机电行业专业知识;不仅要会解决数学问题,还要会发现数学问题。
关键词:成果为本 学习任务 “学、做”一体化的教学方法
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(c)-0183-01
1 成果为本教学理念简介
成果为本的教学理念(outcome-based education,简称OBE)是20世纪90年代开始兴起的一种教育模式,代表人物是斯派蒂(B.Spady),他提出:“基于结果的教育明确地意味着关注和组织教育系统中的每件事物,围绕着一个根本的目标让所有的学生在完成他们的学习经历后都能获得成功,这意味着首先要对教育结果有一个清晰的了解,然后据此组织课程、指导课程及评估以保证这一学习成果最终能发生。”该教育理念最早在美国、英国、澳大利亚、新西兰等地实施并取得了较好的反馈。近年来香港教育资助委员会也在香港的高等院校改革中逐步推行了这种教学理念,其中香港理工大学早在2004年初已开始将成果为本教学纳入该校的课程中,在教学及评估方面取得了显著的成绩。
成果为本教学的四大基本元素分别是确定理想的学习成果、设计配合学习成果的课程教学及评核、搜集成果达标的数据、利用成果评估数据改善课程,成果为本教学的的两个重点为教学质量的提高与教学质量的保证。该理念侧重于教学成果多于教学内容,在订立课程目标、教学方法设计、课程考核方式等每一个环节中都以教学成果为重心。
2 成果为本教学理念在零件数控加工与工艺课程中的应用
零件数控加工与工艺课程是机械制造与自动化专业与数控技术专业的一门核心课课程将数控机床、数控加工工艺和数控编程等知识通过具体学习任务有机的结合起来,主要培养学生数控加工机床操作能力和机械零件数控加工工艺方案制定的能力,这也是本专业学生在工作岗位上需要的核心能力,对应工作岗位主要为数控设备的操作人员、数控工艺及程序员。
(1)首先要设计课程的学习目标或成果。学习成果包括学生通过教学过程所应该知道理解的(know/understand);学生应该能做的(able to do);学生应该具备的[素质](be like),实际上就是我们常说的知识、技能和素质(思想),成果应与就业岗位相适应基于数控设备的操作人员、数控工艺及程序员岗位工作任务的分析,可以初步将课程目标描述为以下几点:使学生掌握数控削加工方法,了解金属材料的切削加工性能,熟悉机械零件数控加工设备的操作规程和操作方法,掌握数控刀具的选择方法,掌握零件的数控车削和数控铣削加工方法与程序编制,熟悉常用测量工具的使用方法,了解数控机床的基本结构组成,培养学生安全操作数控机床、维护保养数控机床的职业素质,团队协同工作的职业精神,一丝不苟的职业品格。
基于上述要求把加工轴套配合类零件当作数控车削加工的最终成果,成果特点对学生的要求:像真正的数控操作员一样 加工出该配合类零件。满足了职业性的要求(态度);零件待加工表面:内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹面、球面、端面、倒角……加工表面丰富,满足了知识的要求;零件的加工要求:尺寸精度、配合精度、表面粗糙度……加工要求高,加工难度大,满足了技能的要求。可是该成果真想加工起来难度还是很大的,别说刚开始上专业课的学生,就是工厂的师傅也需要仔细阅读零件图、认真进行工艺分析,所以这是数控车削部分的最终成果,想要获得这个成果或者说想要会加工这组零件,需要先会加工其余四组零件,分别是带外圆柱面与圆锥面的零件(阶梯轴);带圆弧面的轴类零件;带螺纹的零件;孔类零件。而想要加工以上四组零件,则需要先会操作数控车床,所以数控车削部分就设计6个成果,成果排序是基础到高端、由简单到复杂,成果设计时遵循了适用性、实用性、代表性、趣味性的原则。
设计教学成果应注意:学习成果的表述往往是知识和能力的结合,知识为基本,为能力服务,不能单独停留到知识上,做到这点才能获得成果为本的精髓;成果并不是学习目标简单的罗列,成果应有具体的形式;成果应与就业岗位相适应。
(2)其次要设计配合学习成果的课程、教学及评核,通过配合来保证达到成果。设计主要的学习与教学活动,包括利用哪些资源、通过哪些活动来实现预期的教学成果,并且要对每项课程活动进行简要的解释,再次要针对每项教学成果设计匹配的评估方式,比如测验、论文、案例报告、考试等,以保证每项预期的教学成果能够获得标准的评估,由此可见成果为本的教学理念实现了教与学的统一、教学目标与教学过程的统一、教学目标与教学效果评估考核的统一,这三个统一使得该理念主导下的教学方法比传统的教学方法在教学目标设置、教学活动设计和教学质量评估方面的信息更透明、更公平合理,也更容易被学生所接受。教师在教学中的随意性、课程考核评价的主观性也会随之下降。
(3)最后搜集及运用学习成果评估数据以改善课程。
无论是哪一种教学方法,我们运用的目的都是与预期的成果配合,或者说从而达到预期成果,这个先后顺序是不可以变更的都应该是设计教学成果,而后做的一切工作都是为了实现成果。所以说在成果教学法中,确定理想的教学成果是最重要的内容是最先开始的工作,我们在完成一个学习任务后,要及时评核学习成果,并整理保存数据,在进行完一个工作循环后,根据我们搜集整理出来的学习成果评估数据用以改善我们的课程,需要什么改善方案以提升课程的效果?如何推行?学生能够达到课程中哪些学习成果?哪些需要改善?这些都是一轮教学任务完成后我们应该的思考。
参考文献