《数控加工技术基础》

《数控加工技术基础》（共12篇）

《数控加工技术基础》 篇1

近日, 大连光洋科技工程有限公司在工控和数控领域取得的四项新技术和新产品通过了由大连市科技局和大连市经委联合组织的专家鉴定。专家认为, 四项新产品达到国际先进水平, 其中基于Windows的实时技术等三项技术攻破了高档数控系统基础技术的堡垒。

通用可编程工业自动化控制器打破了国外垄断, 可广泛用于船舶、印刷、纺织、机械制造、化工等行业。基于Windows的实时技术使我国工业控制使用Windows系统成为可能。由于Windows自身的执行速度不能与工业生产相匹配, 还需要有相应的实时系统。光洋实时技术将Windows的执行频度由每秒100次提高至数万次, 主要指标部分达到或超过国外同类产品水平。

高温场多通道无线温度采集仪可用于高档数控机床的温度形变补偿, 提高加工精度;也可广泛用于电子、石化、冶金、船舶及食品加工等行业。它能在300℃以下环境工作, 对运动中物体进行温度采集。精密细分器技术是高精度测量与运动控制的关键技术, 其分辨率越高, 越能够实现更加精确的运动。在直线位置传感领域, 国际先进水平已经向纳米级测量接近;在角度方面, 国际先进水平分辨率已达0.000 3角秒。我国在这方面与国际水平还有较大差距, 由于这项技术的军民两用特征, 国外500倍以上细分器相关产品对我国实行技术封锁。光洋这项技术将数控系统的实际控制分辨率提升4 096倍, 实现了0.002 4角秒的角度分辨率。将为我国以精密磨床为代表的高精度数控机床控制实现纳米级运动控制提供基本的技术保障。

(摘编自《中国工业报》)

《数控加工技术基础》 篇2

①健全维修机构

机动部门设数控设备维修室，承担全厂数控设备的管理和维修工作。他们是由具有丰富经验的老技师和具有很强专业化知识、责任心并有一定实际工作能力的机械、电气工程师组成。设备使用单位设数控设备维修员，专门负责本单位数控设备日常维护工作。

②制定和健全规章制度

针对数控机床的特点，逐步制定相应的管理制度，例如 数控设备管理制度、数控设备的安全操作规程、数控设备的操作使用规程、数控设 备的维修制度、数控设备的技术管理办法、数控设备的维修保养规程、数控设备的 电器、机械维修技术人员的职责范围、数控设备电气和机械维修工人的职责范围等， 这样使设备管理更加规范化和系统化。

③建立完善的维修档案

建立数控设备维护档案及交接班记录，将数控设备的运 行情况及故障情况详细记录，特别是对设备发生故障的时间、部位、原因、解决方 法和解决过程予以详细的记录和存档，以便在今后的操作、维修工作中参考、借 鉴，

④建立基础管理信息库

建立数控设备信息库，详细描述数控设备基本特征，提 供设备能力的基础数据，以作为今后数控设备的管理、应用、产品加工、设备调整 和维修的参考依据。

⑤加强数控设备的验收

《数控加工技术基础》 篇3

关键词：高职；高分子材料化学基础；内容；改革

《高分子材料化学基础》是高分子材料加工技术专业一门必修的专业基础课，是以高中（包括中专、技校、职高）化学基础为起点，以高分子化学知识为核心内容，融入高分子化学所必要的无机化学、有机化学、物理化学知识，构建本专业基本的化学知识体系，培养本专业所需化学实验操作基本技能，为学习后续的《塑料材料》、《高分子材料成型加工基础》、《塑料测试技术》、《塑料混配技术》、《塑料成型技术》等课程打基础。显然该课程是高分子材料加工技术重要的专业基础课。但从目前该课程的内容体系来看，学科体系明显，内容体系仍是无机化学、有机化学、物理化学及高分子化学知识体系的机械组合，其结果是课程内容多而杂，理论深而涩，给该课程的教学带来困难而且教学效果欠佳，可以认为目前该课程体系无法适应高职教育的要求，所以很有必要对该门课程的内容进行改革。

一、课程教学内容改革的依据

本门课程教学内容改革的依据主要考虑如下三点：第一是考虑高分子材料加工技术毕业生主要就业岗位对化学知识、技能及态度的需要，保证毕业生在就业岗位上具有够用的化学基础知识与从事化学实验室工作的技能；第二是考虑毕业生职业生涯发展的需要，要让学生掌握能够支持其进一步提高其专业水平所需的化学知识，为他们的职业发展提供后劲；第三是考虑目前高职生源的高中化学知识的掌握程度以及学习能力的实际情况。

为了掌握高分子材料加工技术专业毕业生的主要就业岗位对化学基础知识、技能及态度的要求，我们对湖南塑料行业校企联盟企业进行了走访调查，调查的主要企业有湖南路路通塑业有限公司、湖南神塑科技有限公司、南车集团时代工程塑料有限公司、湖南科天新材料有限公司、湖南省塑料研究所、湖南益达塑业有限公司、株洲三鑫塑胶科技有限公司、株洲创业塑料有限公司，另外还对25家塑料加工企业通过电子邮件发送调查表进行了调查，28家外省企业进行了电话访问调查，调查塑料加工企业达到61家。调查结果表明我校高分子材料加工技术专业毕业生就业主要有四大技术工作岗位，分别是塑料挤出技术员岗位、塑料注射技术员岗位、塑料配方技术员岗位、塑料测试技术员岗位。我们根据这四个主要技术岗位所需要的化学基础知识进行了问卷调查，发出问卷调查表207份，回收调查表198份。《高分子材料化学基础》教学内容需求调查表如表1所示。

从调查表中我们可以看出，《高分子材料化学基础》七个单元的内容对我校毕业生主要就业岗位都是需要的，其中以塑料配方技术员对《高分子材料化学基础》知识要求最高，统计需要数据达到1247次，其它三个就业的主要岗位对《高分子材料化学基础》内容要求相关不大，均超过了1100次，就业的其它岗位对本门课程的要求相对不高，只有934次。由此我们可以得出，《高分子材料化学基础》对本专业主要就业技术岗位来说非常重要，但对在其它岗位上就业的毕业生重要性相对降低。就各单元来说，以“碳链高聚物及其单体”单元最为重要，调查表中统计次数达964次，调查企业对象认为最不重要的内容是“高聚物合成”单元，只有573次，其次不重要的是“高聚物化学反应”单元，为707次，其它单元的统计次数多在800次左右，这几个单元的内容是可以认为是很重要的。

通过本次调查，我们知道了《高分子材料化学基础》哪些内容对毕业生就业岗位是最重要及很重要的，哪些内容相对不重要，为我们对《高分子材料化学基础》课程教学内容的选取找到了可靠的依据。

对于教学内容的选取我们也不能完全采取实用主义的办法，也就是说不是采用学生在企业的就业岗位用到那些知识我们就教授那些知识，高等职业教育属于国民教育序列中的高等教育，还需要考虑学生职业生涯的发展，也就是说为学生提供能够支撑其后续发展所必需的化学基础知识。采取的措施是在学生高中化学知识的基础上，将高等教育层次的化学基本的原理、理论融入各教学单元中，提高学生化学基本知识与技能，达到高分子材料加工技术专业大专层次所必需的化学基础。

同时我们还要考虑目前高职生源的实际情况，目前高职生源一般来说对高中化学课程掌握的情况不理想，学习能力也有待提高，所以我们选取《高分子材料化学基础》内容时也不能脱离生源基础的实际情况，没有必要将过深的化学理论纳入教学内容，不然学生无法掌握教学内容，反而造成不利于提高教学质量的影响，如结构化学的内容、化学反应机理的动力学分析等内容不必作为《高分子材料化学基础》的内容，以往的教学实践也证明过深的教学内容对学生学习本门课程是不利的。容易造成学生失去学习的信心与兴趣，从而从整体上影响课程教学效果。

二、教学内容的整合

如前所述，目前《高分子材料化学基础》的内容体系是无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学等多门化学课的机械组合，每门课的教学课时在以往的教学中都在100个学时以上，即总课时在400学时以上，要在96学时的《高分子材料化学基础》这门课教授完原来400学时以上的内容，显然不对教学内容进行整合是不可能教授完相关内容，所以必须对高分子材料加工技术专业化学基础的教学内容进行整合，整合的依据就有前面所述的三个考虑。在课程内容的整合过程中，必须防止以前出现的几大化学内容简单的机械的组合，为此要正确把握好这几门化学基础课中相关内容的整合和优化，按照高分子材料加工技术专业人才培养目标对知识、技能及态度的要求，科学地进行“综合”，严格地把握好对相关课程内容“取”与“舍”的尺度。课程内容整合是为了改变以往按单一学科系统分别设置课程，各课程自成一体，缺乏联系，重理论而轻实践的现象和课程与课程间的内容重复，为此我们重新设计了《高分子材料化学基础》的内容结构体系，课程内容体系如表3所示。

从《高分子材料化学基础》教学内容新体系可以看出，新的内容体系打破了原来的几大化学课程内容机械组合的学科体系，考虑课程的职业性，是根据本专业毕业生就业岗位对本门课程知识、技能及态度的需要来设计内容，没有学科体系的影响。将无机化学、有机化学、物理化学、高分子化学这四门课的内容根据职业岗位的需要进行了取舍，整合为一门课程，即《高分子材料化学基础》。需要调整课程结构，重新优化课程内容，处理好相关内容的衔接。高分子材料化学基础以高分子材料为主线，无机化学部分容入各教学单元中，有机化学与高分子化学知识密切结合，物理化学内容也容入相关教学单元，舍去过深理论性教学内容，教学内容结合实际，提高学生学习本门课程的兴趣，从而提高教学效果。课后最后一个单元是综合训练，教学内容有高分子溶液的配制、常用高分子材料的鉴别及聚乙烯醇涂料的制备实验等，这些教学内容结合生产及生活实际，很好地实现了课程教学目标，教学实践证明，学生在学习这些内容时兴趣昂然，取得了较好的教学效果。

三、课程整合注意问题及效果

高职课程教学内容的整合是高职教育教学的热点与难点之一，《高分子材料化学基础》教学内容的改革在我校是近二年来的事情，仍有些问题在探索之中，如课程内容教学改革后教学方法、教学手段的配套改革，专业教学条件的改善问题等都得同时进行才会有较好的效果，现学校正在推广项目化课程改造，如何将该课程进行项目化改造也还有些问题，在探索之中由于本门课仍是本专业的专业基础课，教学内容与后续课程有较大的关联性，如何为后续课如《塑料材料》、《塑料测试技术》等课服务，如何使教学内容与塑料成型加工的实际更紧密的结合，这些问题都还有待于课程组的各位老师的努力，用教学实践过程来解决存在的问题。再有是课程如何在促进学生全面发展的基础上注重学生思维整体的构建，动手能力的提高、职业习惯的养成及职业能力的提高仍需进行研究。

总之，回顾近二年来的《高分子材料化学基础》课程教学内容的改革，教师的教学理念有了新的变化，明确了学生的知识是学生自己学习得到的，技能也是自己亲自训练才能获得，学生是学习的主体，由此我们不再在课堂上满堂灌了，老师在课堂上起主导作用，组织、引导、指导、示范才是老师在课堂上的工作。我们更注重知识的实际应用，注重实践技能的培养，注重学生综合能力的培养。教学实践证明我们的做法起到了提高课程教学效果与质量的作用，高分子材料加工技术专业《高分子材料化学基础》课程教学内容改革获得了成功。

《数控加工技术基础》 篇4

随着区域性产业技术创新蓬勃发展, 通过借鉴先进国家和地区产业技术创新经验, 我国各省市分别建立了服务于本区域的产业技术研究院。例如, 自2010年至2012之间, 江苏省内就成立了扬州数控机床研究院等九家省级产业技术研究院。[1]吴金希通过对世界上绩效显著的产业技术研究的共性分析和我国目前建设现状, 指出:“需要加强理论的研究, 为工研院的建设实践提供理论。”[2]目前普遍认为:“产业共性技术理论是产业技术研究院构建的理论基础。”[3、4]其观点是, 产业共性技术的基础性、投资风险性等, 这些就需要政府、科研机构和大学以及相关企业的共同参与[5、6], 那么, 产业共性技术的基础性和风险性就是众多不同社会功能的机构共同参与的唯一原因吗?若要回答该问题, 还需要开展更深层次的理论基础研究。由此, 本文以扬州数控机床研究院为例, 对产业技术研究院构建的理论基础开展研究。

1 产业技术研究院构建原则

我国第一部系统研究产业技术研究院建设的学术专著《产业技术研究院的理论与实践研究》将产业技术研究院定义为“以产业共性技术和关键技术为研究对象, 以推进先进技术的产业化和提升产业结构层级为目标的研发机构。它是共性技术研发机构的一种有效形态。”[7]季松磊等人从组织模式角度, 将产业技术研究院定义为“产业技术研究院模式是产学研合作研发实体模式的发展, 它是以市场为导向, 产业化为目标, 致力于面向产业链的应用科技的研究开发, 推动产业升级, 引领新兴产业发展的产学研合作科研研发机构。”[8]由此可见, 产业技术研究院构建原则是以产学研紧密结合为基础, 整合区域科技资源, 致力于共性技术、关键性技术和前瞻性技术的引进吸收和研究开发, 促使成果的转移和产业化, 并创造经济价值。

2 理论基础

产业技术研究院的内涵和构建原则要求政府、科研机构、大学及企业作为组成要素参与合作、最大化利用科技资源, 开展技术创新活动。为了进一步说明产业技术研究院构建的理论基础, 除了产业共性技术理论之外, 也应从技术创新理论中寻找其理论基础, 即阐明为什么需要这些功能不同的“机构共同参与”和这些“机构共同参与”起到什么样的效果。

2.1 三螺旋理论

受生物学上DNA的双螺旋分子结构特征和分子生物学、结晶学中的三螺旋模式的启示, Leydesdorff[9]和Etzkowitz[10]分别引进了三螺旋模型来分析大学—产业—政府之间的动力学机制。所谓三螺旋是一种新的创新模式, 强调大学—产业—政府三方在创新过程中的密切合作、相互作用, 每个机构都能够扮演其他两者的角色。

周春彦等人通过对国内外三螺旋理论研究的理论回顾, 指出:“三螺旋模型在产学研合作方面的研究已经取得了很大的进展, 但在具体的有效合作机制等方面仍需深入研究。”[11]同样, 蔡翔等人也是通过三螺旋理论研究回顾, 并指出:“三螺旋理论如何“借用”分子生物学中DNA螺旋结构理论中的知识来揭示大学—产业—政府之间的效应机制?”[12]如此可见, 尽管三螺旋理论广泛被用于产学研合作关系分析中, 但它也只是给出了在知识经济社会, 开展技术创新活动中, 多种社会相关要素参与的必要性和重要性。但缺乏形成政产学研组成技术创新体系的效应的分析。

2.2 协同学理论

协同学理论是德国物理学家哈肯在研究激光理论的基础上, 于20世纪70年代初提出, 1977年正式问世的[13]。协同学自创立以来, 在自然科学、社会科学等多个领域的应用都取得了显著的效果。协同学是一门研究关于系统内诸子系统相互合作, 相互作用规律的科学, 协同学理论从统一的观点处理一个系统的各部分之间的关系, 协同学处理问题的方法是一种综合的方法, 协同学注意从总体上把握对象, 即着重研究各部分之间是如何以协同一致的动作来产生整体结构。协同学的含义有两个:第一, 协同学是一门关于系统内诸子系统相互合作, 相互作用的规律的科学, 它从统一的观点处理一个系统的各部分之间的关系, 导致宏观水平上的结构和功能的协作。第二, 协同学是多门学科相互协同和联系的科学, 鼓励不同学科之间的协作。所谓“协同”指的是复杂系统中各组成要素之间, 各子系统之间在操作运行过程中的合作、协同、同步。在宏观上这一概念表现为整个系统的有序化。

哈肯认为:“协同学在经济学上应用时, 经济系统也是一个很复杂的系统, 其中有很多相互作用着的子系统。这些子系统是人, 由于这些人经济才能发展, 这些子系统集合起来就构成了工厂、交通系统或通信系统等等各种各样的社会系统。通常所采用的不是定量的描述方法, 它属于控制论的范围。”[14]

协同学理论在技术创新体系中的应用, 形成了技术协同创新体系, 重点强调构成技术协同创新体系中各要素相互合作所产生的协同效应, 即各要素不是简单的机械混合, 而是通过相互协作, 形成一个有机融合的系统。其产生的效应也就是协同学的著名协同效应公式“1+1>2”[15]。

为此, 三螺旋理论和协同学理论为产业技术研究院构建提供了技术创新方面的理论基础。三螺旋理论说明了作为区域技术创新的载体产业技术研究院必须由政府、科研机构、大学以及企业要素组成;协同学理论进一步证明了产业技术研究院作为产学研合作的高级模式, 其必要性是产生了传统产学研合作所没有的“1+1>2”合作效应。

3 扬州市数控机床研究院的启示

回顾扬州数控机床研究院构建过程与目前产生的效果, 对产业技术研究院构建的理论基础在具体实践中的应用给予了实证启示。

3.1 研究院成立前

位于扬州市邗江区的数控金属板材加工装备产业是扬州市产业支柱之一, 形成了以主机为龙头企业的200余家组成的产业集群, 涵盖折、剪、冲、压、割几大类及其辅助、周边设备。数控金属板材加工装备等企业。各企业为了增强市场竞争能力, 提高产品科技含量, 各企业分别与济南铸造锻压研究所、中科院沈阳自动化研究所、东南大学、南京理工大学、江苏大学、南京航空航天大学、扬州大学等众多国内知名科研院所、大学建立项目合作模式的产学研合作关系。

3.2 研究院成立至今

为了进一步增强扬州市数控金属板材加工装备产业在国内的竞争能力, 扬州市政府通过对企业技术创新调研, 发现企业与大学、科研机构合作积极性高, 但其目的就是解决自身的专有技术, 而对数控金属板材加工装备产业共性技术创新心力不足。在创建国家技术协同创新体系的背景下, 于2010年4月, 市政府以培育数控金属板材加工装备产业共性技术为前提, 成立了市政府提供共性技术创新平台和专用技术企业研发中心相对接的、服务于位于邗江区的数控金属板材加工装备产业集群的扬州数控机床研究院。

自数控机床研究院成立以来, 扬州市数控板材加工装备已占据30%的国内市场份额, 成为了江苏省数控机床产业的主要基地、国家级的数控金属板材加工设备产业基地。被国家科技部火炬中心认定为国家火炬计划邗江数控金属板材加工设备产业基地;江苏省政府在新一轮高新技术产业“双倍增”实施纲要中将邗江数控机床产业列入重点发展的十大高新技术优势产业;2010年年底邗江经济开发区被江苏省科技厅认定为“数控装备科技产业园”。在数控机床研究院带动下, 扬州市数控金属板材加工装备产业共开发新产品523项, 有191项通过科技成果鉴定并达到国际先进或国内领先水平;共承担省级以上各类科技项目92项, 其中国家高档数控机床重大专项5项、国家重点火炬计划4项、江苏省重大科技成果转化项目9项等;建成45个市级工程技术研究中心 (企业技术中心) 、23个省级工程技术研究中心 (企业技术中心) , 8个省级博士后工作站。正如中国科学技术发展战略研究院进行现场实际调研结果描述的:“扬州数控机床研究院建在扬州邢江区国家火炬计划数控金属板材加工设备产业化基地, 数控机床产业基础较好, 拥有一批较大规模生产企业, 吸引了10多家省外高校院所设立分支机构, 创新需求及专业特色十分鲜明。”[1]

综上所述, 三螺旋理论和协同学理论为产业技术研究院构建提供了理论背景基础, 扬州数控机床研究院实践表明:由政府、科研机构、大学以及企业构成的产业技术研究院, 其效果大于原来分立的产学研项目合作模式。

摘要：在分析目前产业技术研究院构建理论基础上, 提出了除产业共性技术理论以外, 三螺旋理论和协同学理论也是产业技术研究院构建的理论基础。前者说明了产业技术研究院应具有的必要构成要素, 后者说明了构建产业技术研究院的必要性。扬州数控机床研究院实践给出了实证。

数控加工基础教案2 篇5

授课章节名称及教学内容：

第一章 数控机床的基础知识

第二节 数控机床的分类与常见数控机床简介

首先回顾上节课内容： 数控与数控机床的概念 数控机床的组成数控机床的工作原理

数控机床的坐标系

一.数控机床的分类 1.按控制的运动方式分

①.点位控制数控机床： 只控制从一点到另一点的精确定位，而不控制运动轨迹。

数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床。

②.直线控制数控机床：

机床移动部件不仅要实现从一个位置到另一个位置的精确定位，而且要控制工作台以给定的速度，沿平行于坐标轴方向进行直线切削运动。

③.轮廓控制的数控机床： 对两个或两个以上坐标轴同时进行控制。不仅要控制机床移动部件的起点和终点，而且要控制加工过程中每一点的速度、方向和位移量。

大多数数控机床都有轮廓控制功能，如数控车床、数控铣床、加工中心等。2.按伺服系统的特点分类

①.开环控制数控机床： 控制系统没有反馈装置，执行机构通常采用步进电机。

控制精度取决于步进电机和传动链本身。

②.闭环控制数控机床： 机床移动部件上安装有直线位移检测装置，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用比较的差值对机床进行控制。

精密.大型数控机床一般采用闭环控制。

③.半闭环控制数控机床：在伺服电机的轴或数控机床的传动丝杠上安装有角度检测装置（如光电编码器），然后反馈到数控装置，与输入指令值进行比较，用差值对机床进行控制。

反馈环内没有包含传动丝杠，传动误差照样会影响工作台的位移精度。

普通数控机床一般用半闭环控制。3.按数控机床的系统分类

①.低档数控机床： 又称为经济型数控机床，采用开环步进电机驱动，数码管或CRT显示。

②.中档数控机床：CRT显示比较齐全，人机对话功能，自诊断功能。

③.除具备中档功能外，还具有三维图形显示。二.常见数控机床 1.数控车床。

两轴联动功能，Z轴与主轴方向平行，X轴是在水平面内与主轴方向垂直。2.数控铣床

适于加工三维复杂曲面，在汽车、航空航天及模具等行业被广泛使用。3.加工中心

加装了刀库和自动换刀系统的数控铣床。4.数控磨床 5.数控钻床

6.数控电火花加工机床： 主要讲原理 7.数控线切割机床

第二节

数控机床的加工特点 一.加工精度高

1.进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差均可由数控装置进行补偿，2.传动系统与机床结构具有很高的刚度及热稳定性。

3.自动加工方式避免了人为因素的干扰，同一批零件的一致性好，产品合格率高，加工质量稳定。二.对加工对象的适应性强

在数控机床上改变加工零件时，只要重新编制加工程序，这就为复杂结构的单件、小批量生产及试制新产品提供了极大的方便。

对普通机床很难加工或根本无法加工的精密复杂零件、数控机床也能实现精密自动加工。三.自动化程度高

操作者劳动强度与紧张程度大大减轻。四.生产效率高

数控机床的主轴转速与进给量的变化范围比普通机床大，结构刚性好。

解释“刚性”的概念

可以进行强力切削。五.良好的经济效益 六.有利于现代化管理 备注：

《数控加工技术基础》 篇6

5家制造企业、6家销售公司外加9个办事处，三菱综合材料构筑了北起大连，南到广州、香港，西连重庆，东接上海的在华生产及销售体制。“在中国机械产业迅速发展的时候，我们也有了推进业务的机会。现在中国正面临着紧迫的环境问题，我们上百年积累下来的处理重金属污泥、工业废水方面的技术，在中国有了新的用武之地。”板羽键接着说。

整理一下日企在中国的变化过程，人们会发现先是家电等消费品进入中国，之后是在中国本地化生产，当这种生产进入到成熟阶段后，为产业提供零部件的企业开始跟进。随着中国工业化进程不断深入，机械产业振兴了起来，加工工具在中国的使用愈发增多，而工业生产中排出的废弃物、家庭中不用的废弃家电也开始多了起来，这让在加工时使用的各种超硬工具、处理污泥等环境问题的技术设备，开始有了更多的需求。这里出现了加工技术、环境技术从日本流向中国的新特点。应该是环境技术将成为今后日本向中国转让的重要技术内容。

板羽键两年来在中国的工作，除了铺设生产及销售网点外，把推进业务的重点，放在了加工工具及环境技术研发上。

机械大国与超硬工具

家电是消费品，在机械产业分类中，则被放入电器、电子中。从产业分类上看，农牧渔业、矿山等自然重要，但在人们日常的经济生活中，产值、重要性最大的便是机械产业了。

任何机械均需要用零部件组装起来。零部件可以用浇铸、喷射成型等方式做出来，但最多的还是用车、刨、铣、钻等最基本的制造方法加工出来。一个国家的工业生产能力有多强，看看其超硬工具的制造水平、使用量，便能大致对其状况有所了解。

板羽键总代表在中国推进的正是加工用超硬工具的销售业务。

在三菱综合材料公司总部，执行董事兼营销部门总负责人荒牧将，对记者说：“2007年，中国在超硬工具的消费上已经与美国基本持平，2009年超过了美国，以后便一发不可收。我们这里的数据是，2011年中国使用的超硬工具占世界总量的22.1%，大大超过了美国的6.7%，第三位是日本（11.0%），第四位为德国（10.4%）。”随着美国等国家工业企业的继续外移，今后中国将长期维持超硬工具使用大国的地位，至少到2018年以前，没有哪个国家能撼动中国第一的位置。至于人们非常看好的印度，2011年在世界上只占有了2.6%的比率，到2018年也基本上维持这个比率，未见有较大的变化。

“为中国的厂家提供质量好、加工精度高的超硬工具，是我的一个非常重要的工作。”在加工部分工作了三十余年的板羽键，自然对该如何向中国用户介绍三菱的产品驾轻就熟。这两年几次去位于天津的天津天菱超硬工具公司视察，多次直接指导他的老部下，现在在那里负责生产、营销的公司高层，目的就是为了推进这方面的业务。

记者也采访了天津工厂，特别去看了在工厂内设置的天津菱云刀具设计公司。说是设计公司，也是一个从事教授超硬工具使用方法的训练基地。来购买三菱超硬工具的企业，可以派人来这里学习具体操作方法。“不仅产品要好，服务上更需高人一筹。”板羽键是这样来做营销的。

“我们在加工方面的工作不仅仅有超硬工具，还有汽车上使用的铝材的加工品。”板羽键说。三菱综合材料在苏州有苏州菱富铝业公司，负责汽车热交换器上使用的相关零部件的挤压生产。记者也去那里采访过。工厂负责人非常自豪地说，这里生产的产品，进入到了在中国生产的主要合资企业中，而且一直供不应求。工厂在几年前扩大了生产量，但现在又开始感到需要进一步扩大产能了。

在中国成为世界上最大的机械生产国以后，加工方面使用的超硬工具、生产零部件本身开始有了巨大的市场。板羽键非常看好这里的市场前景。

积累百年的环保技术

三菱综合材料公司原来是家矿山企业，是日本最大的铜、黄金生产企业之一。“在挖矿、冶炼的过程中，我们必须处理各种污水、污泥，这让我们在过去上百年的历史中，积累了大量的环保技术。”板羽键总代表对记者说。

“我们特别在有色金属方面的污水、污泥处理方面技术独到。”板羽键说。三菱综合材料公司是铜冶炼方面的世界最大企业之一，对相关污水、污泥的分析能力，在分析之后的处理能力独到。百余年来是这样从事铜冶炼的，也是这样处理环境问题的。

“将矿山等排出的污水、污泥中的重金属回收，然后经过过滤等一系列的工序，就能让矿山排出的废弃物不再危害环境。”板羽键说。目前他们已经在和中国一些地方政府谈具体使用三菱环境技术的事宜。

在某一方面具有了经年累月的技术积累之后，再去处理其他环境方面的问题时，便一通百通。

在东京，三菱综合材料公司的子公司，三菱综合材料技术公司总裁稻叶善明向记者介绍了他们的污泥处理设备。“三菱综合材料公司的污泥处理技术在发电厂等已经广为使用。”稻叶说。

三菱综合材料的做法是，将污泥送入他们自己研发生产的干燥炉中，经过热处理后，让污泥变成燃料送到发电厂，在那里与其他燃料混合后，成为发电燃料的一部分。

“比如说啤酒厂会排出大量的废渣。如果用填埋的方式来处理的话，需要大量土地，而且也危害周边环境。但残渣经过我们的干燥炉后，祛除大部分水分，残渣就变成了很好的燃料，既可以供发电厂使用，也能作为水泥厂的燃料辅料，其热能并不小。一个这样的工序，让啤酒厂的废料变成了燃料。”稻叶说。

现在板羽键在积极走访中国地方政府，在向企业推广三菱的污水污泥处理技术。在中国很多展会上，人们能看到他的身影。在与地方政府的会谈中，同样能看到板羽键在详细介绍三菱的技术。

“今年年内，我们已经能建设一个样板工厂。有了这个样板工厂后，再向中国地方政府及企业谈我们的技术，就能谈得非常具体。三菱综合材料处理污水污泥的技术，同样能让中国的环境得到很大的改善。”

下一个目标是什么？对于记者的提问，板羽键毫不迟疑地说：“该是家电材料的循环使用。”他看到中国消费者在使用了十几年、二十余年的家电后，开始进入到了更新换代的阶段。大量废旧家电的彻底回收，让金属部分重新变成金属，塑料、玻璃部分也回归原样，这是中国今后必然走的一条道路。“我们是日本主要回收家电、将旧家电中的各种材料分门别类后再利用的重要厂家。”板羽键说。将近100%的回收利用，这方面的技术在中国同样能派上用场。

板羽键总代表在短短的两年中做了这些铺垫，三菱综合材料公司准备在中国加快前进的步伐。

《数控加工技术基础》 篇7

“情境—问题—探究”教学模式是一种学科渗透研究性学习的教学模式。在课堂教学过程中, 教师通过创设情境, 使无形的“情”和有形的“境”有效结合在一起。强调围绕解决问题开展教学活动, 而解决问题的主体是学生。教师以精心设计的问题立“疑”设“障”, 从而创设一种充分激发学生进行积极思维的学习情境。学生通过亲身参与发现、探究、解决问题的过程, 主动构建包含在问题中的知识及探究的基本技能与方法, 促进探究能力的发展和科学素养的提高。比如, 正处于某种问题情境中的人, 会因为某句提醒或碰到某些事物而受到启发, 从而顺利地解决问题。教师要创设合适的情境, 发挥良好的主导作用, 强调学生的主体地位, 激发学生的学习积极性和学习潜能。

一、联系生活, 演示情境

“情境—问题—探究”教学模式中, 教师的情境创设为学生问题的引发作铺垫, 目的是刺激学生的参与和投入。课程源于生活, 又高于生活。“数控加工机械基础”更是从机械加工制造中提炼而来, 使得加工知识系统化、理论化, 并最终应用于生产生活。而作为文化基础差、学习能力普遍不强的中职生, 一般的书本知识很难引起他们的注意。此时, 教师就可以针对中职学生的学习能力和认知水平创设学生熟悉、生动形象的生活情境, 加强机械与生活之间的联系, 让学生体会到机械离不开生活, 它取之于生活又服务于生活, 机械时刻都在我们身边。再现当时景, 引发当日情, 提升今朝感。

如学习项目“认识链传动”。新课改课本章节知识, 图片加文字就短短的2页, 简单的定义、结构、原理、分类和特点应用等很难用语言来表达清楚, 这时候模拟的情境就至关重要了。

“哪里没有兴趣, 哪里就没有记忆”, 要提升课堂效率, 促进学生理解书本知识, 就从激趣开始。比如, 课前可以先抽调本班的2名通校生, 在校门口拍摄一段骑自行车中途掉链的视频, 在课堂上作为导入情境素材, 并模拟到课堂上:“早上本班同学×××在来学校的路上, 因为赶时间, 骑得比较急, 结果自行车发生了脱链, 导致上课迟到。”骑自行车脱链这样一件很平常的小事, 学生在生活中很熟悉, 基本也都亲身经历过, 再加上被搬上“荧幕”的又是自己身边的同学, 一种新奇感油然而生, 学习兴趣很快就被调动起来, 学生也很自然地进入了课堂情境, 给后续课堂教学环节的开展奠定了基础。模拟一个合适的情境, 成为叩响学生心灵的第一锤。

情境, 不只是模拟的情境, 而是有生命力的情境。只有在这样的情境中, 师生才能全身心投入, 不只是在教和学, 还在感受情境中生命的涌动和成长。正是在这样的教学理念的指导下, 知识才会变得鲜活起来, 学生才会在快乐中学习、成长, 课堂才会真正焕发出生命活力。联系生活、演示情境, 这是对新课改理念的体现, 是把教学提升到生命层次, 使情境过程成为师生的一段生命历程、一种生命体验和感悟。

二、创设问题, 体会情境

“情境—问题—探究”教学模式中, 问题是探究的开端, 问题的存在可以激发学生的求知欲和探索欲, 为探究活动的开展和创造性思维的启动提供动力。思维产生于问题, 但不是所有的问题都能引起学生的思维。所提问题要与学生已有的认知结构有逻辑上的联系, 即问题中所谈到事物与学生已掌握的概念之间存在某种联系, 而这种联系又能被学生感受到, 但问题的答案既不能从记忆的知识中获得, 也不存在于问题本身所提供的信息中, 而是存在于已知事物与未知事物的联系中。同时, 问题又是教学的主线, 问题存在于整个教学活动中, 教学活动围绕发现问题、提出问题、确定问题、解决问题等一系列过程展开。十六七岁的学生正处于花季年龄, 心智还远未成熟, 喜欢玩游戏, 也喜欢看漫画。课堂教学因地制宜, 也可以从动画入手, 创设问题, 铺开知识, 边学边做, 寓教于乐, 总结提升。

在项目“认识链传动”中, 根据模拟的情境, 让学生带着问题“为什么会脱链”进入课堂, 结合教学大纲要求, 展开传动链的组成、结构、分类、特点、应用、标记等各项知识点, 在教学活动中穿插图片、动画、视频等直接感官刺激, 动静结合, 迅速抓住学生眼球;利用链轮、链条、轴等实物组装, 满足学生动手操作的愿望, 又通过操作来验证了理论知识—链传动的结构和原理;在认识套筒滚子链结构的知识点上, 加入游戏竞争环节, 手、脑并用, 让学生的学习热情抑中有扬, 持续进行。随后的成果展示环节, 既有小组合作, 展现团队结晶, 锻炼动手组装、团队合作及讲解能力, 也为其他各组提供评价, 取长补短。各小组针对在实施课堂项目中出现的各种问题, 群策群力、分析原因、提出解决方案并择优选取。

通过创设问题, 让学生想象场景, 走进角色, 操作实践, 体会情境, 感悟知识。通过小组互动, 引发学生学习知识的共鸣, 把课堂教学变得有声有色、生动有趣, 让学生愉快学习, 轻松思考, 充分发挥学生学习的主动性, 取得事半功倍的效果。

三、理论探究, 再现情境

“情境—问题—探究”教学模式中, 探究基于情境, 始于问题。探究既是知识的学习过程, 也是重要的学习内容。学生在具体探究知识的过程中, 学习科学探究的方法, 发展科学探究的能力, 形成探究精神、协作精神, 养成实事求是的科学态度, 提高科学素养。教师对探究活动的开展需要提供一定的保障:第一, 提供充足的探究时间和小组合作的空间, 使学生能探究;第二, 及时提供必要的指导, 使学生会探究;第三, 体验成功, 使学生乐于探究。在项目“认识链传动”中教师采取6人一组的小组合作学习方式, 为每个学生表达想法提供空间。探究中教师巡视于小组间, 参与学生讨论, 及时提出一些问题, 帮助学生发现缺陷。小组交流后, 以全体鼓掌的方式向成功的小组表示祝贺, 让学生体验成功的乐趣。而对于存在问题的小组同样报以掌声, 表示鼓励。

“情境—问题—探究”教学模式在“数控加工机械基础”课程教学过程中的应用, 通过联系生活、动手操作等方法来创设合适“情境”, 寓教学内容于具体形象的情境之中, 融“情”于“境”, 引导学生经历“感知—理解—深化”等阶段, 使学生在情境中产生好奇、渴求、探究、协作、交流等学习欲望和活动, 不断地提出问题、探索分析和解决问题, 使教学内容在情境化的故事中得以完成。更使得学生在所创设的“境”中生“情”, 归纳总结, 成为自身知识体系的一部分, 达到新课改的目的。

教学活动是一种带有情绪色彩的意向活动, 精心创设良好的教学情境, 使学生由境入情, 情境交融, 学生的学习积极性就会被调动起来, 求知欲望也会达到旺盛状态, 教学过程就会有事半功倍的效果。

参考文献

[1]教育部基础教育司.新课程的理念与创新[M].北京:高等教育出版社, 2004.

[2]盛静玲.机械基础课程情境教学模式的实践[J].中等职业教育, 2008 (5) .

《数控加工技术基础》 篇8

关键词：项目教学,中职,数控加工机械基础,应用

从2007年起, 浙江省教育厅启动了中职数控新课程改革, 按照“理实一体化”的教学理念, 编写了数控专业新教材, 形成了“公共课程+核心课程+教学项目”的新课程结构模式。在新课程中, 数控加工机械基础作为数控加工专业核心课程《机械制造基础》的组成部分, 主要讲授工程材料与热处理基础知识、常用机构结构与传动基础知识、常用机构及机械零件等内容, 目的是使学生了解机械工程材料的类别、性能及用途, 具有选择机械加工材料和分析、选用机械零部件及简单机械传动装置工作原理等能力。作为一门理论性较强的专业基础课, 如何在课堂教学中贯彻新课改“理实一体化”的教学理念, 让课堂的理论教学与生产实际结合起来, 突出知识的应用性、实用性, 在教给学生知识的同时培养学生的实践动手能力, 这是每位专业课教师需要探索的问题。笔者认为, 在课堂教学中引入项目教学法不失为一种好的方法。

项目教学法应用举例

浙江省课改教材《数控加工机械基础》中, 有项目三“机械传动装置及零部件”任务一的相关知识的第五项“螺纹连接”, 现以此为例, 具体阐述项目教学法在《数控加工机械基础》课程中的应用。

螺纹连接是一种常见的连接方法, 在日常生活、实习车间和企业车间都极为常见。教材中螺纹连接由“知识介绍”、“练一练”、“做一做”、“想一想”四部分内容组成, 由常见螺纹连接件、常用的螺纹种类、螺纹的线数和旋向判断、螺纹常用装拆工具等几个知识点组成。为使学生在学习这些知识点的同时形成整体性认识, 我们设计了以引入翻转式钻模装拆这一教学项目对分散的知识点进行串接, 配以任务驱动实施教学, 避免了“只见树木, 不见森林”的教学弊端。在具体组织教学时按五个步骤进行。 (1) 项目分析:展示钻模, 提出装拆任务。目的是将分散的知识点以“钻模具” (见图1) 链接为一体, 形成一个项目, 吸引学生注意, 引发学生思考。 (2) 知识链接:认识螺纹连接件、螺纹、常用的装拆工具、螺纹连接类型。展示“螺纹连接件——螺栓、螺柱、螺母、垫片”的实物照片, 认知螺纹的牙型、直径、线数及螺距、旋向等, 介绍常用装拆工具螺丝刀、扳手。 (3) 项目实施:使用螺纹连接件和装拆工具对“钻模具”进行装拆。先将钻模具的装拆过程制成视频, 演示时教师口述其过程, 然后分组实施钻模具的装拆, 将理论与实践自然地融为一体, 实现“理实一体化”教学, 让学生在“学中做”。 (4) 项目实施评价:学生展示装拆成果, 学生小结, 教师评价。让学生总结在装拆过程中需要用哪几种连接件及装拆工具, 实现“做中学”教学理念, 同时教师对每组学生的操作进行点评。 (5) 项目拓展:在车间的机床及分度头上 (见图2) , 找到螺纹连接的类型及其所用的连接件。再次联系实际, 开阔视野, 增强学生的认识, 巩固教学内容。

项目教学法在《数控加工机械基础》课程实施后带来的变化

第一, 项目教学法的实施将课改教材中一些分散的知识点通过一个个教学项目链接在一起, 让学生看得见、摸得着, 让教材中的知识点变得鲜活起来, 加强了教学内容和生产实际的联系, 从而对学生产生很大的吸引力, 增强了课堂教学效果。

第二, 提高了学生的综合素质。在项目实施过程中, 由于采用了分组教学, 学生在完成项目教学任务的过程中互相交流看法, 表达自己的意见, 从而使学生语言表达能力得到了锻炼。同时, 学生在完成项目的过程中参与了观察、思考、分析、动手操作等认识活动, 学生动手实践能力得到了提高, 分析判断问题的能力也得到了加强。在小组合作完成项目任务的过程中, 培养了学生的合作精神、团队意识及集体观念。

第三, 改变了教师的教学观。传统教学是以教为基础, 先教后学。教学关系为教师讲, 学生听;教师问, 学生答;教师写, 学生抄。学生只是被动地服从教师, 对学习基础差的职高学生来说, 久而久之就会产生厌学情绪。而在项目教学中, 教师是学生完成项目任务的引导者、帮助者及合作者, 师生彼此的思考和体验, 教师与学生之间的交流、沟通、合作、互动的现象多了, 形成了真正意义上的教学相长。

开展项目教学时必须注意的几个关键点

教师的综合素质 教师是项目教学的组织者, 开展项目教学时, 再也不能像以前一样以“知识点”为线索组织教学, 而是要将教材中的理论知识点和企业实际生产过程与提高学生技能水平结合起来。这就对教师 (项目教学设计者) 提出了较高的要求。教师必须具有丰富的专业实践经验, 并且能将生产实际实例与教材中的理论知识点有机地结合起来, 设计出一个个符合学生实际认知水平, 能吸引学生探究且趣味横生的项目。教师的备课是备任务、备学生、备过程、备问题、备学法指导, 要花费大量的时间和精力。同时在具体实施项目教学时, 教师还应具备较强的管理、观察及应变能力。他们以学生实施项目活动的组织者、引导者及合作者的身份, 平等地与学生对话, 引导学生的学习活动逐步走向深入, 能随时解决学生在项目合作过程中产生的各种问题并给予恰当地指导, 引导学生顺利地完成项目活动内容。好的教师还要懂得如何保护职校学生的自信, 具备激发学生探索知识的欲望的能力。

教学项目的操作性 首先要明确, 并不是所有的机械基础知识都适合用项目教学法, 一般机械基础课中有些事物的名称、概念、事实等陈述仅靠听讲、阅读等方式就能掌握, 无需采用项目教学法。其次, 由于采用项目教学是以实际生产项目或再现项目来实施的, 在教学学时上, 不再沿用原有的一节课的教学方式, 而是以实施项目所需的时间进行课程设置, 所以要提前对授课计划做出规划。再次, 分组教学是项目教学法常用的模式。通过分组使组内每位学生在探讨、争论、分析完成项目任务中体验和发现, 通过合作交流使学生得到更多的学习乐趣和完成任务后的喜悦。在具体实施的过程中, 小组活动往往会出现活动成了“少数人”的活动以及学生对合作不感兴趣、跑题等现象, 部分学生的积极性调动不起来。而项目教学的实施是以学生为中心, 学生的积极性不调动起来, 项目教学就无法进行下去。为避免出现这样的情况, 教师要提前组织好分组工作, 合理搭配学生。同时, 在分组讨论时, 教师要事先给小组人员以明确的任务分工和职责, 在尊重学生个性的基础上参与学生的讨论, 鼓励“沉默者”积极表达, 同时努力克服班级容量大、小组多等困难, 为学生营造项目教学的好环境。

项目总结与考试的导向 项目完成过程是学生自己探索钻研的过程, 项目完成后, 教师对学生的项目实施进行总结分析评价并进行知识点的梳理。通常学生完成一个项目任务后, 教师结合项目实施情况选出二三个有代表性小组进行交流发言, 让学生充分表达、分享在项目实施过程中学会了什么, 在操作技巧上还有哪些不足, 在操作过程中遇到了哪些困难, 最后是如何解决的。然后教师总结比较各组的特点, 引导学生学习别人的长处来改进和提高, 最后做出项目实施后思路总结和技巧总结。通过思路总结可以帮助学生明晰完成项目任务思考问题的方法, 通过技巧总结可以帮助学生归纳出完成项目任务的最佳方式, 以起到画龙点睛的作用。机械基础课考试方式对项目教学法实施来说就是一双无形之手, 如果仍以笔试分数作为衡量该门课程成绩唯一评价方法, 必然导致该课程教学穿新鞋走老路, 项目教学法失去生存的环境。课程评价应该注重促进学生的发展而不是甄别。让学生在实施项目任务时产生对专业知识积极的情感与态度, 同时, 悟出一些对做事做人有帮助的道理, 这在专业新课改中显得尤为重要。因此, 要建立目标多元的机械基础课课业成绩评价方式, 扩大学生在平时实施项目任务时评价的分值比重, 真正发挥评价对课堂教学的导向作用。

参考文献

[1]钱振华.基于工作过程的六步教学法在数控教学中的应用[J].湖州职业技术学院学报, 2010, (3) .

[2]吴登军.项目教学法在《中餐烹调》教学中的应用[J].职业教育研究, 2007, (4) .

《数控加工技术基础》 篇9

1.1 教学方式单一

在各大高校教学中, 教学方式多数情况下以灌输为主, 以传授已有知识为目的, 强调对知识的记忆、模仿和重复练习, 缺乏学生主动学习的教学引导, 造成学生被动式学习, 教学效果不佳, 明显影响教学质量。另外, 随着科学不断进步, 高校基本上已经普及了多媒体教学设备, 它能够与传统教学相配合, 从而更好地促进教学, 对教师和学生都能起到很大的帮助。然而, 实际情况是, 大多数教师却把多媒体教学作为主要的教学手段, 有的甚至是把书本上的文字扫描到课件上, 没有图片, 没有视频辅助, 上课时只是照着课件一直念下去, 这样单一的多媒体教学方式不仅起不到促进教学的作用, 反而会使学生产生厌学的心里, 从而失去了教学的意义, 更别说“教学相长”了。

1.2 课程内容陈旧

进入二十一世纪以来, 科学技术发展迅速, 材料科学的发展也在不断进步, 特别是近几年来低维材料、信息功能材料、生物材料以及高分子功能材料取得了很大的发展, 一些新理论和新技术不断出现, 而使现有的教材因编写时间和取材对象等问题存在很大的局限性。比如, 关于机械工程材料及热加工基础课程的教材就非常之多, 形式与内容也相对较多、较杂, 而高校在选取课本时, 却忽略了孔子提出的因材施教的教学理念, 而选取方便教师教学的课本进行教学, 忽视了学生的素质及社会生产需求。如果总以老教材来进行教学的话, 学生便接触不到新的理论和实践知识, 学生毕业参加工作后, 便会碰上“需要用的知识没学到, 学的知识用不上”的问题。

1.3 实践环节流于形式

很多高校虽然把实践环节纳入了人才培养方案, 但实际上却由于受各种条件的限制, 大多数采用理论讲授的教学方式, 使学生整天围绕着课本转, 导致学生只能凭借想象力去理解课本知识, 使学生产生“学的知识没有实际用途”的想法, 从而产生厌学情绪。虽然有点学校开设了相关的实践环节, 学生也参加了相关实践, 但由于实践课时少, 学生不能很好的理解相关知识, 另外有些实践环节流于形式, 老师管理不严, 学生走马观花, 使学生未能够真正理解实践课的重要性, 从而更好地将理论知识应用于实际生产, 不利于学生专业技术能力的提高。

2 教学改革思路

2.1 采用“板书+多媒体”的综合教学方式

传统的板书虽然费时、费力, 但是板书能够很好地引导和控制学生的思路, 帮助学生树立知识结构, 引导学生由形象思维向抽象思维发展, 所以板书在教学中的地位还是举足轻重的。特别是在一些需要推理的知识点上, 老师应该采用板书进行推理。当然, 如果碰上一些需要用动画视频来进行讲解的, 则用多媒体加以辅助教学, 使学生能更好地理解知识内容。另外, 对于一些比较难理解的结构类问题, 任课教师则应该带学生到实训室进行现场教学, 让学生接触到一些结构实体, 再给他们讲解某些相关知识, 相对于面对黑板、多媒体课件而言, 学生则更容易理解和接受知识。所以, 理论课不一定要局限于教室, 适当的可以迁移到室外实训场地。

2.2 调整教学内容, 与社会需求相结合

对于以培养技术型人才的高职学校而言, 学校应该定期组织专业教师团队到其他高校和企业进行专业调研, 了解其他高校的办学特点以及社会生产实践的需求, 再结合本校的办学特点、人才培养方案、学生素质等情况组织各相关专业教师团队进行课程的编辑, 进而将相关专业理论和实践内容纳入课程, 让学生能接触到社会生产所需的知识, 保证学生在毕业进入企业后, 能够将所学知识应用于生产中。

2.3 加强实践环节

现在高等学校的教学模式基本上都是“理论+实践+企业”。从理论上讲, 这种教学模式重视实践, 但又不忽略理论, 对学生知识的理解, 技术的学习有很大的促进作用。但是实际上这种教学模式起到的效果并不明显, 原因在于高校没有足够的重视实践环节, 而是流于形式。高校在实践这个环节, 应该加强监督教师、学生在实践环节的进展情况, 避免出现一个教师辅导几十个学生的课程设计、专业实习、毕业实习、毕业设计等等, 这样会导致学生马虎应付, 老师草草了事的结果。到头来, 学生花费了几周的实践参加实践, 结果却稀里糊涂的蒙混过关, 根本学不到应学的知识。另外, 还得加强考核的力度, 实践环节开始前就告诉学生考核的方式和注意事项, 让学生一开始就意识到考核的严格性。最后考核的时候, 最好采用“提问题+实际操作”的考核方式, 严格考核。

3 结束语

机械工程材料及热加工基础课程是一门非常重要的专业基础课, 它在指导学生掌握必须的材料及热加工专业理论知识、丰富学生知识、提高学生综合素质和实践能力以及创新能力方面具有至关重要的作用。它的教学改革, 应该注重教学方式的探索和改进, 注重课堂教学和实践教学的有机结合。任课专业教师需要通过参与相关的实践或科研活动来提高教学水平。完善课程教学, 除了在课程教学中传授基本知识, 还要特别强调学生实践和探索能力的培养, 如培养学生动手操作能力、培养学生分析问题和解决问题的能力等。以上为机械工程材料及热加工基础课程教学改革的一些思考, 期望能在促进教学改革方面起到些许作用。

摘要：本文论述了机械工程材料及热加工基础课程在高职院校教学中存在的问题以及提出了相关教学改革的些许思考。

《数控加工技术基础》 篇10

随着机床向高速高精密方向发展,人们对机床静态精度和加工精度提出了更高的要求。对机床来说,存在着众多热源。热源强度、分布位置的不同以及机床各部分导热和散热条件的不一致,使得机床具有不均匀的温度场,从而产生热变形,影响机床精度[1]。英国伯明翰大学Peklenik教授的统计表明,由机床热变形引起的热误差占总机床误差的40%～70%[2]。机床的热源可分为内热源和外热源。内热源为机床运行或加工过程中产生的大量热量的部件,如主轴轴承、齿轮、电机、丝杠、导轨以及切削时刀具和切屑;外热源指机床外部环境,如日光的照射和车间环境温度的变化[3]。

床身、立柱作为机床的基础件,尺寸较大,在环境温度这一外热源的影响下会产生较大的热变形,从而影响导轨的直线度、平行度、垂直度和机床整体精度。例如,一龙门刨床床身长10 m、高0.8 m,当温度变化1℃时,导轨热变形可达0.19 mm[4]。关于环境温度对机床的影响,国内外学者做了很多研究。闫占辉[5,6]对不同时间车间温度的变化进行了统计,得出在垂直地面方向上环境温度分布规律,并对环境温度变化引起的机床基础和床身热变形进行了测试,提出一种新的基础机构用以减小此类热变形;曹毅对不同天气车间的温度分布进行了测试,并研究了温度变化对床身导轨在水平面和垂直面精度的影响。但二者研究都基于实验统计,耗时长,且未考虑不同的环境温度变化幅值、周期对机床精度的影响。此外,王宪平[7]、美国LLNL实验室为了实现高精度的环境温度控制,以减小其对精密机床加工精度的影响,通过将实验室建在隔温掩蔽间内以及采用高级温控系统,从而实现将环境温度分别控制在±0.05℃和±0.04℃以内。然而建造恒温车间和温控系统不仅花费大,而且空调设备会消耗大量能源。根据Hattori的研究[8],空调设备消耗的能源占总能源的80%。

本研究以某型号精密卧式加工中心为对象,利用ANSYS有限元仿真软件,对不同环境温度下床身、立柱的温度场和热变形进行仿真,分析不同环境温度波动幅值和周期下机床床身和立柱的几何精度,结合机床设计精度要求和分析结果,得到最佳的环境温度波动幅值和周期,为恒温车间温度设定与控制、能源节约使用以及机床热变形补偿提供依据。

1 环境温度波动特性

根据ISO230中的规定,环境温度的重要参数包括空气的流动速度、环境温度波动的频率和幅值、平均环境温度以及环境温度的水平梯度和垂直梯度[9]。

精密卧式加工中心通常放置在恒温车间内,近似认为车间内空气流动速度很小,平均温度为20℃,且在水平和垂直方向内环境温度不存在梯度。因此,本研究重点关注环境温度波动幅值和周期对机床精度的影响。Tanabe[10]、Jedrzejewski[11]、Weck[12]在实验研究中发现,24 h内车间环境温度的变化近似为正弦曲线,本研究为简化计算,现将环境温度的变化近似按三角波形式进行处理[13,14],波动幅值选用常用的6个恒温精度,0.2级、0.5级、1级、2级、4级、6级,对应恒温精度为±0.2℃、±0.5℃、±1℃、±2℃、±4℃、±6℃[15];波动周期设为1/6 h、1/3 h、1/2 h、2/3 h和1 h。

2 床身与立柱的有限元模型

2.1 实体模型与网格划分

笔者以某型号精密卧式加工中心的床身和立柱为研究对象,建立其实体模型时在尽量保持零件的原始结构基础上进行如下简化:(1)删除细小特征,如倒角、凸台;(2)忽略次要部件,如滚珠丝杠系统。床身和立柱的材料为灰铸铁,其材料属性如表1所示。

由于研究重点为导轨安装面的精度,本研究在床身和立柱导轨安装面上进行网格细化,划分方法为四面体自由划分,单元大小通过手动设置;其他部位的网格划分同样采用四面体自由划分方法,但可适当划分得稀疏一些。

精密卧式加工中心床身、立柱的有限元分析模型如图1所示。

2.2 边界条件设置

机床的热源分为内热源与外热源。由于该精密卧式加工中心的内热源,即机床内部局部发热(如主轴、电机、丝杠发热),已经通过冷却、热误差补偿等方法得到了控制,本研究暂不考虑内热源的影响,重点关注环境温度这一外热源对机床基础件几何精度的影响。

初始环境温度为20℃,本研究近似认为床身温度保持不变,与初始环境温度相同。恒温车间内空气流动速度很小,机床床身、立柱与环境间的换热方式为自然对流换热,自然对流换热系数理论计算公式[16]如下:

式中:Nu—努赛尔数;λ—流体导热系数,W/m·K;l—特征长度,m;Gr—格拉晓夫准数;Pr—普朗特数;C,n—常数;g—重力加速度,m/s2;α—体积膨胀系数,1/℃;Δt—流体与壁面的温度差,℃;υ—运动粘度,m2/s;q—热流密度,W/m2。

式(2)中的常数C和n的取值如表2所示。

根据式(1～4),结合床身、立柱的结构形状以及材料属性,计算得到不同环境温度下,二者与环境间的对流换热系数(如表3所示),温度波动幅值较小时,正波动和负波动下对流换热系数基本一致。

3 环境温度波动对床身和立柱的影响

3.1 环境温度波动下床身和立柱温度场及热变形

结合上述分析计算结果,本研究利用ANSYS Workbench软件,分别对不同环境波动周期和幅值下的床身、立柱的温度场和热变形进行仿真。以温度波动幅值±6℃,波动周期1 h为例,分析环境温度波动下床身、立柱的温度场及热变形,如图2～3所示。从图2～3中可以看出,当环境温度波动时,床身和立柱会产生一定的热变形。由于床身左右结构对称,左右两导轨安装面热变形相似。但立柱上下导轨安装面变形差别很大,例如环境温度波动周期为1/6 h,波动幅值为±6℃时,立柱上导轨安装面沿其垂直方向最大变形量为10.80μm,而下导轨安装面沿其垂直方向最大变形量仅为3.20μm,这是由于立柱下端与床身用螺钉连接,限制了一部分热变形。

此外,仿真计算发现,不同温度波动周期和幅值下,导轨安装面变形方向、大小均不同。例如,当环境温度波动周期为1 h,波动幅值为±6℃时,床身导轨安装面沿其垂直方向凸起,最大变形处为C端(如图1所示),为9.60μm。而当环境温度波动周期为1/6 h,波动幅值为±6℃时,床身导轨安装面沿其垂直方向下凹,最大变形处为D端(如图1所示),为2.52μm。在环境温度波动时,立柱导轨安装面的变形最大处为导轨两端(A、B端,如图1所示)。

3.2 环境温度波动对直线度的影响

床身、立柱作为机床基础件,其导轨安装面垂直方向上的热变形将直接影响导轨安装的直线度,从而降低机床的几何精度。根据国标GB/T 11336-2004规定,本研究利用最小包容区域法计算导轨安装面的直线度误差。由计算结果发现,当温度波动幅值小于等于±4℃时,精密卧式加工中心床身和立柱的导轨安装面直线度均小于设计要求的3μm;当环境温度波动幅值小于等于±2℃时,导轨安装面直线度不超过1μm,因此将恒温实验室的温度波动幅值控制在±2℃时,即可获得较高机床导轨安装面直线度。环境温度波动幅值为±2℃、±4℃时,床身、立柱导轨安装面直线度误差随环境温度波动周期变化图如图4～5所示。由图4～5可以看出,当环境温度波动周期为2/3 h时,床身、立柱导轨的直线度误差相对较小。因此,当恒温车间温度波动幅值控制在±2℃、波动周期为2/3 h时,可保证机床基础件具有较小的直线度误差(<0.2μm)。

3.3 环境温度波动对平行度的影响

笔者所研究的精密卧式加工中心床身和立柱均为双导轨,分别以床身右导轨和立柱上导轨安装面为基准计算两导轨安装面的平行度误差,由计算结果发现,当温度波动幅值小于等于±4℃时,床身和立柱导轨安装面平行度误差均小于设计要求的3μm;当环境温度波动幅值小于等于±2℃时,平行度误差不超过1μm。环境温度波动幅值为±2℃、±4℃时,床身、立柱导轨安装面平行度误差随环境温度波动周期变化图如图6所示。从图6中可以看出,当恒温车间温度波动幅值控制在±2℃、波动周期为2/3 h时,可保证机床基础件两导轨安装面具有较小的平行度误差(<0.2μm)。

再以地面为基准,计算精密卧式加工中心床身的平行度。由计算结果发现,当温度波动幅值小于等于±2℃时,床身与地面的平行度小于设计要求的3μm;当环境温度波动幅值小于等于±1℃时,与地面的平行度不超过1μm。环境温度波动幅值为±1℃、±2℃时,床身与地面的平行度随环境温度波动周期的变化图如图7所示。从图7中可以看出,当恒温车间温度波动幅值控制在±2℃、波动周期为2/3 h时,可保证机床床身具有较小的平行度误差(<0.3μm)。

3.4 环境温度波动对立柱垂直度的影响

本研究以地面为基准,计算精密卧式加工中心立柱的垂直度。由计算结果发现,当温度波动幅值小于等于±6℃时,床身与地面的平行度小于设计要求的3μm;当环境温度波动幅值小于等于±4℃时,与地面的平行度不超过1μm。环境温度波动幅值为±4℃、±6℃时,床身与地面的平行度随环境温度波动周期的变化图如图8所示。从图8中可以看出,环境温度波动幅值为±4℃、波动周期为1/3 h、1/2 h、2/3h时,机床立柱的垂直度误差分别小于0.4μm、0.3μm、0.5μm。根据分析结果,对恒温车间温度波动的幅值和周期进行控制,可保证机床基础件具有较小的垂直度误差。

4 结束语

恒温车间中的环境温度作为精密卧式加工中心外热源,会引起机床热变形,从而影响机床尤其是机床基础件的几何精度。基于有限元仿真,本研究分析了环境温度变化对机床床身、立柱及其双导轨精度的影响规律,发现:

(1)当恒温车间温度波动幅值控制在±2℃、波动周期为2/3 h时,可保证机床基础件具有较小的直线度误差(<0.2μm);

(2)当恒温车间温度波动幅值控制在±2℃、波动周期为2/3 h时,可保证机床基础件具有较小的平行度误差(<0.2μm);

(3)从图中可以看出,当恒温车间温度波动幅值控制在±1℃、波动周期为2/3 h时,可保证机床床身具有较小的平行度误差(<0.3μm);

(4)环境温度波动幅值为±4℃而波动周期为1/3 h、1/2 h、2/3 h时,机床立柱的垂直度误差分别小于0.4μm、0.3μm、0.5μm。

综上所述,工厂通过环境温度监控,将恒温车间温度变化幅值控制在±2℃而波动周期为2/3 h时,可将环境温度波动对精密卧式加工中心基础件几何精度的影响降到最低,保证精密卧式加工中心基础件具有较高的几何精度,从而实现在保证机床精度的同时,达到减小能源消耗、降低成本的目的。

摘要：精密卧式加工中心不仅可以快速方便地完成复杂零件的加工,而且具有较高的加工精度。然而由于环境温度的波动变化,使得机床各部件尤其是床身、立柱等尺寸较大的基础件产生热变形,从而影响机床精度。针对以上问题,利用有限元方法对不同环境温度下床身和立柱的温度场和热变形进行了仿真分析,进而得到了环境温度波动幅值和周期对机床基础件几何精度的影响规律。研究结果表明,该影响规律可为恒温车间温度控制和机床热变形补偿提供一定的依据。

《数控加工技术基础》 篇11

矿物质水是如何做成的

先说天然矿泉水，是指从地下深处自然涌出的或经人工发掘的、未受污染的地下矿水，它含有一定量的矿物质、微量元素。在通常状况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳定，水质的界限指标符合国家标准。而矿物质水是在纯净水的基础上，加入人工合成矿化液而成，成品水有的具有少量沉淀物，颜色、浊度一般大于天然矿泉水，也有人称它为人工矿泉水。某世界知名饮料公司的发言人甚至公开承认，矿物质水的基础来源是自来水。天津市饮用水检测机构负责人天津质检院食品中心张华工程师在接受采访时也称，现在市场上的纯净水的确都是来自自来水和地下水，而矿物质水则是在纯净水的基础上进行的再加工。

长期饮用存在风险

张华认为，长期饮用矿泉水对人身体是有益的，而纯净水里面没有有益物质，长期饮用不仅不能给身体带来有益元素，反而会使人身体内的PH值紊乱。不过，在非常干净的纯净水中加入矿物质做成的矿物质水，还没有检测机构进行过试验，证明其对人体有益或者有害。张华认为矿物质水的形成毕竟不是纯天然的过程，需要化学加工，对人身体健康来讲可能存在一定的风险。因为矿物质水中加入的浓缩矿化液是从岩石中提取的，它和天然矿泉水单纯用水浸泡岩石渗入矿物质的过程不同，快速提取需要化学手段。这还是正规矿化液，现在还很难保证所有制作矿物质水的企业使用正规矿化液，也就是说还可能有企业是通过在纯净水中人为添加化学物质来做成矿物质水。

目前还无统一国标

不管是自来水还是矿泉水、纯净水，从水源，到水质，到生产都有一整套完整的标准。但是矿物质水到目前为止依旧没有国家标准，也未获得食品安全QS标志。张华坦言，目前企业制作矿物质水，在水里添加多少矿物质，添加什么比例的矿物质，以及添加的矿化液质量等等都是企业说了算。“我们曾受过企业委托检测矿化液里不同矿物质的比例，我觉得即使矿化液比例搞准了，在添加过程中由于纯净水比重的不同，或者其他原因，可能会让这个比例产生误差。”张华说道。但是这个小小的误差很可能让添加的这些矿物质对人身体产生不良作用，一些微量元素有害与有益之间的浓度界限指标靠人为加入是十分难把握的。据了解，硒含量为0.01至0.05毫克/升可防癌、抗癌，增强人体免疫功能，但含量大于0.05毫克/升时则会造成硒中毒，碘化物含量为0.2至0.5毫克/升对人体有益，但含量大于0.5毫克/升时则会引发碘中毒，不利于人体健康。

《数控加工技术基础》 篇12

本专业培养目标就是培养具有机械加工能力、数控加工能力、生产过程控制能力和设备安装维护能力的“业务精、懂操作、善管理”的高技能人才, 实现毕业生“毕业即就业, 就业即上岗, 上岗即顶岗零距离就业模式”。《切削加工》课程是机械制造与自动化专业的一门主干课程, 就是培养机械加工能力, 以适应装备制造业发展需要。要想培养出高质量的技能型人才就必须打破常规的教学模式, 采用工作过程的项目化教学使学生的学习兴趣提高、能力提高, 从而获得企业的欢迎。

基于工作过程的《切削加工》课程是完成职业岗位、完整典型的工作任务所涵盖的知识与能力。它不再是按照学科及学科自身的逻辑体系来构建课程的, 而是根据企业需求的典型工作任务的完整性和相关性来构建课程体系并界定课程内容的。

在教学过程中采用项目化的教学方法, 是指根据专业职业能力培养的需要, 密切联系产业发展实际需求, 根据装备制造业及振兴东北老工业基地的需求将《切削加工》教学内容设计成具体技能的训练项目, 根据项目组织实施教学与考核, 使专业人才培养的能力目标得以实现。项目教学法是一种教学模式, 是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。该教学过程中采用小组工作法, 在学习运用专业知识的同时, 有利于培养学生的团队精神和合作能力。课程项目化的教学目标是职业技能的综合培养;课程教学内容是密切联系的企业项目与任务、项目需要什么知识就学什么, 是根据企业需求工作任务的完整性和相关性来构建课程内容的;改变了以往“教师讲, 学生听”的被动的教学模式, 创造了学生主动参与、自主协作探索创新的新型教学模式。项目教学法打破了传统教学法以章节为主线, 教师将章节中包含的知识点逐一传授给学生, 学生被动地接受知识的教学模式, 而是将教学内容设计成一个个的项目任务。学生通过完成教师布置的各个项目工作, 在完成工作中主动地获取知识。学生成了学习工作的主体, 教师成为主导, 以项目作为激发学生学习的动力和引导学生把握学习内容, 学生在教师的指导下, 以项目为基础, 以工作任务为依托, 以自学、讨论、探究为主体开展的教学活动, 对提高教学质量和学生的综合素质, 具有明显的作用。教学方法强调学生自主性、师生互动性与成果应用性紧密结合。课程项目化是传统的课堂教学模式的重大变革, 它不仅使课堂教学气氛变得更加活跃, 而且使学生得到专业化训练, 使职业技能的综合培养找到了一条切实可行的途径。

因此为了更好地进行工作过程的项目化教学, 要求教师改变传统的观念, 提高认识, 做好项目化教学的基础建设, 满足教学及人才培养的需要。

二、基础建设的内容

笔者通过一段时间的项目化教学的实践深深体会到, 做好项目化教学必须加强基础建设, 做好以下几方面的工作:

1. 加强课程内容建设———项目的确定

项目的确定要结合人才培养方案, 通过企业 (市场) 调研, 聘请企业和教育专家共同确定。《切削加工》课程项目的确定是根据工作过程和任务驱动的先进的教学理念, 以机械加工中常用的典型加工零件为载体, 重点突出与切削加工操作技能相关的必备专业知识, 理论知识以“必需、够用”为原则确定了五个项目。每个项目设置了若干个任务, 每个任务的内容相对独立, 项目中的各任务的难度总体上呈递进关系。因此在教学过程中学生的学习劲头足, 既掌握了切削加工的各种技能, 又了解了企业的文化, 既在一种近似真实的社会职业交往中把理论知识与实际技能有机地结合起来, 又与企业实际生产过程有机地结合起来, 引导学生综合运用已有的知识, 充分发掘学生的思维潜能和创造意识, 提倡学生注重新技术、新理念在生产与操作中的应用, 提高学生分析与解决实际问题的综合能力。学生喜欢、企业欢迎。

2. 加强“双师型”教师队伍建设

要适应项目化教学的这种教学模式, 教师必须不断提高自身的理论水平和实践能力, 细致安排教学环节。在整个教学过程中教师担当的角色是组织者、指导者、帮助者和促进者。教师在进行不同的项目时要根据学生的情况制定出明确的学习目标, 并且要摆正自己的位置, 真正发挥教师的作用。因而项目教学法对教师提出了更高的要求。那么教师必须具有较强的现代教育理论和教育实践能力, 除了必须具备普通教师应有的素质外, 还应能胜任相关专业多门学科的教学工作, 具有较宽的专业理论知识, 必须具有扎实的基础理论知识和广博精深的知识结构, 了解本学科或该领域的发展动态和最新技术成果, 具有较高的专业实践能力。教师必须具备特定岗位群的技术技能, 熟悉生产实践, 有较强的亲自动手示范、亲自解决疑难问题的现场指导能力, 具有与学生获取的多种岗位资格证书或岗位技能证书相关的证书。

因此, 为了加强“双师型”教师队伍建设, 首先鼓励符合条件的专业技术人员积极参加专业技术职称的申报和评审, 或行业资格证的考评。取得相应的技术职称证书或行业特许资格证书。有针对性地开展对专任教师的培训, 以造就一支政治素质高、业务能力强、结构合理、特色鲜明、相对稳定的“双师型”教师队伍。在全面提高师资队伍整体素质和能力的同时, 重点培养有发展、有前途的中青年教学骨干, 重视专业带头人、学术梯队建设以及专业教师的“双师”素质培养。将兼职教师的培养纳入“双师型”教师队伍建设的范畴。

其次, 有计划地安排教师参加教育部组织的教师专业技能培训, 取得相应的合格证书。加强同企业的广泛联系, 建立稳定的校外实习和培训基地, 利用寒暑假休息时间到企业进行锻炼学习, 了解企业的最新动态。同时经常到自己学校的实训车间进行学习, 提升教师的实践能力。

3. 加强实验实训建设

项目化教学是教师和学生共同完成的一个项目, 是理论和实践的结合, 也需要学生的动手能力的提升, 因此实验实训建设是非常重要的。我院利用示范性院校建设的契机建成了机械加工、数控加工车间和公差测量等实验实训室, 使得学生在实训车间完成项目, 提高了学生的实践动手能力。同时开创、引进企业进车间的管理模式, 企业负责设备的维修保养和学生的实训, 并可创收使得车间良性运转, 企业和学校实现双赢。

4. 加强公共资源平台建设

由于实施工作过程的项目化教学, 就要给学生很大的学习空间。那么, 就要有足够的学习资源平台, 保证学生能够得到足够的知识, 如网络资源、足够的科技资料和实验室的开放等。

5. 评价方法

项目化教学既要体现人才培养目标和课程目标的要求, 又要有利于培养学生运用所学知识和技术分析问题和解决问题的能力。真正做到既考知识, 又考能力和素质。在考试考核方法选择方面, 应根据考试科目的特点, 允许采取多样化的考试考核方法, 如闭卷、开卷笔试;闭卷笔试与口试相结合;口试、笔试与技能操作相结合, 或论文、设计、制作、撰写调研报告与答辩相结合。我们在教学的过程中, 采用学生自评、互评的方法, 让学生也参与自己学习成绩的评定。

三、结论

项目化教学是学生通过完成教师布置的各个项目工作, 在完成工作中主动地获取知识。学生成了学习工作的主体, 教师成为主导, 以项目作为激发学生学习的动力, 引导学生把握学习内容。学生在教师的指导下, 以项目为基础, 以工作任务为依托, 以自学、讨论、探究为主体开展教学活动, 对提高教学质量和学生的综合素质, 具有明显的作用。但是项目化教学是一个系统的工程, 需要做大量的基础工作, 如项目的建立、“双师型”教师队伍建设、实验实训建设等。只有这样才能真正地完成教学目标, 达到教学要求, 培养出适应社会发展、企业欢迎、有发展后劲、具有开拓和团队协作能力的高技能的应用性人才。

参考文献

[1]龙芳.高职项目化教学课程考核模式研究[J].职业教育研究, 2009, (2) .

[2]王衍.项目课程教学改革的实践探索[J].职业与教育, 2009, (1) .

[3]覃丽.职业学校“双师型”教师队伍建设途径探析[J].职业教育研究, 2004, (11) .