機(jī)械加工教學(xué)創(chuàng)新思維研究

1、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(lèi)進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的動(dòng)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(gè)問(wèn)題，不同的人有不同的思維，聯(lián)想是創(chuàng)新思維時(shí)常使用的方法，比較容易見(jiàn)到成效，聯(lián)想是將表面看來(lái)互不相干的事物聯(lián)系起來(lái)，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(shuō)的由此及彼、舉一反三、觸類(lèi)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(shí)的培訓(xùn) 在機(jī)械加工教學(xué)過(guò)程中，我們首先讓學(xué)生了解常見(jiàn)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(jiàn)的手段有：車(chē)、鉗、刨、磨、銑、鏜以及五軸加工。1）讓學(xué)生熟

2、悉和掌握車(chē)加工：理解車(chē)加工主要是加工軸類(lèi)或者回轉(zhuǎn)體零件，能通過(guò)車(chē)刀的車(chē)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(dòng)化，但在機(jī)械制造過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)砂輪

3、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(guò)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(guò)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(guò)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(dòng)時(shí)，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(dòng)可由工作臺(tái)或由刀具的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但方向均以刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)定義，五軸加工所采用的機(jī)床通常稱(chēng)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

4、工件在機(jī)床上的位置對(duì)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(jiàn)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(zhǎng)，勞動(dòng)條件差，常常伴隨對(duì)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(lèi)。（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

5、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(chēng)，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(guò)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(guò)程。與機(jī)械連接、粘接等其

6、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(lái)修補(bǔ)鑄、鍛件的缺陷和磨損的機(jī)器零部件。按焊接過(guò)程的特點(diǎn)，焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類(lèi)，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(lèi)和化學(xué)成分確定。2.3機(jī)械加工中特種加工常見(jiàn)的手段。傳統(tǒng)的切削加工一般應(yīng)具備兩個(gè)基本條件：一

7、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(guò)程中不可避免的切削力。這就給切削加工帶來(lái)了兩個(gè)局限：一是不能加工硬度接近或超過(guò)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(duì)他們進(jìn)行加工,特種加工就是在這種形勢(shì)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(guò)程中，我們有意識(shí)地講到目前發(fā)現(xiàn)海洋中的珊瑚越來(lái)越少，陸地上固體垃圾越來(lái)越多，讓學(xué)生如何將這兩個(gè)問(wèn)題同時(shí)解決并提出各自方法，學(xué)生們最后都比較贊成

8、用壓制成正方體垃圾塊和水泥混凝土，通過(guò)金屬夾具澆筑一種培養(yǎng)珊瑚的基座，能同時(shí)起到培養(yǎng)珊瑚蟲(chóng)和解決垃圾問(wèn)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

9、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(shí)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

10、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(wèn)題。 6結(jié)論 學(xué)生經(jīng)過(guò)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(lái)越少，陸地上固體垃圾越來(lái)越多，通過(guò)設(shè)計(jì)出一種加工培養(yǎng)珊瑚基座夾具來(lái)澆筑一種培養(yǎng)珊瑚的基座，能同時(shí)起到培養(yǎng)珊瑚蟲(chóng)和解決垃圾問(wèn)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(duì)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) 1機(jī)械工業(yè)部.機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007. 2楊有君.數(shù)控技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005. 3劉英,袁績(jī)乾.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(上下冊(cè))M.第2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009. 4秦康生.淺談如何指導(dǎo)學(xué)生在鉗工實(shí)訓(xùn)中增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)J.科教文匯,2