铸造技术发展趋势论文
铸造技术发展趋势论文
将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件(零件或毛坯)的工艺过程。现代机械制造工业的基础工艺。铸造生产的毛坯成本低廉,对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件,更能显示出它的经济性;同时它的适应性较广,且具有较好的综合机械性能。但铸造生产所需的材料(如金属、木材、燃料、造型材料等)和设备(如冶金炉、混砂机、造型机、造芯机、落砂机、抛丸机等)较多,且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境。
铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。公元前3200年,美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前13~前10世纪之间,中国已进入青铜铸件的全盛时期,工艺上已达到相当高的水平,如商代的重875千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器的影响较大,铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具,艺术色彩较浓。公元前513年,中国铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件——晋国铸鼎(约270千克重)。公元8世纪前后,欧洲开始生产铸铁件。18世纪的工业革命后,铸件进入为大工业服务的新时期。进入20世纪,铸造的发展速度很快,先后开发出球墨铸铁,可锻铸铁,超低碳不锈钢以及铝铜、铝硅、铝镁合金,钛基、镍基合金等铸造金属材料,并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺。50年代以后,出现了湿砂高压造型,化学硬化砂造型和造芯、负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺。
铸造种类很多,按造型方法习惯上分为:①普通砂型铸造,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。铸造工艺通常包括:①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备,铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等,按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型,铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素;②铸造金属的熔化与浇注,铸造金属(铸造合金)主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金;③铸件处理和检验,铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。
我国铸造技术的现状及飞展趋势
铸造是金属成形的一种最主要方法,它是热加工的基础。铸造的历史与华夏文明的历史一样悠久,我们的祖先在4000多年前就铸造出了“三星堆”那样精美的青铜器,其技术水平令人叹为观止,然而到了现代,作为全球铸件产量第一大国,中国的铸造水平却落后于发达国家。
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一 我国铸造业的概况
我国铸件产量从2000年起超越美国已连续6年位居世界第一,其中2004年为2242万吨,2005年估计为2600万吨,铸件年产值超过2500亿元,铸件产量占世界总产量的1/4之多,已成为世界铸造生产基地。根据全球主要铸件生产国2004年的产量统计可以看出,十大铸件生产国可分为两类。一类是发展中国家,虽然产量大,但铸件附加值低,小企业多,从业人员队伍庞大,黑色金属比重大。另一类是发达国家,如日本、美国及欧洲等,他们采用高新技术主要生产高附加值铸件。
发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染小、原辅材料已形成系列化。欧洲已建立跨国服务系统,生产实现机械化、自动化、智能化。生产过程从严执行技术标准,铸件废品率约为2%—5%。重视用信息化提升铸造工艺设计水平,普遍应用软件进行充型凝固过程模拟和工艺优化设计。
从批量和劳动生产率看,欧、美、日的优势很大,日本的劳动生产率是人均年产铸件140吨,我国估计约为20吨,相差7倍。我国人工成本低于1美元/小时,与发达国家相差几十倍,因而出口铸件具有优势。但近年来材料价格猛涨,使我国出口铸件在材料成本方面的优势消失殆尽。在产品质量和档次方面,我们远落后于发达国家。近年我国铸件出口虽有所增长,但出口只占我国总产量的97%,占世界铸件市场流通量不到8%,总体增速缓慢,表现为质量较差、价格低。长期以来,出口的铸件以中低档产品为主,各类管件、散热器、厨具及浴具占到36%。一些出口铸件虽可达到国际标准,但要达到欧美客户标准还有距离。
在国内,铸造业是关系国计民生的重要行业,是汽车、石化、钢铁、电力、造船、纺织、装备制造等支柱产业的基础,是制造业的重要组成部份。在机械装备中,铸件占整机重量的比例很高,内燃机占80%、拖拉机占50%—80%、液压件、泵类机械占50%—60%。汽车中的关键部件几乎全部铸造而成;冶金、矿山、电站等重大设备都依赖于大型铸锻件,铸件的质量直接影响着整机的质量和性能。
我国铸造生产企业主要分布在东部,西部产量较少。目前全国铸造企业约有24000家、从业人员约120多万。从产业结构看,既有从属于主机生产厂的铸造分厂或车间,也有专业铸造厂,还有大量的乡镇铸造厂。就规模和水平而言,既有工艺先进、机械化程度高、年产数万吨铸件的大型铸造厂,如重型行业、汽车行业、航空工业的一些先进的铸造厂;也有工艺落后、设备简陋、手工操作,年产铸件百余吨的小型铸造厂。
二 我国铸造业存在的问题
我国铸造行业的技术水平比发达国家落后约20年,无法满足国民经济快速发展的需要。技术落后、设备陈旧、能耗和原材料消耗高、环境污染严重以及工人作业环境恶劣等问题,已经成为行业的共识。
具体表现在:
(1)工艺水平低,铸件质量差
①铸件加工余量大。由于缺乏科学的设计指导,工艺设计人员凭经验难以控制变形问题,铸造的加工余量一般比国外大1—3倍。加工余量大,铸件的能耗和原材料消耗严重,加工周期长,生产效率低,已成为制约行业发展的瓶颈。
②大型铸件偏析和夹杂物缺陷严重。大型铸钢件和大型钢锭在凝固结束后,在冒口根部、铸件的厚大断面存在宏观偏析、晶粒粗大问题。
③铸件裂纹问题严重。
④浇注系统设计不合理。由于设计不当,存在卷气、夹杂等缺陷,导致铸件出品率和合格率低。
⑤模拟软件应用不普及。铸造过程模拟是铸件生产的一个必要环节,在国外,如果没有计算机模拟技术,就拿不到订单。我国的铸造业计算机模拟起步较早,虽然核心计算部分开发能力较强,但整体软件包装能力较差,导致成熟的商业化软件开发远落后于发达国家,相当一部分铸造企业对计算机模拟技术望而却步,缺乏信任。目前这种局面虽有所好转,但在购买了铸造模拟软件的企业中,能够发挥其作用的还不多见,急需对企业员工进行软件应用培训。
⑥普通铸件的生产能力过剩,高精密铸件的制造依然困难,核心技术和关键产品仍依赖进口。
(2)能耗和原材料消耗高
我国铸造行业的能耗占机械工业总耗能的25%—30%,能源平均利用率为17%,能耗约为铸造发达国家的2倍。我国每生产1吨合格铸铁件的能耗为550—700公斤标准煤,国外为300—400公斤标准煤,我国每生产1吨合格铸钢件的能耗为800—1000公斤标准煤,国外为500—800公斤标准煤。据统计,铸件生产过程中材料和能源的投入约占产值的55%—70%。中国铸件毛重比国外平均高出10%—20%,铸钢件工艺出品率平均为55%,国外可达70%。
(3)环境污染严重、作业环境恶劣
我国除少数大型企业 如一汽、二汽、大起大重、沈阳黎明公司等 生产设备精良、铸造技术先进、环保措施基本到位以外,多数铸造厂点生产设备陈旧、技术落后、一般很少顾及环保问题。上世纪80年代,政府对规模小、技术水平低、污染严重的企业进行了专业化调整,提高了企业的集约化程度,但铸造生产的粗放型特征没有得到根本改变。生产现场环境恶劣、作业条件差、技术落后、粗放式生产的铸造企业占90%以上;1998年在匈牙利举办的第63届世界铸造会议上颁发了环境保护奖,获奖铸造厂中没有一个在中国,这与中国的铸造大国地位极不相称。我国铸造业的环境问题还表现在对自然资源的超量消耗上。
铸造生产中炉料 主要是生铁、废钢、焦炭、石灰石等 、型砂、芯砂 主要是原砂、粘土、煤粉、树脂等粘结剂、固化剂、旧砂等 的运输、混砂、造型、制芯、烘烤、熔化、浇注、冷却、落砂、清理和后处理等工序,就其作业内容来讲是在机械振动和噪声中进行,有的还在高温 如熔化、浇注 中作业,有的产生刺激性气味,粉尘作业环境更是恶劣。在我国铸造车间每生产1吨铸件,约散发50公斤粉尘,熔炼和浇注工序排放废渣200公斤、废气20立方米,造型和清理排废砂约13—15吨。以年产2200万吨铸件计,每年排污物总量为:废渣440万吨、废砂近1650万吨、废气4亿立方米。这些数据足以说明我国铸造行业环境问题的严峻程度,采用高技术实现绿色铸造是当前需要重点解决的关键问题。
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1、国内外铸造生产线设计生产中的问题及解决办法
一.概述
随着国民经济的不断发展,近年来对铸件的要求越来越高,特别是汽车发动机缸体、缸盖类铸件,不仅要求材质好,而且还要求尺寸精度高、表面光法、重量轻。为此,作为影响铸件质量的关键工部件造型工部,纷纷采用新的工艺和设备,以满足铸件质量和产量的要求。据不完全统计,我国引进的高压造型线、气冲造型线、静压造型线已有60条左右;国内自己设计制造的高压造型线、气冲造型线已有70余条。
从使用情况来看,这些造型线确实为我国的铸件产量和质量的提高起了很重要的作用,但与我们的希望来比,还很不够。进口线的实际生产率一般在设计能力的5080%,国产线现在使用的估计只占50%,而在这50%中,开动率也较低,出现以上现象的原因是多方面的,归纳起来大概有以下几方面。
二.存在问题
1.设计存在的问题
由于造型线设备复杂,动作多,逻辑性强,因此,设计中就难免有考虑不周的地方,特别是造型线设计的初期,问题更多,比如:材质选用不合理,元件选用不当,逻辑关系不强等。这就决定了我国早期的高压线多数运行状况不太理想。比如:某大厂在70年代初期设计了一条高压造型线,制造安装后一直没有使用,其主要原因是:设计时许多辅机上的垂直液压缸原始位置设在中间位置,由于国产液压阀的泄漏,致使许多辅机不能处在原始位置;运行部件没有考虑制造的误差及液压泄漏,经常相碰,该联锁的电器上也没有联锁,放了这么多年,给工厂带来了很大的经济损失,听说最近要拆掉。国内如此,国外的造型线也同样存在设计上的不足,比如某厂引进一条高压造型线,由于设计时没有考虑砂箱走边的检测及清扫,以至砂箱的进翻箱机时经常卡死,甚至把翻箱机顶坏。还有一家厂引进的静压造型线在设计时工艺性考虑的不周,使上箱在下箱上边翻箱,从而导致造好的下箱内腔掉进砂子,造成铸件缺陷。
2.设备可靠性差
影响设计可靠性的因素主要有设计、制造、安装、生产管理、维修等。
设计中零件选用不当,材质选用不合理,是影响可靠性的重要原因之一,过去着重强调了国产化和降低成本,因此,元器件全为国产件。但由于国产无器件质量不过关,严重影响了造型线的开动率。比如:由于机械传动的误差,会导致转运车上的轨道与冷却道轨道对不准,致使输送器小车和砂箱脱轨,造成较长时间的停车;同样规格的密封件,国产的只能用3~6个月,而进口的能用12年;同样的管接头,国产的就漏油,进口的就不漏油,仅此一项,某一条造型线严惩时每年将漏油200多吨,价值100多万元;由于接近开关发讯不准,也常导致误动作造成停车;液压阀及气动阀的泄漏和精度不高,也是影响造型线开动率的主要因素。比如某厂造型机的控制不仅有电器联锁,而且有气动联锁,气动控制管路的管子是Φ8×1的,连接的管接头较多,由于管接头及气阀的漏气,常使控制气路压力降低,不能使气阀动作,为此,不得不冒险将部分联锁取消。
制造质量的好坏,也将影响造型线的开动率,包括内在质量和尺寸精度。比如:由于加工精度达不到要求,造成设备移动部分和固定部分相碰,定位不准等故障;由于元件的材质或热处理达不到要求,将影响设备的使用寿命和可靠性;由于液压系统的清理不干净,导致油液污染,使阀卡死的现象也经常出现。我到过一个现场,两台主机的工作台同样是球铁的,一台球化好了,用了几年就没问题,而另一台,没有多久就坏了,断面象马蜂窝似的。再如,某厂引进的气冲线96年投产以来,主机工作台油缸已更换了三次,第一次没过保质期就坏了,结果索赔了一台,此后,每两三年更换一次。另外,电线接头长时间使用后引起松动,也导致坏电路二三次。安装不按规范,偷工减料,也是造成可靠性差的重要原因之一。比如:安装时对管子不按规范进行清洗,该氩弧焊的用普通焊代替,造成管子里边有焊渣;该装管夹的地方不装或少装,造成管子震动,管接头松动,时间一长开始漏油;该用RVV软线的地方,用KVV代替,宜造成断路;该用螺栓固定的地方一焊了之,等等。
3.维修困难
由于设计人员现场经验不足,设计出来的设备往往只注意功能性,而没有注意维修容易,比如有些易损件或耐磨件,在制造厂装配时依次可以装上,但如果使用过程中磨损了,需要更换,则必须大卸八块,才能换上。这样,既费时,又影响了整个设备的精度。再如,过去将滤网放在泵的吸油口,并埋在油箱内,由于油的污染,经常要对滤网进行清理,但清理一次滤网必须先把油抽干净,而不是将滤网放在回油管上,清洗更换都方便。在阀箱里或多管平行的地方,安装管夹时,没有留出足够的维修空间,一旦一根管子漏油,必须选把别的管子拆掉,才能拧紧,形象地说,就跟栽葱的一样。制造过程中不注意质量,零件严重超差,也是造成维修困难的一个重要原因。比如一个零件与另一个零件为过度配合,由于加工超差,装配时变成了过盈配合,一旦零件出了问题需更换时,就很难取出。还有,经常拆装的缸端管接头,不用球铰接头,而用端直角接头,从而给维修带来困难。安装时只顾管子、电线走向,而忽略维修的可能性的情况也是常有的,比如,有些设备距地沟壁有一定的距离,本来是作为维修空间用的,但安装时不注意,觉得走管子或电缆桥架挺方便的,就装上了,但使用维修时就叫苦了。
4.生产任务不足,成本较高
在市场经济的今天,铸件成本的高低显得越来越重要了。近几年来,由于乡镇和民营铸造企业的蓬勃发展以及城市的环境保护要求,再加上乡镇和民营铸造企业的成本较低,企业经营灵活,这些企业的铸件在市场上的份额越来越大,从而导致一些具有造型线的大中型企业生产能力不足。例如:现在许多厂爱“开三停四”,一个月上半个月的班,由原来的两班或三班改为单班,经常放长假等。造型线的运行成本较高,也是影响使用的一个因素。如果开动造型线,必须所有设备开动,包括相关工部的设备,这样,用电量较大,同时,所有人员都得到岗,再加上漏油损失,在产量少的情况下,开机将很不划算。比如:有一个厂原来产量很大,上了一条气冲造型线,后来,产量锐减,开动造型线明显不划算,再加上实行成本核算,只好将造型线封存,改为地面造型。
5.管理不善
没有通盘计划,各自为政的现象严重,致使一些企业不考虑自己的实际情况,盲目上马,但后来由于资金不足,产品不对路等原因,造成虽已有较大投入,但尚未形成生产能力而闲置着的设备数量也不少。
企业内部管理不善,主要表现为:维修人员责任不明确,没有明确的设备维修制度,备件采购和维修脱节,维修人员素质较低,工资待遇差等。经常看到这样的现象:操作工上班时维修工在休息,操作工下班了维修工也下班了,至少设备是否需要备件,是否带病工作,是束需要维修,没有人去管,只有设备实在开不动了,才去修理,而这时换上的备件往往又不合适。比如某厂造型线上的备件是由设备科来组织,线上该备什么,备多少,基本不与维修人员通气,买来的备件也不与造型线上实际使用的实物对照,因此,常常出现原来是24伏的阀,更换时变成了220伏;应该是内控内泄阀,更换时变成了内控外泄阀;加工的备件更换时才发现超差等现象,从而影响生产。
6.各工部不匹配
由于国内外铸造设备的标定生产率与实际相差很大,所以,经常导致铸造车间各工部不匹配,从而影响造型线的开动率,据不完全统计,一般造型线由于各工部不匹配而占停机时间约为30-50%左右。例如有一个厂,在车间设计时引进了一条造型线,但其它工部选用国产设备,投入使用后出现两个问题:一是其它工部设备故障率高,严重影响了造型线的开动率,使造型线处于半停产状态;二是混砂能力不够,国产混砂机的混砂能力在实际实用中只能达到名义能力的一半左右,而设计时按名义能力考虑,因此,造成这样的后果。该车间这样生产了大概三、四年,厂里下决心又对砂处理工部进行了改造,目前,使用情况良好。
三.解决问题的办法
要想将一条造型线用好,无非要作好“防”和“备”两方面的工作,“防”是防止问题的出现,“备”是防不胜防时,出现问题了要有所准备,将问题尽快解决。但要做到这两点,必须在以下方面下功夫。
1.加强学习,吸引国内外先进技术和经验,以防为主
设计人员的素质直接影响到造型线的水平,只有设计水平提高了,才有可能制造出好的造型线。为此,设计人员必须掌握国内外的先进技术和设备,并不断总结经验,逐步提高,使设计水平从“小学”提高到“大学”。近年来,我国铸造设备设计人员已充分意识到这一点,通过他们的努力,再加上生产实践、消化吸引国外先进的工艺和技术,我国铸造设备设计水平大大提高,他们不仅具有了设计出高水平造型线的能力,而且具有现场动手的能力,通过不断改进,已设计出多条布置合理,性能可靠的造型自动线。这些改进有:工艺方面:由气动微震改为高压造型,再发展为气冲造型、静压造型、触头式动力撞击造型等。使设备越来越简单,工艺性越来越好。可靠性方面:过去造型线控制用顺控器控制,设备又庞大,故障又多,维修也困难,但有了PC以后,我们马上用在造型线控制上,目前,基本上没有人说电器有问题了;过去辅机及转运车为了实现慢--快--慢的动作,用子母电机或行程阀控制,现在有了调频电机和比例阀,很容易就解决了,可靠性也得到了提高;过去动作检测发讯用行程开关,现在用接近开关或编码器;过去由于油温过高,常使密封件容易老化,产生漏油等现象,严重影响造型线的开动,针对这一原因,现在增加了液压油冷却面积,改变溢流阀型号,使无负荷时泄荷,而不是溢流,减少产生热量的原因,降低落同温;活塞式蓄能器改为囊式蓄能器,性能可靠,动作灵敏;将不可靠的国产元件改为进口元件等。维修方面:一条造型线再好也不可能一点问题没有,但出了问题很难解决,设计水平就不能说很高,为此,设计人员也下了很大功夫。便好:过去液压系统出了故障,必须先把系统卸荷,回油完了再维修,现在将阀箱带在设备上,并在进出油口各加一个截止阀,维修时阀一关就行了,十分方便;还有,经常拆装的较大零件,设计时直接设计上两个吊装孔,使维修变的十分方便。专业设计方面:过去许多大厂车间设计由自己的技术人员来完成,但由于受专业和实际经验的限制,设计完成后问题较多,特别是各工部不匹配的现象普遍存在。因此,铸造项目最好不要请非专业的技术人员来设计,要请专业的设计院所来设计,这样,就会少出错或不出错,不走弯路。
2.强化质量意识,提高产品质量
“质量就是生命”这句话我们大家都很熟悉,但在实际中对质量的认识还很不够,还应该加强,使每一个员工意识到没有质量,就没有生存。一切操作按规范进行,绝对禁止为了一点小利进行偷工减料的行为。过去经常有这样的事,图纸归图纸,加工归加工,加工的人不看图纸要求,设备做成什么就是什么,比如端直通管接头的螺纹孔,由于要靠组合垫密封,图纸上螺纹孔和端面的锪平面有垂直度要求,但机加工工人是不管的,甚至不锪平,所以,容易造成漏油。还有多个螺钉固定的设备,往往有几个螺钉孔对不上,因此,把螺钉磨成丝锥一样拧进去或不拧。当然,经过这么多年的生产实践,许多厂已意识到质量的重要性,加工手段也提高了许多,比如现在许多厂用专机或加工中心加工砂箱,过去自己制造的油缸现在也外协到专业油缸厂制造。另外,必须提高基础件的质量,过去同样12.9级的螺钉固定液压阀,进口的就不漏油,国产的就漏油。减速机内的齿轮,要求是硬齿面,耐实际是软齿面,用不了多外就坏,等等。
3.加强管理,健全维修制度,有备无患
首先上级主管部门要根据企业的具体情况,决定是否要上造型线,把好第一关,避免上了一半而中途下马,经国家和企业造成经济损失。如果上了造型线,企业内部必须加强管理,与造型线有关人员必须责、权、利分明,谁出了问题,谁负责任,谁来解决。要有严格的管理制度,注意各工部之间的匹配,注意人材的培养和合理利用。再好的一条线,如果管理维修跟不上,也不可能用好。因此,必须重视维修人员的素质。维修人员必须对造型线非常了解,明白每一个零件的用途,平时要进行预检预修及巡检,出了故障能很快正确地判断并及时排除。我到过一个现场,维修人员没见过造型线的液压原理图,对全线的动作原理不清楚,因此,出了故障手忙脚乱,最后捣鼓一通能用为止,究竟出了什么问题,怎样解决却不清楚。因此,大大影响了开动率。象这种状况,以后必须改进。备品备件的管理对自动化流水生产线来说,显得特别重要,建议此项工作由专人管理。备件清单的提供要与造型线上的需要一致,进货后要与造型线核对,并分类保管,保管条件要符合材质的要求,定期对备件进行检查,对过期的零件清理出去,及时补充新的零件。要做到造型线使用的备品备件随时能准确无误地提供,从而,确保造型线正常运转。总之,要用好一条造型,不是一件简单的事,几十台设备、一、二百个点,每天都毫无差错地运行,不仅要从设计、制造、安装、调试、维修、备品备件等造型线本身方面来下工夫,而且要从生产管理、各工部协调匹配、正确确定工艺参数等方面下功夫。随着技术水平、制造水平,加上设计人员的设计水平和使用者管理水平的不断提高,国产造型线一定能制造好,使用好。
刘小龙
2、浅谈如何提高压铸模寿命
材料自身存在的缺陷、维修和保养的方法都是会影响压铸模的寿命的。本文从后者来介绍如果提高压铸模的寿命,并列举了压铸模常见的故障原因及排除方法。
压铸模由于生产周期长、投资大、制造精度高,故造价较高,因此希望模具有较高的使用寿命。但由于材料、机械加工等一系列内外因素的影响,导致模具过早失效而报废,造成极大的浪费。
压铸模失效形式主要有:尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹(龟裂)、磨损、冲蚀等。造成压铸模失效的主要原因有:材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及热处理的问题。
1、材料自身存在的缺陷
众所周知,压铸模的使用条件极为恶劣。以铝压铸模为例,铝的熔点为580-740℃,使用时,铝液温度控制在650-720℃。在不对模具预热的情况下压铸,型腔表面温度由室温直升至液温,型腔表面承受极大的拉力。开模顶件时,型腔表面承受极大的压应力。数千次的压铸后,模具表面便产生龟裂等缺陷。
由此可知,压铸使用条件属急热急冷。模具材料应选用冷热疲劳抗力、断裂韧性、热稳定性高的热作模具钢。H13(4Cr5MoV1Si)是目前应用较广泛的材料,据介绍,国外80%的型腔均采用H13,现在国内仍大量使用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_艺性能不好,导热性很差,线膨胀系数高,工作中产生很大热应力,导致模具产生龟裂甚至破裂,并且加热时易脱碳,降低模具抗磨损性能,因此属于淘汰钢种。马氏体时效钢适用于耐热裂而对耐磨性和耐蚀性要求不高的模具。钨钼等耐热合金仅限于热裂和腐蚀较严重的小型镶块,虽然这些合金即脆又有缺口敏感性,但其优点是有良好的导热性,对需要冷却而又不能设置水道的厚压铸件压铸模有良好的适应性。因此,在合理的热处理与生产管理下,H13仍具有满意的使用性能。
制造压铸模的材料,无论从哪一方面都应符合设计要求,保证压铸模在其正常的使用条件下达到设计使用寿命。因此,在投入生产之前,应对材料进行一系列检查,以防带缺陷材料造成模具早期报废和加工费用的浪费。常用检查手段有宏观腐蚀检查、金相检查、超声波检查。
(1) 宏观腐蚀检查。主要检查材料的多孔性、偏柝、龟裂、裂纹、非金属夹杂以及表面的锤裂、接缝。
(2) 金相检查。主要检查材料晶界上碳化物的偏析、分布状态、晶料度以及晶粒间夹杂等。
(3) 超声波检查。主要检查材料内部的缺陷和大小。
2、压铸模的加工、使用、维修和保养
模具设计手册中已详细介绍了压铸模设计中应注意的问题,但在确定压射速度时,最大速度应不超过100m/S。速度太高,促使模具腐蚀及型腔和型芯上沉积物增多;但过低易使铸件产生缺陷。因此对于镁、铝、锌相应的最低压射速度为27、18、12m/s,铸铝的最大压射速度不应超过53m/s,平均压射速度为43m/s。
在加工过程中,较厚的模板不能用叠加的方法保证其厚度。因为钢板厚1倍,弯曲变形量减少85%,叠层只能起叠加作用。厚度与单板相同的2块板弯曲变形量是单板的4倍。另外在加工冷却水道时,两面加工中应特别注意保证同心度。如果头部拐角,又不相互同心,那么在使用过程中,连接的拐角处就会开裂。冷却系统的表面应当光滑,最好不留机加工痕迹。
电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛,但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中,模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定,粗加工时较深,精加工时较浅。无论深浅,模具表面均有极大应力。若不清除淬硬层或消除应力,在使用过程中,模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。消除淬硬层或去应力可用:①用油石或研磨去除淬硬层;②在不降低硬度的情况下,低于回火温度下去应力,这样可大幅度降低模腔表面应力。
模具在使用过程中应严格控制铸造工艺流程。在工艺许可范围内,尽量降低铝液的浇铸温度,压射速度,提高模具预热温度。铝压铸模的预热温度由100~130℃提高至180~200℃,模具寿命可大幅度提高。
焊接修复是模具修复中一种常用手段。在焊接前,应先掌握所焊模具钢型号,用机械加工或磨削消除表面缺陷,焊接表面必须是干净和经烘干的。所用焊条应同模具钢成分一致,也必须是干净和经烘干的。模具与焊条一起预热(H13为450℃),待表面与心部温度一致后,在保护气下焊接修复。在焊接过程中,当温度低于260℃时,要重新加热。焊接后,当模具冷却至手可触摸,再加热至475℃,按25mm/h保温。最后于静止的空气中完全冷却,再进行型腔的修整和精加工。模具焊后进行加热回火,是焊接修复中重要的一环,即消除焊接应力以及对焊接时被加热淬火的焊层下面的薄层进行回火。
模具使用一段时间后,由于压射速度过高和长时间使用,型腔和型芯上会有沉积物。这些沉积物是由脱模剂、冷却液的杂质和少量压铸金属在高温高压下结合而成。这些沉积物相当硬,并与型芯和型腔表面粘附牢固,很难清除。在清除沉积物时,不能用喷灯加热清除,这可能导致模具表面局部热点或脱碳点的产生,从而成为热裂的发源地。应采用研磨或机械去除,但不得伤及其它型面,造成尺寸变化。
经常保养可以使模具保持良好的使用状态。新模具在试模后,无论试模合格与否,均应在模具未冷却至室温的情况下,进行去应力回火。当新模具使用到设计寿命的1/6~1/8时,即铝压铸模10000模次,镁、锌压铸模5000模次,铜压铸模800模次,应对模具型腔及模架进行450—480℃回火,并对型腔抛光和氮化,以消除内应力和型腔表面的轻微裂纹。以后每12000~15000模次进行同样保养。当模具使用50000模次后,可每25000~30000模次进行一次保养。采用上述方法,可明显减缓由于热应力导致龟裂的产生速度和时间。
在冲蚀和龟裂较严重的情况下,可对模具表面进行渗氮处理,以提高模具表面的硬度和耐磨性。但渗氮基体的硬度应在35-43HRC,低于35HRC时氮化层不能牢固与基体结合,使用一段时间后会大片脱落:高于43HRC,则易引起型腔表面凸起部位的断裂。渗氮时,渗氮层厚度不应超过0.15mm,过厚会于分型面和尖锐边角处发生脱落。
3、热处理
热处理的正确与否直接关系到模具使用寿命。由于热处理过程及工艺规程不正确,引起模具变形、开裂而报废以及热处理的残余应力导致模具在使用中失效的约占模具失效比重的一半左右。
压铸模型腔均由优质合金钢制成,这些材料价格较高,再加上加工费用,成本是较高的。如果由于热处理不当或热处理质量不高,导致报废或寿命达不到设计要求,经济损失世大。因此,在热处理时应注意以下几点:
(1) 锻件在未冷至室温时,进行球化退火。
(2) 粗加工后、精加工前,增设调质处理。为防止硬度过高,造成加工困难,硬度限制在25-32HRC,并于精加工前,安排去应力回火。
(3) 淬火时注意钢的临界点Ac1和AC3及保温时间,防止奥氏体粗化。回火时按20mm/h保温,回火次数一般为3次,在有渗氮时,可省略第3次回火。
(4) 热处理时应注意型腔表面的脱碳与增碳。脱碳会记过迅速引起损伤、高密度裂纹;增碳会降低冷热疲劳抗力。
(5) 氮化时,应注意氮化表面不应有油污。经清洗的表面,不允许用手直接触摸,应戴手套,以防止氮化表面沾有油污导致氮化层不匀。
(6) 两道热处理工序之间,当上一道温度降至手可触摸,即进行下道,不可冷至室温。
现代先进制造技术论文2000字
随着社会的先进技术的不断进步,制造技术也获得快速的发展,具有精密化、智能化、清洁化以及集成化的特点。下面是我精心推荐的先进制造技术2000字论文,希望能对大家有所帮助!
先进制造技术2000字论文篇一:《浅析机械制造技术》
摘 要:随着社会科技的迅速发展,同时市场竞争日益激烈,传统的机械制造生产模式很难满足现实需要,因此,本文首先分析了现代机械制造的特点,然后就发展趋势展开论述。
关键词:机械制造;特点;发展趋势;
随着社会的不断进步,机械制造技术也获得快速的发展,具有精密化、智能化、清洁化以及集成化的特点。就目前而言,计算机、传感、自动化、新材料以及管理等技术与传统的机械制造技术进行结合,保证成为一体,在发展过程中,形成物质流、信息流和能量流的整体系统工程,不断保证生产规模的扩大和追求最佳的经济技术效果,实现机械制造过程中管理的简化和合理化,促进不断采用最新的生产方式。
一、现代机械制造技术发展的国内外现状
从国外发展情况来看,发达国家的机械水平已经相当高,在进行实际的设计过程中,一般采油工计算机辅助和仿真等 方法 ,同时对 企业管理 的方法和手段也日趋规范化和科学化,尤其在机械加工技术方面实现全面的自动化,采用数控技术和自动引导小车等技术。发达国家主要制造了一系列新的系统,主要包括计算机集成制造、智能制造以及敏捷制造和并行工程等系统。
(一)计算机集成制造系统主要建立在自动化、信息技术等基础上,有效利用计算机软件,把企业内部的生产较为分散的自动化系统集成起来,在很大程度上可以提高机械制造的效率。在利用计算机集成系统过程中,要注意以下几个方面,在功能方面来讲,要做好市场预测、产品设计、加工技术以及制造管理和售后服务等,这比传统机械企业自动化服务的范围要大的多,系统非常复杂。这种计算机集成主要以信息和功能,在很大程度上可以有效不断缩短产品开发、保证产品质量,降低工程投资等。
(二)智能制造系统。这种系统主要把模糊推理等人工智能技术广泛的应用到制造系统,最大限度解决实际中遇到的复杂问题,提高机械制造的水平和技术。人工智能系统是智能制造系统的核心技术,可以节省大量的人力和物力以及财力,提高解决实际技术问题的能。
(三)并行工程。并行工程,也可以称为同步或者同期工程,主要对传统的机械产品进行串行的开发,这种系统主要要求开发过程中要考虑到产品的周期,具体包括机械产品的质量、成本、因素、计划以及用户的要求等,保证各方能够协调工作。保证产品开发的各个阶段具有一定顺序性和并行性,保证在进行机械产品设计开发的过程中,及时发现其中存在的问题,最大限度的减少产品的研究、开发和生产周期,保证产品的质量,提高企业的经济效益。
(四)敏捷制造又称为灵捷、迅速和灵活指导,就是将柔性生产、熟练掌握生产技术进行集成,实现对劳动力的灵活管理,能够有效的无法预见的市场消费潜力做出比较迅速的反映。进行敏捷制造的工作原理,就是利用计算机网络和信息集成结构,实现标准化和专业化的生产,采用竞争合作的原则。
二、机械指导技术的发展趋势
就目前而言,机械指导技术发展主要朝着精密加工、微细加工以及纳米技术方向和高度自动化方向的发展,以敏捷制造和CIMS等为主。超精密加工设备正朝着高精度、高速度、多功能、高复合以及智能、安全、环保方向发展,在很大程度上突破了传统的格局,不断降低噪音、油污和粉尘等危害。同时随着全球经济、科技、信息的迅速发展,机械制造朝着全球化、虚拟化以及绿色化的方向反战。
(一)全球化。近些年来,全球化趋势不断加强,机械制造国际化经营越来越受到欢迎,但是也面临着许多的问题和挑战,导致有的企业倒闭或者被兼并。另一方面,由于计算机 网络技术 的不断发展,不断丰富机械制造企业相互之间的信息交流、产品开发以及经营管理,最大限度地增加了国际的市场竞争,因此机械制造全球化的技术基础就是实现网络化、标准化以及集成化,这给机械制造企业带来革命性的变革,保证产品设计、材料选购、机械制造以及产品的开拓和销售可以跨国跨地区的进行流通,真正实现全球化。
(二)虚拟化。虚拟化就是指在实际的机械制造过程中采用虚拟技术,可以大大降低机械产品开发的风险,提升产品的开发速度,保证机械产品的结构和性能能够达到相关标准和要求,不断对投资成本进行优化,具体可以采用运动仿真、动力学、造型设计、人机工程学等。在进行机械制造过程中,要采用模拟和检验技术,促进检验的加工方法、可加工性和合理性,保证机械产品的质量,优化机械产品生产质量,实现最大的经济效益,做好机械产品的设计计划、具体的生产组织管理和车间调度以及物流链的设计等。虚拟化最为关键和重要的就是进行计算机仿真,通过一些软件对真实的系统进行模拟,保证机械产品设计的质量和合理性,避免出现不必要的错误和缺陷,保证机械产品的质量。
(三)绿色化。在进行机械产品设计过程中,要严格按照ISO9000系列国家质量标准进行设计,保证实现机械产品的绿色化,具体包括绿色设计、材料、设备、工艺、技术、包装以及管理等,不断生产处绿色产品,包括最后在产品使用后经过绿色处理后保证能够回收利用。因为采用绿色设计和生产可以在很大程度上减少对环境的破坏,提高机械制造原料和能源的利用率,体现了人类社会的可持续发展,实现制造业的自动化。具体可以采用以下几项技术,精密机械的成形技术主要铸造、焊接以及塑性加工技术,精密的铸造、锻压、热塑性成形以及切割等技术。无切削液加工被广泛的应用在机械加工汗液,在很大程度上解决了冷却液带来的一系列问题。ROM技术突破了传统加工技术的的原则,而是采用添加和累计的方法,具有分层实体制造和熔化沉积制造等技术。以上机械绿色制造工艺的应用,在很大程度上减少原料和能源的消耗,同时建少了产品开发的成本,降低企业的投资成本。
综上所述,在进行现代机械制造过程中,要不断采用先进节能的技术,促进机械制造的可持续发展。
参考文献:
[1]李云飞.机械制造技术专业校企合作人才培养模式研究[D].沈阳师范大学2013
[2]王世敬,温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械.2002(11)
[3]王洋.浅析我国现代机械制造技术的发展趋势[J].装备制造技术.2011(02)
先进制造技术2000字论文篇二:《浅谈机械制造技术》
【摘要】机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。本文对机械制造技术在我国及世界历史上的发展作了简要陈述,对先进机械制造技术的现状及技术特点进行概括介绍,并简述了未来机械制造技术的发展方向。
【关键词】机械制造简史 先进机械制造技术 发展现状 发展趋势
中国是世界上机械制造技术发展最早的国家之一。中国的机械制造技术历史悠久,成就辉煌,不仅对中国的社会经济发展起到了重要的促进作用,而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献。传统机械制造方面,我国在很长一段时期内都领先于世界,到了近代特别是从18世纪初到19世纪40年代,由于诸多原因,我国的机械行业发展停滞不前,这100多年的时间正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期,机械制造技术飞速发展,远远超过了中国的水平,中国机械制造技术的水平与西方的差距急剧拉大,到十九世纪中期已经落后西方一百多年。
新中国建立后特别是近三十年来,机械制造技术发展速度很快,向机械产品大型化、精密化、自动化和成套化的趋势发展,在有些方面已经达到或超过了世界先进水平。新中国机械制造技术的发展速度之快、水平之高是前所未有的。而且这一时期还没有结束,只要我们能够采取正确的方针、政策,用好科技发展规律并勇于创新,我国的机械制造技术还将向更高的水平发展,重新引领世界机械工业发展潮流。
1.机械制造简史。石器时代人类制造和使用的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单工具是后来出现的机械的先驱。 几千年前,人类创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨,用于提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力由人力发展到畜力、风力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。鼓风器对人类社会发展起了重要作用。强大的鼓风器使冶金炉获得足够高的炉温,得从矿石中炼取金属。西周时期,中国就已有了冶铸用的鼓风器。
17世纪以后,资本主义商品经济在英、法等国迅速发展,许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力。随着机械的改进,煤和金属矿石需求量的增加,只依靠人力和畜力已不能适应生产提高的要求,于是在18世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵。1765年,瓦特发明了有分开凝汽器的蒸汽机,降低了燃料消耗率。1781年,瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机。
18世纪后期,蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业。制造机械的主要材料逐渐从木材改为金属。机械制造工业开始形成,并逐渐成为重要产业。机械工程从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18~19世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。 19世纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初,电动机已在工业生产中取代了蒸汽机,成为驱动各种工作机械的基本动力。发电站初期应用蒸汽机为原动机;20世纪初,出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机,也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进,成为轻而小、效率高、易于操纵并可随时启动的原动机。内燃机最初用于驱动没有电力供应的陆上工作机械,以后又用于汽车、移动机械(如 拖拉机 、挖掘机械等)和轮船,20世纪中期开始用于铁路机车。内燃机和以后发明的燃气轮机和喷气发动机,还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。
2.机械制造技术的发展。工业革命以前,机械大都是由 木工 手工制成的木结构,金属(主要是钢和铁)仅用以制造仪器、钟表、锁、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作以达到需要的精度。随着蒸汽机的广泛使用以及随之出现的矿山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展,需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多,所用金属材料由铜、铁发展到以钢为主。机械加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、刀具、量具等)迅速发展,从而保证了发展生产所需要的各种机械装备供应。 机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。
3.先进机械制造技术的特点。
3.1 面向工业应用的技术。先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长,目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。 3.2 驾驭生产过程的系统工程。先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
3.3 面向全球竞争的技术。20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
3.4 市场竞争三要素的统一。在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
4.先进机械制造技术的发展现状。近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
4.1 管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于 经验 管理阶段。
4.2 设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。
4.3 制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
先进制造技术2000字论文篇三:《论先进制造技术课程的教学特色与 教学方法 》
0 引言
随着电子信息技术、计算机技术的飞速发展,我国制造业也发生了较大的变革,传统的依靠手工制作的制造业也越来越多的融入了现代信息技术的元素,其产品的设计、制作的工艺、企业的生产经营管理方式等均得到不断的优化。先进制造技术也越来越多的被应用到生产实践过程中,从而对员工的素质提出了更高的要求,因此,各大高校纷纷将先进制造技术这门课作为机械工程及自动化专业的专业课,从而系统地介绍先进制造技术及工程应用方面的内容。由于先进制造技术是集机械、自动化、信息技术于一体的多学科交叉课程,其涉及的范围较广、内容纷繁复杂,并且技术更新换代速度较快。因此,必须改革传统的教学方法,在理论教学的同时,增加实践操作教学的比例,将所学的先进制造技术理论课程知识运用到实际生产中,让学生在实践过程中对给门课程的知识有一个感性的认识,从而对相关知识掌握得更加牢靠,印象更加深刻。
1 先进制造技术课程教学的内容与特色
1.1 先进制造技术课程教学的内容
先进制造技术是将传统的制造技术结合机械、电子信息、经营管理等现代化技术,并将其应用于产品的设计、制作加工、经营管理、售后服务等过程中,以便实现生产过程的高效、低耗和清洁,从而在市场竞争中获取低成本、高收益的优势。各大高校所使用的《先进制造技术》课程涉及的内容较多,较深,前后章节之间的衔接性不是很好,学生在学习的过程中表现得很吃力,对先进制造技术在实际生产中的应用不太熟练,教学效果不太理想。因此,必须改变传统的先进制造技术课程教学方法,提高教学质量。
1.2 先进制造技术课程教学的特色
首先,先进制造技术是一门多学科交叉的从课程,其综合性较强。由于该课程涉及到机械、电子信息、自动化、现代管理等各方面的技术,包含了信息流、物质流和资金流等的多学科交叉融合的课程,其涵盖的内容、过程和信息相当的复杂。
其次,先进制造技术是一门内容覆盖面广的学科。与传统的制造技术相比,现代先进制造技术涉及到产品生产加工的整个生命周期,从最初的产品设计、到产品生产加工、生产过程中的管理,到销售及售后服务的跟踪与质量服务等各方面的过程,其运用到的技术包括自动化技术、产品制作加工技术、以及生产管理技术等等。因此,现代制造技术在传统制造技术的基础上融入了更多跨学科的技术和知识,对学生来说,无形中加大了学习的难度和强度,并且技术更新的速度较快,学生适应能力也不断受到挑战。
再者,先进制造技术是一门动态发展的技术,由于先进制造技术融入了信息技术、自动化技术、管理技术等,而这些技术渗透到了制造业的每一个环节,从最初的设计到生产加工到生产管理再到最后的销售和售后整个环节。只有每一个环节都做得最好,才能实现高效、低耗和清洁生产的目的。因此,随着新技术的不断革新,先进制造技术课程内容也要随着发生变化,并不断得到更新和发展。
最后,先进制造技术课程的实用性较强。由于先进制造技术在现代加工制造业的应用较为广泛,实践性较强。与传统的纯理论教学方法不同,先进制造技术课程不仅重视技术的学习,还重视生产过程中的管理技术,技术与管理的结合使得先进制造技术课程的实用性得到加强。
2 先进制造技术课程教学方法的研究
2.1 合理选择教材,优化教学内容
由于先进制造技术课程是一门动态变化的课程,随着新技术的不断更新和变化,教材和教学内容也应该随之做出调整。首先,要合理地制定教学计划,由于该课程涉及的内容较多,覆盖的学科范围较广,在有限的教学课时内,难以兼顾到教材所涵盖的全部内容。因此,教师应该根据相关知识板块的重要性程度做出课程所需课时的安排,对教学内容进行合理取舍,从而优化教学内容,使学生能够把握课程的重点,有的放矢地去学习相关知识点。
其次,先进制造技术更新换代的速度较快,为了赢得市场竞争力,企业对员工的素质提出了更高的要求,因此,掌握先进制造技术的应用型人才受到制造型企业的青睐。为了顺应这种市场形势,高校必须保证先进制造课程教学内容的前沿性。这就要求教师要熟悉最新的先进制造技术,并将其融入到课堂教学中来,以便开阔学生的视野,启发学生的思维,使学生能够以发展的眼光来学习这门课程。最后,教学内容应该突出先进制造技术课程的特色,由于这门课程是一门实践性较强的课程,教师在授课过程中不仅要要求学生掌握好相关的基础知识,还要培养学生分析问题的能力,培养学生的工程思想,将所学知识与实际工程应用相结合。
2.2 更新教学理念,优化教学方法
由于先进制造技术课程更新速度较快,课程内容具有前沿性,为了培养具有先进制造技术的应用型人才,必须要更新教学理念。另外,现代制造型企业已经从传统的加工装配延伸到产品的整个生命周期,这就要求学生不仅要掌握好先进制造的技术还要具备现代 管理知识 ,具备团队合作能力和工程实践能力。理念指导实践,随着新理念的诞生,新的技术也随之出现,因此,随着先进制造理念的独断发展变化,先进制造技术也不断得到发展。只有让学生掌握好了新的理念,才能更好地将其运用到工程实践中,才能有所创造有所作为。
另外,除了要更新教学理念之外,还要对教学方法进行优化,也就是根据教学内容,采取有针对性的教学方法,以提高教学效果。由于先进制造技术课程既有对基本概念的讲解,也有对相关技术知识的讲解,应分别采取不同的教学方法。例如对基本概念的讲解可以采用授业式讲解,对技术知识的讲解可以采用案例教学、互动式教学或者两者相互结合的方法。通过学生自己查阅资料解决相关问题,然后在课堂上一起讨论的方法,培养了学生思考问题、分析问题、解决问题的能力以及学生的创造性思维。因此,对于先进制造技术课程这样的多学科交叉的课程,教师应该有针对性地采取不同的教学方法进行教学,不断更新教学理念,优化教学方法,以便达到更好的教学效果。
2.3 结合先进技术,优化教学手段
先进制造技术课程涉及的内容较多,课程信息量大,教师可以借助于多媒体进行辅助教学。利用多媒体,将文字、图形图像、音频视频等将教学内容生动形象的展示出来,给学生以视觉和听觉的冲击,提高学生学习的积极性,改善教学效果。同时,利用多媒体进行教学,不仅节省上课板书的时间,使教师将主要的时间用于相关知识的讲解上面。并且,在教学过程中,穿插一些动画、视频等,不仅使课堂内容更加丰富,还能激发学生学习的兴趣,对相关的知识点有更加感性的认识,对教学内容的印象也更加深刻。但应该注意的是,多媒体教学只是一种辅助教学手段,教师还是应该对整个课程讲解起到主导作用,在多媒体授课过程中,对相关重难知识点做出板书,方便学生理解。除此之外,教师应该提前设计一些问题,引导学生进行思考,同时增加学生和教师之间的互动性,调动学生学习的积极性,变被动学习为主动学习,从而既提高了教学的效率,又增加了教学的效果。
2.4 注重实践教学,优化教学效果
先进制造课程的实用性和工程性表明这门课程不仅要有理论教学,还要注重实践教学。再加上这门课程涉及的内容较多,覆盖面较广,学生在学习过程中难以理解相关的知识点,对理论知识难以形成感性认识,学习起来较为吃力,久而久之,便逐渐产生厌学的情绪。因此,必须要加大先进制造课程实践教学的比重,培养学生的创新意识和工程意识。具体可以从以下两个方面进行先进制造技术课程的实践教学:一方面可以进行实验教学,实验教学在培养学生的动手能力、创新能力方面有着重大的作用。学生通过实验进行观察、思考和操作,能够对理论知识形成更加直观的认识,通过参与到实验室的项目中来,既能培养学生的团队合作能力,沟通交流能力,解决问题和分析问题的能力。另一方面,教师也可以组织学生到大型制造型企业、科研机构或者其他实验基地进行观察和体验,从而对先进的设备和制作工艺有一个更加感官的接触,让学生深刻体会到先进制造课程在企业的实际应用中的重要性。这样学生便能对所学的知识产生一种新的认识,并且更加愿意去探索和挖掘这些理论知识的实用型。
3 总结
先进制造技术课程是一门多学科交叉的综合性学科,涵盖的内容较多,知识面较广,并且由于先进制造技术融入了信息技术、自动化技术、管理技术等,随着技术的不断革新,先进制造技术也要不断地发生变化,以便适应市场需求的发展。除此之外,先进制造技术还是一门实用性较强的课程,教师在教学过程中,除了要讲授基本的理论知识,还要加大实践课程的比重,培养学生的动手能力和创新意识。因此,通过对先进制造技术课程教学方法进行研究,本文提出了四种教学方法,分别从教学内容、讲学方法、教学手段和实践教学效果着几个方面着手进行优化教学,以便提高教学质量,增强教学效果。
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