機械電子工程方面論文

　　科技的不斷創新,我國的機械電子工程也在發生著重大的轉變,在現代化技術的浪潮中,不斷前進,不斷創新。下文是小編為大家蒐集整理的關於的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　篇1

　　論機械類專業學生科技創新平臺的構建與實踐

　　0 引言

　　實踐教學是深化理論教學的重要環節，是高等教育教學工作的重要組成部分，在培養適應時代需求的應用型人才方面有不可替代的作用。學生科技創新是實踐環節的一個重要組成部分，是培養學生創新能力和實踐能力的重要環節。如何搭建適合學生進行科技創新的平臺，如何組織和引導學生積極參加科技創新活動，是機械類專業創新實踐教學活動建設的重要內容，也是應用型本科院校人才創新培養方法的新課題。

　　1 完善的學生科技創新制度

　　為了提高學生的工程實踐能力、創新創業能力及綜合素質，培養拔尖創新人才，探索應用型本科教育新模式，學校專門成立了創新學院。南京工程學院《學生手冊》中專門有《南京工程學院大學生科技創新基金管理規定》，學校專門設立大學生科技創新活動指導委員會，並對經審查的學生科技專案進行資金支援和技術幫助。《南京工程學院關於加強大學生綜合素質培養的規定》對南京工程學院學生課外實踐及科技活動做出具體規定：學生參加在學院登記備案並獲得批准的實踐和創新活動均可獲得綜合能力培養及創新學分;綜合能力培養和創新學分是學生畢業資格審查條件之一，綜合能力培養和創新學分可以通過9種方式獲得。

　　這些規定從制度層面上為大學生科技創新作了學校層面的構建，為各系部進行大學生科技創新工作明確了方向，保證了大學生科技創新的有序、高效進行。

　　2 學生科技創新與創新賽事相結合

　　實現學生科技創新與學科賽事相結合，需要完善相應的教育制度和教學體系。根據日常工作經驗，作為一個應用型本科院校的工科學生，“光學不練不行，光練不賽不行，賽不出水平不行”，這不能停留在口號上，應體現在開展學生科技創新的日常工作中。

　　從目前機械工程學院組織的機械類專業學生參加的賽事來看，主要分為3個級別。

　　2.1 家級賽事

　　①全國大學生機械創新設計大賽。全國大學生機械創新設計大賽於2007年起已連續多次獲批為教育部和財政部聯合資助的大學生競賽專案，現已成功舉辦6屆，已成為最具影響的全國大學生競賽專案之一。舉辦該賽事的目的在於引導學生立足生活實踐來進行機械創新設計，對作品的合理性、創新性、實用性、先進技術的應用進行評審，引導機械類專業學生科技創新的方向。

　　②全國三維數字化創新設計大賽。全國三維數字化創新設計大賽全國3D大賽由國家制造業資訊化培訓中心主辦，目前已連續成功舉辦8屆。大賽的宗旨強調科技創新、自主創新，是推動我國從“製造大國”到“創造大國”轉型的全國性大型公益比賽，它對於推動產業升級發展和科技進步有積極的意義，是競賽與創新實踐相互融合的一次嘗試。

　　③沙盤模擬經營大賽。為全面落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要2010―2020年》，為進一步推進實踐育人工作開展，加強就業創業教育，促進創新人才成長，提高人才培養質量，由用友新道科技有限公司承辦的全國大學生“用友杯新道”沙盤模擬經營大賽，已舉辦了十一屆。

　　④華東區大學生CAD應用技能競賽。當前採用先進的計算機輔助設計CAD技術已成為現代工程設計的主要技術手段，為了貫徹科教興國的戰略方針，普及先進的成圖技術，推廣、掌握先進的設計方法，促進傳統工程設計流程和教學方法的改革，為青年學子提供一個展示基礎知識和技能的舞臺以及進一步提高大學生素質及就業競爭能力，促進專業教育水平的提高。 　　2.2 省級賽事 省級賽事是國家級大賽的區域決賽，是獲得參加國賽資格的必經之路。

　　2.3 校級賽事

　　校級賽事，是引導學生科技創新入門的重要途徑，也是選拔優秀學生進入省賽、國賽的基礎。例如機械工程學院配合省賽和國賽每兩年舉行一次的機械創新設計大賽，面對的是在校的機械類或近機類專業的各年級的學生，目前已舉行五屆，共計450多人，學生可以進行跨年級跨專業方向自由組合，形成5人以下的參賽小組，根據省賽和國賽要求，圍繞與機械類相關的領域內自由選擇參賽題目，該賽事除了進行理論分析與設計，還需要製作安裝成為實物，該賽事可充分發揮學生的想象力、創造力、實踐動手能力，增強學生的技能儲備，為參加省級和國家級賽事打下紮實基礎，2014年派出七支隊伍參加省賽，經過層層篩選，最終獲得一等獎一項、二等獎兩項、三等獎三項的驕人成績。機械工程學院配合省賽和國賽，每年再承辦一次全校性的沙盤模擬經營大賽，面對的是在校各專業的各年級的學生，目前已舉行6屆，共計有1800人左右參賽，學生可以進行跨年級跨專業方向自由組合，形成5人組成的參賽小組，比賽採用ERP電子沙盤模擬對抗方式模擬製造企業生產管理過程，為學生了解企業、創業計劃設計等打下良好基礎。

　　近幾年來，機械類專業學生在參加各種賽事的過程中，學生將所學理論知識同實踐活動進行了有機的對接和融合，同時，創新實踐活動又將理論知識加以延伸和昇華。

　　3 科技創新與團隊建設相結合

　　組建科技創新團隊就是要對大學生創新意識、創新思維和創新精神以及團隊協作精神進行系統培養。例如，為備戰大學生機械創新設計大賽的團隊，通常是3～5個成員組建一個團隊，通過分工合作實現團隊目標。每個團隊成員都各有所長，比如有的擅長機械創新，有的擅長三維設計軟體，有的擅長動手製作，有人擅長組織與溝通，團隊成員之間通過溝通與協作揚長避短，優勢互補，在較短的時間內就能完成相關任務。

　　團隊是需要培育的，大學4年是暫短的，因此團隊培育與建設宜早不宜遲。作為指導老師，平時就可以團隊方式引導學生自行結組，經常在一起學習、磨合、交流，結合團隊人員情況完成某一選題，一旦有了機會，很自然地組隊參賽。從新生一入校就向學生宣傳，在大一中發現人才，培養興趣，參與高年級組建的團隊;大二獨立組團承攬校科技立項，鍛鍊工程實踐能力;大三參加專業學科賽事，為實現自我價值奮力一搏;在實際工作中這個方法起到了傳、幫、帶的連鎖效應，取得很好成效。在2015年底為申報學校大學生科技創新基金2016年“挑戰杯”培育支撐專案，就是以大二學生為重點組隊申報，從申報隊伍中脫穎而出，成為獲得學校立項的十個專案之一。

　　4 科技創新與實驗室開放相結合

　　實驗室開放是指各類實驗室在完成計劃內教學及科研任務的前提下，利用現有師資、儀器裝置、設施等實驗條件，面向學生開放，為學生提供實踐學習條件。我院實驗教學中心推出3種實驗室開放模式。①適應“機械設計”、“機械工藝與裝置”、“機電產品拆裝”等主幹課程的計劃內開放模式。②針對學生科技創新活動的計劃外開放模式。該模式是一種“自助式”的實驗專案，實驗內容設計完全由學生來自主進行，教師會針對實驗設計中不足之處，提出修改意見，最後由學生具體實施。③針對學生科技創新活動的創新實驗室模式。2011年獲省重點學科建設經費的支援，投入4萬元建立了“機械工程學院大學生創新實驗室”。實驗室佔地面積約50m2，配備了臺式車床、臺式鑽銑床、鉗工工作臺、電動工具、量具等。該創新實驗室由課外導師指導，學生自主管理，全天候對學生開放，作為其他實驗室服務學生的有效補充，專門服務於各級大學生科技創新專案和科技競賽實物的製作。目前，該實驗室執行正常，多項各級大學生科技創新專案的實物和國家級、省級科技競賽獲獎專案的作品都是在該實驗室由學生親自裝配和製作的，例如參加2014年江蘇省機械創新設計大賽的7個團隊的作品就是在此實驗室由參賽學生自己動手製作完成。

　　5 科技創新與學生入學教育相結合

　　每年新生入校，我院都要組織新生參觀實驗室和學生科技創新作品展，結合科技創新對他們進行入學教育和專業介紹，在新老學生交流時也多次有意識地提及課外科技活動話題。新生對科技創新非常感興趣，但由於缺乏專業知識和技能，有時又很困惑，不知如何入門。這時相關導師和有科技創新專案的高年級同學會指導他們，在不影響學習的情況下，多參加科技創新學生社團或科技創新專案組，融入科技創新活動，多次錘鍊後，可以取得水到渠成的收效，進而可主動自己挑起科技創新專案的申報和運作。

　　6 結語

　　為推進學校應用型人才培養 “競賽普及化”改革，機械工程學院自2010起大力開展大學生學科競賽平臺建設。2010-2015年，學院積極組織並承擔了大學生機械創新設計大賽、CAD應用能力大賽、三維數字化創新設計大賽、ERP沙盤模擬經營大賽、水文化創意設計大賽等9大項大學生國家、省和校級學科競賽平臺專案建設。累計組織約4800餘人次學生參加了學科競賽平臺專案，其中國家級、省級學科競賽平臺專案280餘人次，校級學科競賽平臺專案4400餘人次，共獲得學校資助近38萬餘元。參與平臺專案學生累計獲國家級、省級以上獎項96項本院學生86項、本校外院學生10項：其中國家級一等獎3項、二等獎2項;華東區一等獎20項，省級特等、一等獎9項。

　　雖然在學校和學院領導指導、關心幫助下，機械學院形成較完善的培養學生綜合實踐能力、科技創新能力的科技創新平臺，但是在今後工作中仍需根據學生的需求不斷實現科技創新平臺可持續發展，這是學生創新工作和努力方向。

　　篇2

　　淺論現代機械加工新技術的課程體系

　　0 引言

　　先進的製造技術是保障綜合國力的決定性因素。發達國家的製造業均在國民經濟中居於重要地位。現代機械製造學科已成為集機械、電子、資訊、材料為一體的新型交叉學科。我國的製造業面臨著巨大的機遇和挑戰，只有掌握先進製造技術，才能加快國家經濟的持續增長、促進我國產業升級和產業鏈提升、增強產品的競爭能力、增強我國核心競爭力和自主創新能力、建設創新型國家。因此，在大學裡普遍開設製造先進技術的課程，課程名稱為《機械加工新發展》、《現代加工新技術》、《機械加工新技術》或《現代加工技術訓練》、《現代機械製造工藝及精密加工技術》等。從目前的研究現狀看，該課程主要有四部分內容：切削加工新技術、非切削加工新技術、複合加工新技術、難加工材料的切削加工新技術。精密加工分散在課程體系當中，應將其總結後作為附錄內容。根據課時不同，該課程應有所取捨。

　　1 切削加工新技術

　　主要包括高速與超高速切削新技術、硬態切削新技術、乾式切削新技術、振動切削新技術、非常溫切削新技術、磁化切削新技術、保護性切削新技術、射流加工新技術、磨削加工新技術等。

　　①高速超高速切削新技術。根據1931年4月德國物理學家薩洛蒙Carl.J.Salomon提出的“Salomon曲線”，採用高轉速、快進給、小背吃刀量和小進給量來去除餘量，完成零件加工。要求機床的主軸轉速高、功率和扭矩大，以及進給系統加速度高。可用於加工有色金屬、鑄鐵、鋼、纖維強化複合材料、鑄鐵和鋁合金等。

　　②硬態切削新技術。採用立方氮化硼CBNCubic Boron Nitride、陶瓷和新型硬質合金及塗層硬質合金作為刀具材料，將淬硬鋼的車削作為最終加工工序。

　　③乾式切削新技術。不用切削液或用少量綠色環保的潤滑劑。要求刀具材料具有良好的耐熱性和耐磨性，要求切屑與刀具之間的摩擦係數應儘可能小，要求刀具的槽型應保證排屑流暢、易於散熱，要求刀具應具有較高的強度和較強的抗衝擊韌性。可採用低溫冷風、高速、靜電冷卻和準幹切削工藝等。已用於鑄鐵、鋁合金、鎂等的切削。

　　④振動切削新技術。與超聲波切削一樣利用共振現象，給刀具或工件施以某種引數頻率、幅值的可控制量，使刀具與工件週期性地接觸與離開。

　　⑤非常溫切削新技術。溫度反映了分子運動的劇烈程度。加熱高強度、高硬度和耐高溫的新材料可使其可以加工。冷卻鈦合金、低合金鋼、低碳鋼和一些塑性與韌性特別強的難加工材料，可獲得較好的加工質量。

　　⑥磁化切削新技術。刀具或工件磁化後，強度和硬度會提高，從而保證加工質量。

　　⑦保護性切削新技術。在真空當中切削可避免生成硬脆層，但是刀-屑介面處也不能生成減摩的氧化膜。在惰性氣體保護下切削，不適用於有色金屬，如鋁及其合金。絕緣切削將工件與機床絕緣，可避免因熱電流而產生熱電磨損。

　　⑧射流加工新技術。水射流主要用來切割軟質有機材料;混合磨料射流幾乎可切割一切硬質材料。

　　⑨磨削加工新技術。主要有重負荷荒磨、用於溝槽、成形和外圓的緩進給大切深磨削、硬脆材料延性域磨削的高速與超高速磨削、砂帶磨削、振動研磨等。

　　2 非切削加工新技術

　　主要包括超聲波加工、電化學加工、電火花加工、電火花線切割加工、鐳射加工、高能粒子束加工、化學加工、快速成型加工等。

　　①超聲波加工。利用電氣諧振獲得超聲振動，再利用機械共振通過變幅杆獲得足夠振幅的振動，對工件施加類似於爆炸衝擊波的作用，並通過磨料懸浮液強化該作用，從而使工件成型。主要應用於型孔、型腔、切割、清洗、焊接、超聲波處理等。

　　②電化學加工。利用金屬在電解液中陽極溶解的原理對工件進行成形加工，陽極溶解方式有電解加工和電化學拋光，陰極沉積方式有電鍍和電鑄。主要用於批量生產條件下難切削材料、複雜型面、型腔、異型孔、薄壁零件的加工，還可以用於去毛刺、刻印、磨削、表面光整加工等方面。

　　③電火花加工。使工具和工件之間不斷產生脈衝性的火花放電，瞬時區域性高溫把金屬蝕除下來，以達到對工件尺寸、形狀以及表面質量的要求。不受工件材料的物理、力學效能限制。主要用於穿孔成形加工，如沖模、型腔模、小孔、異形小孔等。

　　④電火花線切割加工。採用線狀電極鉬絲、銅絲或鍍鋅銅絲靠火花放電對工件進行切割，切割路線須充分考慮變形與受力的關係。

　　⑤鐳射加工。把具有足夠能量的鐳射束聚焦後照射到所加工材料的適當部位，使其迅速升溫、氣化、熔化、金相組織變化，以及產生相當大的內應力，從而實現工件材料的去除、連線、改性或分離等。主要用於打孔、切割、焊接、金屬表面處理、資訊儲存等。

　　⑥高能粒子束加工。電子槍中產生的電子經加速、聚焦後形成大能量密度的電子束，射向材料進行工藝處理，稱為電子束加工。離子源產生的離子束經加速聚焦，實現由電能向動能的轉化，然後打到工件表面的離子束加工。電弧放電使氣體電離成過熱的等離子體流束，噴向工件使其發生區域性熔化及氣化，從而去除材料，這稱為等離子體加工。

　　⑦化學加工。利用酸、鹼、鹽等化學溶液對金屬產生化學反應，使金屬溶解，從而改變工件尺寸和形狀或表面性能，如化學蝕刻、光化學腐蝕、化學拋光、化學鍍膜等。

　　⑧快速成型加工。在計算機的控制下，根據零件的CADComputer Aided Design模型或CTComputed Tomography 計算機斷層掃描等資料，將材料精確堆積，製造原形或零件，主要有立體光刻、分層實體制造、選擇性鐳射燒結、熔融沉積製造、三維列印等。

　　3 複合加工新技術

　　主要包括超聲波加工與振動切削加工複合的超聲振動切削加工、電火花與切削加工複合的電熔爆加工、電化學磨削、電化學輔助線上削銳磨削、磁性磨料研磨加工、超聲電火花加工、電解複合加工、工序複合加工等。

　　①超聲振動切削加工。以超聲波加工裝置代替振動切削的激振裝置。給高速回轉的砂輪或工作臺附加超聲頻振動。

　　②電熔爆加工。工件接電源正極，安裝在機床卡盤或頂尖上，刀盤接電源負極，採用電火花加工的原理去除材料，可加工一切導電材料，尤其是高硬、高韌、特軟、特脆等材料。

　　③電化學磨削。以金屬結合劑的磨輪、電化學沉積金剛石磨輪或導電磨輪作為陰極，工件作為陽極，使電化學液在兩者間隙流過，難以電化學反應的物質和工件表面的陽極膜由機械磨削作用刮除。或者採用成型石墨磨輪，與工件完全處於非接觸狀態。可磨削高硬度零件。

　　④電化學輔助線上削銳磨削。把工件陽極換成鑄鐵結合劑超硬砂輪，磨削時兩極間通弱電解液對砂輪進行線上電解修整，使結合劑被電解掉，磨粒露出砂輪表面，以保證磨粒在磨削過程當中的鋒利狀態，可使超細超硬砂輪實現超精密磨削，也可使硬脆材料實現鏡面磨削。

　　⑤磁性磨料研磨加工。通過磁場的磁極將磁性磨料吸壓在工件表面，形成磁刷，旋轉磁場或工件，使磁刷與工件發生相對運動，從而實現精磨。可進行復雜形狀零件表面的光滑加工。

　　⑥超聲電火花加工。在電火花加工的基礎上輔以超聲振動，從而提高加工速度、改善加工質量等。

　　⑦電解複合加工。將機械加工、超聲波加工、電火花加工、鐳射加工、磁場輔助加工裝置置於電解液環境。

　　⑧工序複合加工。也就是工序集中。

　　4 難加工材料的切削加工新技術

　　主要內容包括高強度鋼與超高強度鋼、不鏽鋼、高溫合金、鈦合金、工程陶瓷材料、複合材料與複合構件的切削加工等。

　　①高強度鋼與超高強度鋼的切削加工。其刀具材料可選用：高效能高速鋼，如501、Co5Si、M42、V3N、B201等;粉末冶金高速鋼;塗層高速鋼;硬質合金;陶瓷，如Al2O3系;超硬刀具材料，如CBN。但是，不能選用金剛石刀具。

　　②不鏽鋼的切削加工。刀具易產生黏結磨損。含Ti的不鏽鋼應選K類硬質合金刀具，其他類可選用M類硬質合金刀具，馬氏體不鏽鋼2Cr13熱處理後選用P類刀具效果較好。亞微細晶粒硬質合金刀具已投入使用。

　　③高溫合金的切削加工。加工硬化傾向大。鉸刀材料應採用Co高速鋼和Al高速鋼整體制造，如用細晶粒、超細晶粒硬質合金時，大於?準10mm的鉸刀做成鑲齒結構。

　　④鈦合金的切削加工。具有變形係數Λh小、主切削力大、粘刀現象嚴重等加工特點，刀具材料必須耐熱性好、抗彎強度高、導熱效能好、抗黏結抗擴散和抗氧化磨損效能好。

　　⑤工程陶瓷材料的切削加工。切削加工特點：刀具切削刃附近的被切材料產生脆性破壞，而不是剪下滑移變形;燒結溫度和壓力越高，內部存在的龜裂應力集中源越少，陶瓷材料越緻密，硬度越高;在高溫區軟化呈塑性，有可能產生剪下滑移變形;無加工變質層;脆性龜裂殘留在加工表面上。須金剛石和CBN刀具。

　　⑥複合材料與複合構件的切削加工。複合材料是由兩種或兩種以上的物理和化學性質不同的物質、經人工製成的多相固體材料。基體相連續相起黏結作用，增強相分散相可提高強度和剛度。其加工特點是：刀具磨損嚴重、產生溝狀磨損和殘餘應力。孔的處易出現分層和剝離現象。

　　該課程具有時代特徵，其內容應具有開放性，不斷地吸收新內容，沉澱舊的內容到其他課程體系當中。目前精密加工技術主要有精密切削技術、模具成型技術、超精密研磨技術、微細加工技術、奈米技術等。隨著科學技術的不斷髮展，更多的機械加工新技術將會充實到課程體系當中。