第一篇：CADCAE技術(shù)在機(jī)械專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

CADCAE技術(shù)在機(jī)械專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

【摘要】CAD/CAE可以形象化地顯示設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化這一系列過(guò)程，使學(xué)生將傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化了學(xué)生的工程意識(shí)，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，提高了學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。本文介紹了CAD/CAE技術(shù)在機(jī)械專業(yè)的課程設(shè)計(jì)與第二課堂等實(shí)踐活動(dòng)中的應(yīng)用情況。通過(guò)與傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方法相比較，突出了CAD/CAE技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)環(huán)境中的重要性。

【關(guān)鍵字】CAD/CAE；實(shí)踐教學(xué)；機(jī)械專業(yè)

【中圖分類號(hào)】：G642.0【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】：A 【文章編號(hào)】:1009―9646(2008)07-0000-00 前言

CAD技術(shù)是以計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，它包括二維繪圖設(shè)計(jì)、三維幾何造型設(shè)計(jì)、有限元分析（FEA）及優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。CAE即計(jì)算機(jī)輔助工程，泛指包括分析、計(jì)算和仿真在內(nèi)的一切研發(fā)活動(dòng),CAE技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與工程分析技術(shù)相結(jié)合形成的新興技術(shù)。在近20年來(lái)市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，CAE技術(shù)發(fā)展迅猛，越來(lái)越受到了科學(xué)界與工程界的重視[1-2]。

我們當(dāng)代大學(xué)生正是21世紀(jì)工程界與科技界的主力軍。因此他們對(duì)CAE技術(shù)掌握與否，將對(duì)我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化程度及科學(xué)技術(shù)水平的提高起著非常重要的作用。為了使我們的學(xué)生掌握CAE技術(shù)。近幾年我們?cè)诮虒W(xué)環(huán)節(jié)中加入了CAD/CAE的有關(guān)課程。課程中除了介紹目前CAD/CAE的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀外，還重點(diǎn)介紹了一些流行的CAD/CAE軟件及有關(guān)軟件的操作過(guò)程。但通過(guò)幾輪教學(xué)，老師們感覺(jué)效果不是很好，主要表現(xiàn)為同學(xué)們課堂上已聽(tīng)懂的東西，由于缺乏實(shí)踐操作，隨著時(shí)間推移也漸漸淡忘了，等到需要用時(shí)還是不能很快上手操作。針對(duì)這種現(xiàn)狀老師們經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，最后采取了將CAD/CAE技術(shù)與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合的方式來(lái)教學(xué)，其教學(xué)效果就有了明顯改善。CAD/CAE技術(shù)用于實(shí)踐教學(xué)的具體措施

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容決定著學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和專業(yè)能力，因此它必須緊跟科技的發(fā)展，緊密聯(lián)系實(shí)際。

我們學(xué)校機(jī)械專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐主要包括：課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、工程實(shí)訓(xùn)及課外創(chuàng)新活動(dòng)五大部分。在具體的實(shí)踐過(guò)程中，我們做了如下工作：

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD/CAE技術(shù)

我們學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容還是傳統(tǒng)題目――減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。學(xué)生們剛開(kāi)始拿到題目時(shí)對(duì)減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還不是很清楚，于是我們老師就運(yùn)用CAD強(qiáng)大的裝配功能展示零件與零件之間的裝配、拆卸過(guò)程。采用CAD/CAE軟件制作了幾種典型減速器中各零件的裝配、拆卸過(guò)程的動(dòng)畫模型。如圖1，如圖2。學(xué)生便可以動(dòng)態(tài)地觀察各零件的安裝及拆卸過(guò)程以及不同的裝配方案。經(jīng)過(guò)多次播放動(dòng)畫模型，學(xué)生們可以很快理解減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各零件之間的裝配關(guān)系，這對(duì)他們后面的設(shè)計(jì)過(guò)程及裝配圖紙的繪制起著一個(gè)指導(dǎo)性的作用。

在具體零件的設(shè)計(jì)中，我們還要求學(xué)生采用CAE技術(shù)來(lái)輔助設(shè)計(jì)。如：軸是減速器中的重要零件，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（尺寸設(shè)計(jì)）一般設(shè)計(jì)過(guò)程是[3]：選用材料――按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度算最小直徑――軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（軸向、徑向尺寸）――按彎扭組合校核強(qiáng)度。若強(qiáng)度不足的話，則需要返回來(lái)重新取最小直徑，再來(lái)進(jìn)行后面的設(shè)計(jì)計(jì)算。此過(guò)程計(jì)算量大，為了提高軸的設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期，我們就跟同學(xué)們介紹采用CAE軟件中的ANSYS軟件對(duì)軸來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。它的設(shè)計(jì)過(guò)程如下：先設(shè)定軸的材料屬性，再進(jìn)行實(shí)體建模和加外載、加約束，接著劃分有限元網(wǎng)格，最后求解運(yùn)算。經(jīng)過(guò)軟件設(shè)計(jì)，我們可以通過(guò)結(jié)果云圖得到最大應(yīng)力值及其出現(xiàn)的位置。然后將此最大應(yīng)力值與許用值比較，若最大應(yīng)力值小于許用應(yīng)力值，則軸的結(jié)構(gòu)滿足要求，否則需要修改軸的結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行一些ANSYS分析運(yùn)算。

學(xué)生們通過(guò)兩種設(shè)計(jì)方法的比較，一致認(rèn)為采用CAE技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法快捷、方便，同時(shí)提高了他們的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，增強(qiáng)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 課外創(chuàng)新設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD/CAE技術(shù)

創(chuàng)新是當(dāng)前社會(huì)的主題，社會(huì)對(duì)目前大學(xué)教育的要求是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。我們學(xué)校的創(chuàng)新教育首先從機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)課中已經(jīng)有所體現(xiàn)了。如：我們成立了以慧魚(yú)集團(tuán)生產(chǎn)的全套“創(chuàng)意組合模型”為基礎(chǔ)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，并對(duì)學(xué)生全天開(kāi)放。學(xué)生可以將課堂所學(xué)的知識(shí)帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)對(duì)創(chuàng)新模型的搭建，不斷完善他們自己的構(gòu)思創(chuàng)意，提高動(dòng)手能力，在不斷嘗試并改進(jìn)的過(guò)程中學(xué)會(huì)一些技術(shù)概念。

但培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力僅僅依靠第一課堂還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，于是我們也大力開(kāi)展了第二課堂活動(dòng)，吸引廣大學(xué)生積極參加課外實(shí)踐活動(dòng)，使第一課堂與第二課堂相互補(bǔ)充，提高學(xué)生們的科學(xué)素質(zhì)及創(chuàng)新能力[4]。

(1)開(kāi)展了三維模型實(shí)體造型大賽.大賽在內(nèi)容和形式上都要求靈活多樣，可以單人設(shè)計(jì)，也可以幾個(gè)學(xué)生合作設(shè)計(jì)，方法上以學(xué)生設(shè)計(jì)為主，要求采用CAE技術(shù)完成。經(jīng)過(guò)幾輪實(shí)踐，我們的同學(xué)們制作了上千種三維實(shí)體模型。同時(shí)CAE的有關(guān)軟件的應(yīng)用能力也在不斷提高。

(2)指導(dǎo)大學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新活動(dòng).近幾年我們依托國(guó)家及省級(jí)主辦的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，積極申報(bào)立項(xiàng)，開(kāi)展了系列科技創(chuàng)新活動(dòng)。在創(chuàng)新主題的引導(dǎo)下，我們要求學(xué)生采用CAE技術(shù)來(lái)輔助設(shè)計(jì)。先是采用CAE軟件制作三維造型及動(dòng)畫演示視頻；接著再采用CAE軟件中的有限元分析軟件對(duì)產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件進(jìn)行設(shè)計(jì)；最后是按大賽要求制作實(shí)物去參賽。若發(fā)現(xiàn)此過(guò)程有不合理的地方及時(shí)改進(jìn)到合理為止。經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，同學(xué)們反映上述一套設(shè)計(jì)程序效果較好，既能滿足大賽的要求，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)上也減少了許多損失。結(jié)語(yǔ)

以上介紹了CAE技術(shù)在我校機(jī)械專業(yè)的兩個(gè)典型實(shí)踐環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，效果很好。其實(shí)在該專業(yè)的其他實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)如畢業(yè)設(shè)計(jì)中也已經(jīng)應(yīng)用到了CAE技術(shù)。相信，隨著科技水平的發(fā)展，今后CAE技術(shù)在其它的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中將會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 梅飛.計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用綜述.滁州學(xué)院學(xué)報(bào).2007（3）.[2] 劉檢華.計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)用及展望.重慶大學(xué)學(xué)報(bào).2001(11).[3] 濮良貴,紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)(第8版).北京:高等教育出版社.2006年第8版.[4] 段紅杰,于善啟.面向三維CAD/CAM技術(shù)的機(jī)械專業(yè)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(bào).2007（5）.

第二篇：虛擬機(jī)技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬機(jī)技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：盧道設(shè)（1987-），男，碩士，廣州華夏職業(yè)學(xué)院助教，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用；許燦（1982-），女，廣州華夏職業(yè)學(xué)院講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；張志青（1954-），男，廣州華夏職業(yè)學(xué)院車輛與信息工程系副教授，研究方向?yàn)榻逃畔⒓夹g(shù)；曾細(xì)平（1970-），女，廣州華夏職業(yè)學(xué)院講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。0引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)及軟件技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們生活融入越來(lái)越多的科學(xué)元素。得益于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代教學(xué)手段也不斷地更新，融入了更多的先進(jìn)教學(xué)元素。目前，大學(xué)教育中普遍存在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)設(shè)備管理維護(hù)難、設(shè)備更新周期越來(lái)越短等問(wèn)題，教學(xué)設(shè)備投入成本不斷增加。眾多學(xué)者嘗試將虛擬化技術(shù)特別是虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用到具體課程教學(xué)過(guò)程中，如操作系統(tǒng)［1］、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與安全［2］、計(jì)算機(jī)維護(hù)［3］等。此外，還有將虛擬化技術(shù)應(yīng)用到圖書(shū)館運(yùn)營(yíng)管理之中［4］。本文結(jié)合實(shí)際教學(xué)環(huán)境，針對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題，將虛擬機(jī)系統(tǒng)VirtualBox應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)工作中。

1虛擬機(jī)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域虛擬技術(shù)主要分為3大類［5］：平臺(tái)虛擬化（Platform Virtualization）、資源虛擬化（Resource Virtualization）與應(yīng)用程序虛擬化（Application Virtualization）。通常所說(shuō)的虛擬機(jī)就屬于平臺(tái)虛擬化技術(shù)，它通過(guò)硬件或軟件技術(shù)支持，將有限的硬件資源虛擬成多個(gè)可共用的虛擬資源，這些虛擬資源所具有的功能與所虛擬的真實(shí)硬件資源例如硬盤、內(nèi)存、光驅(qū)等是等效的，用戶在使用虛擬資源時(shí)與真正的物理資源無(wú)異。資源虛擬化的典型應(yīng)用就是當(dāng)前比較流行的云計(jì)算服務(wù)，除此之外還有服務(wù)器虛擬化、應(yīng)用虛擬化以及桌面虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、顯卡虛擬化等。

平臺(tái)虛擬化最典型的例子就是虛擬機(jī)工具軟件的應(yīng)用，通過(guò)虛擬機(jī)工具軟件來(lái)虛擬獨(dú)立運(yùn)行的各類桌面操作系統(tǒng)。當(dāng)前主要有3類虛擬工具軟件：VMWare Workstation系列、VirtualPC及VirtualBox。VMWare Workstation系列是VMware公司所打造的一款桌面虛擬工具軟件，功能非常強(qiáng)大，支持各類操作系統(tǒng)，包括主流的Windows系列、Linux系列、Mac OS以及Unix等。VMWare Workstation是商業(yè)軟件，使用時(shí)需要正版授權(quán)。VirtualPC是微軟公司出品的一款虛擬化程序，它允許用戶在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上虛擬多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的操作系統(tǒng)，這種虛擬化技術(shù)可以方便有效地利用硬件資源，使資源配置效能盡可能最大化。此虛擬化程序較好支持微軟Windows系列操作系統(tǒng)，但對(duì)其它操作系統(tǒng)如Linux或Unix等的支持還有待加強(qiáng)。VirtualBox是一款開(kāi)源的虛擬化程序，它功能強(qiáng)大，在很多方面都可以與VMWare Workstation相媲美，正逐步推出自己特有的功能，如錄像功能等。由于VirtualBox屬開(kāi)源且免費(fèi)，吸引眾多科研人員、企業(yè)員工的關(guān)注和使用，其開(kāi)發(fā)者社區(qū)逐漸壯大，VirtualBox工具及其技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，未來(lái)VirtualBox工具可能成為最為流行的虛擬化工具之一。VirtualBox除支持創(chuàng)建虛擬操作系統(tǒng)外，還提供諸多實(shí)用功能。

（1）支持為虛擬操作系統(tǒng)分配多CPU（多核心）?？梢院芎玫丶骖櫿鎸?shí)物理主機(jī)的負(fù)載，可根據(jù)用戶要求分配真實(shí)物理主機(jī)的一個(gè)或多個(gè)核心CPU給虛擬機(jī)使用，從而避免虛擬機(jī)占用過(guò)多或無(wú)法充分利用真實(shí)物理主機(jī)的CPU資源的問(wèn)題。

（2）支持分配USB設(shè)備。支持虛擬機(jī)系統(tǒng)使用真實(shí)物理主機(jī)的USB接口設(shè)備，從而方便用戶在虛擬機(jī)系統(tǒng)使用外接設(shè)備，如U盤、移動(dòng)硬盤等。

（3）系統(tǒng)快照。此功能類似系統(tǒng)備份還原，可以方便地使用快照功能備份當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)，可在任何時(shí)候還原。VirtualBox新的版本提供分支快照功能，可以在任何時(shí)候進(jìn)行備份，還原時(shí)可選擇需要還原的狀態(tài)，比僅能還原最近一次的備份功能靈活得多。

（4）錄像支持。此功能是VirtualBox新版本的特色，可以在運(yùn)行虛擬操作系統(tǒng)時(shí)將運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的界面進(jìn)行錄像，方便以后使用。此功能為教學(xué)帶來(lái)了極大的便利，可以對(duì)在虛擬操作系統(tǒng)中所進(jìn)行的不容易掌握的操作錄制下來(lái)，供學(xué)生觀看學(xué)習(xí)。

（5）Php網(wǎng)頁(yè)控制接口。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，此功能不是VirtualBox推出的功能，但VirtualBox工具軟件提供Php程序控制接口，可以利用Php語(yǔ)言對(duì)VirtualBox相關(guān)功能進(jìn)行操作。

除此之外，VirtualBox還提供了遠(yuǎn)程顯示與控制、共享網(wǎng)絡(luò)、共享文件夾、3D加速、虛擬電腦（系統(tǒng)）導(dǎo)入與導(dǎo)出等功能。

2教學(xué)應(yīng)用

2.1計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中存在的問(wèn)題

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)教學(xué)的主要方式之一，其表現(xiàn)形式豐富多樣，可靈活展示教學(xué)內(nèi)容，提高整體教學(xué)效率。但計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)也存在不足之處：

（1）軟件系統(tǒng)管理維護(hù)困難。不同課程使用的軟件系統(tǒng)不一樣，有些軟件系統(tǒng)對(duì)硬件環(huán)境要求比較高，如3DMAX、Maya、UDK、Visual Studio、Oracle、Sql Server等。有些工程實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，如操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理等，需要對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行系統(tǒng)安裝或分區(qū)，否則無(wú)法體驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，這樣勢(shì)必增加實(shí)驗(yàn)教師及人員的工作量。

（2）設(shè)備更新快，成本增加。信息技術(shù)的不斷發(fā)展以及教學(xué)手段的不斷改進(jìn)，對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備提出了更高的要求，如內(nèi)存容量更大、中央處理器速率更快、硬盤存儲(chǔ)容量更大等，從而導(dǎo)致設(shè)備購(gòu)置成本增加。

2.2虛擬機(jī)技術(shù)解決方案

當(dāng)前使用虛擬機(jī)系統(tǒng)解決軟件系統(tǒng)管理維護(hù)困難的問(wèn)題，主要是在多媒體計(jì)算機(jī)或是實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中安裝VirtualBox等虛擬機(jī)。在虛擬機(jī)系統(tǒng)下安裝各類操作系統(tǒng)或創(chuàng)建裸機(jī)（即沒(méi)有安裝操作系統(tǒng)的虛擬計(jì)算機(jī)，一般用于進(jìn)行操作系統(tǒng)安裝的演示教學(xué)）。在已安裝相應(yīng)操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)系統(tǒng)中安裝并配置專業(yè)軟件如Oracle、Visual Studio等，將這些配置好的虛擬機(jī)系統(tǒng)作為源文件利用VirtualBox等虛擬機(jī)導(dǎo)出為可復(fù)用的虛擬系統(tǒng)文件（虛擬系統(tǒng)文件類似Ghost備份，但與Ghost備份不同的是虛擬系統(tǒng)文件導(dǎo)入虛擬機(jī)后即可使用）。同時(shí)，在需要運(yùn)行特定軟件的計(jì)算機(jī)中利用VirtualBox等虛擬機(jī)的導(dǎo)入功能將虛擬系統(tǒng)文件導(dǎo)入。除使用上述導(dǎo)出導(dǎo)入的方法復(fù)用虛擬系統(tǒng)外，也可以直接將裝有專業(yè)軟件系統(tǒng)的vdivhd等格式的虛擬磁盤。復(fù)制到相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，再在虛擬機(jī)中配置此虛擬磁盤。通過(guò)虛擬機(jī)操作，若教學(xué)軟件或系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只需刪除VirtualBox等虛擬機(jī)中出問(wèn)題的虛擬操作系統(tǒng)，導(dǎo)入新的虛擬操作系統(tǒng)即可使用，這樣實(shí)驗(yàn)室或多媒體計(jì)算機(jī)管理與維護(hù)就容易很多。為了不讓學(xué)生誤操作，需要在計(jì)算機(jī)主機(jī)中限定運(yùn)行VirtualBox等虛擬機(jī)，也可以利用phpVirtuabox這一網(wǎng)頁(yè)終端進(jìn)行VirtualBox虛擬機(jī)的運(yùn)行與配置，從而防止誤操作。授課教師也可以根據(jù)需要配置課程所需要的虛擬操作系統(tǒng)，上課演示時(shí)再導(dǎo)入到真實(shí)計(jì)算機(jī)主機(jī)中，從而方便教學(xué)。

利用虛擬化技術(shù)可有效解決教學(xué)設(shè)備成本大幅增加的問(wèn)題。VirtualBox等虛擬機(jī)的虛擬磁盤文件可以是單個(gè)文件也可以是多個(gè)文件，使用時(shí)可以將虛擬磁盤文件放在不同的真實(shí)硬盤中，有效利用教學(xué)計(jì)算機(jī)的硬盤空間；也可以利用VMware或VirtualBox虛擬化技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬化集群，將多個(gè)計(jì)算機(jī)主機(jī)虛擬成一個(gè)虛擬計(jì)算機(jī)，從而利用分散的CPU資源和內(nèi)存資源，進(jìn)一步節(jié)省成本。

2.3虛擬教學(xué)具體應(yīng)用

筆者曾講授《C#程序設(shè)計(jì)》課程，需要使用Visual Studio 2008軟件，但無(wú)論是多媒體教室，還是實(shí)驗(yàn)室機(jī)房，此軟件都與經(jīng)濟(jì)類課程軟件存在一定沖突，在經(jīng)過(guò)一系列測(cè)試后仍然無(wú)法解決。另外，在《C#程序設(shè)計(jì)》的教學(xué)過(guò)程中需要與授課內(nèi)容（例如軟件的配置、代碼實(shí)例等）進(jìn)行比較，因此需要把當(dāng)前所教授的課程內(nèi)容實(shí)時(shí)保存在教學(xué)計(jì)算機(jī)中。實(shí)驗(yàn)室管理員為了管理方便，會(huì)對(duì)所安裝的操作系統(tǒng)進(jìn)行重啟還原，無(wú)法進(jìn)行資料保存。此外，有學(xué)生反映很多操作在課外無(wú)法一一模擬，因此需要將備課時(shí)所進(jìn)行的操作步驟錄像下來(lái)以供學(xué)生復(fù)習(xí)使用。筆者嘗試使用虛擬機(jī)解決上述問(wèn)題。安裝VirtualBox虛擬機(jī)，并配置PHPVirtualBox 網(wǎng)頁(yè)終端接口程序，使教學(xué)用計(jì)算機(jī)與學(xué)生自己的計(jì)算機(jī)處于同一校園網(wǎng)內(nèi)。具體實(shí)施方法如下：

（1）在授課教師和學(xué)生使用的計(jì)算機(jī)中安裝VirtualBox虛擬機(jī)，并搭建PHPVirtualBox遠(yuǎn)程管理接口程序，使用XAMPP等軟件快速配置。

（2）讓學(xué)生在自己使用的計(jì)算機(jī)中配置好相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址，以便能在校園網(wǎng)內(nèi)遠(yuǎn)程訪問(wèn)PHPVirtualBox接口程序，使用VirtualBox虛擬機(jī)。

（3）教師和學(xué)生通過(guò)PHPVirtualBox遠(yuǎn)程操作控制自己的虛擬虛擬機(jī)，使所有的操作能實(shí)時(shí)保存，以增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

3結(jié)語(yǔ)

虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展給日常工作和生活提供了越來(lái)越多的便利，虛擬化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣

第6期 唐艷，唐軍：“微課”：高校體育課教育資源建設(shè)新途徑軟 件 導(dǎo) 刊2014年標(biāo)題

“微課”：高校體育課教育資源建設(shè)新途徑

第三篇：先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

?

講述了先進(jìn)制造技術(shù)概念與特點(diǎn)，論述了先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用，并提出了我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)采取的對(duì)策。先進(jìn)制造技術(shù)的概念與特點(diǎn)

一般認(rèn)為：先進(jìn)制造技術(shù)是指制造業(yè)(傳統(tǒng)制造技術(shù))不斷吸收機(jī)械工程技術(shù)、電子信息技術(shù)(包括微電子、光電子、計(jì)算機(jī)軟硬件、現(xiàn)代通信技術(shù))、自動(dòng)化控制理論技術(shù)(自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備)、材料科學(xué)、能源技術(shù)、生命科學(xué)及現(xiàn)代管理科學(xué)等方面的成果;并將其綜合應(yīng)用于制造業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理(檢測(cè))、銷售、使用、服務(wù)(售后服務(wù))以及對(duì)報(bào)廢產(chǎn)品的回收處理這樣一個(gè)制造全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)、競(jìng)爭(zhēng)能力，取得(具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的)理想經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合效果的制造技術(shù)的總稱。

由以上先進(jìn)制造技術(shù)的概念可以看出先進(jìn)制造技術(shù)有如下特點(diǎn)：

1)先進(jìn)制造技術(shù)不是一成不變的，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，要不斷吸取各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)管理及市場(chǎng)營(yíng)銷的所有領(lǐng)域及全部過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的生產(chǎn)。

2)先進(jìn)制造技術(shù)是面向新世紀(jì)技術(shù)系統(tǒng)，它的目的是提高制造業(yè)的綜合效益，贏得國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

3)先進(jìn)制造技術(shù)是不僅限于制造過(guò)程本身，它涉及到產(chǎn)品從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容。

4)先進(jìn)制造技術(shù)是特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)管理等方面的應(yīng)用。

5)先進(jìn)制造技術(shù)是強(qiáng)調(diào)各專業(yè)學(xué)科之間的相互滲透、融合和淡化，并最終消除它們之間的界限。

6)先進(jìn)制造技術(shù)是特別強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)，要求產(chǎn)品是所謂的“綠色產(chǎn)品，要求生產(chǎn)過(guò)程是環(huán)保型的。

先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

如前所述，先進(jìn)制造技術(shù)是一個(gè)龐大的技術(shù)群。在機(jī)械制造的整個(gè)過(guò)程中，無(wú)論是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、還是在產(chǎn)品生產(chǎn)制造或是經(jīng)營(yíng)管理中都能充分利用先進(jìn)制造技術(shù)。近幾年，機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了一系列重大變化，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1)企業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生重大變革。由于先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)逐步改變了傳統(tǒng)觀念，在生產(chǎn)組織方式上發(fā)生了五個(gè)轉(zhuǎn)變：從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變;從金字塔式的多層次生產(chǎn)管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變;從按功能劃分部門的固定組織形式向動(dòng)態(tài)、自主管理的小組工作組織形式轉(zhuǎn)變;從質(zhì)量第一的競(jìng)爭(zhēng)策略向快速響應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)變;從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變。

2)機(jī)械制造業(yè)的先進(jìn)制造工藝以及自動(dòng)化技術(shù)的形成和發(fā)展。在整個(gè)機(jī)械制造的過(guò)程中，工藝過(guò)程是最主要的過(guò)程。由于機(jī)械制造業(yè)本身的需要，形成和發(fā)展了許多先進(jìn)的制造工藝及自動(dòng)化技術(shù)。從而充實(shí)、發(fā)展了整個(gè)先進(jìn)制造技術(shù)群，帶動(dòng)了其他制造業(yè)的發(fā)展。這些先進(jìn)制造工藝及自動(dòng)化技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面。(1)毛坯制造工藝。毛坯制造是機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)和前提。近幾年，出現(xiàn)了許多先進(jìn)的制造工藝及技術(shù)。鑄造方面出現(xiàn)了一套精密潔凈鑄造成形工藝，例如，外熱風(fēng)沖天爐熔煉、處理、保護(hù)成套技術(shù);鋼液精煉與保護(hù)技術(shù);高效金屬型鑄造工藝及設(shè)備;氣化模鑄造工藝與設(shè)備等。鍛壓方面出現(xiàn)了精確高效塑性成型技術(shù)，主要有熱精鍛生產(chǎn)線成套技術(shù)，冷溫成型成套技術(shù)，輥鍛和楔橫軋成形技術(shù)，精密沖裁工藝及設(shè)備等，焊接與切割方面出現(xiàn)了新型焊接電源及控制技術(shù)，激光焊接技術(shù)，微連接技術(shù)，數(shù)控切割技術(shù)等。(2)機(jī)械加工工藝。機(jī)械加工是機(jī)械制造工藝過(guò)程的主要組成部分，在這方面的趨勢(shì)是向高效、高精度方向發(fā)展。主要有精密加工和超精密加工，高速切削與超高速磨削，復(fù)雜型面的數(shù)控加工，游離磨料的高效加工等。(3)自動(dòng)化技術(shù)。制造自動(dòng)化技術(shù)是在制造過(guò)程的所有環(huán)節(jié)采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造全過(guò)程的自動(dòng)化。是研究對(duì)制造過(guò)程的規(guī)劃、運(yùn)作、管理、組織、控制與協(xié)調(diào)優(yōu)化等的自動(dòng)化的技術(shù)，以使產(chǎn)品制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、及時(shí)和潔凈的目標(biāo)。在機(jī)械制造過(guò)程中，除了發(fā)展應(yīng)用先進(jìn)制造工藝以外，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用是另一大特征。這些自動(dòng)化技術(shù)包括CAD，CAM集成、機(jī)床數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、柔性制造技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)及信號(hào)識(shí)別技術(shù)等。

我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的戰(zhàn)略與對(duì)策

我國(guó)是一個(gè)制造業(yè)基礎(chǔ)薄弱的國(guó)家，而機(jī)械制造業(yè)占的比重又較大。盡管近十年來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)不斷引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)制造技術(shù)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。主要表現(xiàn)為：技改投入相對(duì)不足。技術(shù)裝備、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)觀念、人員素質(zhì)相對(duì)落后。面對(duì)新世紀(jì)國(guó)際機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)和高新技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)應(yīng)采取以下對(duì)策。

1)提高認(rèn)識(shí)，全面規(guī)劃，將裝備制造業(yè)置于重要的戰(zhàn)略地位。

2)加強(qiáng)先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用與自身制造技術(shù)的開(kāi)發(fā)相結(jié)合。據(jù)前論述可知，加強(qiáng)先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用，對(duì)發(fā)展機(jī)械制造業(yè)、增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)的生命力十分必要。但同時(shí)，我們也應(yīng)注重機(jī)械制造技術(shù)自身的開(kāi)發(fā)，著重提高自主創(chuàng)新能力。高度重視制造產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，全力實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略、專利戰(zhàn)略。切實(shí)提高企業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)和集成創(chuàng)新能力，這對(duì)于豐富先進(jìn)制造技術(shù)、促進(jìn)其他制造業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。將引進(jìn)、消化吸收國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)與自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新相結(jié)合，深化科技體制改革，推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新體系的建設(shè)。

3)大力發(fā)展先進(jìn)高新制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。

4)人才是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。要加強(qiáng)先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，必須提高人員素質(zhì)，加強(qiáng)人才培訓(xùn)。應(yīng)培養(yǎng)一批既懂科學(xué)技術(shù)，又懂管理的優(yōu)秀企業(yè)家，還要造就一支具有較高職業(yè)素質(zhì)的技術(shù)工人隊(duì)伍。

5)加強(qiáng)國(guó)際交流與合作。世界各國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展都有自己的特色和側(cè)重點(diǎn)。通過(guò)加強(qiáng)

第四篇：淺析液粘技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

淺析液粘技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

[摘 要]液粘技術(shù)是一種利用液體的粘性或者油膜剪切作用力來(lái)傳遞動(dòng)能的新技術(shù)，目前正廣泛應(yīng)用于煤礦機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備當(dāng)中，具有廣闊的市場(chǎng)前景。本文從液粘技術(shù)原理出發(fā)，簡(jiǎn)單介紹了該技術(shù)在煤礦機(jī)械中的具體應(yīng)用，并為以后的發(fā)展和推廣指明了方向。

[關(guān)鍵詞]液粘技術(shù)；煤礦機(jī)械

中圖分類號(hào)：F420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）22-0239-01

煤礦機(jī)械發(fā)展簡(jiǎn)述

煤炭作為我國(guó)最主要的能源消費(fèi)來(lái)源，伴隨經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的同時(shí)，其供應(yīng)量保持以每年10%的高速增長(zhǎng)。隨著大規(guī)模機(jī)械化采煤的開(kāi)展，大量的煤礦機(jī)械應(yīng)用到煤礦開(kāi)采過(guò)程中，煤礦機(jī)械的研發(fā)工作也在各大煤炭行業(yè)生產(chǎn)、科研機(jī)構(gòu)如火如荼的展開(kāi)。并且，隨著新思路的開(kāi)拓、新技術(shù)的應(yīng)用，煤礦機(jī)械逐步向自動(dòng)化、智能化、集成化和機(jī)電一體化轉(zhuǎn)型。研發(fā)和制造出一臺(tái)高集成、高智能、功能全面、安全可靠的煤礦機(jī)械對(duì)于煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展變得尤為重要。同時(shí)，數(shù)字化和自動(dòng)化的煤礦機(jī)械也讓煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的作業(yè)效率大大提升，安全事故降低，有利于煤炭行業(yè)的健康、安全、高效和可持續(xù)發(fā)展。液粘技術(shù)

液粘技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)上的一種新技術(shù)，傳統(tǒng)的以液體作為工作介質(zhì)的傳動(dòng)技術(shù)主要是液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)，與傳統(tǒng)的液壓、液力傳動(dòng)相比，液粘傳動(dòng)具有較大的靈活性，能廣泛適用于井下、地上各種復(fù)雜工作環(huán)境、工作條件，既可以作為單一系統(tǒng)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能的傳動(dòng)或制動(dòng)，又具有良好的兼容性和可擴(kuò)展性，能與其他類型傳動(dòng)系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)高度綜合高性能的復(fù)合傳動(dòng)。

2.1 液粘傳動(dòng)原理

液粘傳動(dòng)是利用液體的粘度或者油膜的剪切作用來(lái)傳遞動(dòng)力，所以稱之為液粘傳動(dòng)，又稱為油膜切剪傳動(dòng)。其工作原理是基于牛頓內(nèi)摩擦定律。如圖1所示：

從公式可以看出，切應(yīng)力與液體介質(zhì)的動(dòng)力粘度和剪切速度成正比，與油膜的厚度成反比。在實(shí)際傳動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是，通過(guò)油膜剪切力的作用，帶動(dòng)從動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)不同的參數(shù)和油膜厚度，就能匹配出不同功率需要的扭矩，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的無(wú)極調(diào)速。

2.2 液粘技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

由于采用液粘技術(shù)的傳動(dòng)裝置，主動(dòng)部分與從動(dòng)設(shè)備之間采用的是油膜接觸，與傳統(tǒng)的軸承或齒輪直接硬接觸相比，由于油膜的可流動(dòng)性，屬于間接接觸。在現(xiàn)實(shí)傳動(dòng)過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于輸出轉(zhuǎn)速和扭矩的無(wú)級(jí)變速，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)載荷或者帶載荷啟動(dòng)。對(duì)于啟動(dòng)慣性較大的負(fù)載端，可以通過(guò)自動(dòng)控制，使傳動(dòng)裝置緩慢加速，逐步帶載，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載。由于非接觸式傳動(dòng)，并且可以通過(guò)油膜的強(qiáng)制流動(dòng)，及時(shí)帶出接觸面由于摩擦產(chǎn)生的熱量，防止產(chǎn)生火花或者局部過(guò)熱而導(dǎo)致傳動(dòng)設(shè)備失效。同時(shí)，主動(dòng)與從動(dòng)裝置的磨損也會(huì)降低，油膜的壓力與厚度通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，根據(jù)負(fù)載情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使整個(gè)傳動(dòng)裝置變得自動(dòng)化，智能化，以適應(yīng)煤礦機(jī)械復(fù)雜工作環(huán)境和工作條件，大功率，大扭矩傳動(dòng)設(shè)備的需要。液粘技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

基于液粘傳動(dòng)技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)符合煤礦機(jī)械的相關(guān)應(yīng)用需要，能大力提高煤礦機(jī)械的工作性能和工作效率，提高整個(gè)礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)水平?，F(xiàn)將液粘傳動(dòng)技術(shù)在煤礦機(jī)械中應(yīng)用途徑歸納于下：

3.1 復(fù)合傳動(dòng)

在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要將挖掘出的原煤從地下礦井輸送到地面，此過(guò)程需要借助大功率和長(zhǎng)距離的輸送機(jī)，而該機(jī)械在進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中，對(duì)于設(shè)備的啟動(dòng)、加載、功率平衡等性能要求較高。而液粘傳動(dòng)技術(shù)與傳統(tǒng)行星齒輪傳動(dòng)裝置結(jié)合，即可在電機(jī)和滾筒之間，實(shí)現(xiàn)能適應(yīng)各種工況、具有多功能的復(fù)合傳動(dòng)。具體裝置組成圖如圖2所示：

該裝置通過(guò)行星齒輪與液粘傳動(dòng)裝置相互配合，通過(guò)調(diào)節(jié)液壓和測(cè)控系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，改變動(dòng)、靜摩擦片間隙，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速和扭矩，能適應(yīng)該運(yùn)輸設(shè)備從空載啟動(dòng)到正常運(yùn)行的逐漸加載過(guò)程。與傳統(tǒng)的帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)方式相比，復(fù)合式液粘傳動(dòng)裝置具有高效率，對(duì)電機(jī)、輸送帶和減速器的磨損較小，能延長(zhǎng)整個(gè)裝置的使用壽命，且由于是逐步加載，對(duì)電網(wǎng)的沖擊也較小，容易維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。

3.2 煤礦風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速

變頻技術(shù)作為電動(dòng)機(jī)節(jié)能亮點(diǎn)，一直受到廠家和用戶的關(guān)注，并且隨著十二五以來(lái)，節(jié)能降耗作為企業(yè)，特別是能源生產(chǎn)企業(yè)的工作重點(diǎn)之一。面對(duì)國(guó)家發(fā)改委對(duì)各省市節(jié)能量的要求，企業(yè)也應(yīng)該積極響應(yīng)，積極配合完成各省市攤派到各企業(yè)的節(jié)能指標(biāo)的要求。煤礦通風(fēng)機(jī)作為保障煤礦安全生產(chǎn)的重要設(shè)備，一般具有高功率高流量的特性，并且由于挖掘巷道的延伸，其功率是一個(gè)復(fù)雜變化的過(guò)程。傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)，導(dǎo)致煤礦通風(fēng)機(jī)一直處于大馬拉小車的狀態(tài)，每年消耗的電量非常驚人，而通過(guò)采用液粘技術(shù)傳動(dòng)，使煤礦通風(fēng)機(jī)具有變頻功能，根據(jù)巷道的長(zhǎng)短，相對(duì)應(yīng)的控制輸出相應(yīng)的風(fēng)量，防止通風(fēng)機(jī)一直處于大負(fù)荷、滿負(fù)荷工作狀態(tài)，節(jié)約能源。

3.3 液粘制動(dòng)技術(shù)

煤礦運(yùn)輸機(jī)械由于負(fù)荷較高，慣性較大對(duì)于設(shè)備的制動(dòng)性能要求較高。且隨著載荷的不同，傳統(tǒng)的機(jī)械摩擦制動(dòng)不能適應(yīng)各種工況制動(dòng)的需要，煤礦生產(chǎn)的特殊環(huán)境，要求運(yùn)輸設(shè)備的制動(dòng)扭矩能匹配帶上載荷進(jìn)行調(diào)控，而液粘傳動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)，方便的解決該問(wèn)題。液粘制動(dòng)系統(tǒng)的主體示意圖如圖3所示：

通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和參數(shù)控制，液粘傳動(dòng)技術(shù)能滿足不同負(fù)載狀態(tài)下的運(yùn)輸設(shè)備制動(dòng)要求，并且由于液粘傳動(dòng)技術(shù)良好的散熱性能，能快速散去在減速制動(dòng)時(shí)由于摩擦產(chǎn)生的大量熱量，防止局部過(guò)熱發(fā)生變形損壞，同時(shí)又能避免電火花產(chǎn)生，特別適合煤礦井下生產(chǎn)防爆要求。結(jié)語(yǔ)

清潔、高效、安全生產(chǎn)作為能源生產(chǎn)企業(yè)的重中之重，是現(xiàn)代煤炭企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展方向。煤礦機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代是保障企業(yè)安全高效生產(chǎn)的基本要素。我國(guó)煤礦機(jī)械設(shè)備的發(fā)展與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有不少的差距。液粘傳動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)，能顯著提高煤礦生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平，我們要積極研發(fā)、運(yùn)用各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，積極推動(dòng)過(guò)程煤礦機(jī)械的發(fā)展，以適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

摘要：中國(guó)雖是制造大國(guó)，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有很大差距。材料成型加工制造是制造業(yè)的重要組成部分，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及國(guó)防力量的增強(qiáng)均有重要作用。該文認(rèn)為，面對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、參與全球競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)的發(fā)展要依靠先進(jìn)制造技術(shù)，而先進(jìn)制造技術(shù)必然促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。未來(lái)的制造企業(yè)將是以人、管理及技術(shù)三要素組成，而以人為本。未來(lái)的制造模式將是：小批量、高質(zhì)量、低成本、交貨期短、生產(chǎn)柔性、環(huán)境友好?？焖佼a(chǎn)品與工藝開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、新一代制造工藝及裝備和模擬與仿真是三項(xiàng)關(guān)鍵先進(jìn)制造技術(shù)。

關(guān)鍵詞：

材料成形加工、發(fā)展趨勢(shì)、制造業(yè)、先進(jìn)制造技術(shù)

引言：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算材料科學(xué)已成為一門新興的交叉學(xué)科，是除實(shí)驗(yàn)和理論外解決材料科學(xué)中實(shí)際問(wèn)題的第三個(gè)重要研究方法。它可以比理論和實(shí)驗(yàn)做得更深刻、更全面、更細(xì)致，可以進(jìn)行一些理論和實(shí)驗(yàn)暫時(shí)還做不到的研究。因此，基于知識(shí)的材料成型工藝模擬仿真是材料科學(xué)與制造科學(xué)的前沿領(lǐng)域及研究熱點(diǎn)。根據(jù)美國(guó)科學(xué)研究院工程技術(shù)委員會(huì)的測(cè)算，模擬仿真可提高產(chǎn)品質(zhì)量5～15倍、增加材料出品率25%、降低工程技術(shù)成本13%～30%、降低人工成本5%～20%、增加投入設(shè)備的利用率30%～60%、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)和試制周期30%～60%、增加分析問(wèn)題廣度和深度的能力3～3.5倍等。

正文：先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用 1 先進(jìn)制造技術(shù)的概念與特點(diǎn)

一般認(rèn)為：先進(jìn)制造技術(shù)是指制造業(yè)(傳統(tǒng)制造技術(shù))不斷吸收機(jī)械工程技術(shù)、電子信息技術(shù)(包括微電子、光電子、計(jì)算機(jī)軟硬件、現(xiàn)代通信技術(shù))、自動(dòng)化控制理論技術(shù)(自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備)、材料科學(xué)、能源技術(shù)、生命科學(xué)及現(xiàn)代管理科學(xué)等方面的成果;并將其綜合應(yīng)用于制造業(yè)中產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理(檢測(cè))、銷售、使用、服務(wù)(售后服務(wù))以及對(duì)報(bào)廢產(chǎn)品的回收處理這樣一個(gè)制造全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的適應(yīng)、競(jìng)爭(zhēng)能力，取得(具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的)理想經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合效果的制造技術(shù)的總稱。

由以上先進(jìn)制造技術(shù)的概念可以看出先進(jìn)制造技術(shù)有如下特點(diǎn)：

1)先進(jìn)制造技術(shù)不是一成不變的，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，要不斷吸取各種高新技術(shù)成果，并將其滲透到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)管理及市場(chǎng)營(yíng)銷的所有領(lǐng)域及全部過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔的生產(chǎn)。

2)先進(jìn)制造技術(shù)是面向新世紀(jì)技術(shù)系統(tǒng)，它的目的是提高制造業(yè)的綜合效益，贏得國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

3)先進(jìn)制造技術(shù)是不僅限于制造過(guò)程本身，它涉及到產(chǎn)品從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工制造、售后服務(wù)等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容。

4)先進(jìn)制造技術(shù)是特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)管理等方面的應(yīng)用。

5)先進(jìn)制造技術(shù)是強(qiáng)調(diào)各專業(yè)學(xué)科之間的相互滲透、融合和淡化，并最終消除它們之間的界限。

6)先進(jìn)制造技術(shù)是特別強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)，要求產(chǎn)品是所謂的“綠色產(chǎn)品，要求生產(chǎn)過(guò)程是環(huán)保型的。

2.先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

如前所述，先進(jìn)制造技術(shù)是一個(gè)龐大的技術(shù)群。在機(jī)械制造的整個(gè)過(guò)程中，無(wú)論是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、還是在產(chǎn)品生產(chǎn)制造或是經(jīng)營(yíng)管理中都能充分利用先進(jìn)制造技術(shù)。近幾年，機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了一系列重大變化，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1)企業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生重大變革。由于先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)逐步改變了傳統(tǒng)觀念，在生產(chǎn)組織方式上發(fā)生了五個(gè)轉(zhuǎn)變：從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變;從金字塔式的多層次生產(chǎn)管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變;從按功能劃分部門的固定組織形式向動(dòng)態(tài)、自主管理的小組工作組織形式轉(zhuǎn)變;從質(zhì)量第一的競(jìng)爭(zhēng)策略向快速響應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)策略轉(zhuǎn)變;從以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變。

2)機(jī)械制造業(yè)的先進(jìn)制造工藝以及自動(dòng)化技術(shù)的形成和發(fā)展。在整個(gè)機(jī)械制造的過(guò)程中，工藝過(guò)程是最主要的過(guò)程。由于機(jī)械制造業(yè)本身的需要，形成和發(fā)展了許多先進(jìn)的制造工藝及自動(dòng)化技術(shù)。從而充實(shí)、發(fā)展了整個(gè)先進(jìn)制造技術(shù)群，帶動(dòng)了其他制造業(yè)的發(fā)展。這些先進(jìn)制造工藝及自動(dòng)化技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面。(1)毛坯制造工藝。毛坯制造是機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)和前提。近幾年，出現(xiàn)了許多先進(jìn)的制造工藝及技術(shù)。鑄造方面出現(xiàn)了一套精密潔凈鑄造成形工藝，例如，外熱風(fēng)沖天爐熔煉、處理、保護(hù)成套技術(shù);鋼液精煉與保護(hù)技術(shù);高效金屬型鑄造工藝及設(shè)備;氣化模鑄造工藝與設(shè)備等。鍛壓方面出現(xiàn)了精確高效塑性成型技術(shù)，主要有熱精鍛生產(chǎn)線成套技術(shù)，冷溫成型成套技術(shù)，輥鍛和楔橫軋成形技術(shù)，精密沖裁工藝及設(shè)備等，焊接與切割方面出現(xiàn)了新型焊接電源及控制技術(shù)，激光焊接技術(shù)，微連接技術(shù)，數(shù)控切割技術(shù)等。(2)機(jī)械加工工藝。機(jī)械加工是機(jī)械制造工藝過(guò)程的主要組成部分，在這方面的趨勢(shì)是向高效、高精度方向發(fā)展。主要有精密加工和超精密加工，高速切削與超高速磨削，復(fù)雜型面的數(shù)控加工，游離磨料的高效加工等。(3)自動(dòng)化技術(shù)。制造自動(dòng)化技術(shù)是在制造過(guò)程的所有環(huán)節(jié)采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造全過(guò)程的自動(dòng)化。是研究對(duì)制造過(guò)程的規(guī)劃、運(yùn)作、管理、組織、控制與協(xié)調(diào)優(yōu)化等的自動(dòng)化的技術(shù)，以使產(chǎn)品制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、及時(shí)和潔凈的目標(biāo)。在機(jī)械制造過(guò)程中，除了發(fā)展應(yīng)用先進(jìn)制造工藝以外，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用是另一大特征。這些自動(dòng)化技術(shù)包括CAD，CAM集成、機(jī)床數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、柔性制造技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)及信號(hào)識(shí)別技術(shù)等。

3.我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的戰(zhàn)略與對(duì)策

我國(guó)是一個(gè)制造業(yè)基礎(chǔ)薄弱的國(guó)家，而機(jī)械制造業(yè)占的比重又較大。盡管近十年來(lái)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)不斷引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)制造技術(shù)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。主要表現(xiàn)為：技改投入相對(duì)不足。技術(shù)裝備、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)觀念、人員素質(zhì)相對(duì)落后。面對(duì)新世紀(jì)國(guó)際機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)和高新技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)應(yīng)采取以下對(duì)策。

1)提高認(rèn)識(shí)，全面規(guī)劃，將裝備制造業(yè)置于重要的戰(zhàn)略地位。

2)加強(qiáng)先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用與自身制造技術(shù)的開(kāi)發(fā)相結(jié)合。據(jù)前論述可知，加強(qiáng)先進(jìn)制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用，對(duì)發(fā)展機(jī)械制造業(yè)、增強(qiáng)機(jī)械制造業(yè)的生命力十分必要。但同時(shí)，我們也應(yīng)注重機(jī)械制造技術(shù)自身的開(kāi)發(fā)，著重提高自主創(chuàng)新能力。高度重視制造產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，全力實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略、專利戰(zhàn)略。切實(shí)提高企業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)和集成創(chuàng)新能力，這對(duì)于豐富先進(jìn)制造技術(shù)、促進(jìn)其他制造業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。將引進(jìn)、消化吸收國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)與自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新相結(jié)合，深化科技體制改革，推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新體系的建設(shè)。

3)大力發(fā)展先進(jìn)高新制造技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。

4)人才是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。要加強(qiáng)先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，必須提高人員素質(zhì)，加強(qiáng)人才培訓(xùn)。應(yīng)培養(yǎng)一批既懂科學(xué)技術(shù)，又懂管理的優(yōu)秀企業(yè)家，還要造就一支具有較高職業(yè)素質(zhì)的技術(shù)工人隊(duì)伍。

5)加強(qiáng)國(guó)際交流與合作。世界各國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展都有自己的特色和側(cè)重點(diǎn)。通過(guò)加強(qiáng)國(guó)際交流與合作，可迅速吸收應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)，并結(jié)合本國(guó)國(guó)情來(lái)發(fā)展機(jī)械制造技術(shù)。

現(xiàn)代的產(chǎn)品與工藝開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在設(shè)計(jì)全過(guò)程采用信息技術(shù)，產(chǎn)品有創(chuàng)新，采用新材料與新制造工藝，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期短、返工少、成本低，因而產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)能力。輕量化、精確化、高效化將是成形制造技術(shù)的重要發(fā)展方向，材料成形制造向更輕、更薄、更精、更強(qiáng)、更韌、成本低、周期短、質(zhì)量高的方向發(fā)展。制造過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬仿真是先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容，已在鑄造及塑形加工等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。高性能、高精度、高效率、多學(xué)科及多尺度是模擬仿真技術(shù)的努力目標(biāo)，而微觀組織模擬從微米到納米尺度則是近年來(lái)新的研究熱點(diǎn)。綠色制造是制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)。

制造業(yè)及材料成型加工技術(shù)的作用及地位

我國(guó)已是制造大國(guó)，僅次于美、日、德，位居世界第4。我國(guó)雖是制造大國(guó)，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有很大差距，表現(xiàn)在：1勞動(dòng)生產(chǎn)率低，人均產(chǎn)值不到美國(guó)的k/20；2技術(shù)含量低，以CAD為例，仍停留在繪圖功能：3重要關(guān)鍵復(fù)雜產(chǎn)品基本上沒(méi)有自主產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力。

材料成形加工行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，材料成形加工是汽車、電力、石化、造船、機(jī)械等支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)制造技術(shù)，新一代材料加工技術(shù)也是先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容。鑄造、鍛造及焊接等材料加工技術(shù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主體技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界75%的鋼材經(jīng)塑性加工，45%的金屬結(jié)構(gòu)用焊接得以成型。汽車重量的65%以上仍由鋼材、鋁合金、鑄鐵等材料通過(guò)鑄造、鍛壓、焊接等加工方法而成形。

但是，我國(guó)的材料成形加工技術(shù)與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有很大差距。例如：重大工程的關(guān)鍵鑄鍛件如長(zhǎng)江三峽水輪機(jī)的第一個(gè)葉輪仍從國(guó)外進(jìn)口；航空工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)及其它重要的動(dòng)力機(jī)械的核心成形制造技術(shù)尚有待突破。因此，在振興我國(guó)制造業(yè)的同時(shí)，要加強(qiáng)和重視材料成形加工制造技術(shù)的發(fā)展。

制造業(yè)在過(guò)去的二十年中發(fā)生了巨大變化，這種變化還會(huì)延續(xù)。高速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)要求加工制造的產(chǎn)品精密化、輕量化、集成化；國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)更加激烈的市場(chǎng)要求產(chǎn)品性能高、成本低、周期短；日益惡化的環(huán)境要求材料加工原料與能源消耗低、污染少。為了生產(chǎn)高精度、高質(zhì)量、高效率的產(chǎn)品，材料正由單一的傳統(tǒng)型向復(fù)合型、多功能型發(fā)展；材料成形加工制造技術(shù)逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多學(xué)科化。

面對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、參與全球競(jìng)爭(zhēng)，必須十分重視制造業(yè)、先進(jìn)制造技術(shù)及成形加工制造技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步。

先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

美國(guó)在“新一代制造計(jì)劃”中指出未來(lái)的制造模式將是：批量小、質(zhì)量高、成本低、交貨期短、生產(chǎn)柔性、環(huán)境友好。未來(lái)的制造企業(yè)將是：以人、管理及技術(shù)三要素組成，而以人為本。未來(lái)的制造企業(yè)要掌握十大關(guān)鍵技術(shù)，包括了“快速產(chǎn)品與工藝開(kāi)發(fā)系統(tǒng)”，“新一代制造工藝及裝備”及“模擬與仿真”三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。其中新一代制造工藝包括精確成型制造或稱凈成型制造工藝。凈成型制造工藝要求材料成型制造向更輕、更薄、更精、更強(qiáng)、更韌、成本低、周期短、質(zhì)量高方向發(fā)展。

輕量化、精確化、高效化將是未來(lái)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。以汽車制造為例，美國(guó)新一代汽車研究計(jì)劃的目標(biāo)是在2003年每100公里油耗要減少到3升。汽車重量減輕10%可使燃燒效率提高7%，并減少10%的污染。為了達(dá)到這一目標(biāo)，要求整車重量要減輕40～50%，其中車體和車架的重量要求減輕50%，動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)必須減輕10%。例如，美國(guó)福特汽車公司新車型中使用的主要材料可以看出新一代汽車中鋼鐵黑色金屬用量將大幅度減少，而鋁及鎂合金用量將顯著增加，鋁合金將從284磅增加到733磅，鎂合金將從10磅增加到86磅。

近年來(lái)，隨著汽車工業(yè)和電子工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)通過(guò)降低產(chǎn)品的自重以降低能源消耗和減少污染包括汽車尾氣和廢舊塑料，提出了更迫切的要求，輕量化的綠色環(huán)保材料將作為人們的首選。鎂合金就是被世界各國(guó)材料界看好的最具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用發(fā)展前途的金屬材料。

鎂合金產(chǎn)品具有以下優(yōu)勢(shì)：1輕量化：密度1.8g/cm3左右，是鐵的1/4，鋁的2/3，與塑料相近。2比強(qiáng)度高、剛性佳，優(yōu)于鋼、鋁。3極佳的防震性，耐沖擊、耐磨性良好。4優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，改善電子產(chǎn)品散熱問(wèn)題。5非磁性金屬，抗電磁波干擾，電磁屏蔽性佳。6加工成型性能好，成品外觀美麗，質(zhì)感佳，無(wú)可燃性相對(duì)于塑料。7材料可100%回收，回收率高，符合環(huán)保法。8尺寸穩(wěn)定，收縮率小，不易因環(huán)境溫度變化而改變相對(duì)于塑料。

鎂合金壓鑄件廣泛應(yīng)用于交通工具如汽車、摩托車及飛機(jī)零件等、IT行業(yè)如手機(jī)、手提電腦等3C產(chǎn)品、小型家電攝像機(jī)、照相機(jī)及其他電子產(chǎn)品外殼等行業(yè)。同時(shí)，壓鑄鎂合金產(chǎn)品在國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域也有十分廣闊的應(yīng)用前景。

快速產(chǎn)品/工藝開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

我國(guó)制造業(yè)的主要問(wèn)題之一是缺乏創(chuàng)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力，因而缺乏國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

傳統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)：一是照貓畫虎、知識(shí)老化、缺乏創(chuàng)新，二是周期長(zhǎng)、返工多、成本高。例如，日本豐田汽車公司沿用傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方法造成了大量的返工。又例如，美國(guó)空軍研究所從1981—1991年研發(fā)武器共發(fā)布圖紙20，000張，但共有90，000張圖紙進(jìn)行了更改，平均每張圖紙改動(dòng)了4.5次，多化費(fèi)了16億美元。

現(xiàn)代的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：1采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法，2進(jìn)行全生命周期設(shè)計(jì)，3設(shè)計(jì)全過(guò)程采用信息技術(shù)，4加快采用新材料、新工藝，5產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期短、返工少、成本低，努力做到一次成功，6產(chǎn)品有創(chuàng)新，在國(guó)際市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)能力。

應(yīng)該指出：產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是以設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的建模為核心內(nèi)容。1992年，美國(guó)先進(jìn)金屬材料加工工程研究中心提出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)/制造工藝集成系統(tǒng)。在產(chǎn)品零部件的設(shè)計(jì)過(guò)程中同時(shí)要進(jìn)行影響產(chǎn)品及零部件性能的成型制造過(guò)程的建模，它不僅可以提供產(chǎn)品零部件的可制造性評(píng)估，而且可以提供產(chǎn)品零部件的性能預(yù)測(cè)。2001年，美國(guó)又提出了集成制造技術(shù)建議，并提出“可靠制造的建模與仿真”新構(gòu)思，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造等全生命周期過(guò)程全部進(jìn)行模擬仿真。

波音公司采用的現(xiàn)代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，將新產(chǎn)品研制周期從8年縮短到5年，工程返工量減少了50%。日本豐田汽車公司在研制2002年嘉美新車型時(shí)縮短了研發(fā)周期10個(gè)月，減少了試驗(yàn)樣車數(shù)量65%。美國(guó)底特律柴油機(jī)公司研發(fā)一臺(tái)V6型柴油機(jī)的研發(fā)周期只用了7.5個(gè)月。美國(guó)汽車工業(yè)希望汽車的研發(fā)周期縮短為15—25個(gè)月，而20世紀(jì)90年代汽車的研發(fā)周期為5年。

新一代制造技術(shù)材料成型制造技術(shù)

制造技術(shù)可分為加工制造及成型制造以液態(tài)鑄造成型、固態(tài)塑性成型及連接成型等為代表技術(shù)，其中成型制造不僅賦予零件以形狀，而且決定了零件的組織結(jié)構(gòu)與性能。

精確成型制造技術(shù)

近年來(lái)出現(xiàn)了很多新的精確成型制造技術(shù)。例如，在精確鑄造成型加工方面，在汽車工業(yè)中Cosworth鑄造采用鋯砂砂芯組合并用電磁泵控制澆鑄)、消失模鑄造及壓力鑄造已成為新一代汽車薄壁、高質(zhì)鋁合金缸體鑄件的三種主要精確鑄造成型方法。許多研究預(yù)測(cè)消失模鑄造將是“明天的鑄造新技術(shù)”。另外，用定向凝固熔模鑄造生產(chǎn)的高溫合金單晶體燃汽輪機(jī)葉片也是精確成型鑄造技術(shù)在航空、航天工業(yè)中應(yīng)用的杰出體現(xiàn)。

在轎車工業(yè)中還有很多材料精確成型新工藝，如用精確鍛造成型技術(shù)生產(chǎn)凸輪軸等零件液壓脹型技術(shù)、半固態(tài)成型、三維擠壓法等。摩擦壓力焊新技術(shù)近來(lái)備受人們關(guān)注。

以擠壓鑄造及半固態(tài)鑄造為代表的精確成型技術(shù)由于熔體在壓力下充型、凝固，從而使鑄件具有好的表面及內(nèi)部質(zhì)量。材料在壓力作用下凝固可形成細(xì)小的球狀晶粒組織。半固態(tài)鑄造是一種生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、近凈成型、高品質(zhì)鑄件的材料半固態(tài)加工工藝技術(shù)。其區(qū)別于壓力鑄造和鍛壓的主要特征是材料處于半固態(tài)時(shí)在較高壓力下充型和凝固。半固態(tài)鑄造技術(shù)最早在上世紀(jì)70年代由美國(guó)MIT凝固實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)，并在90年代中期因汽車的輕量化得到了快速發(fā)展，可分為流變鑄造和觸變鑄造。

快速及自由成型制造技術(shù)

隨著全球化及市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度已成為競(jìng)爭(zhēng)的重要手段之一。制造業(yè)要滿足日益變化的用戶需求，制造技術(shù)必須有較強(qiáng)的靈活性，能夠以小批量甚至單件生產(chǎn)迎合市場(chǎng)?？焖僭椭圃旒夹g(shù)就是在這樣的社會(huì)背景下產(chǎn)生的?？焖僭椭圃旒夹g(shù)以離散/堆積原理為基礎(chǔ)和特征，將零件的電子模型按一定方式離散成為可加工的離散面、離散線和離散點(diǎn)，而后采用多種手段，將這些離散的面、線段和點(diǎn)堆積形成零件的整體形狀。有人因該技術(shù)高度的柔性而稱之為“自由成型制造”。近年來(lái)，快速原型制造已發(fā)展為快速模具制造及快速制造。它能大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期，解決單件或小批零件的制造問(wèn)題。

激光加工技術(shù)多種多樣，包括電子元件的精密微焊接、汽車和船舶制造中的焊接、坯料制造中的切割、雕刻與成型等，其中激光加工自由成型制造技術(shù)也是重要的發(fā)展動(dòng)向。

參考文獻(xiàn)

1.盛曉敏、梁朝暉，等.先進(jìn)制造技術(shù) [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000.09.2.魏鐵華.論現(xiàn)代制造系統(tǒng)模式的共性 [J].工廠建設(shè)與設(shè)計(jì)，1996.06.