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粉末冶金法的優(yōu)缺點范文第1篇

（延安大學(xué)物理與電子信息學(xué)院， 延安 716000）

摘要： 論文詳細介紹了泡沫鎂的幾種常用制備工藝，并論述了各種制備工藝的優(yōu)缺點。另外，對泡沫鎂的性能及其應(yīng)用領(lǐng)域做了簡要概括。

關(guān)鍵詞 ： 泡沫鎂；制備；性能；應(yīng)用

中圖分類號：TB34 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）23-0141-02

基金項目：國家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目階段性成果（201210719027）；延安市科技計劃項目成果（2011kg-12）。

作者簡介：楊慧華（1992-），女，重慶人，碩士研究生，主要從事新型功能材料的研發(fā)。

0 引言

泡沫金屬由于低密度、高比強度、高比剛度、吸能性能、阻尼性能、吸聲、隔熱性能好，一直備受國內(nèi)外相關(guān)研究者對其制備、性能及其應(yīng)用的關(guān)注[1，2]。目前，已經(jīng)發(fā)展了鑄造滲流法、粉末冶金法、熔體發(fā)泡法等有關(guān)泡沫金屬的制備方法。作為結(jié)構(gòu)材料，泡沫鎂具有更好的阻尼減震能力，優(yōu)良的抗電磁干擾性、良好的導(dǎo)熱性、還可作為生物材料，此外鎂合金還易于回收利用，然而對其性能的研究主要集中在制備工藝及其力學(xué)性能和仿生性能三個方面。近年來，我國在鎂合金的生產(chǎn)利用上取得了長足的進步，并在汽車等民用工業(yè)領(lǐng)域及航空、航天等軍工領(lǐng)域有了很大程度的進展，國外也一直致力于泡沫鎂材料的制備與應(yīng)用研究，鎂合金越來越多的被用于汽車發(fā)動機的重要零部件，賽車及高檔車的輪轂也開始逐步采用鎂合金。此外作為生物材料，泡沫鎂將發(fā)揮其生物相容性、可降解吸收等獨特的性能優(yōu)勢，應(yīng)用于松質(zhì)骨修復(fù)和骨組織工程支架材料，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 泡沫鎂的制備工藝

1.1 粉末冶金法

粉末冶金法是一種制備泡沫鎂非常有前景的制備工藝，該制備方法工藝簡單，成本低廉，而且，采用該方法制備的泡沫鎂成分均勻無縮孔，可以實現(xiàn)材料的近凈成形。粉末冶金法制備泡沫鎂工藝流程如圖1所示，大致可以分成以下5個階段：①將尿素顆粒和鎂粉末均勻混合，混合過程可加入適量的無水乙醇，使混合均勻；②將混合物置于模具中，采用單軸壓制的方式，壓制成型；③脫溶處理，將坯體沉浸于去離子水中，使坯體中尿素顆粒90%溶解于水中；④干燥處理，將多孔坯體置于真空干燥箱中加熱至120℃保溫2小時，去除多孔坯體中多余的水分及殘余的尿素；⑤真空燒結(jié)，高溫狀態(tài)下真空燒結(jié)兩小時，使鎂顆粒之間由機械結(jié)合轉(zhuǎn)變成冶金結(jié)合。此方法制備的不同孔徑尺寸的泡沫鎂試樣的形貌如圖2所示。

1.2 滲流鑄造法

滲流鑄造法是制造泡沫金屬的另一種主要方法，國內(nèi)南昌大學(xué)較早使用負壓滲流法制備出泡沫鎂合金，其基本原理是迫使熔融金屬—鎂液進入填料粒子間隙，冷卻成型后去除填料粒子形成泡沫鎂，真空滲流原理圖如圖3所示。

滲流鑄造法所選用的填料粒子非常關(guān)鍵，填料粒子的選擇一般具有如下條件：①熔點高于金屬；②易于去除；③對金屬無腐蝕。實驗上常選用NaCl和MgSO4作為填料粒子來制備泡沫鎂，但是，NaCl對鎂具有較強的腐蝕性，容易使泡沫鎂產(chǎn)品潰散，因此，常選用MgSO4來作為填料粒子。滲流鑄造法的優(yōu)勢是可以得到孔隙均勻，結(jié)構(gòu)理想，力學(xué)性能優(yōu)良的產(chǎn)品，并且工藝過程可變因素少，易于控制、操作簡單。采用滲流鑄造法制備的泡沫鎂樣品宏觀形貌如圖4所示。

1.3 熔體發(fā)泡法

熔體發(fā)泡法制備泡沫金屬的原理就是在熔融的金屬中產(chǎn)生大量的氣泡，等到熔融金屬冷卻后，滯留在其中的氣體便在金屬中形成氣孔，形成泡沫金屬[6]。熔體發(fā)泡法制備泡沫鎂已經(jīng)發(fā)展為一項成熟的工藝。熔體發(fā)泡法通常采用的發(fā)泡劑為TiH2，但是采用該發(fā)泡劑制備出泡沫鎂合金卻是很難的。南昌航空大學(xué)采用MgCO3作為熔體發(fā)泡劑，成功制備出泡沫鎂合金材料。在熔體發(fā)泡工藝的過程中，需要增加合金熔體的黏度；因此制備泡沫鎂合金時可以在熔體中混入分散的耐高溫的固相物質(zhì)的微小顆粒，如選用SiC顆粒。

熔體發(fā)泡法的整個工藝過程容易進行，具有可批量機械化生產(chǎn)的有利條件，不足之處在于發(fā)泡過程的影響因素較多且敏感，將導(dǎo)致孔隙的成型不夠穩(wěn)定以及孔隙的結(jié)構(gòu)受到影響等問題。

另外制備泡沫鎂還可以采用熔模鑄造法、定向凝固法、真空發(fā)泡法等方法。各種制備工藝都具有自己獨特的優(yōu)勢，同時也不可避免的存在不足，這些制備工藝不僅僅適用于制備泡沫鎂，可以拓寬至其它泡沫金屬的制備，如泡沫鋁、泡沫鎳、泡沫銅等。實驗上，應(yīng)該針對金屬種類的不同選擇合適的制備工藝，力求得到高質(zhì)量的泡沫產(chǎn)品。

2 泡沫鎂的性能及其應(yīng)用

泡沫鎂作為一種多孔金屬，其獨特的結(jié)構(gòu)特點決定了其作為結(jié)構(gòu)材料和功能材料具有比實體金屬不可比擬的優(yōu)勢。泡沫鎂的特殊性能主要表現(xiàn)在吸聲性能、阻尼性能、能量吸收性能、防爆破沖擊性能、仿生性能、電磁屏蔽性能等方面，這些特殊的性能使得泡沫鎂在不同的領(lǐng)域具有應(yīng)用價值。

泡沫鎂的高孔隙率結(jié)構(gòu)使其具有良好的吸聲性能，當(dāng)聲波進入泡沫鎂中，其流動阻力會升高造成粘性損失，另外，聲波與泡沫鎂表面的熱量交換會造成熱損失[7]。利用其吸聲性能，可以將泡沫鎂制作成消音材料如隧道中的消音板、工廠中的防聲墻，還可以制作成魚雷的隔音板應(yīng)用于國防領(lǐng)域。

泡沫鎂可以看作是由三維網(wǎng)狀金屬骨架和孔洞所組成的復(fù)合材料。當(dāng)泡沫鎂受外力作用時，基體中產(chǎn)生的復(fù)雜的不均勻的應(yīng)變導(dǎo)致缺陷區(qū)域原子重排，造成能量耗散。因此，泡沫鎂可以作為一種新型輕質(zhì)高阻尼材料。在軍工領(lǐng)域，泡沫鎂可以被用于制造坦克變速箱、傳動箱，噴氣機控制盤的外殼等；在機械工業(yè)中，可被作為機床軸承構(gòu)件，以此來降低儀器振動噪音，提高其使用壽命和儀器儀表的精確性。

研究表明，泡沫鎂具有很好的生物相容性、力學(xué)相容性和生物降解性，并且具有利于細胞生長的孔結(jié)構(gòu)，因此，泡沫鎂可以作為理想的仿生材料用于替代人體的骨骼[8]。目前，作為仿生材料的使用瓶頸是如何解決其在人體組織中耐腐蝕性較差的難題。通常所采用的方法是對其表面進行改性處理，使其成為可植入人體的有效的仿生材料。

泡沫鎂的吸能和抗沖擊性能可以使其發(fā)展為有效的防震材料，應(yīng)用于精密儀器的包裝外殼；也可用于制造緩沖器，用于汽車車身外殼。泡沫鎂對電磁波具有很強的吸收和反射能力，其電磁屏蔽性能好，因此，可以將其用于制作精密電子儀器的外殼。

3 結(jié)語

論文簡要介紹了泡沫鎂的幾種制備工藝，并對各種制備工藝的優(yōu)勢及需要注意的問題做了作了闡釋。泡沫鎂作為結(jié)構(gòu)和功能統(tǒng)一為一體的新型輕質(zhì)材料，由于其特定的結(jié)構(gòu)性能，在較多領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。目前，泡沫鎂的一些性能被開發(fā)出來，也在一定的領(lǐng)域的到應(yīng)用，但其尚不能在實際中的到廣泛應(yīng)用，因此，要使泡沫鎂真正走入市場，研究者還需對其各方面的性能進行深入研究，進一步拓寬其應(yīng)用范圍。

參考文獻：

[1]魏莉，姚廣春，張曉明，羅洪杰.粉末冶金法制備多孔金屬材料技術(shù)[J].材料導(dǎo)報，2004，18（7）：15-18.

[2]郝剛領(lǐng)，韓福生，李衛(wèi)東，白少民，楊能勛，多孔金屬材料的制備工藝及性能分析[J].延安大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，27（2）：24-27.

[3]徐建輝，冒國兵，陳樂平，胡志強，真空滲流鑄造法制備泡沫鎂合金材料的試驗研究[J].江西冶金，2003，23（6）：84-87.

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[6]周全，陳樂平，熔體發(fā)泡法制備泡沫鎂合金材料的研究[J] .特種鑄造及有色合金，2009，29（3）：224-226.

粉末冶金法的優(yōu)缺點范文第2篇

【關(guān)鍵詞】激光無損檢測 超聲無損檢測 射線無損檢測

【中圖分類號】TN24【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0133-01

一、激光技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用

激光技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的獨特性能，使其在無損檢測領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴大，并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無損檢測新技術(shù)，這些技術(shù)由于其在現(xiàn)代無損檢測方面具有獨特能力而無可爭議地成為無損檢測領(lǐng)域的新成員。

1.激光全息無損檢測技術(shù)

激光全息術(shù)是激光技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域應(yīng)用最早、用得最多的方法。激光全息無損檢測約占激光全息術(shù)總應(yīng)用的25%。其檢測的基本原理是通過對被測物體加外加載荷，利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點，通過加載前后所形成的全息圖像的疊加來反映材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷。

激光全息無損檢測技術(shù)的發(fā)展方向主要有以下幾方面。

（1）將全息圖記錄在非線性記錄材料上，以實現(xiàn)干涉圖像的實時顯現(xiàn)。

（2）利用計算機圖像處理技術(shù)獲取干涉條紋的實時定量數(shù)據(jù)。

（3）采用新的干涉技術(shù)，如相移干涉技術(shù)。在原來的基礎(chǔ)上進一步提高全息技術(shù)的分辨率和準確性。

二、超聲檢測技術(shù)在無損檢測中的應(yīng)用

超聲無損檢測技術(shù)（UT）是五大常規(guī)檢測技術(shù)之一，與其它常規(guī)無損檢測技術(shù)相比，它具有被測對象范圍廣。檢測深度大；缺陷定位準確，檢測靈敏度高；成本低，使用方便；速度快，對人體無害以及便于現(xiàn)場使用等特點。

1.超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用

（1）目前大量應(yīng)用于金屬材料和構(gòu)件質(zhì)量在線監(jiān)控和產(chǎn)品的在投檢查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復(fù)合層、壓力容器及高壓管道、路軌和機車車輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測等。

（2）各種新材料的檢測。如有機基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)陶瓷材料、陶瓷基復(fù)合材料等，超聲檢測技術(shù)已成為復(fù)合材料的支柱。

（3）非金屬的檢測。如混凝土、巖石、樁基和路面等質(zhì)量檢驗，包括對其內(nèi)部缺陷、內(nèi)應(yīng)力、強度的檢測應(yīng)用也逐漸增多。

（4）大型結(jié)構(gòu)、壓力容器和復(fù)雜設(shè)備的檢測。由于超聲成像直觀易懂，檢測精度較高。因此，近幾年我國集超聲成像技術(shù)及超聲信號處理技術(shù)等多學(xué)科前沿成果于一體的超聲機器人檢測系統(tǒng)已研制成功，為復(fù)雜形狀構(gòu)件的自動掃描超聲成像檢測提供了有效手段。

（5）核電工業(yè)的超聲檢測。

（6）其它方面的超聲檢測。如醫(yī)學(xué)診斷廣泛應(yīng)用超聲檢測技術(shù)；目前人們正試圖將超聲檢測技術(shù)用于開辟其它新領(lǐng)域和行業(yè)，如人們正努力將超聲檢測技術(shù)用于血壓控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)作非接觸檢測、辨識。性能分析和故障診斷等。

三、射線技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用

1.射線檢測技術(shù)的應(yīng)用

射線檢測技術(shù)是利用射線（X射線、射線、中子射線等）穿過材料或工件時的強度衰減，檢測其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不連續(xù)性的技術(shù)。穿過材料或工件的射線由于強度不同在X射線膠片上的感光程度也不同，由此生成內(nèi)部不連續(xù)的圖像。

（1）早期使用在石油工業(yè).分析鉆井巖芯。

（2）在航空工業(yè)用于檢驗與評價復(fù)合材料和復(fù)合結(jié)構(gòu)。評價某些復(fù)合件的制造過程。也用于一系列情況下樣件的評價；這種檢測與評價過程，大大簡化了取樣破壞分析過程。

（3）檢測大型固體火箭發(fā)動機，這樣的射線系統(tǒng)使用電子直線加速器X射線源，能量高迭25MeV，可檢驗直徑達3m的大型同體火箭發(fā)動機。

（4）檢驗小型、復(fù)雜、精密的鑄件和鍛件，進行缺陷檢驗和尺寸測量。

（5）檢查工程陶瓷和粉末冶金產(chǎn)品制造過程發(fā)生的材料或成分變化，特別是對高強度、形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。

（6）組件結(jié)構(gòu)檢查。

四、無損檢測的發(fā)展趨勢

1.超聲相控陣技術(shù)

超聲檢測是應(yīng)用最廣泛的無損檢測技術(shù)，具有許多優(yōu)點，但需要耦合劑和換能器接近被檢材料，因此，超聲換能、電磁超聲、超聲相控陣技術(shù)得到快速發(fā)展。其中，超聲相控陣技術(shù)是近年來超聲檢測中的一個新的技術(shù)熱點。

超聲相控陣技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器來產(chǎn)生和接收超聲波波束，通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射（或接收）脈沖的時間延遲，改變聲波到達（或來自）物體內(nèi)某點時的相位關(guān)系，實現(xiàn)聚焦點和聲束方向的變化，然后采用機械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實現(xiàn)圖像成像。與傳統(tǒng)超聲檢測相比，由于聲束角度可控和可動態(tài)聚焦，超聲相控陣技術(shù)具有可檢測復(fù)雜結(jié)構(gòu)件和盲區(qū)位置缺陷和較高的檢測頻率等特點，可實現(xiàn)高速、全方位和多角度檢測。對于一些規(guī)則的被檢測對象，如管形焊縫、板材和管材等，超聲相控陣技術(shù)可提高檢測效率、簡化設(shè)計、降低技術(shù)成本。特別是在焊縫檢測中，采用合理的相控陣檢測技術(shù)，只需將換能器沿焊縫方向掃描即可實現(xiàn)對焊縫的覆蓋掃查檢測。

2.微波無損檢測

微波無損檢測技術(shù)將在330～3300 MHz中某段頻率的電磁波照射到被測物體上，通過分折反射波和透射波的振幅和相位變化以及波的模式變化，了解被測樣品中的裂紋、裂縫、氣孔等缺陷，確定分層媒質(zhì)的脫粘、夾雜等的位置和尺寸，檢測復(fù)合材料內(nèi)部密度的不均勻程度。

微波的波長短、頻帶寬、方向性好、貫穿介電材料的能力強，類似于超聲波。微波也可以同時在透射或反射模式中使用，但是微波不需要耦合劑，避免了耦合劑對材料的污染。由于微波能穿透對聲波衰減很大的非金屬材料，因此該技術(shù)最顯著的特點在于可以進行最有效的無損掃描。微波的極比特性使材料纖維束方向的確定和生產(chǎn)過程中非直線性的監(jiān)控成為可能。它還可提供精確的數(shù)據(jù)，使缺陷區(qū)域的大小和范圍得以準確測定。此外，無需做特別的分析處理，采用該技術(shù)就可隨時獲得缺陷區(qū)域的三維實時圖像。微波無損檢測設(shè)備簡單、費用低廉、易于操作、便于攜帶.但是由于微波不能穿透金屬和導(dǎo)電性能較好的復(fù)合材料，因而不能檢測此類復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷，只能檢測金屬表面裂紋缺陷及粗糙度。

近年來，隨著軍事工業(yè)和航空航天工業(yè)中各種高性能的復(fù)合材料、陶瓷材料的應(yīng)用，微波無損檢測的理論、技術(shù)和硬件系統(tǒng)都有了長足的進步，從而大大推動了微波無損檢測技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻

粉末冶金法的優(yōu)缺點范文第3篇

[關(guān)鍵詞]教學(xué)改革 教學(xué)方法 工程意識

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》是高等本科教育中機械類及近機類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是一門講述有關(guān)機械產(chǎn)品制造過程的綜合性技術(shù)課程。在本校的相關(guān)專業(yè)教學(xué)大綱中規(guī)定該課程的教學(xué)內(nèi)容由《工程材料及成形技術(shù)》和《機械制造技術(shù)》兩大部分構(gòu)成：《工程材料及成形技術(shù)》部分講述現(xiàn)代工業(yè)常用材料（金屬、高聚物、陶瓷、復(fù)合材料等）和熱加工工藝基礎(chǔ)（鑄造、鍛造、焊接、粉末冶金、熱處理等）的相關(guān)知識；《機械制造技術(shù)》部分講述機械加工工藝基礎(chǔ)的相關(guān)知識。課程的教學(xué)目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能總體地了解和把握機械制造活動，掌握金屬切削過程基本規(guī)律和機械加工的基本知識，能合理選擇材料、毛坯制備、機械加工方法，具有產(chǎn)品質(zhì)量、公差與配合的基本知識，初步具有解決生產(chǎn)現(xiàn)場工藝問題，決策制造模式方面的能力。課程涉及的知識面廣，實踐性強。除理論教學(xué)外，還包括實驗教學(xué)、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，注重學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，融知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體，使學(xué)生樹立現(xiàn)代工程意識，掌握機械工程領(lǐng)域中必備的基礎(chǔ)知識和基本理論，具備分析解決機械工程中一般技術(shù)問題的基本能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研究、工程技術(shù)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

一、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)現(xiàn)狀

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》是一門傳統(tǒng)的課程，多年來人們積累了許多寶貴的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)方法，教學(xué)質(zhì)量也得到一定的提高和改善，但由于其教學(xué)內(nèi)容比較抽象、復(fù)雜且涉及實際生產(chǎn)經(jīng)驗等特點，還存在一些問題[1-5]

（一）教學(xué)手段的不正確使用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多先進的教學(xué)手段進入課堂教學(xué)，如幻燈片、投影儀、語音設(shè)備、多媒體等。最初將這些手段引入教學(xué)的目的是使教學(xué)內(nèi)容化繁為簡，化難為易，由抽象變?yōu)橹庇^，便于觀察和認識，有利于學(xué)習(xí)和掌握教材，提高教學(xué)速度和質(zhì)量。目前，教學(xué)過程中存在兩種極端情況：一種是有些教師，特別是經(jīng)驗較少的青年教師，在教學(xué)過程中把這些設(shè)備當(dāng)做減輕備課任務(wù)的一種工具，如把所有內(nèi)容都打進PPT，上課過分依賴PPT，板書較少，以此減少備課時間；另一種是有些教師對這些教學(xué)手段過于排斥，認為他們的應(yīng)用會分散學(xué)生的注意力，仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即講授與板書結(jié)合的形式，這樣一來教學(xué)過程顯得過分呆板，課堂氣氛不活躍，很多抽象的東西諸如機床的結(jié)構(gòu)、機械加工過程、零件結(jié)構(gòu)的機械加工工藝性等使學(xué)生難以理解，漸漸失去學(xué)習(xí)的熱情。

（二）實驗與金工實習(xí)時間安排不合理，不足以理論聯(lián)系實踐

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》這門課是一門與實踐密切相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，材料在不同工作環(huán)境中的各種特性、設(shè)備的各種結(jié)構(gòu)、工藝的各種優(yōu)缺點及在生產(chǎn)中可能會造成的后果等，學(xué)生必須結(jié)合大量實踐經(jīng)驗才能更好地理解，很多操作步驟和原理聽起來很費解，但只要到車間或現(xiàn)場看一眼就很容易理解了?，F(xiàn)有的教學(xué)模式將理論和實踐在時空上分離，先將理論全部學(xué)完再進行實踐環(huán)節(jié)，或先進行實踐環(huán)節(jié)完再進行理論學(xué)習(xí)，缺少工程實踐的理論教學(xué)，由于學(xué)生缺少感性認識而變得十分難解，處于云里霧里的迷糊狀態(tài)；沒有理論支撐的工程實踐必然只能停滯在獲得一些感性知識和操作技能的較低的層次上[6-8]。

（三）考核方式欠合理

目前《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》這門課程的學(xué)習(xí)效果評價方式絕大多數(shù)仍然以書面答卷的方式進行，如此一來，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中單純地追求卷面分數(shù)，與考試相關(guān)的內(nèi)容就重視，與考試無關(guān)的內(nèi)容就不重視。有的甚至平時根本不聽課，連書本都不翻，憑考前“臨時抱佛腳”來死記硬背書中的一些概念、術(shù)語和簡單理論來達到修完這門課程的目的。這樣一來，學(xué)生考完這門課后，什么也沒學(xué)到，什么也沒得到，什么也不會做[9-11]。

（四）教學(xué)內(nèi)容相對陳舊

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容主要涉及傳統(tǒng)知識的介紹，缺乏先進性和時代感，導(dǎo)致一些學(xué)生主觀上認為該課程無用而對它產(chǎn)生排斥思想。盡管有些負責(zé)任的教師在教學(xué)中采用各種不同掛圖、實物模型、動畫等方法以適應(yīng)不同章節(jié)的教學(xué)需要，仍難以取得較好的教學(xué)效果。

二、研究內(nèi)容

（一）教學(xué)內(nèi)容改革

為將整個機械加工工藝系統(tǒng)諸如刀具、機床、夾具與零件的加工與裝配等工藝系統(tǒng)內(nèi)容融會貫通、綜合運用，提出了以金屬切削理論為基礎(chǔ)，制造工藝為主線，以產(chǎn)品質(zhì)量、加工效率與經(jīng)濟性三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展為目標，兼顧工藝裝備知識的掌握，增加了非傳統(tǒng)加工技術(shù)與現(xiàn)代制造技術(shù)等內(nèi)容，并注重反映學(xué)科理論與技術(shù)的新發(fā)展。制造工藝中突出零件工藝分析材料選擇毛坯零件加工產(chǎn)品裝配的技術(shù)路線，建立機械制造基礎(chǔ)課程新體系。

（二）教學(xué)方法改革

1）教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)先進制造技術(shù)

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的內(nèi)容是建立在傳統(tǒng)的工藝方法基礎(chǔ)上的，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的新材料、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，大大豐富了課程的內(nèi)容體系。同時從金屬材料到各種無機非金屬材料和復(fù)合材料，從傳統(tǒng)的冷熱加工方法到應(yīng)用聲、光、電、磁的特種加工，從數(shù)控加工到制造自動化系統(tǒng)，從將大批大量單一零件加工方法應(yīng)用到單件小批成組零件加工中等，先進制造技術(shù)教學(xué)內(nèi)容不斷拓展。

2）采用現(xiàn)場比較教學(xué)法

在講授傳統(tǒng)的CA6140型普通車床與現(xiàn)代的數(shù)控車床的現(xiàn)場教學(xué)時，可以利用實驗室的車床，讓學(xué)生了解到了機床每個部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，比如機床的布局、傳動、結(jié)構(gòu)、操縱；刀具的類型、用途、結(jié)構(gòu)特點、車削用量的選擇；夾具中選用通用標準夾具與設(shè)計非標準夾具的目的；零件加工乃致延伸其零件裝配等內(nèi)容有機地融為一體進行講解，及時恰當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合，在較短的教學(xué)時間內(nèi)解決在課堂上單憑教師口授與板書甚至多媒體等無法或很難講清的，如臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床的區(qū)別與聯(lián)系，成本、效率、精度和不同的加工機床適合加工哪些表面問題，彌補了理論教學(xué)的不足。

通過采取理論教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)并行，解決了學(xué)時少、內(nèi)容多的矛盾，有利于學(xué)生對相關(guān)知識點的吸收和鞏固，使其認識到不是數(shù)控機床或者加工中心就一定都比傳統(tǒng)機床好的錯誤理念，而是數(shù)控機床在高精度、曲面加工和多工序統(tǒng)一上有優(yōu)勢等的正確思想。因此現(xiàn)場比較教學(xué)法是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的重要途徑。

3）主線貫穿教學(xué)法

《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程所包含的內(nèi)容多，覆蓋面廣，實踐性、綜合性強，一些學(xué)生感到學(xué)習(xí)時比較枯燥、抽象、難以理解，學(xué)習(xí)積極性不高，嚴重影響了教學(xué)效果。如何克服困難，提高教學(xué)效果，課堂教學(xué)是關(guān)鍵。為了能讓學(xué)生及時地應(yīng)用所學(xué)的知識，教師應(yīng)提前引導(dǎo)學(xué)生從機械設(shè)備設(shè)計制造的實戰(zhàn)觀點出發(fā)，按機床、刀具、夾具和零件加工及裝配和質(zhì)量保證這個貫穿在整個教材中的主線。為了能讓每個學(xué)生都參與到實戰(zhàn)中來，真正做到以在教師的引導(dǎo)下貫穿主線為主導(dǎo)，學(xué)生學(xué)有所用為主體，教師和學(xué)生共同研究的教學(xué)方法，用學(xué)為所用的教學(xué)思想激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（三）教學(xué)手段的改革

教學(xué)手段改革的關(guān)鍵是要求教師必須對刀具、機床、夾具和零件的加工與裝配等內(nèi)容十分熟悉，明確彼此間的關(guān)系，并能跟蹤機械制造技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)，及時地將先進制造技術(shù)補充到教學(xué)中去；要特別注重生產(chǎn)實習(xí)和課程設(shè)計等實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，采用形式多樣的教學(xué)手段和方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的熱情。

1）明確課程內(nèi)容

機械制造過程是是一種典型的、具體直觀的過程。研究機械制造過程中所涉及的各種問題必須采用系統(tǒng)工程的理論和方法，根據(jù)機械系統(tǒng)的目的，從系統(tǒng)是可剖分的，系統(tǒng)一定從屬于更大系統(tǒng)，是更大系統(tǒng)的一部分的原理出發(fā)，解決整體與部分、部分與部分、整體與外部環(huán)境之間的相互聯(lián)系、相互使用及相互制約的關(guān)系中，綜合地、準確地分析和研究制造系統(tǒng)。具體到本課程的教學(xué)過程，應(yīng)以機械制造工藝系統(tǒng)為紐帶，將機床、刀具、夾具和工藝等相關(guān)知識融為一體，從而加強課程的針對性和實用性。

2）培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力

由于先進制造技術(shù)在機械制造過程中的滲透，結(jié)合生產(chǎn)實際的需要，已涌現(xiàn)了大量的新工藝、新技術(shù)。而這些在教材中很難及時反映。因此，就需要教師堅持繼續(xù)學(xué)習(xí)，更新知識、更新觀念，及時向?qū)W生介紹相關(guān)內(nèi)容并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注機械制造技術(shù)的發(fā)展。比如教師可以設(shè)計或選擇一個零件，這個零件應(yīng)具備某些特性，有某個表面不能用常規(guī)的機械加工方法加工、某個表面要用到復(fù)合刀具或某個表面目前還不能加工等，讓學(xué)生在課外完成這個零件的機械加工工藝過程設(shè)計。學(xué)生要解決這個問題，必須要查閱相關(guān)的資料，這樣既能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，更能激發(fā)學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力。

3）注重黑板板書與多媒體相結(jié)合

充分利用計算機軟件及硬件技術(shù)帶來的圖形處理及顯示的優(yōu)勢，將實體造型應(yīng)用于課堂教學(xué)及實驗中，使專業(yè)知識中涉及到的大量的結(jié)構(gòu)原理圖和實例結(jié)構(gòu)圖更直觀的呈現(xiàn)出來，加快了學(xué)生讀圖速度，加深了學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。而這些不能離開機械設(shè)備設(shè)計制造的整個工藝系統(tǒng)這條主線。

（四）教材的改革

教材的選取是教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革實現(xiàn)的關(guān)鍵。結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色，要采用高質(zhì)量、以工藝為基礎(chǔ)，教學(xué)內(nèi)容先進適用，“少而精”，易自學(xué)，表述精煉的教材。

（五）實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

充分利用大學(xué)生科技創(chuàng)新活動機械產(chǎn)品制作，按照以學(xué)生主動實踐為主，教師輔導(dǎo)為輔，利用課余時間讓學(xué)生在教師的協(xié)助下獨立完成零件的加工，這樣學(xué)生帶著問題親身實踐。2010級學(xué)生共12人通過參與浙江省首屆工程訓(xùn)練綜合能力競賽，完成了一套符合本命題要求的可運行裝置，并完成了相關(guān)的設(shè)計、工藝、成本分析和工程管理4項報告，加強了學(xué)生工程意識的培養(yǎng)，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，提高了課程的教學(xué)品質(zhì)和效果。

（六）考核評估體系改革

高等教育應(yīng)為國家培養(yǎng)對社會有用的人才。卷面考試成績的好壞很難全面說明一個人能力的高低。課程的考核宜采用合理的考核方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不再單純?yōu)榱送ㄟ^考試而功利地被動學(xué)習(xí)，而是主動、勤奮、刻苦地學(xué)習(xí)，真正在知識、能力和素質(zhì)等多方面得到全面的提高。為此可以對學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)、設(shè)計環(huán)節(jié)、課堂環(huán)節(jié)、答辯環(huán)節(jié)、操作環(huán)節(jié)等分別進行考核，從而較全面地考核學(xué)生對該門課程的學(xué)習(xí)情況?？荚囋嚲韽脑嚲韼熘须S機選擇。筆試環(huán)節(jié)嚴格實行教考分離，建立科學(xué)合理的試卷庫，采取流水閱卷。

三、結(jié)論

本項目的研究成果在我校機械設(shè)計制造及其自動化、交通運輸及農(nóng)業(yè)機械專業(yè)本科班級實施，本項項目實施后，受益學(xué)生人數(shù)達360人/年。本項目應(yīng)用到教學(xué)實踐中，通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，融知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體，讓學(xué)生在掌握知識的深度和廣度上達到預(yù)期的教學(xué)效果，進一步的提高全體學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性，使學(xué)生樹立現(xiàn)代工程意識，掌握機械工程領(lǐng)域中必備的基礎(chǔ)知識和基本理論，具備分析解決機械工程中一般技術(shù)問題的基本能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研究、工程技術(shù)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

致謝

本論文由浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院機械工程系機械工程制圖教學(xué)團隊項目資助，項目編號TD1203。

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