时间：2022-09-24 09:28:11
在机械制造工艺中，对机械设计进行合理化处理是确保机械产品质量的关键，而机械制造企业生产的目的是为了扩大规模，获得最大经济效益，因此，应有针对性地对机械设计进行研究。从机械制造工艺流程入手，对机械制造工艺中的合理化机械设计进行系统分析和探讨，希望可以为我国的机械制造发展提供帮助。
关键词:
机械制造工艺;合理化;机械设计
1机械制造工艺流程
从整体角度来对机械制造工艺流程进行分析，机械制造工艺流程如图1所示。
1．1制造程序
这一步骤主要是将原材料直接制作成半成品，处理重点是对原材料的材质及材料的利用率进行规划。对于机械制造企业来说，要在激烈的市场竞争中占据重要位置，就一定要对材料的质量进行管理和监督，只有提升机械制造工艺原材料的利用方式，才能真正降低生产成本。
1．2零件定位
在零件定位中，可以运用多种定位方式，而技术人员采用何种定位方式也会直接影响零件的质量。为了提升零件质量，技术人员要结合定位方式与零件的加工需求，按照标准开展零部件的加工工作，这也是增加机械制造企业产品销量的主要手段。
1．3技术程序
这一步骤是将制造工序中已经获得的半成品直接加工成符合客户要求的成品，技术程序的加工要求更精细，对产品的质量要求也更高。
1．4加工精度控制
技术人员在对零部件进行粗加工后，还要对半成品状态下的零部件进行细加工处理，在处理过程中，加工的精度要求在于零部件的形状、尺寸及表面质量等因素，为了真正满足客户的实际需求，技术人员需要利用误差控制措施进行合理选择，进而提升产品的精度。
1．5装夹
对零部件进行装夹是将零件直接固定在合适的位置上，在零件的装夹操作中，技术人员要保证零件固定位置的准确性，在确定好位置后，技术人员还要利用相关设计对零件进行深层次的固定工作。
2机械制造设计工艺的基本原则
2．1综合性
从本质层面来说，合理化的机械设计与机械制造属于理论和实践两个层面，二者本身所属类别是不同的，这种差异也就产生了工作中的误差。基于此，技术人员要将综合性作为整个机械制造发展的基本原则，在总结传统机械设计经验的基础上，将机械设计的理论知识与实践制造进行有机结合，以提升机械设计的整体质量。
2．2整体性
在对机械制造工艺进行合理化设计时，要先对机械设计的方案进行制定。在制定机械设计方案时，技术人员要遵循整体性原则，从机械制造工艺的整体入手，在确保各个部件合理的基础上，制定多个机械设计方案，从这些设计方案中选择最优的方案作为机械制造的最终设计方案。
3机械制造工艺中的合理化机械措施
3．1提高设计标准化
制造工艺的核心是机械设计标准化，也就是在相对统一的设计标准中，保证技术人员设计的机械零件结构、规格达到高度统一，在符合国家规定的机械制造标准基础上，进一步提高机械零部件的质量，这对降低生产成本、提高生产效率起到了极大的作用。技术人员在对机械制造工艺进行合理化设计时，一定要充分重视机械零部件的质量，按照国家标准实现标准化设计，以提升机械零部件产品的设计水平和使用性能，只有提升机械生产企业与机械产品的竞争力，才能真正提升机械制造企业的经济效益。
3．2运用绿色制造工艺
技术人员在进行机械设计时，要不断尝试引入新的设计理念，改进传统的设计方法。在设计过程中，应根据社会发展的大趋势，认真贯彻落实绿色环保的设计理念，在此基础上，将机械设计与高新技术手段相结合。在机械制造企业运行过程中，还要充分考虑自身经济效益与环境保护之间的平衡关系，只有实现二者的共同发展，才能促进机械制造企业的长久发展，企业的发展不能以牺牲环境为代价，要在保证环境的基础上，实现机械制造企业的可持续发展。针对目前的机械制造工艺，技术人员要将工作重点放在绿色材料的使用方面，从原材料及生产工艺两方面入手，共同保证机械制造与设计的系统化发展。
3．3提升加工精度
在机械制造过程中，客观差异是一定存在的，技术人员应尽量减少客观差异，以提高机械产品的精准度为准则，分析差异产生的根本原因，确定机械制造中存在的潜在因素，以降低差异，提高防范技术水平，进一步提升加工精度。提高机械产品的加工精度关键在于对夹具进行调整，技术人员应采用先进的测量工具降低误差值，确定误差产生的原因。目前，机械零件产品出现加工误差的主要原因在于机械内部应力、热变形及系统应力等，其中比较常见的是内部应力和热变形两大因素。提高加工精度的流程如图2所示。
4结语
机械制造工艺的合理化机械设计关键在于要有针对性地对机械设计进行分析，对机械生产过程进行合理分析，这两方面的分析都与机械制造过程中的合理化要求有关，因此，技术人员为了保证机械设计的科学化和合理化，要在设计过程中充分考虑机械制造工艺的实际需求，系统性地分析各制造工序的注意事项，改进设计方法，根据工艺水平合理选择机械技术，保证机械设计与制造质量达到国家规定标准，更好地促进机械制造工艺的全面发展。
参考文献:
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[关键词]机械设计 智能化 商品化
中图分类号：TS761.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0183-01
机械设计是对机械中各种零件的材质、尺寸以及工作原理、工作方式进行分析，并将上述内容专户为具体描述的过程，它可以为后续机械生产以及制造工作提供依据。
一. 机械设计的主要特征
1. 数字化
数字化技术是目前机械设计过程中的核心内容，在机械设计工作开始之前，我们首先应运用数字化技术对设计生命周期进行建模处理，也就是所谓的模拟设计，这样做的目的是为了确保后续的机械设计工作可以得到更完美的技术支持。在设计过程中，可以利用计算机等数字管理辅助手段来促进机械设计过程的实现，从而达到设计资源最优分配、工作效率提升的目的。
2. 并行化
并行化技术是机械设计未来几年的发展趋势，随着计算机信息技术的不断普及，资源共享越来越容易实现，它可以轻松跨越时间及空间障碍，让工作者在何时何地都能展开工作。而传统的机械设计工作是较为单一的，只能单个步骤进行，且设计过程中不能实现有效沟通，发现问题时也不能做出快速反应，使机械设计工作人员的工作量大大提升。
3. 智能化
自动化技术在机械设计方面的应用程度正在逐渐深化，机械设计工作人员可以通过智能化技术来实现机械设计工作。目前运用最多的智能化机械设计系统，具有单独计算能力以及强大的逻辑推理功能，为机械设计师的工作翻开了全新的一页。由此可见，智能化技术已经成为了我国机械设计领域的主要工具。
二. 现代机械设计技术在我国的运用情况
1. 有限元设计
有限元分析技术是目前机械设计领域中普及范围最广的分析类技术，它主要是通过数学近似的方式来实现真实物理系统的模拟，通过有限数量的未知量去靠近无限未知量的真实系统。这一技术不仅可以用来解决机械设计过程中的非稳态问题，同时还能够运用在一些结构较为复杂的动静态工程设计方面，并精确地得出各种零件所产生的应力变化。
2. 最优化设计
最优化设计是机械设计领域中的新型设计方法，它最大的优势在于能够实现设计领域的转移和应用。它的根本思想是通过机械设计理论及标准所来构建一个体现工程设计问题的数学模型。这种设计法的起步时间较晚，但是发展速度确是十分惊人的，在短时间内已经被广泛应用至各种工程设计领域当中。最优化设计不仅可以优化机械产品的使用性能，同时还可
3. 模糊设计
模糊设计是一种数学知识在机械设计工作中的体现结果。在机械设计中存在庞大的模糊数据，再加上科学技术的更新，使机械产品的结构变得越来越复杂，内部变量因素也逐渐增加，使原本就难以准确描述的机械产品变得更加困难。而模糊设计法可以很好地解决这一类问题，它将模糊技术与重量设计技术有效地融合在一起，形成了一种功能更为全面的设计方法。
4. 可靠性设计
可靠性设计也是机械设计中应用较多的设计法，它是上个世纪六十年代开始进入机械设计领域的。可靠性设计是指在设定好的时间条件下完成设定好的功能。可靠性技术是基于概率论与数理统计这两大理论基础实现的，它将失效分析与预测作为其中的试验依据，其根本目的在于确保产品的可靠性。
三. 机械设计技术的未来发展趋势
1. 信息系统化
未来，机械设计会逐渐朝着信息系统化的趋势发展，因为系统工程学是在信息学与控制学等多门学科的基础上逐渐发展而来的，主要作用在于优化工程结构。传统的机械设计都是将设计对象当成一种独立的事物来开展分析与实验，所得到结果具有较大的局限性。我们应逐渐扩大信息系统工程学在机械设计中的应用范围，将机械系统拆分为若干个部分进行分别研究，得到更加详细的结构特征，同时实现人力及时间资源的节省。
2. 挖掘并培养人才潜力
机械设计对于人才的要求将会逐渐朝着精英化方向发展，随着信息时代的打来，越来越多的人工都被智能化机器所取代，但是在机械设计领域中，支撑它的核心主体仍然是人类，人类的创造潜能是无法被机器所取代的。应积极培养高级工程技术人员，并持续优化他们的现代化科学技术知识体系。具有强大的机械设计领导管理能力，充分打开设计师的想象空间，激发他们的设计灵感与创作能力，通过艺术感来解决更多工作中的实际问题。
3. 产品商品化设计趋势
机械设计是对机械中各种零件的材质、尺寸以及工作原理、工作方式进行分析，并将上述内容专户为具体描述的过程。但是在目前这个竞争日益激烈的大环境中，越来越多的企业已经开始意识到要想获得更好的发展，就必须持续创新，推出新的产品与服务。但是有很多企业在设计与开发新产品时虽然投入了庞大的财力与人力资源，最终却在产品商品化这一步骤上遇到了阻碍。对于任何一个机械产品的设计过程来说，商品化都是其中最后一个环节，同时也是验证机械设计效果的最佳手段，因此机械设计工作初期阶段就必须做好充分的市场调研活动。机械产品涉及不仅仅需要做到外观的美化，更重要的是体现它的功能性与实用性，并强调人机交互功能，最终形成一个符合现代化人类审美标准及功能需求、能够为企业带来经济效益与社会效益的机械商品，从而给企业带来更强大的市场竞争力。
四.结束语
作为一名现代化机械设计师，必须要不断追随社会进步的脚步，实现持续的自我提升与创新，通过自己牢固的专业技能与丰富的想象力不断完善自己的设计过程，为自己、企业、以及社会设计出更完美的机械产品，并有效实现机械产品与商品之间的转化，从而促进企业在市场中持续、稳定、健康的发展。
参考文献：
[1]覃文洁 ，程 颖 . 现 代 设计 方法概 论 [M].北京：北京理工大学出版社，2007.
关键词:机械设计制造；工业设计；应用
工业设计是人们为达到特定目标开展的系列创造性设计，在设计过程中对美学以及工学进行了有机的结合，对工业产品进行实施的设计。面对当前多元化的发展时期，对工业设计以及机械设计制造的技术应用发展愈来愈重要，通过从理论上加强工业设计以及机械设计制造的研究分析，就能为实际技术应用提供理论支持。
1工业设计和机械设计制造技术的联系及发展现状
1.1工业设计和机械设计制造技术的联系分析
工业设计和机械设计制造技术之间存在着紧密的联系，两者的发展都能够对工业化进程产生促进作用，为社会创造更大的经济效益。在机械化设计制造技术的发展方面，能为工业设计提供技术层面的支持，这样就能保障工业技术的规律性发展，成为工业生产当中比较重要的元素。工业生产产品要和实际的发展需求紧密结合，对大众媒体的审美标准要相符合，对工业产品的实用性能得以保障，这样就能为企业发展带来经济效益[1]。工业设计的发展也能为机械设计制造技术的发展提供新的理念，从而促进两者共同的进步。在当前的社会进一步发展背景下，人们在对工业设计的要求上也在发生着变化，对以人为本的理念愈来愈重视，通过对人们生活元素的研究，并在实际中加以应用，对工业设计的优化就有着积极促进作用。工业设计和机械设计制造技术之间的联系比较紧密，相互的支持，从而创造出更大的社会经济效益。
1.2工业设计和机械设计制造技术的发展现状
工业设计以及机械设计制造技术的发展过程中，在不同的时期也有着不同的现状。工业革命后的工业设计发展比较迅速，而我国的工业设计发展的时间相对来说比较短，但是在近些年我国的经济水平以及技术水平的迅速提升下，工业设计的发展速度也得到了有效提升。已经有诸多企业在将发展的注意力向着工业设计的方向转变，在实体的投入方面，大量的人力以及财力也都融入到了工业设计领域当中，这些都是工业设计进一步发展的基础。面对多元化的社会发展，经济的进步离不开机械技术的支持。这对机械设计制造领域的发展也有着促进，机械设计制造技术涵盖的内容比较多，在产品的设计以及生产制造和售后服务等，都是其中比较重要的内容[2]。我国在机械设计制造领域的发展过程中，还有诸多层面有待加强和完善，尤其是自主产品的制造技术力量上比较薄弱，这些都需要进一步加强。
2工业设计的特征体现和机械设计制造技术的应用
2.1工业设计的特征体现
工业设计的发展过程中，已经形成了比较突出的特征，这些特征体现在综合性比较强层面。工业设计包含的内容比较多，不仅是包含了工业产品设计，同时在产品制造中问题的处理等也是重要内容。工业设计的综合性比较强，是技术和艺术的结合体。在当前的理论进一步深化化，工业设计的综合性内容还涉及到心理学以及社会学等相关内容。工业设计的特征中，实践性强也是比较突出的，能有效为人们提供舒适生活方式，通过工业设计对人们的日常生活需求的满足有着保障[3]。工业设计的时代感特征也比较鲜明的呈现，不同时代背景下，工业设计都有着不同需求，所以在时代感强的特征上就鲜明的呈现出来。
2.2工业设计和机械设计制造技术的应用
工业设计和机械设计制造技术在实际生产当中进行综合性应用，就能发挥其积极作用。两者的相互影响以及相互促进，就能对工业设计的完善性和制造技术的水平提高有着促进作用。工业设计过程中，设计人员不断的学习以及掌握机械设计制造的基础知识，然后加以灵活的运行，保障工业设计的规范化。其中在工业设计的思路以及理念和产品结构等方面都能进行优化，对设计的产品质量符合人们的实际需求[4]。为能保障工业产品设计的整体质量水平提高，在和机械设计制造技术的有机融合下，就能保障设计的整体质量水平提高，对实际的操作可行性就能得到有效保障。机械设计制造技术的应用，对工业设计中的人机工程学知识的运用，就能有效保障机械设计以及制造技术的整体水平提高。将工业设计和机械设计制造技术在饱和发电机组的维修当中加以应用，就能发挥积极的作用，在对发电机组自身的机构上有明确认识，然后针对性的找到故障，在工业设计和机械设计制造技术等方面的应用，就要保障机组故障的有效解决。工业设计以及机械设计制造技术在未来的发展应用中，必将发挥其重要作用。工业设计的进一步发展，就要在技术的进一步优化基础上来实现，而机械设计制造技术的优化，对工业设计的水平提高就有着保障。我国在当前的工业技术上有着很大进步，但是在基础性方面还需要进一步加强，在机械技术相关的应用方面，作为重要技术，能有效节约人力资源以及财力资源等，对企业的发展提供良好技术支持[5]。工业设计和机械设计制造技术有着不同，在两者进行有机结合下，就要能充分重视方法的科学性。要积极建立有助于生产以及销售的最佳方案，将环保放在首要位置，这样才能进一步的促进工业设计以及机械设计制造技术的进一步发展。
3结论
综上所述，处在当前的发展阶段，对工业设计以及机械设计制造技术的应用发展，就要从实际出发，在具体的设计发展方面能够注重方法的科学性以及理念的创新运用。通过从理论上对工业设计以及机械设计制造技术的应用研究分析，就能为实际的发展提供理论依据，促进工业设计和机械设计制造技术的多元化发展。
参考文献
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关键词：机械优化设计 实验 考核 Matlab
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0179-02
“机械优化设计”是机械类专业的一门专业发展的重要课程，主要内容包括优化设计的基本概念、优化设计方法和机械优化设计实例等内容。机械优化设计是将最优化原理和计算技术应用于机械设计领域，为机械设计提供一种重要的科学设计方法。采用机械优化设计方法，人们可以从众多的设计方案中找出最佳设计方案，提高设计效率和质量。
该文简要介绍了“机械优化设计”课程的作用，针对课程教学中存在的问题，从课程实验、课程考核的方式和内容等方面，提出了一系列的改革方法与措施，注重与科学计算软件Matlab的结合，从实验和考核方式的改变引导教学的改变，提高了教学效果与教学质量，取得了较好地实践效果。
1 课程作用简介
“机械优化设计”课程的目标是使学生树立优化设计的思想，掌握优化设计的概念和方法，将最优化和计算技术应用于设计领域，获得解决机械优化设计问题的能力[1]。“机械优化设计”课程是中国机械工程教育专业认证通用标准毕业要求“能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题”和“能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论”的具体体现。“优化设计”是现代设计理论和方法的重要领域，所以“优化设计”也是“现代设计方法”课程的重要组成部分。
2 课程现状
在笔者所在学院机械类专业的培养体系中，机械优化设计课程是一门实践性很强的技术基础课，重在培养学生的建模能力、编制优化程序的能力和灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。课程教学包括课堂和上机实验，通过实验，使学生进一步巩固和加深对基本知识的理解，能够独立编制计算机程序，掌握常用优化方法程序的使用方法，最终达到灵活运用优化设计方法解决工程实际问题[1]。
在近几次的大纲修订中，为了加强对学生应用能力的培养，在总学时不变的情况下，机械优化设计课程的实验学时有所增加，但实验的内容并没有本质的提升。在机械优化设计原来的教学大纲中，课程的考核以实验成绩为主，这种考核方式很难全面反映出学生对知识的掌握程度。
机械优化设计课程所采用的经典教材中常用优化方法的程序是基于FORTRAN语言完成，现在本科生基本没有学习FORTRAN语言。世界上最优秀的科学计算软件Matlab及其优化工具箱不论是在编写优化程序，还是在直接使用Matlab软件内置优化函数方面，都有较大的优势，很多学生都选修了Matlab相关课程，但优化设计与Matlab软件的结合不论是在Matlab选修课，还是在机械优化设计课程中，都没有得到很好的体现，这不利于学生知识面的拓宽和综合素质的提高[2-4]。
3 实验教学改进
机械优化设计实验是实现机械优化设计教学目标，培养学生创新意识和实践能力的重要教学环节。针对教学中存在的问题，主要从以下几方面进行教学改革的实践。
（1）在一维搜索方法和无约束优化方法课程实验中，主要内容包括基于Matlab语言的一维搜索和无约束优化方法程序的编写、调试和考核，程序能够求解相应的程序考题。同时要求会使用Matlab软件的优化函数：求一元函数极小值的函数fminbnd，求无约束极小值的函数fminunc，fminsearch。求解相同的程序考题，与Matlab语言编制程序的求解结果进行比较，验证编制程序的正确性和有效性。
（2）阅读并理解已有的基于Matlab语言的约束优化算法程序，了解程序的结构特点，会用程序求解约束优化方法的程序考题。同时要求会使用Matlab软件的优化函数――求约束极小值函数fmincon，求解相同的程序考题，与Matlab语言编写程序的求解结果进行比较，验证编写程序的正确性和有效性。
（3）在调用Matlab软件中的优化函数fminbnd、fminsearch、fminunc和fmincon时，既会使用程序调用，还要会使用Matlab软件的优化工具箱GUI直接调用，有精力的学生可以继续通过Matlab软件的帮助功能了解fminbnd、fminsearch、fminunc和fmincon函数的数学原理，了解这4个函数所使用的优化算法。
（4）对机械设计问题，如机床主轴结构优化设计、圆柱齿轮减速器优化设计、平面连杆机构优化设计、汽车悬架系统的优化设计、热压机机架结构的优化设计、月生产计划的最优安排等，参考教材中建立适当的优化设计数学模型，基于已有的程序和Matlab内置优化函数，进行优化设计计算。通过与机械专业相关的实例，激发学生的学习兴趣，增强学生分析和解决工程实际问题的能力。
4 考核方式的改进
针对以实验成绩为主的成绩考核方式很难全面的反映出学生对知识的掌握程度的问题，合理分配课程总成绩的构成，改为平时成绩20%，实验成绩40%，考试成绩40%，兼顾平时、实验和考试各个方面。平时成绩主要包括课堂表现，如学生主动参与课堂练习、讨论，创造性地提出问题的能力等，以及作业完成情况、课堂考勤等。考试环节，以课堂讲解的内容为主，主要考察学生对机械优化设计基本概念的掌握情况，优化设计方法理论的理解与运用情况。实验成绩主要包括完成自编优化方法程序的情况，考核题计算结果及分析，以及实验报告的撰写情况等。
对于有精力的学生可以布置相应的机械优化设计研究小课题，要求学生提交研究报告，根据学生收集资料能力，研究设计能力，解决实际问题能力和合作研究能力等评定成绩，作为实验成绩评定的加分项，加到实验成绩100分止。还可以向学生介绍现在工程优化的前沿――拓扑优化，建议学生去拓扑优化的权威OLE SIGMUND教授的个人主页http：//topopt.dtu.dk/下载拓扑优化相关Matlab程序运行，培养学生兴趣和科研能力。
5 结语
通过机械优化设计课程的实验和考核方式改进，使得学生不但掌握了优化设计的基础知识，而且还掌握了使用科学计算软件Matlab解决机械优化实例的初步能力。学生可以掌握基于Matlab语言编写机械优化设计程序，还能掌握Matlab软件的优化设计工具箱的使用， 为今后各门功课的学习和工作打下基础。课程教改内容在大纲修订中得到体现，取得了较好地实践效果，更好地发挥了机械优化设计在从“基础课”和“专业基础”课通向“专业应用”的桥梁作用，加深对学生综合素质的培养。
参考文献
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关键词：动态优化设计 深层次动态优化设计 非线性理论
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0111-01
现代机械动态优化设计是在产品的研究和开发过程中，对机械产品的运动学和动力学等问题进行分析和计算，以保证所研究和开发的设备具有优良的结构性能及其他相关性能[1]。
随着科技的发展，动态设计的广度与深度正发生变化，总体上分为以下三个方向：（1）就广度而言，由狭义的向广义的方向发展；（2）就深度而言，由传统的动态优化设计向深层次的动态优化设计发展；（3）就内容而言，从一般机械的动态设计扩展到包括振动机械在内的动态设计[2]。
1 深层次动态优化设计的内涵
传统的动态优化以提高产品结构性能为主要目标、以线性动力学理论为基础的动态优化设计法。
深层次的动态优化设计主要是以非线性动力学理论为基础，使产品能够获得优良的结构性能，研究内容包括以非线性动力学理论为基础的动态设计和以非线性可靠性理论为基础的机器及其零部件可靠性设计。
2 深层次动态优化设计法的研究意义
动态优化设计是机械设计内容中最重要和最具广泛性的问题。而目前机械设计中，以静态设计为主，或采用传统动态设计方法。但这对大型机械装备来说，这远远不能满足需要的。对重大机械产品设备进行深层次的动力学设计，引入非线性动力学理论与方法，是十分必要的[3]。
3 深层次动态优化设计的应用现状
3.1 在振动机械中的应用
振动机械是泛指利用振动原理而工作的机械，它是化工、冶金、建筑等领域常见的设备，虽种类繁多，但基本工作原理相同[4]。随着振动机械向大型化发展，对机械性能的要求越来越高。例如对冶炼设备中的关键设备—— 振动筛的动负荷的要求随即增大，所以在振动状态下常会引起筛体结构强度和刚度不足，导致筛体变形过大，甚至使筛体出现断梁、侧板断裂等故障，造成严重后果。以往对这种设备结构上的不合理设计可能引起的故障缺少测试手段，因此往往在故障发生后才被重视，造成难以挽回的损失。随着振动机械性技术的发展和社会对振动机械要求的不断提高，传统的动态优化设计方法已经不能满足要求，以非线性理论为基础的深层次动态优化设计理论的研究和应用将会成为振动机械领域的主流方向。
3.2 在机床领域中的应用
现代机床要求高的加工精度和表面质量，并具有高的生产率。由于加工过程存在各种振动，机床主轴受迫振动的干扰力主要来自轴上不平衡旋转零件所产生的周期变化的惯性力和不均匀切削时时变的切削力。机床运转时，由于强迫干扰谐振力引起主轴上工件或刀具切削部位的振幅等，使加工过程达不到预定的加工精度和表面质量[5]。
在机床设计方面，优化设计方法也得到了应用，取得了一定的成果。在国外，Michigan大学的T.jiang和M.Chiredast[6]在应用有限元法和动态分析的基础上，提出一种数学模型来模拟机床结构的联结形式，建立整机的模型并对机床结合面的联接件的位置和数量进行优化设计。在国内，西安交通大学张波、陈天宁[7]等在ANSYS环境中建立了机床主轴部件的有限元动力学模型，并对主轴部件进行了静、动态特性的计算和动态优化设计。他们建立了简化的有限元动力学模型，在ANSYS中分析其前8阶的模态频率，确定动态优化设计的目标，然后设计和修改主轴的结构使之达到预期的动态特性。
随着技术的进步，社会对机械零部件的加工精密度要求越来越高，深层次动态优化设计的应用空间也将越来越大。
3.3 在交通工具研究中的应用
随着社会的进步，生活水平的提高，人们对交通工具的要求也越来越高，这体现在对交通工具乘坐舒适性、安全性、外观的美观性等。
目前，我国大力发展高速列车的研究和使用。据报道，2010年5月27日，新一代高速列车“和谐号”380A首辆车在长春下线，最高时速可达380km。对于高速列车这样的复杂系统，传统的动态优化设计方法已经失去了作用，深层次动态优化设计法成为了必然的理论基础。
在汽车领域，汽车在行驶时，路面的不平度会引起汽车的振动。为提高汽车的平顺性，减少其振动，一方面要改善路面质量，减少振动的来源；另一方面要求汽车对路面不平度有良好的隔振特性。车辆的减振一般有三个环节，即轮胎、悬架和座椅，其中，起重要作用的是由弹性元件和阻尼元件构成的车辆悬架系统。而车辆悬架系统是典型的非线性模型，只有利用深层次动态优化设计法才能建立其准确的模型。
4 结论
本文对深层次动态优化设计理论的研究内容及意义进行了分析，并通过在振动机械、机床、交通工具等典型领域为例，介绍了深层次动态优化设计的应用现状。
在过去的这些年里，深层次动态优化设计理论的研究已经取得了很大的进步，也有了很多比较成功的应用实例。但是科技是不断向前进步的，对机械设备各方面性能的要求也越来越高，深层次动态优化设计理论依然有待于完善，其应用前景将会更加光明。
参考文献
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【关键词】机械专业；应用型人才培养；课程体系；建设；改革
前言
机械是最早的专业之一，由机械装备设计和机械制造工艺专业合并而成。该专业工程实践性较强，属于工科类，是以机械为主，光、机、电、气结合的综合性较强的一个专业[1，2 ]。结合应用型人才培养方案，针对西部院校机械类专业实际情况及特点，本文讨论我院机械设计制造及其自动化专业课程体系建设，并提出一些改革措施。
1.培养目标及要求
1.1培养目标
机械专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好的团队协作能力和创新能力，具备现代机械设计制造及其自动化基础理论知识与应用能力，具有从事本专业实际工作的综合职业能力，能在工业生产第一线或中职、高职院校、科研机构从事机械制造领域内机电产品设计与开发、机械产品制造、科技开发、应用研究、经营销售、运行管理、生产管理、教育研究等方面的工作。
1.2培养要求
具有从事机械产品开发、设计、制造、控制及生产组织管理的基本能力，具体为：
（1）具有扎实的自然科学、社会科学基础知识；
（2）系统掌握本专业领域的技术理论基础知识；
（3）具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索、基本工艺操作等基本技能；
（4）具有初步的科学研究、科技开发和组织管理能力；
（5）具有较高的综合素质和较强的自学能力与创新意识。
2.机械专业存在的问题
西部院校由于资源、师资、教学条件、办学经验等原因仍存在一些不足：
（1）课程设置顺序不合理，学生学习过程中发现一些课程的知识还未学，就已经开始学习后面的内容了，学生学起来比较吃力。故进行课程设置时应考虑课程间的关系，合理安排，让学生学习时有递进感，不断增强学习兴趣和信心。
（2）学生掌握的能力与需要的能力不对接，学生感觉学了四年，什么都没学到，也有学生感觉，毕业出去后需要用到的知识没学，没用的却学了很多。这是因为，知识体系是一个整体，分为不同学科、不同专业和课程。解决工程实际问题时，需要的是系统综合知识，学生只有运用系统的知识才能真正解决问题[3]。
（3）课程设置与社会需求脱节，企业招聘人员反映，学生目前学习的知识比较陈旧，多数都已过时，希望学校跟上社会的需求，不断更新知识，开设一些实用性强的课程。
3.课程体系
3.1 课程设置框架
3.2 专业必修课程
（1）为了培养学生具备一定的计算、运算等能力，以为后续的机械设计、模具设计、机电一体化技术等课程服务，同时掌握一定的英语运用能力，开设了一些比修的基础课程，如数学、物理、力学、英语等。
（2）机械类开设的主要课程有机械制图、机械CAD、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、工程材料及成形技术、数控机床与编程等。
① 机械制图：能够培养学生掌握相应的CAD绘图能力；提高学生的三维空间想象能力；为学好后续课程（机械设计、机械原理、互换性也测量技术、机械制造技术、冲压工艺与模具设计等）打下坚实基础。
② 机械原理：机械原理是从基础理论课到专业课之间的桥梁，在课程学习中起着承上启下的作用。学习该课程，能使学生掌握机构运动学和机械动力学的基本理论，具备拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。
③ 机械设计：机械设计是机械专业的核心基础，也是学习机械制造技术、模具设计与制造等课程前的必备知识。学好机械设计能为后续学习模具、机电产品设计奠定基础。
3.3 专业限选课程
机械专业分为两个方向：（1）模具制造工程方向，该方向主要开设机械制造技术基础、模具制造工艺和冲压工艺及模具设计等三门课程；（2）机械电子工程方向，该方向主要开设机械工程控制基础、机电传动控制和机电一体化技术等三门课程。
3.4 实验及实践教学
为了巩固学生对理论课知识的理解和消化，针对机械应用型人才培养特点，除了对一些专业课开设课程实验外，还开设了系统的实践教学环节，如表1所示。
课程实验：目前开设的实验或建立的实验是只要有机械设计实验室、机械原理实验室、测量实验室、液气压实验室等，而模具实验室、机电一体化实验室等则还在筹划之中。
课后实训：目前机械专业开设的实训有车工实训、钳工实训、焊工实训、数控技术实训、电子线路实训、机械设计课程设计、模具设计课程设计、机电一体化系统课程设计等。电火花成形、线切割、模具、铣削、铸造等方面的实训及实训中心则在完善和建设之中。
3.5 课外科技活动
课外科技活动是一个能提高学生自学能力、团队合作精神、遇到问题解决问题等能力的重要教学环节。在课外科技活动中，学生相互讨论，相互学习，相互影响，相互督促，共同进步。此外，在指导过程中，教师也能不断更新知识，提高自身能力。我院机械专业主要的课外科技活动主要体现在学生第二课堂、专业相关比赛、大学生创新设计制作大赛、科研活动等几个方面。
4.课程体系改革措施
根据上述讨论，与以往相比，机械专业课程体系的建设有了一定的进步，也取得了一定成绩，但也存在一些不足。针对上述的不足，现对理论教学、实践教学等方面提出一些改革措施。
4.1理论教学方面
（1）将冲压模具课程设置在模具制造工艺前讲授；
（2）模具制造工程方向增设注塑模课程；
（3）机电方向增设测试技术课程，机电方向学生必须具备一定的测试知识。
（4）将机械制造技术基础设置为专业必修课。机械制造基础是主要讲授车、铣、刨、磨、钻等常规的机械加工方法、加工刀具、加工设备等，是机械专业学生必须掌握的专业基础知识，所以，机电和模具方向学生都应掌握。
（5）选择通俗易懂的教材，如高等教育应用型教材；
（6）课程设置跟上行业步伐，如增设先进制造技术、有限元原理、机械CAD/CAM/CAE等课程。
4.2实践教学方面
（1）加强实验室和实训中心建设；
（2）实践性强的课程增加相应的实验环节。
4.3其他方面
专业分方向时间从大二上学期延迟至大三下学期；从企业引进经验丰富的教师，开展必要的实训课程；加强教师培训，提高教师技能。
5.结束语
我院机械类学生偏多，师资薄弱，教师队伍年轻化严重，经验不足，目前只能勉强维持基本的教学工作，对于一些实践性较强的实训项目和深度、难度较大的专业改革或专业建设方面还无法开展。总之，我院机械专业的应用型人才培养工作还任重道远。
参考文献：
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[2]刘迎春，宁立伟，邓奕等.应用型本科机械设计制造及其自动化专业人才培养课程体系的研究 [J].湖南工程学院学报，2004，14（3）： 59-62.
[3]杜家熙.谈机械设计制造及其自动化专业课程体系改革[J].河南科技学院学报，2009，37（4）： 75-77.
基金项目：
广西教育厅科研项目（2013YB208）；国家级大学生创新创业训练计划项目 （201310605006）。
关键词： 现代机械设计 系统化 结构模块化 产品特征 智能化
随着近年来人类科学技术水平的加速发展，特别是计算机软硬件性能的持续提高，以及计算机技术对各行各业全面深入的渗透，各技术领域的思维、观念和方法不断得以更新。机械设计作为一个具有几百年历史的技术领域，也在世界科技进步的大潮中获得了新生。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效。
根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，我们可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。
一、系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性。所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
系统化设计思想于上世纪70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制定了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制定出标准VDI2221技术系统和产品的开发设计方法。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。具有代表性的系统化设计方法有设计元素法、图形建模法、“构思”―“设计”法、矩阵设计法、键合图法，等等。
二、结构模块化设计方法
从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解（如通用零件部件等）描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解。这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层：（1）产品（2）功能组成（3）主要功能组件（4）功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。
这种方法认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数。因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。
这种方法提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口（连接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
这种方法以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。
根据机械零部件的连接特征，将其归纳成四种类型：
1）元件间直接定位，并具有自调整性的部件；
2）结构上具有共性的组合件；
3）具有嵌套式结构及嵌套式元件的连接；
4）具有模块化结构和模块化元件的连接，并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则，由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。
在进行机械系统的方案设计时，用“功能建立”模块对功能进行分解，并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象，以便于实现映射算法。
三、基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。
四、智能化设计方法
智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。在利用数学系统理论的同时，我们考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。上述各种方法并不是完全孤立的，各类方法之间都存在一定程度上的联系。
机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。我认为，综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标的有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多，不仅与机械设计的领域知识有关，而且涉及系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识，但仍然是产品方案设计必须努力的方向。
参考文献：
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【关键词】舞台机械；剧目欣赏；作用；设计要求；思考
中图分类号：J814 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2017）11-0051-01
舞台上各个机械设备的协调使用，对于舞台演出效果、节目欣赏具有重要意义。随着各种科学技术应用到舞台表演中，有力增加了剧目表演效果，同时也给我们剧院舞台机械表演提出了新的挑战。在舞台机械设计与改革优化的过程中，如何有效地提高舞台机械设计的整体性及艺术性，如何合理地融合各种美学元素，如何保证舞台机械设计与剧目表演效果的完美结合等一系列问题都亟待解决。基于这样的发展现状及研究目标，本文就现代舞台机械发展的重要性这一问题，从现代舞台机械的作用、剧目欣赏对现代舞台机械设计的要求以及现代舞台机械发展的几点思考等方面展开一番探究。
一、现代舞台机械的作用
现代舞台机械的发展，是剧院节目表演效果的重要保障。舞台机械系统是由大幕、升降台、电气设备、灯光等各个设备组成的整体，其所有的功能、特性、技术参数都是为满足演出需要，按演出工艺及使用要求进行设计，舞台机械的各个设备能够根据舞台表演的需求，为表演者提供机械操作、使用支持；同时，现代舞台机械在保障节目表演效果的基础上，还给节目的创新与高效发展提供了可能。在现代化舞台机械系统出现之前，许多剧目表演的舞台机械都需要人工完成，不但影响节目效果，同时也降低了节目组织的效率；而现代化舞台机械集合了信息化互联网、多媒体科学技术，让舞台机械的控制基本进入参数设置模式，使得舞台机械设备的控制与管理更加的安全、高效、合理、可靠。总的来说，现代舞台机械给舞台节目表演提供了更多的助力，意义重大。
二、剧目欣赏对现代舞台机械设计的要求
剧目欣赏要求与现代舞台机械发展两者之间密切相关，现代舞台机械对舞台演出具有重要影响，而剧目欣赏的要求则对现代舞台机械设计更新具有促进作用。具体而言，舞台剧目演出艺术创造的空间发展，对舞台工艺配置、舞台机械设备及控制操作系统设计的优化发展提出了更具体的要求，剧院大小、管理方法、表演形式、效果呈现、节目类型以及观众欣赏水平等情况，决定了机械设备种类、数量、结构、技术参数等，而在剧院舞台表演中要想实现所设定的舞台效果，无论是舞台灯光的控制还是各个设备参数、位置、状态的调整，一般涉及不同类型的机械设备；合理的技术参数、宽广的控制范围、快速的反馈响应、多样的控制模式都是舞台效果保障的基本需求，也是剧目欣赏对现代舞台机械设计的要求。由此可见，舞台机械的功能、特性是剧目表演的基A，而舞台机械系统的设计与发展工作则依照舞台表演、剧目欣赏效果而展开。
三、现代舞台机械发展的几点思考
做好现代舞台机械工作，是为观众提供高水平的舞台表演的重要举措，其重要性不言而喻。因此，本文就现代舞台机械发展提出以下几点思考：
（一）基于观众剧目欣赏需求，完善现代舞台机械管理发展。观众的需求，是舞台表演形式、内容、效果更新的原动力，而舞台机械系统与设备的创新与发展，是涉及电气、消防、舞台机械、声学、灯光、音响等多专业的项目，只有有效地将各个元素整合在一起，才能保障剧院表演效果，获得观众的持续关注与青睐。
（二）加强舞台机械设备控制管理投入与探究，促进舞台机械设备发展的与时俱进。舞台机械设备的配套发展，只有在技术探究、管理措施创新上有足够支持，做好每一个细节，才能为舞台效果呈现夯实基础。
（三）完善舞台机械设备控制系统，提升舞台节目表演的组织效率。舞台机械设备控制涉及各项技术，需要我们在管理实践中，结合舞台表演需求，丰富舞台机械设备管理与发展措施，持续高效地做好舞台节目表演各项保障工作。
四、结语
舞台机械的操作和使用，是舞台表演中的重要组成部分；舞台机械的发展，是节目效果保障的关键所在。因此，只有做好舞台机械的发展，才能更好地满足观众对剧院舞台表演的需求，获得大众的认可。
参考文献：
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当前，随着我国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的迅猛的发展，工业化和和信息化已步入深入融合阶段，信息化与农业现代化也进入蓬勃发展期，经济全球化、贸易自由化和社会信息化倒逼我国农业现代化，现代农业机械只有通过信息化的手段进一步提高设计水平、降低生产成本，才能在激烈的市场竞争中取胜。如何有效的农机产品开发周期，如何达到最优农机产品质量，如何有效降低农业机械的成本与价格，如何完善农业机械的售后服务等，这一系列的问题不断的拷问我国农业的现代化进程，信息化与数字化是解决上述的问题的有效手段。通过信息化与数字化的手段可以有效提高农业机械的设计水平，通过数字化设备能有效的调控农业机械的精密的制造与加工，通过企业信息化与数字化的管理手段能否实现严格的生产管理与用户反馈。本文主要对农业机械产品研发的研究现状及其发展趋势，以及农业机械的数字化设计方法与技术，并结合从事农机产品多年的设计与制造经验和数字化设计特点，以及 CAD/CAM/CAE、虚拟样机、虚拟测试等新技术的应用加以深入的讨论与研究。
一、数字化驱动下农业机械设计研发
农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一，因而提供数字化手段提高我国农业装备的设计水平，对于在贸易全球化背景下提升农业装备制造业企业在国际上的竞争力具有不言而喻的历史意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展，数字化设计已经全方位多层次的渗透到农业机械设计、生产中的方方面面，也给农业设计带来了巨大的变化。
1）信息技术与数字化的应用极大降低设计成本。
农业机械的产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。农业机械的设计可以在线上进行互动设计，企业可以与用户进行反馈论证与修改。设计者可以在线农业机械的设计效果，用户可以在线反馈设计过程中存在的问题，相比于以前农业机械设计都在纸质上进行绘图，在线农业机械设计的极大的促进农业机械设计与实践； 以往产品创新主要集中于具体设计过程，如今从产品的概念设计到详细设计的各个阶段均强调创新设计。如基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计、温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取设计、基于RFID 的农机安全监理现场巡检系统设计、基于资源管理和Silverlight技术的农业装备信息网络平台，以及Ajax 技术在农业装备信息网中的应用。均是信息技术与数字化技术在农业设计领域中应用的典范
2）数字化技术强调产品协同设计。
农业现代化的发展催生了许多新需求，这些新需求也亟需新的设计的方法，就目前农业机械数字化设计水平来看主要三种主流的设计方法，一是德国设计理论的系统化设计方法，二是TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）三是公理设计（AxiomaticDesign，AD），对于目前我国而言，需要对先进的设计方法进行引进、消化、吸收再创新。更需要产品设计师跨区域的进行交流互动，跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等。数字化的设计平台能够为设计者之间提供实时的交流平台。基于互联网信息技术进行学习，可实现跨实现跨部门、跨行业、跨区域的设计者之间的沟通与交流。数字化虚拟设计实现了设计与需求的协同统一，锻炼设计者虚拟想象空间，提升农业机械的设计水平，有效实现零污染的设计理念，促进绿色设计理念的形成与发展。如基于离散元法的数字化设计、精密播种机数字化设计、拖拉机队列自动控制系统、秧盘育秧精准播种的穴孔同步对中装置及其控制系统，以及基于力控组态软件的温室监控系统均是农业机械协同设计的样例。
3）虚拟现实便捷了农业机械设计与展示。
虚拟现实技术独特魅力之处在于能将农业机械的设计构思、实施及展现都表现为多媒体如三维图形、语音和视频，能然设计者和未来的潜在使用者身临其境地体验产品的设计整体过程。通过多媒体技术、互联网技术来实现可以实现海量、实时、丰富的农业接卸虚拟设计素材。面向某些特色农业机械，其结构复杂、设计困难、设计周期长大大影响了农业现代化的进程。然而如果采用虚拟现实技术，可以有效的克服以上缺点，一方面可以利用虚拟现实技术模拟产品的某些性能，另外一方面也便于设计人员对产品的修改与调整。大大缩短了农机产品的设计、生产周期。满足变化莫测的市场需求。如虚拟样机技术在畜牧机械设计、基于ADAMS 的莲藕切片虚拟样机建模与仿真、基于Pro/E三轴卧式TMR 饲料车的建模及运动仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系统开发中的应用、莲藕切片机惯性力平衡仿真优化、大型中空轴式静压轴承流固耦合数值模拟，以及电涡流缓速器制动力矩影响因素的仿真均是虚拟现实技术在农业机械化设计中的应用。
结论
本文首先细致的分析了农业机械设计特点与需求，以及存在的问题，针对数字化与信息技术的发展趋势与特点，如CAD/CAE/CAM虚拟现实设计等技术的飞速发展深刻的改变了农业机械化设计的格局与模式，本文首先详细梳理虚拟设计技术与理论研究现状及发展趋势，结合分析了农机产品设计制造现状，进而细致深入地分析基于数字化技术农业机械产品设计的未来的发展趋势，针对信息技术如互联网、虚拟现实等技术对农业机械的数字化发展提供的历史机遇，研究面向农机产品开发过程的数字化设计平台体系与设计模式，采用数字化对农业机械产品进行设计所带来的优点即在产品开发的不同阶段运用数字化模型描述产品，并对产品进行设计、开发、评价、修改，通过这方面的讨论，以期为我国农业机械的数字化设计探索提供有益参考的新途径与新思路。
参考文献
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【关键词】机械设计制造及自动化专业；专业特色；引导策略
高校作为人才培养重要基地，其教学工作和专业建设要不断适应社会需求。机械设计制造及自动化专业作为一门技术性和综合性较强的学科，需要不断适应科技与经济发展，加快专业特色化建设，培养理论知识扎实、实践能力和创新能力优秀的专业化、复合型人才。
一、机械设计投行及自动化专业内涵
机械设计投行及自动化专业具有很强的综合性与技术性，主要研究对象为程式工业机械设备以及机电产品，包括对这些设备和产品的设计、制造、生产、运行把控等整个流程，要求学习者能够掌握机械设计制造各种知识并且能够有效运用，在学成后能够到工业生产第一线，从事机械制造领域的设计制造、科研和运行管理等具体工作。
二、新时期机械设计制造及自动化专业特色
1、人才市场需求旺盛
新时期机械设计制造及自动化专业面临着各领域新型技术的冲击、渗透与融合，如来自于信息技术、微电子技术以及材料技术等各种高新技术的支持与融合，使机械设计制造及自动化技术也出现了质的飞跃。当前越来越多的行业依赖于机械设计制造及自动化技术的不断发展，这一专业的人才缺口也越来越大，单一领域的人才需求往往就可能在十万以上，如通信行业、化工行业、建筑行业等。2015年，我国提出了《中国制造2025》，要求以人才为本，打造制造业强国。高校要充分认识到这一战略发展机遇，加快对机械设计制造及自动化专业人才的培养，加快专业技术人才培养，重视对高端技术及管理人才的培养。
2、理论与实践的有效融合
机械设计制造及自动化对于专业性要求极强，同时还要求有较强的实践操作技能，在做好理论知识的学习与储备的同时，还要具备较强的创新实践能力，需要在教学中，为学生提供更多的动手实践机会，通过动手尝试，将自己所学知识融入到实践中，在实践中创新思维、创新实践。高校专业教学需要有针对性地提高学生的思维与操作能力。当前我国大部分高校机械设计及自动化专业都配备了专业的实验基地，为学生提供专业实践平台，教师以指导者的身份，通过分组合作的方式为学生提供更多的机械设计制造作业指导。当前，各高校在机械设计制造及自动化专业教学中，正逐步转变传统的讲解式教学，重视学生理论与实践的结合，突出该专业的实践性，使教学更加与时俱进。
3、专业教学特色化
机械设计制造及自动化专业的专业特色教学更为突出，以避免大而全的教学过程中忽视了学生的专业能力提升。当前社会需求多元化显著，在教学中为学生提供较为全面化系统的知识，虽然能够为学生打下坚实的基础，但却不能满足社会需求，不能为社会提供各种专而精的人才。因此，各高校在机械设计制造中不断加大对专业特色的体现，在教学中设立侧重点，并为学生提供更有专业特色的选择，通过专业的师资力量，围绕社会需求建立针对性更强的教学标准，以充分的实践机会相融合，在学生的理论与实践储备中做到去粗取精，提升学生专业能力，能够使学生在多元化的人才需求中获得一个稳定的地位。新时期下，还需要更多具备综合素质的人才，这些人才需要具备充分的专业能力、职业道德以及责任感。机械设计制造及自动化专业需要在教学中突出专业特色，优化专业教育，减少非关键性基础教学，提升学生的专业能力与职业竞争力。
三、机械设计制造及自动化专业特色引导策略
1、高级应用型人才的培养
当前科技现代化的发展对于高端人才的需求不断增长，机械设计制造及自动化专业涉及的行业与专业技术也越来越广，计算机技术、信息技术、传感技术等新型技术对于机械设计制造及自动化技术的影响越来越大，各高校，要根据当地经济发展及市场需求，加快机械设计制造的自动化、智能化、数字化转换，并加快创新与推广，作为专业发展的新趋势与新特色。在教学中重视对学生计算机辅助设计与数控开发及应用能力培养，使学生能够将现代设计制造技术与机械设计制造技术有效融合，培养学生的开发能力，进一步提升专业特色。
2、以市场需求为导向，加快学科融合
当前机械设计制造及自动化技术的人才需求不断增加，各种新技术的出现，对于人才的机械O计制造能力、创新能力、技术开发、日常管理、技术维护以及市场营销等都提出了更高的要求，人才需求的高级技术性特征越来越显著，在专业教学中，需要不断对力学、计算机学科、网络技术学科、机械工程学科、信息化学科以及自动化学科等有效融合，通过各技术学科之间的优劣互补，建设应用性更强、复合型更高的学科。
3、加快专业人才从专业型到应用型的转向
在教学中，加快对学生理论知识的传授，培养学生整合知识的能力，提升学生理论与实践操作结合的能力，在技能运用的同时，培养开发与科研意识和能力。机械制造正逐步向智能化方向发展，设计的数字化、3D打印技术、工业机器人、智能控制以及精密检测等高新技术不断涌现，对机械设计制造及自动化专业的产教研协同发展与创新起到了重要作用，推动了专业的数字化与智能化发展。要在课堂中强化对这些先进技术和科研成果的传授与应用，在各种技术的融合中，提升学生的创新意识与实践能力。要加强学生机械基础理论知识的储备，如，机械基本原理、设计的基本原理及知识、测控和自动化等知识，并且能够对软件、外语、计算机以及人文知识有一定的了解，确保学生在走上工作岗位后，能够以充足的机械理论知识储备、先进的技术理念、熟练的实践能力、良好的综合素质等，以最快的速度融入到技术工作中。
四、结语
机械设计制造及自动化专业的建设旨在向社会提供更多具有实用性的机械设计制造人才，当前科技发展日新月异，各种新知识不断渗透到机械设计制造技术中，该专业有了更大的发展空间，成为各行业领域的发展动力，既成为该专业需求的机遇，也对专业发展提出了更高的挑战。随着越来越多学科的渗入，机械设计制造及自动化专业正不断向专业型、应用型、复合型方向发展。
参考文献：
[1]黄鹏. 浅析新时期机械设计制造及自动化专业特色[J]. 科技展望， 2017， 27（2）.
一、引言
从18世纪以来，机器逐步代替人力劳动，用于做功或转换能量。做功的机器不仅大大提高了劳动生产率，而且很好地保证和提高了产品的质量。由于机器实现的能量转换，人们发明了多种多样的工作机械，提高了人类的生产水平，改善了自己的生活条件。机器的设计是由具体的机构物化为实体的产品，以提供用户所要求的使用功能。因此，机械的结构设计是产品设计的重要一环，在机械设计课程中，机械结构设计也是非常重要的教学内容。在机械结构的设计中，应“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”，以伟大的接纳之胸怀学习前人成果，并以开拓的精神实现伟大的创造。机械结构的设计不是具体案例的机械堆砌，而是有其内在的知识基础、设计的方法和物理原理。本文拟从机械结构的设计方法和设计原理两个方面，讨论机械结构设计的内在知识和结构创新的基本途径，但本文不讨论机械制造工艺性对机械结构的要求。
二、机械结构设计的方法
1.经验设计。从现代科学诞生以来，机械科学与技术已有300年的历史。机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。
2.理论设计。机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。模块化和组合化设计。一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。复合化设计。复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。分级结构设计（层次化设计）。复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。载荷均布性设计。由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。变结构设计。机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。
3.模型试验设计。相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。
三、机械结构设计的原理
机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。理论力学原理。理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的刚度设计。材料力学原理。机械零件的强度和刚度设计是基于材料力学理论的，强度或刚度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。弹性力学原理。弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。疲劳力学原理。机械零件上的机械载荷在工作过程中常常是变动的，例如汽车中的轴、轴承和齿轮上的载荷都是变化的，这种变化的载荷具有一定的统计特征。变载荷下轴和滚动轴承的疲劳寿命设计等工程内容，已经发展成机械零件的概率设计。
为了更精确地设计机械零部件，疲劳力学在机械结构设计中会得到越来越多的应用。流体力学原理。流体传动和动静压轴承等的设计是依据流体力学原理的，流体力学也是机械结构创新的基本原理之一。例如静压导轨的设计、动压滑动轴承的设计，要依据流体的质量守恒定律、平衡原理等，优化设计的结果要求修改导轨或轴承的结构型式和尺寸参数。热学原理。热力学和传热学在机械零部件的设计中有很广泛的应用，导轨的热精度设计、齿轮和滚动轴承的胶合分析、隔热结构设计等等。摩擦学原理。耐磨或加快磨损是摩擦学设计的核心，例如圆锥销的设计、组合螺母的设计，就是为了补偿零件的磨损，使得零件在磨损后仍能实现其设计的功能。磨削和抛光制造工艺是利用零件磨损的加工方法。声学原理。在机械系统的噪声分析和研究中，依据物理声学的原理及其分析方法，得到噪声的频谱和功率谱等分析结果，以指导机械结构的设计，例如低噪声滚动轴承的设计。今后，可以考虑利用机械噪声来进行产品设计，例如声爆弹的设计、信号中噪声信息干扰的设计等。智能原理。机械结构设计的原理将向智能化、生物化的方向发展。随着智能技术的应用，机械结构具有灵敏的智能功能。测试技术、控制理论和信息论是机械结构智能设计的基础。
例如模糊智能控制的洗衣机和电冰箱的设计，控制单元具有模糊逻辑控制功能，实现对工作过程的智能控制，达到省电节能的目的。新的物理原理应用。超导原理用于超导轴承和导轨的设计，可以提高电磁轴承和电磁导轨的性能。含有纳米颗粒的剂的设计可以提高摩擦副的抗胶合能力。石墨稀等新的材料的制备也会为机械零部件的结构设计提供更多的选择，其高刚度的特性也会在机械结构设计中得到应用。今后，生物化的结构与环境和人体具有更好的相容性，例如人工关节的磷酸盐涂层结构设计，使得人工关节与人体肌肉组织具有相容性，使用寿命更长，也减轻了病人的痛苦。我们可以相信，在生物革命的浪潮中，机械结构设计的原理会极大的丰富，为智能化的机械结构设计提供新的原理。
本文从机械结构的设计方法和设计原理出发，分析了机械结构设计的基本知识和设计准则。毋庸置疑，机械结构的制造工艺性对机械结构设计有重要的决定性。笔者认为，今后的机械结构创新中仿生设计和智能化是发展的重要方向。
关键词：机械工程及自动化（师范）专业；机械制造技术模块；教学方法；教学改革
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）02-0152-03
机械工程及自动化（师范）专业（简称机械师范专业）以培养中等机械职业学校教师为目标，所培养出来的学生除应具有机械工程及自动化专业所需的专业知识和能力外，还应具备理论课程教学和实践课程教学的能力。机械师范专业的知识和能力培养体系可分为五大模块：素质教育模块、机械设计模块、机械制造技术模块、机电检测与控制技术模块和教育学模块。由于中等机械职业学校人才培养目标是机械类操作型、技能型人才，所培养的毕业生主要从事机械加工、设备维护与维修等技能性工作，机械制造过程中的机械加工（包括冷、热加工）要求岗位从业人员具备较好的理论基础和操作技能。这样一来，对中等职业学校教师的专业知识和能力就提出了特殊要求，要求在五大知识和技能模块中对机械制造技术模块应有所侧重。所以，机械制造技术模块在机械师范人才培养中有着举足轻重的作用，必须十分重视这一模块。但目前机械师范专业人才的培养基本采用机械工程及自动化专业的培养模式，无非是多加了几门教育学课程和教学实践项目，机械加工操作技能培养没有得到应有的重视。另外，机械制造技术模块是一门实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难在理论学习时达到完全理解和掌握，这已成为机械制造技术模块课程任课教师及机械专业学生的共识。虽然机械制造技术模块里也安排了金工实习、生产实习，但其质量和效果尚未得到有效保证。具体表现为理论教学时学生显得实践知识不够，不容易理解；实习时又觉得没有较好的理论指导，不知所以然。为此，我们对机械师范专业的机械制造技术模块课程进行系统改革，提出了金工实习、生产实习和理论教学的综合改革措施。
金工实习教学方式改革
金工实习改革的总体思路是：改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，做到操作训练与机械制造工艺知识的初步认识有机结合；改变过去金工实习仅仅是对机械加工的初步认识和对机械加工操作技能的初步掌握的较低要求，而是通过初级金工实习——理论学习——高级金工实习的三个教学环节，特别是高级金工实习环节，既可验证和巩固学生对机械制造技术模块知识的掌握，又可使学生获得较高的操作技能，从而实现机械加工工艺知识掌握和操作技能提高双丰收，也避免了只懂理论而不会操作或会操作而不懂工艺的现象出现。因此，机械师范专业的金工实习应做如下具体改革。
将金工实习分为两个阶段：第一阶段时间为3周，主要是传统的车工、铣工、刨工、磨工、铸工、锻工和焊工等实习，安排在第一学年进行，放在“工程材料及热处理”及“机械制造基础”课程之前。通过金工实习使学生初步认识机械加工，初步掌握机械加工操作技能，为后续机械专业课的学习，特别是“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程的学习提供认识和实践支撑。为此，理论课教师可以根据以往在“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程教学过程中的体会，对现行的金工实习提出配合理论教学的要求。特别是对“机械制造工艺学”课程的教学，需要金工实习的有力帮助。例如，金工实习训练应帮助学生了解工件的三种装夹方式，即直接找正法、画线找正法和夹具装夹法；通过金工实习训练，使学生对车刀的具体结构及五个几何角度的概念、作用及合理选择有初步的了解。
第二阶段时间为3周，安排在第三学年学完机械制造技术模块理论课程之后。任务是对车、铣、刨、磨、钳工种的操作技能进一步提高和强化，验证工艺设计的正确性。方法是：第一周先对第一阶段进行复习，第二周开始根据所学知识，结合指导教师给出的具体要求，让学生自己设计出机械加工工艺规程，交指导教师检查认可后加工出实际零件。通过实际零件加工和检验，验证工艺的正确性和操作的正确性。安排这一阶段的目的是：一方面，检验和巩固学生所学工艺理论知识的掌握程度；另一方面，提高学生的操作技能，而且是高级操作技能。
理论课程教学方式改革
机械制造技术模块理论课程主要有“工程材料及热处理”、“机械制造基础”和“机械制造工艺学”。有些学校将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”合为“机械制造基础”。目前，笔者所在学院机械师范专业仍然将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”分成两门课来组织教学。“工程材料及热处理”的内容特点是以叙述为主，所以仍以传统教学方法为主。由于“机械制造基础”的内容均与实际操作紧密相联，传统教学方法很难取得较好的教学效果，为此专门购买了中央农业广播电视学校录制出版的“机械制造基础”课程声像光盘，光盘中的某些教学内容是现场录制或专门制作的CAI课件，内容很生动，讲解也很清楚。
机械制造技术模块理论课程改革的重点是“机械制造工艺学”课程。“机械制造工艺学”课程实践性非常强，给学生的感觉是抽象、难以理解。虽然机械制造模块里也安排了金工实习、生产实习等实践环节，但其质量和效果尚未得到足够的保证，使得理论教学非常困难，效果大打折扣。总体印象是理论教学时学生实践知识不够，听得云里雾里；实习时又觉得没有理论支持、不知所以然。理论与实践结合的紧密性和针对性不够，做不到互为支撑、互为促进。另外，根据认知理论，智力技能的获得必须通过“做”来实现。所以，学生要真正掌握机械加工工艺的设计能力，必须通过诸如课程设计等实践环节来保证。为此，我们对“机械制造工艺学”课程的理论教学提出如下几项改革措施。
金工实习为理论教学提供认识支撑 改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，将实习中的操作训练与机械制造工艺知识掌握结合起来，使金工实习为“机械制造工艺学”课程的学习提供一定的感性认识基础。
生产实习与理论教学合一，实施现场教学、理实一体化教学 生产实习不单独设立环节，与理论教学合为理实一体化教学，可由主讲教师负责统一实施。其目的是使生产实习更具目的性、针对性、指导性。生产实习为理论学习服务，理论学习指导生产实习，这既有助于理论知识的理解和掌握，也有助于提高生产实习的有效性和目的性。根据学生实践经验少而课程实践性强的特点，采用理论教学与现场教学并行的方式进行。课程中理论性强的部分在课堂上讲，实践性强的内容放在现场教学中讲。根据教学内容和教学进程，实施理论教学与现场教学穿行。具体各阶段的划分和要求如下：（1）第一阶段是机械制造过程认识实习，以现场教学为主。先粗略介绍机械产品的生产过程和机械加工工艺过程的基本概念，然后带领学生参观机械制造工厂，了解生产的整个过程、工艺过程和各种加工方法，感受企业生产气氛和企业文化。（2）第二阶段是机械制造工艺规程制定，以理论教学为主。在实习基础上总结概述生产过程、工艺过程的基本概念，然后学习机械加工工艺规程的制定。（3）第三阶段为机床夹具设计，以现场教学为主。现场介绍各类工件的装夹、各类夹的结构，然后回到课堂介绍定位原理、定位误差计算及机床夹具的设计过程、设计准则等理论知识。
以课程设计为载体，实施“教学做”一体化，确保培养学生的能力 认知科学认为，智力技能的学习一般分为三个阶段：第一阶段，信息进入，与学生头脑中被激活的相关知识建立联系，从而出现新的意义构建；第二阶段，通过应用规则的变式练习，使规则的陈述性知识向程序性知识转化；第三阶段，程序性知识发展到高级阶段，规则完全支配人的行为，智力技能达到相对自动化。所以，机械加工工艺规程的制定、夹具的设计等知识的巩固和能力培养必须通过“做”来实现，如通过诸如课程设计等实践环节，使规则的陈述性知识向程序性知识转化。学生学完了工艺规程制定和夹具设计等理论教学内容后就可以安排课程设计。课程设计的题目可以来自于工厂实际，以便学生所设计的结果与企业实际进行比较，以验证学生设计的正确性或与实际应用的距离；也可以采用教师自拟的典型零件为实例，学生完成其工艺规程或夹具的设计，但必须通过金工实习后一阶段的实习，加工出实际零件或夹具，以验证设计的有效性和差距。
提高“机械制造工艺学”课重点和难点内容的教学效果 “机械制造工艺学”中有许多概念，学生由于缺乏实践基础，初学时很难理解透彻和掌握。这些较难理解的概念有机械加工工序、调整法加工、工件装夹、基准、定位误差、误差复映等。教师首先应自己理解透彻，同时尽可能采用有效的方法帮助学生理解这些概念。例如，介绍机械加工工序时，就可以用包饺子的过程来类比；讲解调整法加工时，可以借用砂轮切割机切割多段等长线材或角钢为例，学生就感觉很直观，也很容易理解。
讲好“典型零件加工工艺” “典型零件加工工艺”是对前述机械加工工艺理论的综合运用，在“机械制造工艺学”课程学习中具有举足轻重的作用。另外，这一章介绍的是典型零件的加工，其加工工艺具有一定的普遍性和规律性。学好了典型零件的加工工艺，对一般零件的加工就有了借鉴的例子，甚至有了模板。所以，教师应讲好这一章内容，学生应学好这一章内容。典型零件主要指轴类零件、套类零件、箱体类零件和齿轮类零件。目前，教材介绍的几种典型零件的加工工艺过程都是用静态文字以表格的形式呈现，不直观、不生动，调动不起学生的学习兴趣，教学效果不佳。为此，我们采用实际加工过程录像或CAI课件，以“动”的形式加以呈现，再加以旁白，教学效果良好。
机械工程及自动化（师范）专业的人才培养有别于机械工程及自动化专业的人才培养，不是机械工程及自动化专业基础上加几门教育学课程那么简单，而是应从中等机械职业学校教师的岗位能力培养出发，培养具有机械工程及自动化专业知识背景和能力，并具有理论课程教学能力和实践教学能力的高技能型人才。在机械工程及自动化师范专业人才培养过程中，应对机械制造技术模块的教学有所侧重。由于机械制造技术模块是实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难达到完全理解和掌握，必须处理好金工实习、生产实习与理论教学的关系，使它们互为支撑、互为促进，形成一个有机整体，才能保证机械制造模块的教学质量和教学效果。为此，我们对机械制造模块教学做了如下三方面的改革：第一，改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，强调金工实习要为理论教学提供认识基础，降低理论教学难度；第二，将生产实习与理论教学合一，实施理实一体化教学，提高教学效果；第三，以课程设计为载体，实施“教学做”一体化，确保教学质量。这三方面的改革实践证明，机械制造技术模块的教改是有成效的。学生普遍反映，通过该模块的学习和实践，既培养了工艺设计能力，又提高了操作技能。
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