標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械制造論文

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一、機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)中的創(chuàng)新思維

1.極端化思維

研究對(duì)象在極端條件下的行為，可以為新的機(jī)械制造工藝打開(kāi)思路。例如基于極限真空度的真空鑄造工藝、極限壓力的壓鑄工藝、在極限過(guò)冷度條件下的快速冷卻工藝、微重力（超重力）鑄造工藝、電子封裝等，在這些極端條件下的凝固組織非常特別，性能優(yōu)越，可以滿足大量特殊零件的制備。2.比擬化思維。即利用已知自然規(guī)律對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行比擬，用常見(jiàn)的具體的事物將抽象的事物具體化。例如采用氯化銨過(guò)飽和溶液超聲波振動(dòng)下的結(jié)晶過(guò)程模擬半固態(tài)超聲波振動(dòng)凝固，將一種在高溫下很難觀察的凝固行為轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^容易實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，再進(jìn)一步分析兩者的差異。

3.逆向思維

逆習(xí)慣思維方向而思之，是對(duì)司空見(jiàn)慣的似乎已成定論的事物或觀點(diǎn)反過(guò)來(lái)思考的一種思維方式。人們常常習(xí)慣于沿某方向思考問(wèn)題，如果研究者逆其方向而思之，可能有意想不到的收獲。例如誤差補(bǔ)償、逆向工程等，特別是逆向工程，它可以提高產(chǎn)品相互通用性，彌補(bǔ)原有技術(shù)文件丟失，提高正向開(kāi)發(fā)效率，用于學(xué)術(shù)研究和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品分析等，例如2005年DetailTechnologies公司為福特汽車(chē)公司使用野馬車(chē)型（Mustang）老模具逆向重建新模具可以說(shuō)是逆向工程解決原有技術(shù)文件丟失問(wèn)題的一次成功應(yīng)用案例。

4.標(biāo)準(zhǔn)化思維

對(duì)于復(fù)雜事物的認(rèn)識(shí)需要標(biāo)準(zhǔn)化，建立標(biāo)準(zhǔn)化率定數(shù)據(jù)可以把不同數(shù)學(xué)模型放在一個(gè)平臺(tái)上加以比較。零件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化是一直以來(lái)所有機(jī)械科研工作者孜孜不倦地努力的方向，很多工程師為之奮斗了一生。

5.規(guī)模化思維

量變產(chǎn)生質(zhì)變，許多事物規(guī)模化就是創(chuàng)新。例如自由鍛做出的零件質(zhì)量非常高，但是單件成品較昂貴，而采用了模鍛工藝以后，同一個(gè)模具能制備上萬(wàn)個(gè)甚至幾十萬(wàn)個(gè)零件，雖然模具較昂貴，但是總體來(lái)看，每個(gè)零件的成本卻很低。

6.形態(tài)學(xué)思維

將事物構(gòu)成元素按一定規(guī)律重組，得到創(chuàng)新思路。例如機(jī)械零件加工工藝系統(tǒng)的元素重組過(guò)程，將熱處理在機(jī)加工前進(jìn)行，從而產(chǎn)生了預(yù)硬化工藝，預(yù)硬化就是鋼材在鋼廠出廠前預(yù)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到模具最終使用硬度要求，模具加工成型后不用再進(jìn)行熱處理，避免模具變形導(dǎo)致報(bào)廢，尤其制造大型模具時(shí)更是不能冒這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，所以一般都購(gòu)買(mǎi)預(yù)硬化狀態(tài)的鋼材。

7.跨學(xué)科思維

它涉及跨越學(xué)科界限，開(kāi)辟新的研究領(lǐng)域，處理“現(xiàn)實(shí)世界”的問(wèn)題。跨學(xué)科的基本立場(chǎng)是，世界及其所有問(wèn)題既不是也不能根據(jù)歷史演進(jìn)的以及人類(lèi)創(chuàng)造的學(xué)科結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行限定。它主張動(dòng)態(tài)、靈活性，推翻舊的假設(shè)和思想傾向新學(xué)科的創(chuàng)新和成長(zhǎng)常常發(fā)生在學(xué)科交叉點(diǎn)上。例如將易于水華的硅藻群落用來(lái)生物再生富含水玻璃的水玻璃舊砂，利用硅藻群落來(lái)“生物促溶、降解”附著在舊砂上的殘留水玻璃粘結(jié)劑，反應(yīng)動(dòng)力來(lái)源于太陽(yáng)光，反應(yīng)快慢取決于硅藻的增值率，無(wú)需耗能較大的擦洗等工藝即可獲得高品位的再生硅砂，其具有低能耗、無(wú)二次污染、原位再生、消耗二氧化碳溫室氣體等優(yōu)點(diǎn)。

8.可持續(xù)性思維

把事物放置在環(huán)境生態(tài)大系統(tǒng)中分析思考，致力于可持續(xù)性發(fā)展。例如生態(tài)型工業(yè)鏈的建立，將機(jī)械制備工程置于生態(tài)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)余熱、廢氣、廢水、廢渣的綜合利用或者循環(huán)利用，給后代人留下一片碧水藍(lán)天。

9.動(dòng)力學(xué)思維

動(dòng)力學(xué)思維是一種常用的方法，將其應(yīng)用于復(fù)雜對(duì)象的定量動(dòng)力變化過(guò)程就能創(chuàng)造出新的研究成果，比如金屬的蠕變現(xiàn)象。對(duì)于一般金屬，蠕變現(xiàn)象只有在高溫條件下才明顯表現(xiàn)出來(lái)。但是，某些金屬，如鉛、錫及它們的合金，在常溫條件下，也能表現(xiàn)出蠕變現(xiàn)象。

10.平衡態(tài)思維

長(zhǎng)期存在的狀態(tài)即平衡，如果外因?qū)е缕胶馄茐模鋭?dòng)力學(xué)過(guò)程總是向著消除不平衡外因的方向發(fā)展。比如鑄件中的氣孔缺陷，本來(lái)氣體是比較穩(wěn)定的存在液態(tài)金屬中的，由于冷卻氣體溶解度下降，打破了溶解平衡，析出的氣體來(lái)不及溢出而產(chǎn)生了氣孔，從而形成了新的平衡相；在熱處理?xiàng)l件下，氣孔又會(huì)處于非平衡態(tài)而破壞鑄件。

11.客服偏見(jiàn)原則

大家公認(rèn)的不能做的事情卻做出來(lái)了，就是創(chuàng)新。比如水玻璃鑄造里面有這樣一條原則，水玻璃的摻量大于3%型砂的潰散性能就很差，大家都在遵循這個(gè)原則。如果能開(kāi)發(fā)出一種水玻璃產(chǎn)品，其摻量大于3%而且具有很好的潰散性能，則既能保證良好的鑄型強(qiáng)度，又能實(shí)現(xiàn)砂型在澆注完畢后的自行潰散，能大大提高水玻璃砂型鑄造工藝的應(yīng)用范圍。

二、結(jié)論

作為機(jī)械專(zhuān)業(yè)的一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)課，機(jī)械制造基礎(chǔ)是一門(mén)能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力綜合運(yùn)用知識(shí)能力的重要課程。工科專(zhuān)業(yè)教育的核心是培養(yǎng)綜合運(yùn)用各種知識(shí)解決工程問(wèn)題的能力。而傳統(tǒng)教育模式側(cè)重于傳授課本知識(shí)，學(xué)習(xí)解題、做題的方法，很少有讓學(xué)生去探索新的、未知的知識(shí)的。對(duì)于機(jī)械專(zhuān)業(yè)的同學(xué)而言，在高中階段已經(jīng)累積了相當(dāng)多的理論知識(shí)，對(duì)常見(jiàn)物理、化學(xué)現(xiàn)象有一定的認(rèn)知，若是能夠在大學(xué)課堂中學(xué)會(huì)一些創(chuàng)新手段，不但能對(duì)所學(xué)知識(shí)有進(jìn)一步的理解，還能提高思考能力和創(chuàng)造力，對(duì)學(xué)習(xí)和以后的工作都有很大作用；對(duì)于教育工作者來(lái)說(shuō)，將創(chuàng)新法則教給學(xué)生，加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，逐步推進(jìn)教學(xué)改革，是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步的必要之舉。

作者：汪華方段漢林陳開(kāi)鋒蔡文浩單位：武漢紡織大學(xué)