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1、,李 强,工程训练导论,一、工程训练简介,基本概念工程训练？工程是人们综合应用科学理论和技术手段去改造客观世界的实践活动。它是融科学性、社会性、实践性、创新性和复杂性于一体的一个系统，包括了研究、设计、开发、制造、运行、营销、管理和咨询等诸多活动内容。工程训练在工程活动中开展训练的一种教学活动，是一种以使学生具有工程特长和工程技能为目的而有计划有步骤地开展的训练活动。它的本质任务是素质和能力的培养。,一、工程训练简介,国内外工程训练与教育状况发达国家模式国内模式,1.美国（提出大工程观）,大工程-建立在科学与技术之上的包括社会经济、文化、道德、环境等多因素的完整的工程涵义。,大工程观-建立在大
2、工程基础上的工程教育思想,工程两大属性:社会性、技术性,工程三个特性:,一是工程教育的系统性。现代工程是一个复杂的系统，不可避免地涉及到政治、经济、文化、道德等多方面因素，这并不是狭窄的技术知识背景能够胜任的。,二是工程教育的实践性。系统性的工程之所以能够形成一个整体是以工程实践为线索的，这是由工程最终是为了解决具体实际问题这一根本特征所决定的。,三是工程教育的创造性。如何充分考虑影响工程的各种复杂因素，如何将已有的科学技术成果转化为实际的工业技术及产品，都需要工程师的创造性。,美国麻省理工学院教育改革计划名为 构思、设计、实施、操作,密西根大学与工业界关系密切，主要的结合方 式是校厂联合申请
3、承担工程研究项目。在厂校 合作的工程研究项目中，已经有少量的高年级 本科生参加工作，一方面通过实习接触实际，另一方面也可以做到学生和工厂相互了解、双 向选择，为毕业后就业打下基础。,美国(ABET)对大工程教育思想培育的人才标准:一是工程实践知识的综合性 二是工程实践的能力 三是工程实践的人文精神。,2、德国强调企业实际锻炼,培养“成品”工程师为目标-5年的学习中1/2时间到企业进行工业 训练或当助研,参与老师的科研。,德国高等工程教育一贯比较“Buildung”,意即注重宽厚的基础和文化教养等,重视学生的实践学习等。,德国高等工程教育特点：,教育与训练一体化。强调学识、技能和经验。工程师培养
4、少不了大学教育与工业(工程)训练。,理论联系实际。基础内容教学要结合工程实例，专业内容教学要引入工程实际问题。从而使理论联系实际落到实处、取得实效。,要求教授（工科学校）要具有工业经历，积极 谋求与工业 企业的合作，包括研究与开发、继 续教育、在工业企业度学术假期。,工程师文凭或学位实际上就是进入工程专业唯 一的通行证；,社会氛围营造。,我国工程教育现状苏联模式,1、人才培养过程中忽现工程知识系统性教育(学科深),2、工程教育中工程能力和实践的缺乏(理论深),3、对工程人才工程技术创造性培养不足,受苏联按计划经济体制模式塑造的专业性人才的影响,在学科割据的传统工程教育中,无论是体制、结构、教学
5、的内容和方式方法、课题研究,还是课程的设置都以传统的学科和专业为准,它是一种单学科占统治地位的工程教育。,我国工程教育现状苏联模式,1、人才培养过程中忽现工程知识系统性教育(学科深),2、工程教育中工程能力和实践的缺乏(理论深),3、对工程人才工程技术创造性培养不足,受苏联按计划经济体制模式塑造的专业性人才的影响,在学科割据的传统工程教育中,无论是体制、结构、教学的内容和方式方法、课题研究,还是课程的设置都以传统的学科和专业为准,它是一种单学科占统治地位的工程教育。,我校工程训练的历史沿革,1909年建校之初，学校就非常重视实践教学工作。1931年，在“使学理与应用互相证明”的办学思想指导下，
6、学校自建了动力厂、试金室作为学生的实习基地。1937年，学校利用“中英庚款董事会”补助学校的13000元专款，正式成立了私立焦作工学院实习工厂。1953年，整合了学校机械制造厂和煤矿学校实习工厂的资源，实习工厂得到进一步发展。1988年实习工厂占地23亩，建筑面积7400平方米，实习设备120多台套。1989年，学校征地42亩扩建实习工厂，新建实习用房建筑面积10200平方米，主要实习设备180多台套。金工实习内容包括制造业最基本的铸、锻、焊、车、钳、铣、刨、磨、钳等机械加工实习。2001年，学校在扩大办学规模、全面进行新校区建设时，为满足“厚基础、宽口径、创新性、复合型”高素质人才培养的需要
7、，以实习工厂为依托，整合了机械、材料、电气等相关实验教学资源，在新校区规划建设了工程训练中心。,纵观历史,我校工程训练中心的前身是实习工厂,其教学内容是以传统的金工实习为主,其性质是培养学生的实际动手能力,其教育方式是传统的接受式教育,知识的传递过程单一,教师演示,学生模仿。虽然传统的金工实习，曾为我国各类工程技术人才的培养起了重要作用，但是无论是从培养目标上,还是从教学内容和教学手段上,都已不能满足培养具有综合素质和创新能力的现代化高级人才的需要。而工程训练中心的建立,就是在为满足这种需要的前提下成立起来的。,校办工厂的金工实习车间企业性质,工程训练中心,直属学校二级教学单位,机构性质:,挂
8、靠材料学院,二、工程训练目的,以材料加工为例了解材料加工、制造工程的过程体会、了解工程的概念培养工程思维能力培养通过动手实践掌握知识的能力,三、工程训练的内容,1.工程系统：设计工程图选材原料制造零件装配机械测量尺寸/结构/功能/质量运用发挥功能维修保障回收与再生绿色/可持续发展。,设计环节,如何实现功能并将构思得以准确表达？机械设计环节设计的内容：功能设计、结构设计、尺寸设计、技术要求设计设计的结果：形成机械图纸，供加工制造训练要求：正确识图和用图纸表达自己的设计思想。,毛坯制造环节,零件加工制造的原料从何而来？毛坯制造环节毛坯类型：铸件、锻件、型材、组焊件毛坯制造方法：铸造、锻造、焊接、切
9、割下料、冲压训练要求：重点是铸造生产全过程：合金熔炼、造型制芯、浇注冷却、清理、质量检验；了解锻造生产全过程体验毛坯制造工艺技术的特点、适用范围及其可能的质量问题与控制,材料连接,如何将不同部分进行恰当连接？材料连接永久性连接：焊接工艺及设备：气焊、电焊其他联接知识：胶接、机械联接（螺纹、键、销）训练要点：学会焊接基本操作利用焊接与连接技术，进行创新制作。,加工成形环节,如何获得光滑表面与准确的结构和尺寸？加工成形环节金属去除加工工艺方法：车、铣、刨、磨、钻、插。不同金属材料的切削加工工艺性：铸铁、碳钢、铝合金切削加工设备、工具、量具和卡具的正确使用加工质量控制与检验：粗糙度、公差训练案例：拉
10、伸试样、齿轮等,零件钳工装配环节,如何将大量零件组装成机器？零件钳工装配环节钳工基本操作技能：划线、锯、锉、刮研、抛光、钻孔、攻丝、钣金装配基本操作技能：组装、调整等训练考试件：艺术小锤制作,质量检验,零件或机器满足要求吗？质量检验毛坯的内在质量：缺陷零件的加工质量：粗糙度、尺寸精度、结构精度整机的装配质量判定依据图纸、质量标准、技术要求,技术经济分析,产品的性价比如何？技术经济分析成本分析定价技术优势与劣势分析营销方案,环境保护,机械工程对环境的影响？环境保护噪声废旧物回收利用材料磨损与消耗油污和冷却液粉尘污染废气污染,2.各训练项目目的、要求及内容（一）普通车削1、目的和要求：（1）了解车
11、削加工的工艺特点及加工范围。（2）了解零件加工精度，切削用量与加工经济性的相互关系。（3）熟悉卧式车床的名称，主要组成部分及其作用，并能正确操作。（4）熟悉常用车刀的组成和结构、车刀的主要角度及其作用。了解对刀具材料性能的要求和常用刀具材料。（5）掌握常用量具的正确使用方法。（6）掌握车削加工的基本方法和操作技能，能够独立完成常见形面的加工，熟悉其基本工艺过程；并能按实习件图纸的技术要求正确、合理地选择工、夹、量具及制订简单的加工工艺。（7）熟悉并严格遵守安全操作规程。,2.实习操作内容：（1）按讲解顺序分别进行车床操作、刀具安装、车刀刃磨、工件安装、车外圆、车端面、车槽、车圆锥、车回转成形面
12、及车螺纹等分项练习。（2）综合练习：加工一个具有外圆、端面、凹槽、锥面和外螺纹等特征的零件。（3）创新设计与制作：根据车削特点及加工范围学生独立设计加工，教师辅助指导,（二）钳工1、目的和要求：（1）了解钳工工作在零件加工、机械装配、维修中的作用、特点及应用。（2）熟悉并能独立地选用划线、锯割、锉削、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹与套螺纹、刮削、研磨、装配与拆卸等加工的工具、量具、夹具和其它附件。（3）了解钳工的各项基本操作（划线、锯割、锉削、钻孔、铰孔、攻螺纹与套螺纹、刮削、装配与拆卸）；能够根据图纸要求，合理地选择钳工工艺和工卡量具，独立地完成较简单零件的加工制作。（4）了解装配的概念及简单部件
13、的装拆方法。（5）初步建立机器生产工艺过程的概念，从读图、零件制造至机器装配、调试，有一较完整的认识。（6）了解钳工的新工艺、新技术的应用。（7）熟悉并严格遵守安全操作规程。2、实习操作内容：（1）制作手锤（2）学生独立构思设计与制作任意件，教师实时指导,（三）铣削1、目的和要求：（1）熟悉铣削加工的基本知识；铣削加工的基本工艺特点及应用；各种铣削方式的特点。（2）熟悉卧式万能铣床型号、主要组成部分名称、运动及其作用。（3）熟悉铣刀的种类及其安装方法。（4）了解铣削设备、附件、工具的性能、功用和使用方法。（5）了解其它铣床类机床的工作特点及适用场合。（6）了解铣削的切削用量及其选择和计算方法；
14、铣键槽、铣多边形零件的操作方法；游标卡尺的使用方法及基本构成。（7）掌握铣床的操作技能及简单零件表面的铣削方法。（8）熟悉并严格遵守安全操作规程。2、实习操作内容：1）.操作铣床练习：（1）停车练习。（2）低速开车练习。2）.铣平面练习：铣四方件平面。,（四）刨削1、目的和要求：1）了解刨削的工艺特点和加工范围。2）了解牛头刨床的组成，熟悉牛头刨床的调整方法。3）了解刨刀的结构特点及装夹方法。4）熟悉工件在平口钳上的装夹方法及校正方法。5）掌握在牛头刨床上刨平面、垂直面、斜面及沟槽的操作方法。6）了解刨床类机床（龙门刨床和插床）的特点及适用范围。7）了解拉削加工的特点及应用。2、实习操作内容：
15、1）刨床操作及调整练习。2）根据图纸要求进行刨平面。,（五）磨削 1、目的和要求：1）了解磨削加工的工艺特点、磨削主要运动、常用磨床附件及磨床工作范围。2）了解磨床种类、用途及结构特点，熟悉万能外圆磨床的主要组成及功用。3）掌握外圆磨床和平面磨床的操作方法。4）了解砂轮的特性、砂轮的选择和使用方法。5）了解外圆磨削方法及其工作特点。6）了解平面磨削和内圆磨削的工作特点。7）掌握在外圆磨床及平面磨床上正确安装工件的方法，完成磨外圆和磨平面的加工。8）了解磨削技术的发展及精密加工。2、实习操作内容：（1）外圆磨床及平面磨床的操纵练习。（2）砂轮的平衡练习。（3）磨削平面和外圆练习。,（六）铸造1、
16、目的和要求：1）了解铸造生产的工艺过程、特点及应用2）了解砂型铸造的主要造型方法（整模造型、分模造型、活块造型等）的工艺过程、特点及应用，并进行独立操作3）初步了解各种特种铸造方法的工艺流程、特点及应用4）了解型砂、芯砂等造型材料的性能、组成及制备过程5）了解感应电炉的构造，铸铁的熔炼和浇注6）熟悉型砂铸造的铸件缺陷及产生原因2、实习操作内容：1）独立完成零件的整模造型2）独立完成零件的分模造型3）参加炉前操作，安全地进行浇注工作,（七）锻压1、目的和要求：1）了解锻造与冲压生产的工艺过程、特点及应用2）了解锻造与冲压生产设备（空气锤、剪床、冲床）构造、工作原理和使用方法3）了解锻件、冲压件缺
17、陷产生原因4）熟悉自由锻的基本工序并进行操作5）了解冲压基本工序及冲模结构6）了解其他金属压力加工方法的特点和应用2、实习操作内容：1）机锻一长方体2）在冲床上完成一零件的冲压成型,（八）焊接1、目的和要求：(1)掌握手工电弧焊的实质及其操作方法、电焊条的组成及作用。(2)熟悉焊接位置、焊接工艺参数的选择、手弧焊机的性能及使用(3)掌握气焊的原理和简单的操作(4)了解常用的金属材料切割方法（5）了解氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、压力焊（点焊，对焊）的操作方法（6）熟悉并严格遵守安全操作规程。2、实习操作内容：1、学生手工电弧焊操作练习,教师实时指导2、手工电弧焊实操考试3、分组进行气焊和气体保护
18、焊的简单操作4、学生工艺训练并分组讨论交流,（九）材料热处理目的和要求：(1)掌握钢的热处理原理、作用及常用热处理方法和设备。(2)熟悉硬度计的结构和使用方法(3)了解含碳量和加工方法对钢铁组织和性能的影响（淬硬性和淬透性）。(4)熟悉并严格遵守安全操作规程。,（十）数控车削目的和要求：(1)掌握数控车床编程和操作的基本方法，能够根据图纸要求，独立地完成较简单零件的编程设计和加工制作。(2)初步掌握数控加工工艺安排、工步划分、轨迹计算、程序编制和零件加工全过程。(3)熟悉并严格遵守安全操作规程。,（十一）数控铣削目的和要求：(1)掌握数控铣床编程和操作的基本方法，能够根据图纸要求，独立地完成较
19、简单零件的编程设计和加工制作。(2)初步掌握数控加工工艺安排、工步划分、轨迹计算、程序编制和零件加工全过程。(3)熟悉并严格遵守安全操作规程。,（十二）数控电火花线切割目的和要求：(1)掌握数控电火花线切割的加工原理，工艺特点和应用范围，能够正确、灵活应用加工方法。(2)掌握数控电火花线切割机床数控程序的编制方法和输入方法。(3)熟悉加工设备的基本操作方法及安全操作规程。,四、工程训练安全教育,机械工程训练，安全第一安全教学和生产对国家、集体、个人都是非常重要的。安全第一，既是完成机械工程训练学习任务的基本保证，也是培养合格的高质量工程技术人员应具备的一项基本的工程素质。在整个机械工程训练中，
20、学生要至始至终树立安全第一的思想，必须遵守规章制度和安全操作规程，时刻警惕，不要有麻痹大意的情绪。,1）衣着和鞋帽为保证安全，要穿军训服和军训鞋，包括今天的导论课。长发的学生要戴帽子。2）严格遵守安全技术操作规程安全操作规程是通过流血，甚至牺牲生命的代价换来的教训，人们把它总结形成了安全操作规程。机械工程训练项目不同，每个工种都要安全操作技术规程，国内外都是通用的，同学们必须严格遵守。对于不遵守者，为了你的安全，你就不要来进行机械工程训练了。,五、工程训练学生守则,一、必须严格遵守中心的规章制度，尊重指导教师，服从安排。二、训练期间，不迟到、早退，有事请假，否则按旷课处理；严禁串岗、闲聊、打闹
21、；禁止使用手机、耳机，看与教学无关的书籍等，一经发现指导教师将代为保管至期末，并扣总成绩的10-20%。,五、工程训练学生守则,三、训练期间,着装必须符合安全规范要求，长头发同学须戴工作帽，严禁戴围巾、穿短袖、短裤、背心、裙子、拖鞋、凉鞋等进入中心学习。四、学习过程中，严格按安全操作规程使用设备，若发意外事故（包括人身、设备、水电、气火等），应立即切断电源、气源，防止事故扩大，保护现场，并迅速报告指导老师。,五、工程训练学生守则,五、爱护仪器设备、材料、工具、量具、夹具等，若仪器设备发生故障或损坏，应及时报告指导老师处理，不得随意触摸和动用与本教学无关的仪器设备及物品，非正常损坏东西者，须作书
22、面检查，并赔偿损失。,五、工程训练学生守则,六、爱护中心教学环境，严禁在教学区域内乱扔垃圾、吸烟，实训完毕后，按老师要求擦拭设备，整理材料、工具、量具等，清扫场地卫生。七、及时完成老师布置的作业，按照要求独立撰写训练报告并在规定期限内上交。,六、考核,成绩评定：实训报告占50%，实践成绩占50%（含考勤和作品等）。训练时间1-2周的专业，写训练报告，报告分三部分，“车铣刨磨钳”、“铸锻焊”、“数控加工”，报告由各自负责团队批改；训练时间3-4周，进行理论考试，由“工程综合”项目组负责出题及组织考试。报告或理论成绩由项目负责人上报工程训练中心。学生学习期间，若有特殊事情，须经所在院系同意，请假条
23、交相应指导老师，方可离开。请假时间超过本课程时间三分之一，成绩为0。,土木09-1-9班常规加工技术训练分组安排表,学生分组：A组：土木1班，土木2班1-24号；（A1:土木1班；A2：土木2班1-24号）B组：土木3班，土木4班1-24号；（B1:土木3班；B2：土木4班1-24号）C组：土木5班，土木6班1-24号；（C1：土木5班；C2:土木6班1-24号）D组：土木7班，土木8班1-24号；（D1:土木7班；D2：土木8班1-24号）E组：土木9班，土木2班25-33号，土木4班25-33号，土木6班25-33号，土木8班25-33号；（E1:土木9班；E2：土木2班25-33号，土木4班25-33号，土木6班25-33号，土木8班25-33号）注：锻工和热处理所在组，分成两个小组，学生平均分配，教学分开，实训一单元后，学生相互交换。,预祝大家圆满完成任务！,取得预期效果！,
