《國家級工程訓(xùn)練示范中心“十二五”規(guī)劃教材:工程認(rèn)知實(shí)踐教程》包括工程概論、工程設(shè)計(jì)、工程材料、毛坯成形技術(shù)、零件成形技術(shù)、機(jī)械測量技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)及工程創(chuàng)新思維與方法等內(nèi)容。全書有3個(gè)主要特點(diǎn):一是概括性地介紹了工程的概念、工程人才、工程環(huán)境、工程系統(tǒng)、工程倫理以及工程與科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的關(guān)系,言簡意賅地闡明了工程的哲學(xué)思想;二是從工程設(shè)計(jì)、制造流程、機(jī)電一體化等方面形成了較為完善的技術(shù)體系;三是安排了工程創(chuàng)新教育實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,針對學(xué)生受傳統(tǒng)應(yīng)試教育思維束縛嚴(yán)重的現(xiàn)狀,從創(chuàng)造性思維和技術(shù)創(chuàng)新方法論兩個(gè)角度鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新精神。
《國家級工程訓(xùn)練示范中心“十二五”規(guī)劃教材:工程認(rèn)知實(shí)踐教程》可作為工科專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐類課程教材,也可作為企業(yè)技術(shù)和管理人員的參考讀物。
工程活動(dòng)的開展,對社會(huì)的文明和進(jìn)步起到了巨大的推動(dòng)作用。同時(shí),從消極的角度看,一些工程活動(dòng)也對人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞并考驗(yàn)著人類的良知。任何一個(gè)人在其生命旅途中都自覺或不自覺地受著工程的深刻影響。在全球技術(shù)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展、人才競爭日益激烈、用人標(biāo)準(zhǔn)不斷提高的大背景下,工科院校的學(xué)生,即便是經(jīng)管、文法專業(yè)的學(xué)生,都應(yīng)該審視自身所處的工程環(huán)境,不斷拓展知識領(lǐng)域,注重培養(yǎng)工程素質(zhì)。在大工程背景下培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì),其工程素質(zhì)的概念遠(yuǎn)非單純指工程技術(shù)或工藝方面的能力。在激烈競爭的市場環(huán)境中,學(xué)生除應(yīng)掌握必要的理論和實(shí)踐知識外,還應(yīng)主動(dòng)去適應(yīng)市場,在頭腦中樹立管理意識、質(zhì)量意識、創(chuàng)新意識、安全意識、營銷意識、群體意識、環(huán)境意識、法律意識等,這些都是具備優(yōu)秀綜合工程素質(zhì)的學(xué)生所不可缺少的。
工程教育以培養(yǎng)優(yōu)秀工程技術(shù)人才為己任,其核心特征在于教育過程中突出的實(shí)踐性。目前在全球范圍工程師嚴(yán)重短缺的背景下,擁有世界上最大規(guī)模工程教育的中國,應(yīng)站在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)技術(shù)需求的角度,深刻反思工程教育領(lǐng)域存在的諸如理念、定位、實(shí)效、體制等方面的問題。而過于傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)過程已經(jīng)不能有效地促進(jìn)學(xué)生綜合工程素質(zhì)的鍛煉和提高。工程實(shí)踐教學(xué)的過程是在特定的工程實(shí)踐環(huán)境中對學(xué)生進(jìn)行綜合的、集工程設(shè)計(jì)、制造、管理、創(chuàng)新等環(huán)節(jié)為一體的全面工程技術(shù)訓(xùn)練。隨著現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)等與現(xiàn)代工程的相互交融、滲透,工程實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵不斷深化,教學(xué)內(nèi)容不斷拓展。目前在工程實(shí)踐教學(xué)中存在著設(shè)計(jì)與工藝嚴(yán)重脫節(jié)、應(yīng)試性的計(jì)劃教學(xué)痕跡過重、亟待建立創(chuàng)新性工程實(shí)踐教學(xué)模式、工程素質(zhì)培養(yǎng)界定不清等突出問題。面對這些問題,工程實(shí)踐教學(xué)改革必須貫徹以學(xué)生為本,知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,學(xué)習(xí)、實(shí)踐、創(chuàng)新相互促進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)理念,探索和構(gòu)建新的工程實(shí)踐教學(xué)課程體系,深化教學(xué)方法改革。
本書立足于工科以及經(jīng)管、文法專業(yè)的學(xué)生開展工程認(rèn)知教育,從技術(shù)和非技術(shù)兩個(gè)層面系統(tǒng)地介紹工程知識,力圖使學(xué)生通過對本課程的學(xué)習(xí),在技術(shù)層面了解制造過程的基本流程和主要方法; 在非技術(shù)層面認(rèn)識工程的概念、特征以及工程環(huán)境、工程系統(tǒng)、工程倫理等內(nèi)容,能夠理解現(xiàn)實(shí)中的工程現(xiàn)象,辯證地思考工程哲理問題。本書的主要特點(diǎn):
(1) 闡述工程思想,認(rèn)識工程概論。本書第1章介紹了工程的概念、工程人才、工程環(huán)境、工程系統(tǒng)、工程倫理以及工程與科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的關(guān)系,言簡意賅地闡明了工程的哲學(xué)思想。
(2) 完善技術(shù)體系,側(cè)重制造流程。本書強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)與加工工藝并重,從工程設(shè)計(jì)入手,對制造過程所涉及的工程材料、成形技術(shù)、質(zhì)量檢驗(yàn)等內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)介紹。本書第7章扼要闡述了當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)生活中無處不見的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)。
(3) 培養(yǎng)創(chuàng)新思維,注重創(chuàng)新方法。本書安排了工程創(chuàng)新教育實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,針對學(xué)生受傳統(tǒng)應(yīng)試教育思維束縛嚴(yán)重的現(xiàn)狀,從創(chuàng)造性思維和技術(shù)創(chuàng)新方法論兩個(gè)角度鍛煉學(xué)生的思維創(chuàng)新能力與創(chuàng)新精神。
全書由王浩程任主編,負(fù)責(zé)全書的策劃、組織和統(tǒng)稿工作,并編寫第1~4章和第8章,劉健編寫第5~7章。
盡管主觀上做了很大努力,但由于水平有限,書中難免有不足甚至錯(cuò)誤,懇請廣大讀者批評指正。
編者2013年2月
第1章 工程概論認(rèn)知
1.1 工程概述
1.2 工程人才與工程教育
1.3 工程環(huán)境
1.3.1 工程與自然環(huán)境
1.3.2 工程教育的環(huán)境
1.4 工程系統(tǒng)
1.5 工程倫理
1.5.1 概述
1.5.2 工程師的倫理意識與責(zé)任
1.6 工程與科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的關(guān)系
1.6.1 概念描述
1.6.2 辯證關(guān)系
第2章 工程設(shè)計(jì)認(rèn)知
2.1 工程設(shè)計(jì)概述
2.2 工程設(shè)計(jì)的一般過程
2.3 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法概述
2.3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.3.2 可靠性設(shè)計(jì)
2.3.3 并行設(shè)計(jì)
2.3.4 虛擬設(shè)計(jì)
2.3.5 有限元方法
2.3.6 逆向工程
2.4 機(jī)械工程設(shè)計(jì)
2.4.1 機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4.2 機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)
2.4.3 設(shè)計(jì)、制造和工藝的關(guān)系
2.4.4 工程設(shè)計(jì)軟件
第3章 工程材料認(rèn)知
3.1 工程材料概述
3.1.1 工程材料的分類
3.1.2 金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
3.1.3 金屬材料的性能
3.2 金屬材料性能的改變
3.2.1 金屬材料的熱處理方法
3.2.2 典型機(jī)械零部件的熱處理工藝
第4章 毛坯成形技術(shù)認(rèn)知
4.1 毛坯成形方法概述
4.2 鑄造成形技術(shù)
4.2.1 砂型鑄造基礎(chǔ)知識
4.2.2 特種鑄造方法
4.3 鍛壓成形技術(shù)
4.3.1 方法概述
4.3.2 自由鍛造
4.3.3 模型鍛造
4.3.4 板料沖壓
4.4 焊接成形技術(shù)
4.4.1 金屬連接工藝
4.4.2 常用焊接方法
第5章 零件成形技術(shù)認(rèn)知
5.1 機(jī)械零件的分類
5.1.1 軸類零件
5.1.2 盤套類零件
5.1.3 箱體類零件
5.2 零件成形方法
5.2.1 旋轉(zhuǎn)體零件成形方法
5.2.2 平面溝槽類零件成形
5.2.3 孔的成形
5.2.4 零件的精密成形方法
5.2.5 鉗工及機(jī)械拆裝工藝
5.3 零件成形技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
5.3.1 零件成形主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
5.3.2 產(chǎn)品加工材料的選用原則
第6章 機(jī)械測量技術(shù)認(rèn)知
6.1 產(chǎn)品質(zhì)量的概念
6.2 測量方法
6.3 常用機(jī)械測量工具
6.4 三坐標(biāo)測量技術(shù)
6.4.1 三坐標(biāo)測量機(jī)簡介
6.4.2 三坐標(biāo)測量機(jī)的類型、組成和結(jié)構(gòu)
6.4.3 三坐標(biāo)測量機(jī)的測量系統(tǒng)
第7章 機(jī)電一體化技術(shù)認(rèn)知
7.1 機(jī)電一體化技術(shù)概述
7.2 機(jī)電一體化產(chǎn)品的組成和主要特點(diǎn)
7.3 機(jī)電一體化的單元技術(shù)
7.3.1 機(jī)械技術(shù)
7.3.2 傳感檢測技術(shù)
7.3.3 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)
7.3.4 自動(dòng)控制技術(shù)
第8章 工程創(chuàng)新思維與方法認(rèn)知
8.1 創(chuàng)新思維概論
8.1.1 創(chuàng)新的概念
8.1.2 創(chuàng)新思維
8.1.3 創(chuàng)新思維的障礙
8.1.4 創(chuàng)新思維的方式
8.1.5 工程創(chuàng)新技法
8.2 技術(shù)創(chuàng)新方法概論
8.2.1 技術(shù)創(chuàng)新
8.2.2 TRIZ理論及方法
參考文獻(xiàn)