《國家級工程訓練示范中心“十二五”規(guī)劃教材:工程認知實踐教程》包括工程概論、工程設計、工程材料、毛坯成形技術(shù)、零件成形技術(shù)、機械測量技術(shù)、機電一體化技術(shù)及工程創(chuàng)新思維與方法等內(nèi)容。全書有3個主要特點: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、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的關(guān)系,言簡意賅地闡明了工程的哲學思想;二是從工程設計、制造流程、機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)新教育實踐教學內(nèi)容,針對學生受傳統(tǒng)應試教育思維束縛嚴重的現(xiàn)狀,從創(chuàng)造性思維和技術(shù)創(chuàng)新方法論兩個角度鍛煉學生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新精神。
《國家級工程訓練示范中心“十二五”規(guī)劃教材:工程認知實踐教程》可作為工科專業(yè)學生工程實踐類課程教材,也可作為企業(yè)技術(shù)和管理人員的參考讀物。
工程活動的開展,對社會的文明和進步起到了巨大的推動作用。同時,從消極的角度看,一些工程活動也對人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞并考驗著人類的良知。任何一個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)濟飛速發(fā)展、人才競爭日益激烈、用人標準不斷提高的大背景下,工科院校的學生,即便是經(jīng)管、文法專業(yè)的學生,都應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)學生的工程素質(zhì),其工程素質(zhì)的概念遠非單純指工程技術(shù)或工藝方面的能力。在激烈競爭的市場環(huán)境中,學生除應掌握必要的理論和實踐知識外,還應主動去適應市場,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踐性。目前在全球范圍工程師嚴重短缺的背景下,擁有世界上最大規(guī)模工程教育的中國,應站在市場經(jīng)濟發(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、實效、體制等方面的問題。而過于傳統(tǒng)的實踐教學過程已經(jīng)不能有效地促進學生綜合工程素質(zhì)的鍛煉和提高。工程實踐教學的過程是在特定的工程實踐環(huán)境中對學生進行綜合的、集工程設計、制造、管理、創(chuàng)新等環(huán)節(jié)為一體的全面工程技術(shù)訓練。隨著現(xiàn)代設計與制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)等與現(xiàn)代工程的相互交融、滲透,工程實踐教學的內(nèi)涵不斷深化,教學內(nèi)容不斷拓展。目前在工程實踐教學中存在著設計與工藝嚴重脫節(jié)、應試性的計劃教學痕跡過重、亟待建立創(chuàng)新性工程實踐教學模式、工程素質(zhì)培養(yǎng)界定不清等突出問題。面對這些問題,工程實踐教學改革必須貫徹以學生為本,知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,學習、實踐、創(chuàng)新相互促進的實踐教學理念,探索和構(gòu)建新的工程實踐教學課程體系,深化教學方法改革。
本書立足于工科以及經(jīng)管、文法專業(yè)的學生開展工程認知教育,從技術(shù)和非技術(shù)兩個層面系統(tǒng)地介紹工程知識,力圖使學生通過對本課程的學習,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:
(1) 闡述工程思想,認識工程概論。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、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的關(guān)系,言簡意賅地闡明了工程的哲學思想。
(2) 完善技術(shù)體系,側(cè)重制造流程。本書強調(diào)工程設計與加工工藝并重,從工程設計入手,對制造過程所涉及的工程材料、成形技術(shù)、質(zhì)量檢驗等內(nèi)容進行了系統(tǒng)介紹。本書第7章扼要闡述了當今社會生產(chǎn)生活中無處不見的機電一體化產(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)新教育實踐教學內(nèi)容,針對學生受傳統(tǒng)應試教育思維束縛嚴重的現(xiàn)狀,從創(chuàng)造性思維和技術(shù)創(chuàng)新方法論兩個角度鍛煉學生的思維創(chuàng)新能力與創(chuàng)新精神。
全書由王浩程任主編,負責全書的策劃、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任
1.6 工程與科學、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 工程設計認知
2.1 工程設計概述
2.2 工程設計的一般過程
2.3 現(xiàn)代設計方法概述
2.3.1 優(yōu)化設計
2.3.2 可靠性設計
2.3.3 并行設計
2.3.4 虛擬設計
2.3.5 有限元方法
2.3.6 逆向工程
2.4 機械工程設計
2.4.1 機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計
2.4.2 機械產(chǎn)品工藝設計
2.4.3 設計、制造和工藝的關(guān)系
2.4.4 工程設計軟件
第3章 工程材料認知
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 典型機械零部件的熱處理工藝
第4章 毛坯成形技術(shù)認知
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)認知
5.1 機械零件的分類
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 鉗工及機械拆裝工藝
5.3 零件成形技術(shù)經(jīng)濟分析
5.3.1 零件成形主要技術(shù)經(jīng)濟指標
5.3.2 產(chǎn)品加工材料的選用原則
第6章 機械測量技術(shù)認知
6.1 產(chǎn)品質(zhì)量的概念
6.2 測量方法
6.3 常用機械測量工具
6.4 三坐標測量技術(shù)
6.4.1 三坐標測量機簡介
6.4.2 三坐標測量機的類型、組成和結(jié)構(gòu)
6.4.3 三坐標測量機的測量系統(tǒng)
第7章 機電一體化技術(shù)認知
7.1 機電一體化技術(shù)概述
7.2 機電一體化產(chǎn)品的組成和主要特點
7.3 機電一體化的單元技術(shù)
7.3.1 機械技術(shù)
7.3.2 傳感檢測技術(shù)
7.3.3 伺服驅(qū)動技術(shù)
7.3.4 自動控制技術(shù)
第8章 工程創(chuàng)新思維與方法認知
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