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本课程作为工业工程专业的一门实践性强的专业核心课程,其主要任务是学习产品功能的设定、常用材料的种类和特性以及加工工艺、产品结构设计的原则以及与产品造型有关的通用结构设计知识,使学生掌握与产品设计相关的基本知识,具有产品结构设计的基本技能,能够完成简单产品设计中从功能定义到材料选择以及最终的结构设计。
1.1本课程的知识模块包括:①产品材料与表面处理工艺常识;②塑料件结构设计的基本原则;③钣金类产品结构设计基本原则;④模具基础知识;⑤产品结构布局设计;⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识,培养学生的三维空间想象能力,在实际应用中养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。
1.2课程的重点内容包括:①常用塑胶材料基本知识;②常用金属材料基本知识;③常用表面处理知识;④产品结构设计总原则;⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。
2《产品结构设计》课程的教学思路
2.1选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材,所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材,暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成,系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程,明确了产品结构设计的概念和岗位职责,并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程,帮助学生融会贯通,更加高效地学习和掌握实用技巧。
2.2教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求,将《产品结构设计》分为六大模块,每个模块里面包括若干的章节,各章节之间既自成体系,又互相有衔接,条理清晰,通俗易懂。
①“产品材料与表面处理工艺常识”模块,主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识,以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面,介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性,重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决,比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面,介绍一些金属的特性和应用范围,比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面,主要涉及塑料二次加工的基本知识,学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。
②“塑料件结构设计规范”模块,重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范,比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计,能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分,应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。
③“钣金件结构设计规范”模块,介绍钣金类产品设计的工艺要求,包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺,并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中,应引入企业实际产品案例进行讲解,以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。
④“塑料模和钣金模基础知识”模块,介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构,包括模具概述,模具的分类、注塑机介绍等,重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶,以及二板模和三板模之间的区别和应用,以“实用、够用”为度,学生只需了解典型的模具结构,不需要进行后期的模具设计。
⑤“产品结构布局设计”模块,主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识,以及各个特征的定义、作用和设计原则,特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面,要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则,以及模具设计与产品结构设计之间的联系。
⑥“典型产品结构”模块,重点介绍目前国内普遍使用的三大产品(电子产品、家电产品和电动产品)的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本,深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品,讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计,以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例,学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等,了解CAD软件在电吹风设计中的应用,能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中,还要掌握项目管理方面的知识。
2.3教学方法。在教学中,提倡基于工作过程为导向的项目化教学,理论教学与实践练习相结合,增加实践课时的比例,培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构,强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力,淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下,采用任务驱动教学法、项目教学法,通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作,使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程,提高学生的综合应用能力和实际应用能力。
3《产品结构设计》在工业工程专业总体实训的具体应用
关键词:工业工程 产品设计 总体实训
工业工程是目前世界上被大家认可的可以有效地提高生产效率和经济效益的把生产技术与科学管理有效地结合起来的一门相对边缘的学科。它涵盖了管理工程、制造工程和系统工程的相关内容。伴随着世界现代工业的飞速发展,工业工程专业的课程体系也得到了不断的完善,所含内容逐渐丰富。但随着学科的不断扩充,教学内容越来越广泛,工业工程专业高速发展带来的弊端也日益凸显,尤其突出的就是实践环节薄弱,实际经验不足。这些弊端不能仅从高校单方面的角度来解决,而应该联合企业共同探求实际可行的方案。
1 工业工程专业培养目标
工业工程专业以制造业为对象、制造业信息化为背景,培养具备综合应用现代制造工程、现代管理理论、信息技术应用和系统工程方法的知识、素质和能力,培养适应现代企业对生产管理和信息化建设需求,富有责任心、主动性和创造力的,知识面宽、适应能力和沟通能力强,具有解决制造领域复杂问题能力的、既懂技术又会管理的高层次复合型人才。工业工程专业的学生首先应具有较扎实的自然科学基础,以及较好的人文、艺术和社会科学基础,而在素质和技能方面,应具备基本的工程素质,能够看懂工程图纸,并运用机械工程的基本理论和方法解决简单产品的设计、工艺问题。另外,还应掌握包含在工业工程学科里面必需的系统工程、制造工程和管理工程等学科的基础理论和基本技能。在具体实施企业方案时,应能够灵活应用工业工程专业的基本理论和方法,解决企业在生产、物流和仓储管理的实际问题。
2 《产品结构设计》的课程设置规划
本课程作为工业工程专业的一门实践性强的专业核心课程,其主要任务是学习产品功能的设定、常用材料的种类和特性以及加工工艺、产品结构设计的原则以及与产品造型有关的通用结构设计知识,使学生掌握与产品设计相关的基本知识,具有产品结构设计的基本技能,能够完成简单产品设计中从功能定义到材料选择以及最终的结构设计。
2.1 本课程的知识模块包括:①产品材料与表面处理工艺常识;②塑料件结构设计的基本原则;③钣金类产品结构设计基本原则;④模具基础知识;⑤产品结构布局设计;⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识,培养学生的三维空间想象能力,在实际应用中培养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。
2.2 课程的重点内容包括:①常用塑胶材料基本知识;②常用金属材料基本知识;③常用表面处理知识;④产品结构设计总原则;⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。
3 《产品结构设计》课程的教学思路
3.1 选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材,所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材,暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成,系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程,明确了产品结构设计的概念和岗位职责,并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程,帮助学生融会贯通,更加高效地学习和掌握实用技巧。
3.2 教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求,将《产品结构设计》分为六大模块,每个模块里面包括若干的章节,各章节之间既自成体系,又互相有衔接,条理清晰,通俗易懂。①“产品材料与表面处理工艺常识”模块,主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识,以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面,介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性,重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决,比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面,介绍一些金属的特性和应用范围,比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面,主要涉及塑料二次加工的基本知识,学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。②“塑料件结构设计规范”模块,重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范,比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计,能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分,应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。③“钣金件结构设计规范”模块,介绍钣金类产品设计的工艺要求,包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺,并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中,应引入企业实际产品案例进行讲解,以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。④“塑料模和钣金模基础知识”模块,介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构,包括模具概述,模具的分类、注塑机介绍等,重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶,以及二板模和三板模之间的区别和应用,以“实用、够用”为度,学生只需了解典型的模具结构,不需要进行后期的模具设计。⑤“产品结构布局设计”模块,主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识,以及各个特征的定义、作用和设计原则,特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面,要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则,以及模具设计与产品结构设计之间的联系。⑥“典型产品结构”模块,重点介绍目前国内普遍使用的三大产品(电子产品、家电产品和电动产品)的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本,深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品,讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计,以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例,学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等,了解CAD软件在电吹风设计中的应用,能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中,还要掌握项目管理方面的知识。
3.3 教学方法。在教学中,提倡基于工作过程为导向的项目化教学,理论教学与实践练习相结合,增加实践课时的比例,培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构,强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力,淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下,采用任务驱动教学法、项目教学法,通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作,使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程,提高学生的综合应用能力和实际应用能力。
4 《产品结构设计》在工业工程专业总体实训的具体应用
在面向制造业的工业工程专业总体实训里,结合各校的实际情况,以典型产品的流水线装配设计为主体,总体实训内容分为五个阶段:前期的准备环节、产品设计与组装环节、生产线装配改善环节、三维系统模拟环节、总结交流环节。在这些实训中,可以实现“教-学-做”一体化的行动教学,让理论和实践紧密结合,从而使学生在知识和技能上达到双重提高;另一方面,可以锻炼学生的综合专业知识运用能力,提高团队协作能力,也有利于提升学生的实际动手能力,更好地让学生参与企业模拟项目,融入企业生产实践。在产品设计与组装环节,教师把学生分成六人左右的项目组,根据企业的某一个典型产品布置项目任务书。学生综合考量校内实训基地的实际条件和设备,运用产品结构设计的知识,共同完成项目。在此过程中,教师可以对新产品提出具体的要求,比如产品的结构尺寸不能过大,必须与生产线相匹配;结合人因工程学,运用动作分析和双手操作分析,在工艺上要符合车间的零部件装配顺序,有利于工序和工位的确定;新产品各零部件的装配要牢固可靠,可以满足多次拆卸而不容易损坏;产品的价格应合理,要用最少的成本做出符合客户要求的产品;考虑试验的可行性和零部件的可修改性。
参考文献:
[1]郭艳丽,李亨英,柴春锋.适应社会需求,提高IE人才实践创新能力的因素分析[J].高教论坛,2011(9).
[2]周梓荣,龚存宇.工业工程专业应用型人才培养体系探讨[J].湖南工程学院学报,2005(3).
[3]光昕,李沁.高职工业工程专业教育教学探索[J].中国成人教育,2009(23).
[4]赵涛,路琨.我国工业工程学科的发展研究[J].高等工程教育研究,2003(2).
[5]陆刚,孙宇博,卢明银,韩可琦.工业工程本科毕业设计与创新型人才培养[J].工业工程,2010(2).
[6]王建林,马如宏,周峰,董晓慧.工业工程专业实践教学体系探讨[J].高校实验室工作研究,2012(1).
关键词:压力容器;焊接质量;分析
“质量-市场-效益-生存-发展”已成为现代经济生活的生命线,随着科学技术和世界范围的经济、贸易和交往迅速发展,质量也成为一个永恒的、跨越国界的主题。压力容器能否安全运行,首先取决于它的制造质量,而焊接质量又是压力容器制造质量的关键。
1 压力容器焊接常见的缺陷及原因分析
广义的焊接缺陷是指焊接过程中在焊接接头处产生不符合设计或工艺文件要求的缺陷,亦称为焊接缺欠。焊接过程中有着许多不能够人为控制的因素,焊件出现缺陷是不可能完全避免。焊接缺陷按其形成的部位可分为焊缝内部缺陷和焊缝外部缺陷两大类,其中内部缺陷有未熔透、未熔合、夹渣、内部气孔、内部裂纹等;外部缺陷有焊缝尺寸与形状不符合要求、咬边、焊瘤、凹坑(包括弧坑)、塌陷、烧穿、表面气孔、表面裂纹等。
1.1 压力容器焊接常见的内部缺陷
夹渣是指焊后非金属夹杂物残留在焊道之间或焊缝与坡口侧壁之间的焊渣,究其原因主要是焊接过程中的被焊边缘和各层焊缝清渣不干净;焊条角度和运条技法不当;焊接电流过小,焊接速度过快;坡口设计加工不合适等。气孔是指在焊接过程中,熔池金属高温时产生和吸收的气泡,在凝固时未能及时逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。气孔的产生有很多原因,主要的原因表现为焊接材料不干净或受潮,未按规定温度烘干;焊接线能量过小且熔池冷却速度大导致气体难以逸出;焊接区未能得到有效保护等。未焊透和未熔合是焊接时会产生的严重缺陷,未熔合是指在熔焊时,焊缝金属与母材金属之间熔化不良的现象。未焊透是指焊接时,母材金属未熔化,焊缝金属没有进入接头根部。未焊透和未熔合一般出现在焊缝坡口中间。
1.2 压力容器焊接常见的外部缺陷
焊接裂纹是一种会造成极大安全隐患的严重缺陷,裂纹是指焊缝及附近区域内部或表面有裂纹。它具有尖锐的缺口和较大的长宽比,通常在焊接接头中是不允许存在的。焊接材料或工件化学成分不当、焊缝深宽比太大、焊缝金属冷却凝固过快、焊道太窄(特别是角焊缝和底层焊道)、焊接工艺不合理等都是造成焊接裂纹的主要原因。咬边则是由于焊接工艺参数选择不当,操作不当、焊接电流大、焊接速度太快或焊接材料与母材化学成分匹配不当造成的焊趾(或焊根)处出现的低于母材表面的凹陷或沟槽。
2 加强压力容器焊接质量控制的相应措施
压力容器是典型的焊接结构,其制造质量不可仅仅看做是焊接技术部门或检验部门的职责,因为压力容器的生产过程很复杂,涉及的因素很多,诸如设计、材料、工艺规范、焊接设备、检验手段及人的因素(操作技能、个性、情绪)等均能直接影响焊接质量。
2.1 焊接结构设计
在结构设计时,设计者应综合考虑压力容器的结构形状、使用要求、变形大小、焊件厚度、坡口加工的难易程度、焊接材料的消耗量等因素,以确定接头形式和总体结构形式。
2.2 焊接结构件材料的选择
制造压力容器的材料种类很多,总体上可以分为金属材料和非金属材料。目前除了极少数的低压容器采用非金属材料外,绝大多数都采用金属材料,而且多用钢材,主要是碳钢和合金钢。在满足工作性能要求的前提下,焊接结构应优先选择焊接性好的材料。压力容器用钢的良好焊接性能是保证压力容器产品安全可靠的首要条件。如碳质量分数小于0.25%的低碳钢和碳当量小于0.4%的低合金钢,塑性和冲击韧性优良,都具有良好的可焊性,设计中应尽量选用。对于焊接性较差的钢,只要采取合适的焊接工艺措施,也能获得质量较好的焊接接头。
对于同种金属的焊接,在选择焊接材料时,应尽量使它的成分接近基体金属的成分。而对于异种金属的焊接,必须考虑它们的焊接性及其差异。一般要求接头强度不低于被焊钢材中的强度较低者。
2.3 焊接过程的工艺设计
用焊接方法制造、安装、修理、改造压力容器的主要受压元件前,施焊单位应编写焊接工艺指导书,并进行焊接工艺评定,在符合国家标准的要求后,应提交完整的焊接工艺评定报告,并根据该报告和图样的要求制订焊接工艺流程。除设计规定外,焊接配件时不得强力对正。焊接装配和定位焊的质量应符合工艺文件要求后才允许焊接。焊接工的操作水平对焊缝质量起着决定性的作用,因此,还应注重焊接工的操作水平,最好是持有国家考试证书经基本知识考试和焊接操作技能考试合格的高级焊工,熟悉焊接工艺参数、焊接顺序、操作方法及其对焊接质量的影响,掌握焊接质量管理体系、规章制度、工艺文件、工艺纪律、焊接工艺评定、焊工管理规则等基本知识。
2.4 焊后热处理
焊后热处理是指工件焊完之后对焊接区域或焊接工件进行的热处理,其作用主要是消除或部分消除焊接残余应力和改善焊接区的性能等有害影响,稳定零部件的结构形状和尺寸。压力容器用钢热处理的常见类型有退火、固溶、正火、回火、淬火、低温消除应力、析出热处理等。
2.5 焊接的质量检验
焊接过程中焊接出现缺陷是不可能完全避免,要控制焊接的质量,焊接检验过程是必不可少的。其中包括原材料检验、各工序的质量检验和设备的整体质量检验。
工序的质量检验是制造中的关键环节,它主要包括尺寸和几何形状及材质性质两方面的检验,其中材质方面的质量检验主要指焊接接头的质量检验。焊接接头的检验内容包括从图样设计到产品制出整个生产过程中所使用的材料、工具、设备、工艺过程和成品质量的检验,主要分为三个阶段:焊前检验、焊接过程中的检验和焊后成品的检验。检验方法根据对产品是否造成损伤可分为破坏性检验和无损检测两类。
(1)焊前检验。焊前检验包括检验技术文件(图样、工艺规程)是否齐备、焊接材料(焊条、焊丝)和母材金属的质量检验、毛坯装配和焊接件边缘质量的检验、焊接设备是否完善,以及焊工操作水平的鉴定等。(2)焊接过程中的检验。包括焊接工艺规范的检验、焊缝尺寸的检查、夹具情况和结构装置质量的检查等。(3)焊后成品检验。焊后成品检验是焊接质量检验的关键,是焊件质量最后的评定。常见的焊后成品检验方法很多,常用的有以下两种:一是外观检验,主要是肉眼观察。主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通过肉眼观察,借助标准样板、量规和放大镜等工具进行检验。二是物理方法检验。物理方法检验的主要手段是无损检测,设备的整体质量检验除外形尺寸测量外,一般只做耐压试验和泄漏试验。
3 结束语
焊接产品质量的好坏,将直接影响产品结构的安全性。通过分析压力容器焊接过程中所存在的缺陷,我们可以知道,焊接产品的质量除了取决于结构设计、材料选择、施工工艺等因素外,为了保证产品质量,还应在制造过程中对焊接材料、焊接工艺和焊缝检验进行控制,减少和避免焊接缺陷的产生,以便及时消除缺陷,这样才能确保压力容器的生产安全。
参考文献
[1]毕应利.焊接质量控制之浅析[J].价值工程,2013(20).
[2]马云龙.浅谈压力容器焊接技术[J].石化技术,2015(10).
130504产品设计专业:招收60名
本专业培养适应我国当前及未来社会发展需要,具有扎实的设计学基础理论及产品造型能力、良好的职业技能和素质、深厚的设计文化素养及宽广的设计技术基础,能在企事业单位、专业设计公司从事以产品创新、创意为重点的设计、管理、科研或教学工作,也能从事与产品设计相关的视觉传达设计、信息设计、环境设施设计或展示设计工作,成为基础理论实、专业口径宽、工程能力强、综合素质高,具有国际视野和创新精神的应用型高级专门人才。
根据产品设计专业的学科特征,本专业的培养要求主要体现在以下在三个层面上:
1、在能力结构方面,要求学生应具有一定的设计创新思维意识,初步具备综合运用所学知识,分析和解决工业产品造型设计过程中遇到的研究、开发、设计等方面问题的能力;要求学生具有准确、清晰、形象表达设计思想和设计意图的技能,能熟练操作各种设计表现技法和计算机图像及三维成型技术等;要求学生熟悉产品设计程序与方法,能综合把握产品的功能、材料、结构、外观、加工工艺、内部机构、市场需求等诸要素,在此基础上进行合理的产品改进性设计和开放性设计。
2、在素质结构方面,要求具有良好的政治素质、思想素质、道德品质,以及法制意识、诚信意识、团体合作意识;在文化素质上具有较好的中国传统文化素养、文学艺术修养,并具有现代意识、人际交往意识;身心健康。
3、在知识结构方面,要求除本专业确定的学科基础知识和专业能力外,同时具有一定的外语、计算机及信息技术应用、文献检索、论文写作等方面的工具性知识,以及文学艺术、历史、哲学、心理学等方面的人文社科知识。
核心课程:设计素描、平面构成、色彩构成、立体构成、设计表现、工艺美术史工艺美术史工艺、美学与艺术欣赏、工业设计史论、计算机辅助设计、产品结构设计、产品造型设计、产品设计方法学、产品设计调查与策划、人机工程设计、产品语义设计、产品创新设计、产品包装装潢设计、产品模型制作、生产实习、毕业设计等。
修业年限:四年。
学位授予:艺术学学士。
就业去向:学生毕业主要在产品制造企业、文化事业单位、产品开发研究单位、专业设计公司从事以产品创新设计和产品造型设计为重点的设计、管理、科研或教学工作、也能从事与产品创意设计相关的视觉传达设计、信息设计、礼品纪念品设计、环境设施设计或展示设计等工作。
130502视觉传达设计专业:招收60名
本专业培养适应我国经济社会发展需要,德、智、体、美全面发展,具有视觉传达设计学科的基本理论、基本知识、基本的设计方法以及专业表达技能,掌握传统平面(印刷)媒体和现代数字媒体设计的基本能力,成为基础理论实、专业口径宽、工程能力强、综合素质高,具有国际视野和创新精神的应用型高级专门人才。
核心课程:设计基础、形态构成、设计概论、图案与装饰、图形创意、计算机辅助设计、文字与标志设计、版式设计、包装装潢设计、书籍装帧设计、企业形象设计、广告招贴设计、展示与陈设设计、数字媒体设计与制作等。
本专业总体实践教学体系是将专业核心课程与实践教学内容密切地联系在一起,一是课程理论教学和设计实践相结合,二是应用性专业课结合社会、企业的实际项目课题进行实践训练。
修业年限:四年。
授予学位:艺术学学士。
就业去向:视觉传达设计专业的学生毕业后主要从事包装装潢设计、书籍装帧设计、企业形象设计、多媒体艺术设计、展示设计、装饰艺术设计等领域的实践和教学工作,也可以进一步攻读相关专业的硕士学位。
130503环境设计专业:招生30名
本专业培养适应我国社会主义经济建设的发展需要,掌握专业基础理论、相关学科领域理论知识与专业技能,并具有创新设计实践能力,能在教育机构从事环境设计及教学、研究工作,在环境设计机构从事公共建筑室内设计、居住空间室内设计、城市环境景观与社区环境景观设计、园林设计,并具备项目策划与经营管理、教学与科研工作能力,成为基础理论实、专业口径宽、工程能力强、综合素质高,具有国际视野和创新精神的应用型高级专门人才。
核心课程:素描、色彩、形态构成、环境设计效果图表现技法、计算机辅助设计(二维、三维)、环境设计制图、建筑模型制作与工艺、中外建筑史、室内空间设计、人机工程学、家具设计、展示设计、室内设计、景观设计等。
修业年限:四年。
授予学位:艺术学学士。
就业去向:在教育机构从事环境设计及教学、研究工作,在环境设计机构从事公共建筑室内设计、居住空间室内设计、城市环境景观与社区环境景观设计、园林设计等相关设计及项目策划与经营管理,也可以进一步攻读相关专业的硕士学位。
二、报名
1、考生凡符合所在省招生办规定的报名条件要求,凭本人身份证及身份证复印件,均可报名。
2、考生报名时由本人填写《专业考试报考登记表》,经审查符合报考条件者发给专业《考试证》。
3、报名时须交省物价部门批准的专业考试费180元/人。
三、招生计划及考试科目
专业代码
专业名称
层次
学制
招生科类
计划招生人数
考试科目
130502
视觉传达设计
本科
四年
艺术(文、理)
60
素描、色彩
130504
产品设计
本科
四年
艺术(文、理)
60
素描、色彩
130503
环境设计
本科
四年
艺术(文、理)
关键词:机械基础;实践教学体系;构建与实施;综合实践;创新能力
机械基础实践教学体系是针对工科机械类、近机类专业开设的相关实验实训项目,主要对学生在机械工程基础方面进行综合性很强的基本实验、技能训练和综合实践,重点培养机械工程类学生的基本职业素养和基础能力。中国制造2025对机械制造业人才提出新的要求,要求员工不再是简单的操作工,必须有较强的综合实践能力、分析问题解决问题能力和一定的创新能力。因此,必须对原有的实践教学系统进行重构,建立符合先进制造业要求的,集工程素养、创新能力、综合实践能力培养为一体的基础性实践教学体系。
1教学体系重构的基本思路
传统的机械基础课程主要包括“机械制图与CAD绘图”“工程力学”“机械设计基础”“机械制造技术”“技术测量”等系列课程,其传统对应的实验项目和内容主要是认知或验证类,设计型、创新型的实验几乎没有,教学体系的设置无法适应新形势对人才综合素质的要求,学生的创新能力无法得到有效培养。通过教学体系的整合,加大了创新设计类实验和先进制造技术实训项目的比例,重点培养学生的实践能力和创新能力。通过学校的校企合作办学平台,依托政府、行业协会和企业,多渠道、多种方式共同培养学生的工程综合实践能力和创新创业能力。
2实践教学体系构建的主要内容
以原有传统的机械基础实验室和实训中心为基础,重新构建了由“机械基础实验中心、技能训练中心和综合实践及创新训基地”二中心一基地共6个平台、15个模块组成的新型实践教学平台,如图1所示。该平台是分层次、模块化的教学体系,包含了多个实践模块,可以满足不同层次、不同专业学生的需求,有利于提高实践训练水平,培养学生的工程意识、实践能力和创新能力
2.1基础实验中心
主要培养学生的工程素养和分析问题的能力,同时注重培养学生的创新设计能力,在实践教学课程的设置上加强机械基础系列课程之间的联系。在保留原有开设的机械制图、机械结构认识与实验、制造工艺认识与等传统实验项目基础上,增设了机械创新设计展示室、机械创新设计实验室、以三维实体造型创新设计为载体的三维设计实验室、CAD/CAM实验室等。引入企业生产中的实际案例,按照基本的认知规律,按机械构造认知机械零件识读与绘图机械构造分析机械零件的选用与设计机械创新设计等顺序依次进行机械的引导认知、基础实验、综合实验和创新设计,将多门机械基础类课程的实验教学环节融为一体,形成完整的机械基础课程实验教学体系[2],同时培养了学生的职业素养和创新意识。
2.2技能实训中心
为适应科技发展的新要求,在培养学生具有一定的工程实践能力基础上,还必须培养学生掌握一定先进制造业技术,因此增加了现代制造技术技能操作及综合性的实训项目。在原有的机械零部件拆装与测绘实训、材料成形实训、常规机械加工实训的基础上,增设了先进加工技术的相关实践项目,如:数控车工实训、数控铣工实训、数控加工中心机床操作、三维数字化测量、逆向工程实训、特种加工实训等实训模块,根据专业的不同,老师可选择其中若干个模块进行教学。通过先进制造技术的多项技能训练,学生可对先进制造工艺有一个基本认识,初步掌握现代制造业的基本技能。
2.3综合实践及创新基地
依托学校的校企合作办学平台,创新地方政府支持引导、科技园区介入、学校和企业主体参与的合作育人、合作就业的人才培养模式,通过校企合作办学、产学研合作等方式,探索“校中厂”“厂中校”等多元主体共建实践教学基地的有效形式,将企业实际生产中的典型案例引入到课堂的教学当中,拓宽知识面,增加课堂信息量,培养学生的工程综合素养和创新创业能力,如图2所示为福州职业技术学院政校企合作办学的框架图。引导学生参加创新设计协会、机械加工、机械维修等专业协会和专业社团,通过这些协会和社团为学生提供创新设计平台和综合技能训练。
3实践教学体系的组织实施
3.1基础实验环节主要是培养学生专业基本素养和基本实验能力
这一环节主要是通过各类基础实验、课程综合设计等教学,培养学生掌握机械工程技术人员应具备的基本知识和技能。教学过程中可引入企业生产中典型案例,通过常用或通用的零部件的分析和设计来提高学生的综合实践能力和创新设计能力。例如传统的机械设计实验室主要配置有:各种机械传动机构的组成展示柜、常用通用零件结构的展示柜、各类齿轮减速器和蜗杆蜗轮减速器;相应安排的主要实验课程为:通过演示讲解使学生了解各类传动机构和机械零件的工作原理,通过拆装和测绘训练学生掌握基本的测绘方法、了解减速器的基本构造、掌握轴类零件的结构设计方法等。而新增设的机械创新设计实验室主要组成部分有:轴系结构设计实验箱、机械系统创意组合设计实训台等,可安排实施平面机构组成原理的拼装设计、轴系结构创新设计、平面机构创新与设计[3]、机构系统方案的创新与设计、典型机构的拼装与设计等实训项目,学生可以自行设计组合各种传动方案,如:由电机、V带、十字万向节、蜗轮蜗杆、槽轮机构组合的传动机构;电机、V带、圆锥齿轮、九级变速器、联轴器、链、槽轮机构组合的传动机构;手轮、联轴器、链、槽轮机构组合的传动;等等。通过实验,培养学生的机构创意组合设计能力,还可培养学生的工程实践能力。教学过程中可以选取企业生产中常用设备的零部件作为案例,引导学生在此基础上按用途改进或设计一个机械或者一个简单系统。教学过程可采用分组教学法,要求学生以小组为单位进行设计,将专业基础知识和创新设计融合在一起;鼓励学生自主学习和研究性学习,注重培养学生的团队合作精神和创新能力,提高学生的综合素质。
3.2技能实训环节主要是培养学生的综合实践技能
技能实训平台包括基础实训和先进制造实训2个模块。基础实训模块在传统的机械基础实训项目中增加了综合实践项目,如机械传动安装与调试实训室由多级变速箱、汽车后桥差速器、齿轮减速器、蜗轮蜗杆传动机构、多种带传动、多种链传动和多种齿轮传动等多种机械部件组成,可安排:机械零部件图及装配图识读、钳工基本操作技能实训、多级变速箱的装配与调整、汽车后桥差速器的装配与调整、机械传动的安装与调整、机械系统运行与调整等实训项目。通过实训培养学生的机械识图、常用工具和量具的选择及使用、机械零部件和机构工艺与调整、装配质量检验等综合能力。在实训项目安排中,既可将各部件作为独立的模块进行训练,也可将各部件组成综合的机械系统进行训练。如:多级变速箱,主要由箱体、齿轮、花键轴、卡簧、键、深沟球轴承、端盖、手动换档机构等组成,可完成多级变速箱的装配工艺及精度检测实训。先进制造平台包括:数控加工、三维数字化测量和特种加工实训模块,可根据不同的专业特点选择实训的模块,实训内容可引入企业的真实工作任务作为教学案例,把职业资格标准的内容融入到实训教学内容,聘请企业技术人员担任实训指导教师,并鼓励学生参加各类技能竞赛。技能实训平台相关实验室除了完成正常实验实训计划外,业余时间可向学生开放,鼓励学生到实训场所参加专业实践活动。
3.3综合实训环节主要是培养学生的综合实践能力
通过社团协会、校企合作平台训练学生的综合实践能力。鼓励学生积极参加专业社团,如“数控加工”“产品结构与三维设计”“机械创新设计”等兴趣社团,邀请企业技术人员参与社团活动的指导,同时结合全国或全省的机械创新竞赛的项目开展活动。通过组织社团活动,增强了学生的团队合作意识,培养了学生的实际操作能力、创新和分析问题解决问题的能力。通过校企合作平台开展各种形式的合作办学。与福建省机床工具行业协会、武汉华中数控股份有限公司等企业合作办学,开展数控加工与机床维修的实践项目;同时利用这一平台,师生共同参与企业的技术服务和科研等工作,使学生具备一定的技术开发和科研能力。与福州莱博特科学仪器有限公司校企共建三维数字化测量与逆向工程实训平台,共同开展培训、技术服务和科研工作,为校内实训创建真实的岗位训练、职场氛围和企业文化;与福州市科技局、集力众创企业咨询公司联合成立了“联合众创空间”,该平台是福州市科技局资助设立的万众创新综合服务平台,也是科技项目前期孵化的基地,为学生在机械制造、机器人、3D打印方面提供了咨询服务,引导学生参与企业的产品设计开发工作,并为学生提供了创新创业空间。
4结束语
实践教学是培养大学生综合素养和实践能力不可缺少的重要环节,经过整合优化后的机械基础实验平台形成了由“基础实验、技能训练、综合实践及创新实训”3阶段共6个平台组成的、符合先进制造业要求的,集工程素养、创新能力、综合实践能力培养为一体的基础性实践教学体系,为实践教学的实施提供了坚强保障。
参考文献:
[1]徐小兵.机械专业人才创新能力“一二三三五”培养模式探索[J].创新与创业教育,2013(8):11-12.
[2]蔡小华,何竞飞,汤涛,等.大机械基础实验平台的整合与探索[J].教育教学论坛,2016(6):252-254.
学院位于南京市江宁经济开发区,距离南京禄口国际机场约3公里,毗邻正在建设的地铁6号线。学院基本建设规划科学,各种设施配套齐全。校园占地856亩,总建筑面积超36万平方米,在校生12000余人。学院拥有技术先进、设施一流的25000多平方米实验室,实验设备6300台(套)。2011年建成28700平方米功能完善、藏书丰富、智能化、现代化的图书馆,能够容纳6000名学生同时阅读和学习。
学院设有机电工程系、信息工程系、自动化系、英语系、经济系、管理系、民用航空系、土木工程系、艺术系、车辆工程系、基础部11个系(部)和终身教育学院、教学实验中心等13个教学单位,27个本科专业及专业方向。
学院艺术类专业2015年招生办法如下:
一、产品设计专业
(一)培养目标
本专业培养学生掌握产品设计所必需的基本理论知识与技能,了解与产品设计相关的科技发展、艺术规律、流行特征、人文传承和可持续发展等因素;在贯彻“以人为本”设计理念的基础上,系统地掌握产品开发、改良能力和运用科技成果、社会、经济、文化、美学等知识对产品或服务进行整合和集成创新能力。培养具有较深艺术修养和科学知识,能独立地运用多种设计手段,进行设计创意与策划、制作与研发、管理与教育的复合型人才。
本专业学制四年,招收艺术类考生,毕业生授予艺术学学士学位。
(二)主要专业课程
素描、基础造型、立体造型、计算机辅助设计表现、产品表现技法、数字媒体编辑、界面设计、设计概论、产品造型设计、产品结构设计、产品设计程序与方法、产品系统设计、Pro/E设计技术与应用、造型材料与工艺、人机工程学、模型制作、机械制造基础、平面设计、家具设计、设计管理、图案、展示设计、手工艺设计、模具设计与制造、摄影、设计美学、设计心理学等。
(三)招生人数及学制
2015年产品设计专业计划在江苏、浙江两个省份招收本科生30名,男女不限,学制4年。(实际招生计划以各省招生主管部门公布的计划数为准)
(四)报考条件及录取办法
考生符合2015年高考报名条件,报考科类为艺术类、艺术兼报文科类或艺术兼报理科类的考生。品行端正,身体、心理健康,非色盲、非色弱。同时,须有一定的美术专业基础。
符合以上报考条件的考生,须参加所在省份2015年美术类专业全省统考和高考文化考试,如专业分和文化分均达到该省美术类民办及独立学院本科控制线即可报考我院。
我院按照进档考生的文化分与专业分之和排序,从高到低进行录取。
二、视觉传达设计专业
视觉传达设计专业下设平面艺术设计、环境艺术设计、多媒体动画设计、文化创意产业等专业方向。学生一年级基础阶段的课程相通,从二年级起,学生需根据本人意愿并结合各专业方向要求,选择进入专业方向进行专业学习。
(一)培养目标
视觉传达设计专业主要培养全面掌握本专业的基础理论、基本知识和专业技能,具有现代意识及艺术设计思维能力、系统方法和实践技能,能独立地运用多种设计手段,进行艺术设计创意与策划、制作与研发、管理与教育的复合型人才。学生毕业后可在包装、广告、形象、建筑装潢、城市景观、动画、游戏、网站网页、多媒体交互、数字影视等领域的企事业单位和产业部门从事策划创意、营销开发、设计制作及管理等工作,也可从事艺术设计教育教学工作。
本专业学制四年,招收艺术类考生,毕业生授予艺术学学士学位。
(二)主要课程
在校期间,学生将系统学习设计史、设计概论、设计原理及方法、设计管理、广告学、传播学、数码写生、数码造型基础、数码图形设计、应用软件基础、平面设计课程群、环境设计课程群、动画设计课程群、游戏设计课程群、多媒体网页设计、文化事业管理、文化产业管理、艺术展演与策划等课程。
(三)招生人数及学制
2015年视觉传达设计专业计划在江苏、浙江、安徽、四川、重庆、辽宁六个省市招收本科生120名,男女不限,学制4年。(实际招生计划以各省招生主管部门公布的计划数为准)
(四)报考条件及录取办法
考生符合2015年高考报名条件,报考科类为艺术类、艺术兼报文科类或艺术兼报理科类的考生。品行端正,身体、心理健康,非色盲、非色弱。
符合以上报考条件的考生,须参加所在省份2015年美术类专业全省统考和高考文化考试,如专业分和文化分均达到该省美术类民办及独立学院本科控制线即可报考我院。
我院按照进档考生的文化分与专业分之和排序,从高到低进行录取。
三、播音与主持艺术专业
(一)培养目标
本专业旨在培养具有良好的政治素养、思想品德和专业知识,系统掌握播音与主持艺术基础知识和基础理论,具有播音与主持的基本技能,能在广播电视等各级传媒机构或在民用航空、民用铁路等其他相关单位从事播音主持及新闻传播、客户服务管理等工作,或从事播音与主持教育教学工作的高级应用型人才。
本专业学制四年,招收艺术类考生,毕业生授予艺术学学士学位。
(二)专业内容
本专业包含两个方向:播音与主持、民航播音艺术。学生主要学习中国语言文学、新闻传播学、播音学以及音乐学、舞蹈学、戏剧与影视学、管理学、公关礼仪、民航播音、交通运输服务与管理等方面的基本知识理论,接受普通话发音、播音发声、有声语言表达、广播电视节目和栏目播音主持、航空服务、形体、化妆等方面的系统训练,毕业生具备以下几方面的知识和能力:
1.掌握有声语言艺术创作和播音主持的基本知识;
2.具有采、编、播一体的专业创作能力;
3.掌握新闻采编、节目策划和制作技巧;
4.掌握商务谈判、文化公关礼仪等知识;
5.具备民航播音与民航运输管理的基本能力。
(三)主要课程
播音与主持艺术专业的专业基础课程有艺术概论、广播播音与主持、电视播音主持、普通话语音、播音发声学、影视表演、舞蹈与形体训练、化妆技巧、声乐、文化学概论等。本专业包含两个方向,其中播音与主持方向专业课程有演播空间处理、新闻采访与写作、非线性电视编辑、电视摄像、影视艺术概论等。民航播音艺术方向专业课程有客舱组织与管理、飞行与安全、民航服务沟通与播音技巧、商务礼仪基础等。
(四)招生人数及学制
2015年播音与主持艺术专业计划在江苏、浙江、安徽、四川、重庆、辽宁六个省市招收本科生80名,男女不限,学制4年。(实际招生计划以各省招生主管部门公布的计划数为准)
(五)报考条件及录取办法
考生必须符合2015年高考报名条件,报考科类为艺术类、艺术兼报文科类或艺术兼报理科类的考生。品行端正,身体、心理健康,五官端正,形象气质好,无色盲、色弱,男身高1.70米以上,女身高1.60米以上。
江苏、安徽二省考生均须报名参加南京师范大学组织的播音与主持艺术专业考试,我院认可南京师范大学校考成绩,并按照一定比例向考生颁发合格证,取得我院合格证且2015年高考文化成绩达到各省艺术类(校考)民办及独立学院本科控制线后即可报考。
四川、浙江、重庆、辽宁四省考生参加所在省份播音与主持类专业全省统考合格,且2015年高考文化成绩达到该省艺术类(校考)民办及独立学院本科控制线后即可报考。
我院按照进档考生专业分占65%、文化分占35%的原则排序,进行录取。
(六)南京师范大学2015年播音与主持艺术专业考试相关事宜
报考办法
凡符合报考条件的考生,持报考所需的证件,到户口所在地省级招生主管部门指定的地点办理高考文化及艺术专业考试报名手续,领取艺术专业考试的相关材料,并参加考生所在省招生主管部门委托南京师范大学组织的专业考试。
专业考试报名采用网上申请的形式。凡符合报考条件的考生,须登录南京师范大学本科生招生网(bkzs.njnu.edu.cn),按要求进行网上报名(网址:add.njnu.edu.cn/,报名前请先仔细阅读报名须知add.njnu.edu.cn/home/index)。考生在报名系统完成报名信息填写后须进行网上缴费。建议使用银联缴费通道,目前仅开放储蓄卡无法使用信用卡,完成缴费后请点击返回商户。网报截止时间:2014年12月30日(2014年12月30日23时59分关闭报名系统)。完成后,用A4纸打印该专业报名表并签字确认,该表将作为考生专业考试报到的必要凭据。
专业考试
1.报到时间:2015年1月18日
2.报到地点:南京师范大学文学院(南京市宁海路122号,随园校区南大楼)
3.报到要求:考生本人须持本人第二代居民身份证、2015年艺术专业考试通知书、《专业考试报名表》(由网报系统生成,且考生本人须签字确认)及2张近期免冠1寸彩色照片前来办理报到手续
4.考试时间:2015年1月20日起(由考生自行选择面试时段)
5.考试地点:南京师范大学文学院(南京市宁海路122号,随园校区南大楼)
6.考试内容:
(1)指定稿件播报(当场随机抽题)
(2)话题评述(当场随机抽题,限4分钟内完成。评述时不得带书面提纲)
(3)综合素质考查(文学常识问答,当场随机抽题问答)
(4)才艺展示,在下列考试形式中任选一种:a)器乐(自带,钢琴演奏不列入考试范围)、舞蹈、小品、曲艺或声乐等(伴奏乐请用标准MP3格式作为文件存储进入普通U盘,现场备有MP3播放器,提供U盘中的MP3文件读取,考生不可带入任何具有录放功能的电子产品);b)朗诵自备文学作品(在诗歌、散文、童话、寓言、小说片段等形式中任选一种,2~3分钟)
专业考试四项满分300分,其中(1)、(2)、(4)项满分各为80分,(3)项满分为60分。
备注:未尽事宜请查阅南京师范大学招生网站:bkzs.njnu.edu.cn
四、有关事项
1.艺术类专业学费:16500元/学年。
2.住宿费:1500元/学年。
3.学生完成学业后,颁发南京航空航天大学金城学院毕业证书;对符合学位授予条件者,授予南京航空航天大学金城学院学士学位证书。
4.考生报考期间,往返路费、食宿费用一律自理。
5.我院办学类型为独立学院,请广大考生根据所在省的志愿填报办法在相应批次填报我院。
6.实际招生计划以各省招生主管部门公布的计划数为准。本简章内容如与教育部和考生所在省级招生主管部门关于2015年普通高校艺术类招生文件精神相抵触的,均以教育部和考生所在省级招生主管部门文件为准。
7.未尽事宜参照教育部及各省(市、区)艺术类招生工作相关规定,以及我院网站的后续通知执行。
学院艺术类招生咨询电话:(025)87190011
声 明
[关键词]三维建模;机械制图;UG
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1005-4634(2012)03-0089-05
0 引言
传统的教学模式使三维建模技术的学习滞后于机械制图课程学习。本文分析了将三维建模引入机械制图教学的必要性,目的是辅助学生培养良好的图学思维品质,更为有效地掌握制图知识的学习,详细说明三维建模与制图知识有机结合的实施方法和取得的初步成果。
1 引入的必要性
1.1 三维建模引入机械制图是教学的基本要求
工程图学课程指导委员会在其新修订的教学基本要求中指出:将“应用绘图软件绘制工程图样及其进行三维造型设计的能力”并列地列入工程图学课程任务中,还将计算机造型技术的基本原理和计算机造型操作技术列入工程图学的基础。
1.2 三维建模技术是现代社会对人才的需求
随着计算机科技迅猛发展和三维软件逐步深入广泛应用,现代企业正在逐步或已完成由二维设计到三维设计的转变,国内诸多企业、研究所已在实行无图纸生产。产品的方案规划、概念设计、结构设计、实体建模、有限元分析、运动仿真、优化设计等,整个过程均通过计算机及其相关软件完成,整个过程不产生纸质的二维图纸,二维工程图不再是工程界交流设计思想的唯一工具,三维实体模型逐渐成为交流的媒介。企业这一实况要求高校在培养学生时必须尽早让学生掌握三维建模思想、方法和某一三维建模软件。
1.3 三维设计是对设计本身的回归
在过去,工程设计人员先根据产品的功能需求设计,构思产品结构形状,而后将产品绘制成二维图纸用来交换设计思想;交流的人员得先看懂图纸,发挥空间想象力构思产品三维形状,这经历了由三维一二维一三维的转换。二维图纸作为交换媒介,在转换过程中或多或少存在信息的不完全转换或丢失,增加出现误解的概率。从这个角度讲,三维设计是对产品设计过程的回归,工程师在设计产品时首先构思产品整体三维形状。因此,在制图教学中,要尽早培养和训练学生正确使用计算机工具,熟练使用某一软件创建产品三维模型,将学生心中所想即刻变为眼前所见(计算机屏幕真实显示),并通过这个工具反复训练学生的空间想象和构形能力。这样培养的学生进入社会后能较快适应企业产品设计模式,与企业需求接轨。
2 引入的目的
三维建模的引入,其目的是辅助学生思维,培养学生良好的图学思维品质,更好地掌握制图学习方法和对制图知识的深层次把握,着力提高学生制图基本功。
机械制图课程的主要任务是培养学生工程图形表达能力(二维、三维表达与初步的构型设计能力)、图形形象思维能力(空间想象能力)和工程图样的绘制能力(徒手绘图、尺规绘图和计算机绘图与造型能力)。这些任务均围绕“图样”展开,因图样是工程界的技术语言,是设计师交流设计思想的主要媒介。要想学生能看懂图样,必须着力培养学生的空间想象能力,空间想象力有着先天因素,但在制图课上有效的训练对学生空间想象力的培养也至关重要。
笔者所实践的将三维建模引入制图教学中,辅助学生的空间思维,经实践证明是行之有效的,具体做法将在后续实施过程中详细论述。
3 几点误区
1)三维建模引入制图教学,千万不能将软件命令讲解、实际操作训练作为制图课的主要内容。至于学生课上练习时间不足,可通过课后自行上机解决,有效延长学习过程。
2)三维建模引入机械制图教学,而非三维设计。在制图课上根本无法解决设计问题。因设计产品涉及到的内容很多,需要机械设计、机械零件、机械制造工艺等课程支撑,在制图课上解决的是针对已设计的产品如何进行表达(包括二维和三维),如何读懂图形,如何理解图形,从图形中想象设计者的设计意图,是一个交流表达的媒介和手段。
3)三维建模软件选择与学习,不能一味机械地操作软件与追求熟练程度,在学习软件时,应着重把握三维建模的思维方法,这对几乎所有软件的学习均有效。面对不同软件,仅仅是操作方法与用户界面发生变化,本质的建模方法、思路是一致的,要注意把握这个核心。
4)引入三维建模后是否需要学维的内容。由于历史原因和现实情况,二维与三维将…,二维的基本内容不可删减,但画法几何部分可适当删减,增加三维的内容。以下三点决定了必须学维部分:第一,三维造型软件的建模思路:很多特征建模需要先绘制二维草图,再通过拉伸、旋转、扫描等工具生成三维实体。第二,目前很多单位还没有完全转变为无图纸化生产,二维图纸在很多企业仍是交流的工具。第三,二维图的尺寸标注、技术要求比较方便,且有国标可以参照,目前仍然没有关于三维图如何进行尺寸与技术要求标注的标准。
5)学会了三维建模与计算机二维绘图,是否可以不学习手工绘图。这点绝对不可以。首先制图基本任务之一是培养学生的绘图能力,包括徒手绘图、尺规绘图和计算机绘图及造型。在这三种绘图能力中,徒手绘图能不受软、硬件条件限制快速地表达设计思想,应重点强化训练;尺规绘图能让学生明白平面图形的绘制方法,只有通过严格的尺规绘图训练,学生才能充分理解并掌握平面图形的画法,为后续计算机绘图打下基础。另外尺规绘图有利于培养学生严谨的作风和一丝不苟的精神,明白科研工作是绝对不能马虎的。在计算机飞速发展的今天,可以适当弱化尺规绘图,但不能缺少高质量的尺规绘图训练;计算机绘图要以手工绘图为基础,两者本质区别在于使用计算机和软件命令代替了铅笔、绘图仪器和图纸,这两者仅是绘图工具发生了变化,本质并没有改变。
4 教学实践研究
4.1 引入模式
笔者尝试将三维建模引入机械制图教学过程,仍以机械制图基本知识讲解为主,在保持原有机械制图知识体系完整性的基础上,将三维建模思路、方法、软件的使用,穿插讲解,为制图基本内容的学习服务。
4.2 引入内容及具体教学安排
1)在制图基本知识与技能部分,讲完尺规作图与平面图形画法后,做适量的图板作业,引入UG草图绘制,教学生绘制简单的平面图形,此部分引入UG草图主要是为后续建模打下基础。因为三维实体造型一般是先绘制二维草图,再用拉伸、旋转、扫掠等工具完成三维建模。图1和图2是笔者安排的草图练习,学生通过亲自动手操作,加深理解平面图形的画法,也对UG草图功能有初步了解,学会了简单应用。
2)正投影作图基础部分,讲完投影基本理论后,引入长方体,由长方体的投影展开去思考其6个面的投影-12条边的投影-8个顶点的投影。最终引导学生总结点的投影是一切投影的基础,线的投影是由线上两点的投影确定,面的投影由线的投影确定,体的投影由面的投影确定。点、线、面、基本体投影讲完后安排学生进行UG基本体素的建模,结合三视图知识简单地介绍UG工程图功能,学生通过操作UG软件能立即看到三维实体与二维视图的投影对应关系,并去比较自己心中所想象的三视图与屏幕上显示的三视图是否吻合,反复思考三维实体与二维视图的投影对应关系。同时,笔者注意在基本体上指定一些特殊位置点、线、面,引导学生思考其投影并及时总结规律,配以对应的练习训练,效果较好。另外学生通过创建多种实体模型,在大脑中储存了这些模型信息,对后面的学有裨益。学生空间想象能力差的一个重要因素是大脑中存储的模型信息太少了,一旦学生积累了一定量模型信息,再灵活组织与应用,学生的空间想象能力会有较大提高。
3)立体表面交线是制图学习的难点之一。由于学生空间想象力不够,几乎不能完全正确地想象立体被切割后表面交线的形状,笔者利用UG创建未切割前的形体,而后让学生想象用截平面切割后,分析截平面与被切形体几个面相交,由此想象出截交线形状,再通过UG现场操作演示,动态旋转全方位观察截切之后截平面形状,不断与自己心中所想象的形状进行对比,分析两者相符合程度,若发现完全不符,则要仔细琢磨找出具体哪个特征被忽略了,而后再去操作截平面切割立体,通过表面取点法绘制截交线投影。这样反复操作,心中积累一定量立体模型,并不断琢磨立体被各个位置截平面切割后截交线形状,不断思考,反复经历立体建模、切割,观察截交线、绘制截交线等内容,对学生空间想象力培养比较有效。图3是笔者在讲截交线时所采用的一个例子。
对于相贯线,重点讲解两圆柱正交情形,其它情形作简单了解。两圆柱正交时,因圆柱直径不同,相贯线会发生变化,引导学生建模、观察、分析并总结规律。图4是笔者在讲相贯线时所采用的一个例子。
通过UG三维建模的恰当引入,使原本教学中的难点得到了有效解决,学生不再为想象不出来而觉得截交线、相贯线作图无从下手,教师也不再为学生作图困难而苦恼,最重要的是学生学会一种解决问题的思维方法,受益匪浅。
4)组合体是制图学习中承上启下的重要环节,既是对前面点、线、面、体投影的综合应用,又是后面机件的几何化模型。组合体学习围绕画图、读图和尺寸标注三大经脉,贯穿这三大经脉的分析方法是形体分析法,辅以线面分析法。笔者在教学过程中注重分析组合体的形成过程,并通过UG演示各个特征成形过程,将读图与画图贯穿于特征建模时绘制草图形状过程中,将尺寸标注贯穿于特征建模时对草图添加尺寸约束。
组合体的尺寸标注,可采用逐步造型法,在造型过程中需要输入的尺寸,在标注时必须注出。比如创建一个圆柱,必须输入底面直径和高度,因此标注圆柱时有两个尺寸:直径和高度。在讲切割型组合体尺寸标注时,注意建模过程尽量与实际加工顺序相吻合,建模时需要的尺寸即为组合体加工时必须保证的尺寸。
组合体读图是教学中的重中之重,常见的二求一或补画所缺图线练习,这类题首先应根据给出的视图想象三维形体,而后再去补画漏线或第三视图。在此笔者根据给出的视图,抓住特征视图,逐步创建组合体三维形体,并不断对照给出的视图,观察投影的变化,通过逐步切割或叠加,最终完成形体的建模,而后根据创建的三维模型,再补画漏线或第三视图。
以往学生认为,这类题目有时能想象出一部分,但由于这些构思均在大脑中,是无形的,看不见,所以到后面的线条或三视图就逐渐想不明白或想不出来,久而久之学生逐渐失去了信心,最终学得一知半解。现在引入三维建模方法,能将大脑中的构思立即转化为屏幕中有形的实体,在此基础上补画漏线或第三视图,感觉非常容易,一下子就看透了。当学生每想象出一个形体,每创建一个模型,学生获得一种成功的体验,心中很是愉悦,而且还会对此逐渐感兴趣,形成学习的良性循环。学生的这种思维方法掌握了,组合体的画图、读图和尺寸标注就不再是难点,而看成是创建一个个有意义的模型,这样的学习效果较传统教学好很多。
5)机件表达方法部分主要解决一个问题,即如何清楚表达机件各部分特征。通过创建实体模型,对表达不清楚的结构剖切后表达,根据剖切平面位置、被剖形体结构特点和剖切范围形成多种表达方法。
6)标准件与常用件的教学主要让学生明白国标中对常用件和标准件的一些规定画法、标记等。笔者结合UG软件适当增加标准件库和参数化建模的内容,让学生明白企业实况。
7)零件图、装配图教学围绕机械图样上包含的4个内容展开讲解。介绍读图方法并通过建模检验学生是否真正读懂图形。对于装配图,通过爆炸图让学生明白机器的组成,通过动画演示各零件装配过程和工作过程。笔者在教学过程中引导学生创建千斤顶零件模型并组装成机器。
5 教学取得的初步效果
笔者采用这种方法在09级模具设计与制造专业093班实施教学尝试,在制图教学中引入三维建模内容,后经10级模具102班进行试验,并不断修正与总结提高,学生的空间想象能力明显提高,识图能力明显增强,表现在以下三个方面。
5.1 在第一届华东区大学生CAD应用技能竞赛中成绩优异
2011上半年,在机电系范围内选拔学生参加CAD大赛,最终入选的12名参赛学生,有11人是试点班的学生,仅有一名是非试点班的。在参赛的学生中,获奖的学生有9名,且均为试点班学生,一等奖两名,二等奖三名,三等奖四名。
5.2 提前入门三维软件,为后续专业课程学习打好基础
三维建模在制图教学中的应用,降低了教学难度,拓展了学生解决问题的思路,提高了教学质量,经过建模实践,学生对三维形体与二维平面图形的对应关系把握得更牢,理解更深,提高了空间想象力,尤其在后续进行零件造型、分模及仿真中,试点班学生比非试点班学生接受快,理解透。
5.3 机械制图期末考试成绩对比
09级将模具093作为试点班,10级将模具102作为试点班,,学生最终期末成绩对比情况如图5、图6。
图5、图6清晰地反映了试点班学生成绩优秀率、良好率明显高于非试点班的学生。
6 几点思考
1)三维建模软件的学习只是工具,不是根本目的,因此,仍要保持机械制图整个知识体系的完整性。
2)工具的使用是为了更好地掌握学习的主要内容,所以仍应重视制图基本知识学习,不要由于引入建模、占用了一定的课时,而对制图知识一删再删,这一点不可取。
3)软件是工具,具体选择哪种软件与学校本身软硬件资源有关,但是并不影响这种教学模式的尝试与实践,Pro/E、UG、SolidWorks、AutoCAD等高、中、低端软件均可作为工具。
4)制图课不是重点讲解软件操作课,三维软件深入学习与应用仍需相关课程来补充。
7 结束语
三维建模引入机械制图教学,在诸多高校中实施,仅是实施的模式、制图与建模知识的结合点选择有所不同。本文侧重于原有制图基础知识的完整性与系统性,穿行三维建模的学习,目的在于辅助培养学生的空间思维能力,实践证明这种实践取得了一定的效果。
参考文献
[1]童秉枢,易素君,等.工程图学中引入三维几何建模的情况综述与思考[J].工程图学学报,2005,(4):130-134.
摘要:本文从艺术设计专业计算机辅助教学设计(CAD)课程教学现状、特征及其必要性入手,对比分析了艺术设计专业传统CAD教学方式与现代教学手段之间的区别,之后详细探讨了艺术设计专业现代CAD课程中几种有效的教学方式。
关键词:计算机辅助设计;课程教学;方式;手段
引言
在计算机技术不断发展和更新的形势下,CAD即计算机辅助设计也得到了逐步提升,该项技术在很多现实工程中得以运用,很多行业如艺术、机械、建筑等相关工程技术人员在设计、剖析产品时,都会首选这一辅助设计软件。在各所院校、专业中,其所设置的计算机辅助设计课程内容与目标也会不相同,然其对于教学工作的影响是重大的。以艺术设计专业为例,在艺术设计专业教学中,教师可优化CAD课堂教学内容及方法,以便提高学生的学习积极性,帮助其提高动手能力,并最终实现最佳的教学效果。
一、 艺术设计专业CAD课程教学现状、特征及必要性
1.1 艺术设计专业CAD课程教学现状分析
CAD 作为一项全新的、系统的应用技术,涉及多门学科及多领域的专业知识,近年来,该技术也得到了较快发展。国内很多企业都已广泛运用了CAD 技术,其研发设计产品也逐步实现了现代化,且在很多企业中,通常都是基层的技术人员来应用该项技术。鉴于此,高职或职业院校作为培养社会人才的主要场所,重视CAD基础教育已势在必行。
现阶段来看,各院校艺术设计专业CAD 教学存在下列普遍现象:首先是,“被动性教学”,也就是教师开展教学工作,只为达到教学目标,而不会考虑学生自身有没有实现目标;其次,“包办式教学”,也就是以教师为中心,而未能突出学生在教学中的主导地位,教师只顾将知识一味的灌输给学生,而不考虑心理及学习效果;再者,“教学过于随意”,教师没有认真挑选教学内容,未准备好所需的训练材料,教学上非常随意,也没有针对性,整个教学的实效性及效率都不高。
1.2艺术设计专业CAD课程的特征
艺术设计专业CAD课程所涉及的信息非常多,学生应记载的东西也很多,以往的教学手段已满足不了教育信息化的发展需求,因此在教学手上也应该有所创新。艺术设计专业CAD课程教学的特征大体包括:首先是深入分析了某些理论,同时在课堂中教师会通过演示与观看两种方式来对其进行讲解;其次,能针对学生使用软件过程中遇到的问题展开评析:再者,教师能直观的向学生介绍使用软件的相关技巧。现代化教学手段的使用,有效开发了各类学习资源,摈弃了过去以教材为中心的教学模式,而探索出了集文字、音像、数据等为一体的多媒体教学课件形式,教学内容结构性更强,也更为直观与形象,这就给学生带来了更全面的教学信息及表现方法,不管是艺术设计专业老师讲解还是艺术设计专业学生自学,都有一定的帮助。
1.3 艺术设计专业CAD课程教学的必要性
在计算机辅助设计教学行业中,CAD是众多用户都在使用的一款设计软件。CAD课程则是很多高职院校,尤其是艺术专业中的重点科目,不同的高校在不同的时期里,针对其自身的发展状况,对该课程内容及目标的设置都会有所不同。CAD软件图形拥有较强的交互能力,在很多艺术设计专业中能得到有效应用,有些需要强大功能的语言编程及数据库等教学内容,很难在短短的一个学期内让学生完全学好。在这种情况下,发现和发挥CAD应用型软件的优点及优势,能帮助艺术设计专业学生提高其动手能力,并在艺术设计专业中,不断提高其绘图能力,鉴于此,将CAD软件的学习纳入到艺术设计专业教学体系中,显得很有必要。
二、传统条件下艺术设计专业CAD课程所采用的教学方法
通常而言,在传统的艺术设计专业计算机辅助设计教学中,所采取的教学方法基本为:技术设计专业教师在课堂上演示如何使用某个软件或工具,该注意哪些操作问题,其中包含哪些明令,该如何使用这些命令等,而后,学生根据教师所讲授的课程,进行实地操作与模仿,并在这一过程中了解和记住这些工具及软件该如何使用。上述教学方法能让学生更直观的了解CAD软件操作的步骤,技术设计专业学生也能通过模仿来掌握工具或软件的使用方法,不过,在艺术设计工作中,很多创意元素都应该被添加进去,此时需要设计师们发挥自身的聪明才智,提供出更有创意的设计方案。然而,传统的艺术设计专业CAD教学方法只能让学生学到和应用古板的设计方法,而在那些实际案例中,却无法发挥出其内心的创意及想法,这不仅不利于其学习能力的提高,艺术设计专业CAD教学课堂所产生的教学效果也不佳。
现行高等院校教学中,开设的CAD课程有多种方式,其在教学内容及方式上也有很大不同,有不少院校还停留在CAD软件基础知识的学习上,而没有注重培养学生的实践及操作能力,CAD教学只是一种点缀,教学所产生的效果还停留在初级软件培训的那种低水平上,与学生毕业后就业所需达到的要求还远远不够。在这种情况下,高职院校及各级学校就必须注重在校内外培养学生的CAD理论学习及操作能力,发挥CAD应用在各级高职教育中的地位及作用,让其帮助诸如艺术设计专业学生更好的就业。
三、艺术设计专业现代CAD课程教学方式分析
3.1以问题为中心展开教学
在传统的教学中,课堂上的问题大都是教师事先安排的,整节课就以提问和解决问题为中心来进行,只要做好了这些,教师便会认为这一节课已完成任务。然而,这种提问、解决问题问题的教学方式,会让学生形成一定的依赖性,这使得其在处理问题时常常会不知所措。鉴于此,教师应了解,问题意识及能力对于培养学生创新思想的意义,教师不能一味帮学生提出和解决问题,而是要引导其发现问题,将问题贯穿于整个教学过程。以问题为中心的教学方式,理应让学生通过观察其日常生活或同教师、学生一起商讨、分析所形成的教学模式。只有这样,教学方可真正发展学生的探索意识及单独解决问题的能力。
3.2不断更新教学内容
在计算机技术不断发展的形势下,知识更新的速度也越来越快。要让学生了解和应用先进的CAD技术,就必须对以往的内容做出删减,而更新一些新内容,使之赶上时展的脚步。在课堂上,应将最新版AutoCAD软件的开发应用纳入教学,让学生了解软件开发的基本知识,并运用该软件的二次开发来促使其绘图效率进一步提高。教师要详细讲解CAD接口技术、软件工程技术等内容,要让学生掌握软件工程的定义、内涵,了解CAD应用软件所涉及的开发流程及编制文档的具体要求,在实际的教学过程中,可发挥CAD的可开发性特征,让学生了解其基本的可开发功能,从而对更全面的了解计算机辅助设计这门课程,这有利于艺术设计专业学生更好的理解这门课程。
3.3 启发式教学
启发式教学即在情境教学的理论指导下,为学生营造出一个与其自身知识体系相适应的问题情境,以更好的激发其学习的兴趣及积极性。从艺术设计专业的学科及学生特征来看,创设与机械设计制图相适应的问题情景,可让学生更好的运用AutoLISP语言来开发AutoCAD软件,使其绘图效率进一步提高。
启发式教学可提高学生的积极性.可从单个学生的自身特征出发,创设出各种有效的教学环境,如对比“专业的CAD软件同Auto.CAD软件”之间的区别,分析和讨论“专业软件开发”这一问题并进行总结;此外,可重视学生的日常实践,把课堂学到的知识、技能全都用到实际中去。
3.4 案例教学
选取的案例合适与否,这决定了案例教学法能否成功。案例应同教学内容、专业特征连结起来,应选择实用性、典型且风趣的案例进行解说。在阐述定义及知识的基础上,还应挑选工程设计实例来当作教学案例进行讲解,并引导学生积极进行思考与讨论,帮助其发现和找到处理问题的方式及方法,最终实现理想中的教学目标。分解与解决案例应做到循序渐进,最初所涉及的内容不应太多太深入,避免学生一开始就不愿意或害怕继续学习,教师对所选实例进行讲解后,学生应在教师提出的要求下进行操作,以便将计算机应用到设计中去。教师应运用系统软件来收集与整合学生平日里完成和提交的作业,收并将这些作业作为学生期末考试的衡量标准。老师还应及时了解和把握学生对其学习的反馈信息,及时做好总结,以便为接下来的教学累积经验。总的来说,实例教学能让学生摆脱原来的单纯模仿的学习方法,转而进行自主学习,教师也能在这样的情况下,有序的组织其教学内容。
3.5 目标、任务式教学
目标、任务式教学即挑选某些工程设计图来进行实验,为学生制定相应的任务及目标,这实质上是驱动其融入学习的有效方式。开展实验应尽可能的做到“精”与“全”,如果能让学生在问题中学习,其学生兴趣也会得到有效提高。实验中,老师应适时的进行“精讲”,并让学生进行多次、反复练习,先通过实验来证明某一理论,然后再让其掌握方式及技巧,逐步发挥其创造意识及能力。
3.6 实践与理论相结合的现代化教学手段
现代教学中,通常强调课堂讲解与实践教学融合的教学方式.讲解基础知识大多是通过多媒体课件进行,学生看课件后有所了解和学习理.而如今的电子课件却给教师带来了更多方便,其信息容量也增加了很多。
(1) CAD课程教学既要重视实践操作,也应强化实验指导,鉴于此,在开展该课程的实验中,教师应重视其管理工作,要让每一位学生都能拥有动手的机会,避免剽窃、抄袭现象出现,除必要的实习指导外,还可通过观览与实验各大环节及操作方式相关的实验教学课件,以便让学生更好的完成实验.
(2) 坚持主体性学习的教学原则
教学方面,应坚持以学生为中心、充分发挥教师的引导作用,也就是主体性学习的教学原则。在运用先进教育技术的工作中,应重视将技术与课程连结起来。首先,应用技术可从深度与广度上影响学生及其知识结构。其次,应用技术能帮助其脱离教室、书本的桎梏,开拓散发性的外部思维。再者,应用技术能让教师制定合理的教学策略,发挥学生的思考、想象及创新能力。如讲解CAD软件的基本操作时,教师可充分利用多媒体课件及工具,配合其讲解与示范。
3.7 创新评价方式
以往评价学生,教师通过会采用笔试的方法进行,这种评定方法实质上不利于全面分析学生的发展情况,有时甚至会显的僵化,给学生的发展及进步带来很多负面影响。不少院校的教师在其第一节课中就会向学生表明,这门课程评定成绩所采取的办法为:平时成绩占一半(其中课堂活跃度、上机情况、书面报告等包含在内),期末答题成绩占一半5(这一成绩主要分为笔试与上机成绩两部分)。在服务器上,教师通过会以班级为单位来划分空间,并在服务器上批改他们的作业,对其进行评分,而学生在服务器上也能看到其作品,并给予自评。此外,学期完毕前的4周左右,教师安排任务,通常也成为考前作业,划定此次作业的范围、格式及内容等。在相应的时间里,将作业收集起来,并安排合理的时间,让学生之间共同来分享、交流作品,对彼此的作品进行评价。这种相互评价的方式能帮助学生更全面的了解学习成果,选出其中创意最佳、观赏价值最高的图片。值得一提的是,评估教学效果既是要了解学生的学习状况,同时也是了解反馈信息、进一步修订教学方案的重要方法。鉴于此,评估教学效果不仅要考察学生应用CAD软件的能力,还必须在其关联的各个专业课程成绩进行考评,认真、客观的分析学生应用CAD技术的能力,以便提高实际的教学效果。
结语
计算机辅助设计课程是一门基础的技术科目,它在产品结构设计领域中有着非常重要的作用,目前很多高校艺术设计专业都已开设了计算机绘图CAD课程,然而其在实际的教学过程中却还存在很多难以掌握的地方,操作中也容易出现问题,鉴于此,教师应不断探索新的教学方式,让其更深入的了解相关行业知识,帮助其日后更好地就业。(作者单位:郑州航空工业管理学院)
参考文献
[1]郑冬花,叶丽珠.对高校信息技术课程教学的探索田.科教探索,2008,(12).
[2]于迎霞.高校信息技术类课程多媒体教学方式探索[J].中国信息技术教育,2010,(21).
[3]施明利,朱军,邵发良.网络教学发展的思考[J].继续教育,2012
关键词:压力管道 焊接质量控制
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(a)-0137-02
压力管道指的是在日常生产、生活中用到的可能会引起燃爆或中毒等具有危险性的特殊设备,因为管道施工绝大多数是在现场施工的,相对与其他施工,现场施工作业面积广,对于质量控制的难度比较大,影响因素比较多,而且投入使用后又是带压工作,尤其是化学工业管道,质量稍有问题就会带来巨大隐患。所以如何控制管道焊接施工过程是保证管道施工质量的关键,压力管道是广泛使用在工业和民用项目中,从油气输送管道到住宅水气管线应用很广。管道的施工主要是焊接施工,监理过程中管道的焊接过程分为管道焊前组对、焊接施工、焊后检验、试验等过程,其质量的好坏直接影响管道内介质的流量、流向,因此对工业项目和民用项目压力管道的施工国家和行业标准都有着极为严格的要求,管道磨损情况和管道本身安全运行都与这方面内容息息相关,从焊缝表面缺陷大小和焊缝内部缺陷检查都有相关的标准。
1 焊接质量管理的概念
质量管理指的是在整个生产过程中要满足产品的使用目的,焊接质量不仅仅是焊接本身的质量要好而且焊接之前各工序的质量,主要是分段和部件装配的精度,也就是零部件尺寸的正确性和精度也要好,简单地对于焊接来说,焊接本身最为注重的就是焊接构件的质量问题,要保证焊接质量,不仅仅是焊接质量本身的质量要好,还要在焊接之前,焊接当中以及焊接完成以后来做焊接质量的管理,只有在焊接当中做好质量的监督和管理,才能够保证于优质的焊接产品。焊接工序本身的质量管理是根据不同的操作者的技能而定的,这个时候自主质量管理就起到主导的地位。质量管理的目标大致来说可分为以下三种。
(1)以降低生产成本为目的。
(2)以保证最终产品质量和使用性能为目的。
(3)以提高产品价值为主而达到良好的外观质量为目的。
所以,对于焊接质量管理必须考虑到产品的性能,价值和生产成本等综合因素,采用全面的质量管理方法,将产品质量控制在上部界限和下部界限之间自主质量管理的特点是经常以略高于操作者实际能力水平为目标,并向这一目标迈进,也就是说,自主质量管理是一种通过不断改进生产技能努力实现目标的质量管理方式。
2 压力管道焊接质量控制方法
2.1 施工人员的控制
在任何施工质量控制过程中“人”始终是第一要素,在焊接质量控制中也一样。要想对压力管道受压元件进行焊接施工,施工人员必须通过基本知识和操作技能考试通过后,方能取得质量技术监督部门颁发的焊工合格证,并且在有效期内才能进行相应项目的焊接工作。同时施工企业必须与焊工签订相应的劳动合同。焊接机组所有人员都必须以保证焊接质量为中心,尽力做好本职工作。除此以外,质检员要起到严格把关的作用。他们的作用就是及时发现问题,及时给予纠正,及时反馈质量信息,从而杜绝不合格品情况的发生。
2.2 施工方案、焊接工艺评定的检查
管道施工前监理人员首先要检查施工单位管道施工方案,另外对焊接工艺评定严格检查,施工单位原有的焊接工艺应覆盖该项目所使用的全部管道材料、规格,焊接接头形式的焊接工艺评定覆盖达到100%,压力管道焊接施工中各种材质,同时已评定合格的焊接工艺中应包含焊接方法、焊接技术、填充金属的型号、焊接位置等信息。如原有的焊接工艺不能覆盖该项目所使用的管道材料、规格,需编制新的焊接工艺,并按照相应的国家规范要求进行评定。
2.3 分析焊接接头的质量
一般都希望焊接接头的工作性能等于或优于母材,为此须从母材的焊接性分析入手,寻找能保证焊接接头质量的办法,首先是分析工艺焊接性,从化学冶金和热作用角度,根据产品结构特点和材料的化学成分,分析用什么焊接方法才能获得最好的焊接接头,包括焊缝金属和热影响区,产生的焊接缺陷最少;其次是根据所选焊接方法的工艺特点,探求是否可以通过调整焊接工艺参数或采取一些特殊措施,消除可能产生的焊接缺陷;最后是分析使用焊接性预测所选的焊接方法和工艺措施焊成的接头,其使用性能,如强度、韧性、耐蚀性、耐磨性等是否接近或超过母材的性能或是否符合设计要求,不排除重新选择焊接方法或改变某些工艺参数的方案。
2.4 分析焊接结构形状和尺寸
在焊接产品图样及技术文件中,常以公差等形式规定了产品几何形状与位置精度和尺寸精度方面的要求,如果生产过程中备料质量和装配质量都得以保证,焊后产生结构形状和尺寸超差的原因,主要是焊后的应力与变形,为此必须从影响焊接变形的各种因素进行分析。
2.5 管道的焊接工艺质量控制
(1)尽可能地减少结构上的焊缝数量和焊缝的填充金属量。这是设计焊接结构时一条最重要的原则。因为它不仅仅是对减少焊接应力与变形有利,而且对许多方面都有利。
(2)尽可能地选用对称的构件截面和焊缝位置。这种焊缝位置对称于构件截面的中性轴或使焊缝接近中性轴时,在焊后能得到较小的弯曲变形。
(3)尽可能地减小焊缝截面尺寸。在不影响结构的强度与刚度的前提下,尽可能地减小焊缝截面尺寸或把连续角焊缝设计成断续角焊缝,减少塑性变形区的范围,使焊接应力与变形减少。
(4)采用合理的装配焊接顺序。对复杂的结构应采用分部件装配法,尽量减少总装焊缝数量并使之分布合理,这样能大大减少结构的变形。为此,在设计结构时就要合理地划分部件,使部件的装配焊接易于进行和焊后经矫正能达到要求,这样就便于总装。由于总装时焊缝少,结构刚性大,焊后的变形就很小。
(5)尽量选用焊接性好的材料来制造焊接结构在结构选材时首先应满足结构工作条件和使用性能的需要,其次是满足焊接特点的需要。在满足第一个需要的前提下,首先考虑的是材料的焊接性,其次考虑材料的强度。另外,在结构设计的具体选材时,为了使生产管理方便,材料的种类、规格及型号也不宜过多。
(6)合理地确定焊缝尺寸。确定工作焊缝的尺寸,通常用等强度原则来计算求得。但只靠强度计算有时还是不够的,还必须考虑结构的特点及焊缝布局等问题。例如,焊脚小而长度大的角焊缝,在强度相同情况下具有比大焊脚短焊缝省料省工的优点
2.6 建立质量保证体系
焊接单位和焊接技术人员必须坚持质量第一的原则,建立质量保证体系。采用“计划—执行—检查—处理”循环工作方法,对焊接材料、方法、技术等相关因素进行严格的控制,并在过程不断地改进不合理之处,做好施工后的检查工作。最关键的举措就是实行分项焊接项目的质量考核制度,定期地检查焊接工作,以便及时发现问题,及时处理。
3 结语
压力管道的作业一般都在室外,敷设方式有架空、沿地、埋地,甚至经常是高空作业,环境条件较差,质量控制要求较高。由于质量控制环节是环环相扣,有机结合,一个环节稍有疏忽,导致的都是质量问题。而焊接是压力管道施工中的一项关键工作,其质量的好坏、效率的高低直接影响工程的安全运行和制造工期,因此过程质量的控制显得更为重要。根据压力管道的施工要求,必须在人员、设备、材料、工艺文件和环境等方面强化管理。有针对性地采取严格措施,才能保证压力管道的焊接质量,确保优质焊接工程的实现。
参考文献
[1] 夏启彪.谈监理工程师对管道焊接的质量控制[J].科技风,2010(6):128-129.