摘要:隨著綠色制造逐漸成為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢,綠色制造技術(shù)也成為高校學(xué)生所必須掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容。本文針對(duì)綠色制造教學(xué)中存在的問題,提出綠色制造與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)辦法。在成形磨齒實(shí)驗(yàn)過程中,通過對(duì)綠色制造技術(shù)的應(yīng)用和講解,培養(yǎng)學(xué)生樹立綠色制造意識(shí),掌握綠色制造方法。
關(guān)鍵詞:綠色制造 成形磨齒 實(shí)踐教學(xué)
經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的21世紀(jì),人類社會(huì)面臨著環(huán)境、資源和人口三大難題,可持續(xù)發(fā)展模式是人類社會(huì)可望建立的最佳且唯一的發(fā)展模式。隨著現(xiàn)代制造業(yè)不斷朝著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型方向發(fā)展,綠色制造的先進(jìn)理念正逐漸形成。隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng),那些不推行綠色制造技術(shù)和不生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的企業(yè),將會(huì)在市場競爭中被淘汰,使發(fā)展綠色制造技術(shù)勢在必行。
綠色制造(Green-manufacturing),又稱環(huán)境意識(shí)制造(Environmentally Conscious Manufacturing)、面向環(huán)境的制造(Manufacturing For Environment)等。它是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式,其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對(duì)環(huán)境的影響(負(fù)作用)最小,資源利用率最高,并使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。綠色制造這種現(xiàn)代化制造模式,是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。綠色制造技術(shù)的核心發(fā)展理論為:(1)減量化(Reduce),就是在產(chǎn)品的研發(fā)階段就關(guān)注節(jié)能環(huán)保的重要性。(2)重用(Reuse),就是對(duì)于生產(chǎn)的綠色產(chǎn)品及其零配件實(shí)現(xiàn)多級(jí)利用。(3)再生循環(huán),(Recycle)就是能夠?qū)崿F(xiàn)綠色制造產(chǎn)品的再利用。
高等院校機(jī)械工程專業(yè)的課程教學(xué)中必須要將綠色制造的概念引入到學(xué)生們所學(xué)習(xí)的課程中,以培養(yǎng)學(xué)生的綠色設(shè)計(jì)與制造的思維和理念。讓學(xué)生走入工作崗位中時(shí)能夠有綠色制造的意識(shí)。然而現(xiàn)有的有關(guān)綠色制造的教學(xué)還只是停留在理論知識(shí)的講解上,不能夠和實(shí)踐相結(jié)合,因此造成學(xué)生對(duì)綠色制造的忽視。對(duì)學(xué)生綠色制造意識(shí)的培養(yǎng)往往事倍功半,沒有很好的效果。所以本文以成形磨齒實(shí)驗(yàn)為例,將綠色制造的概念放到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,讓學(xué)生直觀的感受到綠色制造在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。
一、綠色制造在成形磨齒實(shí)驗(yàn)中的滲透教學(xué)
凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。——《禮記·中庸》無論什么事情只要提前準(zhǔn)備都會(huì)使這件事情變得簡單。所以首先要讓學(xué)生在課前查找一些關(guān)于綠色制造的資料,了解綠色制造的概念。這樣在實(shí)驗(yàn)課過程中學(xué)生會(huì)注意到與之有關(guān)的方面并進(jìn)行思考,在講解綠色制造技術(shù)的時(shí)候就會(huì)事半功倍。成形磨齒課程中,利用學(xué)校里實(shí)驗(yàn)室的資源主要對(duì)以下應(yīng)用在成形磨齒中的綠色制造技術(shù)進(jìn)行講解。
1.實(shí)驗(yàn)過程中磨削液的重復(fù)利用和處理方法
在成形磨齒的教學(xué)中,對(duì)齒輪進(jìn)行磨削加工時(shí),為了降低刀具和工件的溫度,噴注足量的磨削液可以有效的降低磨削溫度。使用磨削液,除了可以起冷卻作用外,還可以起到潤滑、清洗、防銹等功能。在高速磨削過程中,由于冷卻液的使用會(huì)產(chǎn)生大量的油霧和混雜著鐵屑的油污。而這些油霧和油污會(huì)對(duì)磨削加工生態(tài)和環(huán)境造成污染,并對(duì)操作者健康造成傷害。所以我們?cè)诮虒W(xué)中使用的磨削機(jī)床采用全密封護(hù)罩以保護(hù)操作者,并防止油霧和油污外泄。并且使用油霧分離器將油霧中的油進(jìn)行冷凝回收再進(jìn)行循環(huán)利用,將無污染的霧排向?qū)嶒?yàn)室。而混雜著鐵屑的油污則通過過濾系統(tǒng)將鐵屑和大部分油污分離,及時(shí)干凈的將其中磨屑過濾出來。這樣既可以對(duì)磨削液進(jìn)行重復(fù)利用,減少磨削液的消耗,還不會(huì)污染到實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境。
2.實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)加工工藝進(jìn)行改良
在成形磨齒實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中,減少工藝調(diào)整的時(shí)間就可以節(jié)約調(diào)整時(shí)間中機(jī)床的能耗,選擇最優(yōu)化加工步驟可以減少磨削中耗材的損耗。所以在教學(xué)過程中,可以采用通過合理設(shè)置參數(shù),使加工過程中工藝的調(diào)整時(shí)間減少。提高產(chǎn)品的生產(chǎn)使用效率。在調(diào)整參數(shù)時(shí),我們將自己設(shè)計(jì)的軟件內(nèi)嵌到齒輪磨削機(jī)床中,再對(duì)實(shí)驗(yàn)所需加工的齒輪參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。通過軟件內(nèi)置算法的計(jì)算快速得到齒輪磨削的最優(yōu)步驟,即在不降低齒輪性能和磨削精度的情況下使用最簡化的加工步驟達(dá)到形成目標(biāo)齒輪目的的步驟。這樣,就節(jié)省了進(jìn)行工藝調(diào)整的時(shí)間,也減少加工元件的損耗,達(dá)到節(jié)約能源和資源的效果。
二、綠色制造技術(shù)的討論教學(xué)
在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中,首先,讓學(xué)生進(jìn)行一些關(guān)于綠色制造的討論會(huì)使學(xué)生對(duì)綠色制造再次加深印象,并且會(huì)有更好的理解。其次,讓學(xué)生發(fā)散思維,提出有關(guān)綠色制造的建議和見解。這樣不但有利于綠色制作的理念更加深入人心,而且能夠讓每個(gè)學(xué)生都參與到綠色制造工藝的設(shè)計(jì)中,使學(xué)生的積極性大大增強(qiáng),提升對(duì)綠色制造技術(shù)的認(rèn)同感。在課堂中采用分組的方式進(jìn)行討論,要求在一段時(shí)間后進(jìn)行總結(jié)發(fā)言。老師在課堂中的任務(wù)是對(duì)學(xué)生的討論內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo),提出實(shí)際問題讓學(xué)生進(jìn)行思考,并在討論過程中給出關(guān)于齒輪磨削機(jī)床綠色制造技術(shù)的發(fā)展方向。再次,對(duì)學(xué)生的討論進(jìn)行總結(jié)發(fā)言,總結(jié)發(fā)言中對(duì)學(xué)生的想法進(jìn)行講評(píng),肯定正確,糾正錯(cuò)誤,引導(dǎo)學(xué)生更加全面的思考問題。最后,對(duì)綠色制造技術(shù)進(jìn)行延伸,讓學(xué)生了解一些國際上先進(jìn)的綠色設(shè)計(jì)和綠色制造方法和思路。這樣在討論中加深學(xué)生對(duì)綠色制造概念的印象,并且通過老師對(duì)綠色制造技術(shù)的介紹和延伸,引起學(xué)生對(duì)綠色制造技術(shù)的興趣和重視。
三、總結(jié)
通過在成形磨齒教學(xué)中對(duì)綠色制造的概念進(jìn)行滲透,對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),初步完成了以下幾個(gè)目標(biāo):
1.拓寬了學(xué)生的知識(shí)面,在實(shí)驗(yàn)課堂中學(xué)習(xí)綠色制造的知識(shí),讓學(xué)生對(duì)綠色制造有更深的認(rèn)識(shí),使學(xué)生樹立了綠色制造的意識(shí)。
2.發(fā)散了學(xué)生的思維,讓學(xué)生更加善于思考問題,尋找解決問題的辦法。
3.活躍了課堂的氣氛,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生在輕松自在的環(huán)境中交流自己的想法。
總之,在成形磨齒實(shí)驗(yàn)中對(duì)綠色制造技術(shù)的應(yīng)用,有助于培養(yǎng)學(xué)生綠色制造意識(shí),為學(xué)生在以后生產(chǎn)、技術(shù)、管理等方面充分利用綠色制造方法打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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