《国家级工程训练示范中心“十二五”规划教材:工程认知实践教程》包括工程概论、工程设计、工程材料、毛坯成形技术、零件成形技术、机械测量技术、机电一体化技术及工程创新思维与方法等内容。全书有3个主要特点:一是概括性地介绍了工程的概念、工程人才、工程环境、工程系统、工程伦理以及工程与科学、技术、产业的关系,言简意赅地阐明了工程的哲学思想;二是从工程设计、制造流程、机电一体化等方面形成了较为完善的技术体系;三是安排了工程创新教育实践教学内容,针对学生受传统应试教育思维束缚严重的现状,从创造性思维和技术创新方法论两个角度锻炼学生的创新能力与创新精神。
《国家级工程训练示范中心“十二五”规划教材:工程认知实践教程》可作为工科专业学生工程实践类课程教材,也可作为企业技术和管理人员的参考读物。
工程活动的开展,对社会的文明和进步起到了巨大的推动作用。同时,从消极的角度看,一些工程活动也对人类赖以生存的生态环境造成严重的破坏并考验着人类的良知。任何一个人在其生命旅途中都自觉或不自觉地受着工程的深刻影响。在全球技术经济飞速发展、人才竞争日益激烈、用人标准不断提高的大背景下,工科院校的学生,即便是经管、文法专业的学生,都应该审视自身所处的工程环境,不断拓展知识领域,注重培养工程素质。在大工程背景下培养学生的工程素质,其工程素质的概念远非单纯指工程技术或工艺方面的能力。在激烈竞争的市场环境中,学生除应掌握必要的理论和实践知识外,还应主动去适应市场,在头脑中树立管理意识、质量意识、创新意识、安全意识、营销意识、群体意识、环境意识、法律意识等,这些都是具备优秀综合工程素质的学生所不可缺少的。
工程教育以培养优秀工程技术人才为己任,其核心特征在于教育过程中突出的实践性。目前在全球范围工程师严重短缺的背景下,拥有世界上最大规模工程教育的中国,应站在市场经济发展和企业技术需求的角度,深刻反思工程教育领域存在的诸如理念、定位、实效、体制等方面的问题。而过于传统的实践教学过程已经不能有效地促进学生综合工程素质的锻炼和提高。工程实践教学的过程是在特定的工程实践环境中对学生进行综合的、集工程设计、制造、管理、创新等环节为一体的全面工程技术训练。随着现代设计与制造技术、信息技术、自动化技术、现代管理技术等与现代工程的相互交融、渗透,工程实践教学的内涵不断深化,教学内容不断拓展。目前在工程实践教学中存在着设计与工艺严重脱节、应试性的计划教学痕迹过重、亟待建立创新性工程实践教学模式、工程素质培养界定不清等突出问题。面对这些问题,工程实践教学改革必须贯彻以学生为本,知识、能力、素质协调发展,学习、实践、创新相互促进的实践教学理念,探索和构建新的工程实践教学课程体系,深化教学方法改革。
本书立足于工科以及经管、文法专业的学生开展工程认知教育,从技术和非技术两个层面系统地介绍工程知识,力图使学生通过对本课程的学习,在技术层面了解制造过程的基本流程和主要方法; 在非技术层面认识工程的概念、特征以及工程环境、工程系统、工程伦理等内容,能够理解现实中的工程现象,辩证地思考工程哲理问题。本书的主要特点:
(1) 阐述工程思想,认识工程概论。本书第1章介绍了工程的概念、工程人才、工程环境、工程系统、工程伦理以及工程与科学、技术、产业的关系,言简意赅地阐明了工程的哲学思想。
(2) 完善技术体系,侧重制造流程。本书强调工程设计与加工工艺并重,从工程设计入手,对制造过程所涉及的工程材料、成形技术、质量检验等内容进行了系统介绍。本书第7章扼要阐述了当今社会生产生活中无处不见的机电一体化产品的技术。
(3) 培养创新思维,注重创新方法。本书安排了工程创新教育实践教学内容,针对学生受传统应试教育思维束缚严重的现状,从创造性思维和技术创新方法论两个角度锻炼学生的思维创新能力与创新精神。
全书由王浩程任主编,负责全书的策划、组织和统稿工作,并编写第1~4章和第8章,刘健编写第5~7章。
尽管主观上做了很大努力,但由于水平有限,书中难免有不足甚至错误,恳请广大读者批评指正。
编者2013年2月
第1章 工程概论认知
1.1 工程概述
1.2 工程人才与工程教育
1.3 工程环境
1.3.1 工程与自然环境
1.3.2 工程教育的环境
1.4 工程系统
1.5 工程伦理
1.5.1 概述
1.5.2 工程师的伦理意识与责任
1.6 工程与科学、技术、产业的关系
1.6.1 概念描述
1.6.2 辩证关系
第2章 工程设计认知
2.1 工程设计概述
2.2 工程设计的一般过程
2.3 现代设计方法概述
2.3.1 优化设计
2.3.2 可靠性设计
2.3.3 并行设计
2.3.4 虚拟设计
2.3.5 有限元方法
2.3.6 逆向工程
2.4 机械工程设计
2.4.1 机械产品结构设计
2.4.2 机械产品工艺设计
2.4.3 设计、制造和工艺的关系
2.4.4 工程设计软件
第3章 工程材料认知
3.1 工程材料概述
3.1.1 工程材料的分类
3.1.2 金属材料的内部结构
3.1.3 金属材料的性能
3.2 金属材料性能的改变
3.2.1 金属材料的热处理方法
3.2.2 典型机械零部件的热处理工艺
第4章 毛坯成形技术认知
4.1 毛坯成形方法概述
4.2 铸造成形技术
4.2.1 砂型铸造基础知识
4.2.2 特种铸造方法
4.3 锻压成形技术
4.3.1 方法概述
4.3.2 自由锻造
4.3.3 模型锻造
4.3.4 板料冲压
4.4 焊接成形技术
4.4.1 金属连接工艺
4.4.2 常用焊接方法
第5章 零件成形技术认知
5.1 机械零件的分类
5.1.1 轴类零件
5.1.2 盘套类零件
5.1.3 箱体类零件
5.2 零件成形方法
5.2.1 旋转体零件成形方法
5.2.2 平面沟槽类零件成形
5.2.3 孔的成形
5.2.4 零件的精密成形方法
5.2.5 钳工及机械拆装工艺
5.3 零件成形技术经济分析
5.3.1 零件成形主要技术经济指标
5.3.2 产品加工材料的选用原则
第6章 机械测量技术认知
6.1 产品质量的概念
6.2 测量方法
6.3 常用机械测量工具
6.4 三坐标测量技术
6.4.1 三坐标测量机简介
6.4.2 三坐标测量机的类型、组成和结构
6.4.3 三坐标测量机的测量系统
第7章 机电一体化技术认知
7.1 机电一体化技术概述
7.2 机电一体化产品的组成和主要特点
7.3 机电一体化的单元技术
7.3.1 机械技术
7.3.2 传感检测技术
7.3.3 伺服驱动技术
7.3.4 自动控制技术
第8章 工程创新思维与方法认知
8.1 创新思维概论
8.1.1 创新的概念
8.1.2 创新思维
8.1.3 创新思维的障碍
8.1.4 创新思维的方式
8.1.5 工程创新技法
8.2 技术创新方法概论
8.2.1 技术创新
8.2.2 TRIZ理论及方法
参考文献