成形磨齒試驗臺在綠色制造方面的滲透教學

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，綠色制造技術也成為高校學生所必須掌握的學習內(nèi)容。本文針對綠色制造教學中存在的問題，提出綠色制造與生產(chǎn)實踐相結合的教學辦法。在成形磨齒實驗過程中，通過對綠色制造技術的應用和講解，培養(yǎng)學生樹立綠色制造意識，掌握綠色制造方法。

關鍵詞：綠色制造 成形磨齒 實踐教學

經(jīng)濟快速發(fā)展的21世紀，人類社會面臨著環(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，綠色制造的先進理念正逐漸形成。隨著人們環(huán)保意識的逐漸增強，那些不推行綠色制造技術和不生產(chǎn)綠色產(chǎn)品的企業(yè)，將會在市場競爭中被淘汰，使發(fā)展綠色制造技術勢在必行。

綠色制造（Green-manufacturing），又稱環(huán)境意識制造（Environmentally Conscious Manufacturing）、面向環(huán)境的制造（Manufacturing For Environment）等。它是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，其目標是使產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響（負作用）最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(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)階段就關注節(jié)能環(huán)保的重要性。（2）重用（Reuse），就是對于生產(chǎn)的綠色產(chǎn)品及其零配件實現(xiàn)多級利用。（3）再生循環(huán)，（Recycle）就是能夠實現(xiàn)綠色制造產(chǎn)品的再利用。

高等院校機械工程專業(yè)的課程教學中必須要將綠色制造的概念引入到學生們所學習的課程中，以培養(yǎng)學生的綠色設計與制造的思維和理念。讓學生走入工作崗位中時能夠有綠色制造的意識。然而現(xiàn)有的有關綠色制造的教學還只是停留在理論知識的講解上，不能夠和實踐相結合，因此造成學生對綠色制造的忽視。對學生綠色制造意識的培養(yǎng)往往事倍功半，沒有很好的效果。所以本文以成形磨齒實驗為例，將綠色制造的概念放到實驗教學中，讓學生直觀的感受到綠色制造在生產(chǎn)實踐中的應用。

一、綠色制造在成形磨齒實驗中的滲透教學

凡事預則立，不預則廢?！抖Y記·中庸》無論什么事情只要提前準備都會使這件事情變得簡單。所以首先要讓學生在課前查找一些關于綠色制造的資料，了解綠色制造的概念。這樣在實驗課過程中學生會注意到與之有關的方面并進行思考，在講解綠色制造技術的時候就會事半功倍。成形磨齒課程中，利用學校里實驗室的資源主要對以下應用在成形磨齒中的綠色制造技術進行講解。

1.實驗過程中磨削液的重復利用和處理方法

在成形磨齒的教學中，對齒輪進行磨削加工時，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對磨削加工生態(tài)和環(huán)境造成污染，并對操作者健康造成傷害。所以我們在教學中使用的磨削機床采用全密封護罩以保護操作者，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行冷凝回收再進行循環(huán)利用，將無污染的霧排向實驗室。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，及時干凈的將其中磨屑過濾出來。這樣既可以對磨削液進行重復利用，減少磨削液的消耗，還不會污染到實驗室的環(huán)境。

2.實驗過程中對加工工藝進行改良

在成形磨齒實驗的整個過程中，減少工藝調(diào)整的時間就可以節(jié)約調(diào)整時間中機床的能耗，選擇最優(yōu)化加工步驟可以減少磨削中耗材的損耗。所以在教學過程中，可以采用通過合理設置參數(shù)，使加工過程中工藝的調(diào)整時間減少。提高產(chǎn)品的生產(chǎn)使用效率。在調(diào)整參數(shù)時，我們將自己設計的軟件內(nèi)嵌到齒輪磨削機床中，再對實驗所需加工的齒輪參數(shù)進行設置。通過軟件內(nèi)置算法的計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到形成目標齒輪目的的步驟。這樣，就節(jié)省了進行工藝調(diào)整的時間，也減少加工元件的損耗，達到節(jié)約能源和資源的效果。

二、綠色制造技術的討論教學

在實驗進行中，首先，讓學生進行一些關于綠色制造的討論會使學生對綠色制造再次加深印象，并且會有更好的理解。其次，讓學生發(fā)散思維，提出有關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，而且能夠讓每個學生都參與到綠色制造工藝的設計中，使學生的積極性大大增強，提升對綠色制造技術的認同感。在課堂中采用分組的方式進行討論，要求在一段時間后進行總結發(fā)言。老師在課堂中的任務是對學生的討論內(nèi)容進行適當引導，提出實際問題讓學生進行思考，并在討論過程中給出關于齒輪磨削機床綠色制造技術的發(fā)展方向。再次，對學生的討論進行總結發(fā)言，總結發(fā)言中對學生的想法進行講評，肯定正確，糾正錯誤，引導學生更加全面的思考問題。最后，對綠色制造技術進行延伸，讓學生了解一些國際上先進的綠色設計和綠色制造方法和思路。這樣在討論中加深學生對綠色制造概念的印象，并且通過老師對綠色制造技術的介紹和延伸，引起學生對綠色制造技術的興趣和重視。

三、總結

通過在成形磨齒教學中對綠色制造的概念進行滲透，對學生進行引導，初步完成了以下幾個目標：

1.拓寬了學生的知識面，在實驗課堂中學習綠色制造的知識，讓學生對綠色制造有更深的認識，使學生樹立了綠色制造的意識。

2.發(fā)散了學生的思維，讓學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)了學生的學習興趣，讓學生在輕松自在的環(huán)境中交流自己的想法。

總之，在成形磨齒實驗中對綠色制造技術的應用，有助于培養(yǎng)學生綠色制造意識，為學生在以后生產(chǎn)、技術、管理等方面充分利用綠色制造方法打下堅實基礎。

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