机械设计技术论文范文
时间:2023-03-16 12:29:44
导语:如何才能写好一篇机械设计技术论文,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
1.1实践性强
工业设计的一个重要的目标就是通过设计能够为人们提供一个更为舒适的生活方式,提升人们的生活质量,使得我们的生活更加的自然、环保以及和谐,因此工业设计这项工作还具有很强的实践性,需要有较强的应用性。
1.2时代感强
应该注意的是,在不同的时代背景之下,工业设计应该有不同的需求。在当前新的形势之下,工业设计的基本需求就是绿色、节能,由此可见,工业设计还具有较强的时代感。
2工业设计的发展现状
在工业革命之后,工业设计行业迅速发展起来,但是从总体上来看,我国的工业设计历史较短,发展的速度相对比较缓慢。近几年来,随着我国社会主义市场经济的发展,我国很多企业面临经济方面的纠纷也越来越多,这就使得一些企业开始意识到工业设计的重要意义,将更多的注意力转移到了工业设计当中。并且这些企业在工业设计中也确实投入了大量的财力和人力资源,他们希望能够通过优化工业设计来提升企业自身的核心竞争力。
机械设计制造技术包括了很多的步骤和环节,例如:产品的设计以及产品的制造等,此外还涉及到了产品的售后服务等环节。我国的机械设计制造基础相对比较薄弱,同西方发达国家相比较还存在较大的差距,主要表现为当前我国主要依靠引进国外的先进技术来实现发展,自主创新能力不高,这也限制了我国机械设计制造技术的发展与进步。此外,虽然我国的劳动力资源丰富,但是在投入的资金方面还不够充足,这也在一定的程度上造成了机械设计制造行业发展缓慢。我国工业产品的质量虽然在最近几年得到了一定的提升,但是在工业产品的使用性能方面还存在一定的不足,在产品外观的设计上还有所欠缺。
4工业设计以及机械设计制造技术的应用
工业设计同机械设计制造技术有各自不同的特征,如果能够将这二者有机的结合在一起,那么就可以极大的提高企业的竞争力,提高企业的经济效益。但是从当前的实际情况来看,我国很多的小型企业在生产的技术以及生产的资金投入等方面还受到了一定的限制,这样就使得他们在机械的设计和制造技术上难以取得突破,技术水平相对比较落后,为企业的工业设计带来了难度。所以在机械设计制造技术的应用过程中,政府的相关部门需要充分的发挥好宏观调控的作用,对市场经济进行合理的、适当的调节,从而更好的引导工业企业朝着节能以及环保的方向发展。此外还可以对中小企业给予一定财政方面的支持,鼓励他们转变传统的设计理念。
5结语
篇2
课程设计(CurriculumDesign)是大学某一课程的综合性实践教学环节。一般是对该课程的理论和实践内容的综合性应用和考察,旨在使学生获得促进其迁移的进而促使学生全面发展的具有教育性经验的计划和方案。课程设计突破了课程局限于课堂教学中的界定,把积累、迁移、促进学生创新能力培养等多方面因素作为指标,是教育过程中不可或缺的重要环节。机械制造技术基础课程设计是工科类院校机械专业针对《机械制造技术基础》这门课程展开的综合性实践教学环节,该课程整合了机械加工方法、机床、刀具、夹具和工艺规程设计等原来分属多门课程的主要内容,其涵盖内容广、理论联系实际密切,是在学生学习完理论基础课和机械专业基础课的基础上开设的一门综合性技术学科。本课程设计则是在课程理论教学的基础上展开的,是对学生理论知识进行考察、巩固和加深的非常好的实践环节,其目的是“培养学生掌握机械零件的加工工艺过程所需要的机械制造技术知识,包括机床、夹具、刀具、量具等工艺装备的选择与使用,培养学生应用现代设计方法和手段解决工程实际问题的能力”。课程设计的创新性改革是进行《机械制造技术基础》课程教学创新能力培养改革中不可或缺的一个环节。
二、课程设计主要内容
通常,机械制造技术基础课程设计采用理论教学、生产实习、课程设计分段实施,学生在经过72学时的理论基础课程学习后,由指导教师带领,深入合作企业进行为期一个月的生产实习。通过观察和学习,进一步了解和熟悉机械零件的典型加工和工艺过程,并在此过程中,对课堂学习所掌握的理论知识进行反复加深、掌握。接下来,学生们返回学校,集中三周进行课程设计,对所学习的理论、实践知识加以应用。本课程设计的主要内容按下面四个阶段进行:第一阶段,由指导教师下达设计任务,为学生提供零件图、设计要求,讲解设计过程及注意事项。第二阶段,学生针对设计题目进行零件的结构分析和工艺设计,通过分析、讨论、计算,确定毛坯结构和尺寸,并设计完成该零件的详细工艺规程,制作出工艺过程卡片及工序卡片。第三阶段,针对工艺规程设计结果,选择典型表面的加工工序进行专用夹具结构设计,通过方案分析,选取和设计定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体等关键部件,并做出夹具装配图、典型零件图若干。第四阶段,学生完成设计报告,提交设计成果,然后根据每个人的设计内容、平时成绩,进行成绩的评定。
三、教学问题及改革方案
近年来,随着课堂教学的改革,工科院校的扩招,计算机等相关学科的发展,传统的机械制造技术基础课程设计逐渐显现出教学质量下滑的倾向。因此,研究和探讨如何改进和加强这一环节,切实提高机械制造技术基础课程设计教学质量,充分利用课程设计培养学生的工程实践能力,成为摆在我们面前的一个重大课题。通过对机械制造技术基础课程设计的深入调查研究,并结合多年来的教学工作经验,笔者针对课程设计中存在的几方面问题提出相应改革方案。
1.充分调动学生积极性,解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状。在进行本课程设计时,学生已进入大四上学期,很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段,找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措,对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响,这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。在以往的教学实施过程中,总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事,无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状,本文笔者深入学生中与他们进行交流、沟通,了解学生所处的状态,积极引导、解决他们面临的问题。在课程设计开始之前集中召开动员大会,向学生讲清楚课程设计的重要性和必要性,使学生明确课程设计的作用、地位以及对今后学习和工作的影响,同时结合设计任务对学生进行讲解,使学生提高认识,端正态度,自觉地投入到课程设计工作中去。
2.注重课程设计选题的新颖性、先进性,避免选题单一,重复率高。多年来,大多数学校开设的机械制造技术基础课程设计都是针对拨叉类零件进行加工工艺设计和机床夹具设计,这类零件结构典型,大多是金属切削机床的操纵部件,可以很好地将教学和设计内容联系起来,既有助于加深对机构的理解,又易于切入设计任务。但长期重复单一设计题目,很容易使学生懒于思考、相互抄袭,限制了学生的创新设计思维。结合《机械制造技术基础》课程特点,通过参观机械制造综合实验室熟悉各类机床零部件,同时结合生产实习环节中常见的零件进行考察、分析,遴选出结构典型、难度适中的零件进行设计题目的扩充和更新,尽量做到设计选题新颖、难度适中。同时,指导教师还积极鼓励学生通过各种途径自选题目,经老师审核后选用,保证各组题目不重复,组内每人的任务各有特色。这样的设计不仅激发了学生的主动性,培养了学生创新能力,同时也减少或杜绝了抄袭现象。
3.合理安排设计时间,采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题。机械制造技术基础课程设计内容涉及大量的分析、计算和绘图工作,设计难度较之前的课程设计大大增加,这就要求学生在设计过程中要积极思考,充分运用所学结合实践来完成。而设计时间只有三周甚至是两周,这往往会使学生在设计初期不知如何下手,自我思考的时间受到限制,解决工艺参数计算和定位误差分析等问题时,为了赶进度加班加点,过于劳累。还有个别同学急于求成,照搬甚至抄袭别人的设计内容。在学生的设计中,多数仍采用手工绘图,一方面手工绘图时间长,增加设计的任务量;另一方面目前绝大多数企业均采用计算机绘图技术,且学生们在校期间也学习过多种计算机绘图方法,手工绘图手段不能很好地锻炼学生的计算机绘图能力,与实际工作脱节。如此一来,课程设计的质量大大受到影响,无法达到预期的设计效果。针对上述现象,本文从改进课程设计的时间及安排着手,将课程设计融合到《机械制造技术基础》理论课程的教学和生产实习环节中,提前下达设计题目,让学生在课程学习的过程中熟悉设计任务,引导其积极、主动地学习相关知识,并在生产实习环节安排有针对性地参观和学习,这样既可以让学生提前了解课程设计中零件的结构、特点和功用,也大大激发了学生的学习兴趣。
4.课程设计中注重创新思维的培养,避免学生限于传统陈旧的思维框架。一直以来,机械制造技术基础课程设计都是基于传统的设计模式,指导教师也是以简单练习为出发点,让学生按部就班地按照课本上的步骤、题目进行设计,虽说也可以让学生得到一定的锻炼,但也限制了学生思维的创造力。“设计”从一定意义上来说就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计,只有创新设计才有可能超越过去,创造未来,只有创新才能在激烈的市场竞争中占有一席之地,才有可能超越对手。
5.改革成绩评定方式,进一步规范。由于设计过程中三四个学生一组,进行同一个零件的工艺分析和夹具设计,难免会有个别同学偷懒抄袭的现象,那么仅凭平时表现和设计成果由指导教师直接判定成绩难免会出现偏颇,无法达到全面、公平的评定效果。我们应该在设计过程中采取自评、互评、教师置疑、小组答辩的方式,公平、公正地对学生的设计给予合理的肯定和评定,营造良好的学风和教风。自评即在设计过程中由学生结合评分标准进行自我评价,找出不足进行改善,争取取得更好的成绩;自评结束后,让学生两两结合进行互评,给出成绩并互相学习互相促进;最后由教师组织分组答辩,结合自评、互评、答辩成绩给出最终成绩。
四、改革成效
篇3
[摘要]早在人类开始学会建造的时候,就已经在寻求一种和谐的沟通与协作,而设计管理作为一门科学来研究,是近几十年的事情,这门学科传到中国,更成为一个热门话题,设计管理既是设计的需要,也是管理的需要。设计管理涉及到社会各个领域,与其他相关学科既有区别,联系也很密切,需要科学的方法、系统的管理、艺术创作的精神和社会普遍的认同。通过对设计管理知识的研究,使其更实用于中国国情的需要和发展。
[关键词]设计与管理系统性科学性社会性艺术性
随着中国经济的迅猛发展,随着设计深入到企业的各个方面,设计与管理间的结合成为了必然,传统的设计由此进入了一个崭新的设计管理时代。
“设计管理”一词于20世纪60年代起源于英国,那时这个词汇指“管理设计机构与其客户之间的关系”。1966年,MichaelFair发现了一种新的职位:“设计主管”(DesignManager),其职能是确保整个设计项目顺利进行,并且使得设计机构与其客户之间保持良好的沟通。PeterGorb(1990)定义
“设计管理”:“通过设计主管对公司内设计资源的有效部署来帮助公司达到其目标的活动。”这个定义强调这点:设计既是目的(把设计与企业目标相联系)也是手段(对解决管理问题做出贡献)。设计管理既是一种“价值管理”(创造价值),也是一种“态度管理”(调整公司的观念)。
设计管理的成功运作有赖于其属性的几个方面即科学性、系统性、艺术性、社会性。通过这四方面和谐使用,达到对设计任务的完美整合。
一、设计管理的科学性
设计管理作为一门新学科的出现,既是设计的需要,也是管理的需要。设计管理的基本出发点是提高产品开发设计的效率。设计不是艺术家的即兴发挥,也不应是设计师的个性追求。在现代的经济生活中,设计越来越成为一项有目的、有计划、与各学科、各部门相互协作的组织行为。缺乏系统、科学、有效的管理,必然造成盲目、低效的设计和没有生命力的产品,从而浪费大量的时间和宝贵的资源,给企业带来致命的打击。同时设计师的思想意图也不可能得到充分的贯彻实施;而另一方面,设计作为一门边缘性学科,它有着自身的特点和科学规律,并且与科研、生产、营销等行为的关系愈来愈紧密,在现代经济生产中发挥着越来越重要的作用。不了解设计规律和特点的管理,以及对设计管理的不力,都会造成企业其他各项管理工作的不力。
二、设计管理的系统性
为使企业的设计活动能正常进行、设计效率的最大发挥,必须对设计部门系统进行良好的管理。不仅指设计组织的设置管理,还包括协调各部门的关系。同样,由于企业及其产品自身性质、特点的不同,设计系统的规模、组织、管理模式也存在相应的差别。从设计部门的设置情况来看,常见的有领导直属型、矩阵型、分散融合型、直属矩阵型、卫星型等形式。不同的设置形式反映了设计部门与企业领导的关系、与企业其他部门的关系以及在开发设计中不同的运作形态。不同的企业应根据自身的情况选择合适的设计管理模式。
设计系统的管理还包括对企业不同机构人员的协调工作,以及对设计师的管理,如制定奖励政策、竞争机制等,以此提高设计师的工作热情和效率,保证他们在合作的基础上竞争。只有在这样的基础上,设计师的创作灵感才能得到充分的发挥。举例来说,如果有某一个设计项目6月1日必须完成,项目经理可以在知识管理平台上找3位设计师,要求他们在设计案截止日之前贴出5个设计构想,如果设计师在期限前完成,案子就算结束,如果没有完成,则系统就会自动举发。
三、设计管理的艺术性
设计管理是对设计过程的控制,好的设计是产生好的过程的前提,而当过程控制达到“美妙”的境界,设计管理就成了一个艺术行为。不管是站在设计师的角度,还是客户的角度,对好的设计品质似乎没有争议。作为核心的“人”是设计师,作为中心的“事”是设计,这就是设计管理;文化被作为基础的东西放在了整个系统的最下方,其用意似乎不言而喻。应该说,正是不同的文化影响着不同的市场和客户,进而影响与之相适应的设计,包括设计师本身。文化成了系统中最顽固的形态,其特征还表现在它的隐藏性(更多的以一种含蓄的方式被体验)、广泛性(几乎涉及行为的每个部分)、基础性(积淀特征决定的作用体现)。这也成为设计管理指导实践需要完成的最为困难的一个环节----与本土文化的融合;市场和客户位居左右,大概是因为二者也一定程度上“左右”设计管理的缘故吧。
四、设计管理的社会性
设计管理的核心是对资源、对人际关系的整合的过程,设计是以人为本,管理也一样是以人为中心的,一个好的设计管理者,应该具备敏锐的观察力与感受力。因而设计管理者常常是从优秀的设计师中脱颖而出的,因为设计师由于多年的训练与职业生涯,常常具备了非常敏锐的职业感觉,以及对这种感觉几乎成为本能的实现能力。但是,优秀的设计师不一定必然成为优秀的设计管理者,因为作为设计管理者所具备的能力结构与作为设计师的能力结构并不相同。作为设计师,理解客户要求,迅速高质提出创意是最重要的能力;而作为设计管理者,协调各方面资源,完成最终的设计创意是最重要的能力。这两者并不相同,后者在设计学校中并不教授,往往是个人自学实践中得到的。
五、以设计管理的优点作为结语:
1.有利于促进技术突破和不同领域的合作,企业社团各方面资源得以充分利用,从而实现设计制造的敏捷化,推动技术迅速转化为商品;有利于及时获得市场信息,设计针对性产品,由设计改变生活方式,从而为企业创造新的市场。
2.有利于正确引导资源的利用,利用先进技术实现设计制造的虚拟化,降低了人力物力的消耗,提高了企业产品的竞争力;有利于正确处理企业各方面关系,创造出健康的工作氛围。
3.有利于建立一支精干的稳定的设计队伍,解决人员流动过频的弊端;有利于创造清晰、新颖和具备凝聚力的企业形象。
参考文献:
[1]范乐明:《设计管理辨名》
篇4
关键词:机械设计;设计制造;自动化;应用;分析
1机械设计制造及其自动化理论概述
最开始人们接触机械自动化的时候,都是先想着用机器代替人手,用机械完成一些重复操作的劳动。随着科学技术的发展,自动化的技术水平较以往有了极大的提升,不再局限于单一的重复机械动作上,而是进行相关程序的设定,逐渐拥有了自主思考的内核,我们也将其称之为机械的大脑,能够精准地完成规定的任务,还能够在系统出现问题的时候,及时地进行自我诊断,现阶段的机械设计更加智能化。机械设计制造领域的自动化技术的应用伊始,可追溯到20世纪60年代,由于电子计算机技术的不断发展壮大,人们也开始将电子计算机技术融入到机械控制中,通过各领域专家的研究和尝试,最终成功地将电子计算机及其控制技术成功地结合在一起,又经过长时间的磨合与创造,最终形成了今天我们所看到的、所使用的机械设计制造及其自动化。机械设计制造及其自动化也和大多数事物一样,经历了由无到有、由简单到复杂的发展过程。现如今,机械设计制造及其自动化在社会生活中发挥的作用也越来越重要。
2机械设计制造及其自动化的应用现状分析
我国改革开放以来,将更多的精力投入到了科学技术的研究和开发中,科学技术是第一生产力,这是我们所有科研工作者都熟知的道理,而我国的科学技术也以极其迅速的速度发展着,在科学技术领域也取得了非常可人的成绩。但是从全球的角度来看,与发达国家的科技手段相比较,我国的机械设计制造及其自动化技术还是相对比较落后的,出现这种情况的主要原因是我国发展科学技术的时间较短,起步也比较晚,还有很多地方都是学习其他先进国家的技术。而在很多工业发展领先的国家,都已经将纳米技术、激光技术等先进技术融入到了机械的设计和制造中,而我国在高新技术融入这一点上,还与国外发达国家存在着非常大的差距。由于我国机械设计制造及其自动化技术水平的限制,使得我国机械设计制造自动化的应用范围也受到了这一限制的影响。目前,我国大部分的机械制造厂虽然已经将机械自动化的理念引入到了产品的生产当中,但是真正将自动化融入到整个机械制造工程的生产过程中的,基本上没有。很多制造工厂由于技术水平、资金等多方面因素的限制,生产出来的产品都是非常粗糙的,达不到预定标准,而且还花费了大量的生产成本,这样的工厂在经济市场环境下逐渐会失去竞争能力,久而久之,一部分制造工厂就会因技术限制而破产,从这一点我们能够非常明显地发现,对工厂来说,机械自动化的意义是非常重大的。而纵观我国的机械制造产业,为什么我国的机械设计制造及其自动化技术水平比较落后,究其原因,除了科学技术的不足以外,高新技术人才的缺乏也是一个非常大的影响因子。目前在工厂中,有经验的技术人员都是老一辈的技术工作者,这一部分工作人员并没有接受过专业的理论知识和技术培训,而新入职的工作人员基本上都是刚刚毕业的大学生,这些学生虽然有扎实的理论基础,但是却没有实践方面的经验,这样就使得整个机械设计制造产业的自动化技术水平出现了青黄不接的情况。
3机械设计制造及其自动化的应用研究
为了能够尽快与国际社会机械设计接轨,我们要积极向国外先进机械化自动化技术学习。自从我国加入世界贸易组织,越来越多的外国企业进驻中国,使得我国的市场竞争日益激烈,大多数国有企业逐渐失去了先天的主导地位,由于没有很好的经营,再加上保守、不创新,最终被淹没在了市场经济的大潮中。为了能够挽救我国机械制造企业,大部分本土企业开始与国外企业建立长期的合作关系,本土企业在吸收国外先进生产技术的同时,逐渐提高了自身的产品质量,有效降低了生产成本,外国企业也利用我国的市场建立了庞大的经济体系,二者实现了双赢。随着越来越多中外合资企业的出现,机械设计制造及其自动化技术也逐渐融入到了我国各个行业中,怎样更好地提升机械制造自动化水平,也逐渐被越来越多的企业提到了日程当中。计算机网络技术的普及也极大地提高了机械制造自动化技术的发展水平,我们利用计算机软件技术,及时发现了机械设计中存在的漏洞,并在第一时间进行了维护,通过对网络技术的研究,也实现了企业与企业之间的远程沟通。虽然我国的机械设计制造及其自动化发展取得了非常显著的成绩,但是在工业迅速发展的同时,环境问题逐渐显现在人们面前,工业污水、工业废料都排放到了大自然中,导致我们赖以生存的环境出现了极大的恶性变化,也让我们在发展工业的同时,深刻意识到环境保护的重要性。机械制造及自动化实现了全球化之后,怎样降低生产过程中对环境的污染也就成为了机械设计制造领域要面对的难题,我们如何利用绿色能源进行工业生产,合理转化工业生产的废料,减少有害环境的原材料,实现机械设计制造的绿色发展,这也是机械设计制造及自动化未来的发展方向。
4我国机械设计制造及其自动化的发展趋势
我国机械设计制造及其自动化技术已经日趋完善,各个行业也都体会到了机械设计制造及其自动化所带来的各项优势,机械设计制造及其自动化是一门集多种技术于一体的学科,随着新技术的不断研发与引进,机械设计制造及其自动化的发展也将会是一片大好。在机械设计制造及自动化的发展中,大部分的机械设计制造都将设计、制造、生产和管理进行独立运行,而这些独立运行的部分又与机械设计制造及其自动化的发展集成是相对应的,这样也满足了我国工业生产的实际需求。我国机械设计制造及其自动化还会向着节能化的方向发展,当我国的工业生产达到一定水平的时候,我们考虑的重点不再是运转效率和产出的关系,而是让工业发展与环境保护和谐共存。机械制造材料需要承载节能原料来进行生产,我们要最大限度地运用原材料,减少生产过程中的污染物排放,多使用可再生能源,这样也能减轻对环境的危害。
5结语
机械设计制造及其自动化的应用可以极大地提升生产效率,有效降低生产成本,让机械设计制造企业能够在激烈的市场竞争中脱颖而出。不断改进我国机械设计制造及其自动化水平落后的现状,对我国工业领域的生产具有非常重要的作用。
作者:陈积铭 单位:哈尔滨市总工会职工技术协作服务中心
参考文献:
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篇5
关键词:机械设计,CAD技术,应用,发展趋势
〔正文〕
机械设计是机械类各专业的专业基础课。同时,该课程也是工科类专业的基础必修课。本课程在教学内容方面,着重基本知识、基本理论和基本方法,在培养实践能力方面,着重设计构思和设计技能的基本训练。在本课程学习中,综合运用先修课程中所学的有关知识和技能,结合各种教学实践环节及课程设计的基本锻炼,为顺利地过渡到学习有关专业课程及进行专业毕业设计打下良好的基础。
机械设计课程设计是机械类专业和近机类专业学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的一个重要的教学实践环节,也是学生第一次较全面、规范地进行设计训练机械设计教学的一个重要实践环节。其主要目的是培养学生的理论联系实际的设计能力,训练学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力,巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识;通过对通用机械传动或简单机械的设计,使学生掌握一般机械设计的程序和方法,树立正确的工程设计思想,培养独立、全面、科学的工程设计能力等;在课程设计实践中,对学生进行设计基本技能的训练,培养学生查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理和计算机辅助设计等方面的能力等。
基于以上认识,结合近年我校机械设计课程体系、课程内容以及立体化教学模式的改革和重点课程建设,在学生机械设计课程设计和毕业设计实践中,主要从机械设计课程设计的设计方法和手段的改进等方面进行了大胆的改革与实践,逐步实施了从手工绘图到二维AUTOCAD的应用最终到三维 CAD的过渡,在提高学生的设计能力和综合素质方面得到了较好的效果。
一. 机械设计实践的现状
几个世纪以来,人们用手工绘图来表达自己的设计理念。图纸作为工程师的语言,为工程设计技术人员之间进行有效的交流带来极大方便。然而,随着科学技术的发展,特别是计算机技术的广泛应用,手工绘图已不能满足机械设计的要求。现在,机械设计手段从20世纪70年代的手工绘图转向计算机绘图,大大提高了绘图效率和绘图质量。
目前,CAD技术主要以二维绘图软件AUTOCAD为代表,在机械设计实践中只是教会学生操作和绘制简单的零件图,而用AUTOCAD绘制装配图以及进行有关的工程分析是非常不便的且很难实现。为此,为了能够方便地绘制装配图,在机械设计实践教学和毕业设计中逐步地采用了CAXA电子图版、开目CAD等二维绘图软件作为绘图工具,辅助完成零部件设计。 当前,我国制造业已全面完成甩图板工程,二维CAD技术的普及结束了手工绘图的历史,对减轻人工劳动强度,提高经济效益起到了很明显的作用。随着技术的发展,CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡,有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换,并取得了巨大的经济效益和社会效益。企业需要掌握三维CAD技术的专业人才,掌握三维CAD技术已成为工科院校毕业生最基本的要求。因此,在机械设计实践教学中采用三维 CAD技术,已成为我们现在机械设计实践教学改革的重要内容和亟待解决的问题。
二. 三维CAD关键技术
三维CAD造型技术也称建模技术,它是CAD技术的核心。从20世纪60年代至今,三维建模技术的发展经历了线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模、参数化建模、变量化建模,以及当今正在研究的产品集成建模、行为建模等发展过程。三维CAD以三维造型设计为基础,只要形成了三维模型,各种二维视图唾手可得。三维CAD技术在产品的三维造型、虚拟装配、工程图生成、动态干涉检验、机构运动分析和动态仿真、有限元分析等方面带来了革命性得突破,提高了设计效率和设计质量。三维设计的真正意义不仅仅在于设计模型本身,而是设计出模型的后处理工作。
三维CAD技术主要包括以下内容:三维造型/三维设计、计算机辅助工程分析、机构运动分析/仿真、装配干涉检验、三维转二维、图样档案管理等。科技论文。科技论文。利用这种全过程的三维CAD系统完成设计以后,不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求,而且使各方面的指标(强度、刚度、重量和成本等)都达到最佳状态,这是计算机辅助设计和辅助工程分析的根本目的。三维CAD符合设计者的思维习惯,可以充分发挥设计者创造力和想象力。三维 CAD技术不仅解决了产品设计和工程图绘制的问题,更重要的是利用三维CAD技术实现产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计,所生产的三维零件可以直接与CAE/CAM/CAPP等CIMS技术进行数据交换和衔接,是将来实现无图样生产的关键技术之一,是实现虚拟制造的重要手段。掌握三维CAD技术的使用,已经逐步同使用计算机进行文字处理一样,成为产品开发、设计人员的一种基本技能。
三、CAD技术的发展趋势
随着计算机性能的提高,网络通讯的普及化、信息处理的智能化,CAD三维技术正向规范化、智能化、集成化的方向发展。
1. 规范化。ス娣痘(标准化)的趋势体现在几个方面:数据模型的规范化(标准化)、数据交换格式的标准化和CAD资源的规范化等。数据模型应采用STEP标准体系。随着STEP标准体系的逐步完善,它对于几何数据、工程数据模型的思想将作为新一代CAD系统的开发指南。靠以前的一些标准接口已经无法完全满足CAD数据交换的要求。目前,参数化特征模型的传输还是一个世界难题,在STEP标准基础上,相信这一点能有所突破。
2.智能化。ヌ卣髟煨秃筒问设计的采用即是智能化方面的进步。软件不仅仅是提供一些绘制的工具由人们去使用,也不再将占线面数据存储在一起,而忽略其内在联系。特征和参数的引入使得软件似乎成为人类(用户)一个更聪明的助手。科技论文。CAD软件应该更大限度地将工程数据概念集成到数据模型中,例如目前,CAD软件的特征模型主要是解决零件几何造型的问题,而对于后续分析、CAPP和加工的需要还考虑得不够。
3.集成化。ゼ成化是当今CAD技术发展的又一大趋势。CAD技术不是孤立的。首先,它集成了计算机软硬件、数据库、外围设备、图形学、网络及各个应用领域的技术。同时,它又不断和CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺流程规划)、MIS(管理信息系统)、PDM(产品数据管理)以及MRP(制造资源管理)等系统相集成。由于Internet的发展,使得这些设想得以实现。如何构造在Internet体系上的CAD/CAM集成化系统将会是人们追踪的热点。特别是在全球经济一体化的背景下,并行工程、异地设计制造等概念的发展和应用,基于网络、基于WEB的协同设计制造系统大受青睐。现在已有一些标准,如解决异构系统平台的XML和XML-3D,以及解决三维图形、图像在互联网上传输共享的VRML标准相继出台,已经为我们在互联网的构架下,建立协同设计和协同工作的环境打下了基础。
参考文献
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篇6
摘 要:毕业设计是本科教学计划的重要组成部分,是实现本科培养目标的重要教学环节,做好毕业设计工作对提高本科教学质量具有
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篇7
关键词:慧鱼工程技术;机械设计;实践实验教学;创新能力
一、引言
机械设计制造及其自动化专业作为学校向应用型综合大学转变中专业建设的重要组成部分,是培养应用型机械类本科专业人才的主阵地。《机械设计》是该专业重要的专业基础课,专业教学计划围绕《机械设计》教学目标开设了工程实践实验课程,如《机械设计课程设计》《16+2职业技能训练》等,培养学生的综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等,要求学生能综合利用所学知识解决工程实际问题。但是在实践实验教学环节,教学效果差,一是因为机械设计实验教学所开实验多是认知性实验和验证性实验[1];二是因为《机械设计课程设计》命题陈旧且单一,缺乏现代设计,无法达到综合训练的目标[2]。为此,本文提出基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学方法,培养学生的综合设计能力、创新工程实践能力等。
二、机械设计实验教学弊端及改进策略
1.机械设计实验教学弊端。《机械设计》是一门综合性很强的专业基础课,以《机械制图》《理论力学》《材料力学》《机械工程材料》《互换性和测试测量技术》《机械原理》等课程为依托,对机械零件设计准则、摩擦磨损及、螺纹连接、轴毂连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆涡轮传动、轴系设计、滚动和滑动轴承、机械系统设计以及其他常用零部件设计等知识进行讲解[3]。其课程特点是内容多且杂,存在大量经验公式与图表,教学内容抽象等,多数学生反映内容零乱,找不到重点。为此,通常在制订教学计划开设相应实验课,辅助学生理解并掌握相关知识,如《机械设计课程设计》《机械设计实验》。随着技术的发展,社会对学生的综合创新设计及工程实践能力提出更高的要求[4],但目前《机械设计课程设计》《机械设计实验》仍然存在一定的弊端,实践实验教学效果差,无法满足社会需求。《机械设计课程设计》是对渐开线圆柱齿轮二级减速器进行设计,该实践项目存在一些弊端:一是课程设计命题陈旧且单一,是对通用渐开线圆柱二级齿轮减速器进行设计,主要内容为机械方案设计、传动系统详细设计、装配图绘制及减速器设计说明书,相关设计技术指导书成熟,网络资源丰富,学生设计时基本是依葫芦画瓢,查手册,套公式,设计过程就是仿造,部分学生存在抄袭、买卖现象,严重影响教学秩序和教学质量;二是重视二维装配图,轻视二维零件图、爆炸图和三维建模及装配的训练,不足以满足机械设计综合训练的要求。机械设计实验方面,主要包括机器组成及典型机械传动零件感性认识、传动试验(齿轮传动、带传动和链传动等)、机械传动轴系部件设计与分析。由于我校教学计划安排,无明确的机械设计实验有关课程,仅在《机械设计》理论教学时,组织学生参观机械典型零部件多功能语音教学示范箱,加深对《机械设计》各章节的理解。为弥补《机械设计》实践实验课程的不足,我校除了积极对《机械设计课程设计》教学内容、教学方式以及考核方式做调整外,还积极探索以16+2实践周“专业技能训练”作为实验实践教学的补充,但由于不规范存在教学效果差的问题。2.设计实践实验教学,对大学生工程实践能力的培养具有重要的意义[5]。为此,我校对《机械设计课程设计》教学进行创新改革,积极探索机械设计综合创新实验教学。Fischertechnik,即“慧鱼”,是德国人基于六面体接体发明创造的工程技术智趣拼装模型,包含各类机械构件(齿轮传动、丝杆传动、链传动、皮带传动、连杆机构、凸轮机构、减速器等)、电气元件(电机、电气开关、气动零件、各类传感器、控制器、导线及导线接头等)和编程软件等模块。该模型是《机械设计》的理想教学工具。基于此我校,利用Fischertechnik模型搭建机械创新人才培养平台,结合教师科研、机械工程专业学科竞赛与大学生创新创业训练计划项目等,在16+2实践周“职业技能训练”时机械设计综合创新实验题目,学生自由组队,综合利用《机械原理》《材料力学》《理论力学》《机械设计》《机械制图》等课程知识,合理分工,利用Fischertechnik组合模型,完成相关综合创新实验设计任务,力求达到培养综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等的教学目标。
三、机械设计综合创新实验教学示例
为解决菠萝采摘生产效率低、人工成本较高、果农劳动强度高、芒刺对果农伤害较大等问题,我校17机械班某组学生基于慧鱼组合模型设计了一款小型手扶式菠萝自动采摘机。右上图为菠萝采摘机部分功能装置,分别为成熟识别装置、传输装置,考查学生对《机械设计》教学中电动机、减速器装置、齿轮传动、皮带传动、链条传动/螺栓连接等知识的理解与掌握。基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学中,我校学子在第八届全国大学生机械创新设计大赛(慧鱼组)中获得国家三等奖1项,立项大学生创新创业训练计划项目国家级2项、省级1项,发表省级以上科技学术论文3篇,申报专利1项。目前,我们正在以国家级大学生创新创业训练计划项目为依托,积极备战中国—东盟高校创新创业教育联盟大学生创意机器人设计大赛和第九届全国大学生机械创新设计大赛,期望取得优异成绩。
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1.1把机械设计制造与机电一体化进行有效结合
机电一体化是机械自动化的高级形态,是机械工业发展的延伸,也是机械工业的重要的发展方向。机电一体化改变了人类对机器的看法,机电一体化使得机器不在是冷冰冰的钢铁,是机器拥有了智能化的特点。改变了机器的模式。
1.2把机械设计制造与信息技术有机结合
现代社会信息技术已经成为人类不可分离的一部分,随着信息技术的强大,机械设计制造没有跟上信息技术发展的脚步。信息技术日新月异,但在我国,大部分的机械制造乃至大部分的工厂都是以密集的人力劳动为主,随着劳动力成本的上升,这些工厂面临市场的洗礼,实时转型成为工厂生存的关键。机械制造与计算机结合,可以有效的把人从繁重的体力劳动中解放出来,实现我国从劳动密集型向知识密集型转型,增加企业抵抗市场洗牌的能力,增强抗风险能力。
1.3在机械设计制造与信息技术结合的基础上实现机械自动化的网络化
同计算机一样,网络也成为人们生活的一部分,机械的制造、组装、推广都离不开网络,特别是机械成品的使用和推广离不开网络的作用。
1.4机械设计制造及其自动化同样要走可持续发展之路
环境污染已经成为当今社会一个很重要的问题,前些年,我们一味追求经济效益,牺牲了环境,现在我们正在品尝环境污染的恶果,特别京津冀地区饱受雾霾的侵袭。从食品工业的机械自动化来看,我国和其他国家有着很大的差距。本身机械工业是一个污染比较强的工业类型,发展见效快的低成本自动化技术,潜力大、前景好、投资不多、见效快,是比较符合我国现阶段的工业水平,但在发展过程中,要节约能源、减少耗材,走绿色化、可持续化之路,总之,经济不应该以环境作为代价。
1.5机械设计制造及其自动化需要较强的自学和创新能力
理论是实践的基石,因此,在本专业的学习中,要注重对专业知识的学习,只有打下良好的专业基础,才能在实践中学以致用。现代社会技术日新月异,只具备良好的专业素质也是远远不够的,我们要在专业知识的基础上增强自身的创新能力。把理论和创新能力结合,才能跟上科技发展的步伐。机械设计制造及其自动化并不是单纯的机械零部件的加工,本专业涉及范围较广,不仅要去具备本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能;还要具备本专业领域内某个专业方向内所必要的专业知识,了解其科学前沿发展趋势。
2机械设计制造及其自动化的发展前景
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(一)学生对毕业设计不够重视
毕业设计一般都安排在大学第七、八学期,这两个学期正好是学生考研和就业的关键时期。这些年,随着就业压力的增大和考研风气的高涨,许多学生都把主要精力放在找工作和复习考研上,没能在毕业论文上投入足够的精力。东抄西拼完成毕业论文,网上搜索资料后简单拼凑的现象尤为突出,学校规定的时间为12-16周,而有的学生仅用几周甚至几天时间就拼凑完成,造成毕业设计质量不合格。
(二)设计选题缺乏创新性、可行性
有些学生在选择毕业设计题目时缺乏创新意识,不能面对工程实际需要解决的问题,提出新问题、解决新问题。大部分学生是设计已有的机械装置的结构,然后对其进行分析和校核,设计内容体现不出自己的创新。少数学生只是在网上搜索题目相似、内容相近的论文之后,将原文中大量观点和论述几乎原封不动地复制到自己的论文中,结果是论文缺乏分析和见解。还有少数学生设计中对已有机械结构进行改进设计,但因缺少工程实践,所设计的方案并不一定可行。
二、校企合作指导机械专业本科毕业设计可行性分析
德州学院地处德州市,德州市新能源产业起步早、发展快,在全国处于领先地位。尤其是以皇明集团为代表的太阳能热利用方面走在全国乃至世界的前列,相继获得“中国太阳城”、“国家可再生能源应用示范城市”、“国家火炬计划德州新能源产业基地”等称号,德州经济开发区获首批“山东省节能环保产业基地”,其中“太阳谷”已经成为引领太阳能和新能源产业快速发展的核心动力和强大引擎。同时,德州市依托山东景津环保设备有限公司等企业,正在打造风电新能源装备制造业和环保节能设备等新能源产业基地,建成后将成为全国最大的太阳能产品制造基地和国内重要新能源装备研发和制造基地。面对新能源装备制造业的快速发展,相关机械类专业人才匮乏的问题日益凸显,新能源装备制造的企业迫切希望和高校合作培养机械专业的创新性应用型人才。校企合作指导学生毕业设计的条件已经成熟。目前,德州学院机电工程学院已经和山东景津环保设备有限公司等企业建立了13个实习实训基地。与山东景津环保设备有限公司、山东通裕集团有限公司、东营光伏太阳能有限公司组建了景津压滤班、通裕班、光伏机电班。2010年与山东景津环保设备有限公司联合成立了“节能环保设备研究中心”。这些都为校企合作指导机械专业本科毕业设计提供了保障。
三、校企合作指导机械类专业本科毕业设计创新模式的探索
(一)校企共同参与人才培养方案的制定
德州学院的机械设计制造及其自动化专业围绕着我国重点支持的新能源产业这一国家战略性目标进行人才培养模式构建,从整体上提升本专业在新能源产业和区域内的高素质创新性应用型人才的培养水平和配置能力。德州学院召开“装备制造业、新能源产业人才需要研讨会”,德州市装备制造业推进办公室、德州市新能源产业推进办公室负责人及12家山东省新能源相关企业代表应邀参加会议,聘请了山东普利森集团有限公司、景津压滤机集团有限公司等企业技术负责人为校企合作专家。企业技术负责人对机械设计制造及其自动化专业的人才培养模式问题提出了宝贵的建议。根据合作企业的意见和建议,在机械设计制造及其自动化专业教学计划中的第七学期,在11周的专业课程结束后,安排7周的专业方向实习,第八学期安排12周的毕业设计和6周的毕业实习。学生在学习了所有的专业课程后,先在企业进行专业方向实习。在实习期间对所实习企业进行了解,将自己所学的专业课程进行实践,初步提高自身的工程实践能力。在此基础上第八学期进行毕业设计和实习,可以综合提高学生的实践能力和工程意识,毕业后能够直接为企业所用,有效地提高了人才的培养效率和培养效果。使学生的应用能力达到工程需求,实现零距离就业。
(二)校企合作制定学生的毕业设计题目和指导学生毕业设计,保证学生的毕业设计质量
在第七学期,将机械专业学生安排到山东景津环保设备有限公司等实习实训基地进行实习,这些企业有机械专业对口的生产环节,具有一定的生产规模、较先进的生产水平和管理水平,经济效益较好,有接纳毕业论文教学与实践的能力。机械专业学生进入企业进行实习和毕业设计时,企业技术人员和学校教师共同指导,以企业技术人员为主,学校教师为辅,采用双导师制。学校的指导教师负责学生的专业理论指导,企业指导教师为实践经验丰富的技术人员,全程参与学生实习和毕业设计的各个环节,指导学生处理毕业设计过程中出现的问题。在专业方向实习期间,由实习企业提供与实际生产和技术开发相关的毕业设计选题,由校内和企业导师在11月份商讨确定指导学生的毕业设计题目,校内实习导师书写毕业设计说明书。毕业设计题目能够体现机械的新工艺、新技术的研究方向。这样可以让学生提前介入生产技术,初步了解并能解决生产中的一些实际问题。第八学期学生在实习企业里进行自己的毕业设计,校内指导教师通过网络与学生保持常态联系,跟踪掌握学生毕业论文进程,并定期到企业检查、指导学生毕业论文书写,与学生探讨、解决实习过程中遇到的技术难题,培养求真务实的科学精神,提高了教师自身科研能力。企业导师负责学生的实际设计、生产和技术开发相关的指导。在毕业设计中学生参与了企业的产品研发,学生了解了企业,企业也了解和掌握了学生各方面的情况,为日后的择优录用人才提供了依据,通过双向选择,对愿意留厂且企业看中的学生,企业优先录用。
(三)成立有合作企业高级工程技术人员参与的答辩委员会,严格答辩程序、保证答辩质量
答辩是毕业设计工作的最后一个环节,是全面检查和评估毕业设计质量的重要手段。严格的答辩程序有利于树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计。学院聘请企业高级工程技术人员为答辩委员会成员,答辩委员会的校内教师必须由副教授以上职称(或相当职称的科技人员)的人员担任。答辩委员会下设答辩小组,设组长1人(答辩委员会成员),秘书1人,各答辩小组具体负责学生的毕业设计答辩工作。答辩委员会负责审定学生毕业答辩资格,选用“中国知网”大学生论文抄袭检测系统对参加答辩的毕业论文进行检测,总相似比超过33%的学生不允许参加毕业论文答辩。同时还负责对指导教师的毕业设计指导工作进行审核:指导教师所带本组学生毕业设计成果以专利、、实物、模拟仿真、模型展示的不低于50%。毕业设计答辩时采用“回避制”,即指导教师不参加对自己指导学生的答辩工作。学生答辩前提交论文由答辩小组详细评阅,写出评阅意见,评定成绩,并根据课题所涉及的内容和要求,准备好基本概念、基本理论、试验或设计结果分析等方面不同难度的问题,以备答辩时提问选用。答辩时学生报告时间一般为10-15分钟,答辩提问时间一般为10-15分钟,答辩公开进行,从而保证了答辩质量。
四、结论
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【关键词】高职 工程力学 机械设计基础 课程整合
根据机械行业的从业要求,高职的机械类、近机械类毕业生在从业的过程中,主要是面对实际的机械设备,解决其使用、维护、维修、故障诊断、改造、仿制等过程中一些工程实际问题,因此,要求学生需具备对机械的综合分析能力;同时,面临制造技术的突飞猛进和制造业的快速发展,还需适应岗位变换和职业转向。因此,高职毕业生需要掌握分析实际机械的基本的知识、理论、方法和技能技术,并用来分析、解决工程实际问题;需要培养和提高技术应用能力、解决工程综合问题的能力以及合作能力、创新能力、对择业的适应能力和综合素质。
而《工程力学》与《机械设计基础》是高职的机械与近机械类专业重要的两门专业技术基础课程,在整个教学计划中起着承上启下的作用。在以往的教学中,《工程力学》与《机械设计基础》独立设课,分开教学。在教学中,我们常常发现,基于学习基础与能力较弱的高职学生来说,《工程力学》中抽象又深奥的理论是难以接受与掌握,花了大力气好不容易弄懂的这些理论,在学《机械设计基础》的时候,针对具体的设计,不是忘记了就是不知道该选用哪些力学原理及计算方法来进行设计计算,教学过程中不得不重复讲解。这不仅耗费大量学时,而且教学效果不佳,其结果将导致学生对专业基础课程丧失了学习兴趣。
因此,按照高等职业教育从培养技术应用性人才出发,按照“必需、够用”为度的原则,在教学过程中适当减少理论教学课时,增加实践环节和实训课时,为此,必须对《工程力学》与《机械设计基础》两门课程进行有效整合。
一、必须调整教学内容,选择“必需、够用”内容进行课程整合
从整机的角度精选已整合的 “机械原理”“机械设计”等的有关内容而成的机械设计基础上的及并融合了“工程力学”等的有关内容,以完善机械设计全过程,并增加了生产现场所需的典型机械设备使用与维护方面的常识、技能训练或实操方面的内容以及机构创新基础等知识。
经大幅度整合后,一方面,使课程内容不再是“工程力学”与“机械设计基础”传统课程的简单合并,而是从理论到应用更具连贯性,更符合教学规律和适应工程实际,具体做法是精简,压缩传统和叙述性内容,减少了一些课程上的理论重复,将一些专业理论知识有机地融入实验、实习、课程设计、社会调查、毕业设计(论文)和课外科技活动等教学环节中进行,为课堂教学减轻一些负担;同时内容整合,将理论力学、材料力学与机械零件的知识点揉合为一个整体,如理论力学与机械设计中的运动与力的分析,材料力学与机械设计中强度与刚度的计算等内容可进行知识整合串联讲授;另一方面,不再过于强调理论知识的系统性和完整性,精简了繁杂的理论分析、公式推导,力求设计方法简明实用,着重突出应用性、实用性。
二、必须改进教学方法,选择多种教学手段
整合教学内容的同时,也进行了改进教学方法的尝试。
把课程中典型的机械的设计内容分解成几个具体的工作项目,通过师生共同实施每一个完整的项目而进行的教学活动的一种教学方法。即采用项目教学的方法。例如设计家用缝纫机的拆装项目,让学生自己动手,了解缝纫机的基本结构及构件的名称,功用,以及引线、勾线、挑线、送布等四大机构的工作原理和结构特点,对曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构、凸轮机构等常用平面机构的工作原理、机构应用形成感性认识。再由教师将其中涉及的平面机构必需的理论知识进行讲授,最后由学生自己通过每种机构的组装,试运转,对理论知识进行深化学习,这样在项目实施过程中进行,可根据具体的项目内容,选择与之相关的工程力学,机构设计方法进行详细、深入的学习,而不是一定要学完完整的学科知识,这样理论知识的学习,能真正掌握,而且更有用。
另外整合教学内容的同时,也进行了改进教学手段的尝试。
大多数高职学生从高中校门直接进入高职院校门,机械方面的知识基本上是空白, 毫无感性认识,以往教师用粉笔、黑板、模型、实物、挂图进行教学,由于模型、实物、挂图灵活性差,使用不方便,靠教师仔细地讲解比划来讲授机械零件的结构、作用和传动机构的原理,尽管教师讲得很卖劲,学生却听得云里雾里,与教师的期望值有很大的距离。这种传统的教学手段已无法满足课程整合的少课时教学要求。多媒体课件可以将各种零件的外形、内部结构、零件间的相互运动通过多媒体系统展示给学生,使学生能够通过动态的画面,轻松地理解教师的教学意图。既增强学生的感性熟悉,又提高他们的学习兴趣,达到事半功倍的效果。
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