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（江苏大学机械工程学院）
摘 要：根据传授知识、培养创新、提高素质的教学理念,在特种加工教学中,结合新技术的创造发明过程,以哲学规律解释分析,激发学生突破思维惯性,鼓励学生积极动脑、主动思考,可以有效培养学生的创新意识,加深学生对知识的掌握程度,提高对新技术的探究兴趣.
关键词：特种加工；创新意识；哲学思想；教学研究
特种加工又称为“非传统加工”（Non Traditional Machining）,泛指利用电能、热能、光能、电化学能、声能等非机械能达到去除或增加材料的加工方法,由于其独特的工艺特点,解决了许多加工难题,已经成为现代工业不可缺少的重要加工方法和手段.因此,在机械工程类专业教学中,特种加工课程已经成为培养机械制造和机电控制复合型人才所必需的一门高新技术专业课.另一方面,特种加工具有“以柔克刚”“以软切硬”“无接触加工”等不同于传统机械加工的特点,对机械制造、结构工艺和产品试制都产生了重大影响,非常有利于激发学生的创新意识,培养学生的创新思维,提高学生对各种新技术的探究兴趣.
创新意识是一个民族进步的灵魂.在特种加工教学中,通过特种加工的产生溯源、推广应用和快速拓展,分析各个新技术的奇思妙想,并与哲学中的辩证法、对立统一和认识论等相结合,使学生在探究新知识的过程中培养创新意识和辩证分析能力,既掌握了科学知识,又提高了思维素养.
一、电火花加工中的辩证统一
20世纪40年代苏联拉扎连科夫妇发现的火花放电原理是电火花加工技术的基础,也是公认的特种加工技术的起源.当时许多电器产品的接触器、开关及继电器等都会发生触点电腐蚀问题,严重影响电气产品的可靠性和使用寿命.拉扎连科夫妇在寻找解决触点电腐蚀方法的过程中,做了大量实验,企图减少火花电腐蚀现象,都没有取得有效进展.但是,发现浸入油中的触点产生的火花电蚀凹坑比空气中的电蚀凹坑更加一致,并且大小可控.由此联想到可以利用这种现象,采用火花放电的方法进行材料的放电腐蚀.经过多次试验,电火花加工作为一项可实现“以软切硬”的颠覆性技术诞生了.电火花加工方法的发明,使人类首次走出了传统的以机械能和切削力并且利用比加工材料硬度高的工具来去除多余金属的历史,摆脱了“加工硬材料用更硬的工具,加工更硬的工具就要用更硬的工具”这个魔咒.
电化学腐蚀加工:電解拋光, 電化學加工技術, 電解去毛刺, electrochemical machining 360p
随着材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争,以及发展尖端国防及科学研究的需要,各种难切削材料的加工；各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工；薄壁、弹性元件等低刚度、特殊零件的加工等,对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题.采用传统加工方法十分困难,甚至无法加工,研究人员不断突破传统技术的束缚,努力探索,发挥创新意识,逐渐将电能、热能、光能、电化学能及声能或其组合施加在被加工材料上,从而实现材料被去除、变形、改变性能或镀覆等的特种加工方法.
通过拉扎连科夫妇为克服火花电蚀而发明了电火花加工技术,就可以看出任何事物都具有两面性,都是肯定与否定的辨证统一.也就是说,任何事物都没有绝对的利或害,都是相对而言的.火花电蚀相对于电器产品的触点而言,会腐蚀破坏接触面,影响其可靠性和使用寿命；但对于超硬的难加工的材料而言,就可以利用火花放电的高热能,以柔克刚,实现去除加工.电火花加工方法在苏德战争期间,解决了许多武器装备由于钻头或丝锥折断而报废的难题,由此苏联政府授予了拉扎连科最高奖赏——斯大林奖章.
唯物辩证法的实质和核心是对立统一的规律.传统机械加工方法中,刀具必须被加工材料更硬这一矛盾推动了电火花技术的发明；而拉扎连科利用一分为二的辩证方法论对火花电蚀现象的利用,又正是对同一事物肯定与否定的辨证统一.他们在发明电火花加工技术过程中所表现的创新意识,说明对待物质世界的各种事物必须用联系的观点、矛盾的观点和发展的观点去分析.我们的思想、理论不能停留在一个水平上,应随着客观世界、自然科学和社会实践的发展,不断总结出新经验和概括出新理论.
二、电化学加工中的质量互变
电化学加工也是一种特种加工技术,它基于电化学作用原理,去除材料（电化学阳极溶解）或增加材料（电化学阴极沉积）.电化学现象在日常生活中非常普遍,金属生锈就是由于其表面吸附了空气中的水分,形成一层水膜起到了电解质溶液的作用,从而在金属表面发生得失电子的氧化还原反应,又称电化学反应.电化学加工是指在电解液中将阴、阳电极分别于电源的正、负端头连接,构成一个导通的电极体系.在该导电回路中,电流从电源的正极经电解液流向电源的负极.而电子的运动方向与电流方向相反,从电源负极流出的电子到达电化学回路的阴极后发生还原反应：M+ +e→M和2H++2e→H2↑（M+为金属离子）,将负电荷传递给溶液（电子与正离子复合,等于溶液中负电荷增加）.在溶液中依靠正离子向负极运动,负离子向正极运动,将负电荷传递到了阳极.阳极上发生氧化反应：M→M++e和4OH-→2H2O+O2↑+4e,负电荷又以电子形式传递给阳极.在极板上积累的自由电子经过导线流回电源的正极.根据上述电化学加工中的电极过程分析,可以知道其加工过程都是以离子的形式发生,材料的转移是以离子尺度进行,而金属离子的尺寸在十分之一纳米甚至更小.因此,我们可以发论文范文属的锈蚀速度是比较缓慢的,以这种加工方式进行工业应用是难以满足生产效率要求的.
唯物辩证法的质量互变规律告诉我们：事物的发展变化存在两种基本形式,即量变和质变,前者表现为事物及其特性在数量上的增加或减少,是一种连续的、不显著的变化,后者是事物根本性质的变化,是渐进过程的中断,是由一种质的形态向另一种质的形态的突变.在事物内部矛盾的作用下,事物的发展从量变开始,当量变达到一定的界限时,量变就转化为质变,事物的性质发生了变化,旧质事物就变成了新质事物.这是量变向质变的转化.在新质的基础上又开始了新的量变.这是质变向量变的转化.量变引起质变,质变又引起新的量变,循环往复以至无穷,构成了事物无限发展的过程.量变和质变,是事物发展变化的两种基本形式,二者既有区别又有联系,在事物发展过程中,它们是相互依存、相互渗透的.量变中有阶段性的和局部性的质变,质变中有量的扩张.
电化学反应虽然只是以离子形式发生,但是当人为增加外接电源,在水中加入可以完全电离的强电解质,并对发生电化学反应的区域进行严格限制时,十分之一纳米甚至更小的离子转移的数量将会大量增加,并遵循电化学法拉第定律（电化学反应过程中金属阳极溶解物质质量与所通过的电量成正比）.因此,工件上被去除的物质数量不断增加,使工件的形状或尺寸发生变化,最终由量变转化为质变,工件被加工成所需要的形状.
在特种加工的教学过程中,结合新技术的创造发明过程,以哲学规律进行解释分析,鼓励学生积极动脑、主动思考,借助特种加工对传统加工的突破,激发学生突破原有的各种思维惯性.正是对“坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展,注重对学生创新意识、探索精神、科学思维、实践能力的培养”教学理念的贯彻落实.
参考文献：
［1］刘晋春,赵家齐,赵万生.特种加工［M］.北京：机械工业出版社,2004.
［2］霍孟友,王永华,艾兴.对电火花加工技术发展过程的哲学思考［J］.山东工业大学学报：社会科学版,1998.
编辑 薛直艳
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电化学腐蚀加工引用文献:
[1] 电化学电大毕业论文范文 电化学和电化学腐蚀方面论文范文例文2万字
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