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2024年, 第23期 刊出日期:2024-08-20
  

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    工业设计
  • 刘光晓 李贡 石雪莹 卢彦利 李伟 徐云萧
    中国机械. 2024, (23): 4-8.
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    目前,仅用各种硬件传感器来实现智能化的运输车功能不够强大,为此,本文在树莓派计算机的基础上,不仅使用了各种传感器来实现小车的基本自动导航功能,还加入了各种数据库和视觉化处理系统,实现识别物体和定位物体的功能。本文选用的树莓派计算机虽然是卡片型电脑,但它同样具有电脑的基本功能,并且可实现多种接口扩展。本文开发的可视觉化的自动导航智能车,运用了树莓派计算机的硬件资源,结合数据库等软件技术,可实现6个功能,分别为:超声波避障、自动循迹避障、遥控器控制、颜色追踪、定位物体位置、手势识别等。功能众多的智能车可满足各种场所各种人群的需要,拥有广阔的应用前景。

  • 吴天尧
    中国机械. 2024, (23): 9-12.
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    晶圆传输是半导体生产设备中的重要组成,而晶圆搬运机械手是晶圆传输的核心设备。为有效解决机械手在搬运过程中定位精准度不足的问题,本文在提出晶圆搬运机械手设计方案的基础上,对晶圆搬运机械手的主动控制方法展开研究。通过对机械手的运动学分析,研究其运动变化特征。并以PC上位机结合运动控制器作为控制方法,在同步运动控制策略的支持下,利用运动控制器、驱动装置及相应程序完成对伺服电动机的同步控制,从而提高晶圆搬运机械手的稳定性,实现精准定位。

  • 周风华
    中国机械. 2024, (23): 13-16.
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    本文基于PLC技术,提出了一种模块化、高可靠、易扩展的机械自动化控制系统架构。系统由输入输出处理、控制逻辑、人机交互、通信网络、电源安全等模块组成,各模块经过优化设计,实现了显著的性能提升。同时,系统通过标准化的接口实现了与MES、ERP等上层系统的无缝集成。仿真实验表明,该系统在位置控制、速度控制、力控制等方面表现优异,各项性能指标均满足工程实际需求。本文研究旨在为类似系统的设计与实现提供参考。

  • 马鲁洁
    中国机械. 2024, (23): 17-21.
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    由于我国烟草种植机械化水平低,导致烤烟种植效率低,生产成本大,极大地限制了该行业的发展。打塘作为烤烟移栽种植过程中的重要环节之一,在烤烟种植向全程机械化发展的过程中占据重要地位。为此,本文根据烤烟种植的农艺要求,设计了一款铲式打塘机构。该机构由曲柄摇杆机构、刀头和安装角钢等部件组成,通过SolidWorks建模软件构建三维模型和运动仿真,并利用UG有限元进行应力分析。本文研究旨在提高烟草种植效率,从而实现烟草种植机械化。

  • 张志远
    中国机械. 2024, (23): 22-25.
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    本文针对旋回破碎机存在的故障诊断与维护管理难题,提出了一种基于物联网技术的智能监测与维护管理系统设计方案。该系统通过在旋回破碎机的关键部位布置多类型传感器,实现了对设备运行状态的全面感知;同时,采用多协议异构网络传输机制,保障了监测数据的可靠性与高效传输;此外,还引入了机器学习算法,实现了设备故障模式的精准识别与预测性维护决策优化。仿真实验结果表明,该系统能够有效提升旋回破碎机故障诊断的准确性和维护管理的时效性。

  • 梁伟波
    中国机械. 2024, (23): 26-29.
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    电子设备结构设计过程中,应重点考虑电磁兼容性设计问题。因为只有应用电磁屏蔽技术,借助屏蔽体隔开干扰源与受干扰的部件,才能避免出现相互干扰问题,保证电子设备结构设计的科学性与合理性。基于此,本文首先对电子设备结构设计中的电磁屏蔽技术原理进行介绍,然后对电子设备结构设计中的电磁屏蔽类别进行分析,最后阐述电子设备结构设计中的电磁屏蔽技术要点,以供电子设备结构设计的相关人员参考借鉴。

  • 于士哲
    中国机械. 2024, (23): 30-33.
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    新型复合材料发展飞速且成果显著,已成为飞行器迭代更新的重要动力。为促进航空航天技术的进步,使新型复合材料更好地为飞行器设计和制造提供技术支撑。本文通过列举空客A350XWB、通用航空发动机以及F-22战斗机的实例,具体展现出新型复合材料在飞行器构型及部件上的实际应用,并简要地探讨了其对飞行器性能产生的影响。同时,结合新型复合材料在飞行器设计中应用的局限性,最终提出飞行器设计领域新型复合材料的重点发展方向。

  • 机械制造与智能化
  • 邓萍华
    中国机械. 2024, (23): 34-38.
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    针对工业机器人在使用时因多种末端执行器分散放置而导致的不便问题,本文设计了一种面向工业机器人工作站的智能工具库系统,以实现工业机器人末端执行器的智能化快速更换。该系统采用可编程控制器作为控制单元,基于传感器的信号反馈以及I/O模块的信号交互,实现智能工具库机械装置的控制与精准定位,从而提高工作效率和可靠性。本文详细阐述了该系统的组成、工作原理、主要硬件设计、控制系统设计及其测试结果。系统测试结果表明,该智能工具库系统具有较高的准确性和稳定性,能够有效提高工业机器人的工作效率。

  • 陈果雨
    中国机械. 2024, (23): 39-43.
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     本研究旨在验证OpenFOAM软件在离心泵全流场数值模拟计算方面的可靠性,选取0.4 Q d ~1.4 Q d 共计11个不同的流体流量,进行离心泵的试验与数值模拟计算,并比较两者的结果相似性。结果显示,离心泵的外特性模拟计算结果与试验数据相似度比较好,测量误差均不超过4%。进一步分析发现,导叶流道内的漩涡随着流量增大而趋于平稳,且叶轮的轴向力、径向力及压力脉动均受到叶轮与导叶间相互干涉的影响。分析叶轮轴向力时域关系可知,存在的28个峰值表明叶轮与导叶之间发生了密切的相互干涉,且对叶轮轴向力有影响。

  • 段红涛1 陆超2 常燕明3 吴雪飞3
    中国机械. 2024, (23): 44-48.
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    针对某型3m3贫料容器低温冲击性能不合格问题,本文从成分元素、晶粒度、金相组织、夹杂物等方面分析,找出原因并制定措施批量验证,显著提升了 – 40℃低冲均值至115J;通过正火改善了焊缝及热影响区的金相组织和晶粒度, – 40℃低冲均值恢复了到可观的150J。

  • 周花 马飞 徐恩涛
    中国机械. 2024, (23): 49-52.
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    本文基于实际生产需求,探讨了工业机器人在数控机床压铸件加工行业的集成应用。首先介绍工业机器人的基本原理和数控机床压铸件加工行业的现状和需求,然后分析了工业机器人在数控机床压铸件加工中的优势和挑战,最后提出了一种基于视觉识别和力控制的集成应用方案。本研究为推动工业机器人在数控机床压铸件加工行业的应用提供理论和实践指导。

  • 葛云立
    中国机械. 2024, (23): 53-56.
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    本研究旨在探讨逆向工程在复杂零件3D打印中的精度优化策略。通过综合分析数据采集技术、三维重建技术、数据处理与优化以及模型验证与调整等技术原理,提出了几何优化、材料属性匹配与调整以及打印参数优化的策略。并结合航空航天和生物医疗领域的典型案例分析,展示了逆向工程与3D打印的综合优势,包括提高设计灵活性、缩短产品开发周期和降低制造成本。本研究为复杂零件3D打印的精度优化提供了有益的参考和指导。

  • 邱泽元
    中国机械. 2024, (23): 57-60.
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     为探讨数控铣加工技术在复杂零件制造中的应用及其创新发展趋势,本文深入研究数控铣床的基本原理、复杂零件的设计与数控编程及数控铣加工在复杂零件制造中的相关实践,并分析其在复杂零件制造中的关键作用。接着,进一步提出了优化数控铣削工艺、夹具设计与选择、切削参数与刀具路径确定等方式方法。本文研究旨在提高加工效率、保证加工质量及推动数控铣加工技术的持续创新发展,以期能够为复杂零件制造领域的技术进步与应用推广提供一些启发。
  • 能源与动力
  • 杨沫 章焱
    中国机械. 2024, (23): 61-64.
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    本文以某电厂300MW机组和600MW机组现有型微机防误操作系统为例,探究电厂防止电气误操作系统的实现逻辑、实现方式,以及验收及运维管理。根据研究结果来看,防误操作系统的应用能够提高电气设备运行稳定性。

  • 钟行
    中国机械. 2024, (23): 65-68.
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     双馈风电机组容量不断增大,其工作条件对传统系统轴承产生了显著的影响,相较于传统电力系统相,其维护难度也有所增加。本文介绍了双馈风电机组发电机轴承故障机理,对其故障类型、频率及诊断方法进行了分析,并提出其相应的维护措施。同时,针对某双馈风电机组轴承故障进行案例分析,以期为相关工作者提供参考。

  • 兰北亚
    中国机械. 2024, (23): 69-72.
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    监控煤矿主井提升机运行状态主要依赖于单一的传感器,这种单一性导致数据收集不全面,无法完全反映提升机的实际运行状态。为此研究基于光纤通信技术的煤矿主井提升机运行状态在线监控方法。该方法首先通过数据预处理技术对煤矿主井提升机的运行数据进行处理,以提高数据质量和准确性;其次,采用数据融合技术将不同来源、不同维度的运行数据进行有效整合,形成全面反映提升机运行状态的数据集;再次,利用光纤通信技术将融合后的状态数据实时传输至监控中心;最后,建立模糊评估矩阵,对提升机的运行状态进行实时监控和评估,从而实现对煤矿主井提升机运行状态的全面准确掌握。试验结果表明:以实际运行所需的最大电流值为评估指标,基于光纤通信技术的煤矿主井提升机运行状态在线监控方法能准确地反映最大电流值,与实际测得的值完全一致,没有出现明显的波动,监控效果较好。

  • 机械工业应用
  • 邱旭1 孙永红2 徐杨斌3 穆顺3
    中国机械. 2024, (23): 73-77.
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     在卷烟生产过程中,由于生产工艺、系统负压、烟丝质量、生产环境等因素,在烟条成型和接装时烟丝碎末易夹在烟支或滤嘴搭口处,产生烟支夹末缺陷质量问题。本文利用MATLAB图像处理技术对烟支夹末缺陷进行图像识别与分析。首先对缺陷图像进行灰度化、滤波、增强等预处理;然后对预处理后的缺陷图像进行二值化阈值分割;再对其进行数学形态学处理,运用膨胀和腐蚀方法来平滑图像和增强缺陷区域的特征,最后通过连通域分析标记夹末缺陷区域,实现烟支的夹末缺陷识别。通过对多种烟支夹末缺陷样本进行验证,结果表明,连通域分析标记方法能快速且准确地判断烟支夹末的缺陷类型。

  • 何厚明 邢艺 路政 赵胜雪 闫文凯
    中国机械. 2024, (23): 78-82.
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     针对目前农业灌溉控制系统自动化程度低、节水能力不足易造成水资源浪费等问题,本文基于可编程逻辑控制器(PLC)对农业节水灌溉自动控制器进行设计。该装置以PLC模块为核心构建节水灌溉架构,联合中央处理器、射频信号传感器及各类传感器,以监测终端获取的信号作为输入,由微处理器转化为计算机可识别的脉冲信号,经计算确定出最合适的灌溉时机与灌溉值,并利用PID控制实现恒压供水,以达到节水灌溉的目的。实际应用效果表明,本文设计的节水灌溉自动控制器响应时间短,各项功能均完好,节水控制误差不超过1%,自动节水效果良好。

  • 周强 詹威 陈通
    中国机械. 2024, (23): 83-86.
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    随着电子信息技术的飞速发展,农业机械也发生了巨大的变化与创新,农业机械的数字化、电子化、信息化已成为新世纪农业发展的主流。基于此,本文对电子信息技术在农业机械中的应用进行研究。

  • 李琛1 刘银涛2 郝占红2
    中国机械. 2024, (23): 87-89.
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    本文选取棕纤维过滤器和传统的化学纤维过滤器作为研究对象,对通辽机务段新八轴机车上使用的棕纤维过滤器和传统的化学纤维过滤器进行现场粉尘测试和在规定条件下的洁净阻力和容尘性能特性的分析。同时,对棕纤维过滤器和传统的化学纤维过滤器全生命周期成本进行了对比分析。研究结果表明,棕纤维过滤器更具有优势,为新八轴机车新型过滤器的选用提供参考,具有很强的实际意义。

  • 余倩倩
    中国机械. 2024, (23): 90-93.
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    井工煤矿井下开采期间各项作业技术水平持续提升,已形成一套较为完整化的井下开采工艺流程。然而,由于井下环境较为恶劣和复杂,加之井下辅助运输机械化水平相对较低,在一定程度上影响了开采综合效率。本文以提高煤矿开采效率和质量为研究目标,分析了我国井工煤矿辅助运输现状,并结合高效的辅助运输设备,提出了推动井下辅助运输机械化发展的有效措施。本文研究以期对相关工作有所帮助,进一步扩大煤矿开采的综合效益。

  • 周陶松
    中国机械. 2024, (23): 95-99.
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    安庆三维电器有限公司生产的一款船用电煮锅,在实际应用中,出现了非正常锅体腐蚀穿透现象。本文以该款船用电煮锅在硅酸铝纤维复合岩棉保温层下SUS316不锈钢锅体发生的一起锅体异常腐蚀失效为例,展开研究分析,阐述了分析步骤,采用对比分析法以分析特殊工况下SUS316失效的原因,为后续船用产品类似工况提供设计经验。

  • 周志轩
    中国机械. 2024, (23): 99-102.
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    随着现代制造业的发展,三维拉弯需求量大幅提升。型材三维拉弯过程复杂多变,难以预测成形。本文采用Unity 3D作为开发平台,基于数字孪生五维模型,为三维拉弯机的各构件赋予物理属性,在各连接部位添加关节约束,以模拟拉弯机三维型材拉弯时的实际工作状态。通过拉弯机各轴状态参数的实时采集与传输,驱动虚拟模型进行同步动作,实现三维拉弯工艺的动态可视化。

  • 郑玮
    中国机械. 2024, (23): 102-105.
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    在飞机制造供应链中,由于产品复杂、工序繁多、供应商众多等因素,管理和协调各个环节之间的关系变得尤为复杂。构型管理作为一种新型的供应链管理方法,通过整合供应链中的资源和信息,优化飞机制造供应链。本文对构型管理在飞机制造供应链中的应用方式展开深入探究,为进一步优化飞机制造水平提供积极帮助。

  • 现代交通技术
  • 黄军 谢培利
    中国机械. 2024, (23): 106-112.
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    本文提出一种应用于新能源车用驱动电动机定子槽内等效绕组导热系数计算方法,定子绕组取简化的周期模型且将实际复杂的绕组端部模型用半匝长的方法代替。并分析了绝缘漆、铜线槽满率对等效绕组导热系数的影响,结合ANSYS Workbench软件热仿真模块对72槽12极的74kW水冷电动机定子进行温度仿真,得到了电动机定子的温度分布以及定子铁芯与机座接触间隙对定子绕组温升的影响。通过温升试验对比绕组温度仿真结果,验证了采用等效绕组与半匝长周期模型仿真计算定子绕组温度具有可靠性,可用于校核电动机温升及指导电动机绝缘等级的选择。 

  • 陈昆仑
    中国机械. 2024, (23): 113-117.
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    针对铁路道岔中支距扣板结构存在的轨距无法调整和扣板易折断等问题,本文提出了一种新型可调式支距扣板结构。该结构在高速道岔“扣板+挡块”形式的基础上,将“挡块”改进为“普通轨距块+限位挡块”,通过更换轨距块实现钢轨支距的局部偏差调整,同时保持扣板的弹性扣压功能。结构优化后,扣板采用Q345B钢材料,最大Von Mises等效应力为315MPa,低于屈服强度;疲劳寿命达到3.26×106次,在年通过总重5000万吨的线路上可使用43年。优化后的扣板强度提高,疲劳寿命比普通扣板提高35%。

  • 姜方杨1 李东2
    中国机械. 2024, (23): 118-122.
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    1  中铁建设集团有限公司 北京     100040 ; 2  中铁建设集团基础设施建设有限公司 北京     100040 )

  • 安全与生产
  • 许正航
    中国机械. 2024, (23): 123-126.
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    本文分析了桥式起重机常见的故障问题,对故障发生时的现象、产生的原因进行分析,并结合故障原因探究相应的维修解决方法。为确保起重机的正常运行,强调维修保养工作的重要性,并建议结合工作实际制定相关的管理措施。

  • 徐刚
    中国机械. 2024, (23): 127-130.
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    本文系统研究了电梯钢丝绳的检测与维护措施,旨在通过科学的方法提升电梯运营的安全性和可靠性。首先概述了电梯钢丝绳的基本功能与常见故障模式,强调了定期检测的必要性以及检测方法的选择对预防潜在问题的重要性。接着,详细阐述了包括视觉检查、无损检测技术及强制性标准检测在内的检测流程,并对每种技术的优势和局限性进行了评估。最后,在维护方面,深入讨论了定期清洁与润滑、检查与更换、张力调整、环境控制等多项措施。以上措施旨在确保钢丝绳处于最佳工作状态,防止因磨损、腐蚀或其他因素导致的性能退化,同时为电梯钢丝绳的检测与维护实践提供科学依据。本文研究以期能助力电梯行业的技术进步和安全管理。

  • 方潇逸
    中国机械. 2024, (23): 131-134.
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    吊具的安全性对起重机的运行状态有着决定性的影响。目前集装箱吊具的主要机构包括伸缩、开闭锁、着箱等,本文重点从这3个方面探索提升吊具安全性的工艺改进和技术创新。此外,吊具的高安全性离不开先进的管理方式,本文着重利用精细化管理模式来提升吊具安全性。

  • 李争
    中国机械. 2024, (23): 135-138.
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    随着环境保护标准的提升,电厂的烟气脱硫技术变得尤为重要。脱硫吸收塔作为湿法烟气脱硫系统的核心设备,其性能直接影响到整个脱硫系统的效率。然而,在长期运行过程中,吸收塔由于腐蚀、磨损等因素容易出现穿孔现象,严重影响热电厂的正常运行。目前,修补吸收塔穿孔主要采用传统的停机维修方式,不仅耗时长、成本高,而且影响脱硫系统的连续运行。因此,本研究提出了一种基于脱硫吸收塔壁穿孔的在线修补技术。该技术通过选择高性能的修补材料和优化修补工艺,实现了脱硫吸收塔穿孔的快速、有效修补,显著提高了修补效率和质量,延长了吸收塔的使用寿命,对提升热电厂脱硫系统的整体运行效率具有重要意义。

  • 张博
    中国机械. 2024, (23): 139-142.
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    焦炉机械设备在炼焦生产过程中扮演着关键角色。随着工业自动化技术的发展,对焦炉机械设备的运行控制提出了更高的要求。运行控制的目的是确保设备高效、安全、稳定地运行,从而提高炼焦生产的整体效率。本研究通过分析焦炉机械设备的运行特点,探讨了多传感器位置检测、设备部分调节和运行控制、走行定位控制等控制方法,以期为焦炉机械设备的运行控制提供理论基础和技术指导。

  • 职业教育
  • 张雪燕 王洵
    中国机械. 2024, (23): 143-146.
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    本文以航空类专业为例,从航空类教材的内容、思政内容的融入、信息化手段的应用等三个方面,详细讲述了高等职业教育新形态教材的建设思路和建设要点,提出教材内容要紧跟行业企业技术发展;挖掘思政元素、结合航空领域融入思政内容;加强数字化资源开发,与课程建设同向同行等新形态教材建设思路,以适应新时代航空类专业技术技能人才培养要求。

  • 徐海丽
    中国机械. 2024, (23): 147-150.
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    随着计算机辅助设计(CAD)技术的飞速发展,基于CAD软件的机械零件三维建模与仿真分析已成为机械工程领域的重要研究方向。本文介绍了利用CAD软件进行机械零件三维建模和仿真分析的基本流程和关键技术,并通过实例演示了如何利用CAD软件提高机械零件设计的效率和质量。研究表明,基于CAD软件的机械零件三维建模与仿真分析可以缩短产品开发周期,降低设计成本,提高产品性能和可靠性。

  • 赵忠玉 葛占福 王婷
    中国机械. 2024, (23): 151-154.
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    本文围绕课程思政理念在机械制造及自动化专业工业机器人技术课程中的实践探索展开研究。通过对相关文献资料的综合分析和比较,结合武威职业学院实际情况,提出了符合工业机器人技术课程特点和学生需求的思政教育模式。通过课程内容和教学方法的改进,促进学生的思想道德素质和专业技能的全面提升,为培养全面发展的技术技能人才打下良好基础。实践发现,学生对思政教育的接受度较高,认识到思政教育对于工程技术人才的重要性。本研究总结出的教学模式,对于促进工业机器人技术课程教学质量的提升,推动高校思政教育的深化和发展,具有一定的借鉴和参考价值。

  • 罗丽
    中国机械. 2024, (23): 155-159.
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    中职生处于世界观、人生观、价值观培养的关键时期,课程思政成为了教师传道受业解惑的内在要求。课程思政应结合中等职业教育、中职生及机械加工技术专业特点,全面贯彻课程思政理念,完善课程体系,将思政元素融入到专业课程中,确保思政教育与专业知识有机融合。通过课程设置、教师言传身教、校园文化等多种途径,以间接式、隐蔽式的方式结合多种教学手段,培养中职生思想素质、工匠精神、社会责任感、使命感和强烈的爱国主义情操。

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