机械制造工艺学课程设计的一些思考

2021-12-05张智荣

农业技术与装备 2021年1期

张智荣

（临汾职业技术学院机电系，山西临汾 041000）

1 高职院校机械制造工艺学课程设计的目的

通过本课程设计，培养同学应用机械制造工艺学或相关课程（机械设计基础、机械制造技术、金属切削机床）的理论知识，进而理论联系实际，能有针对性地分析解决生产实际工艺问题，能够独立编制中等复杂难度零件的工艺规程；培养学生能够熟悉且熟练掌握相关工艺手册、图表、规范等技术资料的查阅能力；根据被加工零件技术要求，用学习掌握的夹具设计方法，独立完成夹具的结构设计，提高结构设计能力；学生能识图、制图、运算以及能独立编写技术文件等。

2 高职院校机械制造工艺学课程设计的必要性

机械制造工艺学课程设计是学生完成机械制造工艺学理论课程以后，进行的一项应用设计，是高职院校工科类专业主要实践教学环节之一。通过此课程设计可以使学生通过学过的知识进行工艺编制及夹具结构设计，为后续课程的学习及毕业后从事相关技术工作打下比较坚实的基础。

3 高职院校机械制造工艺学课程设计的内容

3.1 对零件进行工艺分析并绘制零件图

读懂零件图，知道零件用途、性能、技术要求以及所在部件（或整机）中的用途；确定零件图主要加工平面、次要加工平面，找出关键技术问题；分析零件结构工艺性。

3.2 选择毛坯的制造方式

画毛坯简图了解零件材料和力学性能，合理选择毛坯种类以及制造方法，确定切削用量、加工方法；根据类型、零件结构、形状、尺寸、材料等选择毛坯制造方式，得出毛坯的精度；运用机械工艺设计手册，用查表法得出不同表面总余量以及余量公差；绘制毛坯简图。

3.3 制订机械加工工艺路线

如果是比较复杂的零件，首先可以考虑几个不同的加工方案，进行分析比较后，再选择比较合理的方案；再次根据实际情况选择定位基准；第三划分加工阶段；第四表面加工方法确定后，考虑工序集中还是工序分散：哪些表面的加工适合在一道工序中完成，哪些则应分散在不同工序进行为好，然后确定零件加工工艺过程工序总数和具体内容；第五拟定机械加工工艺路线；第六选择合适的加工设备、夹具、量具以及刀具；第七确定加工余量和工序间尺寸同公差；第八确定切削用量以及时间定额；最后填写机械加工工艺工序卡。

3.4 进行机床夹具的设计

根据某道工序设计一套专用的夹具：首先制订设计方案，画出夹具结构草图；然后确定夹紧方式和夹具整体的结构方案；再进行夹具精度分析、夹紧力分析等；绘制出夹具的装配总图。

3.5 编写夹具设计的说明书、准备答辩

课程设计的总结性文件是说明书。通过编写说明书，能够进一步培养学生分析和总结的能力，并能巩固、深化在设计过程中所获得的知识。课程设计的说明书包括具体内容：零件的材料和技术分析、比较工艺方案、工艺过程的设计（加工方法选择、加工设备选择等）、工序设计（工序尺寸的计算、切削用量的选择）、夹具设计的过程（如定位、夹紧的选择和设计）、夹具的操作说明等。

3.6 答辩、评定成绩

课程设计在两周内完成。设计完成后进行总结、验收、答辩并评定成绩。

4 高职院校机械制造工艺学课程设计教学中存在的问题

教学设计方面：题目常规，容易在网上找到现成答案资料，设计千篇一律；传统的分组进行设计，组员分工不明确，经常到最后就是忙的就是那几个，剩下的都是抄袭；每学期课程都放在学期末，要么酷暑要么寒冬，而且临到放假，学生容易分心忙回家事宜，学习效果不好；课程衔接不好，机械制造工艺学课程的前期课程主要有机械制图、高等数学、机械设计基础、机床夹具设计等，实习有金工实习和生产实习。但高数和机械制图均为基础课，大一学完基本就不再学，对于高职学生来说，基础并不太好，中间一间断，计算和制图能力打了折扣，老师还对复习以前知识，浪费了时间，设计质量也难保证；部分高职院校由于课程体系及自身特点，并没有安排机床夹具这门课，即使学也是粗略讲过，而机械制造工艺学课程设计中重要的一项就是夹具设计，没有教材支撑，学生设计比较吃力。订教材时没有订相应的设计手册，传统的设计都是两周，所以学生都是这两周做设计，手册不够用，一人一册不现实。

学生方面：不重视课程设计，设计和实际生活联系不紧，比较抽象，学生缺乏兴趣，存在应付了事的现象；高校扩招后，学生文化基础薄弱，部分学生基础知识欠缺，课程设计不知道从哪下手；学生怕吃苦，没耐性，处理课程设计中比较复杂的问题时，不愿动脑子，总想求教于老师或同学，设计个性化不强。

教师方面：关键是指导学习的度把握。课程设计学生应当独立完成，不能太过于依赖老师。但此课程设计包含的内容又比较多：毛坯选择、基准选定、工艺路线制订、工艺参数的选择、定位夹紧的方案选择、夹具结构设计等，由于没有固定的模式，学生往往无所下手，老师如果指导的度把握不好，就会要么跑偏，要么设计个性化缺乏，所以指导老师如何把握度是课程设计能否顺利完成的关键。

5 改进高职院校机械制造工艺学课程设计具体对策

针对高职院校机械制造工艺学课程设计出现的各种典型问题，可以从不同方面入手，反复探索，积极实践，应用多种手段提高课程设计的教学质量。

5.1 教师教学设计方面需改进

5.1.1 设计题目要更贴切实际

选题要能完成教学目标为目的。针对高职教育的培养目标，高职院校机械制造课程设计选定的零件应结合教材，具有典型性和实用性的特点。具体来说就是首先所选零件应该是教材里重点讲解的箱体类、轴类、盘盖类等一些有代表性零件，其次选择的零件结构要相对简单些，加工工艺要求不是太高，因为此课程设计目的是让学生了解加工工艺的整个流程，掌握基本方法，能够独立完成课程设计。最后，选择的零件要体现层次性，也就是不是一种零件，选复杂程度不同的零件。

5.1.2 改变传统的分组模式

此课程设计选定的零件复杂程度不一样，故零件的加工同零件的夹具设计难度也大不一样，学生可以根据自身实际情况以及兴趣爱好自由的进行选择。也就是按零件的不同学生自由组合。兴趣是最好的老师，这样不但有利于不同能力学生水平的发挥，而且也能提高学生对课程设计的积极性，增强自信心。

5.1.3 教师指导要根据实际情况把握好度

可以把设计任务细分，让学生完成一个一个小任务。小任务学生独立完成后，由指导老师审阅修改，发现问题及时纠正，不让设计跑偏，同时让不同组同学互相检查，汲取别组设计长处，完善自己组设计内容。具体来说，可以把任务分为六个部分：对零件进行工艺分析并绘制零件图（6 个学时）；毛坯选择制造方式，画出毛坯简图（10 个学时）；制订零件的机械加工工艺路线（10 个学时）；机床夹具设计计算和结构设计（10个学时）；编写设计计算说明书、准备答辩（6个学时）；总结和答辩（4 个学时）。然后6 个部分再细分，把任务分解落实到每一个人。

5.2 课程设置方面需合理

根据高职学生特点，课程设置衔接要合理。在机械制造工艺学这门课开设的学期，要开设工程数学和工程制图这两门课，以及金工实习和生产实习等课程。工程数学使学生计算能力提升，工程制图使学生能看懂图，会分析图，为编制工艺规程及画工序简图打好基础。开设金工实习、生产实习等实践课程，可以让学生们亲手触摸工件，改造零件，对工件有最直接的认识，为做好课程做好实践打好基础。