基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《機(jī)械制造技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)》課程改革與實(shí)踐

熊運(yùn)昌，鄭勝利，王艷紅

（南陽理工學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院，河南 南陽473004）

0 引言

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是機(jī)械類專業(yè)針對《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程開設(shè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)機(jī)械制造技術(shù)基本理論和其他先修課程的理論和實(shí)踐知識，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程和專用機(jī)床夾具的設(shè)計。其目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械零件的加工工藝過程所需要的機(jī)械制造技術(shù)知識，包括機(jī)床、夾具、刀具、量具等工藝裝備的選擇與使用，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法和手段解決工程實(shí)際問題的能力。

1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計中存在的問題

1.1 學(xué)生的實(shí)踐能力缺乏

課程設(shè)計通常安排三年級下期《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程結(jié)束之后進(jìn)行，學(xué)生雖然剛剛學(xué)完機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計方面的知識，但由于缺少實(shí)踐往往感覺無從下手。其次是部分對課程設(shè)計的重視程度不夠，有偷懶思想[1]。

1.2 設(shè)計題目復(fù)雜系數(shù)不均衡

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計主要包括零件毛坯的選擇（設(shè)計毛坯圖）、機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂、專用機(jī)床夾具的設(shè)計三部分內(nèi)容。整個設(shè)計任務(wù)必須顧及到每個方面，這樣才能做到對學(xué)生系統(tǒng)全面的鍛煉。但現(xiàn)有機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書上所提供的設(shè)計題目經(jīng)常存在設(shè)計難度相差太大的現(xiàn)象。有的零件結(jié)構(gòu)過于簡單，機(jī)械加工工序少，所需要的專用機(jī)床夾具要么結(jié)構(gòu)過于簡單，要么根本不需要進(jìn)行專用夾具的設(shè)計，導(dǎo)致有些小組的設(shè)計工作量不足。

1.3 學(xué)生設(shè)計進(jìn)度不可控

盡管設(shè)計任務(wù)書中給出了每項任務(wù)大致的時間，但由于學(xué)生缺少設(shè)計經(jīng)驗，很難做到有序進(jìn)行。剛開始時總是感覺無從下手，也不知道手冊如何使用，導(dǎo)致簡單的毛坯圖繪制和零件機(jī)械加工工藝過程的設(shè)計花費(fèi)大量時間，出現(xiàn)前松后緊現(xiàn)象。

1.4 考核方式不合理

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計的考核，一般通過對平時成績、機(jī)械加工藝規(guī)程、夾具設(shè)計、設(shè)計說明書幾部分進(jìn)行綜合評定。但由于學(xué)生設(shè)計進(jìn)度相差很大，很難實(shí)現(xiàn)過程中考核，往往是設(shè)計結(jié)束綜合毛坯圖、工藝、夾具設(shè)計圖紙、設(shè)計說明書幾方面的情況給出一個綜合評定。

2 分階段漸進(jìn)式課程設(shè)計教學(xué)方法的改革

2.1 設(shè)計題目的提煉

機(jī)械零件毛坯制造方法的差異，機(jī)械加工方法的多樣性，決定了零件機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計綜合多樣的特點(diǎn)。為了達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生全面系統(tǒng)鍛煉目的，必須對設(shè)計的題目加以提煉。主要包括以下幾個方面：

（1）零件的復(fù)雜程度應(yīng)為中等復(fù)雜；

（2）零件毛坯制造方法以鑄造、鍛造、型材為宜；

（3）零件機(jī)械加工應(yīng)采用的方法（如車、銑、鉆、鏜、磨、拉等）不少于三種，零件主要機(jī)械加工工序數(shù)應(yīng)不少于6道，以保證所設(shè)計的專用夾具數(shù)量每人一個。

通過設(shè)計題目的凝練可以使學(xué)生能得到更為全面的鍛煉，避免出現(xiàn)工作量不足的情況。

2.2 調(diào)整課程設(shè)計內(nèi)容及進(jìn)度安排

（1）設(shè)計內(nèi)容調(diào)整。整個課程設(shè)計包括毛坯圖的設(shè)計、工藝規(guī)程設(shè)計、專用夾具設(shè)計、設(shè)計說明書撰寫四部分內(nèi)容。要求繪制毛坯圖一張、工藝規(guī)程一套（含過程卡和主要工序卡）、所分配工序的專用夾具圖紙一套（包括夾具裝配圖和全部非標(biāo)零件圖）、撰寫課程設(shè)計說明書一份。

（2）設(shè)計進(jìn)度安排。整個課程設(shè)計時間定為三周。其中制訂工藝規(guī)程（含工藝過程卡和主要工序的工序卡）5天；繪制毛坯圖1天；專用夾具設(shè)計6天；說明書撰寫2天；最終答辯驗收1天。

2.3 指導(dǎo)方法的改進(jìn)

（1）任務(wù)明確，分工合作。大多高校為了降低教學(xué)成本，很少采取小班上課，一般每班的學(xué)生人數(shù)在40～50人不等。而現(xiàn)有機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書上所提供的設(shè)計題目數(shù)量有限（一般不超過20個），很難做到每人一題。

任務(wù)分配時，每組安排3～4人共同完成一個設(shè)計題目，每組任命組長1名。在制訂工藝過程時可以一起討論，以便能按進(jìn)度制訂出較為合理的工藝過程；為避免學(xué)生之間的抄襲現(xiàn)象，要求全部設(shè)計任務(wù)均手工完成，小組中每人完成一道主要工序切削參數(shù)的計算、工藝裝備及機(jī)床的選擇及該工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計。

學(xué)生設(shè)計經(jīng)驗欠缺，有分工有合作，同組的學(xué)生之間可以共同討論，相互協(xié)作，相互督促，可以更快地設(shè)計出合理的零件機(jī)械加工工藝規(guī)程。

（2）提前下達(dá)設(shè)計任務(wù)。課程的理論講授和課程設(shè)計主帶由一位老師擔(dān)任，教師在授課工藝規(guī)程課程設(shè)計一章時同時下達(dá)課程設(shè)計任務(wù)，讓學(xué)生帶著任務(wù)聽課，逐步探索解決實(shí)際問題的方法，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；當(dāng)相關(guān)授課內(nèi)容結(jié)束時，有目的的指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料，既鞏固知識，拓寬思路，又可以深層研究課程設(shè)計內(nèi)容。將授課內(nèi)容和課程設(shè)計任務(wù)有機(jī)結(jié)合起來，為學(xué)生提前一步進(jìn)入課程設(shè)計做好準(zhǔn)備[2]。

（3）用企業(yè)真實(shí)的工藝和夾具圖紙進(jìn)行“抄圖”訓(xùn)練。為讓學(xué)生對企業(yè)零件加工工藝和夾具有真實(shí)的感受，根據(jù)課程進(jìn)度以大作業(yè)的形式適時安排學(xué)生對企業(yè)典型零件工藝規(guī)程及其專用夾具進(jìn)行“抄圖”鍛煉，使其學(xué)習(xí)和掌握企業(yè)工藝規(guī)程設(shè)計及專用夾具設(shè)計的要求。

（4）加強(qiáng)過程管理。在每個設(shè)計階段（毛坯圖的設(shè)計、工藝規(guī)程設(shè)計、夾具設(shè)計、說明書撰寫），通過多媒體講解設(shè)計過程中的注意事項，并通過實(shí)例介紹如何進(jìn)行，教給學(xué)生完成的方法，以保證學(xué)生盡快進(jìn)入角色和任務(wù)的按時完成。具體做法如下：

1）設(shè)計過程中，學(xué)生需要結(jié)合設(shè)計題目靈活地運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)。

2）教師通過合適的教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生，講解設(shè)計過程中可能出現(xiàn)的問題給學(xué)生借鑒，同時啟發(fā)學(xué)生的設(shè)計思路。

3）采取手工繪圖，避免可能的抄襲現(xiàn)象。

4）根據(jù)設(shè)計進(jìn)度，按時收交設(shè)計資料，并根據(jù)完成情況和學(xué)生的答辯情況給出相應(yīng)的成績，以避免個別學(xué)生的“偷懶”現(xiàn)象。

（5）強(qiáng)化過程考核。由于學(xué)生的設(shè)計資料是分段收交，老師可以分階段給出相應(yīng)部分的成績，增加現(xiàn)場提問環(huán)節(jié)，根據(jù)方案的合理程度、圖紙質(zhì)量及答辯情況給出每一部分成績，最終綜合各部分成績計算得出最終成績。各部分成績占比分配如下：工藝規(guī)程設(shè)計（35%）+毛坯圖（5%）+專用夾具設(shè)計（35%）+設(shè)計說明書（20%）+平時表現(xiàn)（5%）。

3 課程教學(xué)改革取得的效果

在《機(jī)械制造技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)》課程改革中，通過設(shè)計題目的篩選為設(shè)計小組任務(wù)的布置奠定了基礎(chǔ)；通過提前下達(dá)設(shè)計任務(wù)使學(xué)生能提前介入設(shè)計帶著問題聽課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過對企業(yè)典型零件工藝規(guī)程及其專用夾具的“抄圖”鍛煉，使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握企業(yè)工藝規(guī)程設(shè)計及專用夾具設(shè)計的要求；通過過程指導(dǎo)和考核的強(qiáng)化，在教給學(xué)生解決問題方法的同時，能促其盡快進(jìn)入角色和按時完成設(shè)計任務(wù)，也使成績的評定更為客觀。

4 結(jié)語

應(yīng)用型本科人才是將應(yīng)用理論轉(zhuǎn)化為可通過具體技能操作而制造出產(chǎn)品的人才，能運(yùn)用專業(yè)理論解決、并能親自動手自主解決實(shí)際問題的技術(shù)人才[2]。作為機(jī)類專業(yè)的一門專業(yè)核心課程正是通過具體的課程實(shí)踐，使學(xué)生在掌握機(jī)械制造基本理論的基礎(chǔ)上，掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和機(jī)床夾具設(shè)計的一般步驟和方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。