淺議機械工藝與夾具設(shè)計教學改革

1、    淺議機械工藝與夾具設(shè)計教學改革    陳文強摘 要：機械工藝與夾具設(shè)計是實踐性較強的課程，在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，在本門課程教學中，老師應(yīng)注重教學內(nèi)容、教學資源、教學方法的改革，結(jié)合學生實際情況，進行科學合理的分層教學，激發(fā)學生學習的積極性，培養(yǎng)綜合運用知識的能力，提高機械工藝與夾具設(shè)計教學質(zhì)量和學習效率，讓每個學生在課堂教學中有所收獲。關(guān)鍵詞：機械工藝與夾具設(shè)計 教學 改革一、機械制造工藝與夾具實踐教學中存在的問題1.課程設(shè)計時間短，任務(wù)重“機械制造工程學”課程內(nèi)容多而廣，注重制造流程的講解，涉及有些具體內(nèi)容不夠，這就造成課程和工程實踐之間

2、的脫節(jié)，而這個鏈接的任務(wù)就交給了課程實踐環(huán)節(jié)。且隨著教學改革的不斷深入，教學時間相應(yīng)縮短，但為了保證教學質(zhì)量，實踐內(nèi)容并沒有減少，從而影響了課程設(shè)計效果。12.課程設(shè)計的內(nèi)容陳舊，缺乏現(xiàn)代制造技術(shù)數(shù)控加工工藝的訓(xùn)練隨著數(shù)控技術(shù)的普及，對數(shù)控工藝處理能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)日益成為機械制造專業(yè)本科生的基本能力要求。然而當前機械制造工程學課程實踐教學是以傳統(tǒng)機械加工為主線進行的，它涵蓋“機械制造工程學”課程中大部分內(nèi)容，但對數(shù)控加工工藝設(shè)計的訓(xùn)練很少甚至沒有，從而嚴重影響著學生對先進制造技術(shù)的熟悉和掌握。23.缺乏對零部件及整機檢測相關(guān)工藝內(nèi)容的訓(xùn)練在當前的工藝與夾具課程設(shè)計中，在工藝分析階段，雖然也有對

3、零件的技術(shù)要求和質(zhì)量標準的分析，設(shè)計人員也在腦海中有對零件檢測的模糊的思路，但在后續(xù)的設(shè)計中缺乏對整機、零件及工序加工檢驗的具體設(shè)計，致使學生缺乏對典型檢測方法、設(shè)備及應(yīng)用的訓(xùn)練。4.cadcae技術(shù)應(yīng)用少三維cadcae技術(shù)已相當成熟，并已應(yīng)用于機械設(shè)計與制造的各個領(lǐng)域，我國已經(jīng)制定三維設(shè)計的標準。在當前的工藝與夾具實踐中cad技術(shù)雖然也有應(yīng)用，但以autocad軟件的二維cad為主，三維cad軟件如ug、solidwork、solidedge、pre等基本沒有應(yīng)用，對夾具結(jié)構(gòu)的cae分析基本沒有，致使學生缺乏相關(guān)能力的訓(xùn)練，也不利于學生獨立自主學習和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。二、教學改革新思路和新方

4、法1.突出應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的全面綜合訓(xùn)練項目安排相對于傳統(tǒng)的工藝與夾具課程設(shè)計，本綜合實踐環(huán)節(jié)在內(nèi)容安排上更多地以應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標，以培養(yǎng)學生全面掌握機械制造工藝流程的基本知識和基本能力為目的。在傳統(tǒng)的實踐內(nèi)容：工藝分析、基準選擇、加工方法的選擇、加工階段的劃分及劃分原因、加工順序的安排、機床、夾具、刀具等工藝裝備的選擇與使用、切削用量和工時計算、編制工藝文件等的基礎(chǔ)上，增加工件熱處理工藝設(shè)計和檢測工藝設(shè)計等新的內(nèi)容，以使學生更加全面地了解和掌握機械制造全流程的知識，使培養(yǎng)的學生和社會需求的人才緊密結(jié)合起來。2.自主學習和項目學習相結(jié)合要想制定出合理的加工方案，首先要求工藝人員在理論和

5、實踐上對各種加工方法要熟悉。使用什么刀具，選用多少的切削用量，采用什么樣的機床，然后根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、企業(yè)現(xiàn)有的設(shè)備和工藝裝備來制定零件的加工工藝路線。在“機械制造工程學”課堂教學中，由于受教材篇幅和學時的限制，涉及有些具體內(nèi)容顯得不夠。針對這種問題，我們在課程開始第1周就把實踐的項目任務(wù)下發(fā)給學生，拿出一次課的時間有針對性地解釋本實踐教學環(huán)節(jié)的考核內(nèi)容和最終的成果要求，同時與機械制造工程學課程教學大綱進行對比，使學生明確課堂教學的內(nèi)容和為完成本實踐環(huán)節(jié)需要學生自主學習的內(nèi)容，使學生在課程學習中帶有明確的任務(wù)和目的，在課程學習到相關(guān)章節(jié)時對于實踐需要而課堂教學又沒有講到的內(nèi)容在課后自學，同時在隨堂

6、答疑時學生可以就自主學習中遇到的問題向教師請教，從而使學生在訓(xùn)練項目的指導(dǎo)下有目的性地學習，在自主學習中主動發(fā)現(xiàn)問題，自主解決問題，也使學生在解決工程實踐問題的過程中完成對應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。3.松散、集中相結(jié)合的實踐模式機械制造綜合實踐是在機械制造工程學課程結(jié)束后進行的獨立實踐教學環(huán)節(jié)，訓(xùn)練的內(nèi)容包括制造工藝過程設(shè)計、工序設(shè)計、熱處理工藝設(shè)計、工件及工序的檢測設(shè)計、基于三維cadwave技術(shù)工藝過程的典型夾具設(shè)計等，一般需要用3或4周的實踐時間來完成。目前機械制造綜合實踐環(huán)節(jié)沿襲傳統(tǒng)的工藝與夾具設(shè)計2周的習慣，因而時間短任務(wù)重，需要采用一種全新的模式來完成實踐。根據(jù)學生平時時間相對比較充裕的

7、情況，本實踐環(huán)節(jié)和機械制造工程學課堂教學相結(jié)合，在課程開始就下發(fā)實踐任務(wù)，把實踐中原需要集中的環(huán)節(jié)分散在課程教學過程中來完成，而在集中實踐時把時間更多地用在工藝文件的編制和規(guī)范上，從而形成一種松散和集中相結(jié)合的實踐教學模式來解決集中實踐時間不足的問題。4.融合三維cad軟件wave技術(shù)的輔助工藝規(guī)程設(shè)計在生產(chǎn)實踐中，三維軟件如ug、solidwork、solide-dge、pre等已廣泛應(yīng)用于機械設(shè)計與制造的各個領(lǐng)域，但在傳統(tǒng)的工藝與夾具設(shè)計實踐環(huán)節(jié)中卻缺失相關(guān)內(nèi)容的訓(xùn)練和能力的培養(yǎng)。在機械制造綜合實踐環(huán)節(jié)中要求學生借助當前流行的三維軟件如nx的wave模塊來輔助完成零件機械加工工藝設(shè)計。學生

8、在實踐中首先依據(jù)工藝分析的結(jié)果制定零件加工的工藝過程卡，建立零件的虛擬裝配結(jié)構(gòu)，在虛擬裝配結(jié)構(gòu)中建立零件加工的各個工序模型作為裝配件，后建立工藝模板。最后根據(jù)所建立的工藝模型調(diào)用工藝模板自動生成工藝文件。5.融合三維cadcae技術(shù)和wave技術(shù)的夾具設(shè)計在本綜合實踐教學模式中，要求學生全流程應(yīng)用三維軟件如nx的wave設(shè)計技術(shù)來完成夾具從總體方案到具體的零部件設(shè)計，同時所有工程圖紙全部由三維實體模型導(dǎo)出。在夾具設(shè)計中除傳統(tǒng)的夾緊力計算外，還要求學生運用三維軟件如nx的cae模塊完成夾具的運動仿真及有限元分析等，借助分析結(jié)果來完成對夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，從而使學生熟悉主流的cadcae功能模塊的

9、應(yīng)用，具備應(yīng)用cadcae軟件完成工程設(shè)計和分析的能力。6.將數(shù)控加工工藝的訓(xùn)練融合在傳統(tǒng)的機械加工訓(xùn)練中在現(xiàn)有的工藝與夾具課程設(shè)計中，學生在做工藝設(shè)計時基本上做的都是傳統(tǒng)的機加工藝，學生很少主動去采用數(shù)控機床來完成零件加工。在機械制造綜合實踐選題時，我們有意識地去選有一道或幾道工序需要借助數(shù)控加工來完成的典型工件，要求在安排工藝流程時必須至少有一道工序是采用數(shù)控加工的方式來完成，鼓勵學生廣泛采用數(shù)控機床來完成工件加工。同時提供一個典型的數(shù)控加工工序卡模板供學生參考。結(jié)語我們必須建立科學的教學體系，明確教學目標，優(yōu)化教學結(jié)構(gòu)，完善教學內(nèi)容，創(chuàng)新教學方法，變模式化教學為個性化教學，營造思維創(chuàng)新、個性創(chuàng)作的教學氛圍，以實現(xiàn)建筑教育培養(yǎng)文化修養(yǎng)與藝術(shù)創(chuàng)造力兼具的專業(yè)人才的綜合目標。參考文