從畢業設計圖紙質量探討工程圖學課程教學改革

薛小雯　錢瑜　蔡召沖

【摘 要】本文針對近幾年畢業設計圖紙質量中出現的視圖表達不合理、尺寸及公差不會標注等一些問題，對工程圖學的教學進行反思并提出建議。

【關鍵詞】工程圖學課程 畢業設計圖紙 教學改革

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）11C-0159-02

畢業設計是大學期間重要的實踐性教學環節，是提高學生綜合實踐能力、實現專業培養目標、保證畢業生質量的重要保障。目前機械類學生的畢業課題大多是機械裝置和設備的設計，其設計成果是以論文和圖紙來體現的。圖紙是非常重要的技術資料，常包括產品裝配圖和主要結構的零件圖，圖紙不僅反映了產品的結構，也體現了學生的設計思想和對機械類相關知識的掌握程度。本文對畢業設計圖紙中出現的主要問題進行分析總結，確定工程圖學教學改革方向。

一、畢業設計圖紙中存在的主要問題

目前，隨著三維軟件的普及和應用，學生已能較熟練使用各種三維軟件，在設計開始階段，通過初步確定設計方案和計算后，常直接利用三維軟件繪制草圖和立體圖，立體圖直觀且能反映出各零件之間的裝配關系、是否干涉等，作為設計開始階段是不錯的選擇。但三維圖上不好標注尺寸和加工信息，許多企業也不能實現“無紙化生產”，所以還要轉換成二維圖紙，并進行適當的標注，才能成為完整的設計資料。由于目前使用的三維軟件在將立體圖轉換成二維圖時與我國制圖標準不能完全一致，因此還需進行一些修改，有時也將轉換后的二維圖再導入AutoCAD軟件中修改，在對二維圖紙的表達中，就出現了不少問題。

（一）零部件視圖表達不合理。許多學生不考慮所設計的產品主要功能是什么，各零部件間的裝配關系如何，不分析零件間的結構，而是完全依賴三維軟件，直接生成若干個三視圖，里面有許多虛線也不管；或者任意選一個位置剖開，得到剖視圖。但如何合理選擇視圖，需要幾個視圖，視圖上哪些位置應剖開，剖切平面在何處，如何使幾個視圖相對應并正確表達出產品結構，等等，這些學生就不會了。

（二）標準件常用件表達不清。常用件、標準件的繪制中也常出現問題。特別是在裝配圖中，如內外螺紋連接時大小徑的畫法；鍵連接畫法中，鍵是否剖切，鍵與輪轂部分的連接畫法中哪里是一條線，哪些位置是兩條線；齒輪嚙合部分齒頂高、齒根高等部位線的繪制中，哪些地方是一條線，哪些地方是虛線或不畫，也是經常出錯的地方。

（三）尺寸及公差標注混亂。尺寸、尺寸公差和形位公差也是設計中的主要問題。在零件圖中，應標注哪些尺寸，尺寸基準如何選擇，主要基準、輔助基準選取原則是什么；在裝配圖中，有哪幾類尺寸，哪些尺寸是配合尺寸，要與零件圖上尺寸對應等，許多同學都不會，也不考慮，因此尺寸標注部分很混亂，隨意標注、重復、漏標等現象層出不窮。形位公差和尺寸公差更是不會標注，不知道什么情況下采取何種精度，常常零件圖上的尺寸公差和裝配圖上的配合尺寸對應不起來，甚至有些同學不會查表。

（四）技術要求不會注寫。從畢業設計圖紙和答辯來看，學生對材料的選擇、零件的熱處理工藝、零件的表面粗糙度、零件的加工工藝等方面知識知道的很少，沒有真正明白這些技術要求的含義，大多數只是從其他圖紙隨意抄襲過來。

二、反映出教學中存在的主要問題

畢業設計圖紙上反映的雖是圖的問題，但它涉及了多門課程知識，是多門課程的綜合應用。從工程圖學教學內容上總體反映結果來看，畢業圖紙上體現出的主要問題是對國家制圖標準不熟和機械圖樣的表達上工程意識不強。

（一）課程體系安排不合理。畢業設計圖紙上看似是圖的問題，它實際牽涉到工程圖學、金屬工藝學、公差與配合、機械設計等多門課程的知識，圖上的數據大多又是通過理論計算得出的，因此是多門課程的綜合運用。這些課程安排在從大一到大四的各個學期，雖然在后續的課程中也有課程設計練習，但都是孤立的，沒有成為體系。在講制圖課程時，學生對圖上的表面粗糙度、工藝結構、尺寸公差等內容根本不理解，對這些數據的大小選擇更是沒有任何概念，到了大二、大三學習其他課程作課程設計時，制圖中的圖樣表達又忘了很多，這時需加強繪圖和設計能力的綜合鍛煉，但專業老師主要注重學生的設計計算，認為圖形的表達制圖已經學過，因此在圖形的表達方面并沒有給予詳細的指導，使得綜合表達圖樣的能力沒有得到大的提高。

（二）實踐環節訓練少。學生只學到書本上的知識，雖然是學習了機械，但在校期間也僅參與過學校的金工實習和到企業參觀實習。企業考慮到經濟利益和安全等方面的因素，極少接納學生參與生產實習，學校的金工實習基地設備有限，學生人數又多，因此得到的鍛煉有限，而且學生要將這些看到的和實習過的與圖紙結合起來，還需要進一步講解和練習，但這方面的綜合訓練也較少。

（三）課時壓縮，師生人數比擴大。隨著高校多年擴招，師生人數比擴大，以制圖課程為例，以前多是采用小班制教學，老師?？梢砸粚σ惠o導，指出錯誤，督促學生改正。現在多是兩三個班合班上課，加上近年來課時也在逐漸壓縮，有些內容不講或講解較少，使學生在有限時間內掌握知識量有限。此外，近年來，各高校考核政策中，重科研輕教學，教學不像科研那樣容易量化，將科研作為考核老師的重要目標，致使老師花在教學上的精力有限，畢業設計老師對學生缺乏檢查監督，計劃和進度不能按時完成，不會對畢業設計提出反復修改的意見，使得畢業設計的圖紙質量較差。

（四）學生基本功不夠扎實，在畢業設計中投入有效時間不足。許多學生在幾年的學習中基礎不夠扎實，同時計算機繪圖軟件的使用也使許多學生只會繪制三維圖，對制圖中的一些基本要求和如何表達早已遺忘，也不愿再復習前面知識。此外，畢業設計階段是學生即將就業階段，學生花在畢業設計時間減少，影響設計質量，心理上也放松了對畢業設計質量的要求。

三、工程圖學教學內容和手段的改進

學生畢業設計圖紙實際上體現了機械專業學生綜合表達能力和機械各門知識的掌握情況，如何協調各門課程的內容和銜接，是一個大工程?，F僅從工程圖學（目前江南大學機械類所用教材為同濟大學版《工程制圖》）的教學入手，在課程教學中，針對前面所述的問題，進行教學內容和實踐環節的調整，適當調整了學時安排，對手工繪圖、圖解法解決空間幾何問題、截交線和相貫線繪制等部分內容做了適當刪減，大約刪減了10個課時，增加了實踐環節和討論課學時，以提高學生對產品的表達能力。

（一）加強零部件表達訓練。在“表達方法”一章，增加零件表達方案訓練，使學生能熟練掌握剖視圖、基本視圖、斷面圖等各種表達方法。在“零件圖”一章，強化典型零件的表達方法，零件按回轉體和非回轉體主要細分為軸類、盤蓋類、叉架類、箱體類，這幾類零件常有不同的方法表達，如軸類是采用一個主視圖配合局部放大圖、移出斷面圖表示；盤蓋類常采用主視圖和左視圖（其中一個常全剖）；叉架類和箱體類常采用基本視圖、局部剖、全剖、半剖、斷面圖等多種方式表達。在教學中要通過反復訓練，強化這些表達方法，在課后練習中，除常規練習外，精心設計題目，增加多種方案比較練習、改錯練習，使學生對這部分圖形表達熟練掌握。

在尺寸和公差標注方面，因為學生剛進大學，對許多工程實踐問題知之甚少，最多也是金工實習，為此我們與企業合作，錄制了典型零件的加工錄像，并結合尺寸基準和重要加工面對表面粗糙度、尺寸公差、形位公差作要求，同時通過多媒體課件的講解，使學生能有一個感性認識，掌握典型零部件的標注。不過真正的掌握還需后續課程的學習和工作中的逐步積累。

在裝配圖的教學中，堅持“精講多練”。對于簡單的部件（一般由4-10個零件組成），突出講解裝配圖所表達的內容，看哪些視圖表達了工作原理，裝配關如何，主要零件的結構是否已反映出來，尺寸有哪些等，加強學生對裝配圖的理解，并選擇典型產品完成裝配圖的繪制。對復雜部件主要采用討論式的教學方法，同一產品常給出多種方案，讓學生分析對比，分析優劣，從中選出較好方案，加強裝配圖拆畫零件圖這部分內容的練習，使學生具有初步的設計思路。通過反復練習，才能使學生學會綜合運用，并逐漸繪制出錯誤較少的圖樣。

（二）加強實踐性環節訓練。在工程圖學的教學中，安排了齒輪油泵的測繪。實物測繪是從形體表達到機械設計的一個過渡，對產品的仿制、對零件的修復、對原有設備的改進，都離不開測繪，齒輪油泵的測繪過程也是零件圖裝配圖繪制的綜合訓練。學生在繪制零件圖時，就要選擇視圖表達方案、標注尺寸等，拆裝的過程更是對產品的裝配關系、工作原理、主要零件的功能結構、零件上的結構工藝、結構的合理性等知識綜合學習過程。測繪的過程也是師生互動的一個良好環節，老師能掌握學生的學習狀況，并可對學生進行一對一的輔導。測繪時結合實物可指導學生正確繪出零件圖、標注零件圖裝配圖尺寸及公差、表面粗糙度等，并教會學生正確查表，同時使學生進一步熟悉測繪工具，學會使用工具，提高學生的實踐能力。

此外，結合CAD軟件和金工實習期間使用的臺鉗，讓學生用計算機繪出臺鉗的零部件圖紙，使學生將實物和圖紙結合起來，加強了零部件表達能力的訓練。

（三）傳統教學和多媒體教學相結合。針對標準件常用件繪圖中出現的錯誤，我們采用傳統的教學方法和多媒體CAI課件相結合的方法，在講解這部分內容時，同時利用實物、多媒體課件、圖片并在課堂上現場繪制的方法，使學生明白比例畫法和實際尺寸間關系，理解二維圖上各條線的含義，正確繪出螺紋連接、齒輪嚙合、鍵、銷等連接的二維圖。

（四）增加機件的工程圖表達訓練。針對學生在畢業設計中將三維圖轉換成二維圖時的隨意性，我們增加了兩個課時的練習，由老師先繪制好三維的零件圖和裝配圖，再由學生轉換成工程圖，學生可以將自己的表達方案與其他同學的方案對比，使他們在更好表達結構形狀方面得到訓練。

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【作者簡介】薛小雯（1967— ），女，山西呂梁人，江南大學機械工程學院副教授。

（責編 王 一）