基于應用型人才培養的《機械制造技術綜合實訓》課程改革與實踐

熊運昌，鄭勝利，王艷紅

（南陽理工學院機械與汽車工程學院，河南 南陽473004）

0 引言

機械制造技術基礎課程設計是機械類專業針對《機械制造技術基礎》課程開設實踐教學環節，它要求學生綜合運用所學機械制造技術基本理論和其他先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規程和專用機床夾具的設計。其目的是培養學生掌握機械零件的加工工藝過程所需要的機械制造技術知識，包括機床、夾具、刀具、量具等工藝裝備的選擇與使用，培養學生應用現代設計方法和手段解決工程實際問題的能力。

1 機械制造技術基礎課程設計中存在的問題

1.1 學生的實踐能力缺乏

課程設計通常安排三年級下期《機械制造技術基礎》課程結束之后進行，學生雖然剛剛學完機械加工工藝和夾具設計方面的知識，但由于缺少實踐往往感覺無從下手。其次是部分對課程設計的重視程度不夠，有偷懶思想[1]。

1.2 設計題目復雜系數不均衡

機械制造技術基礎課程設計主要包括零件毛坯的選擇（設計毛坯圖）、機械加工工藝規程的制訂、專用機床夾具的設計三部分內容。整個設計任務必須顧及到每個方面，這樣才能做到對學生系統全面的鍛煉。但現有機械制造技術基礎課程設計指導書上所提供的設計題目經常存在設計難度相差太大的現象。有的零件結構過于簡單，機械加工工序少，所需要的專用機床夾具要么結構過于簡單，要么根本不需要進行專用夾具的設計，導致有些小組的設計工作量不足。

1.3 學生設計進度不可控

盡管設計任務書中給出了每項任務大致的時間，但由于學生缺少設計經驗，很難做到有序進行。剛開始時總是感覺無從下手，也不知道手冊如何使用，導致簡單的毛坯圖繪制和零件機械加工工藝過程的設計花費大量時間，出現前松后緊現象。

1.4 考核方式不合理

機械制造技術基礎課程設計的考核，一般通過對平時成績、機械加工藝規程、夾具設計、設計說明書幾部分進行綜合評定。但由于學生設計進度相差很大，很難實現過程中考核，往往是設計結束綜合毛坯圖、工藝、夾具設計圖紙、設計說明書幾方面的情況給出一個綜合評定。

2 分階段漸進式課程設計教學方法的改革

2.1 設計題目的提煉

機械零件毛坯制造方法的差異，機械加工方法的多樣性，決定了零件機械加工工藝和夾具設計綜合多樣的特點。為了達到培養學生全面系統鍛煉目的，必須對設計的題目加以提煉。主要包括以下幾個方面：

（1）零件的復雜程度應為中等復雜；

（2）零件毛坯制造方法以鑄造、鍛造、型材為宜；

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

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

2.2 調整課程設計內容及進度安排

（1）設計內容調整。整個課程設計包括毛坯圖的設計、工藝規程設計、專用夾具設計、設計說明書撰寫四部分內容。要求繪制毛坯圖一張、工藝規程一套（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零件圖）、撰寫課程設計說明書一份。

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

2.3 指導方法的改進

（1）任務明確，分工合作。大多高校為了降低教學成本，很少采取小班上課，一般每班的學生人數在40～50人不等。而現有機械制造技術基礎課程設計指導書上所提供的設計題目數量有限（一般不超過20個），很難做到每人一題。

任務分配時，每組安排3～4人共同完成一個設計題目，每組任命組長1名。在制訂工藝過程時可以一起討論，以便能按進度制訂出較為合理的工藝過程；為避免學生之間的抄襲現象，要求全部設計任務均手工完成，小組中每人完成一道主要工序切削參數的計算、工藝裝備及機床的選擇及該工序專用夾具的設計。

學生設計經驗欠缺，有分工有合作，同組的學生之間可以共同討論，相互協作，相互督促，可以更快地設計出合理的零件機械加工工藝規程。

（2）提前下達設計任務。課程的理論講授和課程設計主帶由一位老師擔任，教師在授課工藝規程課程設計一章時同時下達課程設計任務，讓學生帶著任務聽課，逐步探索解決實際問題的方法，激發學習興趣；當相關授課內容結束時，有目的的指導學生查閱相關資料，既鞏固知識，拓寬思路，又可以深層研究課程設計內容。將授課內容和課程設計任務有機結合起來，為學生提前一步進入課程設計做好準備[2]。

（3）用企業真實的工藝和夾具圖紙進行“抄圖”訓練。為讓學生對企業零件加工工藝和夾具有真實的感受，根據課程進度以大作業的形式適時安排學生對企業典型零件工藝規程及其專用夾具進行“抄圖”鍛煉，使其學習和掌握企業工藝規程設計及專用夾具設計的要求。

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

1）設計過程中，學生需要結合設計題目靈活地運用所學知識，獨立完成設計任務。

2）教師通過合適的教學方法指導學生，講解設計過程中可能出現的問題給學生借鑒，同時啟發學生的設計思路。

3）采取手工繪圖，避免可能的抄襲現象。

4）根據設計進度，按時收交設計資料，并根據完成情況和學生的答辯情況給出相應的成績，以避免個別學生的“偷懶”現象。

（5）強化過程考核。由于學生的設計資料是分段收交，老師可以分階段給出相應部分的成績，增加現場提問環節，根據方案的合理程度、圖紙質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：工藝規程設計（35%）+毛坯圖（5%）+專用夾具設計（35%）+設計說明書（20%）+平時表現（5%）。

3 課程教學改革取得的效果

在《機械制造技術綜合實訓》課程改革中，通過設計題目的篩選為設計小組任務的布置奠定了基礎；通過提前下達設計任務使學生能提前介入設計帶著問題聽課，激發學生的學習興趣；通過對企業典型零件工藝規程及其專用夾具的“抄圖”鍛煉，使學生學習和掌握企業工藝規程設計及專用夾具設計的要求；通過過程指導和考核的強化，在教給學生解決問題方法的同時，能促其盡快進入角色和按時完成設計任務，也使成績的評定更為客觀。

4 結語

應用型本科人才是將應用理論轉化為可通過具體技能操作而制造出產品的人才，能運用專業理論解決、并能親自動手自主解決實際問題的技術人才[2]。作為機類專業的一門專業核心課程正是通過具體的課程實踐，使學生在掌握機械制造基本理論的基礎上，掌握機械加工工藝規程編制和機床夾具設計的一般步驟和方法，培養學生解決實際問題的能力。