基于应用型人才培养的《机械制造技术综合实训》课程改革与实践

熊运昌，郑胜利，王艳红

（南阳理工学院机械与汽车工程学院，河南 南阳473004）

0 引言

机械制造技术基础课程设计是机械类专业针对《机械制造技术基础》课程开设实践教学环节，它要求学生综合运用所学机械制造技术基本理论和其他先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程和专用机床夹具的设计。其目的是培养学生掌握机械零件的加工工艺过程所需要的机械制造技术知识，包括机床、夹具、刀具、量具等工艺装备的选择与使用，培养学生应用现代设计方法和手段解决工程实际问题的能力。

1 机械制造技术基础课程设计中存在的问题

1.1 学生的实践能力缺乏

课程设计通常安排三年级下期《机械制造技术基础》课程结束之后进行，学生虽然刚刚学完机械加工工艺和夹具设计方面的知识，但由于缺少实践往往感觉无从下手。其次是部分对课程设计的重视程度不够，有偷懒思想[1]。

1.2 设计题目复杂系数不均衡

机械制造技术基础课程设计主要包括零件毛坯的选择（设计毛坯图）、机械加工工艺规程的制订、专用机床夹具的设计三部分内容。整个设计任务必须顾及到每个方面，这样才能做到对学生系统全面的锻炼。但现有机械制造技术基础课程设计指导书上所提供的设计题目经常存在设计难度相差太大的现象。有的零件结构过于简单，机械加工工序少，所需要的专用机床夹具要么结构过于简单，要么根本不需要进行专用夹具的设计，导致有些小组的设计工作量不足。

1.3 学生设计进度不可控

尽管设计任务书中给出了每项任务大致的时间，但由于学生缺少设计经验，很难做到有序进行。刚开始时总是感觉无从下手，也不知道手册如何使用，导致简单的毛坯图绘制和零件机械加工工艺过程的设计花费大量时间，出现前松后紧现象。

1.4 考核方式不合理

机械制造技术基础课程设计的考核，一般通过对平时成绩、机械加工艺规程、夹具设计、设计说明书几部分进行综合评定。但由于学生设计进度相差很大，很难实现过程中考核，往往是设计结束综合毛坯图、工艺、夹具设计图纸、设计说明书几方面的情况给出一个综合评定。

2 分阶段渐进式课程设计教学方法的改革

2.1 设计题目的提炼

机械零件毛坯制造方法的差异，机械加工方法的多样性，决定了零件机械加工工艺和夹具设计综合多样的特点。为了达到培养学生全面系统锻炼目的，必须对设计的题目加以提炼。主要包括以下几个方面：

（1）零件的复杂程度应为中等复杂；

（2）零件毛坯制造方法以铸造、锻造、型材为宜；

（3）零件机械加工应采用的方法（如车、铣、钻、镗、磨、拉等）不少于三种，零件主要机械加工工序数应不少于6道，以保证所设计的专用夹具数量每人一个。

通过设计题目的凝练可以使学生能得到更为全面的锻炼，避免出现工作量不足的情况。

2.2 调整课程设计内容及进度安排

（1）设计内容调整。整个课程设计包括毛坯图的设计、工艺规程设计、专用夹具设计、设计说明书撰写四部分内容。要求绘制毛坯图一张、工艺规程一套（含过程卡和主要工序卡）、所分配工序的专用夹具图纸一套（包括夹具装配图和全部非标零件图）、撰写课程设计说明书一份。

（2）设计进度安排。整个课程设计时间定为三周。其中制订工艺规程（含工艺过程卡和主要工序的工序卡）5天；绘制毛坯图1天；专用夹具设计6天；说明书撰写2天；最终答辩验收1天。

2.3 指导方法的改进

（1）任务明确，分工合作。大多高校为了降低教学成本，很少采取小班上课，一般每班的学生人数在40～50人不等。而现有机械制造技术基础课程设计指导书上所提供的设计题目数量有限（一般不超过20个），很难做到每人一题。

任务分配时，每组安排3～4人共同完成一个设计题目，每组任命组长1名。在制订工艺过程时可以一起讨论，以便能按进度制订出较为合理的工艺过程；为避免学生之间的抄袭现象，要求全部设计任务均手工完成，小组中每人完成一道主要工序切削参数的计算、工艺装备及机床的选择及该工序专用夹具的设计。

学生设计经验欠缺，有分工有合作，同组的学生之间可以共同讨论，相互协作，相互督促，可以更快地设计出合理的零件机械加工工艺规程。

（2）提前下达设计任务。课程的理论讲授和课程设计主带由一位老师担任，教师在授课工艺规程课程设计一章时同时下达课程设计任务，让学生带着任务听课，逐步探索解决实际问题的方法，激发学习兴趣；当相关授课内容结束时，有目的的指导学生查阅相关资料，既巩固知识，拓宽思路，又可以深层研究课程设计内容。将授课内容和课程设计任务有机结合起来，为学生提前一步进入课程设计做好准备[2]。

（3）用企业真实的工艺和夹具图纸进行“抄图”训练。为让学生对企业零件加工工艺和夹具有真实的感受，根据课程进度以大作业的形式适时安排学生对企业典型零件工艺规程及其专用夹具进行“抄图”锻炼，使其学习和掌握企业工艺规程设计及专用夹具设计的要求。

（4）加强过程管理。在每个设计阶段（毛坯图的设计、工艺规程设计、夹具设计、说明书撰写），通过多媒体讲解设计过程中的注意事项，并通过实例介绍如何进行，教给学生完成的方法，以保证学生尽快进入角色和任务的按时完成。具体做法如下：

1）设计过程中，学生需要结合设计题目灵活地运用所学知识，独立完成设计任务。

2）教师通过合适的教学方法指导学生，讲解设计过程中可能出现的问题给学生借鉴，同时启发学生的设计思路。

3）采取手工绘图，避免可能的抄袭现象。

4）根据设计进度，按时收交设计资料，并根据完成情况和学生的答辩情况给出相应的成绩，以避免个别学生的“偷懒”现象。

（5）强化过程考核。由于学生的设计资料是分段收交，老师可以分阶段给出相应部分的成绩，增加现场提问环节，根据方案的合理程度、图纸质量及答辩情况给出每一部分成绩，最终综合各部分成绩计算得出最终成绩。各部分成绩占比分配如下：工艺规程设计（35%）+毛坯图（5%）+专用夹具设计（35%）+设计说明书（20%）+平时表现（5%）。

3 课程教学改革取得的效果

在《机械制造技术综合实训》课程改革中，通过设计题目的筛选为设计小组任务的布置奠定了基础；通过提前下达设计任务使学生能提前介入设计带着问题听课，激发学生的学习兴趣；通过对企业典型零件工艺规程及其专用夹具的“抄图”锻炼，使学生学习和掌握企业工艺规程设计及专用夹具设计的要求；通过过程指导和考核的强化，在教给学生解决问题方法的同时，能促其尽快进入角色和按时完成设计任务，也使成绩的评定更为客观。

4 结语

应用型本科人才是将应用理论转化为可通过具体技能操作而制造出产品的人才，能运用专业理论解决、并能亲自动手自主解决实际问题的技术人才[2]。作为机类专业的一门专业核心课程正是通过具体的课程实践，使学生在掌握机械制造基本理论的基础上，掌握机械加工工艺规程编制和机床夹具设计的一般步骤和方法，培养学生解决实际问题的能力。