《機(jī)械制造工藝學(xué)》教學(xué)方法研究

夏如艇

臺(tái)州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,浙江 臺(tái)州 318000

《機(jī)械制造工藝學(xué)》教學(xué)方法研究

夏如艇

臺(tái)州學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,浙江 臺(tái)州 318000

簡(jiǎn)要闡述了機(jī)械制造工藝學(xué)課程在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)中的地位與任務(wù)，結(jié)合機(jī)械制造加工工藝的特點(diǎn)和企業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)模式需要以及企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)際狀況，從提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力出發(fā)，總結(jié)了該課程教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，通過教學(xué)實(shí)踐總結(jié)了教學(xué)效果。

機(jī)械制造工藝；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)效果

引言

機(jī)械制造工藝學(xué)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的主干課程之一，是根據(jù)專業(yè)方向和培養(yǎng)目標(biāo)所設(shè)置的必修課程。該課程的教學(xué)目的就是培養(yǎng)學(xué)生具有豐富的加工工藝知識(shí)與機(jī)床、刀具和夾具等方面的知識(shí)，為學(xué)生學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程和畢業(yè)后從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)打下良好工作墓礎(chǔ)。為了達(dá)到本課程的教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生獲得更多機(jī)械制造工藝知識(shí)，通過幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，在教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了實(shí)踐探索，并收到了較好的教學(xué)效果。

1 機(jī)械制造工藝學(xué)課程在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)中的地位與任務(wù)

機(jī)械制造工藝學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中占據(jù)重要地位，該課程的目標(biāo)是為機(jī)械制造企業(yè)在技術(shù)、生產(chǎn)和管理等方面培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程師。在課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，主要是培養(yǎng)學(xué)生具有獨(dú)立設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品及其加工工藝文件的能力，其任務(wù)是使學(xué)生通過理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)初步掌握機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、加工工藝的基本方法、加工工藝文件的設(shè)計(jì)與編制的基本方法，以及機(jī)床、刀具和夾具對(duì)機(jī)械加工零件質(zhì)量的影響等方面的知識(shí)。

2 機(jī)械制造工藝學(xué)課程的特點(diǎn)

機(jī)械制造工藝所研究的內(nèi)容是加工工藝系統(tǒng)，而加工工藝系統(tǒng)主要是機(jī)床、刀具、夾具和工件四大部分構(gòu)成，所以綜合性是該課程的特點(diǎn)之一，它將機(jī)械加工工藝，切削原理及刀具，金屬切削機(jī)床，夾具，金屬材料等知識(shí)融為一體，并綜合這四部分的知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)加工中出現(xiàn)的各種問題；其次，以機(jī)械零件典型表面的形成過程為主線，將機(jī)床、刀具和夾具等內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，對(duì)工件質(zhì)量提出加工要求，并以工藝文件的形式指導(dǎo)生產(chǎn)，所以具有系統(tǒng)性的特點(diǎn)；再者，理論與實(shí)踐相結(jié)合對(duì)于培養(yǎng)未來(lái)的工程師及其重要，技術(shù)工作者必須根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，優(yōu)先考慮生產(chǎn)效率，所以該課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性；最后，通過對(duì)影響零件加工精度和表面質(zhì)量的各種因素分析、工藝尺寸鏈和夾具設(shè)計(jì)方面的理論計(jì)算，才能達(dá)到加工精度和降低成本，所以該課程又具有一定的理論深度。

3 教學(xué)方法

由于該課程學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、知識(shí)面寬和實(shí)踐性強(qiáng)，因此，講授過程中具有一定的難度，對(duì)于不同章節(jié)和不同內(nèi)容應(yīng)采用不同的方法。例如，在講授典型表面及其組合體加工方法和特種加工時(shí)，應(yīng)因材施教，方法各異。典型表面加工方法的特點(diǎn)是內(nèi)容多，聯(lián)系十分緊密。教學(xué)過程中就必須抓住一根主線將各個(gè)方面的知識(shí)結(jié)合起來(lái)。所有機(jī)器零件都是為完成某一項(xiàng)任務(wù)而設(shè)計(jì)的。零件各個(gè)表面在工作中起的作用不同，對(duì)零件的加工精度和表面質(zhì)量的要求也各不相同，例如，選擇《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中自己設(shè)計(jì)的減速器第2軸為典型軸類零件，以此軸類零件為例，將該零件的加工工藝過程為主線，詳細(xì)闡明軸類零件機(jī)械加工工藝過程，從而使學(xué)生獲得完整的機(jī)械加工工藝規(guī)程的概念，同時(shí)也加深了各門課程之間的聯(lián)系性和知識(shí)的系統(tǒng)性。又如，在講授外圓表面加工這部分內(nèi)容時(shí)，主要是如下安排：首先闡明典型外圓表面的形成原理，在此基礎(chǔ)上開展外圓表面加工工藝知識(shí)的講解，在講解過程中應(yīng)從兩個(gè)方面進(jìn)行闡述：第一方面是外圓表面的技術(shù)要求，第二方面是外圓表面的加工工藝方案，其中包括加工階段的劃分、工序順序的安排、加工方法的選擇、經(jīng)濟(jì)精度加工、高精度加工。通過上述兩方面知識(shí)的闡明，進(jìn)行如下選擇：①機(jī)床的選擇，其中包括CA6140普通車床，CB3431-1型半自動(dòng)轉(zhuǎn)搭車床，C7120液壓仿形車床，M1432A萬(wàn)能外圓磨床，MZ1050無(wú)心磨床等幾種機(jī)床的工作原理，運(yùn)動(dòng)分析和主要技術(shù)性能；②刀具的選擇，在充分考慮工序所采用的加工方法、工件材料、工件所要求的加工精度和生產(chǎn)率等問題后，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具；③夾具的選擇，其中包括，在單件小批生產(chǎn)中應(yīng)盡量選用通用夾具,在大批生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)工序要求，設(shè)計(jì)制造專用夾具等；④量具的選擇，主要是根據(jù)生產(chǎn)類型和要求檢驗(yàn)的精度。對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容部分，如，機(jī)床結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，通過視頻素材和安排工廠參觀等環(huán)節(jié)，加深對(duì)課堂理論知識(shí)的理解，如，外圓表面加工機(jī)床、孔加工機(jī)床、平面加工機(jī)床和齒輪加工機(jī)床等。

在講解先進(jìn)制造技術(shù)與加工工藝內(nèi)容時(shí)，除介紹幾種數(shù)控加工和特種加工的加工原理及加工工藝與應(yīng)用外，還選擇目前許多工廠普遙應(yīng)用的電火花加工和電火花線切側(cè)加工做詳細(xì)介紹，重點(diǎn)對(duì)電火花線切割加工機(jī)床編制程序的方法詳細(xì)講解，如，應(yīng)用逐點(diǎn)比較法，由計(jì)算機(jī)控制工作臺(tái)沿著X軸方向或Y軸方向進(jìn)給，每前進(jìn)一步即一微米，不斷進(jìn)給，從而加工出折線，經(jīng)過判別，誤差是被加工零件尺寸精度允許的，故可以用折線，用同樣的方法，以圓弧中心O點(diǎn)為圓心，用Y軸，X軸代表工作臺(tái)縱向橫向運(yùn)動(dòng)的方向，同樣可以加工一條折線。

在講解機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量這部分內(nèi)容時(shí)，要求學(xué)生從機(jī)床夾具刀具幾個(gè)方面系統(tǒng)性地考慮加工問題，重點(diǎn)闡述機(jī)床、刀具和夾具三個(gè)方面的影響因素，詳細(xì)分析影響加工精度和表面質(zhì)量的內(nèi)在原因，然后闡明借助統(tǒng)計(jì)方法分析上述問題是優(yōu)選的方法，同時(shí)強(qiáng)調(diào)并要求學(xué)生高度重視機(jī)械加工過程中的統(tǒng)計(jì)分析方法。

4 教學(xué)效果

通過學(xué)生座談、課程設(shè)計(jì)、工藝實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，采用這種教學(xué)方法可以讓學(xué)生收到較好的效果，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4.1 為學(xué)生們打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，初步掌握了對(duì)零件的加工質(zhì)量進(jìn)行分析的方法。

4.2 通過機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)，并有目的地選擇來(lái)自于工廠生產(chǎn)用的零件圖，讓學(xué)生自己安排加工工藝過程，并為某道工序設(shè)計(jì)專用夾具這種理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，獲得了良好的教學(xué)效果，其中，部分學(xué)生的零件設(shè)計(jì)圖紙和加工工藝技術(shù)文件被工廠工藝科采用。

4.3 檢查課程設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說明書及生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告，從中能夠清楚地看到學(xué)生能夠靈活的運(yùn)用理論知識(shí)，比較好地掌握了典型零件加工工藝的設(shè)計(jì)及加工工藝規(guī)程和工序卡片的編制方法。尤其是經(jīng)過工藝實(shí)習(xí)以后，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，并對(duì)各種先進(jìn)機(jī)床和刀具有了更深的理解，生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告更具有實(shí)際意義。

4.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科院校的學(xué)生在學(xué)校受到的最后次綜合性的訓(xùn)練，近幾年來(lái)，通過檢查學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)圖紙以及畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯，絕大部分學(xué)生都能夠充分注意正確運(yùn)用加工工藝知識(shí)，避免了工藝文件中的低級(jí)錯(cuò)誤，克服了過去普遙存在設(shè)計(jì)圖中的加工工藝性和結(jié)構(gòu)工藝性不強(qiáng)的缺點(diǎn)，提高了學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)水平。

總之機(jī)制造工藝學(xué)是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，在課堂講授和實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)應(yīng)從企業(yè)生產(chǎn)要求出發(fā)，在所用教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，密切聯(lián)系企業(yè)發(fā)展和實(shí)際加工狀況，相應(yīng)地調(diào)整教學(xué)形式和內(nèi)容，并合理安排教學(xué)時(shí)數(shù)，是提高教學(xué)質(zhì)量的良好途徑，充分認(rèn)識(shí)機(jī)械制造工藝學(xué)這門課程的綜合性、系統(tǒng)性和實(shí)踐性的特點(diǎn)，才能使學(xué)生更好地將理論知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。

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夏如艇，(1963-)男,浙江臺(tái)州人，工學(xué)博士，副教授，主要從事機(jī)械制造加工工藝及其應(yīng)用和CAD/CAM/CAE的教學(xué)和科研工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.11.194