培養(yǎng)學生圖紙設計能力的畢業(yè)設計教改探索

摘 " "要： 畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生運用所學知識解決實際問題的綜合能力的重要實踐環(huán)節(jié)，對機械類專業(yè)而言，培養(yǎng)學生獨立的圖紙設計能力應該是畢業(yè)設計中能力培養(yǎng)的主要目的。針對多屆學生畢業(yè)設計圖紙中反映的問題，教師根據(jù)教學大綱，結合生產(chǎn)實際認真選題，在指導時采取具體有效的措施，恰當引導，放手實踐，使學生在設計圖紙的工作中心中有數(shù)，發(fā)揮主觀能動性，自主做出比較適當?shù)脑O計決斷，收到較好的效果。

關鍵詞： 圖紙設計能力 " "機械類專業(yè) " "畢業(yè)設計 " "教改探索

圖紙是工程師的語言，能夠獨立地設計圖紙，能夠設計出符合要求的圖紙，是學校對學生零距離工程師培養(yǎng)的主要內(nèi)容與目的之一。對機械類專業(yè)畢業(yè)生而言，應該有能力設計出表達清晰正確、信息齊全的圖紙。一份表達不清、信息不齊全的圖紙，在職場上會壞了自己的職業(yè)形象。因此，學生在離開學校踏入社會之前，要強化獨立圖紙設計能力，學會獨立審查自己的圖紙。

學生在校期間學習的專業(yè)課程、專業(yè)基礎課程有十幾門。圖紙設計時要綜合運用的知識就在這些課程之中。該學的都學過了，關鍵是知道在什么地方運用什么知識。常州工學院材料成型及控制工程系的畢業(yè)設計，有關圖紙的設計分為選題、方案設計、裝配圖設計和零件圖設計四個階段。針對學生圖紙設計中存在的問題，我們在不同階段采取相應措施，恰當引導學生，之后放手讓他們實踐。學生在設計過程中既能發(fā)揮主觀創(chuàng)造性，又有可以參照的依據(jù)，極大地降低了設計的圖紙的“學生氣”。

一、畢業(yè)設計課題的選定

選定畢業(yè)設計課題的原則是：課題應緊密結合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要解決的工程技術問題和教學、科研項目;課題應滿足畢業(yè)設計教學大綱的要求，使學生能夠充分利用所學知識與先進技術，得到全面鍛煉;慎重把握課題的難度系數(shù)，難度太大學生有可能完不成設計任務，難度太小則學生得不到應有的鍛煉。課題內(nèi)容主要涵蓋材料成型模具設計與制造、成型設備設計與改造及其他綜合類設計。

二、設計方案的確定

設計方案的合理與否直接決定畢業(yè)設計的成敗。學生設計經(jīng)驗不足，在擬訂設計方案時往往考慮問題不夠全面，有時不能切合實際，把簡單問題弄復雜。培養(yǎng)學生的方案設計能力沒有靈丹妙藥，措施就是增加學生在這方面的實踐。

首先要保證充足的時間，通常給出兩到三周的時間。其次，在這段時間內(nèi)，要求學生必須手工繪圖，設計兩到三個方案，對每一個方案闡述它的工作原理，論證它的優(yōu)點與缺點。闡述工作原理很重要，認真推敲機構一步一步的動作，有什么問題可容易發(fā)現(xiàn)。在方案論證中要求使用一切可能的手段、先進技術，提供有說服力的數(shù)據(jù)。譬如注射模設計，要求學生采用有限元分析軟件Moldflow，根據(jù)每個方案進行注射模擬，提供分析報告，報告最佳澆口位置區(qū)域、充填時間、氣穴分布、熔接痕形態(tài)與分布、壓力場、溫度場等信息，根據(jù)這些信息對設計方案的模具功能進行評估論證，指導進一步的設計。用這樣的方法指導學生完善工作方式。

三、裝配圖的設計

裝配圖設計是對設計方案的具體化設計。在裝配圖設計中，學生能力不足的主要表現(xiàn)是，不能合理地布局以把控整體尺寸的大小;剖切路線規(guī)劃不合理，甚至不知道哪些零件需要剖切，哪些零件不需要剖切;遇到視圖表達比較復雜、比較特殊的地方難以正確處理，視圖表達能力較差;缺少“裝配”概念，有的零件畫出來擺在那里，怎樣定位與緊固則沒有具體的表達;設計裝配圖時沒能很好地結合構思零件結構，致使一些重要零件的結構工藝性較差，難以加工。

我們采取的改革措施是要求學生在設計裝配圖之前弄清楚以下問題，并且把相應的正確理念運用到裝配圖的設計過程中。

1.為了能夠合理地布局以把控整體尺寸的大小，必須考量在主視圖、俯視圖和側視圖上有多少零件需要反映。在設計過程中，零件布局和整體尺寸的大小是可以隨時調(diào)整的。

2.裝配圖的剖視圖中每個零件剖沒剖到、看沒看到，一定要和剖切路線一致;剖切路線的畫法要符合國家制圖標準的要求;一組相同的零件一定要剖到一個，且只需要剖到一個。

3.遇到視圖表達比較復雜、比較特殊的地方，可以考慮采用局部視圖、局部剖、剖上加剖的方式進行表達。

4.每個零件是怎樣安裝的？固定聯(lián)接的零件一定要有銷釘、螺釘?shù)染o固零件進行聯(lián)接，或采用鑲嵌夾緊的方式進行聯(lián)接。

5.必須在設計裝配圖的時候結合構思零件結構，并且對每個零件考慮使用合理的加工方法及先進的工藝技術，在大腦中“把它加工出來”，以保證零件具有良好的結構工藝性。如果不能在大腦中“把它加工出來”，就說明這個零件可能加工不出來或者難以加工。如果不在設計裝配圖階段把零件的結構考慮成熟，到設計零件圖的時候再考慮零件的結構工藝性，零件結構的改變就勢必造成裝配圖設計的重大修改返工，導致設計效率低下。一個好的設計師必須同時是一個好的工藝師。

6.裝配圖上需要標注尺寸和配合。通常，裝配圖上要標注的尺寸是整體的長、寬、高，以及需要在裝配時保證的有特殊要求的尺寸，而部件裝配圖需要標注安裝尺寸。裝配圖上要標注各種配合，包括動配合、過渡配合、過盈配合。

四、零件圖的設計

零件圖是根據(jù)裝配圖拆分每個零件進行設計的。零件圖的內(nèi)容應該是一個零件的結構、尺寸、尺寸公差、表面粗糙度、形位公差、材料與技術要求等完備信息。

學生的零件圖設計質(zhì)量較差，除了工作態(tài)度不夠認真之外，主要原因是缺少設計的實踐經(jīng)歷，對零件圖各項內(nèi)容的表達能力有待提高，學過的知識不會應用。例如，零件結構表達不清楚，視圖不正確，加工精度要求不合理，選材與技術要求不合理等。

我們采取的改革措施是要求學生在設計零件圖之前弄清楚以下問題，對必要的問題進行相應的歸納總結，然后將正確的理念運用于零件圖設計中。

1.視圖投影要正確，能用最少的視圖表達清楚零件的全部結構是最佳的投影表達方案。一般而言，零件圖需要主視圖、俯視圖、側視圖三個視圖，簡單的零件可以只有一個或兩個視圖。

2.零件圖的剖視圖中每個局部結構剖沒剖到、看沒看到，一定要和剖切路線一致;剖切路線的畫法要符合國家制圖標準的要求;一組相同的結構，如光孔、螺紋孔等，一定要剖到一個，并且只需要剖到一個;有時零件結構比較復雜可以采用局部剖。

3.設計零件具體結構時，要重新審查在裝配圖設計階段考慮好的零件結構，保證零件的結構工藝性良好。

4.尺寸要標注齊全。標注的尺寸最好是能直接使用游標卡尺、百分表、千分表等通用量具測量的尺寸。尺寸盡量標注在視圖邊界之外。剖切結構的尺寸盡量標注在剖視圖上。局部放大的部分，其尺寸要標注在局部放大圖上。

5.公差標注要規(guī)范。首先要區(qū)分包容尺寸、被包容尺寸、位置尺寸和中心距尺寸。它們的公差帶分布和標注方式是不同的，必須弄清楚，才能標注出合乎規(guī)范的公差。

6.設定尺寸精度等級要合理。IT01～IT1，用于塊規(guī)公差;IT1～IT7，用于量規(guī)公差;IT5～IT6，用于精密零件的配合尺寸公差，如活塞銷與活塞銷孔;IT6～IT7，廣泛用于機床、較精密機械與儀表上重要零件的配合尺寸公差，如主軸與軸承、尾座與套筒、活塞與汽缸;IT8～IT9，用于重型機械、農(nóng)業(yè)機械中重要零件的尺寸公差。

7.設定形位公差的精度等級要合理。為此，要總結形位公差值的選擇原則、主要加工方法能達到的形位公差等級、位置度公差值的計算公式及對未注形位公差值的規(guī)定。

8.設定表面粗糙度等級要合理。設定表面粗糙度等級時，要考慮零件的最終加工方法，要與零件的尺寸精度等級、形位公差精度等級相匹配。一般，配合表面（包括動配合、過渡配合、過盈配合）可以規(guī)定為Ra1.6，螺紋表面Ra3.2，模具型腔表面Ra0.4，其他非配合表面Ra6.4～Ra25。

9.選材與規(guī)定技術要求要合理。首先區(qū)分零件所屬的類型和使用要求，確定零件的材料和毛坯類型，然后給出恰當?shù)臒崽幚砗捅砻嫣幚硪蟆?/p>

五、結語

畢業(yè)設計是學生在校期間的唯一一次大型綜合性設計訓練，采取以上措施能有效提高學生設計的圖紙的質(zhì)量，在此拋磚引玉，與同行探討。具體到學生個體，畢業(yè)設計指導的細節(jié)還要因人而異，要使每個學生都能得到較多鍛煉。