技工機械設計教程的最佳化論文
在設計題目的選擇方面,筆者的做法是結合不同工種專業的特點進行設計。如機械加工專業(包括數控加工),在實際加工生產過程中必須要對所加工的零件進行有效的定位與夾緊,經常會碰到通用夾具不能使用的情況,此時需要針對該零件設計專門的夾具裝置,所以機械加工專業(包括數控加工)的學生可以根據先修課程的知識,融合機械加工工藝、夾具設計等課程,按照制定的夾具流程完成一副夾具的設計。因為與自己所學專業知識比較靠近,學生的學習興趣變濃,容易上手,同時也是對所學工種專業能力的一種提升。其他專業同樣如此,如模具加工專業和汽車專業的學生可以結合專業方向設計一副冷沖模或者注塑模,焊接專業學生可以設計一副焊接的輔具。總之,設計的題目要儘量跟學生所學專業比較貼近。
改革教學內容,降低理論知識掌握要求
減速器機械設計傳統教學模式是要求學生根據一組資料(運輸帶的工作拉力和工作速度),運用先修課程如工程力學、機械原理、公差配合與技術測量、機械製圖等知識,透過若干公式進行大量的計算、驗證,最終獲得減速器的各項資料。這個過程對於文化理論基礎相對較薄弱的技工院校學生而言,有困難,而且枯燥乏味,常常被認為是翻手冊、套公式,依葫蘆畫瓢,最終學生的設計作業千篇一律,只是機械、僵硬的模仿,失去了教學的本意。
針對這種情況,考慮到技工院校學生的文化理論基礎及技工院校培養方向,可以適當調整機械設計課程設計教學目標,降低對設計過程的具體要求及簡化推算過程,強調對設計流程的瞭解和熟悉。具體做法是:設計的流程方面,可以給學生一個比較詳細的參考,要求學生按照固定的樣式設計,但對於如查閱國標、選擇標準件等實用技能則要求必須掌握;對涉及的先修課程中比較難而且在實際生產中不常用的部分只要求學生了解即可,如工程力學中的相關推算和計算、夾緊力計算、加工精度的分析和工藝尺寸鏈計算分析等;而對於如識讀機械圖樣、結合專業制定部分或個別零件的加工工藝過程、計算機三維造型及二維繪圖等這些實用型技術則重點鞏固,真正切合技工院校的培養目標。
改革教學方法,採用三維技術進行教育與設計
傳統機械課程設計教學模式是透過設計過程得到資料,用手工繪圖的形式在圖紙上以二維圖形表達設計內容。由於學生空間想象能力不足和缺乏工程實踐經驗,很難全面想象出減速器的全部機構和結構,導致學生對自己設計的減速器似懂非懂,不能達到對先修課程的鞏固作用。針對這個問題,筆者認為設計流程應該從三維入手,藉助三維造型軟體的實體造型功能,把比較抽象枯燥的二維設計繪圖改成直觀可見的三維實體造型,以彌補學生空間想象力的不足。
同時,為了增強學生在設計過程中對機械部件的感性認識,可以先進行零部件拆繪、三維建模及模擬裝配的實驗。學生在使用三維造型軟體設計時,可以利用軟體強大的引數化功能和裝配功能,完成各零件的設計和裝配。由於學生缺乏實際經驗,往往要對某些結構不夠合理的地方進行多次修改,採用三維造型軟體只需修改零件的某個引數的數值即可完成整體修改。採用三維設計,整個設計過程符合學生的認知規律,有助於學生更加深入地理解設計的內涵,並且能夠使學生直觀地看到自己的設計成果,增強成就感。完成三維設計後,利用三維造型軟體的工程圖模組,可以方便地將實體零件模型或裝配模型轉換為二維工程圖,最終完成課程設計所要求的圖樣,提高學生的`機械製圖的識圖能力,加深學生對三維設計與二維工程圖之間關係的理解。
引入三維造型軟體對課程教學也起到了幫助作用,使得教師教授課程的過程變得簡捷、直觀。在課程設計開始之前,學生往往不知道如何下手,教師需要向學生介紹設計的流程及要點。傳統教學依靠書本及掛圖,配以設計好的PPT課件來進行講解,但這些都是固定的圖片,不能更改,達不到隨機應變的效果。而採用三維造型軟體來教學,可以對零件直接進行三維建模,並用建造好的虛擬模型進行教學,能夠隨機應變、按需造型以及修改模型,提高了課堂教學質量。在教學中採用三維造型軟體教學,使用三維造型對設計的各個零件進行裝配,能使學生看到每個零件的設計過程和繪圖細節,加深對知識的理解。目前企業中使用的三維造型軟體種類比較多,如Pro/Engineer、solidworks、UG、Mastercam、CAXA等。
可以根據各個學校、工種專業的不同以及學生之前所學習的軟體種類選擇不同的造型軟體,這樣可以使學生得到更多的實踐訓練,鞏固軟體使用和識圖的學習效果。
結論
機械設計課程設計是對先修課程進行鞏固的途徑。傳統的機械設計課程設計教學對專業的針對性不強,尤其是在實用技術的鞏固方面效果不明顯。這與以培養高技能人才為主的技工院校的教學目的不符,這也是設計教學改革最關鍵的原因。在機械設計課程設計教學改革中,透過對設計內容和設計模式的改革,使得設計教學讓學生在設計過程中更好地鞏固已學知識,真正達到提高學生對所學知識綜合運用能力的效果。