从毕业设计图纸质量探讨工程图学课程教学改革

'从毕业设计图纸质量探讨工程图学课程教学改革　　【摘要】本文针对近几年毕业设计图纸质量中出现的视图表达不合理、尺寸及公差不会标注等一些问题，对工程图学的教学进行反思并提出建议。　　【关键词】工程图学课程毕业设计图纸教学改革　　【中图分类号】G【文献标识码】A　　【文章编号】0450-9889（2016）11C-0159-02　　毕业设计是大学期间重要的实践性教学环节，是提高学生综合实践能力、实现专业培养目标、保证毕业生质量的重要保障。目前机械类学生的毕业课题大多是机械装置和设备的设计，其设计成果是以论文和图纸来体现的。图纸是非常重要的技术资料，常包括产品装配图和主要结构的零件图，图纸不仅反映了产品的结构，也体现了学生的设计思想和对机械类相关知识的掌握程度。本文对毕业设计图纸中出现的主要问题进行分析总结，确定工程图学教学改革方向。　　一、毕业设计图纸中存在的主要问题　　目前，随着三维软件的普及和应用，学生已能较熟练使用各种三维软件，在设计开始阶段，通过初步确定设计方案和计算后，常直接利用三维软件绘制草图和立体图，立体图直观且能反映出各零件之间的装配关系、是否干涉等，作为设计开始阶段是不错的选择。但三维图上不好标注尺寸和加工信息，许多企业也不能实现“无纸化生产”8 ，所以还要转换成二维图纸，并进行适当的标注，才能成为完整的设计资料。由于目前使用的三维软件在将立体图转换成二维图时与我国制图标准不能完全一致，因此还需进行一些修改，有时也将转换后的二维图再导入AutoCAD软件中修改，在对二维图纸的表达中，就出现了不少问题。　　（一）零部件视图表达不合理。许多学生不考虑所设计的产品主要功能是什么，各零部件间的装配关系如何，不分析零件间的结构，而是完全依赖三维软件，直接生成若干个三视图，里面有许多虚线也不管；或者任意选一个位置剖开，得到剖视图。但如何合理选择视图，需要几个视图，视图上哪些位置应剖开，剖切平面在何处，如何使几个视图相对应并正确表达出产品结构，等等，这些学生就不会了。　　（二）标准件常用件表达不清。常用件、标准件的绘制中也常出现问题。特别是在装配图中，如内外螺纹连接时大小径的画法；键连接画法中，键是否剖切，键与轮毂部分的连接画法中哪里是一条线，哪些位置是两条线；齿轮啮合部分齿顶高、齿根高等部位线的绘制中，哪些地方是一条线，哪些地方是虚线或不画，也是经常出错的地方。　　（三）尺寸及公差标注混乱。尺寸、尺寸公差和形位公差也是设计中的主要问题。在零件图中，应标注哪些尺寸，尺寸基准如何选择，主要基准、辅助基准选取原则是什么；在装配图中，有哪几类尺寸，哪些尺寸是配合尺寸，要与零件图上尺寸对应等，许多同学都不会，也不考虑，因此尺寸标注部分很混乱，随意标注、重复、漏标等现象层出不穷。形位公差和尺寸公差更是不会标注，不知道什么情况下采取何种精度，常常零件图上的尺寸公差和装配图上的配合尺寸对应不起来，甚至有些同学不会查表。8 　　（四）技术要求不会注写。从毕业设计图纸和答辩来看，学生对材料的选择、零件的热处理工艺、零件的表面粗糙度、零件的加工工艺等方面知识知道的很少，没有真正明白这些技术要求的含义，大多数只是从其他图纸随意抄袭过来。　　二、反映出教学中存在的主要问题　　毕业设计图纸上反映的虽是图的问题，但它涉及了多门课程知识，是多门课程的综合应用。从工程图学教学内容上总体反映结果来看，毕业图纸上体现出的主要问题是对国家制图标准不熟和机械图样的表达上工程意识不强。　　（一）课程体系安排不合理。毕业设计图纸上看似是图的问题，它实际牵涉到工程图学、金属工艺学、公差与配合、机械设计等多门课程的知识，图上的数据大多又是通过理论计算得出的，因此是多门课程的综合运用。这些课程安排在从大一到大四的各个学期，虽然在后续的课程中也有课程设计练习，但都是孤立的，没有成为体系。在讲制图课程时，学生对图上的表面粗糙度、工艺结构、尺寸公差等内容根本不理解，对这些数据的大小选择更是没有任何概念，到了大二、大三学习其他课程作课程设计时，制图中的图样表达又忘了很多，这时需加强绘图和设计能力的综合锻炼，但专业老师主要注重学生的设计计算，认为图形的表达制图已经学过，因此在图形的表达方面并没有给予详细的指导，使得综合表达图样的能力没有得到大的提高。8 　　（二）实践环节训练少。学生只学到书本上的知识，虽然是学习了机械，但在校期间也仅参与过学校的金工实习和到企业参观实习。企业考虑到经济利益和安全等方面的因素，极少接纳学生参与生产实习，学校的金工实习基地设备有限，学生人数又多，因此得到的锻炼有限，而且学生要将这些看到的和实习过的与图纸结合起来，还需要进一步讲解和练习，但这方面的综合训练也较少。　　（三）课时压缩，师生人数比扩大。随着高校多年扩招，师生人数比扩大，以制图课程为例，以前多是采用小班制教学，老师常可以一对一辅导，指出错误，督促学生改正。现在多是两三个班合班上课，加上近年来课时也在逐渐压缩，有些内容不讲或讲解较少，使学生在有限时间内掌握知识量有限。此外，近年来，各高校考核政策中，重科研轻教学，教学不像科研那样容易量化，将科研作为考核老师的重要目标，致使老师花在教学上的精力有限，毕业设计老师对学生缺乏检查监督，计划和进度不能按时完成，不会对毕业设计提出反复修改的意见，使得毕业设计的图纸质量较差。　　（四）学生基本功不够扎实，在毕业设计中投入有效时间不足。许多学生在几年的学习中基础不够扎实，同时计算机绘图软件的使用也使许多学生只会绘制三维图，对制图中的一些基本要求和如何表达早已遗忘，也不愿再复习前面知识。此外，毕业设计阶段是学生即将就业阶段，学生花在毕业设计时间减少，影响设计质量，心理上也放松了对毕业设计质量的要求。　　三、工程图学教学内容和手段的改进8 　　学生毕业设计图纸实际上体现了机械专业学生综合表达能力和机械各门知识的掌握情况，如何协调各门课程的内容和衔接，是一个大工程。现仅从工程图学（目前江南大学机械类所用教材为同济大学版《工程制图》）的教学入手，在课程教学中，针对前面所述的问题，进行教学内容和实践环节的调整，适当调整了学时安排，对手工绘图、图解法解决空间几何问题、截交线和相贯线绘制等部分内容做了适当删减，大约删减了10个课时，增加了实践环节和讨论课学时，以提高学生对产品的表达能力。　　（一）加强零部件表达训练。在“表达方法”一章，增加零件表达方案训练，使学生能熟练掌握剖视图、基本视图、断面图等各种表达方法。在“零件图”一章，强化典型零件的表达方法，零件按回转体和非回转体主要细分为轴类、盘盖类、叉架类、箱体类，这几类零件常有不同的方法表达，如轴类是采用一个主视图配合局部放大图、移出断面图表示；盘盖类常采用主视图和左视图（其中一个常全剖）；叉架类和箱体类常采用基本视图、局部剖、全剖、半剖、断面图等多种方式表达。在教学中要通过反复训练，强化这些表达方法，在课后练习中，除常规练习外，精心设计题目，增加多种方案比较练习、改错练习，使学生对这部分图形表达熟练掌握。　　在尺寸和公差标注方面，因为学生刚进大学，对许多工程实践问题知之甚少，最多也是金工实习，为此我们与企业合作，录制了典型零件的加工录像，并结合尺寸基准和重要加工面对表面粗糙度、尺寸公差、形位公差作要求，同时通过多媒体课件的讲解，使学生能有一个感性认识，掌握典型零部件的标注。不过真正的掌握还需后续课程的学习和工作中的逐步积累。　　在装配图的教学中，坚持“精讲多练”8 。对于简单的部件（一般由4-10个零件组成），突出讲解装配图所表达的内容，看哪些视图表达了工作原理，装配关如何，主要零件的结构是否已反映出来，尺寸有哪些等，加强学生对装配图的理解，并选择典型产品完成装配图的绘制。对复杂部件主要采用讨论式的教学方法，同一产品常给出多种方案，让学生分析对比，分析优劣，从中选出较好方案，加强装配图拆画零件图这部分内容的练习，使学生具有初步的设计思路。通过反复练习，才能使学生学会综合运用，并逐渐绘制出错误较少的图样。　　（二）加强实践性环节训练。在工程图学的教学中，安排了齿轮油泵的测绘。实物测绘是从形体表达到机械设计的一个过渡，对产品的仿制、对零件的修复、对原有设备的改进，都离不开测绘，齿轮油泵的测绘过程也是零件图装配图绘制的综合训练。学生在绘制零件图时，就要选择视图表达方案、标注尺寸等，拆装的过程更是对产品的装配关系、工作原理、主要零件的功能结构、零件上的结构工艺、结构的合理性等知识综合学习过程。测绘的过程也是师生互动的一个良好环节，老师能掌握学生的学习状况，并可对学生进行一对一的辅导。测绘时结合实物可指导学生正确绘出零件图、标注零件图装配图尺寸及公差、表面粗糙度等，并教会学生正确查表，同时使学生进一步熟悉测绘工具，学会使用工具，提高学生的实践能力。　　此外，结合CAD软件和金工实习期间使用的台钳，让学生用计算机绘出台钳的零部件图纸，使学生将实物和图纸结合起来，加强了零部件表达能力的训练。8 　　（三）传统教学和多媒体教学相结合。针对标准件常用件绘图中出现的错误，我们采用传统的教学方法和多媒体CAI课件相结合的方法，在讲解这部分内容时，同时利用实物、多媒体课件、图片并在课堂上现场绘制的方法，使学生明白比例画法和实际尺寸间关系，理解二维图上各条线的含义，正确绘出螺纹连接、齿轮啮合、键、销等连接的二维图。　　（四）增加机件的工程图表达训练。针对学生在毕业设计中将三维图转换成二维图时的随意性，我们增加了两个课时的练习，由老师先绘制好三维的零件图和装配图，再由学生转换成工程图，学生可以将自己的表达方案与其他同学的方案对比，使他们在更好表达结构形状方面得到训练。　　【参考文献】　　[1]金怡，单鸿波.从学生毕业设计图纸质量谈《机械制图》课程体系的优化[J].中国校外教育，2013（4）　　[2]丁茹.从毕业设计看工程图学全程教育问题[J].辽宁商务职业学院学报（社会科学版），2003（4）　　[3]朱里.机械制图毕业设计存在的问题与对策[J].湖南农机，2012（7）　　[4]万宏强.机械专业毕业设计中的设计与绘图问题[J].科技创新导报，2010（12）　　[5]孟明辰.对工程图学教学改革的探讨[J].教学研究，2005（3）　　[6]余明浪.“工程制图”教学改革的反思和探索[J].工程图学学报，2009（5）　　【作者简介】薛小雯（1967―），女，山西吕梁人，江南大学机械工程学院副教授。8 　　（责编王一）8'