机械工艺学教学实践探析

适应海峡西岸经济区的机械制造产业

机械工业是福建省“十二五”计划期间的三大主导产业之一，福建省紧紧把握建设海峡西岸经济区战略目标，围绕机械制造这个支柱产业，以海峡西岸优良的天然良港为依托，加快临海战略型机械产业及机械产业集群的发展。机械产业及其产业集群发展是建设海峡西岸经济区的重要依托。经过几年有效的产业集群的形成和区域发展战略的实施，培育发展一批具有强竞争力的企业相对集中的机械制造新兴产业，涌现一批初具规模的海西机械产业及机械产业集群重点区域。

适应海西机械产业发展，精简制造类课程，强化课程体系建设

为了适应海峡西岸经济区的机械制造产业发展要求，课程体系的建设是强化教学目的的关键，长期以来，高等院校机械专业制造类传统课程主要有：《金属切削原理及刀具设计》、《金属切削机床》、《金属工艺学》、《机床夹具》、《机械制造工艺学》、《工程材料与热处理》等专业课程，这些课程内容丰富、系统性强、衔接性强。学生通过这些课程理论系统学习、课程设计，初步具备刀具设计、机床设计，工艺分析及规程编制、夹具等工装设计的能力。随着科学技术的发展和市场需求的变化，要求工程技术人员具有宽知识面、创新和跨学科分析解决工程问题的能力，因此，在机械类专业的培养体系中，单纯的工程设计及制造能力的培养已不足以满足社会的需求，为了拓宽机类、机电信息类和管理类的知识，课程体系中增设了数控技术、计算机信息技术、微电子技术、管理经济类课程，这些课程的增设为学生培养全方面素质提供了条件，但挤压了传统机械制造类课程的课时空间。

为了适应学科的发展和课程改革的需要，我院从90年代开始陆续对制造类的课程进行体系建设，根据课程的内容和特点，重新规划设置制造类基础课和核心课，经过充分论证的基础下，参照兄弟院校的经验，结合特色专业点建设要求，将《工程材料与热处理》、《金属工艺学》（热加工部分）合并成一门《工程材料及成型技术》专业基础课，课程学时为60；将《金属工艺学》（冷加工部分）、《特种加工》、《金属切削原理及刀具设计》、《金属切削机床》合并为《机械加工工艺基础》专业基础课，课程学时为50；将《机床夹具设计》内容合并入《机械制造工艺学》课程、形成新的《机械制造工艺学》专业核心课，课程学时为60。同时，为了配合理论课程的学习，在制造类实践课程体系中，设置《工程训练》4周，《机械认识实习》2周，《工艺课程设计》2周，为了强化工艺分析和工程实践能力，将《工艺认识实习》和《毕业生产实习》相结合，将毕业实习定位为以工艺为主的《工艺生产实习》，实习时间为4周。在这样的培养体系中，《机械制造工艺学》作为制造类核心课程，在学生掌握了工程材料、公差、刀具、机床、金属冷热成型的基础理论前提下，它侧重于机械制造工艺系统内在规律的研究，同时对基础理论作了适当的延伸，并结合生产实践的知识，充分地培养学生扎实的工艺分析，设计能力及一定的开拓创新能力，符合大工程机械类专业人才的培养目标。

优化教学内容，使教学内容模块化、层次化

《机械制造工艺学》课程教学内容可优化为四个模块，第一、理论授课模块，主讲授机械制造过程中影响加工质量的各种因素及制定加工、装配工艺规程的有关原则和分析计算等。第二、实验模块，主要通过学生动手实践的方式，在专用的实验设备的基础下，强化对工艺过程中一些工艺参数、工艺规律的理解。第三、工艺生产实习实践模块，要求学生在生产现场了解机械制造过程的生产特点、组织形式、管理模式、以及具体刀具、夹具、量具、机床等装备，锻炼学生在机械制造过程中发现问题和解决问题的能力，提高学生实践认知能力。第四、工艺课程设计模块，利用教师科研中、工艺生产实习中一些典型的工艺零件，作为课程设计的对象，分析零件加工工艺特点，编制合理的工艺规程，合理设计一些重要工序的工装夹具及完成相关计算等。通过课程设计直接培养学生工程设计能力。在课程内容四个模块的教学组织上，按前述的时间顺序安排教学，同时遵循“理论—实践—再实践”的方法论来组织教学，在理论学习中增强实践感知能力，在实践中体会真知。在理论授课模块中内容安排上，围绕“工艺、成本、效益”原则展开，在保证加工零件质量效益的前提下，采用科学合理的工艺，使得生产成本最小化。因此将课程内容可以进一步细化为五个子模块，依次为工艺基础知识模块、机械加工质量模块、加工工艺规程模块、装配工艺模块、制造新工艺、新方法模块。

工艺基础知识模块主要指机械制造过程中生产规模及工艺特点、工件的六点定位原理、粗精基准概念及选择原则、机械加工工业过程的基本概念等；机械加工质量模块主要指机械制造过程中，影响工件加工精度、表面质量的各种工艺因素及其控制工艺措施等；加工工艺规程模块指制定一个零件完整工艺规程的过程及相关工艺尺寸链计算等；装配工艺模块指机器装配工艺过程及相关装配尺寸链计算；制造的新工艺、新方法模块指现代制造工艺理论和方法。在5个模块的内容衔接上，采用三个典型零件（凸轮轴类零件、变速箱箱体零件、连杆零件）为例子，首先分析零件加工表面工艺特点、在分析工艺特点过程中引入讲授工艺基础知识比如六点定位原理、工件的夹紧以及工序、工位、工艺系统等基本概念，其次，根据三个典型零件的加工要求，制订合理的机械加工工艺规程，在这个过程中，引入工件的加工方法选择、工艺路线的安排、工艺规程制定及相关工艺尺寸链计算等内容，同时在加工工艺规程制定中，分析各种因素对加工精度和表面质量的影响，以及控制这些因素的措施和方法，紧接着通过机器装配，把三个零件装配到发动机，在这个过程中，引入讲授装配工艺规程的制定、装配结构工艺性分析、装配精度分析、装配方法、装配尺寸链计算等，最后，利用一个PROE软件完成零件几何建模、工艺分析、加工及工艺规程制订，通过这样一个完整过程，展开介绍一些先进制造新工艺、新理论、新方法。这样，通过一些典型零件的制造过程，把理论授课5个模块的内容有机地衔接起来，在衔接的过程中，深入理解、掌握工艺基础理论知识和典型零件的加工、装配工艺流程。

实验教学模块含4-6个学时，主要安排2-3个实验内容，依次为：典型夹具的分析及绘制、活塞销的加工误差统计分析、CA6140车床主轴回转误差测量、磨床磨头的动态特性测试分析。通过实验模块的实践教学，加强学生对影响加工误差和表面质量的工艺因素的理解，进一步掌握零件加工误差的因素分析法和统计分析法，以及掌握工艺系统动刚度概念。工艺生产生产模块是课程理论授课结束后，集中到学院的两个生产实习教学基地实习（湖北十堰二汽实习基地、中国洛阳第一拖拉机制造集团实习基地），通过在发动厂、装配厂、工装厂、模具厂、油嘴油泵厂、工程机械厂、收获机械厂等基地分厂的车间实习，完成实习手册的记录、一张夹具装配图的绘制，一个工艺专题报告、一篇实习心得体会。其中实习手册的记录要求包含各个专业厂的指定典型零件的工艺流程、工装夹具等设备的详细内容。工艺课程设计模块主要是根据在生产实习期间，指定一个典型的拨叉类零件为对象，编制其工艺规程、选择一道工序的工装夹具设计、一份设计说明书等。课程的教学内容模块化，各个模块内容相辅相成，组成了一个有机的整体，在具体的教学实践过程中，根据每一个教学模块的内容、特点、教学要求和教学目标，分别采用不同的方法教学，取得了较好的教学效果。