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数控技术专业毕业设计探究

摘要:湖南省教育厅自2015年以来,将全省所有高职院校各专业学生毕业设计成果纳入抽查,抽查结果作为申报和建设湖南省卓越职业院校评定条件之一。由此可见,学生毕业设计成果反映出一所院校的办学水平。毕业设计亦是整个专业教学计划和学生在毕业前的最后学习及综合训练的中的极其重要阶段,其效果综合反映了学生应用3年所学的基础理论、专业知识和操作技能来分析和解决实际问题的能力,可以达到深化所学知识的目的,有利于提升学生的实际工作能力。笔者结合数控技术专业,对选题、实施步骤进行论述,在此基础上提出了一些建议和意见。

关键词:选题;实施;评价;问题及建议

高职数控技术专业主要是培养适应机械制造企业生产、管理、服务等岗位需求的高素质技术技能复合型人才。其毕业设计是一门培养学生数控机床操作能力和编程能力的专业核心且综合性很强的实践课程,是学生需要独立完成的一次综合性作业。一般安排在第5学期的最后4周进行。学生通过毕业设计完成一项实际项目或模拟项目,可以增强数控技术的感性认识,培养综合运用所学专业知识,从而激发学习专业知识的热情,为今后创造性地从事本专业工作打下良好的基础;同时也可以让学生了解从产品设计到加工完成的整个生产流程,养成良好的学习态度和严谨的工作作风。它是高职学生从校园走向工作岗位的桥梁。近年来,高职学生刚接到毕业设计任务时,都纷纷感到一片茫然、毫无头绪。为使本专业高职学生能高质量的、有效地完成毕业设计,可以从选题等方面实施。

1毕业设计选题

选题决定整个毕业设计的方向,毕业设计课题应符合数控技术专业培养目标和教学基本要求,理论生产实际相结合,可以反映出学生综合应用专业知识分析和解决实践问题的能力[1]。选题应接近生活实际、企业生产实际,最好能解决企业的具体产品问题,体现出新产品、新工艺、新方法。课题可以单个的零件,也可是多个零件的组合件。设计工作量要适当,难度要适中,保证学生能在规定的时间内较好地完成毕业设计任务。通常由具有毕业设计指导资格的教师提交课题申报表(或由学生提出,教研室初步审查),经系部审定批准后向学生公布。系部会在正式开始毕业设计前两周召开动员大会,学生可根据“选老师、选方向、选课题”的原则确定指导老师,还可根据自己的兴趣和自身条件选择设计课题。

2毕业设计实施

2.1实施步骤

结合数控技术专业特点,主要有工艺设计和数控加工设计两种任务方式。虽然这两种任务方式侧重点有所不同,但按照加工工艺流程,基本都能按以下步骤完成。

1)分析零件图样,绘制零件图(若为组合件产品还包括装配图)和建模图。分析零件图样是工艺准备工作的第一环节,分析是否到位将直接影响零件的数控加工程序和加工质量。分析图样的内容主要有:反映零件形状的图形、反映零件大小的尺寸及其精度、反映零件表面结构的表面粗糙度、反映零件实际要素误差范围的形位公差以及工件的材料、加工批量、热处理等技术要求。如果是组合件,还要分析该零件在装配产品中的位置、连接关系及其作用。

2)对零件进行工艺分析,确定加工方案,编制机械加工工艺过程卡。根据零件图样分析,首先应选择各表面能保证加工质量、生产效率和生产成本的最终加工方法,再以此为前提拟定零件的加工方案。由于毕业设计课题主要以单件生产为主,学生在制定加工方案时主要以保证零件的加工质量为主,而对零件的热处理、生产的效率和生产的成本未作过多的考虑,因而较多学生确定的加工方案不够合理。最后根据制定加工方案编制出机械加工工艺过程卡。

3)制定加工路线,做好工艺准备,编制数控加工工序卡。数控加工路线是整个数控加工过程中刀具相对工件的运动轨迹,原则上尽量缩短加工路线,以提高加工效率,尽量保证最后一刀连续加工所有加工表面,以确保加工质量。最好将零件的加工路线以图形方式记录下来。做好工艺准备工作,包括确定毛坯的类型和尺寸、使用的设备、装夹的方案及切削用量,将机械加工工艺过程卡中的数控加工工序部分罗列出来,编制成数控加工工序卡。

4)选择、列出加工所需刀具,编制数控加工刀具卡。数控刀具的选择是否合理,很大程度上影响了工件的加工质量和生产率。将加工零件所需刀具及其参数根据加工要求顺序列出,并填入数控加工刀具卡中。加工前,应根据此表进行数控刀具的输入。

5)确定编程尺寸,编写数控加工程序并加工零件。程序编制前,应首先确定工件坐标系的原点、起刀点及换刀点的位置。根据选择好的工件坐标系、加工路线,确定编程尺寸。必要时,要进行简单的数学计算,遇到计算量较大的编程尺寸,可通过绘图软件捕捉或标注尺寸的方法去获取。依据预先选定的数控系统的编程指令格式要求,编制数控加工程序。校验成功的程序,方可进行仿真加工或实物加工。

6)编写毕业设计说明书。将课题简介(或产品介绍)、完成的作品、作品的形成过程及特点列入毕业设计说明书中。

2.2实施方法

毕业设计的成果体现为图纸(二维、三维)、工艺卡、加工路线图及毕业设计形成报告书(说明书)。学生可结合本课题,通过查阅相关国家标准和正确运用工具书,获取各项工艺参数和技术规范;利用绘图软件(UG、CAD等)绘制二维、三维零件或装配图以及加工路线图;利用文字处理软件(WPS、WORD等)编制工艺卡片及毕业说明书。

3毕业设计评价

指导老师、答辩小组对学生毕业设计的评价,可从选题、设计过程的实施情况以及作品的质量等方面来考虑。选题是从是否具有符合数控技术专业特点、是否能锻炼学生专业和职业能力、是否具有一定的实践性、工作量能否符合高职学生培养目标、是否能达到综合训练的目的等方面来考核。毕业设计的实施是以整个设计过程是否完整、工艺设计方案和技术路线是否可行、设计的依据或数据来源是否可靠来考核。数控技术专业的毕业设计最终作品主要以加工的实物或仿真产品来体现,以产品的加工质量是否符合图样要求为依据,考察学生完成作品的规范性、科学性,特别注重考察学生的创新性。

4问题及建议

数控技术专业的毕业设计,应突出学生绘图和识图、工艺设计与分析、零件编程与加工等方面的能力培养,重点培养学生职业能力和职业素养。而在整个学生实际操作过程中,或多或少存在一些问题,主要体现为:

1)学生毕业设计选题范围太窄,学生不会自己主动寻找课题,大多情况都是指导老师提供。建议学院加强与企业的联系,选用校企合作企业提供的真实生产案例作为毕业设计课题,优选产品的最佳工艺方案。这样,一方面可充实毕业设计题库,另一方面可以将一些对产品工艺优化的方案提供给企业,真正达到高职院校服务于企业、服务于当地经济的目的。

2)为锻炼学生的独立工作能力,毕业设计应一人一题;为锻炼学生的团队合作精神,毕业设计可以以小组(2~3人)为单位完成一个产品的设计与制作,将产品中的零件分配到人。最好采取多名学生共同完成一完整产品的设计与制造,每名学生都应有明确的分工。

3)学生大多依赖网络或参考资料,有少数抄袭现象。为避免这种现象的产生,可采取在官方网站进行查重,查重率控制在30%以内。此措施虽然能有效地控制学生互相抄袭、网络复制等,但也带来一些负面影响,部分学生为了达到查重率的要求,尽量缩减文字说明,导致说明问题不到位,难以形成较科学规范的毕业设计说明书。

4)工科学生的文字编辑能力较差,语言缺乏条理性、逻辑性,往往体现在语句不通、错别字较多,其次文字处理软件使用不熟练,如:排版格式、图形、表格等。建议学院在制定应用写作、计算机应用课程标准时,多加强学生薄弱环节的锻炼。

参考文献:

[1]高琪,李位星,廖晓钟.工科专业本科毕业设计全过程考核评价体系研究[J].实验室研究与探索,2013(11):393-397.

[2]高永卫,董卫国,李绍友,等.高职数控毕业设计环节教学改革实施[J].科技信息,2010(34):230.

[3]王颖.数控技术专业学生毕业设计质量提高方法探究[J].电子测试,2013(22):211-212.

[4]潘冬.高职数控技术专业毕业设计现状分析及对策[J].亚太教育,2015(27):140.

作者:孙慧 贺镕珺 唐金花 单位:湖南财经工业职业技术学院

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