從畢業(yè)設(shè)計圖紙質(zhì)量探討工程圖學(xué)課程教學(xué)改革

薛小雯　錢瑜　蔡召沖

【摘 要】本文針對近幾年畢業(yè)設(shè)計圖紙質(zhì)量中出現(xiàn)的視圖表達不合理、尺寸及公差不會標(biāo)注等一些問題，對工程圖學(xué)的教學(xué)進行反思并提出建議。

【關(guān)鍵詞】工程圖學(xué)課程 畢業(yè)設(shè)計圖紙 教學(xué)改革

【中圖分類號】G 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）11C-0159-02

畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)期間重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生綜合實踐能力、實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、保證畢業(yè)生質(zhì)量的重要保障。目前機械類學(xué)生的畢業(yè)課題大多是機械裝置和設(shè)備的設(shè)計，其設(shè)計成果是以論文和圖紙來體現(xiàn)的。圖紙是非常重要的技術(shù)資料，常包括產(chǎn)品裝配圖和主要結(jié)構(gòu)的零件圖，圖紙不僅反映了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，也體現(xiàn)了學(xué)生的設(shè)計思想和對機械類相關(guān)知識的掌握程度。本文對畢業(yè)設(shè)計圖紙中出現(xiàn)的主要問題進行分析總結(jié)，確定工程圖學(xué)教學(xué)改革方向。

一、畢業(yè)設(shè)計圖紙中存在的主要問題

目前，隨著三維軟件的普及和應(yīng)用，學(xué)生已能較熟練使用各種三維軟件，在設(shè)計開始階段，通過初步確定設(shè)計方案和計算后，常直接利用三維軟件繪制草圖和立體圖，立體圖直觀且能反映出各零件之間的裝配關(guān)系、是否干涉等，作為設(shè)計開始階段是不錯的選擇。但三維圖上不好標(biāo)注尺寸和加工信息，許多企業(yè)也不能實現(xiàn)“無紙化生產(chǎn)”，所以還要轉(zhuǎn)換成二維圖紙，并進行適當(dāng)?shù)臉?biāo)注，才能成為完整的設(shè)計資料。由于目前使用的三維軟件在將立體圖轉(zhuǎn)換成二維圖時與我國制圖標(biāo)準不能完全一致，因此還需進行一些修改，有時也將轉(zhuǎn)換后的二維圖再導(dǎo)入AutoCAD軟件中修改，在對二維圖紙的表達中，就出現(xiàn)了不少問題。

（一）零部件視圖表達不合理。許多學(xué)生不考慮所設(shè)計的產(chǎn)品主要功能是什么，各零部件間的裝配關(guān)系如何，不分析零件間的結(jié)構(gòu)，而是完全依賴三維軟件，直接生成若干個三視圖，里面有許多虛線也不管；或者任意選一個位置剖開，得到剖視圖。但如何合理選擇視圖，需要幾個視圖，視圖上哪些位置應(yīng)剖開，剖切平面在何處，如何使幾個視圖相對應(yīng)并正確表達出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，等等，這些學(xué)生就不會了。

（二）標(biāo)準件常用件表達不清。常用件、標(biāo)準件的繪制中也常出現(xiàn)問題。特別是在裝配圖中，如內(nèi)外螺紋連接時大小徑的畫法；鍵連接畫法中，鍵是否剖切，鍵與輪轂部分的連接畫法中哪里是一條線，哪些位置是兩條線；齒輪嚙合部分齒頂高、齒根高等部位線的繪制中，哪些地方是一條線，哪些地方是虛線或不畫，也是經(jīng)常出錯的地方。

（三）尺寸及公差標(biāo)注混亂。尺寸、尺寸公差和形位公差也是設(shè)計中的主要問題。在零件圖中，應(yīng)標(biāo)注哪些尺寸，尺寸基準如何選擇，主要基準、輔助基準選取原則是什么；在裝配圖中，有哪幾類尺寸，哪些尺寸是配合尺寸，要與零件圖上尺寸對應(yīng)等，許多同學(xué)都不會，也不考慮，因此尺寸標(biāo)注部分很混亂，隨意標(biāo)注、重復(fù)、漏標(biāo)等現(xiàn)象層出不窮。形位公差和尺寸公差更是不會標(biāo)注，不知道什么情況下采取何種精度，常常零件圖上的尺寸公差和裝配圖上的配合尺寸對應(yīng)不起來，甚至有些同學(xué)不會查表。

（四）技術(shù)要求不會注寫。從畢業(yè)設(shè)計圖紙和答辯來看，學(xué)生對材料的選擇、零件的熱處理工藝、零件的表面粗糙度、零件的加工工藝等方面知識知道的很少，沒有真正明白這些技術(shù)要求的含義，大多數(shù)只是從其他圖紙隨意抄襲過來。

二、反映出教學(xué)中存在的主要問題

畢業(yè)設(shè)計圖紙上反映的雖是圖的問題，但它涉及了多門課程知識，是多門課程的綜合應(yīng)用。從工程圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容上總體反映結(jié)果來看，畢業(yè)圖紙上體現(xiàn)出的主要問題是對國家制圖標(biāo)準不熟和機械圖樣的表達上工程意識不強。

（一）課程體系安排不合理。畢業(yè)設(shè)計圖紙上看似是圖的問題，它實際牽涉到工程圖學(xué)、金屬工藝學(xué)、公差與配合、機械設(shè)計等多門課程的知識，圖上的數(shù)據(jù)大多又是通過理論計算得出的，因此是多門課程的綜合運用。這些課程安排在從大一到大四的各個學(xué)期，雖然在后續(xù)的課程中也有課程設(shè)計練習(xí)，但都是孤立的，沒有成為體系。在講制圖課程時，學(xué)生對圖上的表面粗糙度、工藝結(jié)構(gòu)、尺寸公差等內(nèi)容根本不理解，對這些數(shù)據(jù)的大小選擇更是沒有任何概念，到了大二、大三學(xué)習(xí)其他課程作課程設(shè)計時，制圖中的圖樣表達又忘了很多，這時需加強繪圖和設(shè)計能力的綜合鍛煉，但專業(yè)老師主要注重學(xué)生的設(shè)計計算，認為圖形的表達制圖已經(jīng)學(xué)過，因此在圖形的表達方面并沒有給予詳細的指導(dǎo)，使得綜合表達圖樣的能力沒有得到大的提高。

（二）實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練少。學(xué)生只學(xué)到書本上的知識，雖然是學(xué)習(xí)了機械，但在校期間也僅參與過學(xué)校的金工實習(xí)和到企業(yè)參觀實習(xí)。企業(yè)考慮到經(jīng)濟利益和安全等方面的因素，極少接納學(xué)生參與生產(chǎn)實習(xí)，學(xué)校的金工實習(xí)基地設(shè)備有限，學(xué)生人數(shù)又多，因此得到的鍛煉有限，而且學(xué)生要將這些看到的和實習(xí)過的與圖紙結(jié)合起來，還需要進一步講解和練習(xí)，但這方面的綜合訓(xùn)練也較少。

（三）課時壓縮，師生人數(shù)比擴大。隨著高校多年擴招，師生人數(shù)比擴大，以制圖課程為例，以前多是采用小班制教學(xué)，老師?？梢砸粚σ惠o導(dǎo)，指出錯誤，督促學(xué)生改正?，F(xiàn)在多是兩三個班合班上課，加上近年來課時也在逐漸壓縮，有些內(nèi)容不講或講解較少，使學(xué)生在有限時間內(nèi)掌握知識量有限。此外，近年來，各高?？己苏咧校乜蒲休p教學(xué)，教學(xué)不像科研那樣容易量化，將科研作為考核老師的重要目標(biāo)，致使老師花在教學(xué)上的精力有限，畢業(yè)設(shè)計老師對學(xué)生缺乏檢查監(jiān)督，計劃和進度不能按時完成，不會對畢業(yè)設(shè)計提出反復(fù)修改的意見，使得畢業(yè)設(shè)計的圖紙質(zhì)量較差。

（四）學(xué)生基本功不夠扎實，在畢業(yè)設(shè)計中投入有效時間不足。許多學(xué)生在幾年的學(xué)習(xí)中基礎(chǔ)不夠扎實，同時計算機繪圖軟件的使用也使許多學(xué)生只會繪制三維圖，對制圖中的一些基本要求和如何表達早已遺忘，也不愿再復(fù)習(xí)前面知識。此外，畢業(yè)設(shè)計階段是學(xué)生即將就業(yè)階段，學(xué)生花在畢業(yè)設(shè)計時間減少，影響設(shè)計質(zhì)量，心理上也放松了對畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的要求。

三、工程圖學(xué)教學(xué)內(nèi)容和手段的改進

學(xué)生畢業(yè)設(shè)計圖紙實際上體現(xiàn)了機械專業(yè)學(xué)生綜合表達能力和機械各門知識的掌握情況，如何協(xié)調(diào)各門課程的內(nèi)容和銜接，是一個大工程?，F(xiàn)僅從工程圖學(xué)（目前江南大學(xué)機械類所用教材為同濟大學(xué)版《工程制圖》）的教學(xué)入手，在課程教學(xué)中，針對前面所述的問題，進行教學(xué)內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié)的調(diào)整，適當(dāng)調(diào)整了學(xué)時安排，對手工繪圖、圖解法解決空間幾何問題、截交線和相貫線繪制等部分內(nèi)容做了適當(dāng)刪減，大約刪減了10個課時，增加了實踐環(huán)節(jié)和討論課學(xué)時，以提高學(xué)生對產(chǎn)品的表達能力。

（一）加強零部件表達訓(xùn)練。在“表達方法”一章，增加零件表達方案訓(xùn)練，使學(xué)生能熟練掌握剖視圖、基本視圖、斷面圖等各種表達方法。在“零件圖”一章，強化典型零件的表達方法，零件按回轉(zhuǎn)體和非回轉(zhuǎn)體主要細分為軸類、盤蓋類、叉架類、箱體類，這幾類零件常有不同的方法表達，如軸類是采用一個主視圖配合局部放大圖、移出斷面圖表示；盤蓋類常采用主視圖和左視圖（其中一個常全剖）；叉架類和箱體類常采用基本視圖、局部剖、全剖、半剖、斷面圖等多種方式表達。在教學(xué)中要通過反復(fù)訓(xùn)練，強化這些表達方法，在課后練習(xí)中，除常規(guī)練習(xí)外，精心設(shè)計題目，增加多種方案比較練習(xí)、改錯練習(xí)，使學(xué)生對這部分圖形表達熟練掌握。

在尺寸和公差標(biāo)注方面，因為學(xué)生剛進大學(xué)，對許多工程實踐問題知之甚少，最多也是金工實習(xí)，為此我們與企業(yè)合作，錄制了典型零件的加工錄像，并結(jié)合尺寸基準和重要加工面對表面粗糙度、尺寸公差、形位公差作要求，同時通過多媒體課件的講解，使學(xué)生能有一個感性認識，掌握典型零部件的標(biāo)注。不過真正的掌握還需后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作中的逐步積累。

在裝配圖的教學(xué)中，堅持“精講多練”。對于簡單的部件（一般由4-10個零件組成），突出講解裝配圖所表達的內(nèi)容，看哪些視圖表達了工作原理，裝配關(guān)如何，主要零件的結(jié)構(gòu)是否已反映出來，尺寸有哪些等，加強學(xué)生對裝配圖的理解，并選擇典型產(chǎn)品完成裝配圖的繪制。對復(fù)雜部件主要采用討論式的教學(xué)方法，同一產(chǎn)品常給出多種方案，讓學(xué)生分析對比，分析優(yōu)劣，從中選出較好方案，加強裝配圖拆畫零件圖這部分內(nèi)容的練習(xí)，使學(xué)生具有初步的設(shè)計思路。通過反復(fù)練習(xí)，才能使學(xué)生學(xué)會綜合運用，并逐漸繪制出錯誤較少的圖樣。

（二）加強實踐性環(huán)節(jié)訓(xùn)練。在工程圖學(xué)的教學(xué)中，安排了齒輪油泵的測繪。實物測繪是從形體表達到機械設(shè)計的一個過渡，對產(chǎn)品的仿制、對零件的修復(fù)、對原有設(shè)備的改進，都離不開測繪，齒輪油泵的測繪過程也是零件圖裝配圖繪制的綜合訓(xùn)練。學(xué)生在繪制零件圖時，就要選擇視圖表達方案、標(biāo)注尺寸等，拆裝的過程更是對產(chǎn)品的裝配關(guān)系、工作原理、主要零件的功能結(jié)構(gòu)、零件上的結(jié)構(gòu)工藝、結(jié)構(gòu)的合理性等知識綜合學(xué)習(xí)過程。測繪的過程也是師生互動的一個良好環(huán)節(jié)，老師能掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并可對學(xué)生進行一對一的輔導(dǎo)。測繪時結(jié)合實物可指導(dǎo)學(xué)生正確繪出零件圖、標(biāo)注零件圖裝配圖尺寸及公差、表面粗糙度等，并教會學(xué)生正確查表，同時使學(xué)生進一步熟悉測繪工具，學(xué)會使用工具，提高學(xué)生的實踐能力。

此外，結(jié)合CAD軟件和金工實習(xí)期間使用的臺鉗，讓學(xué)生用計算機繪出臺鉗的零部件圖紙，使學(xué)生將實物和圖紙結(jié)合起來，加強了零部件表達能力的訓(xùn)練。

（三）傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)相結(jié)合。針對標(biāo)準件常用件繪圖中出現(xiàn)的錯誤，我們采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和多媒體CAI課件相結(jié)合的方法，在講解這部分內(nèi)容時，同時利用實物、多媒體課件、圖片并在課堂上現(xiàn)場繪制的方法，使學(xué)生明白比例畫法和實際尺寸間關(guān)系，理解二維圖上各條線的含義，正確繪出螺紋連接、齒輪嚙合、鍵、銷等連接的二維圖。

（四）增加機件的工程圖表達訓(xùn)練。針對學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中將三維圖轉(zhuǎn)換成二維圖時的隨意性，我們增加了兩個課時的練習(xí)，由老師先繪制好三維的零件圖和裝配圖，再由學(xué)生轉(zhuǎn)換成工程圖，學(xué)生可以將自己的表達方案與其他同學(xué)的方案對比，使他們在更好表達結(jié)構(gòu)形狀方面得到訓(xùn)練。

【參考文獻】

[1]金怡，單鴻波.從學(xué)生畢業(yè)設(shè)計圖紙質(zhì)量談《機械制圖》課程體系的優(yōu)化[J].中國校外教育，2013（4）

[2]丁茹.從畢業(yè)設(shè)計看工程圖學(xué)全程教育問題[J].遼寧商務(wù)職業(yè)學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2003（4）

[3]朱里.機械制圖畢業(yè)設(shè)計存在的問題與對策[J].湖南農(nóng)機，2012（7）

[4]萬宏強.機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中的設(shè)計與繪圖問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（12）

[5]孟明辰.對工程圖學(xué)教學(xué)改革的探討[J].教學(xué)研究，2005（3）

[6]余明浪.“工程制圖”教學(xué)改革的反思和探索[J].工程圖學(xué)學(xué)報，2009（5）

【作者簡介】薛小雯（1967— ），女，山西呂梁人，江南大學(xué)機械工程學(xué)院副教授。

（責(zé)編 王 一）