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序論:在您撰寫機械設計專業論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
機械設計制造是綜合多學科的一門專業技術,由于在畢業設計當中,也會運用到多學科的知識,因此也會存在很多問題以及知識結構的不同,對此,這就需要學生要有創新精神,從選題到框架形成都應具有創新性,而學生的表現意識并不強烈,只是停留在基礎階段,知難而退占主導思想。(四)我們都知道,該專業的重要性就在于實踐,這個過程是非常重要的。當前,由于這項專業沒有安排較強的實踐,所以在做畢業設計時也是較為空泛的,沒有創新,沒有實踐,對此,并不能給學生進行良好的指導意義,這方面的缺憾是非常明顯的。
二、提高畢業設計質量的主要方法措施
學生在做畢業設計時要在該專業當中發揮出一定的作用。對此,我們也提出了一些相關的建議:首學生要把主要精力放在畢業設計當中,不能以應付了事,其次,要注重課堂效率,確保教學質量,留有充分的時間來做畢業設計工作,掌握好難易程度,調整好實踐的計劃,對此,我們用幾方面來更為詳細方法來提高學生的畢業設計。
(一)首先要提高學生對所學知識的基礎技能,這是學校培養的重要目標,學生的基本功主要表現了對專業修養的重要水準,只有掌握好基本功才能更好的運用專業知識,并且在未來的工作當中自如的實踐,所以,學生只有充分的掌握基礎知識才能給未來就業打下良好的基礎。應用計算機技術,不但可以推動該專業的知識力量,還可以提高專業發展,但在這其中也會存在很多不良的因素,比如:我們要提倡用計算機進行繪圖處理,但是在這個過程當中學生卻拋棄了傳統手工繪圖的鍛煉,缺乏技術性,從而導致機械設計制圖的要求不夠規范,也不夠明確,對此,我們必須要提高學生基本功技術的培養。
(二)在當前形勢下,一般畢業設計都是由老師擬定方向,由學生進行選題,在這種方法當中存在很多優點,由于老師對這項專業是較為了解熟悉的,并且可以良好的掌握難易程度和工作效率,對此,可以給學生提供專業性的意見,然而也會存在一定的問題,并不能全面的調動學生在實踐過程當中的創造積極性,因此,必要的時候可以讓學生自擬選題,再由老師進行審定,通過在擬題時,學生與老師進行互動,進而也讓老師更為全面的了解學生的興趣愛好,以及對未來工作的方向,找到更適合學生發展的道路,給學生一個鍛煉的機會,培養他們創新與獨立思考的主觀意識,提高他們的實踐能力等。
(三)作為老師可以鼓勵學生去企業鍛煉實踐完成畢業設計。由于在該專業領域當中主要是技術,因此,必須要注重行業的背景要求以及實踐經驗等方面,由于在企業工作當中,可以良好的把選題與實際生產相結合進行,通過在實踐過程當中,找出畢業設計所存在的問題以及解決措施,進而培養學生的實踐能力,與此同時,在深入接觸企業氛圍時,也提升了他們的適應性,與企業達到了一個雙贏的目的。
三、結語
根據國家機械設計制造及其自動化專業畢業培養標準中對畢業能力要求之4“具有設計機械系統、部件的能力”要求,整合現有教學內容,形成了基礎知識遞增和設計能力遞進的機械設計類課程教學環節結構。其中先修課程包括數學類、工程力學、機械制圖、公差與技術測量等基礎課和專業基礎課。為達到“具有設計機械系統、部件的能力”的畢業要求,設計了課程教學及課內實驗、基礎設計能力培養、創新設計能力培養三個能力遞進培養環節。
2機械設計類課程教學及課內實驗
課程教學及課內實驗教學環節分為機械原理和機械設計兩個部分,每部分。含課內實驗,課程內容及培養目標如下:機械原理課程是一門培養學生機械機構運動設計與分析的技術基礎課,主要研究機構的結構分析、運動分析和動力分析,常用機構設計的基本理論和方法,機械系統傳動方案的規劃與設計,其主要任務是培養學生:第一,理論聯系實際的學風,設計實踐能力和創新精神。第二,掌握機構運動方案設計的能力。第三,具有機械系統運動簡圖的繪制,計算機輔助機構分析和設計的能力。機械原理實驗教學是機械原理課程教學中的實踐環節。在實驗中通過安排部分課程基本理論的驗證性實驗,使學生進一步加深對課堂教學內容的理解。通過增設一些綜合性、設計性實驗,培養學生基本知識、基礎理論與實際項目需求的理論知識應用能力,同時培養學生創新意識和能力。通過設立較多的選修實驗,促進學生的個性發展。機械設計課程是一門培養學生機械設計能力的技術基礎課,在教學內容方面著重掌握機械設計的基本知識、基本理論、基本方法和創新思維,通過對本課程的學習,使學生掌握常用機構和機器中各種通用零件的基本理論和基本知識,初步具有機械結構方面的分析、設計能力,同時注意培養學生正確的設計思想和嚴謹的工作作風。機械設計實驗教學通過設立部分驗證性實驗,使學生進一步加深理解課堂教學的內容;通過設立一些綜合性、設計性實驗,培養學生理論聯系實際的能力及機械結構設計的創新意識和創新能力;通過強調學生參與實驗的全過程,培養學生的動手操作能力;通過設立較多的選做實驗,滿足學生的求知欲,促進學生的個性發展。
3基礎設計能力培養
機械設計課程設計是機械設計基礎類課程的重要實踐性環節,通過對機械傳動裝置和簡單機械的設計,使學生綜合運用機械設計課程和其他先修課程的理論和實際知識,熟悉機械設計的一般規律,掌握機械通用零部件及簡單機械的設計理論及設計方法。培養學生理論聯系實際的正確設計思想,樹立工程意識,培養獨立分析和解決工程實際問題的能力,為畢業設計和以后從事工程設計工作打下良好的基礎。課程的教學目的:第一,學習機械設計的一般方法、步驟,掌握機械設計的一般規律。第二,學會從機器的功能要求出發,合理選擇傳動機構的類型,制定傳動設計方案,正確計算零件的工作能力,確定它的結構、形狀、尺寸及材料,并考慮制造工藝、使用、維護、經濟和安全等問題,培養機械設計能力。第三,進行機械設計基本技能訓練,例如計算、繪圖,運用標準、規范、手冊、圖冊和設計資料,以及使用經驗數據和處理數據等。第四,通過編寫設計說明書,提高學生文字表達能力,掌握撰寫技術文件的有關要求;培養學生運用計算機撰寫論文的能力。第五,訓練學生用CAD繪圖的能力。機械綜合課程設計是形成機械裝備設計能力的重要實踐性教學環節。內容以車床或銑床的主傳動系統設計為主線,以所學過的機械制造裝備的基礎知識為支撐,完成主傳動系統設計、操縱裝置布置、工程分析計算等環節的訓練。其目的是在相關先修課程學習后,進行機械結構設計綜合訓練,使學生掌握機械系統分析和設計的基本步驟和方法,培養和鍛煉學生綜合運用所學知識解決實際工程問題的能力。
4創新設計能力培養
學生創新設計能力培養包括機械產品創新設計與仿真和機械創新設計與制作兩個環節:機械產品創新設計與仿真是學生以項目組的形式自主開展的為期一年的研發與制作項目,在學院的統一命題下完成一項任務。提高學生自主學習、問題求解、團隊協作、項目管理、綜合創新等方面的能力和素質。機械創新設計與制作是結合學生已有的知識儲備,充分發揮學生的創新設計思維,通過機構綜合模擬現實自然界生物的動作行為,并輔以相應的控制系統達到機構的協調運動。在教師的啟發和指導下,學生以組為單位自主地進行相關內容科技文獻檢索、方案設計、虛擬仿真、繪制加工圖紙、撰寫設計說明書并進行答辯,通過工程實踐培養學生靈活運用所學機械設計知識的能力。
5結論
礦山機電專業是培養能從事礦山機電設備安裝調試、操作及維修、檢修、礦山機電設備管理等專業技術工作。要求礦山機電專業畢業生要獲得以下幾方面的知識和能力:1.較系統的掌握本專業領域必需的技術基礎理論知識。2.熟知并掌握機電設備零件圖、裝配圖、電氣原理圖和安裝圖的閱讀和繪制相關知識。熟知礦山機電設備構造、原理和故障原因及分析的相關知識,并了解本專業領域的現狀與發展趨勢。3.熟知礦山機電設備操作、維護、故障檢修、安裝調試及運行管理的能力。4.初步掌握室礦山機電設備選型、選參數及相關的設計方法。5.了解安全和文明生產的管理制度、技術規范、管理知識等。
二、礦山機電專業的《機械設計基礎》課程安排
從該專業的特點來看,對于機械設計基礎的要求比較高,主要是識圖、讀圖、繪圖、選型計算及機械設備安裝與維護的能力要求比較多,掌握礦山機電及系統的設計,學會運用手冊、標準、規范等資料。因此,在理論授課時要突出這方面的特點。1.理論環節本校該專業機械設計基礎課程,理論教學為50學時,實驗為10學時,根據這個學時來安排,理論知識突出與礦山機電專業相吻合的知識點。理論授課主要講以下內容:①平面機構的結構分析,在這部分主要包括平面機構的運動簡圖以及平面機構的自由度分析及運動的確定;②凸輪機構。主要包括從動件的凸輪的幾種形式及運動規律;③軸轂連接,主要包括鍵連接、花鍵連接和銷連接的幾種形式以及運用的環境;④帶連接和鏈傳動是重點,因為涉及井下運輸。這部分包括帶的分類、帶傳動的工作情況分析、普通V帶的設計計算及V帶傳動的張緊、正確安裝與維護;鏈傳動主要有幾種形式及應用場合;⑤齒輪傳動。主要講減速器設計;齒輪失效的形成、形式及措施等。⑥蝸桿傳動,主要是蝸桿傳動的散熱計算;⑦齒輪輪系。主要是定軸輪系和周轉輪系的傳動比計算;⑧滾動軸承和滑動軸承。主要是分類和應用場合。2.實驗環節針對專業的特點以及理論課授課的分配,在實驗環節主要設計了下面幾個實驗:①金工工廠參觀實習。讓實習工廠的老師講解設備的種類以及每種設備可以加工的零件類型,典型零件的示范加工。讓學生對工廠內的設備大概了解,清楚有什么樣的設備及該設備可以加工什么零件。這有助于學生在學習理論知識時加深理解。②機構認識實驗。該實驗可以增強學生對機構與機器的感性認識。陳列室展示各種常用機構的模型,通過對模型動態展示,并以四連桿機構的變化情況,提出液壓支架中四連桿的作用的問題,讓學生思考,使學生對常用機結構及類型與相應的設備建立起關聯。③齒輪范成原理實驗。該實驗是了解用范成法加工漸開線齒輪的基本原理,要指導學生注意觀察齒廓漸開線部分及過渡曲線部分的形成過程,使其了解漸開線齒輪在制造過程中產生根切現象的原因,以及避免根切現象的方法,并會比較標準齒輪和變位齒輪各部分尺寸的異同點。實驗老師做演示實驗,學生參觀。另外在進行完該實驗后,還應進行減速器的拆裝。④帶傳動的滑動率和效率的測定。該實驗主要是觀察帶傳動的彈性滑動和打滑現象,并了解外載荷對傳動效率的影響,讓學生結合礦井運輸了解皮帶運輸的原理和結構。
三、結語
為了更為全面的研究非專業因素對參數選擇的影響,需要對其進行實驗,主要采用的實驗方式是單因素實驗、正交實驗兩種。單因素實驗主要指的是利用隨機設計樣本之間的比較,統計出各個樣本代表的總數據影響。一般來講,隨機設計的多樣本數據不會去考慮個體之間的差異影響,這僅僅是設計一個處理性因素,但是這樣的處理因素可以擁有兩個或者更多的水平。在實驗的過程中會依照隨機原則對實驗對象進行隨機分配,將它們分配到同一處理環境中的多種水平中去,之后對每一組的實驗效應進行觀察。同時在進行數據采樣時,需要依照某個研究因素在不同水平方面上的分組,從而更好地比較此因素產生的效應。正交實驗主要應用在研究多因素、多水準的環境中,只有面對一些影響相對顯著的因素才采用正交統計法進行實驗,一般是心理素質、學歷、專業分類以及專業化的工作時間四種非專業因素。依據正交性實驗的特點,會從實驗的數據中抽選出一些具有特殊意義、具有明顯代表性的部分進行分析,這些數據點會具有均勻、分散、齊整等特點,在實驗設計中是一種具有高效率、高經濟的統計分析方式。
2實驗數據的分析與總結
在實驗結束后,會對整體實驗進行系統的分析與總結。對于一些學科門類、個人性別、心里素質、專業學歷以及工作時間等單因素來講,一般會采用對比法對實驗結果的相關數據進行分析。通過系統的分析之后,能夠看出這類非專業的因素均對參數的選擇產生一定影響,但是每一項的影響力并不同。實驗者自身的學科門類、性別等會對參數選擇產生較小的影響,而個人的心理素質以及專業學歷、工作時間等都會對參數選擇產生更大的影響力。
(1)學科以及性別因素對參數選擇帶來的影響由于實驗者自身的學科不同,因此參數變化的具體范圍就會不同,其中,工學的學生在選擇范圍上變化過大,理學等其他專業的變化較小,這樣的現象主要是由于不同學科在學習過程中對參數選擇具體作用了解差異導致。同時,實驗者性別對于機械參數的選擇也會產生一定影響,女性一般都是善于模仿、信任依存,而男性會發揚自身的獨立性,具有非常強的自主性,這些因素的差異主要是因為男女自身的生理特點以及心理特點等決定。
(2)工作時間與心理素質對于參數選擇的影響隨著工作時間的不斷累積,對于參數選擇的認識逐漸增加,而參數選擇的變化范圍并不相同,但總體趨勢較為合理,產生的影響也就較為顯著。根據對心理素質實驗者進行實驗的結果表示,心理素質對于參數的選擇影響甚大,這類影響屬于雙向影響。如果是心理素質較好的人員可能在參數的選擇上趨于合理,如果心理素質較為一般,那么參數選擇可能會受到不良方面的影響。
(3)不同專業以及不同學歷的人員對于參數選擇產生的影響對不同專業的人員進行實驗,那么在參數選擇上,變化的范圍應該不同,而且專業不同一定會對參數選擇帶來影響,但是影響的效果較小。一般來講都是專業的不同帶來數據選擇要求的不同,從而產生差異。對不同學歷的人員進行實驗能夠得知,受試驗人員在學歷上的差異對于參數選擇的范圍變化有著非常顯著影響。實驗表明,本科生在選擇參數上趨于保守,研究生的參數選擇會將范圍擴大,但是隨著科研的不斷深入,博士生卻出現了反向發展,他們在進行參數選擇時會將范圍不斷縮小。
在實驗的過程中,主要選擇了心理素質、學歷、專業以及工作時間四個非專業因素作為研究對象進行實驗。利用正交試驗得出數據結果,一般都會采用極差的分析法進行系統分析與探討。值得注意的是,在利用極差分析法對心理素質因素進行分析時,通常會認為其他的因素對于結果產生的影響是趨于均衡的,這就使得大家認為心理素質的差異主要是由心里素質的本身特點所引起的。如果對這四個非專業因素的研究對象進行影響力的排名,依次會是心理素質、工作時間、學歷和專業。影響趨勢都是心理素質越好、工作時間越長,進行參數選擇就會越合理,而學歷越高產生變化就會越來越不同,專業因素帶來的影響總體來講較小。
3結語
畢業論文(設計)撰寫方法及基本要求
(適用于環保機械、數控技術等各方向)
一、 開題報告的撰寫方法及基本要求
1、 如何選題、開題
選題、開題必須要考慮以下幾個方面的因素:
1)課題有沒有價值,從為什么要選這個課題?選取這個課題有什么背景,這個課題的研究,從理論上看有什么價值,從實踐上看,有什么價值。
2)從實際出發,根據自身的知識結構、實驗條件、資金等方面的情況選取適合自己研究的課題。
3)課題要與所學專業相關,且忌選擇與所學專業相差太大的題目。作為過程裝備與控制工程專業的本科生,所選課題最好與過程裝備的工程設計、技術開發、生產制造及工程科學研究有關,盡量選擇結合生產和科研單位的實際任務,也可以是教師科研或研究生課題的一部分; 或者是同本專業、學科內容密切相關,符合教學要求的自擬課題。
2、開題報告一般包括哪些內容
開題報告一般包括:
1)課題的名稱。課題名稱是所要研究內容的高度概括,要簡練,一般不要超過20字;
2)問題的提出。從為什么要選這個課題?選取這個課題有什么理論的價值,實踐的價值,預計從幾方面來完成。
3)這個問題研究的現狀。國內研究到什么程度,國際研究到什么程度,主要通過文獻綜述來闡述。
4)確定自己要研究的主要內容。
5)確定研究擬采用的方法和步驟。就是采用什么樣的方法來對這個課題進行研究,研究這個課題具體分哪幾個步驟進行。
6)對研究課題的可行性進行分析。如自己具備哪些條件、研究路線是否行得通等。
7)列出時間安排。
8)列出參考文獻。
3、如何查閱文獻資料、怎樣寫文獻綜述查閱文獻資料可根據如下步驟進行:
1)課題確定后,要根據課題的研究的內涵確定課題的中英文關鍵詞;
2)根據中英文關鍵詞檢索該課題領域的期刊、學位論文、專利、國際會議、經典著作或專職部門的研究報告。建議從以下幾條途徑入手:一是通過檢索學校圖書館的電子資源,如維普中文科技期刊數據庫、萬方數據資源系統、超星數字圖書館、Elsevier數據庫等,一般能查到較新的文獻,找到幾篇“經典”的文章后“順藤摸瓜”,留意它們的參考文獻。質量較高的學術文章,通常是不會忽略該領域的主流、經典文獻的。二是利用學校圖書館的外文過刊閱覽室,能夠查到一些較為早期的經典文獻。三是利用國家或省市圖書館或一些科技情報檢索機構,也能夠查到一些相關文獻。四是利用互聯網,從一些專門的網站上也能獲取一些信息。
在寫文獻綜述時,可參照以下步驟:
1)首先要將與你課題題目相關的國內外研究認真介紹一下(先客觀介紹情況,要如實陳述別人的觀點),從而了解到國內外目前研究的現狀如何,別人都采用了什么方法進行了研究;
2)然后進行評述(后主觀議論,加以評估),評述目前研究的水平,研究方法的適用性或其不足;
3)最后評述一下自己擬研究課題有何意義,目前處在什么水平,自己擬采用的研究方法是否科學合理。
4、如何合理的安排時間進度
根據擬定的研究內容及擬采用的研究方法、手段,詳細列出進行課題研究所需的工作(工作劃分得越細,越容易統籌安排)根據總的課題時間進行統籌安排,合理分配。
有的研究內容相互之間關聯性較強、則需要分步進行;而有的研究內容關聯性不是很強,則可以齊頭并進,同時展開研究。例如,很多課題需要實驗分析且往往需要在理論分析或數值模擬分析之后進行,但是實驗分析往往需要較長的時間,如果按部就班地進行研究,往往會拖很長的時間,這種情況下,就需要將實驗分析的內容進一步細化,如可分為試樣制備、實驗條件準備、實驗、檢驗或標定等,可以將試樣制備和實驗條件準備等實驗工作提前,在進行理論分析時就開展這些工作,這樣就節省了時間。
合理安排時間進度與具體的課題有關,此處只給出了指導性原則,建議同學們可參照企業施工或維修計劃圖的方法,將細化的工作排列在時間進度表中,找出最優工作進度安排路線。
5、參考文獻
參考文獻包括書籍、期刊、專利、會議論文等,總數一般不少于10篇,其中外文文獻一般不少于3篇,參考文獻要能體現相關研究領域科技發展的新進展。
二、畢業論文撰寫基本要求及方法
1、畢業論文的基本要求
論文篇幅為1.5萬字左右,一般不少于30頁。
主要內容及編排順序如下:
1)摘要;
2)目錄;
3)前言或緒論(包括研究課題的目的意義、相關情況的介紹、前人工作等、課題研究內容等);
4)按研究的內在邏輯關系給出理論分析、數值分析、程序或實驗等研究過程中的步驟、數據、結果等的描述;
5)結論與展望;
6)參考文獻,參考文獻不少于10篇,其中英文不少于5篇,需要在正文部分引用出處。
2、畢業論文撰寫的方法
畢業論文是在完成各項研究內容的基礎上,按上述內容闡述研究的目的、過程、成果及結論。
在撰寫論文過程中,理論依據要充分,數據要準確,公式推導要正確,能將所學的知識和技能應用于畢業論文中。另外,要注意論文結構的合理性;數學模型建立的正確、合理性;實驗方案的合理性,實驗數據的準確性;社會調查的客觀性和科學性。是否有自己獨特的見解或者創新。
另外,撰寫論文時要概念清楚,內容正確,結構嚴謹,文字通暢,用語符合技術專業規范,各種標準資料的運用符合學科、專業國家標準的規定,圖表清楚,圖面質量符合要求,書寫格式規范。
三、畢業設計的要求
1、 設計說明書內容
1)文獻綜述(研究課題的意義與作用、研究方案確定的原則與說明);
2)總體結構設計、技術方案依據及原理說明(有實驗的應包括實驗流程示意圖);
3)技術實施過程、工藝計算、機械設計和強度設計、零部件結構設計;
4)材料的選用和說明、機器或設備的制造、安裝或檢修;
5)結論、總結或專題討論。
2、設計圖紙的內容、圖紙量的要求
設計說明書篇幅為1.5萬字左右,一般不少于30頁。
設計圖紙:指機械設計標準所指的圖紙,圖紙繪制的規范及標準優先采用國家標準。設計圖紙的總量不少于2張A0或4張A1的圖紙。對于大紙畫小圖的現象應予避免或進行適當的折扣計數。
所有圖紙須有圖框和標題欄。圖紙要有人審核并在“審核”一欄上簽名,學生在設計一欄上簽名。原理圖、程序框圖和流程圖以及其它一些拋去文字就失去
意義的圖不計其內。圖紙可以用計算機繪制;任何人不得拷貝或抄襲他人的圖紙,一旦發現則以作弊論處。
四、論文(設計)選題方向
1、產品設計
2、創新設計
3、表面工程
4、機械設計技術研究
5、機械設計
6、機器人設計
7、動畫設計
8、振動控制及減振材料
9、逆向工程
10、圖形處理網頁設計
11、虛擬樣機
1.1課題內容要盡可能多地涉及本專業的教學內容
(1)不同于科研和工程的實際需要,畢業設計的課題首先考慮滿足教學要求。因為,學生沒有多少實踐經驗,與實際生產接觸機會很少。因此,課題內容要貼近本專業的教學內容,盡可能地通過畢業設計,來總結學生在大學四年內所學的理論基礎知識,把這些專業知識有效的結合起來,不能讓學生僅僅停留在課本內容基本上都懂,作業也都會做,考試也都不掛科,但就是不能做到應用的狀態。(2)課題不能太大、太空。例如,提高機械效率的優化設計、世界先進機械的研究等,類似課題學生的經驗和能力暫時還無法把握。
1.2難易程度適中、工作量適宜、適當提前畢業設計開始時間
黃河科技學院工學院的畢業設計安排的是12周時間。但實際上,對于學生來說,真正用來做畢業設計的時間也就一兩個月甚至更少,因為在這個時間里,有的學生已經開始去找工作,或者進入工作實習期,不能很好地保證用于畢業設計的時間。因此,如果課題難度太難,或者工作量太大,會造成學生失去信心,進而出現隨便抄襲應付的現象。不能達到畢業設計的真正目的。所以,為了保證學生保質保量完成畢業設計,所選的項目難度、工作量要適中。畢業設計的開始時間,可以安排在機械設計的課程結束后。這時候,學生基本具備了設計的初步知識,可以選擇適當難度的課題,讓部分學生開始試住做些大體跟畢業設計內容基本一致的工作,到真正畢業設計的時候,一是可以把課題做深,二是學生也不感到時間緊張,三是有可能的話還做出實物。給學生的創造性的發揮空間,留夠申請專利和論文的時間,提高畢業生的整體素質能力。近年來,我校每年有數十名學生,是用這種方式完成畢業設計的,畢業時他們已經申請好國家實用新型發明專利,并做出了實物。從創意、設計、制造到裝配調試和改進過程,對學生來說收獲很大,畢業后,學生在企業很快就進入崗位角色,企業也比較歡迎這樣的學生。
1.3選題要靈活
課題所涉及的行業要多種多樣。例如,裝備制造、礦山設備、農業機械、食品加工及特種設備等。這樣既滿足了不同學生的興趣要求,又減少了雷同現象,指導教師也可以把難度相對大的課題,按照工藝或結構分成幾個小課題再分配給不同的學生,使他們之間既有明確分工又有合作,增加學生的團隊協作能力。除指導教師按照自己的工作經驗和要求命題之外,可以與企業聯系,設計一些在現實工作過程中實際應用的課題,增加項目實用性的同時,也允許學生根據自己的觀察與愛好,由自己提出課題。部分學生已經參加了工作,也可以根據其所在的企業的行業性質和產品特點,設計有關產品。最后由教師和學生商議共同提出課題,以提高學生的學習興趣,對其將來或現有的工作有著直接的幫助。
1.4減少論文在整個畢業設計課題中所占比例,增加機械結構設計的要求
國家教育部2014年教育改革的一項重要內容,就是將600多所大學本科學校轉向職業技術教育。因此,大部分大學本科生將來的就業崗位將是生產一線。因此,傾向于理論研究的論文題目在課題中的比例應當減少,更多地增加和體現生產實踐中實際應用的課題。同時,也是由于論文內容是學生更容易抄襲,降低了教學質量,達不到學校開展畢業設計的真正目的。
2機械專業畢業設計過程中的幾個具體問題
2.1參考資料的收集
拿到設計題目后,學生最直接想到的是從網絡中搜集資料。學生無疑能夠很快地找到與自己題目相關的各種資料,但涉及到具體技術問題和具體結構問題的內容,網絡中可參考的資料很少,能夠具體解答的更少,這時學生就會感到很茫然,無從下手,這就是現代大學生的通病。之所以有這種慣性的思維,是由于現代的教學模式和教學理念不當造成的。在大學學期期間,學生們遇到問題后就去查找課本上的現在公式,只要套用就可以了,然后實際的設計卻并非這樣簡單,要靠學生自己去思考,去查找相關文獻。因此,在此期間建議學生到圖書館,到企業去,更廣泛地搜集資料。另外,隨著標準化的完善,有許多設備的設計制造都已經有了國家或行業標準和規范設計。例如,特種設備、食品加工設備、制藥設備和計量設備等其設計方法和過程,甚至結構等都有詳細的規定和要求,建議學生在查閱有關資料的過程中,學會查閱相關的國家標準或行業標準。
2.2設計方案的確定
學生在經過了資料的搜集和總結后,根據自己的課題的要求,繪制出機構運動簡圖。然后對機構的運動部分進行初步的設計計算。此時,機構的選擇,前提是要滿足課題要求和機器功能的實現。但是,很多學生不重視這個過程,基本上在這個階段都是畫草圖,懶于計算,導致在真正的結構設計過程中出現返工的現象。而且在方案設計時,要設計出不同的方案進行比較,甚至要做一些簡單的模型進行實驗比較。比較的過程中,不僅考慮機構是否達到生產率的要求,還要考慮機構的運動的平穩性,最終確定出更合理的方案,并繪制出正規的機構運動簡圖。
2.3設計計算
畢業設計中的計算主要包括執行機構和原動機所需的功率、運動學計算、動力學計算。
2.3.1類比法確定執行機構所需功率
首先,確定直接參與工作的執行機構所需要的力、力矩、速度、加速度和位置等技術參數,從而計算出執行機構的功率;然后,計算出整個傳動系統中的傳動功率。很多種情況下,執行機構所需的功率比較容易確定,例如,起重機起吊重物所需要的力、鋼筋的彎曲切斷所需要的力等。然而有時,這些重要的參數無法用簡單的方法來確定,因為這些參數與其機器加工的對象和加工工藝有關,例如,壓球機的設計。壓球機壓制過程中的徑向壓力是要通過模型試驗而測定的,對于學生來說,這個環節有困難。因此,這種情況下,就要去找似的工況所耗用的功率,總之就是要用類比的方法來確定執行機構所需要的功率。確定了使用功率就可以確定原動機的功率,按國家相關標準選取電機類型,如三相(或單相)交流異步電機、直流調速電機、步進電機、伺服電機等。其中步進電機和伺服電機的主要參數是根據扭矩確定的。
2.3.2運動學計算
在確定了電機轉速之后,設計者需要對傳動系統的各機構進行速比的分配。在速比分配的過程中,學生一般是按照課本推薦的數據來分配的,例如,帶傳動,課本上推薦的傳動比是2~7,但在大功率帶傳動的機器中,小帶輪基準直徑確定后,如果按照傳動比2~7來設計大帶輪時,大帶輪的直徑會很大,有可能不滿足實際的結構要求。在實際的設計過程中,速比的大部分應該是由減速器來承擔,所以先確定減速器的型號。具體的步驟是:首先根據速比,對應的功率查到減速器型號,再根據型號(一般其主要結構參數是中心距)查得其聯系尺寸。機器其余的速比部分再由其傳動形式來補充。
2.3.3動力學計算
在載荷計算中有時候會遇到較復雜的力的分析,如風載荷,雪載荷,地震載荷等,學生有時候不能夠很好地將這些力進行簡化,做出受力分析。因此,在此時建議學生去查找相關國家或行業標準里有無所規定的計算過程要求,若設計題目屬于特種設備的卷揚機,起重機設備等,國家標準里都規定有計算內容和推薦公式,以及各種參數的選擇,這時學生就必須按照標準進行;若標準里沒有規定的就得查閱相似情況有沒有其他設計人員發表的論文或者專著等,作為計算時的參考;若沒有標準規定的,沒有資料的,就得做模型試驗,來確定相關參數。學習程度比較好的學生建議借助于分析軟件進行計算,如Ansys、Creo、Adams、Recdyn等,其計算的目的是確定結構主要零件的尺寸,同時還是要保證機器運動過程中的平穩性與可靠性,為下一步的機構設計打下基礎。在此階段里,許多學生甚至個別老師誤解地認為設計就是計算,也就是要把包括結構在內的所有零部件的尺寸都計算出來,才能開始繪圖,其實這是錯誤的。計算是基礎,有了基礎計算數據,就可以開始繪制結構圖,很多結構和一些零件的尺寸是在繪圖的過程中去確定的。
2.4結構設計
作為機械專業的畢業生,常見機械和機構的設計與機械識圖和制圖的能力是最基本的要求,但由于繪圖過程相對比較繁瑣,需要一定的三維透視能力,學生們害怕畫圖已成為一種普遍現象。如果在此之前沒有進行充足的繪圖訓練,所畫的機械圖紙問題較多,與正規圖紙的要求有很大差距。雖然此階段必要的計算已經結束,但大部分學生對繪圖仍然感到茫然,無從下手。這個階段指導老師應該在與學生共同分析結構的特點、視圖的合理布置、標準件和外購件的選用、的選用以及安全措施的應用等,重點指導結構設計和圖紙的繪制。結構設計一般從執行機構先繪出,然后,逐漸向其他部分展開,邊畫圖邊修改,直到完成整個裝配圖的繪制。相對于裝配圖的設計,零件圖的繪制設計、更多的要求是視圖的正確表達、尺寸及加工要求的準確標注、零件材質的合適選擇、合理加工工藝性等。所以,零件圖要求的完整性和準確性更高。大部分畢業生覺得零件圖好畫,但結果往往不令人滿意。有許多學生仍然還是畫了幾張在課程設計時的零件圖,比如傳動軸、齒輪、帶輪等,反應出學生對零件設計工作的欠缺和不自信;也有一些同學,先用三維軟件建立一個三維的模型,讓軟件自動生成二維的工程圖紙,又不加于修正,致使零件圖表達不完善,不能作為實際生產用圖紙。所以,在整個結構設計階段,指導教師要不斷地檢查學生的進度情況,及時指出圖紙表達中的錯誤和不合理,避免設計出現重大的返工現象。
3結束語
目前存在的主要問題我院機械類專業含機電、機械、數控、模具、汽車等相關專業。目前,畢業設計中存在的主要問題有以下幾種:
1.關注點不一樣,學校和學生意見分歧由于教育行政部門每年都要對畢業論文(設計)進行抽檢評優,所以學校很緊張,萬一結果不好,影響學校的聲譽。但現狀是,機械類專業絕大多數學生從第5學期中后期開始進行頂崗實習,而且大部分從事的是機床操作和產品檢驗、包裝等工種,沒有太多的技術含量,與“設計”無緣。少部分學生在產品銷售崗位實習,還有部分在售后服務崗位實習,與“設計”關系都不大,學生看不到畢業設計對他們將來的工作有多大作用,他們更關注的是就業。因此,沒有太大的動力去認真地搞畢業設計。由于學校對老師有要求,老師本意當然想認真地指導學生,可是學生在頂崗實習階段,不能與老師經常見面,有的根本見不了面,只能通過電話、網絡溝通,學生上網不便,郵件也說不清楚,老師只能過一段時間督促一下,指導效果大打折扣。
2.畢業設計所需信息和資料難以搜集,影響進度畢業設計階段,學生都在企業頂崗實習,企業沒有專門的提供給學生的圖書館、機房、網絡、實驗室等畢業設計所必須的基本條件。學生對相關專業資料的搜集、分析、利用等能力相對較弱,這些資源的缺乏令學生在選題、開題和具體實施階段顯得無從下手,只能胡亂參照往年或網上資料相關題目。例如,機械類專業學生中期檢查交上來的題目大多是軸類、箱體類、圓盤類零件的加工工藝及數控編程、各種零件的模具設計、各種普通機床經濟型數控化改造、電梯和機械手、水位、各種生產線等的PLC控制、機床夾具設計、機械設備的故障診斷與維修等等,題目有的大而空,有的是課程設計內容,有的是教材上的實例。學生撰寫論文時參考教材或網絡公開資料過多,沒有什么數據支撐,也沒有什么自己的觀點和實際作品,談不上論文的質量及學生水平的提高。
3.學生方面的原因江蘇省這幾年的高職招生,有提前單招,有注冊入學,還有中職對口單招,最后,通過真正參加高考錄取的考生,所占比例已經較少了。即使是這些學生,錄取的分數也很低。而且,江蘇省錄取的總人數已經超過了報考學生總數,基本上只要想上學,都能上。所以招進來的學生的知識基礎較差,學習興趣不高,水平和能力又參差不齊。畢業設計和頂崗實習時間重疊,絕大部分學生是自己通過人才市場選擇的實習企業,崗位要求學生和正式用工一樣的工作時間和強度,學生每天上8小時甚至12小時的班,有的企業兩班倒,有的三班倒,沒有精力再去搞畢業設計。另一方面,在學校的前兩年,也沒有好好學習專業知識,造成很多學生不知道畢業設計要做什么,怎么做。老師給學生的課題,學生做不了,學生自己定的題目,又很不恰當。勉強寫出的論文不規范,文字欠通順,表述設計意圖和設計方案邏輯性不強,質量很低,有的直接抄襲論文或干脆購買,沒有起到培養綜合能力和科研水平的目的。
4.指導老師方面的原因由于學生多而專業教師少,教師的指導工作量過大,一般平均每位專業教師要承擔十多個學生的畢業設計指導,學生遠在四處各地,老師無法對學生進行細致、系統和及時的指導和檢查。而且本身又有繁重的教學工作,老師的精力跟不上。另外,各個學校重點關注的是招生就業,使得老師可能不太重視畢業設計工作,不愿多花時間與精力。從教師本身來看,高職院校的年輕教師很多是剛從學校畢業的,沒有實踐環節,只能照本宣科;年長教師,沒有知識更新的再教育環節,對新技術不太了解。老師自己實踐水平不高,給學生的選題,為回避實踐環節,很多選擇了與工程實際相脫離的綜述類題目或計算機仿真題目。這些都使畢業設計指導工作難度增大,難以保證質量。
二、對策分析
1.提前啟動畢業設計工作在人才培養方案中,將各主要專業課程向前兩學年轉移,減少第三學年的計劃課程。第五學期初開始畢業設計,包括落實任務、查閱資料,掌握畢業設計的基本程序、要求,完成畢業論文的總體框架設計。學生在校完成畢業論文總體框架后,到企業、實習基地邊實習邊做畢業設計,更有針對性,學生不再感到茫然。
2.充分利用畢業頂崗實習到用人單位進行半年以上頂崗實習,是高職院校落實《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》(教高[2006]16號)文件精神,大力推行“校企合作、工學結合”,突出高職教育特色,改革人才培養模式的重要舉措。這幾年,我院機械類學生的頂崗實習已提前至第5學期的下半學期,由于企業對技能型人才的需求較旺,所以,絕大部分學生自己都能較容易找到相關實習崗位。學生帶著各自初擬的畢業設計課題,分散到不同地方、不同部門進行畢業實習,這種分散實習的方式不會影響企業的生產秩序,比較容易被企業接受;還有部分學生,在第3或者第4學期已經選擇了進入與學校簽有合作培養協議的“訂單班”學習,我系有“上海鴻得利”、“富士康”、“億滋”、“無錫松下”等眾多訂單班,學生完成基本專業知識學習后直接進入這些單位頂崗實習。畢業設計的內容與實際所從事的崗位聯系,如果與初擬的框架有沖突,可再作研究內容和方法的調整,甚至重新開展課題研究。做到理論聯系實際,提高學生的解決實際問題能力,提高畢業設計的質量。
3.校企共同指導學校自己聘請公司的技術人員做企業兼職指導教師,實現校企共同指導畢業設計。校內指導教師主要負責畢業設計規范化指導,負責過程管理,制定畢業設計流程,對畢業設計的各個環節進行監督檢查,對后期的畢業論文的撰寫進行指導和審核。保持與企業指導教師、畢業生的聯系與溝通。企業的指導教師負責具體的技術、內容指導,提供企業相關資料以及學生與實習企業合作環境的協調。學校應支付企業導師一定報酬,同時,企業導師參與答辯要占到一定比例。我院建立了頂崗實習管理平臺,要求學生頂崗實習期間至少每周寫一次周記,每個周記提出一個工作問題,解決一個工作問題,學習一個工作中需要的新知識點,詳細記錄,并報告指導教師,指導老師進行點評、指導,隨時關注學生動態,及時解決學生在實習過程中遇到的問題。另外,學生還要完成手寫的實習報告,也按周填寫,學生的企業指導老師,對學生一周的工作進行評價、總結.
4.豐富畢業設計課題來源
(1)指導教師的科研課題。此類型題目所占比例呈逐年上升趨勢。原因主要是近幾年學??蒲协h境的改善及本系教師隊伍的完善,科研項目逐漸增多,項目層次包括院級、市級、省級、國家級。
(2)依托技能競賽及各級各類創新創業大賽開展畢業設計的實踐活動。鼓勵學生積級申報江蘇省大學生實踐創新項目,參加大學生機械設計大賽、自動化生產線安裝與調試、汽車維修、汽車營銷、數控操作大賽、大學生創業大賽、職業規劃大賽等。畢業設計開始時間可以依據競賽時間進行調整,畢業設計可以以綜合性競賽項目實物作為成果,由競賽輔導教師兼任畢業設計指導教師,對學生在前期創新過程中的作品進行完善和理論升華。通過技能競賽學生熟練了技能,樹立了競爭意識、團隊意識,更嘗到了學習技能、精通技能的甜頭。
(3)學生自己確立的課題。題目主要來自畢業頂崗實習或者將要就業的單位,收集與實際工作相關的資料,在導師的指導下確定畢業設計題目。這說明學生下企業頂崗實習為畢業設計的選題提供了大量的專業實踐機會。對于部分搞不了設計的學生,要求他們將實習體會寫下來,形成實習報告。
(4)模具、數控、機械、機電專業跨專業整合,開展任務驅動、項目導向的畢業設計課題探索,使學生綜合能力與素質得到全面提升。
(5)參與教師的教學活動。學生參與教學課件的制作,如機械設計基礎、液壓與氣動技術、夾具設計、數控編程、模具設計等課程中的動畫、視頻的制作。既鞏固了所學專業知識,又熟練掌握常用軟件的操作,為將來的工作打下了良好的基礎。
(6)不斷完善畢業設計課題類型,開設畢業設計指導課程。經過這幾年的實踐總結,我們大體上把機械類高職畢業設計的類型分為以下幾類,同時,我院已開設指導畢業設計的相關課程或講座。1)工藝夾具類。此類主要完成各種零件的加工工藝編制及加工零件所需夾具的設計。2)數控編程類。主要完成零件的加工工藝編制及數控編程,可以和機械設計類結合,以團隊的形式,完成機構的設計、機構零件的數控編程、加工。3)注塑、沖壓模具類。主要完成各種注塑、沖壓模具設計。4)機械設計類。減速器、機器人、機械手、各種泵、控制裝備、農業機械、汽車、液壓系統及各種設備的設計。5)機床類。機床主傳動系統及進給系統設計、鉆床、銑床、組合機床設計,也可以利用學校的金工實習車間進行各類機床的拆裝、測繪訓練。6)機械類課程圖形庫、動畫庫、試題庫建設。7)機電一體化類普通車床數控化改造及各種設備的PLC控制系統設計。8)機電設備或生產線故障分析與診斷。
(7)答辯形式多樣化。答辯可以采取多種形式,答辯地點可以選擇校內的多媒體教室、實訓室,也可以搬到校外學生頂崗實習的企業現場,邀請企業指導老師、技術人員、學生的同事一起參加答辯;答辯形式可以是陳述性答辯,也可以是作品展示性答辯;團隊項目,可指定一人進行答辯。要保證各類形式如實習報告類、調查報告類、市場調研類、創業計劃類、售后報告分析類、設計類都可以參加答辯。
三、總結
根據上面分析,現在的畢業設計質量較難保證,而現有國情下高職畢業設計暫時無法替代。但是,畢業設計也應隨著形勢的發展進行較大程度的改革,否則,不能發揮起應有的過渡橋梁作用,有以下幾點值得思考:
(1)是否能強化課程綜合實訓和課程設計,淡化畢業設計。例如機械設計基礎課程結合CAD/CAM課程進行綜合實訓;液壓與氣動技術、機械制造基礎、PLC等進行課程設計;數控編程與操作理論課程結合實訓進行典型零件的數控編程與加工訓練。這樣的訓練更扎實,更有實效。
(2)畢業設計過程要增強學生對畢業設計的認識、讓學生明確其目的和意義。
(3)畢業設計是一個綜合訓練的環節。完整的畢業設計過程應該包括專業實習、文獻檢索、題目選擇、資料收集整理、大綱擬定、試驗數據獲取、理論計算、論文寫作與論文答辯等環節。這些環節能使學生受到完成一個實際項目所必需的綜合基本訓練,對學生將來的工作和可能情況下的深造意義非凡。