机械制造技术基础实验教学模式的改革与实践
周京博，刘利剑，纪运广
【摘 要】摘要：针对目前机械制造技术基础实验教学中存在的系统性不足、学生动手少的问题，本文提出了学生以小组为单位协作完成小型减速器完整制造的实验教学模式，给出了实验内容的设计，详细介绍了实验的组织与实施方式，并对教学效果进行了分析。通过本实验教学，学生可以全方位地感受产品的生产过程，加深对课本基本知识和原理的理解，锻炼动手能力和团队协作能力，取得良好的实验教学效果。 【期刊名称】教育教学论坛 【年(卷),期】2017(000)043 【总页数】2
【关键词】实验教学；机械制造技术基础；减速器
一、引言
机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化本科专业的一门专业基础课，内容主要包括金属切削原理与刀具、金属切削机床、机械制造工艺、机床夹具、加工质量控制和机械装配工艺等。课程系统阐述了产品在整个生产过程中所涉及的基本原理、方法和装备。这些知识是机械工程专业学生从事相关工作、研究所必需的。因此，如何能够使学生牢固掌握课程的基本知识和原理，是一个十分值得研究的教学课题。机械制造技术基础课程具有内容繁杂、实践性强的特点，而传统的课堂教学难以充分调动学生的学习积极性，导致授课效果不理想。通过引入计算机图形、三维动画、生产视频等，可在一定程度上提高学生的听课兴趣，但此时学生仍处于被动接受状态。通过实验教学，学生可以在头
脑中建立真实的生产场景，将有助于知识的掌握、能力的培养和素质的提高。目前的实验教学，或将金工实习与课堂教学融合到一起，或将生产实习与课程相结合，或通过单个零件的加工，使学生对产品的生产过程有一定的了解，达到理论联系实际的效果。这些探索对机械制造技术基础的实验教学起到一定的借鉴作用，但目前仍存在一些较为突出的问题。
二、实验教学中存在的问题
1.系统性不足。机械制造技术基础系统地阐述了零件从毛坯到产品的全部过程。目前的实验教学通常只针对其中的某个环节进行设计，或测绘刀具，或拆装组合夹具，或加工单个零件等。这些实验在一定程度上促进了学生对课本相关知识的理解，提升了学习兴趣。但对制造过程中很多影响产品质量的重要内容很难体现出来。例如，轴和孔的制造公差对装配效果的影响。只有让学生分别按照图纸上的公差要求加工出轴及配合孔的零件，并进行实际的安装，才能够对零件的配合方式有更加深入的理解。再如，采用螺栓连接两个零件时，只有当孔的位置误差过大，螺栓无法从孔中穿过时，才能深刻体会到位置误差的重要性。只有让学生自主完成从最初的零件加工到最后产品装配测试的整个过程，才能够使其对整个课程内容有更加系统、全面、深刻的认识。
2.学生动手操作少。多数学校由于实验条件及时间所限，很难让每个学生都独立完成要求的零件加工。通常做法是先分组，然后由本组某个成员来完成加工操作，多数学生仅处在旁观状态。旁观学生的积极性、责任感不能被充分地调动出来，难以达到实验的预期效果。不仅如此，单个零件的加工过程较为枯燥，且加工出的零件不能组装成一个具有相对完整功能的产品，难以充分激发学生的参与兴趣。
三、实验内容设计
实验内容为制造一个规定型号的小型减速器。教师给学生提供对应型号的减速器二维装配图，让其完成零件图的绘制、加工工艺规程的制定、相关夹具的设计、零件的加工及装配等与实际生产相同的全部工艺过程，最终做出对应的减速器产品，从而使学生能够将课本知识系统地贯穿起来，深刻体会零件的加工质量对产品性能的影响规律。它主要包括以下内容。
1.画减速器零件图：根据二维装配图绘制减速器所有非标零件的零件图，其中减速器上下壳体必须用三维软件绘制，以便采用3D打印方式制作模型。 2.编制备料表和工艺卡：每组将所需毛坯和标准件的材料和外形尺寸编制成备料表和外购件表，编制合理的零件加工工艺，制定加工工艺卡。
3.进行与生产相关的参观及培训：参观3D打印和熔模精铸设备，数控机床编程与操作培训，轴系零件、箱体零件加工培训。
4.零件加工：熟悉机床操作，了解所用刀具、夹具，明确工件的定位、夹紧方式；掌握关键零件关键尺寸的精度实现手段；数控加工程序须经教师认可方能加工。
5.检验装配：完成加工后，按图纸要求检验零件是否合格，并完成齿轮减速器产品的装配和检验；分析影响零件加工误差的因素。 6.完成机械制造综合实验进度报告和结题报告的编写。
四、实验教学的组织与实施
本设计持续时间为9周，前5周师每周安排1天实验，后4周是整周安排实验训练，中间进行一次中期答辩，检查图纸、工艺卡等文档的完成情况。学生每6—7人分成一个项目小组，每个小组根据一个齿轮减速器产品的设计，完成全
机械制造技术基础实验教学模式的改革与实践
