機械畢業設計方案范例6篇

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機械畢業設計方案

機械畢業設計方案范文1

關鍵詞:機械工程,本科,畢業設計

1引言

畢業設計是高等學校應屆畢業生在畢業前接受課題任務,在教師指導下獨立進行科學研究或工程實踐,獲得基本訓練并取得成果的過程,它是評估學業成績的一個重要方式,也是提高學生綜合素質與創新能力的關鍵一環[1]。作者結合廣東工業大學的實際,從科學選題、落實開題環節、保證畢業設計論文質量等關鍵環節提出了改進畢業設計工作的措施。

2科學選題

選題是畢業設計工作的龍頭,選題質量是影響畢業設計質量的重要因素,精心挑選畢業設計題目,是搞好畢業設計的第一步。但是選題目前存在著一些問題:有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠;有的選題對學生顯得難度較高,工作量過大;有的選題雖然有較高的研究價值,但學生由于怕難或者因就業等原因而不愿選;另外,系與系之間和各系內部之間的設計題目在難度和分量上也存在一定差異。

針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。

(1)畢業設計選題要盡可能聯系工程應用、生產實際和科學研究。這樣有利于調動學生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關科研情況,分析解決問題的方法和途徑,使能力得到提高。因此,我們在為2003級機械制造及自動化專業的學生選題時,選擇了“旋轉超聲主軸振動系統研制”,“三座標工業機械手的設計”,“防偽礦泉水瓶蓋的設計”,“自動門PLC控制系統設計”,“適合于電感的微點焊系統研制”等新穎又結合科研實際的課題,盡量反映當代科技發展水平,讓學生能了解、把握國內外在該研究領域的最新成果和發展動態,結果學生更加樂于參與到科研課題的研究中。

(2)要考慮完成課題的客觀條件。學校畢業設計經費、教學試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業設計,必須根據客觀條件來選擇設計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設施和足夠的經費等,因此我們在選題時,一般選用能為學生提供可用的儀器設備,試驗場地等條件的科研課題,例如“微細特種加工中心”試驗樣機在我們教研室已經搭建好,“線切割機床、電火花機床、超聲拋光裝置”等設備可以為學生做畢業設計時提供可以直接操作,鍛煉自己的動手能力的機會。

(3)要有適當的難度和深度。舉例說我們選擇“旋轉超聲主軸振動系統研制”課題時,考慮到該課題涉及了聲學,機械振動學,電力電子學,數電,模電等多個領域,涉及的知識面較廣,設計工作量較大,有一定的深度,學生可以通過綜合應用所學的基礎理論和專業知識,在規定的時間內得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學生在有限的畢業設計工作時間內,經過努力能完成任務或做出階段性結果,我們安排了兩個同學參加,在掌握總體設計思路的基礎上,分別進行硬件結構設計、驅動電路等不同部分的,有側重點地進行研究,經過分工合作,完成了整個課題的設計任務,效果良好。

3落實開題環節

為提高畢業論文設計教學質量和探索出適用于畢業論文設計全環節教學質量監控的方法,可借鑒研究生創新能力培養方法,在本科畢業論文設計教學中新增開題環節,以強化學生包括查閱文獻資料廣泛獲取信息,提出問題、擬定實驗研究方案和設計方案,科學實驗與測試,數據整理與分析,撰寫實驗論文,書面表達和口頭表述等能力在內的基本創新能力。

(1)開題環節的必要性。開題的意義在于完善論文設計方案,使論文設計方案更加系統化,收集信息,聽取各方意見,明確思路以堅定論文設計者的信心。一般說來,將思考的東西正式地講出來和寫出來,會比原來所思考的更有升華的意味,因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創造過程。通過撰寫開題報告,要求學生講清題目的來龍去脈,從而使學生明確畢業設計課題的目的和要求,對題目有更深刻理解與認識,會使原來的論文設計思路更加完善和系統,對自己的工作做到“胸有成竹”,減少盲目性,避免出現不知從何處入手的尷尬局面。

(2)開題環節的組織在開題會之前,每個學生按規范書寫了開題報告。學生持經指導老師簽字同意的選題報告書、任務書及其它相關資料上臺匯報選題的目標和意義、擬采取的技術路線和方法、工作基礎、預期成果和工作計劃等內容10分鐘。評審小組根據學生自述和選題報告書及其它文本內容,對學生論文設計是否達到專業培養目標要求和完成論文設計的可行性進行考核,并對論文設計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。

4保證畢業設計答辯的質量

答辯是畢業設計(論文)工作的最后一個環節,是全面檢查和評估畢業設計(論文)質量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計(論文)。學院可根據本院及所屬各系的具體情況成立若干答辯分委會,分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。答辯前應認真審查學生的答辯資格,畢業設計(論文)應由除指導教師外的答辯小組1名以上教師認真評閱,寫出評閱意見與評分,評分不及格者不得參加答辯。凡畢業設計(論文)擬評“優秀”的學生,都必須參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業設計平時不認真、小組答辯成績較差的學生,由相關分委會組織復答辯后視情況決定是否給予通過。答辯時間應控制在學生匯報15-20分鐘,教師提問20分鐘為宜。畢業設計成績評定必須堅持標準,嚴格要求?!皟炐恪钡谋壤龖獓栏窨刂圃诒緦I參加答辯總人數的20%以內,優良比例應嚴格控制在60%以內。對畢業設計(論文)的質量,除了本身的學術水平、應用價值

外,還應考察學生解決實際問題的能力、對知識的綜合應用能力、在工作中查閱處理信息和應用各種工具的能力、撰定科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協作能力等。答辯委員會要辦事公正,治學嚴謹,嚴把質量關,對畢業設計(論文)達不到教學要求的,決不姑息。

5結論

搞好畢業設計(論文)工作,重要的是要做到“五個到位”,即認識到位、經費投入到位、指導教師到位、學生到位和管理工作到位。另外,科學選題,嚴把選題關是做好畢業設計(論文)的前提;認真做好畢業設計開題工作是畢業設計工作順利進行的保證,消除學生畢業前的各種干擾,專心做好畢業設計,是本階段學生思想政治工作的重點;嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計(論文)。

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【關鍵詞】機械工程;本科畢業設計;指導教師

畢業設計是高校本科教學中最后的實踐環節,是整個教學計劃中最重要的一項教學內容,也是影響教學質量的一個重要因素。畢業設計要求學生綜合運用所學知識,解決實際問題,培養學生理論聯系實際,分析問題解決問題以及動手實踐的能力,為今后走向工作崗位奠定堅實的基礎。機械類本科畢業設計的主要內容一般是具體的機械設計,包括方案分析、設計計算、圖紙繪制、說明書編寫等,做好畢業設計對學生的機械設計水平有一個很大的提升。然而,近年來畢業設計的整體狀況逐年變差,普遍存在設計題目與往年重復率高、與工程實踐脫節,機械結構設計不合理、錯誤百出[1],圖紙質量差、不符合制圖標準,說明書寫作邏輯混亂、語言沒有章法、格式不規范,等等。這些問題的出現嚴重影響了畢業生的總體水平,降低了教學質量,對學校也造成了不良的影響,說明在大學生培養過程中疏于管理,最后的培養環節存在很多不足之處,必須引起重視,加以改進。

一、機械工程本科畢業設計質量下降的原因分析

(一)畢業設計指導教師存在的問題。由于學校擴招,目前高校普遍存在師生比例小的問題,學生人數較多,而指導教師相對較少,平均每人要指導十幾個二十來個學生,導致新題目不足,重復使用往年的設計題目,這樣導致題目新穎性不夠,有的學生就會抄襲往屆的畢業設計;或幾個學生做一個題目,導致每個人設計任務不足,他們之間分工有所交叉時,就可能互相抄襲,總體水平下降。同時,指導的學生太多,教師就會忙不過來,畢竟他們的精力也有限,不可能拿出大量時間對學生進行細致的指導。按學校要求每周用于指導每個學生的時間為一個課時,如果每個指導教師帶十幾個學生,每周就要花費十幾個小時去指導學生,考慮到他們還有授課任務,也有科研任務,根本拿不出這么多時間指導畢業設計。因此,也就不可能與學生進行深入交流,細致討論設計方案,具體到機械結構錯誤、繪圖規范問題更沒時間去檢查,特別是到了設計后期,學生的圖紙、設計說明書更是看不過來,最后學生答辯時,圖紙、說明書中還有大量錯誤,格式也很不規范。更有甚者,有些指導教師不負責任,對學生管理松散,放任自流,平時很少查考勤、檢查設計進度,只管把設計任務布置給學生,此后與學生交流很少,甚至到畢業設計結束連自己的學生都不認識。學生不問問題,老師也樂得清靜,反正指導畢業設計的工作量就那么多,事情越少越好。這樣,學生做畢業設計主要靠自覺,要高質量地完成畢業設計,難度可想而知。

(二)學生自身存在的問題。學生對畢業設計不重視,是造成畢業設計質量下降的最主要因素。他們沒有意識到畢業設計的重要性[2],行動上自然不會付諸實施。畢業設計時間安排在最后一個學期,此時,很多學生有種種理由不重視畢業設計,拖拖拉拉,敷衍了事。比如,一些考研筆試通過的學生,又面臨研究生復試的問題,集中精力準備復試,把畢業設計放在一邊;考研筆試沒通過的學生和那些尚未找到工作的學生,用了大部分時間和精力去參加招聘會、聯系工作單位、去面試;而和工作單位已經簽約的學生,又要考慮以后工作的問題,往往有些覺得以后的工作與機械聯系不緊密,從而對畢業設計不再有較高要求,只要求能通過即可,而花費大把時間用于其他知識技能的學習,如考駕照等證件。其他還有考公務員的、做家教的、提前創業的等等。他們不按指導教師要求的設計進度完成設計任務,前幾周的時間基本都耽誤了。總之,真正能安心做畢業設計的學生少之又少。

二、提升機械工程本科畢業設計水平的對策

(一)加強指導教師隊伍建設。由于學校擴招,學生人數增多,而且畢業設計只安排給專業教研室的老師指導,這些是導致指導教師不足主要原因。為此,提出兩個解決方案以供參考。方案一:考慮分出一部分學生由基礎課教師指導,如制圖、力學、機械基礎等教研室以及基礎實驗室的任課教師,他們教的課程雖然是制圖、力學、機械設計等基礎課或專業基礎課,但是他們中的大多數人員還是機械及相關專業畢業的,且有數量很多的碩士、博士,他們的機械專業知識對于指導本科畢業設計來說,還是足夠的;而且他們之中還有部分碩士指導教師,研究生都能指導,本科生更不在話下了。有些老師還有不少科研項目,非常適合讓學生做畢業設計。這樣,將每個指導教師的學生數量控制在10個以內,保證有充足的時間對學生進行指導。方案二:以專業課教師為主聯合基礎課教師為輔完成指導畢業設計工作,分出一部分工作量給這些教師。專業課教師主要負責學生的選題、開題、方案、進度、說明書編寫、答辯等工作。制圖課教師主要負責畢業設計圖紙的繪制,按制圖規范進行指導、檢查[3]。機械基礎課教師主要負責機械結構的設計、零件的設計與計算等工作。這樣有利于畢業設計圖紙的制圖符合規范,機械結構正確、合理,零件設計符合基本流程。各指導教師既有分工又有合作,優勢互補,取長補短,共同指導學生,有利于畢業設計質量的全面提高。還要加強對指導教師責任心的教育,既然為人師表,就要負責任,不能誤人子弟。在加強指導教師隊伍建設過程中,還要考慮到指導畢業設計工作量的問題。目前,指導一個學生每周畢業設計只有一個工作量,如果真正認真指導一個學生,這點時間是遠遠不夠的,學校管理方面必須意識到這個問題,建議改為1.5~2個工作量。這樣,每個指導教師帶10個畢業生,每周15~20個工作量,平均每天用3~4個課時指導學生,時間應該基本夠用了。只有保證了指導的時間,才有可能提高指導的質量。

(二)加強學生管理。必須讓學生從思想上重視畢業設計,意識到畢業設計對學業的重要性,這是提高畢業設計質量的思想根源。在畢業設計之初,就要加強對學生的動員工作,強調畢業設計對其學業的重要性。畢業設計過程中,更要嚴加管理,把那些影響完成畢業設計的因素降到最少。嚴查出勤情況,嚴肅請假制度,未經指導教師同意,不得占用設計時間到校外實習,嚴格要求學生必須按設計進度完成每階段的設計任務,要求學生每周都要向指導教師匯報進展情況。這些不僅是指導教師的責任,更是學生管理者的工作。

三、結語

畢業設計作為本科教學的最后一個實踐環節,對學生的專業水平影響至深,學校必須建立一支人數充足、認真負責的指導教師隊伍,并不斷提高其業務水平和責任意識,同時加強對學生的思想教育和日常管理,引導學生從思想上重視畢業設計,保證有充足的時間進行畢業設計,圓滿完成畢業設計任務,為以后的工作奠定堅實的專業基礎。

【參考文獻】

[1]張燕燕,康紅偉,張發廳.機械專業畢業設計的教學指導與改革研究[J].實驗科學與技術,2015,13(3):116~118,129

[2]張洋,段磊.提高理工科本科畢業設計質量的探討[J].中國電力教育,2013,32:178~179

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(一)分解協調

主要是提前把畢業設計的相關內容有計劃地分解到每個相關課程中,讓學生在相關課程的學習中有明確的目標,使整個課程體系更具有系統性,也就是說畢業設計的內容穿插在整個教學過程中,培養學生的全局性觀念,主要做法有以下幾點:一是在《建筑制圖與施工圖識讀》的課程教學中通過抄繪、閱讀等方式加強學生的感性認識和動手能力,重點培養學生建筑和結構圖的表達方式,從而為繪制施工圖打下基礎。二是在《建筑構造分析》的課程教學中,詳細講解建筑構造和各種細部構造。讓學生在課程的學習中,按照指導教師要求,完成建筑方案的設計內容。三是在《混凝土與砌體結構工程施工》、《建筑力學與結構計算》等課程教學中,培養學生帶著建筑設計方案,解決結構的布置的能力,掌握結構施工圖的表達方式,為畢業設計中的結構設計打下堅實的基礎。在每個相關課程的教學中,各學科的教師要及時溝通,通過實際工程培養學生的感性認識,為畢業設計的順利進行打下良好的基礎。

(二)匯總提高、豐富設計內容

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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

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【關鍵詞】模具設計;畢業設計;計算機技術;仿真技術

在現代工業生產中,模具工業已成為工業發展的基礎,是高新技術產業的重要組成部分,模具己經在我們生活當中起了不可替代的作用,我們的生活用品大部分離不開模具,如電腦,電話機,洗衣機,冰箱,杯子等等,另外汽車、摩托車業是國民經濟五大支柱產業之一,一輛汽車各種各樣的模具就要用到2萬多個。由于新技術、新材料、新工藝的不斷發展,促使模具技術不斷進步,對模具人才的要求不斷提高。根據社會發展對模具專業學生的要求的實際情況,對高職及高技模具專業方向學生的畢業設計情況進行以下探討。

1.專業學生培養目標

通過一段時間我們對無錫新區及周邊的模具企業進行了比較廣泛的社會調查,結果表明,用人單位需要的學生要有較高的思想道德素養,良好的溝通與團結協作能力,理論知識扎實,專業技能掌握良好,再學習能力較強,同時需要學生掌握一些常用機械專業外語,有一定的計算機軟件應用能力。根據調查結果分析,我們認為把模具專業人才培養的規格定位于:面向各類型企業,培養愛崗敬業,具備機械及各類模具設計與制造基礎知識,具有較強的再學習能力和創造能力,能在模具生產第一線從事模具設計制造、技術開發、應用研究和經營銷售的應用型工程技術和管理人才。

2.計算機技術在模具中的應用領域

高職高技類模具專業學生畢業設計主要應從事注射模的設計與制造。塑料產品從設計到成型生產是一個十分復雜的過程,它包括塑料制品設計、模具結構設計、模具加工制造和塑件產出等幾個重要方面。它需要產品設計師、模具設計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協同工作來完成,它是一個設計、修改、再設計的不斷優化的過程。傳統的手工設計已難以滿足市場激烈競爭的需要,而計算機軟件技術的運用,取代傳統的手工設計方式,取得了顯著的經濟效益。計算機技術在注射模中的應用主要表現在以下幾個方面:

1)塑料制品的設計

基于特征的三維造型軟件為設計者提供了方便快捷的設計平臺,能根據塑料制品使用要求、塑料性能的要求、成型的工藝特點、模具結構及制造工藝的要求,生產批量及生產成本等各方面的要求,綜合考慮塑料的力學、物理、化學性能、從而把制品的質量、體積等各種物理參數一并計算保存,為后續的模具設計和分析打下良好的基礎。

2)模具結構設計

根據塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產批量,設計軟件會提供包括型腔數目及排列方式、澆注系統、成型部件、冷卻系統、脫模機構、側抽芯機構及標準模架等,最后給出全套模具結構設計圖。

3)模具開合模運動仿真

注塑模具結構復雜,要求各部件運動自如,互不干涉,且對模具零件的順序動作以及行程有嚴格的控制,運用CAD技術可對模具開模、合模以及制品被推出的全過程進行仿真,從而檢查出模具結構設計的不合理處,并及時更正,以減少修模時間。

4)注塑過程數值分析

塑料在模具模腔中要經過流動、保壓和冷卻三個主要階段,其流動、力學行為和熱行為非常復雜,采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保壓過程,其預測結果對改進模具澆注系統及調整注塑工藝參數有著重要的指導意義;同時還可計算模具在注塑過程中最大的變形和應力,以此來檢驗模具的剛度和強度能否保證模具正常工作;對制品可能發生的翹曲進行預測可使模具設計者在模具制造之前及時采取補救措施;分析模壁的冷卻過程,改善制品在冷卻過程中的溫度分布不均勻性。

5)數控加工

復雜制品的模具成型零件多采用數控加工的方法制造,利用數控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實時加工過程并顯示有關曲面的形狀數據,以保證加工過程的可靠性,同時還可自動生成數控線切割指令、曲面的三軸、五軸數控銑削刀具軌跡等。

目前,國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、UG、SolidWorks等;注射過程數值分析軟件有MoldFlow;數控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。應用CAD/CAE/CAM技術從根本上改變了傳統的產品開發和模具生產方式,大大提高了產品質量,縮短了產品開發周期,降低了生產成本,強有力地推動了模具行業的發展。據文獻統計,國外采用模具CAD/CAE/CAM技術可使設計時間縮短50%,制造時間縮短30%,成本下降10%,塑料原料節省7%,一次試模成功率提高45%~50%。 轉貼于

3.模具專業畢業設計模式

通過畢業設計,學生會用到所學的專業理論知識,機械制圖、機制工藝、公差配合與技術測量、模具鉗工工藝學、塑料模具制造工藝與設備、模具材料學等等,同時會快速熟練使用計算機各種軟件,使各項能力得到了鍛煉與提高,在畢業設計中,我們可以采取將模具設計內容同CAD/CAM/CAE緊密結合在一起,為了保證畢業設計的質量,可以成立了一個由多名老師組成的模具設計指導小組,每個老師負責設計流程的一個步驟。根據參加模具設計畢業課題的學生人數,適當分組,在布置畢業設計題目時,不給出具體的塑件制品,如只是告訴學生要做一個手柄,學生根據自己的興趣,可以確定自己的設計產品:如游戲機操縱手柄、機床操作手柄、起子手柄等等。

1)制品的造型。可直接采用通用的三維造型軟件。如采用三維造型軟件soldwors或Pro/E、UG設計出塑件的內外結構,并繪出二維圖。

2)根據注塑制品采用CAD系統進行模具的概念設計,包括模具結構設計、模具制造工藝規劃、模具價格估計等模塊,采用基于知識與基于實例相結合的推理方法,推理的結果是注射工藝和模具的初步方案。方案設計包括型腔數目與布置、澆口類型、模架類型、脫模方式和抽芯方式等,使模具各系統的設計達到最佳。

3)在模具初步方案確定后,用CAE軟件進行流動、保壓、冷卻和翹曲分析,以確定合適的澆注系統、冷卻系統等。如果分析結果不能滿足生產要求,那么可根據老師的要求修改注塑制品的結構或修改模具的設計方案。

4)教師對學生設計方案進行評價,根據評價的結果,或者修改注塑制品的結構,或者修改設計方案。

5)在完成CAE分析和方案評價后,進行模具的詳細結構設計,包括型腔、型芯的設計、澆注系統的布置及尺寸、冷卻系統的布置及尺寸等。在結構設計過程中,運用注射過程數值分析軟件MoldFlow分析按鈕受力后的結構強度、剛度及應力等,對結構進行不斷修正,學生會發現機械設計、工業產品設計、材料力學、理論力學等課程的知識在這個階段都有所體現,對以前所學課程也是一個綜合應用的過程。

6)模擬模具開模、推件與合模的過程,并進行模具的干涉檢查。

7) 模具結構完成后,進行數控加工,采用MasterCAM9.0加工軟件,完成模具的虛擬加工過程,并自動編制數控加工的NC代碼,利用仿真模塊可以查看加工完后工件的合理性,得到的裝配模型存入實例庫中,供以后的設計參考。

8) 最后要求學生提供詳細的設計說明書以及完整的二維、三維圖紙。在論文撰寫階段和答辯過程中,采用看圖軟件,用來截取設計圖像并輔助介紹整個設計過程,采用辦公軟件用來做文字的處理。每位學生在整個設計完成后,做一個總結,提出本設計的創新與特色在何處,考慮設計中存在問題以及相應的解決方法,這樣,學生完成了本設計的全過程:塑料制品設計——模具設計——模具加工,學生可以在計算機上看到自己設計、加工出來的最終產品,體會到作為一名合格模具設計技術工人的成功感覺,同時在畢業設計過程中我們也要力爭多請企業的設計人員同學生交流,多讓學生接觸到實際產品的設計、生產過程。

4.結束語

通過這樣的畢業設計模式,相信學生既對高職高技五年課程的學習可以做一個總結,同時又掌握了最流行的、同社會實際最靠近的設計、加工方法。相信畢業生一定會受到社會的歡迎。

機械畢業設計方案范文6

關鍵詞:畢業課題;應用;實訓;實踐能力

1、前言

畢業設計(論文)是高職教育人才培養計劃中的重要組成部分,是教學計劃中最后一個重要的綜合性、實踐性教學環節,是學生在教師的指導下,獨立從事科學研究工作的初步嘗試。畢業設計的目的是:培養學生獨立地綜合運用所學的基礎理論、基礎知識和基本技能,培養學生解決實際問題和實踐動手的能力,在實驗測試、試驗分析、數據處理等基本技能方面對學生進行初步訓練。也是畢業生走向工作崗位之前提高綜合素質的重要實踐環節,對大學生的成長及適應社會需要有著深遠的影響。

因此,基本教學要求如下:

(1)通過畢業設計教學工作,培養學生勇于實踐、勇于探索和開拓創新的意識和精神,培養學生正確的設計思想和技術經濟觀點,理論聯系實際的工作作風、嚴肅認真的科學態度。

(2)在畢業設計(論文)過程中,通過完成具有一定理論或實踐意義的科研性課題,使其受到科學研究方法的基本訓練,培養學生綜合運用、鞏固與擴展所學的基礎理論和專業知識,提高解決問題和動手的能力。

(3)培養學生正確的設計思想和技術經濟觀點,理論聯系實際的工作作風、嚴肅認真的科學態度。

(4)通過對重點問題的獨立鉆研,使學生受到工程設計方法和科學研究方法的初步訓練。

(5)使學生在查閱文獻和收集資料、理論分析和方案制定、繪圖、計算、實驗、數據處理、使用計算機、外文閱讀、撰寫設計說明書或論文等基本技能方面得到進一步的訓練和提高。

要使學生達到上述要求,僅僅依靠在較短的一個畢業設計設計周期中完成是很困難的,我們的做法是在學生入學后抓住幾個階段做好相應的工作,使學生在整個大學三年的學習中,始終圍繞著如何提高解決問題和動手的能力的教學環節進行,取得了良好的效果。

2、新生入學專業介紹

入學后的新生絕大多數同學對本專業(機械制造)不了解,尤其是對本專業開設的課程體系、教學環節、實踐環節以及大學畢業后做什么、三年的大學怎樣學習一無所知。因此,我們在新生入學后軍訓結束,馬上進行上課之前進行專業介紹。專業介紹由各個專業的牽頭人負責。十幾年的工作積累了一些較成熟的做法總結如下。

(1)學校總體情況介紹

新生入學后對具有30多年辦學歷史的學校背景一概不知。尤其是我院2000年轉制以后從2001級以后入學的學生對學校總體印象,特別是我校30多年辦學凝練的“韶鋼精神①”和“寬厚平和精神②”,是如何在辦學過程中體現的更是一無所知。我們通過制作幻燈片收集大量的圖片和資料,通過播放和講解教育學生,讓學生發揚這兩個精神,為建設廣東建設祖國努力學習。

(2)專業介紹

我院機械系建立的初衷,是為韶關鋼鐵現代化大生產培養技術人才。學生的生源有百分之九十以上是來自本省。盡管目前本專業的畢業生遍布全國,但是養育松山職院的“鋼鐵之恩”我們始終不能忘記。通過介紹專業的歷史沿革及與韶鋼的現代化大生產的關系,使學生明確學習的目標。此外,還介紹入學后對于基礎課、專業基礎課、專業課等不同課程的學習方法,以及學習成績、綜合素質與就業之間的密切關系,讓學生從一入學開始就注重綜合素質的訓練,意識到它的重要性,以便適應社會的需要。

3、改革金工實習與工藝實習的模式

金工實習與工藝實習是本專業兩個重要的教學實踐環節,本專業方向實踐實習是在學院實訓中心進行;工藝實習是在韶關鋼鐵集團公司、韶關軸承廠、韶關機修廠進行。以往的實訓模式是實習時間固定、學生分組固定,學生沒有自己的思維空間和活動空間。實習目的也只是為后續課程打基礎。在對學院院辦工廠與機械系資源整合改進后的金工實習,訓練中心全天候開放,學生隨時可以進行實習。學生可根據自己的愛好,自己設計圖紙,自己加工零件自己裝配機構,更重要的是參與到真正的一線生產中去,參與校辦工廠的生產生活,提前進入工廠狀態,為以后工作提前作好充分準備。

除此之外,我們系由系領導牽頭,專業教師帶隊,學生為骨干積極參與廣東省與全國的金工大賽和數控大賽,定期舉行“金工操作大賽”,大賽題目學生自己擬定。實訓中心組織教師對參賽學生的設計方案進行審核和論證,指出其中的不足指出。學生可自由結合組成若干小組,每一組派代表進行作品答辯。作品完成后專家組進行逐評判,評出優秀、良好、中等、及格等不同那個檔次的作品。通過舉行金工大賽活動,促進了學生參與集體活動的積極性,學生在其中也得到各種鍛煉。通過實習方式的改進,有效地增強了學生的動手能力,實習效果明顯提高。

工藝實習針對學生所學的課程進行結合實際進行,實習中給學生創造條件,讓學生查閱工廠的工藝文件;給學生布置相應的課程設計題目,讓學生結合生產實際設計切實可行的工藝規程,真正達到實習中理論聯系實際的目的。

4、組織學生參與教師的科研課題和生產實踐

學生綜合素質的提高,完全依靠學生自己是很難做到的,教師要為學生創造有利的條件,盡一切可能讓學生參與實際工作,在工作中教師作為一名組織者。吸收學生參與教師的科研和生產實踐工作,是我們十幾年來較成功和較成熟的方法。學生參與的這項工作中,在教師的鼓勵和引導下,由開始不知從何做起,到大膽的發表自己的想法,有些先進的設計都是來源于學生。學生參與教師科研工作的每一個環節,從調查研究、方案草圖設計、方案比較、樣機制作到樣機試驗改進,每一項工作教師都給學生動腦和動手的機會,使學生從中真正學到了課本中所學不到的知識。對學生的畢業設計乃至走向工作崗位從事技術工作起到了難以估量的作用。實踐證明,凡是提前參與教師科研和生產實踐的學生畢業設計完成的均很出色,論文均是優秀,在就業期間很快被用人單位選用,并且在工作中每每都能出色的完成各項工作。

學生畢業設計能力的培養學要雙方的努力,也不是一朝一夕所能完成的,其途徑也有許多。我們只能先在在某一方面做一點好的改變和突破,更多個好的方法還有待于我們繼續探索,也衷心的希望各位同行和專家多提出寶貴的意見。

參考文獻

[1] 教育部.關于加強高職(高專)院校師資隊伍建設的意見[M].教高廳[2002]5號。

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