一、设计方案的确定
设计方案的合理与否直接决定毕业设计的成败。学生设计经验不足,在拟订设计方案时往往考虑问题不够全面,有时不能切合实际,把简单问题弄复杂。培养学生的方案设计能力没有灵丹妙药,措施就是增加学生在这方面的实践。首先要保证充足的时间,通常给出两到三周的时间。其次,在这段时间内,要求学生必须手工绘图,设计两到三个方案,对每一个方案阐述它的工作原理,论证它的优点与缺点。阐述工作原理很重要,认真推敲机构一步一步的动作,有什么问题可容易发现。在方案论证中要求使用一切可能的手段、先进技术,提供有说服力的数据。譬如注射模设计,要求学生采用有限元分析软件Moldflow,根据每个方案进行注射模拟,提供分析报告,报告最佳浇口位置区域、充填时间、气穴分布、熔接痕形态与分布、压力场、温度场等信息,根据这些信息对设计方案的模具功能进行评估论证,指导进一步的设计。用这样的方法指导学生完善工作方式。
二、装配图的设计
装配图设计是对设计方案的具体化设计。在装配图设计中,学生能力不足的主要表现是,不能合理地布局以把控整体尺寸的大小;剖切路线规划不合理,甚至不知道哪些零件需要剖切,哪些零件不需要剖切;遇到视图表达比较复杂、比较特殊的地方难以正确处理,视图表达能力较差;缺少“装配”概念,有的零件画出来摆在那里,怎样定位与紧固则没有具体的表达;设计装配图时没能很好地结合构思零件结构,致使一些重要零件的结构工艺性较差,难以加工。我们采取的改革措施是要求学生在设计装配图之前弄清楚以下问题,并且把相应的正确理念运用到装配图的设计过程中。1.为了能够合理地布局以把控整体尺寸的大小,必须考量在主视图、俯视图和侧视图上有多少零件需要反映。在设计过程中,零件布局和整体尺寸的大小是可以随时调整的。2.装配图的剖视图中每个零件剖没剖到、看没看到,一定要和剖切路线一致;剖切路线的画法要符合国家制图标准的要求;一组相同的零件一定要剖到一个,且只需要剖到一个。3.遇到视图表达比较复杂、比较特殊的地方,可以考虑采用局部视图、局部剖、剖上加剖的方式进行表达。4.每个零件是怎样安装的?固定联接的零件一定要有销钉、螺钉等紧固零件进行联接,或采用镶嵌夹紧的方式进行联接。5.必须在设计装配图的时候结合构思零件结构,并且对每个零件考虑使用合理的加工方法及先进的工艺技术,在大脑中“把它加工出来”,以保证零件具有良好的结构工艺性。如果不能在大脑中“把它加工出来”,就说明这个零件可能加工不出来或者难以加工。如果不在设计装配图阶段把零件的结构考虑成熟,到设计零件图的时候再考虑零件的结构工艺性,零件结构的改变就势必造成装配图设计的重大修改返工,导致设计效率低下。一个好的设计师必须同时是一个好的工艺师。6.装配图上需要标注尺寸和配合。通常,装配图上要标注的尺寸是整体的长、宽、高,以及需要在装配时保证的有特殊要求的尺寸,而部件装配图需要标注安装尺寸。装配图上要标注各种配合,包括动配合、过渡配合、过盈配合。
三、零件图的设计
零件图是根据装配图拆分每个零件进行设计的。零件图的内容应该是一个零件的结构、尺寸、尺寸公差、表面粗糙度、形位公差、材料与技术要求等完备信息。学生的零件图设计质量较差,除了工作态度不够认真之外,主要原因是缺少设计的实践经历,对零件图各项内容的表达能力实践有待提高,学过的知识不会应用。例如,零件结构表达不清楚,视图不正确,加工精度要求不合理,选材与技术要求不合理等。我们采取的改革措施是要求学生在设计零件图之前弄清楚以下问题,对必要的问题进行相应的归纳总结,然后将正确的理念运用于零件图设计中。1.视图投影要正确,能用最少的视图表达清楚零件的全部结构是最佳的投影表达方案。一般而言,零件图需要主视图、俯视图、侧视图三个视图,简单的零件可以只有一个或两个视图。2.零件图的剖视图中每个局部结构剖没剖到、看没看到,一定要和剖切路线一致;剖切路线的画法要符合国家制图标准的要求;一组相同的结构,如光孔、螺纹孔等,一定要剖到一个,并且只需要剖到一个;有时零件结构比较复杂可以采用局部剖。3.设计零件具体结构时,要重新审查在装配图设计阶段考虑好的零件结构,保证零件的结构工艺性良好。4.尺寸要标注齐全。标注的尺寸最好是能直接使用游标卡尺、百分表、千分表等通用量具测量的尺寸。尺寸尽量标注在视图边界之外。剖切结构的尺寸尽量标注在剖视图上。局部放大的部分,其尺寸要标注在局部放大图上。5.公差标注要规范。首先要区分包容尺寸、被包容尺寸、位置尺寸和中心距尺寸。它们的公差带分布和标注方式是不同的,必须弄清楚,才能标注出合乎规范的公差。6.设定尺寸精度等级要合理。IT01~IT1,用于块规公差;IT1~IT7,用于量规公差;IT5~IT6,用于精密零件的配合尺寸公差,如活塞销与活塞销孔;IT6~IT7,广泛用于机床、较精密机械与仪表上重要零件的配合尺寸公差,如主轴与轴承、尾座与套筒、活塞与汽缸;IT8~IT9,用于重型机械、农业机械中重要零件的尺寸公差。7.设定形位公差的精度等级要合理。为此,要总结形位公差值的选择原则、主要加工方法能达到的形位公差等级、位置度公差值的计算公式及对未注形位公差值的规定。8.设定表面粗糙度等级要合理。设定表面粗糙度等级时,要考虑零件的最终加工方法,要与零件的尺寸精度等级、形位公差精度等级相匹配。一般,配合表面(包括动配合、过渡配合、过盈配合)可以规定为Ra1.6,螺纹表面Ra3.2,模具型腔表面Ra0.4,其他非配合表面Ra6.4~Ra25。9.选材与规定技术要求要合理。首先区分零件所属的类型和使用要求,确定零件的材料和毛坯类型,然后给出恰当的热处理和表面处理要求。
四、结语
毕业设计是学生在校期间的唯一一次大型综合性设计训练,采取以上措施能有效提高学生设计的图纸的质量,在此抛砖引玉,与同行探讨。具体到学生个体,毕业设计指导的细节还要因人而异,要使每个学生都能得到较多锻炼。
作者:陈怀国 单位:常州工学院