淺談《機(jī)械制造工程學(xué)課程設(shè)計》中的標(biāo)準(zhǔn)化問題

萬宏強，李福援，孫 波，張 超

（西安工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西西安710032）

機(jī)械制造工程學(xué)課程設(shè)計，是學(xué)完該課程后進(jìn)行的下一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié)中，學(xué)生如同企業(yè)中工藝人員一樣，完成一個零件的工藝編制和一套夾具的設(shè)計，以提高基本的工程素質(zhì)。

《機(jī)械制造工程學(xué)》課程設(shè)計內(nèi)容分兩部分：一部分是工藝設(shè)計，另一部分為夾具設(shè)計。這兩部分內(nèi)容，是機(jī)械制造的核心。但作為學(xué)生來說，對企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場還很陌生，所以如何在課程設(shè)計中真正了解并認(rèn)識生產(chǎn)的工藝過程非常重要。而在企業(yè)中非常重要的標(biāo)準(zhǔn)化知識和重視標(biāo)準(zhǔn)化的基本素質(zhì)，也需要在這個過程中得到強化和鍛煉。

1 標(biāo)準(zhǔn)化的概念

標(biāo)準(zhǔn)是對重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學(xué)、技術(shù)和實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，以特定形式發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量越來越多，且不定期地更新?lián)Q代，設(shè)計人員很難全面理解和掌握所有的標(biāo)準(zhǔn)。施行標(biāo)準(zhǔn)化，有利于與產(chǎn)品相關(guān)的法律、法規(guī)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是強制性標(biāo)準(zhǔn)的貫徹，促使設(shè)計人員最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、借用件和外購件，提高產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和系列化程度，合理選用優(yōu)先數(shù)系、零件結(jié)構(gòu)要素等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)及原材料標(biāo)準(zhǔn)。便于產(chǎn)品圖樣及設(shè)計文件的正確、完整、清晰和統(tǒng)一，適合于計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)的應(yīng)用，從而提高產(chǎn)品開發(fā)速度和質(zhì)量及企業(yè)的市場競爭能力。

機(jī)械工程同樣也有標(biāo)準(zhǔn)，這就是為什么從工程制圖課程開始就強調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的原因，學(xué)生成為工程技術(shù)人員，必須遵守標(biāo)準(zhǔn)化的約束。作為課程設(shè)計，首先接觸的是設(shè)計圖樣和技術(shù)文件，國家已經(jīng)有專門的標(biāo)準(zhǔn)JB/T5054.7—2001《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計文件標(biāo)準(zhǔn)化審查》，教學(xué)過程中首先要求學(xué)生貫徹這個標(biāo)準(zhǔn)，并從這個標(biāo)準(zhǔn)貫徹中，學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)知識，養(yǎng)成遵循標(biāo)準(zhǔn)的工程素質(zhì)。

國家標(biāo)準(zhǔn)給出的機(jī)械工程圖紙標(biāo)題欄中，要有設(shè)計、審核、工藝、標(biāo)準(zhǔn)化和批準(zhǔn)等人員的簽名欄，在企業(yè)所用的圖紙中，有時有特殊需要，還要增加一些另外的簽名欄。校內(nèi)進(jìn)行課程設(shè)計的圖紙，因為是不會進(jìn)行實際加工的，所以一般情況下“設(shè)計”為學(xué)生，“審核”為指導(dǎo)教師，其他簽名項不填寫。正因為這樣，有的學(xué)生也就搞不清楚為什么標(biāo)準(zhǔn)要這么規(guī)定。教師需要在這里講明圖紙在企業(yè)里產(chǎn)生的過程，企業(yè)里是有專門的標(biāo)準(zhǔn)化審查機(jī)構(gòu)的。

企業(yè)通常是編制常用標(biāo)準(zhǔn)匯編，其中包含企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，并且根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的更新而更新。在課程設(shè)計中，我們采取介紹標(biāo)準(zhǔn)體系、標(biāo)準(zhǔn)查詢辦法，尤其是網(wǎng)絡(luò)資源的利用的方法，本校的規(guī)定就相當(dāng)于企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。查詢相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也是工程素質(zhì)培養(yǎng)的一部分。

2 機(jī)加工藝規(guī)程編制的標(biāo)準(zhǔn)化

機(jī)械加工工藝規(guī)程編制，一般依據(jù)以下步驟進(jìn)行：

選擇加工方法，確定機(jī)床和工藝裝備，安排工序順序，確定工序內(nèi)容，工序余量、工序尺寸及其偏差的確定，切削用量的確定，工時定額確定，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，填寫工藝文件，審核最后形成一套技術(shù)文件，包括工藝卡片和設(shè)計說明書。

工藝文件是產(chǎn)品制造的指導(dǎo)性文件。提高產(chǎn)品工藝文件的質(zhì)量，可為保證產(chǎn)品的制造質(zhì)量提供技術(shù)保障。工藝文件通常應(yīng)包括：工藝總方案，各類工藝規(guī)程，管理用工藝規(guī)程，專用工裝、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)計文件，其他工藝文件。

標(biāo)準(zhǔn)化知識，主要有工藝文件的幅面與格式、工藝文件的完整性、頁面質(zhì)量和標(biāo)識、文字內(nèi)容、簽署及更改等。

（1）幅面。工藝文件的幅面尺寸一般應(yīng)采用A4幅面，需放大時應(yīng)符合GB/T14689《技術(shù)制圖圖紙幅面和格式》的要求。

（2）格式。工藝文件的格式應(yīng)按JB/T 9165.2-1998標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，及各單位細(xì)化的工藝文件管理制度標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求執(zhí)行，內(nèi)容有封面格式及填寫規(guī)則，主標(biāo)題欄格式及填寫規(guī)則，格式欄的字體及填寫規(guī)則，格式簽署欄及填寫規(guī)則。

（3）完整性。要保證工藝文件的成套性，各類明細(xì)表、目錄、工藝規(guī)程等需齊全、一致，同一產(chǎn)品的各類工藝文件的產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品代號及狀態(tài)等一致。

（4）頁面質(zhì)量和標(biāo)識。字跡清晰，頁面整潔，無破損；工藝文件的頁次連續(xù)；產(chǎn)品代號、階段標(biāo)記、狀態(tài)標(biāo)識等符合要求；工藝文件的編號符合標(biāo)準(zhǔn)要求；關(guān)鍵件、重要件標(biāo)識與設(shè)計文件保持一致，關(guān)鍵工序按要求作了明確標(biāo)識。

（5）工藝附圖。圖形繪制時，加工部位應(yīng)用粗實線表示，其余部位用細(xì)實線表示；圖形布置應(yīng)符合工件的定位、裝夾、加工位置的標(biāo)準(zhǔn)要求；附圖中應(yīng)注出加工和裝配所需要的數(shù)據(jù)；同一工藝附圖的繪制比例應(yīng)協(xié)調(diào)一致；工藝附圖中文字說明，應(yīng)安排在附圖的下方或右面。

（6）文字內(nèi)容。表達(dá)準(zhǔn)確，邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，通俗易懂；使用規(guī)范漢字，術(shù)語、符號、代號和計量單位等，應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；引用的標(biāo)準(zhǔn)和文件應(yīng)當(dāng)現(xiàn)行有效(最新版本)。

（7）簽署。簽署完整，符合要求；簽署日期符合GB/T 7408-2005《數(shù)據(jù)和交換格式信息交換日期和時間表示法》的全日期表示法，用8位阿拉伯?dāng)?shù)字表示；不同研制階段工藝文件的簽署是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 機(jī)床夾具設(shè)計時的標(biāo)準(zhǔn)化

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計圖樣的審核

夾具設(shè)計，首先是審查夾具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用。設(shè)計中，除了常見的螺釘螺母、墊圈、軸承等以外，夾具中的定位元件、鉆套、各種工具圓錐，都需要采用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。特別是工具圓錐，常見鏜銑床用7:24的圓錐，車床鉆床用莫氏圓錐，而且還有不同的直徑?，F(xiàn)在高速機(jī)床的工具柄部尺寸，不同企業(yè)還有所不同。

在機(jī)床夾具設(shè)計中，夾具圖樣的常規(guī)審核內(nèi)容主要有：

（1）結(jié)構(gòu)應(yīng)合理；

（2）結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定可靠，有足夠的強度和剛度；

（3）受力應(yīng)合理；

（4）結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工藝性；

（5）正確設(shè)計退刀槽及倒角；

（6）注意材料及熱處理方法的合理選擇；

（7）結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的裝配工藝性；

（8）結(jié)構(gòu)應(yīng)充分考慮測量與檢驗問題；

（9）易損件應(yīng)便于更換和維修。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化審查

標(biāo)準(zhǔn)化審查，系從標(biāo)準(zhǔn)化角度評定產(chǎn)品設(shè)計的可行性、先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)化程度(系數(shù))及其經(jīng)濟(jì)效益(評價)，分析產(chǎn)品是否符合我國標(biāo)準(zhǔn)化體系和各類標(biāo)準(zhǔn)。主要審查產(chǎn)品計算書、總裝配圖和裝配圖。

裝配圖和零件圖的標(biāo)準(zhǔn)化審查，主要考慮以下要素是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)符合所選定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；

（2）優(yōu)先采用定型的設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)方案，并最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，以提高設(shè)計的繼承性和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度；

（3）機(jī)械制圖、標(biāo)準(zhǔn)的尺寸、尺寸公差與配合、形位公差、表面粗糙度、熱處理及表面處理等應(yīng)當(dāng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

（4）零件的結(jié)構(gòu)要素、材料牌號及規(guī)格等應(yīng)當(dāng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

（5）使用的名稱、術(shù)語、代號及計量單位等應(yīng)當(dāng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

（6）引用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)代號、名稱應(yīng)當(dāng)正確無誤；

（7）圖樣與文件的幅面、格式、名稱及代號應(yīng)當(dāng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，責(zé)任簽署應(yīng)當(dāng)完整、齊全。

3.3 常見錯誤

在裝配圖上，常見的錯誤是復(fù)雜結(jié)構(gòu)處、剖面處標(biāo)注尺寸時尺寸線、尺寸界線和尺寸的標(biāo)注，需要遵循機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，又需靈活處理，此時教師的指導(dǎo)十分必要。另一個常見的錯誤是尺寸缺失，偶見尺寸封閉。尺寸缺失的一個原因是用CAD繪圖時隨時可以在圖上“點出”各個尺寸，反而因此疏忽尺寸的標(biāo)注。對于夾具裝配圖，需要用雙點劃線標(biāo)出可動的部分另一個極限位置，工件也需要作為透明件，用雙點劃線在夾具上畫出。

繪圖比例未執(zhí)行GB4457.2—1984《機(jī)械制圖比例》的規(guī)定，如使用1:4或1:6圖樣。公差與配合或形位公差的確定不適當(dāng)，材料標(biāo)注欠規(guī)范，如“45”鋼寫為“45#”，標(biāo)準(zhǔn)信息滯后，如“Q235-A”標(biāo)成“A3”。

4 結(jié)束語

課程設(shè)計過程和課堂講授不同，需要促使學(xué)生向工程技術(shù)人員角色轉(zhuǎn)換。學(xué)生要及時了解標(biāo)準(zhǔn)修訂情況，掌握最新標(biāo)準(zhǔn)信息，學(xué)會利用各種工具書迅速準(zhǔn)確地查閱標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)。另外，學(xué)生要鍛練一絲不茍的工作精神，嚴(yán)肅認(rèn)真地繪制好每一張圖樣和編制好每一份文件。筆者認(rèn)為，可以通過這樣的環(huán)節(jié)，培養(yǎng)熟悉標(biāo)準(zhǔn)化知識、習(xí)慣遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的工程素質(zhì)，這是學(xué)生進(jìn)入企業(yè)從事工程實際工作的基礎(chǔ)。

[1]白婕靜，萬宏強.《機(jī)械制造工程學(xué)》課程設(shè)計[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2008.

[2]萬宏強，姚敏茹，解衛(wèi)斌，等.基于Solid Works的三維夾具設(shè)計[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2010，(3)：60-63.

[3]JB/T 5054.7－2001.產(chǎn)品圖樣及設(shè)計文件標(biāo)準(zhǔn)化審查[S].