《公差配合與技術(shù)測量》教學(xué)改革與實施

劉進(jìn)明（南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院蘇州校區(qū) 江蘇 蘇州 215137）

《公差配合與技術(shù)測量》教學(xué)改革與實施

劉進(jìn)明
（南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院蘇州校區(qū) 江蘇 蘇州 215137）

《公差配合與技術(shù)測量》是機械大類專業(yè)的重要課程，本專業(yè)學(xué)生必須掌握本課程重要的知識點，同時還必須掌握相關(guān)的測量技能。對《公差配合與技術(shù)測量》課程教學(xué)進(jìn)行改革，將公差與配合的知識點分配到相關(guān)的實踐課程中，將枯燥乏味的課堂教學(xué)變?yōu)橛腥さ膶W(xué)習(xí)并讓學(xué)生動手制作和檢測，使學(xué)生做到工學(xué)一體、能力遞增，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

工學(xué)一體；能力遞增；公差配合與技術(shù)測量；教學(xué)改革

企業(yè)的技術(shù)要求

在機械零件加工過程中，由于機床精度、計量器具精度、操作人員技術(shù)水平以及生產(chǎn)環(huán)境等諸多因素的影響，產(chǎn)品加工后得到的幾何參數(shù)會不可避免地偏離設(shè)計時的理想要求而產(chǎn)生誤差，即幾何量的誤差。幾何量誤差主要包括尺寸誤差、形狀誤差、位置誤差和表面粗糙度等。隨著數(shù)控技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，機械制造業(yè)由傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式向現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)化，在多品種、小批量的生產(chǎn)中，對產(chǎn)品的加工技術(shù)要求越來越高，不僅對產(chǎn)品的尺寸精度要求提升，而且對產(chǎn)品的形狀誤差、位置誤差和表面粗糙度等方面也提出了更高的要求，從而要求學(xué)生的知識和技能必須提升，不僅要理解公差配合方面的知識，而且要具備較高的產(chǎn)品加工和檢測方面的技能。

教學(xué)現(xiàn)狀

由于《公差配合與技術(shù)測量》課程的理論性較強，概念性的解釋較多，所以教師授課時多以灌輸式講解為主，所授內(nèi)容比較抽象、乏味，并且該課程知識點多而雜，各知識點之間銜接緊密，承前啟后。學(xué)生對教師的灌輸式講解容易感到疲倦，于是出現(xiàn)教師在講臺上講得滔滔不絕，而學(xué)生在下面聽得昏昏欲睡的尷尬局面。

隨著多媒體教學(xué)方式的推廣，教師可以將《公差配合與技術(shù)測量》課程的教學(xué)內(nèi)容制作成Flash形式，通過動畫和鮮艷的色彩對比引起學(xué)生的興趣，改進(jìn)粉筆加黑板單調(diào)的教學(xué)手段，可在一定程度上提高教學(xué)質(zhì)量。然而就教學(xué)過程而言，依然是教師在講臺上唱主角，學(xué)生未能積極參與其中，教學(xué)效果和質(zhì)量沒有得到較大的提高，因此，必須進(jìn)行有效的教學(xué)改革，以學(xué)生為“演員”，以教師為“導(dǎo)演”，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)之中，同時將《公差配合與技術(shù)測量》課程的知識點合理分配到相關(guān)的實踐課程中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時做到工學(xué)一體，實現(xiàn)能力遞增。

工學(xué)一體化教學(xué)改革及實施

（一）《公差配合與技術(shù)測量》課程知識點分配

根據(jù)對《公差配合與技術(shù)測量》課程知識點的研究分析，結(jié)合知識點內(nèi)容的特征和學(xué)習(xí)要求，可以將本課程的知識點做如下分解。

1.“尺寸的公差與配合的基本概念以及圖紙尺寸標(biāo)注方式”在《機械零件識圖與測繪》課程中講解，讓學(xué)生學(xué)會簡單的零件測量和圖紙表達(dá)，在零件的測繪過程中理解間隙配合、過盈配合等配合方式及選擇。

2.“技術(shù)測量的基本知識及常用計量器具”在《鉗工實習(xí)》課程中講解。由于在鉗工實習(xí)中，學(xué)生要依照零件圖紙要求進(jìn)行零件的制作，如銼削簡單的方形、菱形、三角形等形狀的零件，最后進(jìn)行零件尺寸的檢測。在此實訓(xùn)過程中，學(xué)生通過自己動手實踐，可以掌握常用測量器具如游標(biāo)卡尺、千分尺、百分表、高度尺、深度尺、角度尺、水平儀、量規(guī)等的知識和使用方法。

3.“形狀和位置公差及粗糙度”中的直線度、圓度、圓柱度、同心度等知識點放在《機床零件的拆裝訓(xùn)練》課程之中；平面度、平行度、垂直度、對稱度等知識點放在《機械零件銑削磨削加工實訓(xùn)》課程之中；位置度、圓跳動度、全跳動、線輪廓度、面輪廓度、粗糙度等知識點放在《三坐標(biāo)儀精密測量實訓(xùn)》課程之中。

（二）工學(xué)一體化教學(xué)改革實施

實施1：在《機床零件的拆裝訓(xùn)練》課程中的項目——車床溜板移動在水平面內(nèi)的直線度測量（見圖1）。

圖1 溜板移動在水平面內(nèi)的直線度測量圖

項目內(nèi)容：在主軸和尾軸的頂尖間頂起一根檢驗棒，將百分表固定在溜板上，使百分表測頭觸接在檢驗棒的側(cè)母線上。調(diào)整尾座使百分表在檢驗棒兩端的讀數(shù)相等。移動溜板作全部行程檢驗。畫出運動曲線，百分表在全部行程上讀數(shù)的最大代數(shù)差值就是直線度誤差。

實施2：在《機床零件的拆裝訓(xùn)練》課程中的項目——精車外圓件的圓度和圓柱度測量（見圖2）。

圖2 精車外圓的圓度和圓柱度測量圖

項目內(nèi)容：精車鋼料試件的外圓，試件直徑25mm，長度110mm。車削時試件用卡盤夾緊（不用尾座）試件，圓度允差0.01，圓柱度在100mm的測量長度上允差0.01，粗糙度小于2.5。將百分表固定在溜板上，使百分表測頭觸接在試件的側(cè)母線上。移動溜板作全部行程檢驗，試件的同一橫剖面內(nèi)最大與最小直徑之差為a圓度誤差。同一軸剖面內(nèi)最大與最小直徑之差為b圓柱度誤差。

實施3：在 《機械零件銑削磨削加工實訓(xùn)》課程中的項目——按圖紙要求銑削、磨削一個六面體。除了尺寸精度要求之外，對零件的面的平面度，面與面的平行度，面與面的垂直度加工加以控制。不僅要求學(xué)生理解圖紙的形位公差，同時要求掌握加工工藝要領(lǐng)，也要求掌握產(chǎn)品測量技能。

圖3 零件圖

圖4 指示器測量平面度示例圖

項目內(nèi)容：進(jìn)行平面度測量時，將磨削加工好的零件放在標(biāo)準(zhǔn)檢測平臺上，用微測計在80×50平面上取9個測量點，根據(jù)9個點的數(shù)據(jù)利用旋轉(zhuǎn)法評定平面度誤差；進(jìn)行垂直度測量時，將基準(zhǔn)平面A放置到標(biāo)準(zhǔn)檢測平臺上，用百分表在25×50平面上取9個測量點，根據(jù)9個點的數(shù)據(jù)利用圖解法求出垂直度誤差；進(jìn)行平行度測量時，將基準(zhǔn)平面B放置到標(biāo)準(zhǔn)檢測平臺上，用百分表在25×80平面上取9個測量點，根據(jù)9個點的數(shù)據(jù)利用圖解法求出兩平面的平行度誤差。

圖5 平面垂直度測量圖

實施4：在《機械零件銑削磨削加工實訓(xùn)》課程中的項目——按圖紙要求銑削一個凹槽，除了凹槽寬度尺寸加工精度有要求外，對凹槽對稱度也提出要求。這就要求學(xué)生不僅要掌握凹槽銑削加工工藝，而且要理解對稱度的涵義，并且知道如何進(jìn)行產(chǎn)品檢測，從而判斷自己加工的產(chǎn)品是否合格。

圖6 平面平行度測量圖

圖7 對稱度訓(xùn)練零件圖

項目內(nèi)容：以80×50×25長方體零件為坯料，在80×25一側(cè)用直徑10mm銑刀加工寬度為20、深度為20的凹槽，寬度20不僅有尺寸精度要求（公差為0.033），而且要求對稱于中心線，對稱度0.1。學(xué)生在零件加工時，要掌握加工工藝要領(lǐng)，先以某一側(cè)面為基準(zhǔn)，控制單邊30尺寸，然后在公差范圍內(nèi)加工20尺寸，最后檢測上下兩個30尺寸的實際偏差，從而可以計算出凹槽的對稱度，據(jù)此判斷加工零件是否合格。

實施5：用三坐標(biāo)測量儀測量零件的位置度、圓跳動度、全跳動、線輪廓度、面輪廓度、粗糙度等。此實訓(xùn)項目主要在于培養(yǎng)學(xué)生操作三坐標(biāo)測量儀的能力，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心、細(xì)致做事的態(tài)度。由于三坐標(biāo)測量儀自身安裝了專用測量軟件，具有專業(yè)的分析計算能力，因此，學(xué)生對相關(guān)形位公差知識的接受不像前幾個項目訓(xùn)練那樣具體直觀，更多地在于對概念內(nèi)容的理解。

在教學(xué)實施中，應(yīng)遵循“工學(xué)一體、能力遞增”的原則，以項目為導(dǎo)向，以職業(yè)實踐為重點，以典型零件加工為知識的載體，將課程核心知識和專業(yè)技能結(jié)合起來進(jìn)行訓(xùn)練，從而體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、交叉性、創(chuàng)新性，實現(xiàn)教學(xué)過程的模塊化、情境化。經(jīng)過一學(xué)年5個班級的滾動課程改革實踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣濃了，主動性增強了，教師的教學(xué)輕松了，教學(xué)效果比以前提高了。有的學(xué)生到企業(yè)實習(xí)，企業(yè)反映學(xué)生對公差配合與技術(shù)測量方面知識的掌握及測量技能有了明顯的進(jìn)步。企業(yè)的評價是教學(xué)改革效果最好、最有力的證明。我們將與企業(yè)合作，進(jìn)一步改革教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合企業(yè)案例實施教學(xué)，同時利用企業(yè)的技術(shù)設(shè)備，共同培養(yǎng)社會所需的合格人才。

[1]姜大源.當(dāng)代德國職業(yè)教育主流教育思想研究——理論、實踐與創(chuàng)新[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007. [2]徐國慶.職業(yè)教育原理[M].上海：上海教育出版社，2007. [3]胡荊生.公差配合與技術(shù)測量基礎(chǔ)[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2000.

[4]喬元信.公差配合與技術(shù)測量[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2005.

（本文責(zé)任編輯：王恒）

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1672-5727（2011）08-0078-02

劉進(jìn)明（1966—），男，江蘇高郵人，南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院蘇州校區(qū)機械工程系講師，工程師，主要從事產(chǎn)品及模具設(shè)計和專業(yè)教學(xué)工作。