工學(xué)一體化在零件測繪教學(xué)中的應(yīng)用

鄧曉娜 倪子田

摘 要：本文對(duì)零件測繪教學(xué)過程中， 如何運(yùn)用工學(xué)一體化的教學(xué)手段，把校企合作解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)問題轉(zhuǎn)化為課程教學(xué)，將多門專業(yè)課的知識(shí)融會(huì)貫通，引導(dǎo)學(xué)生開展零件測繪課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：工學(xué)一體化 零件測繪 識(shí)繪 測繪

在機(jī)械制造企業(yè)中，任何的產(chǎn)品都需要按圖樣加工。繪圖員和助理設(shè)計(jì)師崗位需求越來越大，如何培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生開展相應(yīng)繪圖員測繪課程的學(xué)習(xí)，適應(yīng)企業(yè)設(shè)計(jì)崗位的需求，成為了一個(gè)迫切需要解決的課題。

一、開展零件測繪課程的由來

在職業(yè)院校中，機(jī)械制圖課程是實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是機(jī)械專業(yè)進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)，而AutoCAD技術(shù)的發(fā)展不僅是計(jì)算機(jī)圖像類的基礎(chǔ)，也是機(jī)械制圖現(xiàn)代化的體現(xiàn)。

隨著時(shí)代的發(fā)展，《機(jī)械制圖》和《AutoCAD》這兩門課程已經(jīng)有機(jī)地結(jié)合在一起。筆者學(xué)校數(shù)控專業(yè)也抓住建設(shè)國家中職示范校的契機(jī)，在對(duì)企業(yè)和畢業(yè)學(xué)生做了大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，將這兩門課程融合成零件測繪課程來進(jìn)行工學(xué)一體化教學(xué)，主要培養(yǎng)學(xué)生閱讀和繪制機(jī)械零件圖樣等綜合職業(yè)能力。

零件測繪課程主要根據(jù)企業(yè)的繪圖員和助理設(shè)計(jì)師的崗位職責(zé)和技能，把機(jī)械制圖、AutoCAD、極限配合與技術(shù)測量基礎(chǔ)等課程整合起來進(jìn)行組織教學(xué)。筆者結(jié)合零件測繪課程一體化教學(xué)實(shí)施及遇到的一些問題進(jìn)行探討。

二、應(yīng)用于零件測繪教學(xué)的主要內(nèi)容

1.零件測繪教學(xué)主要內(nèi)容

近年來數(shù)控模具企業(yè)發(fā)展迅速，需要大量設(shè)計(jì)、數(shù)控編程的高級(jí)技工人才，越來越多的技校生投入到繪圖員等設(shè)計(jì)工作崗位。筆者學(xué)校通過多方調(diào)研，以工作任務(wù)為載體，和企業(yè)專家共同編寫學(xué)習(xí)教材，引入企業(yè)工作任務(wù)轉(zhuǎn)化為下列六個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)：機(jī)床傳動(dòng)軸的識(shí)繪、球閥閥蓋的識(shí)繪、減速箱箱體的繪制、浸油磨頭箱的繪制、變速箱齒輪的測繪和機(jī)用臺(tái)虎鉗的測繪。

六個(gè)代表性學(xué)習(xí)任務(wù)，每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)層次分明，學(xué)習(xí)的內(nèi)容由易到難，由淺入深，教師輔導(dǎo)到學(xué)生自主學(xué)習(xí)，逐步完成整個(gè)學(xué)習(xí)過程，并使學(xué)生達(dá)到能夠從事繪圖員工作的職業(yè)要求。

2.教學(xué)安排

（1）教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)安排。六個(gè)代表性學(xué)習(xí)任務(wù)中，每個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)都根據(jù)工學(xué)一體模式在零件測繪工作的認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括“學(xué)習(xí)目標(biāo)”“建議學(xué)時(shí)”“學(xué)習(xí)準(zhǔn)備”“學(xué)習(xí)過程”和“學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)”五部分內(nèi)容。通過組織活動(dòng)、展示圖片和實(shí)操練習(xí)來實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)學(xué)生按照步驟完成工作任務(wù)，具有較強(qiáng)的可操作性，通過“工學(xué)結(jié)合”一體化教學(xué)模式培養(yǎng)并實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與企業(yè)對(duì)繪圖員需求的無縫對(duì)接。

（2）教學(xué)模式和進(jìn)度安排。根據(jù)學(xué)習(xí)的難度和進(jìn)度，將整個(gè)教學(xué)活動(dòng)安排了兩個(gè)學(xué)期，在機(jī)械繪圖室學(xué)習(xí)手工機(jī)械制圖的基礎(chǔ)知識(shí)，CAD室進(jìn)行加深鞏固學(xué)習(xí)。兩者相輔相成，相互促進(jìn)提高。

三、工學(xué)一體化開展零件測繪教學(xué)

1.工學(xué)一體零件測繪教學(xué)的內(nèi)容安排

筆者根據(jù)企業(yè)調(diào)研的情況和市場的需求再結(jié)合多年工廠設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)以上情況開展以下零件測繪課程教學(xué)。主要分為三個(gè)階段：

（1）初始階段：識(shí)圖學(xué)習(xí)。安排機(jī)床傳動(dòng)軸的識(shí)繪和球閥閥蓋的識(shí)繪兩學(xué)習(xí)任務(wù)。

針對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)和企業(yè)反映學(xué)生的制圖問題，征詢了多位企業(yè)實(shí)踐專家的意見，安排識(shí)圖和抄圖練習(xí)。這部分教學(xué)主要以制圖基本知識(shí)、投影作圖、圖樣畫法及常用零部件結(jié)構(gòu)，通過觀察企業(yè)圖樣，分析各種不同的線型，針對(duì)不同圖線的線型線寬，在徒手練習(xí)的同時(shí)要結(jié)合CAD的圖層講述，充分掌握線型線寬設(shè)置。以識(shí)圖學(xué)習(xí)為主，輔以簡單的繪圖練習(xí)。

起初抄圖學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生多數(shù)出現(xiàn)繪制圖形與實(shí)際數(shù)據(jù)不符的現(xiàn)象，僅是圖形相似，這時(shí)需要花費(fèi)一些精力幫他們及時(shí)糾正。為什么會(huì)出錯(cuò)，如何才能繪制準(zhǔn)確圖形數(shù)據(jù)？從引導(dǎo)中讓他們逐漸修正錯(cuò)誤。

為了讓學(xué)生更好地領(lǐng)會(huì)掌握高平齊概念知識(shí)，如水平投影、垂直投影，一般引入較多的企業(yè)圖樣（一般有兩視圖），學(xué)生在多次對(duì)比模仿學(xué)習(xí)中逐漸形成自己的二維構(gòu)圖思維。

安排學(xué)生多進(jìn)行機(jī)械圖樣的抄圖練習(xí)，過程中盡量每個(gè)圖形都先讓學(xué)生進(jìn)行抄圖練習(xí)，運(yùn)用他們的方法擬定自己的思路，教師在旁要及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

由簡入繁安排線切割圖樣繪制練習(xí)，方便端正學(xué)生的繪圖態(tài)度。因?yàn)榫€切割電子檔是直接導(dǎo)入加工的，圖形不正確會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)線切割工件報(bào)廢，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)o企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

本階段以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡單識(shí)圖學(xué)習(xí)為主，逐漸培養(yǎng)學(xué)生形成合理的構(gòu)圖思維和正確的學(xué)習(xí)態(tài)度。學(xué)生先進(jìn)行手工繪制練習(xí)，然后再到CAD學(xué)習(xí)室進(jìn)行CAD圖樣的繪制。充分把制圖和CAD結(jié)合起來學(xué)習(xí)，規(guī)范性繪圖，更能適應(yīng)以后的工作要求。

（2）加深鞏固階段：繪制學(xué)習(xí)。安排減速箱箱體的繪制和浸油磨頭箱的繪制兩項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)。這部分教學(xué)以加深鞏固制圖知識(shí)為主，展開復(fù)雜零件繪制學(xué)習(xí)及裝配圖的學(xué)習(xí)，并進(jìn)行深入的公差標(biāo)注學(xué)習(xí)。

復(fù)雜零件繪制脫離不開三視圖，三視圖是學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的基礎(chǔ)，在前期識(shí)圖學(xué)習(xí)掌握兩個(gè)視圖的基礎(chǔ)后，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械零件三視圖的繪制學(xué)習(xí)。充分利用投影“長對(duì)正，寬相等，高平齊”的特點(diǎn)，讓學(xué)生逐漸加強(qiáng)領(lǐng)會(huì)零件中各視圖的關(guān)系和相關(guān)知識(shí)。

加深零件局部視圖、剖視圖的學(xué)習(xí)。引入PROE或UG等三維軟件進(jìn)行立體零件展示，讓學(xué)生輕松從三維實(shí)體中掌握二維圖形轉(zhuǎn)換，天天積累慢慢提升制圖能力。

尺寸公差配合學(xué)習(xí)時(shí)要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械零件的認(rèn)識(shí)，明確哪個(gè)位置需要公差、為什么需要標(biāo)注尺寸公差，如與其他零件配合的關(guān)鍵尺寸需要加公差。在這時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)哪些是零件的重要尺寸位置，如：軸承位、鍵槽位等。通過學(xué)習(xí)工作場合和方式深入理解什么是間隙配合、過盈配合、過渡配合。

裝配圖的學(xué)習(xí)。裝配圖應(yīng)該能反映出機(jī)械零件的所有結(jié)構(gòu)，看不到的應(yīng)該有剖切圖，要清晰地表示出裝配體的裝配關(guān)系、工作原理和各零件的主要結(jié)構(gòu)形狀等。機(jī)器裝配圖同零件圖一樣，都要表達(dá)出它們的內(nèi)外結(jié)構(gòu)。針對(duì)裝配圖的特點(diǎn)，為了清晰簡潔地表達(dá)出裝配體的結(jié)構(gòu)，要根據(jù)國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一些特殊表達(dá)方法、規(guī)定畫法和簡化畫法進(jìn)行綜合講述，特別是針對(duì)在裝配體中常遇到一些薄墊片、小間隙和小錐孔等位置時(shí)，可建議采用夸大畫法繪制，明顯突出該位置。

（3）進(jìn)階階段：測繪學(xué)習(xí)。安排變速箱齒輪的測繪和機(jī)用臺(tái)虎鉗的測繪兩學(xué)習(xí)任務(wù)。

進(jìn)行測繪前，必須對(duì)該設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能、動(dòng)作原理、使用情況等作初步了解；對(duì)被測繪的每一個(gè)零件，要搞清它在整機(jī)或某個(gè)部件中的地位和作用、受力狀態(tài)和接觸介質(zhì)以及與其他零件的關(guān)系。此外，還要大體了解它們的加工方法。

測量零件尺寸時(shí)，要正確選擇基準(zhǔn)面?；鶞?zhǔn)面確定后，所有要測量的尺寸均以此為準(zhǔn)進(jìn)行測量，盡量避免尺寸的換算，以減少錯(cuò)誤。盡量避免分段測量，分段測量的尺寸只能作為核對(duì)尺寸的參考。

測量磨損零件時(shí)，對(duì)于測量位置的選擇要特別注意，盡可能地選擇在未磨損或磨損較少的部位。如果整個(gè)配合表面均已磨損，在草圖上應(yīng)加注明。

齒輪盡可能要成對(duì)測量，對(duì)于變位齒輪及斜齒輪必須測量中心距，對(duì)于斜齒輪還要測量螺旋角并注意螺旋方向。

裝配圖及零件圖的圖形位置盡可能地要與其安裝位置一致。對(duì)于一些重要的裝配尺寸應(yīng)在部件拆卸前加以測量，一些復(fù)雜位置最好通過拍攝相片作為以后裝配時(shí)參考，要先繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖及裝配草圖，再測繪零件圖。機(jī)械拆卸過程中，零件規(guī)范放置、上油。一定要嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，避免出現(xiàn)不必要的安全事故。逐一對(duì)機(jī)械零件（標(biāo)準(zhǔn)件除外）進(jìn)行繪制草圖。各零件繪制完草圖后，要反復(fù)驗(yàn)證檢查無誤后，再安排學(xué)生對(duì)機(jī)械進(jìn)行裝配復(fù)原，對(duì)傳動(dòng)位置要進(jìn)行多次調(diào)試，確保工作運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

測繪配合零件的尺寸時(shí)，必須測量配合零件的相應(yīng)尺寸，尤其是在只更換一個(gè)零件時(shí)更應(yīng)如此，同時(shí)要了解兩零件間的配合關(guān)系。

機(jī)用臺(tái)虎鉗在每個(gè)學(xué)校都有很多，由于小型常見，結(jié)構(gòu)原理簡單易懂，且進(jìn)行裝拆容易，方便學(xué)生開展測繪的進(jìn)階學(xué)習(xí)。

2.工學(xué)一體化零件測繪教學(xué)的實(shí)施過程。以減速箱箱體的繪制為例

（1）接受繪圖任務(wù)。開始階段，教師將翻新減速箱圖樣的任務(wù)分發(fā)給各學(xué)習(xí)小組，分組對(duì)圖樣進(jìn)行分析研究，把圖樣中不懂的新知識(shí)找出來。查閱資料，聽教師講解，逐步解決疑難。

（2）制定減速箱箱體繪圖方案、各小組成員進(jìn)行討論，擬定一初步方案。教師組織引導(dǎo)點(diǎn)評(píng)，再對(duì)比參考其他小組的繪圖方案，小組合作修改完善后制定一個(gè)合理的繪圖方案。

（3）繪制減速箱箱體零件圖。教師引導(dǎo)學(xué)生從簡入繁，逐步化難為易，運(yùn)用CAD軟件完成箱體零件圖的繪制。在繪制過程中，為加深學(xué)生們的零件局部視圖、剖視圖的學(xué)習(xí)，建議教師引入PROE、UG等三維軟件進(jìn)行立體零件展示，讓學(xué)生輕松從三維實(shí)體中掌握零件圖的形狀，從而順利完成箱體零件圖的繪制。

（4）打印減速箱圖樣。整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)小組成員要通力合作，要能積極思考問題，并對(duì)出現(xiàn)的問題能發(fā)表個(gè)人見解。各小組之間形成友好的相互競爭、相互促進(jìn)的關(guān)系。教師在整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)中要起到積極引導(dǎo)作用，對(duì)學(xué)生們出現(xiàn)的疑難要及時(shí)進(jìn)行分析并引導(dǎo)解決。

四、實(shí)施的效果

在工學(xué)一體零件測繪課程學(xué)習(xí)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高了。學(xué)生能更全面地根據(jù)企業(yè)需求學(xué)習(xí)繪圖理念知識(shí)，并能運(yùn)用所學(xué)的測繪知識(shí)，在數(shù)控車、數(shù)控銑等課程的學(xué)習(xí)中也效果顯著。

五、小結(jié)

零件測繪的一體化教學(xué)，收獲了一定的成績。由于是針對(duì)機(jī)械制圖、AutoCAD、極限配合與技術(shù)測量基礎(chǔ)等多門課程整合起來進(jìn)行組織教學(xué)，教學(xué)嘗試時(shí)間不長，還有不少不盡如人意的地方，尚需在實(shí)踐中繼續(xù)探索和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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