《互換性與技術(shù)測量》理論教學(xué)的案例化探索①

劉延星 陳玉嬌 韓利發(fā)

(東莞理工學(xué)院 廣東東莞 523808 )

《互換性與技術(shù)測量》課程是機械工程一級學(xué)科各專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，屬于本專業(yè)的核心課程[1-3]。本課程將機械設(shè)計和制造工藝系列課程緊密地聯(lián)系起來，是架設(shè)在技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和實踐教學(xué)課之間的橋梁。《互換性與技術(shù)測量》課程對機械設(shè)計與制造行業(yè)尤為重要，因為本課程的主要作用是解決設(shè)計過程中的核心技術(shù)問題：如何控制產(chǎn)品尺寸精度的尺寸公差和形狀精度的幾何公差。而且，機械類圖紙上標(biāo)注的大部分符號，均與本課程有關(guān)，這也進一步體現(xiàn)了《互換性與技術(shù)測量》課程的重要性。

然而，從畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計情況來看，學(xué)生對尺寸和形狀精度設(shè)計以及互換性標(biāo)準(zhǔn)的實際應(yīng)用能力普遍較弱。例如，不知如何合理地參照國家標(biāo)準(zhǔn)進行精度設(shè)計，以及畢業(yè)設(shè)計圖紙上的尺寸及形位公差等的標(biāo)注不規(guī)范等。學(xué)生對本課程理論知識的理解不夠深刻，以及未能及時對所學(xué)知識進行實踐，是造成這種情況的重要原因。針對這一問題，接下來本文將首先分析《互換性與技術(shù)測量》課程的內(nèi)容及特點，然后探索如何通過案例化提高學(xué)生對本課程理論知識的理解。

1 課程內(nèi)容及特點

圖1 《互換性與技術(shù)測量》理論教學(xué)的部分內(nèi)容知識點

圖2 減速器示意圖

《互換性與技術(shù)測量》課程的主要內(nèi)容為尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度，以及相應(yīng)測量儀器的使用。該課程的主要教學(xué)目標(biāo)為，使學(xué)生熟悉互換性的基本概念和有關(guān)公差配合的術(shù)語和定義，掌握公差與配合、表面粗糙度、技術(shù)測量等基本內(nèi)容。此外，還應(yīng)使學(xué)生熟練掌握正確的工程圖樣標(biāo)注方法，學(xué)會使用測量儀器，能夠正確測量零部件尺寸、幾何公差及表面粗糙度，并培養(yǎng)學(xué)生運用相關(guān)知識對產(chǎn)品進行精度設(shè)計和產(chǎn)品質(zhì)量檢測的能力[4]。接下來本文將重點討論《互換性與技術(shù)測量》的理論教學(xué)。

《互換性與技術(shù)測量》的理論教學(xué)內(nèi)容可以分為互換性、極限與配合標(biāo)準(zhǔn)、幾何公差標(biāo)準(zhǔn)、表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)、普通螺紋的公差與配合以及軸承與鍵的公差與配合等模塊。部分模塊內(nèi)容如圖1所示。

由圖可知，《互換性與技術(shù)測量》課程具有多、強、大的特點。即術(shù)語定義多，代號符號多，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定多，牽涉內(nèi)容多，經(jīng)驗總結(jié)多；原則性強，必須按照國標(biāo)等有關(guān)規(guī)定進行設(shè)計；在實際應(yīng)用中靈活性大[5]。

2 理論教學(xué)的案例化探索

《互換性與技術(shù)測量》課程理論教學(xué)的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的精度設(shè)計能力，因此引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計師的角度對本課程進行理解和學(xué)習(xí)，可以更好地應(yīng)對本課程的多、強、大等特點。此外，將實際的機構(gòu)案例化，綜合囊括互換性、極限與配合標(biāo)準(zhǔn)以及幾何公差標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，將理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，也可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思維，鍛煉其實際應(yīng)用能力。

本文試以減速器為例，對理論教學(xué)的案例化進行探索，嘗試將本課程的理論知識囊括在一起。圖2所示為減速器示意圖。軸承蓋與箱體一般采用螺釘連接，只需保證其可裝配性，因此一般采用最大實體要求；軸頸與滾動軸承處的配合，因滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，因此以標(biāo)準(zhǔn)件為基準(zhǔn)件，即軸頸與滾動軸承之間采用基孔制，滾動軸承與箱體之間采用基軸制；軸肩和孔肩應(yīng)提出軸向圓跳動要求，軸頸及箱體孔應(yīng)滿足圓柱度要求，同時為了嚴(yán)格保證滾動軸承與軸頸及箱體之間的配合關(guān)系，對軸頸及箱體孔提出包容性要求[6]。

此處只是拋磚引玉，在實際理論教學(xué)過程中，可以開發(fā)更多的實際案例，例如模具等，盡量與學(xué)生專業(yè)相貼合。

3 結(jié)語

本文對《互換性與技術(shù)測量》課程理論教學(xué)的特點進行了分析，針對本課程多、強、大的特點，提出需引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計師的角度對本課程進行理解和學(xué)習(xí)。此外，還應(yīng)將實際機構(gòu)案例化，通過理論知識案例化來提高學(xué)生對尺寸和形狀精度設(shè)計以及互換性標(biāo)準(zhǔn)的理解和運用能力。