以“提升工程能力”為導(dǎo)向的機(jī)械零部件測(cè)繪能力培養(yǎng)實(shí)踐

1 零部件測(cè)繪的教學(xué)模式現(xiàn)狀

機(jī)械零部件測(cè)繪為機(jī)械制圖的實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的零部件測(cè)繪能力、工程圖表達(dá)能力、基本機(jī)械零件的工程認(rèn)知、空間思維能力、實(shí)踐動(dòng)手能力。而課程傳統(tǒng)模式，以教學(xué)為目標(biāo)，由教師布置任務(wù)，學(xué)生領(lǐng)取零部件后，簡(jiǎn)單的完成主要尺寸的粗略測(cè)量，進(jìn)入表達(dá)法、零件圖及裝配圖環(huán)節(jié)訓(xùn)練，如圖1所示。

在零件尺寸測(cè)量環(huán)節(jié)，時(shí)間分配占比較少。課程形式主要是學(xué)生自主測(cè)量，且很多較復(fù)雜的尺寸采取間接測(cè)量或者估測(cè)，教師主要是在任務(wù)布置和檢測(cè)圖紙時(shí)介入，測(cè)繪過(guò)程中缺少教師的指導(dǎo)。在零件圖和裝配圖標(biāo)注環(huán)節(jié)缺少有效的練習(xí)，學(xué)生標(biāo)注停留在抄圖的層面，難以形成有效的工程能力培養(yǎng)。導(dǎo)致學(xué)生零件測(cè)繪圖紙質(zhì)量差

，學(xué)生對(duì)技術(shù)要求及規(guī)范性認(rèn)識(shí)不足，人才培養(yǎng)階段后期，無(wú)集中測(cè)繪環(huán)節(jié)作補(bǔ)充，導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至入職前期工程圖紙規(guī)范性不足。

2 現(xiàn)階段零部件測(cè)繪的教學(xué)模式盲點(diǎn)

2.1 零部件測(cè)繪中幾何量尺寸檢測(cè)存在盲點(diǎn)

以典型零件—托架為例，零件表達(dá)及關(guān)鍵尺寸如圖2，該零件的構(gòu)成由30個(gè)尺寸約束?，F(xiàn)階段學(xué)生在測(cè)繪過(guò)程中，大多采用傳統(tǒng)的通用測(cè)量器具和常見(jiàn)測(cè)量工具，如游標(biāo)卡尺、萬(wàn)能角度尺、百分表和千分表等，主要針對(duì)零件的尺寸公差和形狀公差。托架左視圖尺寸中：82、26H7和Φ16為定形尺寸，40±0.2為定位尺寸，可以通過(guò)游標(biāo)卡尺直接或間接測(cè)出。而托架主視圖尺寸60±0.2和90±0.2兩個(gè)線性尺寸，控制孔的軸線到基準(zhǔn)面B的距離，孔的位置處于與平面傾斜，游標(biāo)卡尺的卡爪檢測(cè)中直接接觸被測(cè)要素后，無(wú)法控制水平和豎直狀態(tài)，難以實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)，這種檢測(cè)方法和手段對(duì)課程目標(biāo)支撐不足。

在課堂中學(xué)生用手機(jī)進(jìn)行答題，并且反饋相關(guān)問(wèn)題，教師注意力在知識(shí)的傳授和學(xué)生的總體表現(xiàn)上較多，容易乎略某個(gè)學(xué)生用手機(jī)進(jìn)行娛樂(lè)活動(dòng)，影響學(xué)習(xí)效果。

2.2 對(duì)機(jī)械制圖課程中 “讀零件圖”章節(jié)的課程目標(biāo)支撐不足

大多數(shù)院校機(jī)械制圖課程

的“讀零件圖”章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)都包含以下兩點(diǎn)：(1)能正確綜合運(yùn)用機(jī)件常用的表達(dá)方法，包括視圖、剖視圖、斷面圖、簡(jiǎn)化畫(huà)法、規(guī)定畫(huà)法等，繪制中等復(fù)雜零件的零件圖樣，完整表達(dá)零件的結(jié)構(gòu)。(2)培養(yǎng)繪制和閱讀中等復(fù)雜零部件機(jī)械圖樣的基本能力，包括各類典型零件圖、標(biāo)準(zhǔn)件與常用件圖樣、部件裝配圖等；零部件測(cè)繪側(cè)重教學(xué)目標(biāo)(1)，即注重表達(dá)法的練習(xí)。

3)盤(pán)蓋孔位檢測(cè)示例。游標(biāo)卡尺能在測(cè)量各孔徑基礎(chǔ)上，間接法測(cè)出中心距。盤(pán)蓋上孔的位置是分布在圓周上，具有孔的角度或者位置度要求，游標(biāo)卡尺無(wú)法實(shí)現(xiàn)位置度和角度檢測(cè)。通過(guò)影像儀，可以直接檢測(cè)孔的直徑、分布圓的直徑。如圖7，通過(guò)擬合出孔的中心線連線，測(cè)出孔的分布夾角，進(jìn)一步評(píng)定孔的位置度要求。學(xué)生在完成相應(yīng)參數(shù)的檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)接觸測(cè)量與非接觸測(cè)量的區(qū)別，及后續(xù)《幾何量檢測(cè)與公差》課程擬合零件被測(cè)要素的認(rèn)識(shí)，起到良好的積累作用。同時(shí)對(duì)零件的設(shè)計(jì)、標(biāo)注和測(cè)繪的體驗(yàn)更貼近工程能力層面。

2.3 零部件測(cè)繪過(guò)程缺乏教師引導(dǎo)與糾正

2)外螺紋檢測(cè)。外螺紋如圖6，若通過(guò)傳統(tǒng)檢測(cè)方法，即游標(biāo)卡尺可以檢測(cè)大徑，不能測(cè)量螺距、牙型角。完成檢測(cè)后，學(xué)生給出的標(biāo)注代號(hào)：梯形Tr26。這種測(cè)繪環(huán)節(jié)，遺漏了螺紋重要參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)件章節(jié)中知識(shí)點(diǎn)。

3 以“提升工程能力”為導(dǎo)向的零部件測(cè)繪課程設(shè)計(jì)

3.1 測(cè)繪環(huán)節(jié)引入現(xiàn)代檢測(cè)儀器作為能力培養(yǎng)的重要支撐

將標(biāo)準(zhǔn)煤樣放入復(fù)合溶液中分別浸泡12h、24h、48h，浸泡溫度為25℃，取大小為1mm×1mm×1mm的煤樣放在105℃烘干箱中烘干24h，在電鏡掃描儀下放大1000倍觀察煤樣浸泡前后內(nèi)部表觀形貌變化，如圖2所示。

ABCB1基因C3435T多態(tài)性對(duì)手術(shù)患者術(shù)后阿片類藥物使用量及鎮(zhèn)痛效果影響的Meta分析 …………… 吳成鳳等（18）：2537

通過(guò)影像儀檢測(cè)，可以觀察被檢梯形螺紋的牙型對(duì)稱性，通過(guò)對(duì)被測(cè)要素的擬合，可以檢測(cè)出螺紋的大徑、中徑和小徑分別為25.8407、23.7767、18.9243mm。螺距的多組數(shù)值5.9961、6.0016、5.986、6.0311、5.9780mm。以及牙型角的多組數(shù)值31.610°、31.576°。學(xué)生自行采用評(píng)定方法給出參數(shù)值，并查表1，得出正確的代號(hào)Tr26x6(P3)LH-8e。通過(guò)影像儀檢測(cè)、評(píng)定及查標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生檢測(cè)出螺紋為雙線梯形螺紋，同時(shí)為了方便裝配，外螺紋尺寸加工都偏小。由此可見(jiàn)，通過(guò)儀器的檢測(cè)、數(shù)據(jù)評(píng)定及標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)，學(xué)生對(duì)零件的認(rèn)識(shí)更深，工程能力得到了一定程度的提升。

在盤(pán)類零件設(shè)計(jì)中，對(duì)軸的同軸度和端面的跳動(dòng)等位置公差一般都有設(shè)計(jì)要求。如圖4所示，在沒(méi)有檢測(cè)過(guò)程的基礎(chǔ)上教師很難向?qū)W生解釋端面斷面0.02跳動(dòng)公差和右端面軸向跳動(dòng)0.025公差的區(qū)別，學(xué)生從零部件測(cè)繪訓(xùn)練，變成簡(jiǎn)單的抄圖。學(xué)生對(duì)粗糙度檢測(cè)沒(méi)有體驗(yàn)，對(duì)粗糙度Ra近幾年標(biāo)準(zhǔn)更新不熟，導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙中存在大量的老標(biāo)準(zhǔn)符合，甚至新老標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)共存的問(wèn)題。

1)齒輪花鍵參數(shù)檢測(cè)。如圖5，學(xué)生可以通過(guò)影像儀檢測(cè)出一般齒輪的齒頂圓、齒根圓、輪齒寬度和夾角，同時(shí)判斷零件尺寸是否超差，并核算模數(shù)，檢測(cè)齒輪根切的情況。

“讀零件圖”章節(jié)的課程目標(biāo)理解典型零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、表達(dá)特點(diǎn)。具備讀、畫(huà)中等復(fù)雜零件圖的能力

。理解零件圖上技術(shù)要求的基本含義，能對(duì)零件圖上的技術(shù)要求進(jìn)行正確標(biāo)注。如圖3，學(xué)生對(duì)泵體的接口尺寸M33x1.5-7H及其平行度公差0.05停留在讀圖的層次上，在無(wú)實(shí)際測(cè)量過(guò)螺紋孔的軸線與A基準(zhǔn)面的平行度公差的情況下，缺乏較深層次的理解，難以在繪制零件圖樣后進(jìn)行尺寸公差和形狀公差的合理標(biāo)注。

企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品類型多樣，零件的螺紋、齒輪、孔位置和表面精度都有較高的設(shè)計(jì)

，質(zhì)量控制過(guò)程中，有較高的檢測(cè)要求，通常都會(huì)使用專用儀器或者現(xiàn)代儀器，如數(shù)顯高度尺、坐標(biāo)機(jī)、關(guān)節(jié)臂、影像儀等精密設(shè)備儀器?，F(xiàn)代檢測(cè)儀器是企業(yè)生產(chǎn)和質(zhì)量控制的重要技術(shù)支撐，本課程設(shè)計(jì)的測(cè)繪環(huán)節(jié)將以這些精密檢測(cè)儀器為依托進(jìn)行檢測(cè)。為實(shí)現(xiàn)企業(yè)與教學(xué)過(guò)程更好地銜接，覆蓋現(xiàn)階段零部件測(cè)繪中幾何量尺寸檢測(cè)的盲點(diǎn)。在零部件測(cè)繪課程中，測(cè)繪環(huán)節(jié)引入典型機(jī)械產(chǎn)品，如齒輪(輪齒形狀)、螺紋(外螺紋)、盤(pán)蓋(孔位)的零件。

3.2 以成果導(dǎo)向的零部件測(cè)繪課程教學(xué)設(shè)計(jì)

機(jī)械零部件測(cè)繪是對(duì)機(jī)械制圖課程的一項(xiàng)重要補(bǔ)充。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖零部件測(cè)繪課程以“繪”為核心，即著重讀圖，表達(dá)法的練習(xí)。測(cè)量手段和方法過(guò)于簡(jiǎn)單，對(duì)制圖的技術(shù)規(guī)范及圖紙尺寸標(biāo)注的多樣性，合理性，嚴(yán)謹(jǐn)性，訓(xùn)練不足，體會(huì)偏少，對(duì)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度不足。導(dǎo)致學(xué)生零件測(cè)繪圖紙質(zhì)量差，對(duì)技術(shù)要求、規(guī)范性認(rèn)識(shí)及工程經(jīng)驗(yàn)積累不足。

零部件測(cè)繪課程整個(gè)周期(2周)，時(shí)間較充足，為了避免抄圖現(xiàn)象，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中減少對(duì)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度不足的環(huán)節(jié)。第一學(xué)年學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)、制造等專業(yè)知識(shí)相對(duì)薄弱，在測(cè)繪環(huán)節(jié)加強(qiáng)能力的培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的重要途徑。如圖8，以培養(yǎng)工程能力為成果導(dǎo)向的課程教學(xué)設(shè)計(jì)，將工程能力進(jìn)行分解，增加現(xiàn)代儀器使用環(huán)節(jié)，提升測(cè)繪能力，解決測(cè)繪過(guò)程中尺寸測(cè)量盲點(diǎn)及能力培養(yǎng)不足的問(wèn)題。學(xué)生們從零部件拆卸開(kāi)始，到零件圖和裝配圖的標(biāo)注環(huán)節(jié)，現(xiàn)代儀器的使用貫穿著整個(gè)教學(xué)過(guò)程。以培養(yǎng)學(xué)生工程能力的目標(biāo)為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制圖零部件測(cè)繪課程 “測(cè)”和“繪”雙核心。

在核設(shè)施的輻射防護(hù)上，起初認(rèn)為只要保護(hù)了人類，也就保護(hù)了其他物種。1976年，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)明確提出非人類物種的保護(hù)問(wèn)題，1990年國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)提出的在保護(hù)人類的同時(shí)還需要保護(hù)人類賴以生存和發(fā)展的其他生物的輻射防護(hù)觀點(diǎn)逐漸為人們所認(rèn)可。因此，從保護(hù)環(huán)境、維持生物多樣性的角度，需要評(píng)價(jià)核設(shè)施對(duì)于生物的輻射影響。國(guó)外在該方面進(jìn)行了較多的研究，并研發(fā)了專門(mén)軟件，得到了廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

以“提升工程能力”為導(dǎo)向的機(jī)械零部件測(cè)繪課程教學(xué)設(shè)計(jì)。將工程能力進(jìn)行分解，增加現(xiàn)代檢測(cè)儀器使用環(huán)節(jié)，提升測(cè)繪能力，解決測(cè)繪過(guò)程中尺寸測(cè)量盲點(diǎn)和能力培養(yǎng)不足的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制圖零部件測(cè)繪課程 “測(cè)”和“繪”雙核心。解決了現(xiàn)階段教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度不足的問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程中學(xué)生為主體，教師指導(dǎo)是重要的組成。學(xué)生在使用儀器過(guò)程中，掌握測(cè)量?jī)x器的使用方法及要領(lǐng)，對(duì)零部件的多種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有更全面地認(rèn)識(shí)和體會(huì)。增加了零部件測(cè)繪的專業(yè)性和趣味性，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)機(jī)械零件產(chǎn)品的綜合分析能力及解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，企業(yè)和學(xué)生的滿意度得到了有效提高，參與教學(xué)改革的畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的圖紙質(zhì)量大幅提高。

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