【摘要】本文以《互換性與測量技術基礎》課程教學為例,應用“理實一體化”教學思想,滲入實際教學方式,讓該教學模式真正落到每個教學要點上。同時,利用形象化的比喻把不易理解的抽象概念及關系闡述清晰,讓以前生硬的教與學的關系變得更容易接受。
【關鍵詞】理實一體化 ?教學 ?理論 ?實際 ?零件
【基金項目】長江師范學院2015年教育教學改革項目;項目編號:JG15325。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2018)40-0039-02
理論聯(lián)系實際,抑或實際反證理論,讓理論和實際合為一體,達到你中有我,我中有你……這些理解都是我們對“理實一體化”的片面解讀[1][2]。特別是在理論和實踐有著特殊關系的教學課程中,就更不能單方面評判。下面就談談在《互換性與測量技術基礎》課程教學中如何讓“理實一體化”活得更有意義,讓其不再是一句口號。
1.立規(guī)矩,依標準,優(yōu)先行——精度設計就是理智地接近標準。
在教授《互換性與測量技術基礎》時,首先要讓學生知道:這門課是學習機械專業(yè)精度設計的規(guī)矩課,因為無規(guī)矩就會“亂”,無法達到互換的目的。而這些規(guī)矩就是標準,其分為技術標準,工作標準和管理標準。對于機械類專業(yè)學生來講,這就是一門學習精度設計的規(guī)矩課,即技術標準課[3]。實際中,標在圖紙上的數(shù)據(jù)不是憑空來的,特別是代表設計精度的數(shù)據(jù),他們是來自標準中的優(yōu)先數(shù)或優(yōu)先數(shù)系。這些優(yōu)先數(shù)就是專門管理精度數(shù)值的,他們的誕生對數(shù)值的簡化、統(tǒng)一和協(xié)調起到了舉足輕重的作用,所以在設計產品時,學生應該注意對主要參數(shù)和尺寸采用優(yōu)先數(shù)原則。
有了標準化,數(shù)據(jù)就不會亂,因為一個合格的設計人員會參照標準,讓圖紙上的數(shù)據(jù)合理地接近標準,以達到設計所期望的結果,而精度設計的目的就在此。每個數(shù)據(jù)背后都有為他“撐腰”的標準,這樣的設計也是一個責任感十足的設計,才能讓用的人更踏實。
2.理論是“美好”的,實際卻很“殘酷”——誤差現(xiàn)于實物,公差約束誤差。
我們所見的理論數(shù)據(jù)并不是單獨存在的,在實際生產中,僅對于一個零件來說,這個數(shù)據(jù)就變成了固定的,而對于一批零件,這個數(shù)據(jù)就成了一批不同的數(shù)據(jù)。難道這一批數(shù)據(jù)都是一樣的嗎?如果不一樣,難道這一批零件都不合格嗎?當然不是,實際上,我們要對美好的理論數(shù)據(jù)做一個平凡化的改造,讓他更能適應殘酷的現(xiàn)實環(huán)境。因為我們無法保證加工沒有一絲誤差,更不能保證零件所處的環(huán)境溫度和濕度對零件不造成微小應變。所以給理論數(shù)據(jù)一個公差就很有必要。讓理論數(shù)據(jù)在標準的范圍內變化,這樣加工師傅就敢于加工一批合格的零件,同時對誤收和誤廢的發(fā)生也起到一定的控制作用。我們看到,公差就是誤差的最大化,因為實際生產中誤差太多,我們只能用標準的公差來約束他們[3]。比如,在講到塞規(guī)和卡規(guī)時,讓學生知道,在這兩個量規(guī)上面同時存在著測量誤差和制造誤差,因為完美的東西是不存在的,或者是相對的,人無完人,量規(guī)也是一樣,對于他們來說,誤差是不可避免的,甚至是隨處存在的。我們能做的,就是讓實際加工出的誤差在標準的公差范圍之內。
3.尺寸重要,“形體”更重要——幾何與尺寸誤差難舍難分。
零件加工過程中,不僅有尺寸誤差,還會產生形狀和位置誤差,這種誤差的學名叫作幾何誤差,這對機構、儀器等的使用性能影響極大。比如,結構件的運動精度受到導軌形狀誤差的影響。所以僅僅控制尺寸誤差是不夠的,這樣不利于保證零件的工作精度、密封性、運動平衡性及可裝配性[4][5]。一般,為了滿足使用要求,保證零件經(jīng)濟性和互換性,不能單一地約束尺寸誤差,還必須控制零件的幾何誤差。實際上,幾何誤差和尺寸誤差并不是獨立存在的,往往相互影響。所以設計者一般根據(jù)對零件的要求,應用獨立原則、包容要求、最大實體要求及其可逆要求等來約束幾何誤差和尺寸誤差。比如,最大實體要求用于被測要素時,被測要素應遵守最大實體實效邊界,對于軸類零件,它的體外作用尺寸為最大實體實效尺寸,且軸上外表面軸徑實際尺寸在最大實體尺寸dmax和最小實體尺寸dmin之間,如式子(1)(2)所示,其中t為幾何誤差值。
dfe≤dMV=dmax+t ? ?(1)
dmin≤da≤dmax ? ?(2)
可以看出,按照最大實體要求來生產該軸類零件,軸的實際尺寸要求在最大和最小極限尺寸之間,加工出的一批軸類零件的體外作用尺寸dfe都必須小于或等于設計者在圖紙上規(guī)定的最大實體實效尺寸dMV。總之,在規(guī)定長度范圍內的軸上的軸徑實際尺寸由尺寸公差限制,而這一批加工出的每個零件的體外作用尺寸則被最大實體實效尺寸限制。前者控制的是每個軸單一的軸徑尺寸誤差,后者控制的就是一批軸的尺寸和幾何誤差。
綜上所述,對于《互換性與測量技術基礎》這門課的理論內容,僅按部就班是行不通的,讓實驗進課堂的同時,必須在教學方式和思維上狠下功夫,真正把“理實一體化”做到實處!
參考文獻:
[1]劉艷萍.《數(shù)字電子技術》理實一體化教學的實例分析——以山西職業(yè)技術學院為例[J].晉城職業(yè)技術學院學報,2017,01:47-50.
[2]杜欽平.數(shù)控專業(yè)“理實一體化”教學模式探析[J].科技展望,2017,09:350.
[3]劉巽爾.極限與配合.北京:北京理工大學出版社,1992.
[4]劉巽爾.公差原則.北京:北京理工大學出版社,1992.
[5]齊新丹.互換性與測量技術基礎. 北京:機械工業(yè)出版社,2006.
作者簡介:
張歲(1987-),女,陜西武功人,碩士研究生,就職于長江師范學院,主要從事機械專業(yè)的教學和研究。