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互换性与机械制图研究

1引言

制造业是国民经济的重要支柱和基础,其中,机械设计制造及其自动化专业是制造产业发展赖以支撑的基础,在国民经济与国家教育事业发展中处于极其重要的地位,对其他产业、技术领域和学科也起着支撑性和引导性作用[1]。机械设计制造及其自动化专业,简称“机制专业”。机制专业是一个经典专业,在我国各大院校建设时间悠久。但正因为如此,在课程体系建设上,存在着授课内容重复,课程联系不紧密,知识点更新缓慢等问题。近些年来,国内诸多高校纷纷进行专业认证。与国外的课程体系相比较,也存在着许多问题。鉴于此,针对机制专业的课程进行合理的优化有着重要的意义[2]。“机械制图”与“互换性技术测量”是机制专业的两门专业基础课,往往也是机制专业学生在踏入校门后的第一、二门专业课,是机械设计制造及其自动化专业其他课程的基础。所以优化此两门课程,对提升教学质量有着重要的意义[3]。

2存在问题

2.1内容重复讲解。按照现有计划,“机械制图”安排在第一、第二学期。“互换性与技术测量”安排在第三学期。两门课程联系紧密,知识点上也有很对相互衔接之处。但正因为如此,存在着课程知识点重复讲解的问题。《机械制图》第八章为零件图部分,此章的教学目标之一即为掌握零件图的画法,具备读图能力。其中,图纸部分主要包含互换性的知识点,而“机械制图”仅仅简单讲授以上知识点的画法,并不能完成教学目标,学生在读图的时候,并不能理解图纸中各标注的意义,进而不能读懂零件图。如果针对此知识点进行讲授,又会占用大量时间。并且这四部分内容,又是“互换性与技术测量”的重要知识。即使在制图课程中讲授,学生在进行“互换性与技术测量”学习的时候,往往也会遗忘这些知识,影响了教学效果[4]。2.2知识点不能融会贯通。目前,学生对于精度设计的部分掌握情况不理想。在接下来的课程设计中,以及最后的毕业设计,都不能较好地应用精度设计的知识。具体反映在图纸上,就是依样画葫芦。反映在图纸上的粗糙度,形位公差,极限与配合部分,大多数都是照抄其他资料,或者随意标注。即使能够标注,也不能深刻理解。造成这种情况的原因是:尽管两门课程都在讲授此部分知识,但讲授过程中各自为政,并没有融汇贯通。学生在听课的过程中也学习得一知半解。“机械制图”一课中,主要任务侧重于如何绘制符合国家标准的图纸,对于精度设计几乎不涉及。而“互换性”限于课程时长,再考虑粗糙度、形位公差、极限与配合的部分在“机械制图”中已经涉及,同时缺少课程设计的环节,不能进行实际的应用训练。所以导致学生在学习精度设计部分没有得到充分的消化。基于以上问题,将现有的课程体系进行优化,同时整合其中部分知识点,在接下来的环节中,利用课程设计进行实际应用训练。使得学生在学习过程中,能够掌握核心知识点。同时对于提升教学质量,也有着很重要的意义。

3课程整合

课程的整合并非知识点的简单合并,而是要将几门课的知识点融会贯通,将课程之间的知识点进行交叉融合,使学生在学习过程中,能够系统地掌握每门课程之间的联系。所以,需要对课程之间的知识点重新进行梳理,甚至做出必要的取舍,以便于学生能够有效地掌握。首先,先根据“机械制图”与“互换性与技术测量”两门课程,进行知识点的梳理,罗列出近似甚至是重复的知识点。其中,两门课程的重复部分主要集中在图纸部分,反应在“机械制图”上,即为零件图与装配图两章。具体在“互换性与技术测量”课程中,如表1所示:表1所示的知识点中,第一部分为极限与配合。其中极限与配合部分需要在“机械制图”课程中讲解,要求学生理解极限与配合的基础,包括术语、定义以及标法以及标准公差数值表。在此基础上需要掌握公差与配合的选择,具体知识点包括:基准制的选择;标准公差等级和公差带的选择;配合的选择;配合特性以及基本偏差的应用。在掌握以上知识点之后,通过一个应用的实例,掌握极限偏差数值的具体应用。第二部分为形位公差。其中,形位公差的基础部分放在“机械制图”课程中讲解。首先要求学生理解形位公差的术语及定义。其次需要学生们掌握公差带的定义。最后,讲解形位公差的选择。第三部分为表面粗糙度。其中表面粗糙度的知识点中,要求学生能够了解表面粗糙度对零件功能的影响。在此基础上能够熟悉表面粗糙度参数的选择。之后需要学生掌握具体的选用原则。第四部分为尺寸链。其中,首先需要学生们掌握尺寸链的定义,在此基础上熟悉尺寸链的组成,同时能够熟悉尺寸链的种类。在授课时需要重点强调:由于机械零件在实际加工时总有误差,所以,标注时都有公差范围。在标注时,最次要的部分不标注尺寸。如果将尺寸进行封闭标注,加工时,工人师傅往往难以把握和理解哪一个尺寸是首要的,影响加工精度在整个工序中的分配。在布置相关部分绘图作业时,也要重点强调。以上四部分内容,在两门课中均有涉及。在整理了相关的知识点之后,将以上重点置于“机械制图”中进行讲解。大约需要增加6-8课时的课时量。在进行“互换性与技术测量”的讲授过程中,以作业的形式复习。鉴于“机械制图”的课时量有限,所以需要对此课程进行进一步的优化,以保证上述四部分知识点能够有效地、充分地进行讲授。针对“机械制图”课程,首先将正投影的基本知识进行优化。具体先将直线的投影部分难度降低,把重点放在“平面上点的求法”中,之后优化平面的投影部分,将垂直部分作为选修来讲解。其次,对于制图的基本知识一技能部分也作出教法上的调整。这一章内容中,关于图纸上国家标准的知识点较多。学生在没有绘制图纸的经验之前,难以理解各种国家标准,只能够强行记忆。教学效果不理想。所以将国家标准部分知识点,改为作业的形式,抄画一张零件图。同时要求教师需要将每一份图纸进行批改,并选取典型实例进行讲解。使学生能够掌握绘图的国家标准。在此基础上对常用几何作图法部分的知识进行缩减,在课程设计或作业中进行讲授。将原有的机械制图课程设计更改为机械零件测绘课程设计,将制图与互换性两门进行结合。以企业中实际应用生产的零件作为测绘对象。首先进行零件的尺寸测绘,之后绘制零件草图,再自行查阅相关的资料确定零件精度,最后完成零件图的绘制。通过测绘课程设计,将两门课有机地结合起来,对两门课程的知识进行了融合。

4结论

通过对“机械制图”与“互换性与技术测量”课程的整合,可以有效地解决课程内容重复、学生不能融会贯通的问题。首先将两门课程的相似知识点进行了整合,其次优化了“机械制图”课程的学时,最后通过机械零件测绘课程设计对两门课程进行了巩固和复习,使得学生的学习效果有了显著的提高。机制类专业课程内容联系紧密,在此基础上可以将机械设计、机械设计课程设计等课程的知识点进行整合,形成模块化的课程体系。这样,可使得教学质量得到有效的提升。

参考文献

[1]张俊杰.郑州市装备制造业现状与发展思路[J].洛阳理工学院学报:社会科学版,2012(6).

[2]陈文东.基于专业认证的高校人才培养模式改革与实践[J].漯河职业技术学院学报,2015(7).

[3]王新平,王志良.物联网工程导论课程建设与研究[J].高教学刊,2016(10).

[4]李兆安,卢俊辉.AutoLISP与DCL开发AutoCAD公差自动标注[J].机械工程师,2007(8).

作者:张孝元 王蕊 刘今凡 单位:山西农业大学信息学院

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