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【摘要】本文以《互换性与测量技术基础》课程教学为例,应用“理实一体化”教学思想,渗入实际教学方式,让该教学模式真正落到每个教学要点上。同时,利用形象化的比喻把不易理解的抽象概念及关系阐述清晰,让以前生硬的教与学的关系变得更容易接受。
【关键词】理实一体化 教学 理论 实际 零件
【基金项目】长江师范学院2015年教育教学改革项目;项目编号:JG15325。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)40-0039-02
理论联系实际,抑或实际反证理论,让理论和实际合为一体,达到你中有我,我中有你……这些理解都是我们对“理实一体化”的片面解读[1][2]。特别是在理论和实践有着特殊关系的教学课程中,就更不能单方面评判。下面就谈谈在《互换性与测量技术基础》课程教学中如何让“理实一体化”活得更有意义,让其不再是一句口号。
1.立规矩,依标准,优先行——精度设计就是理智地接近标准。
在教授《互换性与测量技术基础》时,首先要让学生知道:这门课是学习机械专业精度设计的规矩课,因为无规矩就会“乱”,无法达到互换的目的。而这些规矩就是标准,其分为技术标准,工作标准和管理标准。对于机械类专业学生来讲,这就是一门学习精度设计的规矩课,即技术标准课[3]。实际中,标在图纸上的数据不是凭空来的,特别是代表设计精度的数据,他们是来自标准中的优先数或优先数系。这些优先数就是专门管理精度数值的,他们的诞生对数值的简化、统一和协调起到了举足轻重的作用,所以在设计产品时,学生应该注意对主要参数和尺寸采用优先数原则。
有了标准化,数据就不会乱,因为一个合格的设计人员会参照标准,让图纸上的数据合理地接近标准,以达到设计所期望的结果,而精度设计的目的就在此。每个数据背后都有为他“撑腰”的标准,这样的设计也是一个责任感十足的设计,才能让用的人更踏实。
2.理论是“美好”的,实际却很“残酷”——误差现于实物,公差约束误差。
我们所见的理论数据并不是单独存在的,在实际生产中,仅对于一个零件来说,这个数据就变成了固定的,而对于一批零件,这个数据就成了一批不同的数据。难道这一批数据都是一样的吗?如果不一样,难道这一批零件都不合格吗?当然不是,实际上,我们要对美好的理论数据做一个平凡化的改造,让他更能适应残酷的现实环境。因为我们无法保证加工没有一丝误差,更不能保证零件所处的环境温度和湿度对零件不造成微小应变。所以给理论数据一个公差就很有必要。让理论数据在标准的范围内变化,这样加工师傅就敢于加工一批合格的零件,同时对误收和误废的发生也起到一定的控制作用。我们看到,公差就是误差的最大化,因为实际生产中误差太多,我们只能用标准的公差来约束他们[3]。比如,在讲到塞规和卡规时,让学生知道,在这两个量规上面同时存在着测量误差和制造误差,因为完美的东西是不存在的,或者是相对的,人无完人,量规也是一样,对于他们来说,误差是不可避免的,甚至是随处存在的。我们能做的,就是让实际加工出的误差在标准的公差范围之内。
3.尺寸重要,“形体”更重要——几何与尺寸误差难舍难分。
零件加工过程中,不仅有尺寸误差,还会产生形状和位置误差,这种误差的学名叫作几何误差,这对机构、仪器等的使用性能影响极大。比如,结构件的运动精度受到导轨形状误差的影响。所以仅仅控制尺寸误差是不够的,这样不利于保证零件的工作精度、密封性、运动平衡性及可装配性[4][5]。一般,为了满足使用要求,保证零件经济性和互换性,不能单一地约束尺寸误差,还必须控制零件的几何误差。实际上,几何误差和尺寸误差并不是独立存在的,往往相互影响。所以设计者一般根据对零件的要求,应用独立原则、包容要求、最大实体要求及其可逆要求等来约束几何误差和尺寸誤差。比如,最大实体要求用于被测要素时,被测要素应遵守最大实体实效边界,对于轴类零件,它的体外作用尺寸为最大实体实效尺寸,且轴上外表面轴径实际尺寸在最大实体尺寸dmax和最小实体尺寸dmin之间,如式子(1)(2)所示,其中t为几何误差值。
dfe≤dMV=dmax+t (1)
dmin≤da≤dmax (2)
可以看出,按照最大实体要求来生产该轴类零件,轴的实际尺寸要求在最大和最小极限尺寸之间,加工出的一批轴类零件的体外作用尺寸dfe都必须小于或等于设计者在图纸上规定的最大实体实效尺寸dMV。总之,在规定长度范围内的轴上的轴径实际尺寸由尺寸公差限制,而这一批加工出的每个零件的体外作用尺寸则被最大实体实效尺寸限制。前者控制的是每个轴单一的轴径尺寸误差,后者控制的就是一批轴的尺寸和几何误差。
综上所述,对于《互换性与测量技术基础》这门课的理论内容,仅按部就班是行不通的,让实验进课堂的同时,必须在教学方式和思维上狠下功夫,真正把“理实一体化”做到实处!
参考文献:
[1]刘艳萍.《数字电子技术》理实一体化教学的实例分析——以山西职业技术学院为例[J].晋城职业技术学院学报,2017,01:47-50.
[2]杜钦平.数控专业“理实一体化”教学模式探析[J].科技展望,2017,09:350.
[3]刘巽尔.极限与配合.北京:北京理工大学出版社,1992.
[4]刘巽尔.公差原则.北京:北京理工大学出版社,1992.
[5]齐新丹.互换性与测量技术基础. 北京:机械工业出版社,2006.
作者简介:
张岁(1987-),女,陕西武功人,硕士研究生,就职于长江师范学院,主要从事机械专业的教学和研究。