机械制图中有关“尺寸标注方法”的创新讲法

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  [摘要]本文以尺寸标注的讲法为例子,详细探讨了机械制图教学中的创新教法问题。不但在教学内容的安排上做了大胆创新,而且还对整个尺寸标注的讲解方式做了深入研究,给出了一种崭新的“以体为纲”的,结合“形体分析”的尺寸标注步骤。给出了一个明确的标注尺寸的方法,并通过实践验证,取得了良好反响。
  [关键词]机械制图 创新讲法 尺寸标注方法
  尺寸标注的相关内容是工程制图教学中的重点和难点。它贯穿了工程制图课程的自始至终。这里所谓的“创新讲法”就是将传统的各章节中的有关“尺寸标注”的分散内容进行提炼、整合,把握着“以体为纲”的原则,以“形体分析法”为基础,按照图形的形成过程标注尺寸,力求在提高学员空间构思能力的同时,做到尺寸标注有据可依。同时在整个教学方法上,采用带着问题学习的思路,通过“提出问题,引入内容;回答问题,展开内容;总结问题,巩固内容”来实施授课过程。
  一、课程安排上的创新
  工程制图的授课任务注重的是拓展学员的思维空间,提高学员的想象能力,要求掌握一定的绘图和读图能力,具备初步的创新设计能力。在这样的思路指导下,课程的前期我们把教学重点放在了培养学员的空间构思能力上,对尺寸的要求相对较少。而从课程的中后期开始,教学重点则转移到对具体工程图纸的阅读和绘制上,这时就需要对图纸中尺寸标注的目的和含义有一个详细的了解。因此我们把有关尺寸标注的相关内容整合为一次课的时间,安插在“零件图”部分中进行集中讲解。这样可以避免授课过程中的内容跳跃,既适应了课时压缩的现实情况,又有利于学员对整个内容的理解和掌握。
  二、授课手段上的创新
  在整个授课过程中,我们遵循着容易被学员掌握的“带着问题学习”的方法。对整次课提出了两个问题,一个是尺寸标注的内容,也就是“标什么”的问题;另一个是尺寸标注的方法,也就是“怎么标”的问题。在内容展开上,我们本着“以平面图形尺寸标注为基础,以组合体尺寸标注为方法,以零件图的尺寸标注为综合应用”的思路。整个授课过程中,我们把内容分解成三大部分,每一部分都以两个问题为主线,在解决问题中掌握课堂知识。
  下面就以“平面图形尺寸标注”为例子,来看一下尺寸标注的具体的做法。
  (1)“标什么”。通过这个问题的提出,引出尺寸的种类,包括“定形尺寸”和“定位尺寸”,当然在标注定位尺寸时又引出了“尺寸基准”的选择原则。其中“定形尺寸”指的是表示线条形状的尺寸 (如矩形的长、宽;圆形的直径;圆弧的半径;角度;弧度等。如图1中的110、70、40、20、2×φ20);“定位尺寸”指的是表示线条相对位置的尺寸(如图1中的48、60);其中“定位尺寸”的标注位置和方式,取决于“尺寸基准”的选择,“尺寸基准”指的是标注定位尺寸的起点,选择的原则是:对称中心线或长的轴线等。
  (2)“怎么标”。在解决“怎么标”的问题时,我们结合课程前期的学员已经熟练掌握的“形体分析法”,将图形分类,一类看成基本图形的“叠加”如图2所示,一类看成是基本图形的“切割”如图3所示。针对这两种图形,我们分别给出两种标注尺寸的方法。
  对“叠加类”图形:第一步“分析图形”,将图形分类,并选择好整幅图形的尺寸基准(一幅平面图形只反映两个坐标,所以只有两个基准);第二步“标注尺寸”——“拆分”图形,分别标注每一个基本形状的“定形”和“定位”尺寸,然后再把尺寸“叠加”;第三步“调整检查”,检查是否遗漏、重复并调整尺寸位置。
  对“切割类”图形,也是分三步进行:“分析图形”、“标注尺寸”、“调整检查”。当然,在第二步标注尺寸时,遵循的方法是,先把图形“还原”,然后再按照切画过程,分别标注每一部分的“定形”和“定位”尺寸,如图3所示,可以先标注大圆形的直径,再标注上下截线的尺寸,最后再标注左右两侧截切形状的尺寸。
  通过平面图形尺寸的标注,使学员对整个尺寸标注方法有了感官上的认识。接下来,再引入组合体的尺寸标注,这里除了要保留上述平面图形尺寸标注的思路和方法,还要强调两者的区别。比如,在选择基准时,组合体的一组视图可以反映立体长、宽、高三个方向坐标,所以应该有三个基准;在解决“标什么”的问题时,组合体由于是一个整体,所以还存在一个“整体尺寸”;在解决“怎么标”的问题时,由于组合体是由基本体组成的,所以要先熟练掌握一些常用基本体的尺寸标注。除此以外,仍然按照平面图形尺寸标注的步骤,先分析图形,分类、选基准;再分别按照“叠加”和“切割”两种方法对立体进行尺寸标注;最后再对尺寸进行调整检查。
  最后是零件图的尺寸标注,一般来讲,零件就是在组合体的基础上,增加了一些工艺结构,比如倒角、倒圆、螺纹结构、退刀槽结构等形成的具体形体,因此零件图的尺寸标注从总体上讲,依然延续着上述的方法和步骤,但是,由于很多工艺问题的引入,所以在这一部分中,一定要重点强调对一些常见工艺问题,在尺寸标注时的处理情况,比如尺寸标注要方便加工和测量,尺寸不能注成封闭形式,铸造毛坯件的尺寸标注规则等等。
  3.教学实践验证
  通过对上述三种图形的尺寸标注方法和步骤的集中讲解,使学员对整个尺寸标注有了一个完整的认识。既掌握了标注尺寸的具体方法与步骤,做到了“有的放矢”,也理解了三者之间的联系与区别,加深了印象。在整个授课过程中,通过采用这种授课方式,使以往学员感觉杂乱、无从下手的内容,有了一个清晰、明确的认识,同时通过练习和测试,发现学员在提高读图能力的基础上,对尺寸标注这一部分的掌握程度也有了明显的提高。通过这两年的探讨和分析,作者本人对整个工程制图课程的教学也有了更深入的体会,在学时减少的情况下,不能一味地压缩内容,而应该潜心研究创新教法,提取精华,保证学员以高昂的学习兴趣掌握必要的课堂知识。
  (作者单位:1.2.3海军航空工程学院 山东烟台)
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