淺析互換性理論與實(shí)訓(xùn)結(jié)合的教學(xué)示例

徐 琳

（蘇州技師學(xué)院，江蘇 蘇州 250009）

0 引言

在技校、高職類及高等院校的教學(xué)任務(wù)中無一不將《互換性與技術(shù)測(cè)量》作為主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。它既突出了常見幾何參數(shù)及典型表面的公差要求的標(biāo)注、查表、解釋以及對(duì)幾何量的常見檢測(cè)方法和數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容，又適當(dāng)?shù)乇ＷC了對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原理的解釋、分析，以貫穿本課程始終的實(shí)際例子，說明理論內(nèi)容，尤其是重點(diǎn)化解難于理解的理論內(nèi)容。這門課程對(duì)有一定實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來說是具有錦上添花的妙處，但對(duì)于零經(jīng)驗(yàn)的新生，教師需要在教學(xué)方法和活動(dòng)上多下功夫，多以實(shí)例、實(shí)物和圖樣引導(dǎo)學(xué)生。由于這門課的內(nèi)容較多，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要多進(jìn)行分組討論，分組討論可以鞏固已學(xué)的知識(shí)，并在討論的過程中發(fā)現(xiàn)問題，以及時(shí)地給予糾正和解決。下面以“莫氏錐度螺紋軸”中光滑圓柱體結(jié)合的互換性為例，結(jié)合項(xiàng)目化教學(xué)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。

1 “莫氏錐度螺紋軸”實(shí)例

圖1 “莫氏錐度螺紋軸”裝配實(shí)物圖

1.1 任務(wù)要求與分析

要求學(xué)生進(jìn)行分組練習(xí)：對(duì)普通車削零件“莫氏錐度螺紋軸”中兩處圓柱體配合進(jìn)行互換性計(jì)算。首先明確該零件的加工方法——普通車削。其次在裝配圖中找到這兩處圓柱體配合，再根據(jù)裝配圖對(duì)應(yīng)到零件圖，在零件圖中對(duì)尺寸、基本偏差代號(hào)及公差等級(jí)進(jìn)行分析，之后進(jìn)入計(jì)算。

圖2 “莫氏錐度螺紋軸”裝配圖

圖3 零件圖1

圖4 零件圖2

圖5 零件圖3

1.2 任務(wù)實(shí)施

以分組練習(xí)模式展開，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按照計(jì)算步驟準(zhǔn)確完成任務(wù)。組1 題目：試用查表法確定Φ23.82H7/h7 孔和軸的極限偏差，判斷其配合性質(zhì)等相關(guān)內(nèi)容，并畫出公差帶圖。組2 題目：試用查表法確定Φ28H7/g6 孔和軸的極限偏差，判斷其配合性質(zhì)等相關(guān)內(nèi)容，并畫出公差帶圖。計(jì)算步驟如下：

1.2.1 查表（學(xué)生根據(jù)相關(guān)教材填寫，如表3-2）確定孔和軸的標(biāo)準(zhǔn)公差

1.2.2 查圖（學(xué)生根據(jù)相關(guān)教材填寫，如圖3-12）和表（學(xué)生根據(jù)相關(guān)教材填寫，如表3-3）或（學(xué)生根據(jù)相關(guān)教材填寫，如表3-4）確定孔和軸的基本偏差

1.2.3 計(jì)算孔與軸的另一個(gè)極限偏差

1.2.4 標(biāo)出極限偏差

1.2.5 畫出公差帶圖

1.2.6 判斷該配合的配合性質(zhì)

1.2.7 求出極限間隙

在學(xué)生準(zhǔn)確、準(zhǔn)時(shí)完成計(jì)算后需要對(duì)學(xué)生的結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)活動(dòng)，并且讓學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)以檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度。

2 通過實(shí)例進(jìn)行拓展性思考

2.1 總結(jié)問題1

這個(gè)配合到底是基孔制還是基軸制？

討論結(jié)果：它既是基孔制又是基軸制。但對(duì)于基準(zhǔn)制的選擇主要是從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，同時(shí)兼顧到功能、結(jié)構(gòu)、工藝條件和其他方面的要求。從實(shí)際加工出發(fā)，一般軸的加工比孔容易，基于此項(xiàng)原因，一般優(yōu)先選擇基孔制。

2.2 總結(jié)問題2

這個(gè)配合在表——基孔制優(yōu)先、常用配合中未能查到及對(duì)公差等級(jí)的選用存在疑惑？

討論結(jié)果：表——基孔制優(yōu)先、常用配合中列舉的是基孔制優(yōu)先、常用配合，這些僅僅是可選用的一部分。查圖——一般、常用和優(yōu)先公差帶，只要上面可以進(jìn)行配對(duì)的都是允許的，所以該配合也是正確的。雖然書中提出的公差等級(jí)選用考慮細(xì)則中提及的：公差設(shè)計(jì)時(shí)，尺寸≤500mm 的常用尺寸段配合，當(dāng)公差等級(jí)小于IT8 時(shí)，推薦軸比孔小一級(jí)，如M8/f7、H7/u6 等；當(dāng)公差等級(jí)為IT8 時(shí)，也可采用同級(jí)孔軸配合，如H8/f8 等；當(dāng)公差等級(jí)大于IT9 時(shí)，一般采用同級(jí)孔、軸配合，如H9/c9 等。那么是否一定該遵循這項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工制造呢？但我們參照表——各種加工方法可達(dá)到的公差等級(jí)可知：“莫氏錐度螺紋軸”的普通車削價(jià)格，無論精車還是粗車，其加工精度等級(jí)最高為IT7，最低為IT12。那么根據(jù)選擇公差等級(jí)的原則，在滿足使用要求的前提下，盡可能選擇較大的公差等級(jí)。因此在一般公差帶允許的情況下，考慮到生產(chǎn)條件、制造成本和生產(chǎn)效率，適當(dāng)加大公差等級(jí)也是必要的。

2.3 總結(jié)問題3

結(jié)合實(shí)際加工，對(duì)比Φ23.82H7/h7 與Φ28H7/g6 這兩個(gè)同一規(guī)格的尺寸，其配合都為間隙配合，但實(shí)際加工時(shí)應(yīng)該選擇哪種配合更為符合實(shí)際？

討論結(jié)果：雖然H7/h7 的配合方式比較少見，大家可以參照表——基孔制常用和優(yōu)先配合的特征及應(yīng)用，也可以判斷這種間隙配合的特征屬于很小間隙的行列。雖然理論上不是優(yōu)選，但通過同學(xué)們的計(jì)算，和優(yōu)選項(xiàng)的H7/g6 比較（比較其公差帶的加工寬度），實(shí)際加工難度H7/h7＜H7/g6。同時(shí)，我們這里強(qiáng)調(diào)的是普車實(shí)訓(xùn)，由于人工操作的尺寸精度更難以保證，所以H7/h7 的實(shí)際應(yīng)用比較實(shí)用。

3 總結(jié)

盡管書本中的理論知識(shí)很繁雜，需要學(xué)生按部就班的記憶、理解和綜合計(jì)算。但該課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)不僅是掌握計(jì)算的過程，也是結(jié)合教材與實(shí)際加工的綜合性考量。今后如若作為一名設(shè)計(jì)人員，怎樣依據(jù)理論為實(shí)際制造加工提供更大的便捷與精度，這是我們學(xué)生時(shí)期應(yīng)當(dāng)不斷深入的問題。通過采取多樣的教學(xué)方式與手段，幫助學(xué)生在正確的思路上，針對(duì)實(shí)際問題大膽分析，擺脫一成不變的思維，希望他們能夠活學(xué)活用、舉一反三的解決實(shí)際問題。

［1］張帆，宋緒丁.互換性與幾何測(cè)量技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2007.

［2］陳于萍，高曉康.互換性與測(cè)量技術(shù)[M].北京:高等教育出版社，2005.

［3］劉啟林，柳敏煌，吳定智.公差配合與技術(shù)測(cè)量[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社，2006.

［4］郭彩芬，王偉麟.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［5］劉謹(jǐn).機(jī)械制造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008(發(fā)布時(shí)間:2011-09-18).