機(jī)械零件測繪教學(xué)設(shè)計
——以《軸類零件的測繪》為例

劉鳳 王曉軍 韓淑玲

（濰坊職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 262737）

減速器當(dāng)中傳動軸損壞就影響整臺機(jī)器的使用，可是傳動軸并不是標(biāo)準(zhǔn)件，沒有型號，也沒有地方可以購買，想要自己加工生產(chǎn)，沒有圖紙如何解決。掌握規(guī)范的測繪方法很有必要。

一、教學(xué)分析

（一）學(xué)情分析

本單元授課對象為機(jī)械設(shè)計專業(yè)大一學(xué)生（一年級下學(xué)期），他們熟練并熱衷網(wǎng)絡(luò)信息使用，但工作規(guī)范意識淡薄，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的意識。大一上學(xué)期已經(jīng)開設(shè)了機(jī)械制圖、計算機(jī)繪圖等專業(yè)基礎(chǔ)課程，能夠完成零件的繪制并且具備了圖紙的分析讀圖能力，但并沒有實戰(zhàn)經(jīng)驗，缺少對實物測量的經(jīng)歷，測繪的相關(guān)工作沒有接觸。

（二）教學(xué)重難點

教學(xué)重點為測繪過程工具的規(guī)范使用和數(shù)據(jù)的合理處理，教學(xué)難點為零件草圖的規(guī)范繪制。

二、教學(xué)策略

（一）教學(xué)思想

以典型軸類零件為載體，以完成軸類零件的測繪為任務(wù)驅(qū)動，充分引導(dǎo)學(xué)生利用自主學(xué)習(xí)、分組討論、分層指導(dǎo)等方法，將“教學(xué)做”融為一體。

（二）教學(xué)方法

1.教法：任務(wù)驅(qū)動法、問題導(dǎo)向法

課堂一開始采用任務(wù)驅(qū)動，引導(dǎo)同學(xué)們對破損軸零件的測繪方法的思考，從而通過軸類零件的測繪這一任務(wù)將學(xué)生帶入課堂進(jìn)行學(xué)習(xí)，為更好的引導(dǎo)學(xué)生解決任務(wù)，將總?cè)蝿?wù)進(jìn)行分解，實現(xiàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的環(huán)環(huán)相扣。

2.學(xué)法：小組合作法、自主探究法

引導(dǎo)學(xué)生采用小組合作和自主探究的方式，圍繞教學(xué)重點和難點進(jìn)行學(xué)習(xí)探討，學(xué)生通過分析和討論，借助團(tuán)隊協(xié)作順利掌握重點突破難點。

三、教學(xué)過程

（一）案例導(dǎo)入及問題提出

學(xué)生精力最集中的時間是本節(jié)課的前半部分，而能不能快速的吸引學(xué)生的興趣，一個好的開始非常重要。首先通過復(fù)習(xí)常用物體表達(dá)方案等一系列制圖基礎(chǔ)知識以及Auto CAD二維軟件的操作方法引導(dǎo)同學(xué)們思考這些課程的學(xué)習(xí)與我們所學(xué)專業(yè)有什么關(guān)聯(lián)。緊接著邀請同學(xué)們觀看減速器的動畫。設(shè)定疑問：傳動軸損壞怎么辦？通過設(shè)置疑問，開啟大家的學(xué)習(xí)思維。

（二）知識點學(xué)習(xí)

1.理論知識講解

測繪，“測”代表測量，“繪”代表繪圖。通過測量來完成繪圖的過程就叫做測繪。它需要對已有零件進(jìn)行分析，利用測量工具對相關(guān)零件的外形及尺寸進(jìn)行測量，并將其用零件圖的形式表達(dá)出來的完整過程。測繪是將“測”和“繪”進(jìn)行完美融合的一個非常重要的理論聯(lián)系實踐的環(huán)節(jié)。測繪通常是在現(xiàn)場進(jìn)行，繪圖條件受到限制，所以一般采用徒手繪制，但是投影關(guān)系和尺寸比例應(yīng)表達(dá)正確。同時結(jié)合同學(xué)們將來可能從事的工作崗位，加深同學(xué)們對不同種類測繪的理解。例如，機(jī)修測繪的目的是為了修配。假設(shè)設(shè)備上某個零件壞了，既沒有備用件，又沒有地方可以購買，就需要照著原來的壞的零件加工一個，可是原來并沒有圖紙，這時候就需要按照實物繪制，繪制出來的零件圖交給工人師傅進(jìn)行加工生產(chǎn)。

2.測量知識講解

測量工具的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法之前已經(jīng)講解，一般情況下，同學(xué)們掌握的較好，課堂上不再重復(fù)講解。講解的重點放到測量之后數(shù)值的處理問題。

測量之前，我們先要明確測量對象有哪些。對于軸類而言，有三個主要的測量對象，分別是軸向尺寸、徑向尺寸和表面粗糙度[1]。

(1)軸向尺寸，即長度方向的尺寸?？梢赃x用鋼直尺或者游標(biāo)卡尺直接測量各段的長度和總長度，然后根據(jù)一定的原則進(jìn)行尺寸圓整。

在這里要做幾點說明：

首先，總長度應(yīng)直接量出來，不可以用各軸段的長度累計計算。

其次，測量被測物體時，不管是使用哪種測量工具，測量尺寸往往含有小數(shù)，但是為了使圖形表達(dá)的更加清晰準(zhǔn)確，應(yīng)對測量出來的尺寸進(jìn)行處理。關(guān)于尺寸圓整，需要強調(diào)“逢4舍，逢6進(jìn)，遇5保證偶數(shù)”的原則。假設(shè)要求測量的數(shù)值都保留到小數(shù)點后一位，測量數(shù)值13.24圓整為13.2，13.26圓整為13.3，13.75圓整為13.8， 13.85圓整為13.8。

最后，工人在實際加工時，不可能剛好加工至一個整數(shù)，數(shù)值需要一個合理的范圍。當(dāng)軸向尺寸為重要尺寸時，盡量使其基本尺寸圓整為整數(shù)，并同時保證給定的公差在IT9以內(nèi)，公差值選擇雙向公差[2]。

(2)徑向尺寸。用到的測量工具為游標(biāo)卡尺或者千分尺，另外一些特殊地方也可以用卡鉗借助鋼直尺進(jìn)行讀數(shù)。

（3）零件的表面粗糙度。一般使用粗糙度樣板與被測表面相比較。測出表面粗糙度數(shù)值之后，還需要根據(jù)零件的應(yīng)用場合，利用類比法進(jìn)行取值[3]。

3.繪圖知識講解

(1)分析零件。被測傳動軸，結(jié)構(gòu)比較簡單。兩個鍵槽位的作用是為了安裝齒輪和聯(lián)軸器，凸臺為了安裝軸承。同時為了使加工方便，帶有中心孔。

(2)確定零件視圖的表達(dá)方案。本環(huán)節(jié)也是繪圖表達(dá)的重點。被測零件為軸類零件，按零件的加工位置或工作位置確定主視圖，即工件水平放置[4]。

初步確定了主視圖的位置，再考慮如果想要將零件表達(dá)的更加完整，還需要采用哪些視圖。通常繪制識圖時，需要三視圖，可是對于軸類而言，如果繪制三視圖的話，主俯視圖幾乎一致，左視圖又出現(xiàn)了好多的同心圓，并不能很好的表達(dá)零件結(jié)構(gòu)還顯得特別繁瑣。所以對于回轉(zhuǎn)體的軸類零件，用一個視圖就可以。另外在這個軸上有兩個鍵槽，需要繪制斷面圖。在此可以提問大家“斷面圖和剖視圖的區(qū)別”相關(guān)問題。

(3)徒手繪圖。劃線包括后面的描深，線一定是連續(xù)的。

徒手繪圖第一步。首先需要根據(jù)傳動軸的總長和最大直徑，初步確定選用的圖紙大小，并繪制圖框。對圖紙進(jìn)行合理布局，確定看圖方向。繪制主要的軸線、中心線進(jìn)行定位，考慮各個視圖之間留有一定的間隙，保證尺寸標(biāo)注清晰、美觀。

徒手繪圖第二步。詳細(xì)地畫出傳動軸各個部分的結(jié)構(gòu)，按照繪圖的配置關(guān)系，徒手繪制一個主視圖、兩個斷面圖。

徒手繪圖第三步。確定基準(zhǔn)，用HB鉛筆畫出全部尺寸，再用2B鉛筆描深主要輪廓線，同時確定好剖視位置，繪制剖面線。在繪制尺寸線時，一定要保證形式規(guī)范、標(biāo)注清晰、布局美觀，查找方便。

徒手繪圖第四步。依次完成各個尺寸的標(biāo)注，并完成技術(shù)要求、標(biāo)題欄相關(guān)內(nèi)容的填寫，初步完成零件草圖的繪制。在這里做兩點說明，一是尺寸數(shù)值并不是畫一步標(biāo)一步，而是需要畫好草圖之后進(jìn)行集中測量，標(biāo)注尺寸。集中標(biāo)注的作用就是為了防止漏標(biāo)尺寸或者標(biāo)注錯誤，提高工作效率。另外，有時一些配合尺寸，比如孔和軸基本尺寸應(yīng)該一致，但是測量時可能由于磨損會有不同，如果單個標(biāo)注就會產(chǎn)生錯誤。兩個方向的尺寸測量并標(biāo)注完之后，再進(jìn)行不表面粗糙度的測量并標(biāo)注。

（4）計算機(jī)繪圖。零件草圖繪制完成之后，同學(xué)們需要帶著繪制好的草圖到機(jī)房，用Auto CAD二維軟件畫出正規(guī)的零件圖并打印，打印出來的圖紙需要先交給技術(shù)人員審核完善之后，沒有問題之后才能交給工人師傅進(jìn)行加工。這樣測繪的工作就全部完成。

四、教學(xué)反思

《軸類零件的測繪》這節(jié)課是零件測繪課程當(dāng)中具有代表性的一節(jié)，融合了《機(jī)械制圖》、《Auto CAD》以及《公差配合與技術(shù)測量》三門課程的內(nèi)容。而三門課程已經(jīng)并不是在本學(xué)期教授，由于時間的間隔，同學(xué)們有些遺忘。傳統(tǒng)教學(xué)過程中多以教師直接給出任務(wù)、同學(xué)們根據(jù)之前所學(xué)自行解決的方法，知識連貫性較差，學(xué)生完成情況不理想。為了提高課堂教學(xué)效率、提升課堂教學(xué)效果，教師將相關(guān)知識點進(jìn)行了巧妙地融合，通過簡單情境導(dǎo)入，引導(dǎo)大家掌握測繪的方法，并將之前所學(xué)進(jìn)行鞏固，從而順利完成測繪任務(wù)，將課堂教學(xué)內(nèi)容變得形象具體易懂。