工学一体化在零件测绘教学中的应用
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邓晓娜 倪子田
摘 要：本文对零件测绘教学过程中， 如何运用工学一体化的教学手段，把校企合作解决企业实际生产问题转化为课程教学，将多门专业课的知识融会贯通，引导学生开展零件测绘课程的学习进行了论述。
关键词：工学一体化 零件测绘 识绘 测绘
在机械制造企业中，任何的产品都需要按图样加工。绘图员和助理设计师岗位需求越来越大，如何培养和引导学生开展相应绘图员测绘课程的学习，适应企业设计岗位的需求，成为了一个迫切需要解决的课题。
一、开展零件测绘课程的由来
在职业院校中，机械制图课程是实践性较强的专业基础课程，是机械专业进一步学习其他专业知识的基础，而AutoCAD技术的发展不仅是计算机图像类的基础，也是机械制图现代化的体现。
随着时代的发展，《机械制图》和《AutoCAD》这两门课程已经有机地结合在一起。笔者学校数控专业也抓住建设国家中职示范校的契机，在对企业和毕业学生做了大量调研的基础上，将这两门课程融合成零件测绘课程来进行工学一体化教学，主要培养学生阅读和绘制机械零件图样等综合职业能力。
零件测绘课程主要根据企业的绘图员和助理设计师的岗位职责和技能，把机械制图、AutoCAD、极限配合与技术测量基础等课程整合起来进行组织教学。笔者结合零件测绘课程一体化教学实施及遇到的一些问题进行探讨。
二、应用于零件测绘教学的主要内容
1.零件测绘教学主要内容
近年来数控模具企业发展迅速，需要大量设计、数控编程的高级技工人才，越来越多的技校生投入到绘图员等设计工作岗位。笔者学校通过多方调研，以工作任务为载体，和企业专家共同编写学习教材，引入企业工作任务转化为下列六个学习任务：机床传动轴的识绘、球阀阀盖的识绘、减速箱箱体的绘制、浸油磨头箱的绘制、变速箱齿轮的测绘和机用台虎钳的测绘。
六个代表性学习任务，每个学习任务层次分明，学习的内容由易到难，由浅入深，教师辅导到学生自主学习，逐步完成整个学习过程，并使学生达到能够从事绘图员工作的职业要求。
2.教学安排
（1）教学活动环节安排。六个代表性学习任务中，每个活动环节都根据工学一体模式在零件测绘工作的认知规律进行设计，包括＂学习目标＂＂建议学时＂＂学习准备＂＂学习过程＂和＂学习评价＂五部分内容。通过组织活动、展示图片和实操练习来实现引领学生按照步骤完成工作任务，具有较强的可操作性，通过＂工学结合＂一体化教学模式培养并实现了学生与企业对绘图员需求的无缝对接。
（2）教学模式和进度安排。根据学习的难度和进度，将整个教学活动安排了两个学期，在机械绘图室学习手工机械制图的基础知识，CAD室进行加深巩固学习。两者相辅相成，相互促进提高。
三、工学一体化开展零件测绘教学
1.工学一体零件测绘教学的内容安排
笔者根据企业调研的情况和市场的需求再结合多年工厂设计的经验，针对以上情况开展以下零件测绘课程教学。主要分为三个阶段：
（1）初始阶段：识图学习。安排机床传动轴的识绘和球阀阀盖的识绘两学习任务。
针对学习任务和企业反映学生的制图问题，征询了多位企业实践专家的意见，安排识图和抄图练习。这部分教学主要以制图基本知识、投影作图、图样画法及常用零部件结构，通过观察企业图样，分析各种不同的线型，针对不同图线的线型线宽，在徒手练习的同时要结合CAD的图层讲述，充分掌握线型线宽设置。以识图学习为主，辅以简单的绘图练习。
起初抄图学习时，学生多数出现绘制图形与实际数据不符的现象，仅是图形相似，这时需要花费一些精力帮他们及时纠正。为什么会出错，如何才能绘制准确图形数据？从引导中让他们逐渐修正错误。
为了让学生更好地领会掌握高平齐概念知识，如水平投影、垂直投影，一般引入较多的企业图样（一般有两视图），学生在多次对比模仿学习中逐渐形成自己的二维构图思维。
安排学生多进行机械图样的抄图练习，过程中尽量每个图形都先让学生进行抄图练习，运用他们的方法拟定自己的思路，教师在旁要及时进行点评。
由简入繁安排线切割图样绘制练习，方便端正学生的绘图态度。因为线切割电子档是直接导入加工的，图形不正确会直接导致整个线切割工件报废，严重时甚至会给企业造成严重的经济损失。
本阶段以引导学生进行简单识图学习为主，逐渐培养学生形成合理的构图思维和正确的学习态度。学生先进行手工绘制练习，然后再到CAD学习室进行CAD图样的绘制。充分把制图和CAD结合起来学习，规范性绘图，更能适应以后的工作要求。
（2）加深巩固阶段：绘制学习。安排减速箱箱体的绘制和浸油磨头箱的绘制两项学习任务。这部分教学以加深巩固制图知识为主，展开复杂零件绘制学习及装配图的学习，并进行深入的公差标注学习。
复杂零件绘制脱离不开三视图，三视图是学习机械制图的基础，在前期识图学习掌握两个视图的基础后，加强对机械零件三视图的绘制学习。充分利用投影＂长对正，宽相等，高平齐＂的特点，让学生逐渐加强领会零件中各视图的关系和相关知识。
加深零件局部视图、剖视图的学习。引入PROE或UG等三维软件进行立体零件展示，让学生轻松从三维实体中掌握二维图形转换，天天积累慢慢提升制图能力。
尺寸公差配合学习时要加强对机械零件的认识，明确哪个位置需要公差、为什么需要标注尺寸公差，如与其他零件配合的关键尺寸需要加公差。在这时要引导学生学习哪些是零件的重要尺寸位置，如：轴承位、键槽位等。通过学习工作场合和方式深入理解什么是间隙配合、过盈配合、过渡配合。
装配图的学习。装配图应该能反映出机械零件的所有结构，看不到的应该有剖切图，要清晰地表示出装配体的装配关系、工作原理和各零件的主要结构形状等。机器装配图同零件图一样，都要表达出它们的内外结构。针对装配图的特点，为了清晰简洁地表达出装配体的结构，要根据国家机械制图标准对一些特殊表达方法、规定画法和简化画法进行综合讲述，特别是针对在装配体中常遇到一些薄垫片、小间隙和小锥孔等位置时，可建议采用夸大画法绘制，明显突出该位置。
（3）进阶阶段：测绘学习。安排变速箱齿轮的测绘和机用台虎钳的测绘两学习任务。
进行测绘前，必须对该设备的结构性能、动作原理、使用情况等作初步了解；对被测绘的每一个零件，要搞清它在整机或某个部件中的地位和作用、受力状态和接触介质以及与其他零件的关系。此外，还要大体了解它们的加工方法。
测量零件尺寸时，要正确选择基准面。基准面确定后，所有要测量的尺寸均以此为准进行测量，尽量避免尺寸的换算，以减少错误。尽量避免分段测量，分段测量的尺寸只能作为核对尺寸的参考。
测量磨损零件时，对于测量位置的选择要特别注意，尽可能地选择在未磨损或磨损较少的部位。如果整个配合表面均已磨损，在草图上应加注明。
齿轮尽可能要成对测量，对于变位齿轮及斜齿轮必须测量中心距，对于斜齿轮还要测量螺旋角并注意螺旋方向。
装配图及零件图的图形位置尽可能地要与其安装位置一致。对于一些重要的装配尺寸应在部件拆卸前加以测量，一些复杂位置最好通过拍摄相片作为以后装配时参考，要先绘制传动系统图及装配草图，再测绘零件图。机械拆卸过程中，零件规范放置、上油。一定要严格遵守安全操作规程，避免出现不必要的安全事故。逐一对机械零件（标准件除外）进行绘制草图。各零件绘制完草图后，要反复验证检查无误后，再安排学生对机械进行装配复原，对传动位置要进行多次调试，确保工作运转正常。
测绘配合零件的尺寸时，必须测量配合零件的相应尺寸，尤其是在只更换一个零件时更应如此，同时要了解两零件间的配合关系。
机用台虎钳在每个学校都有很多，由于小型常见，结构原理简单易懂，且进行装拆容易，方便学生开展测绘的进阶学习。
2.工学一体化零件测绘教学的实施过程。以减速箱箱体的绘制为例
（1）接受绘图任务。开始阶段，教师将翻新减速箱图样的任务分发给各学习小组，分组对图样进行分析研究，把图样中不懂的新知识找出来。查阅资料，听教师讲解，逐步解决疑难。
（2）制定减速箱箱体绘图方案、各小组成员进行讨论，拟定一初步方案。教师组织引导点评，再对比参考其他小组的绘图方案，小组合作修改完善后制定一个合理的绘图方案。
（3）绘制减速箱箱体零件图。教师引导学生从简入繁，逐步化难为易，运用CAD软件完成箱体零件图的绘制。在绘制过程中，为加深学生们的零件局部视图、剖视图的学习，建议教师引入PROE、UG等三维软件进行立体零件展示，让学生轻松从三维实体中掌握零件图的形状，从而顺利完成箱体零件图的绘制。
（4）打印减速箱图样。整个学习过程中，学习小组成员要通力合作，要能积极思考问题，并对出现的问题能发表个人见解。各小组之间形成友好的相互竞争、相互促进的关系。教师在整个学习活动中要起到积极引导作用，对学生们出现的疑难要及时进行分析并引导解决。
四、实施的效果
在工学一体零件测绘课程学习后，学生的学习积极性提高了。学生能更全面地根据企业需求学习绘图理念知识，并能运用所学的测绘知识，在数控车、数控铣等课程的学习中也效果显著。
五、小结
零件测绘的一体化教学，收获了一定的成绩。由于是针对机械制图、AutoCAD、极限配合与技术测量基础等多门课程整合起来进行组织教学，教学尝试时间不长，还有不少不尽如人意的地方，尚需在实践中继续探索和改进。
参考文献：
[1]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础（第5版）？[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2]李木杰.技工院校一体化课程体系构建与实施[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2012.（作者单位：茂名技师学院）