公差實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革實(shí)踐

劉吉安，李鍛能，劉曉寧，宋月賢，吳嵩山

（廣東工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

公差實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革實(shí)踐

劉吉安，李鍛能，劉曉寧，宋月賢，吳嵩山

（廣東工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

本文探索了公差實(shí)驗(yàn)課的再次改革實(shí)踐。20世紀(jì)末的十幾年間，公差實(shí)驗(yàn)課經(jīng)歷了一輪改革，取得了良好效果。進(jìn)入21世紀(jì)后，公差實(shí)驗(yàn)課為了實(shí)現(xiàn)更好地發(fā)展還要繼續(xù)改革，在實(shí)驗(yàn)對象，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面進(jìn)行改革突破。公差實(shí)驗(yàn)課的再次改革實(shí)踐對其他實(shí)驗(yàn)課的繼續(xù)改革提供了借鑒。

公差實(shí)驗(yàn)課；教學(xué)改革；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)裝置；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

進(jìn)入21世紀(jì)后，高等教育體現(xiàn)出更加國際化的趨勢，實(shí)驗(yàn)教學(xué)要在國際化的進(jìn)程中充分發(fā)揮作用，就必須不斷改革和完善[1]。過去的十幾年中，公差實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了多方面的改革，例如：改造舊儀器設(shè)備，將單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，引進(jìn)現(xiàn)代化教育技術(shù)[2]，改革實(shí)驗(yàn)成績的考核評定，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法等[3]，通過改革取得了良好教學(xué)效果，促進(jìn)了高校創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。當(dāng)前，公差實(shí)驗(yàn)課還要繼續(xù)學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極、大膽地改革和創(chuàng)新，不斷地探索科學(xué)可行的改革突破口，只有繼續(xù)進(jìn)步，才能配合理論教學(xué)發(fā)揮重要作用[4]。

一、以前實(shí)驗(yàn)課改革留下的問題

上一輪的公差實(shí)驗(yàn)課改革是在20世紀(jì)末的十幾年中進(jìn)行的。主要是進(jìn)行了舊儀器設(shè)備的現(xiàn)代化改進(jìn)，單純的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，改革成績評定方法等[5]。當(dāng)前新的形勢提出了更高的教學(xué)要求，要進(jìn)一步提升學(xué)生的獨(dú)立思考能力、分析問題能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力等，因此公差實(shí)驗(yàn)課要在實(shí)驗(yàn)對象、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面尋求再次改革突破。

二、實(shí)驗(yàn)對象的改進(jìn)

以前公差實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)對象是單個(gè)的零件，例如：齒輪、軸、圓柱螺紋等。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)對單獨(dú)的零件進(jìn)行測試。例如：尺寸誤差測量、形位誤差測等。當(dāng)前新增加了以齒輪減速機(jī)為對象的整體機(jī)械設(shè)備。齒輪減速機(jī)是一種典型的裝配部件。在機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用廣泛。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)親自從整體機(jī)械設(shè)備上拆卸零部件，了解零部件的裝配位置，了解零部件的運(yùn)動要求，明確裝配圖紙的標(biāo)注。這樣做可以使學(xué)生學(xué)習(xí)更多的形位公差知識，豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為今后工作中設(shè)計(jì)新產(chǎn)品打好基礎(chǔ)。齒輪減速機(jī)中包含機(jī)械常用零件，如：齒輪、軸、軸承、圓柱螺紋、潤滑裝置、密封元件等[7]，這些零部件和以前的單個(gè)實(shí)驗(yàn)對象基本一樣。新增加的實(shí)驗(yàn)對象有四個(gè)，分別是減速機(jī)的機(jī)體，軸承端蓋，一支蝸桿和一支蝸輪軸。

1.新增加的實(shí)驗(yàn)對象之一。減速機(jī)的機(jī)體如圖1所示。機(jī)體是一個(gè)箱體零件，底部平面是安裝基準(zhǔn)，可以用于平面度測量。位于機(jī)體兩側(cè)有對應(yīng)的軸承端蓋安裝平面，可以用于面與面的平行度測量。

圖1 機(jī)體結(jié)構(gòu)示意圖

2.新增加的實(shí)驗(yàn)對象之二。軸承端蓋，如圖2所示。軸承端蓋有軸承安裝孔，可以用于測量孔徑，學(xué)習(xí)過盈配合的尺寸標(biāo)注。

3.新增加的實(shí)驗(yàn)對象之三。一支蝸桿。學(xué)生可以將蝸桿裝配在機(jī)體上，用于測量軸到底部基準(zhǔn)面的距離和測量軸與底部基準(zhǔn)面的平行度。

4.新增加的實(shí)驗(yàn)對象之四。一支蝸輪軸。學(xué)生可以將蝸輪軸裝配在機(jī)體上，用于測量蝸輪軸到基準(zhǔn)面的距離和測量蝸輪軸與基準(zhǔn)面的平行度。還可以把蝸桿也裝配在機(jī)體上，測量蝸桿和蝸輪軸的軸間距。

圖2 軸承端蓋示意圖

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改進(jìn)

以前公差實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容主要包括：單項(xiàng)測量，例如：尺寸誤差測量、軸尺寸測量、孔尺寸測量。還有形位誤差測量，例如：直線度測量、圓度差測量、平行度測量等[6]。還有綜合測量，例如：線對線平行度測量、線對線垂直度測量等。當(dāng)前新增加了三個(gè)實(shí)驗(yàn)綜合檢測內(nèi)容：（1）軸線對基準(zhǔn)面的平行度檢測；（2）軸線對軸線的軸間距檢測；（3）軸線到基準(zhǔn)面的距離檢測。新增加的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使學(xué)生能掌握更多的測量方法，提高了實(shí)踐能力。

四、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的改進(jìn)

以前公差實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)參照普通課室的標(biāo)準(zhǔn)。隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，教育經(jīng)費(fèi)不斷投入，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也不斷進(jìn)步。當(dāng)前，學(xué)校投資建立了恒溫、恒濕、超凈測試實(shí)驗(yàn)室，初步達(dá)到專業(yè)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境要求。還新添置了一批花崗巖測試平臺，更新了傳統(tǒng)量具。在良好的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定可靠。也為今后更新高精密測量儀器打下了基礎(chǔ)。

五、開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)裝置

以前公差實(shí)驗(yàn)裝置主要有：游標(biāo)卡、千分尺、萬能工具顯微鏡、數(shù)顯萬能測長儀、一米測長機(jī)、電動輪廓儀、激光干涉儀等儀器等。這些實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求。為了支持實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革，實(shí)驗(yàn)室管理部門組成了由高級工程師、高級實(shí)驗(yàn)師為骨干的實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)制造了一批實(shí)驗(yàn)裝置，包括：四角可調(diào)支撐平臺，花崗巖等高塊，可調(diào)大理石平臺支架，芯軸，塞規(guī)等。四角可調(diào)支撐平臺用于檢測裝配后的齒輪減速機(jī)軸線對基準(zhǔn)面的平行度，還可以完成軸承端蓋對基準(zhǔn)面的垂直度檢測。花崗巖等高塊用于等高支撐，進(jìn)行兩個(gè)軸承端蓋安裝平面平行度檢測。花崗巖平板用于放置基準(zhǔn)平面。花崗巖平臺支架用于支撐花崗巖測試平臺，調(diào)整花崗巖平臺水平。芯軸可以用于軸線對基準(zhǔn)面的平行度檢測，兩軸線間距檢測，軸線與基準(zhǔn)面間距測量。新開發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置解決了一些直接測量方法不能實(shí)現(xiàn)的問題，啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

六、結(jié)束語

經(jīng)過一個(gè)學(xué)期10個(gè)班級的公差實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了良好的效果。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。改革了實(shí)驗(yàn)對象使得實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富了。新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了硬件支持。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)給學(xué)生提供了良好的做實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

[1]袁嬡.國際化視野下的實(shí)驗(yàn)室管理及實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新[J].中國校外教育，2008，（8）：183.

[2]潘淑清.公差實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2001，18（3）：116-117.

[3]王慧琴，王曉玲.公差實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2004，18（2）：129.

[4]潘嵐從美國大學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式談實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)改革[J].中國計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，12（10）：55.

[5]王慧琴，王曉玲.公差實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2004，18（2）：129.

[6]李益林.公差實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（6）：72-73.

[7]馮偉.減速器拆裝實(shí)驗(yàn)的探索與實(shí)踐[J].機(jī)械職業(yè)教育，2008，（6）：45.

G642.0

A

1674-9324（2014）36-0044-02

劉吉安（1964-），男，廣州人，本科，高級實(shí)驗(yàn)師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造。