機(jī)械測量實(shí)訓(xùn)課程教具設(shè)計

徐春梅 李 飛

(西南科技大學(xué)工程技術(shù)中心，四川 綿陽 621010)

1 研究現(xiàn)狀與存在的問題

測量技術(shù)作為機(jī)械制造領(lǐng)域中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對實(shí)現(xiàn)零件互換性及保證產(chǎn)品質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用，堪比機(jī)械科學(xué)研究和先進(jìn)制造的“眼睛”[1]。職業(yè)技術(shù)學(xué)校在組織機(jī)械測量技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方面一直走在前端[2]，而綜合性大學(xué)在大工程的形勢下，針對各類學(xué)科開設(shè)不同程度不同教學(xué)內(nèi)容的測量技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程均也是勢在必行的。大工程背景的工程訓(xùn)練教學(xué)模塊包括：創(chuàng)新訓(xùn)練模塊、素質(zhì)訓(xùn)練模塊、基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊、先進(jìn)制造訓(xùn)練模塊和綜合訓(xùn)練模塊[3]。作為必修實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目之一的“基本質(zhì)量保證技術(shù)——機(jī)械測量技術(shù)”在工程基礎(chǔ)能力實(shí)踐占有重要地位，對學(xué)生建立完整的工業(yè)工程概念起著至關(guān)重要的作用。

目前，各校就機(jī)械測量技術(shù)普遍只開設(shè)了《精度設(shè)計與檢測》課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，面向的人群也僅限于機(jī)械類專業(yè)學(xué)生。非機(jī)械類學(xué)生在測量技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)課程基本沒有。但是該類學(xué)生在工程訓(xùn)練課程其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中也會涉及到測量工作，缺乏這一類基礎(chǔ)知識將對其他項(xiàng)目學(xué)習(xí)效果起到不良影響。本項(xiàng)目研究擬在擴(kuò)大課程開課規(guī)模，針對非機(jī)械類學(xué)生開設(shè)適宜的測量技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的同時，設(shè)計并加工出相應(yīng)的教學(xué)測量件。在機(jī)械測量實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，根據(jù)學(xué)習(xí)要求差異來分別設(shè)計教學(xué)測量件，杜絕“一件多用”現(xiàn)象，即一套工件供不同類型的學(xué)生使用。

2 課程要求及實(shí)訓(xùn)教具設(shè)計

目前，尺寸精度已經(jīng)由單純的長度測量進(jìn)入了綜合的形狀測量階段[4]。對于“三層次”的工程訓(xùn)練教學(xué)目標(biāo)來說，測量技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容也將根據(jù)受眾人群專業(yè)類別分別設(shè)置。

工程訓(xùn)練課程在工程認(rèn)知實(shí)踐中，主要要求學(xué)生了解工業(yè)及工程技術(shù)發(fā)展歷程，認(rèn)識典型工業(yè)過程，培養(yǎng)環(huán)保、安全、工程倫理、質(zhì)量等工程素養(yǎng)，主要面向人文社科類學(xué)生。測量技術(shù)伴隨工業(yè)及工程技術(shù)發(fā)展，始終貫穿于典型工業(yè)過程中，在認(rèn)知實(shí)踐中，測量技術(shù)成為一門必修的基礎(chǔ)學(xué)科。但工程訓(xùn)練的總學(xué)時是一定的，而工程知識和工程實(shí)踐的內(nèi)容非常多，合理的點(diǎn)面結(jié)合非常重要，在有限的時間里只能對測量技術(shù)的一些內(nèi)容通過演示、展示、簡單操作等初步的學(xué)習(xí)來達(dá)到認(rèn)識、了解的目的[5]。由于人文社科類學(xué)生學(xué)科基礎(chǔ)限制，接觸測量技術(shù)及其工、量具的機(jī)會比較少，但生活和工作中難易程度不等的測量活動時常出現(xiàn)，且工程訓(xùn)練實(shí)習(xí)過程也常需要實(shí)時檢測加工質(zhì)量。因此，在工程認(rèn)知實(shí)踐中，要求人文社科類學(xué)生了解常用量具的種類及用圖，了解簡單量具測量原理、使用方法及讀數(shù)，會識讀簡單的機(jī)械零件圖紙，了解測量技術(shù)的一般應(yīng)用。

以被測工件的長度和角度為主要測量對象，主要測量工件長度、寬度、厚度、深度、高度、外圓直徑、內(nèi)孔直徑等、角度等，如圖1所示為實(shí)訓(xùn)課的套類測量件。另外，課程還準(zhǔn)備有軸類及套類零件作為被測工件，使學(xué)生加深對常見零件的認(rèn)識，有助于車削、銑削、鉗工等實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)。

在測量過程中，以游標(biāo)式測量儀器（普通、高度、深度游標(biāo)卡尺及游標(biāo)量角器等）和微動螺旋副式測量儀器（外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺等）為主要測量工具，要求學(xué)生熟悉生產(chǎn)實(shí)習(xí)中常見的測量儀器的使用方法及讀數(shù)方法，了解量具的測量原理，了解幾種常見的測量方法。

面向現(xiàn)代工業(yè)的工程基礎(chǔ)訓(xùn)練教學(xué)體系中，一般工科類學(xué)生（機(jī)械類除外）除要求具有基本工程素養(yǎng)外，還需要熟悉基本加工方法、基本質(zhì)量保證技術(shù)（質(zhì)量體系、檢測檢驗(yàn)）、基本物流技術(shù)、基本工程管理技術(shù)等。測量技術(shù)作為質(zhì)量保證技術(shù)的一部分就成為了必修實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目之一。

圖1 套類被測工件

一般工科類學(xué)生對典型工業(yè)過程有一定的認(rèn)識，在加工方法及測量技術(shù)的實(shí)訓(xùn)課程中有一定的專業(yè)基礎(chǔ)，因此，選取長度、角度、粗糙度以及形位誤差中平行度和垂直度為測量對象。如圖2所示為基礎(chǔ)訓(xùn)練中平板類測量件。要求學(xué)生會使用普通、高度、深度游標(biāo)卡尺，游標(biāo)量角器，外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺，百分表，粗糙度儀等測量儀器，了解其工作原理。另外，針對無法直接測量的幾何參數(shù)，要求學(xué)生了解間接測量方法的具體應(yīng)用。

圖2 平板類被測工件

機(jī)械類學(xué)生在進(jìn)行工程訓(xùn)練之前已經(jīng)具備一些專業(yè)知識，對機(jī)械加工、工程圖紙、機(jī)械設(shè)計等有一定的認(rèn)識。因此，針對該類學(xué)生要求既可實(shí)現(xiàn)廣泛的工程認(rèn)知,也可以操作各種常規(guī)、現(xiàn)代的設(shè)備和使用各種基本工具,實(shí)現(xiàn)具有獨(dú)立創(chuàng)意的設(shè)計與制作。測量技術(shù)實(shí)踐項(xiàng)目中，除為學(xué)生提供常用游標(biāo)式測量儀器和微動螺旋副式測量儀器外，還提供一些機(jī)械式測量儀器（如內(nèi)徑百分表、粗糙度儀）、光電式測量儀器（影像測量儀）供學(xué)生選用。測量對象以幾何形狀及位置關(guān)系為主，要求學(xué)生根據(jù)被測對象的特征自己擬定檢測方案，選取合理的測量儀器，采用多種測量方法[6]相結(jié)合的方式完成實(shí)踐活動。圖3為課堂中使用的被測工件。

3 實(shí)踐效果

圖3 軸類被測工件

本研究根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)將全校學(xué)生進(jìn)行分類，分別設(shè)置了不同層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還設(shè)計并加工出不同類型被測工件。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與本科理論教學(xué)、工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)及檢測技術(shù)科學(xué)研究緊密結(jié)合，對學(xué)生的其他課程學(xué)習(xí)都能起到幫助作用。在不同層次的測量實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)所設(shè)計的教學(xué)測量件符合教學(xué)要求，學(xué)生學(xué)習(xí)效果很好。為增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，后期還可在被測工件的設(shè)計上進(jìn)行改進(jìn)工作，可增加一些與學(xué)生專業(yè)相關(guān)的被測工件，加強(qiáng)課程之間的聯(lián)系。

[1]裘祖榮,石照耀,李巖.機(jī)械制造領(lǐng)域測量技術(shù)的發(fā)展研究[J].機(jī)械工程學(xué)報,2010,46(14):1-11.

[2]丁洋.職業(yè)院校測量技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的現(xiàn)狀與對策[J].職業(yè)教育研究,2010,5:149-150

[3]周繼烈,錢俊,唐潔.大工程背景下高校工程訓(xùn)練及工程訓(xùn)練中心的建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012,29（8）：119-121.

[4]姜春雷,白海濤.測量技術(shù)分析[J].哈爾濱軸承,2007,28(2):36-38.

[5]張守魁.認(rèn)識性工程訓(xùn)練的研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2011,28（12）：132-133.

[6]讀書編輯.測量技術(shù)[DB/OL].[2014.01.10]http://baike.baidu.com/subview/3368942/12254691.htm?fr=aladdin.