淺談《機械制造工程學課程設計》中的標準化問題

萬宏強，李福援，孫 波，張 超

（西安工業大學機電工程學院，陜西西安710032）

機械制造工程學課程設計，是學完該課程后進行的下一個實踐教學環節。在這個環節中，學生如同企業中工藝人員一樣，完成一個零件的工藝編制和一套夾具的設計，以提高基本的工程素質。

《機械制造工程學》課程設計內容分兩部分：一部分是工藝設計，另一部分為夾具設計。這兩部分內容，是機械制造的核心。但作為學生來說，對企業的生產現場還很陌生，所以如何在課程設計中真正了解并認識生產的工藝過程非常重要。而在企業中非常重要的標準化知識和重視標準化的基本素質，也需要在這個過程中得到強化和鍛煉。

1 標準化的概念

標準是對重復性事物和概念所做的統一規定，它以科學、技術和實踐經驗的綜合成果為基礎，經有關方面協商一致，由主管機構批準，以特定形式發布，作為共同遵守的準則和依據。

隨著科學技術的發展，標準數量越來越多，且不定期地更新換代，設計人員很難全面理解和掌握所有的標準。施行標準化，有利于與產品相關的法律、法規、國家標準、行業標準及企業標準，尤其是強制性標準的貫徹，促使設計人員最大限度地采用標準件、通用件、借用件和外購件，提高產品標準化和系列化程度，合理選用優先數系、零件結構要素等基礎標準及原材料標準。便于產品圖樣及設計文件的正確、完整、清晰和統一，適合于計算機輔助設計(CAD)的應用，從而提高產品開發速度和質量及企業的市場競爭能力。

機械工程同樣也有標準，這就是為什么從工程制圖課程開始就強調標準的原因，學生成為工程技術人員，必須遵守標準化的約束。作為課程設計，首先接觸的是設計圖樣和技術文件，國家已經有專門的標準JB/T5054.7—2001《產品圖樣及設計文件標準化審查》，教學過程中首先要求學生貫徹這個標準，并從這個標準貫徹中，學習標準知識，養成遵循標準的工程素質。

國家標準給出的機械工程圖紙標題欄中，要有設計、審核、工藝、標準化和批準等人員的簽名欄，在企業所用的圖紙中，有時有特殊需要，還要增加一些另外的簽名欄。校內進行課程設計的圖紙，因為是不會進行實際加工的，所以一般情況下“設計”為學生，“審核”為指導教師，其他簽名項不填寫。正因為這樣，有的學生也就搞不清楚為什么標準要這么規定。教師需要在這里講明圖紙在企業里產生的過程，企業里是有專門的標準化審查機構的。

企業通常是編制常用標準匯編，其中包含企業標準和規定，并且根據標準的更新而更新。在課程設計中，我們采取介紹標準體系、標準查詢辦法，尤其是網絡資源的利用的方法，本校的規定就相當于企業內部標準。查詢相關標準，也是工程素質培養的一部分。

2 機加工藝規程編制的標準化

機械加工工藝規程編制，一般依據以下步驟進行：

選擇加工方法，確定機床和工藝裝備，安排工序順序，確定工序內容，工序余量、工序尺寸及其偏差的確定，切削用量的確定，工時定額確定，技術經濟分析，填寫工藝文件，審核最后形成一套技術文件，包括工藝卡片和設計說明書。

工藝文件是產品制造的指導性文件。提高產品工藝文件的質量，可為保證產品的制造質量提供技術保障。工藝文件通常應包括：工藝總方案，各類工藝規程，管理用工藝規程，專用工裝、非標準設備的設計文件，其他工藝文件。

標準化知識，主要有工藝文件的幅面與格式、工藝文件的完整性、頁面質量和標識、文字內容、簽署及更改等。

（1）幅面。工藝文件的幅面尺寸一般應采用A4幅面，需放大時應符合GB/T14689《技術制圖圖紙幅面和格式》的要求。

（2）格式。工藝文件的格式應按JB/T 9165.2-1998標準內容，及各單位細化的工藝文件管理制度標準內容要求執行，內容有封面格式及填寫規則，主標題欄格式及填寫規則，格式欄的字體及填寫規則，格式簽署欄及填寫規則。

（3）完整性。要保證工藝文件的成套性，各類明細表、目錄、工藝規程等需齊全、一致，同一產品的各類工藝文件的產品名稱、產品代號及狀態等一致。

（4）頁面質量和標識。字跡清晰，頁面整潔，無破損；工藝文件的頁次連續；產品代號、階段標記、狀態標識等符合要求；工藝文件的編號符合標準要求；關鍵件、重要件標識與設計文件保持一致，關鍵工序按要求作了明確標識。

（5）工藝附圖。圖形繪制時，加工部位應用粗實線表示，其余部位用細實線表示；圖形布置應符合工件的定位、裝夾、加工位置的標準要求；附圖中應注出加工和裝配所需要的數據；同一工藝附圖的繪制比例應協調一致；工藝附圖中文字說明，應安排在附圖的下方或右面。

（6）文字內容。表達準確，邏輯嚴謹，通俗易懂；使用規范漢字，術語、符號、代號和計量單位等，應符合相關標準規定；引用的標準和文件應當現行有效(最新版本)。

（7）簽署。簽署完整，符合要求；簽署日期符合GB/T 7408-2005《數據和交換格式信息交換日期和時間表示法》的全日期表示法，用8位阿拉伯數字表示；不同研制階段工藝文件的簽署是否符合標準要求。

3 機床夾具設計時的標準化

3.1 結構設計圖樣的審核

夾具設計，首先是審查夾具標準件的應用。設計中，除了常見的螺釘螺母、墊圈、軸承等以外，夾具中的定位元件、鉆套、各種工具圓錐，都需要采用相關標準。特別是工具圓錐，常見鏜銑床用7:24的圓錐，車床鉆床用莫氏圓錐，而且還有不同的直徑。現在高速機床的工具柄部尺寸，不同企業還有所不同。

在機床夾具設計中，夾具圖樣的常規審核內容主要有：

（1）結構應合理；

（2）結構要穩定可靠，有足夠的強度和剛度；

（3）受力應合理；

（4）結構應具有良好的工藝性；

（5）正確設計退刀槽及倒角；

（6）注意材料及熱處理方法的合理選擇；

（7）結構應具有良好的裝配工藝性；

（8）結構應充分考慮測量與檢驗問題；

（9）易損件應便于更換和維修。

3.2 標準化審查

標準化審查，系從標準化角度評定產品設計的可行性、先進性、標準化程度(系數)及其經濟效益(評價)，分析產品是否符合我國標準化體系和各類標準。主要審查產品計算書、總裝配圖和裝配圖。

裝配圖和零件圖的標準化審查，主要考慮以下要素是否符合有關標準：

（1）設計的產品應當符合所選定標準的規定；

（2）優先采用定型的設計方案和結構方案，并最大限度地采用標準件、通用件，以提高設計的繼承性和產品標準化程度；

（3）機械制圖、標準的尺寸、尺寸公差與配合、形位公差、表面粗糙度、熱處理及表面處理等應當符合有關標準；

（4）零件的結構要素、材料牌號及規格等應當符合有關標準；

（5）使用的名稱、術語、代號及計量單位等應當符合有關標準；

（6）引用標準應是現行有效標準，標準代號、名稱應當正確無誤；

（7）圖樣與文件的幅面、格式、名稱及代號應當符合有關標準規定，責任簽署應當完整、齊全。

3.3 常見錯誤

在裝配圖上，常見的錯誤是復雜結構處、剖面處標注尺寸時尺寸線、尺寸界線和尺寸的標注，需要遵循機械制圖標準，又需靈活處理，此時教師的指導十分必要。另一個常見的錯誤是尺寸缺失，偶見尺寸封閉。尺寸缺失的一個原因是用CAD繪圖時隨時可以在圖上“點出”各個尺寸，反而因此疏忽尺寸的標注。對于夾具裝配圖，需要用雙點劃線標出可動的部分另一個極限位置，工件也需要作為透明件，用雙點劃線在夾具上畫出。

繪圖比例未執行GB4457.2—1984《機械制圖比例》的規定，如使用1:4或1:6圖樣。公差與配合或形位公差的確定不適當，材料標注欠規范，如“45”鋼寫為“45#”，標準信息滯后，如“Q235-A”標成“A3”。

4 結束語

課程設計過程和課堂講授不同，需要促使學生向工程技術人員角色轉換。學生要及時了解標準修訂情況，掌握最新標準信息，學會利用各種工具書迅速準確地查閱標準文獻。另外，學生要鍛練一絲不茍的工作精神，嚴肅認真地繪制好每一張圖樣和編制好每一份文件。筆者認為，可以通過這樣的環節，培養熟悉標準化知識、習慣遵循相關標準的工程素質，這是學生進入企業從事工程實際工作的基礎。

[1]白婕靜，萬宏強.《機械制造工程學》課程設計[M].北京：兵器工業出版社，2008.

[2]萬宏強，姚敏茹，解衛斌，等.基于Solid Works的三維夾具設計[J].制造技術與機床，2010，(3)：60-63.

[3]JB/T 5054.7－2001.產品圖樣及設計文件標準化審查[S].