機械測量實訓課程教具設計

徐春梅 李 飛

(西南科技大學工程技術中心，四川 綿陽 621010)

1 研究現狀與存在的問題

測量技術作為機械制造領域中的一項關鍵技術，對實現零件互換性及保證產品質量起到至關重要的作用，堪比機械科學研究和先進制造的“眼睛”[1]。職業技術學校在組織機械測量技術實訓教學方面一直走在前端[2]，而綜合性大學在大工程的形勢下，針對各類學科開設不同程度不同教學內容的測量技術實訓課程均也是勢在必行的。大工程背景的工程訓練教學模塊包括：創新訓練模塊、素質訓練模塊、基礎訓練模塊、先進制造訓練模塊和綜合訓練模塊[3]。作為必修實踐訓練項目之一的“基本質量保證技術——機械測量技術”在工程基礎能力實踐占有重要地位，對學生建立完整的工業工程概念起著至關重要的作用。

目前，各校就機械測量技術普遍只開設了《精度設計與檢測》課內實驗，面向的人群也僅限于機械類專業學生。非機械類學生在測量技術方面的實驗或實訓課程基本沒有。但是該類學生在工程訓練課程其他實驗項目中也會涉及到測量工作，缺乏這一類基礎知識將對其他項目學習效果起到不良影響。本項目研究擬在擴大課程開課規模，針對非機械類學生開設適宜的測量技術實驗課程的同時，設計并加工出相應的教學測量件。在機械測量實訓教學中，根據學習要求差異來分別設計教學測量件，杜絕“一件多用”現象，即一套工件供不同類型的學生使用。

2 課程要求及實訓教具設計

目前，尺寸精度已經由單純的長度測量進入了綜合的形狀測量階段[4]。對于“三層次”的工程訓練教學目標來說，測量技術的教學內容也將根據受眾人群專業類別分別設置。

工程訓練課程在工程認知實踐中，主要要求學生了解工業及工程技術發展歷程，認識典型工業過程，培養環保、安全、工程倫理、質量等工程素養，主要面向人文社科類學生。測量技術伴隨工業及工程技術發展，始終貫穿于典型工業過程中，在認知實踐中，測量技術成為一門必修的基礎學科。但工程訓練的總學時是一定的，而工程知識和工程實踐的內容非常多，合理的點面結合非常重要，在有限的時間里只能對測量技術的一些內容通過演示、展示、簡單操作等初步的學習來達到認識、了解的目的[5]。由于人文社科類學生學科基礎限制，接觸測量技術及其工、量具的機會比較少，但生活和工作中難易程度不等的測量活動時常出現，且工程訓練實習過程也常需要實時檢測加工質量。因此，在工程認知實踐中，要求人文社科類學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，會識讀簡單的機械零件圖紙，了解測量技術的一般應用。

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、內孔直徑等、角度等，如圖1所示為實訓課的套類測量件。另外，課程還準備有軸類及套類零件作為被測工件，使學生加深對常見零件的認識，有助于車削、銑削、鉗工等實踐課程的學習。

在測量過程中，以游標式測量儀器（普通、高度、深度游標卡尺及游標量角器等）和微動螺旋副式測量儀器（外徑千分尺、內徑千分尺等）為主要測量工具，要求學生熟悉生產實習中常見的測量儀器的使用方法及讀數方法，了解量具的測量原理，了解幾種常見的測量方法。

面向現代工業的工程基礎訓練教學體系中，一般工科類學生（機械類除外）除要求具有基本工程素養外，還需要熟悉基本加工方法、基本質量保證技術（質量體系、檢測檢驗）、基本物流技術、基本工程管理技術等。測量技術作為質量保證技術的一部分就成為了必修實踐訓練項目之一。

圖1 套類被測工件

一般工科類學生對典型工業過程有一定的認識，在加工方法及測量技術的實訓課程中有一定的專業基礎，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所示為基礎訓練中平板類測量件。要求學生會使用普通、高度、深度游標卡尺，游標量角器，外徑千分尺、內徑千分尺，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，要求學生了解間接測量方法的具體應用。

圖2 平板類被測工件

機械類學生在進行工程訓練之前已經具備一些專業知識，對機械加工、工程圖紙、機械設計等有一定的認識。因此，針對該類學生要求既可實現廣泛的工程認知,也可以操作各種常規、現代的設備和使用各種基本工具,實現具有獨立創意的設計與制作。測量技術實踐項目中，除為學生提供常用游標式測量儀器和微動螺旋副式測量儀器外，還提供一些機械式測量儀器（如內徑百分表、粗糙度儀）、光電式測量儀器（影像測量儀）供學生選用。測量對象以幾何形狀及位置關系為主，要求學生根據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]相結合的方式完成實踐活動。圖3為課堂中使用的被測工件。

3 實踐效果

圖3 軸類被測工件

本研究根據專業特點將全校學生進行分類，分別設置了不同層次的實驗內容，還設計并加工出不同類型被測工件。該實驗項目與本科理論教學、工程訓練實踐教學及檢測技術科學研究緊密結合，對學生的其他課程學習都能起到幫助作用。在不同層次的測量實訓教學實踐中，發現所設計的教學測量件符合教學要求，學生學習效果很好。為增加學生學習興趣，后期還可在被測工件的設計上進行改進工作，可增加一些與學生專業相關的被測工件，加強課程之間的聯系。

[1]裘祖榮,石照耀,李巖.機械制造領域測量技術的發展研究[J].機械工程學報,2010,46(14):1-11.

[2]丁洋.職業院校測量技術實訓教學的現狀與對策[J].職業教育研究,2010,5:149-150

[3]周繼烈,錢俊,唐潔.大工程背景下高校工程訓練及工程訓練中心的建設[J].實驗技術與管理,2012,29（8）：119-121.

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

[5]張守魁.認識性工程訓練的研究[J].實驗技術與管理,2011,28（12）：132-133.

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