淺析互換性理論與實訓結合的教學示例

徐 琳

（蘇州技師學院，江蘇 蘇州 250009）

0 引言

在技校、高職類及高等院校的教學任務中無一不將《互換性與技術測量》作為主干技術基礎課程。它既突出了常見幾何參數及典型表面的公差要求的標注、查表、解釋以及對幾何量的常見檢測方法和數據處理的內容，又適當地保證了對國家標準制訂的基本原理的解釋、分析，以貫穿本課程始終的實際例子，說明理論內容，尤其是重點化解難于理解的理論內容。這門課程對有一定實訓經驗的學生來說是具有錦上添花的妙處，但對于零經驗的新生，教師需要在教學方法和活動上多下功夫，多以實例、實物和圖樣引導學生。由于這門課的內容較多，學生在學習的過程中要多進行分組討論，分組討論可以鞏固已學的知識，并在討論的過程中發現問題，以及時地給予糾正和解決。下面以“莫氏錐度螺紋軸”中光滑圓柱體結合的互換性為例，結合項目化教學方法進行簡要說明。

1 “莫氏錐度螺紋軸”實例

圖1 “莫氏錐度螺紋軸”裝配實物圖

1.1 任務要求與分析

要求學生進行分組練習：對普通車削零件“莫氏錐度螺紋軸”中兩處圓柱體配合進行互換性計算。首先明確該零件的加工方法——普通車削。其次在裝配圖中找到這兩處圓柱體配合，再根據裝配圖對應到零件圖，在零件圖中對尺寸、基本偏差代號及公差等級進行分析，之后進入計算。

圖2 “莫氏錐度螺紋軸”裝配圖

圖3 零件圖1

圖4 零件圖2

圖5 零件圖3

1.2 任務實施

以分組練習模式展開，在規定時間內按照計算步驟準確完成任務。組1 題目：試用查表法確定Φ23.82H7/h7 孔和軸的極限偏差，判斷其配合性質等相關內容，并畫出公差帶圖。組2 題目：試用查表法確定Φ28H7/g6 孔和軸的極限偏差，判斷其配合性質等相關內容，并畫出公差帶圖。計算步驟如下：

1.2.1 查表（學生根據相關教材填寫，如表3-2）確定孔和軸的標準公差

1.2.2 查圖（學生根據相關教材填寫，如圖3-12）和表（學生根據相關教材填寫，如表3-3）或（學生根據相關教材填寫，如表3-4）確定孔和軸的基本偏差

1.2.3 計算孔與軸的另一個極限偏差

1.2.4 標出極限偏差

1.2.5 畫出公差帶圖

1.2.6 判斷該配合的配合性質

1.2.7 求出極限間隙

在學生準確、準時完成計算后需要對學生的結果進行點評活動，并且讓學生進行自我評價以檢測基礎知識的掌握程度。

2 通過實例進行拓展性思考

2.1 總結問題1

這個配合到底是基孔制還是基軸制？

討論結果：它既是基孔制又是基軸制。但對于基準制的選擇主要是從經濟性方面考慮，同時兼顧到功能、結構、工藝條件和其他方面的要求。從實際加工出發，一般軸的加工比孔容易，基于此項原因，一般優先選擇基孔制。

2.2 總結問題2

這個配合在表——基孔制優先、常用配合中未能查到及對公差等級的選用存在疑惑？

討論結果：表——基孔制優先、常用配合中列舉的是基孔制優先、常用配合，這些僅僅是可選用的一部分。查圖——一般、常用和優先公差帶，只要上面可以進行配對的都是允許的，所以該配合也是正確的。雖然書中提出的公差等級選用考慮細則中提及的：公差設計時，尺寸≤500mm 的常用尺寸段配合，當公差等級小于IT8 時，推薦軸比孔小一級，如M8/f7、H7/u6 等；當公差等級為IT8 時，也可采用同級孔軸配合，如H8/f8 等；當公差等級大于IT9 時，一般采用同級孔、軸配合，如H9/c9 等。那么是否一定該遵循這項進行設計和加工制造呢？但我們參照表——各種加工方法可達到的公差等級可知：“莫氏錐度螺紋軸”的普通車削價格，無論精車還是粗車，其加工精度等級最高為IT7，最低為IT12。那么根據選擇公差等級的原則，在滿足使用要求的前提下，盡可能選擇較大的公差等級。因此在一般公差帶允許的情況下，考慮到生產條件、制造成本和生產效率，適當加大公差等級也是必要的。

2.3 總結問題3

結合實際加工，對比Φ23.82H7/h7 與Φ28H7/g6 這兩個同一規格的尺寸，其配合都為間隙配合，但實際加工時應該選擇哪種配合更為符合實際？

討論結果：雖然H7/h7 的配合方式比較少見，大家可以參照表——基孔制常用和優先配合的特征及應用，也可以判斷這種間隙配合的特征屬于很小間隙的行列。雖然理論上不是優選，但通過同學們的計算，和優選項的H7/g6 比較（比較其公差帶的加工寬度），實際加工難度H7/h7＜H7/g6。同時，我們這里強調的是普車實訓，由于人工操作的尺寸精度更難以保證，所以H7/h7 的實際應用比較實用。

3 總結

盡管書本中的理論知識很繁雜，需要學生按部就班的記憶、理解和綜合計算。但該課程學習的重點不僅是掌握計算的過程，也是結合教材與實際加工的綜合性考量。今后如若作為一名設計人員，怎樣依據理論為實際制造加工提供更大的便捷與精度，這是我們學生時期應當不斷深入的問題。通過采取多樣的教學方式與手段，幫助學生在正確的思路上，針對實際問題大膽分析，擺脫一成不變的思維，希望他們能夠活學活用、舉一反三的解決實際問題。

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