“互換性與技術測量”教學中一些難點解答

摘 要：以教學質量為基礎，針對課程的重點和難點，用更加形象生動、易于深刻記憶的方式來講解，教學效果已在“機械設計課程設計”、“機械制造課程設計”、金工實習中得到驗證，成效顯著。

關鍵詞：互換性；技術測量；難點解答

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.221

0 引言

“互換性與技術測量”課程即“機械精度設計與檢測”課程，是高等工科院校本科、專科機械工程及自動化、工業工程、車輛工程、車輛電子、材料成形與控制工程、焊接、精密儀器等專業的一門應用型很強的技術基礎課。該課程內容包括尺寸精度設計與檢測、幾何精度設計與檢測、表面粗糙度輪廓設計與檢測以及典型零件（滾動軸承、螺紋、齒輪等）的精度設計與檢測。這門課具有術語多，符號多，公式多，標準規定多，原則性強，實際應用時靈活性又比較大等特點，所以在學習過程中，要求學生要及時歸納總結，找出參數之間的關系與聯系。“互換性與技術測量”中關于工作量規公差帶的確定，以及幾何公差帶形狀的確定，是本門課程的難點。很多同學在學習這兩部分內容的時候很苦惱，覺得難以理解。現就這兩部分內容，提出本人在課堂上的教學方法。

1 工作量規公差帶的難點解答

對于成批、大量生產的零件來說，只要能判斷出零件的作用尺寸和實際尺寸是否在尺寸公差帶范圍內就足夠了，無需測出零件的實際尺寸，因此，用量規檢驗非常方便，而且檢驗效率高。在零件制造中，操作者對零件進行檢驗所使用的量規稱為工作量規。工作量規包括通規和止規。如果通規通過被檢零件，而止規不能通過被檢零件，則零件合格。

在教學中，為了強化通規的止規的概念，分別以孔類零件和軸類零件講解。工作量規是用來檢驗零件是否合格的，那么工作量規的公差帶就一定要在零件尺寸公差帶內；而且工作量規的精度要比零件的精度高得多，在公差帶圖反映出來的就是工作量規的公差帶比尺寸公差帶小，只占據尺寸公差帶的一小部分。檢驗孔類零件時，量規相當于一個軸類零件，通規要通過所有合格的孔，通規就要做得小一些，通規公差帶的一個極限尺寸就應等于孔的下極限尺寸，通規公差帶的另外一個尺寸應在零件尺寸公差帶內，由此可以得到通規的公差帶，公差帶大小用T1表示；止規不能通過所有合格的孔，那止規就要做得大一些，止規公差帶的一個極限尺寸就應等于孔的上極限尺寸。同理，檢驗軸類零件時，量規相當于一個孔類零件，通規要通過所有合格的軸，通規就要做得大一些，通規公差帶的一個極限尺寸就應等于軸的上極限尺寸；止規不能通過所有合格的軸，那止規就要做得小一些，止規公差帶的一個極限尺寸就應等于軸的下極限尺寸。

加工時，合格的零件多，通規通過的概率大，其表面不可避免的發生磨損，為了使其具有一定的使用壽命，規定了通規的安全距離Z1。而止規只要在檢驗不合格的零件時，才會通過被檢工件，磨損機會少，因此標準中沒有規定止規的磨損公差。工作量規公差帶圖的確定思路如圖1所示。

2 關于幾何公差帶形狀的難點解答

幾何公差的幾何特征符號一共有14個，對應的公差帶形狀多種多樣，其中有9種主要形狀。此時，讓學生回顧尺寸公差帶的形狀，做一比較。之后提出確定公差帶形狀的思路：要確定幾何公差帶形狀，有兩個關鍵要素。第一，公差帶形狀一定要能夠包容實際被測要素；第二，該形狀是所有能夠包容實際被測要素形狀的最小區域。

舉例說明：軸線的直線度公差帶，被測要素為軸線，零件實際加工出來后，軸線并不是理想的直線，而是一條空間曲線，這條空間曲線可以由哪些公差帶形狀包容進去呢？首先考慮可能的公差帶形狀，可能是一個圓柱內的區域，也可能是兩個平行平面之間的區域。到底是哪一個呢？我們知道，兩個平行平面可以包容圓柱，所以圓柱內的區域更小，從而確定了軸線的直線度公差帶形狀為圓柱內的區域，而不是兩個平行平面之間的區域。通過其他幾何公差帶形狀的分析，我們還可以得出一個結論：兩個平行平面（和兩個等距曲面）之間的區域是所有公差帶形狀當中最大的區域，當其他公差帶形狀不能包容實際被測實際要素時，公差帶形狀一定是兩個平行平面（和兩個等距曲面）之間的區域。

3 總結

本門課程是對國家標準中關于機械精度設計與檢測的學習，實踐性較強。要讓學生能學以致用，必須通過一些易于理解、記憶的教學方法，讓學生學懂、學通該課程。教學效果已在本院機械工程、機械電子工程、車輛工程等專業的“機械設計課程設計”、“機械制造課程設計”、金工實習中得到驗證，成效顯著。

參考文獻：

[1]劉品，張也晗主編.機械精度設計與檢測基礎（第9版）[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2016（05）.

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局.國家標準化委員會.光滑極限量規技術條件GB/T1957-2006[S].北京：中國標準出版社，2006.

作者簡介：邢曉紅（1980-），遼寧昌圖人，講師，江蘇省大學生創新創業訓練計劃項目指導教師。