工學一體化在零件測繪教學中的應用

鄧曉娜 倪子田

摘 要：本文對零件測繪教學過程中， 如何運用工學一體化的教學手段，把校企合作解決企業實際生產問題轉化為課程教學，將多門專業課的知識融會貫通，引導學生開展零件測繪課程的學習進行了論述。

關鍵詞：工學一體化 零件測繪 識繪 測繪

在機械制造企業中，任何的產品都需要按圖樣加工。繪圖員和助理設計師崗位需求越來越大，如何培養和引導學生開展相應繪圖員測繪課程的學習，適應企業設計崗位的需求，成為了一個迫切需要解決的課題。

一、開展零件測繪課程的由來

在職業院校中，機械制圖課程是實踐性較強的專業基礎課程，是機械專業進一步學習其他專業知識的基礎，而AutoCAD技術的發展不僅是計算機圖像類的基礎，也是機械制圖現代化的體現。

隨著時代的發展，《機械制圖》和《AutoCAD》這兩門課程已經有機地結合在一起。筆者學校數控專業也抓住建設國家中職示范校的契機，在對企業和畢業學生做了大量調研的基礎上，將這兩門課程融合成零件測繪課程來進行工學一體化教學，主要培養學生閱讀和繪制機械零件圖樣等綜合職業能力。

零件測繪課程主要根據企業的繪圖員和助理設計師的崗位職責和技能，把機械制圖、AutoCAD、極限配合與技術測量基礎等課程整合起來進行組織教學。筆者結合零件測繪課程一體化教學實施及遇到的一些問題進行探討。

二、應用于零件測繪教學的主要內容

1.零件測繪教學主要內容

近年來數控模具企業發展迅速，需要大量設計、數控編程的高級技工人才，越來越多的技校生投入到繪圖員等設計工作崗位。筆者學校通過多方調研，以工作任務為載體，和企業專家共同編寫學習教材，引入企業工作任務轉化為下列六個學習任務：機床傳動軸的識繪、球閥閥蓋的識繪、減速箱箱體的繪制、浸油磨頭箱的繪制、變速箱齒輪的測繪和機用臺虎鉗的測繪。

六個代表性學習任務，每個學習任務層次分明，學習的內容由易到難，由淺入深，教師輔導到學生自主學習，逐步完成整個學習過程，并使學生達到能夠從事繪圖員工作的職業要求。

2.教學安排

（1）教學活動環節安排。六個代表性學習任務中，每個活動環節都根據工學一體模式在零件測繪工作的認知規律進行設計，包括“學習目標”“建議學時”“學習準備”“學習過程”和“學習評價”五部分內容。通過組織活動、展示圖片和實操練習來實現引領學生按照步驟完成工作任務，具有較強的可操作性，通過“工學結合”一體化教學模式培養并實現了學生與企業對繪圖員需求的無縫對接。

（2）教學模式和進度安排。根據學習的難度和進度，將整個教學活動安排了兩個學期，在機械繪圖室學習手工機械制圖的基礎知識，CAD室進行加深鞏固學習。兩者相輔相成，相互促進提高。

三、工學一體化開展零件測繪教學

1.工學一體零件測繪教學的內容安排

筆者根據企業調研的情況和市場的需求再結合多年工廠設計的經驗，針對以上情況開展以下零件測繪課程教學。主要分為三個階段：

（1）初始階段：識圖學習。安排機床傳動軸的識繪和球閥閥蓋的識繪兩學習任務。

針對學習任務和企業反映學生的制圖問題，征詢了多位企業實踐專家的意見，安排識圖和抄圖練習。這部分教學主要以制圖基本知識、投影作圖、圖樣畫法及常用零部件結構，通過觀察企業圖樣，分析各種不同的線型，針對不同圖線的線型線寬，在徒手練習的同時要結合CAD的圖層講述，充分掌握線型線寬設置。以識圖學習為主，輔以簡單的繪圖練習。

起初抄圖學習時，學生多數出現繪制圖形與實際數據不符的現象，僅是圖形相似，這時需要花費一些精力幫他們及時糾正。為什么會出錯，如何才能繪制準確圖形數據？從引導中讓他們逐漸修正錯誤。

為了讓學生更好地領會掌握高平齊概念知識，如水平投影、垂直投影，一般引入較多的企業圖樣（一般有兩視圖），學生在多次對比模仿學習中逐漸形成自己的二維構圖思維。

安排學生多進行機械圖樣的抄圖練習，過程中盡量每個圖形都先讓學生進行抄圖練習，運用他們的方法擬定自己的思路，教師在旁要及時進行點評。

由簡入繁安排線切割圖樣繪制練習，方便端正學生的繪圖態度。因為線切割電子檔是直接導入加工的，圖形不正確會直接導致整個線切割工件報廢，嚴重時甚至會給企業造成嚴重的經濟損失。

本階段以引導學生進行簡單識圖學習為主，逐漸培養學生形成合理的構圖思維和正確的學習態度。學生先進行手工繪制練習，然后再到CAD學習室進行CAD圖樣的繪制。充分把制圖和CAD結合起來學習，規范性繪圖，更能適應以后的工作要求。

（2）加深鞏固階段：繪制學習。安排減速箱箱體的繪制和浸油磨頭箱的繪制兩項學習任務。這部分教學以加深鞏固制圖知識為主，展開復雜零件繪制學習及裝配圖的學習，并進行深入的公差標注學習。

復雜零件繪制脫離不開三視圖，三視圖是學習機械制圖的基礎，在前期識圖學習掌握兩個視圖的基礎后，加強對機械零件三視圖的繪制學習。充分利用投影“長對正，寬相等，高平齊”的特點，讓學生逐漸加強領會零件中各視圖的關系和相關知識。

加深零件局部視圖、剖視圖的學習。引入PROE或UG等三維軟件進行立體零件展示，讓學生輕松從三維實體中掌握二維圖形轉換，天天積累慢慢提升制圖能力。

尺寸公差配合學習時要加強對機械零件的認識，明確哪個位置需要公差、為什么需要標注尺寸公差，如與其他零件配合的關鍵尺寸需要加公差。在這時要引導學生學習哪些是零件的重要尺寸位置，如：軸承位、鍵槽位等。通過學習工作場合和方式深入理解什么是間隙配合、過盈配合、過渡配合。

裝配圖的學習。裝配圖應該能反映出機械零件的所有結構，看不到的應該有剖切圖，要清晰地表示出裝配體的裝配關系、工作原理和各零件的主要結構形狀等。機器裝配圖同零件圖一樣，都要表達出它們的內外結構。針對裝配圖的特點，為了清晰簡潔地表達出裝配體的結構，要根據國家機械制圖標準對一些特殊表達方法、規定畫法和簡化畫法進行綜合講述，特別是針對在裝配體中常遇到一些薄墊片、小間隙和小錐孔等位置時，可建議采用夸大畫法繪制，明顯突出該位置。

（3）進階階段：測繪學習。安排變速箱齒輪的測繪和機用臺虎鉗的測繪兩學習任務。

進行測繪前，必須對該設備的結構性能、動作原理、使用情況等作初步了解；對被測繪的每一個零件，要搞清它在整機或某個部件中的地位和作用、受力狀態和接觸介質以及與其他零件的關系。此外，還要大體了解它們的加工方法。

測量零件尺寸時，要正確選擇基準面。基準面確定后，所有要測量的尺寸均以此為準進行測量，盡量避免尺寸的換算，以減少錯誤。盡量避免分段測量，分段測量的尺寸只能作為核對尺寸的參考。

測量磨損零件時，對于測量位置的選擇要特別注意，盡可能地選擇在未磨損或磨損較少的部位。如果整個配合表面均已磨損，在草圖上應加注明。

齒輪盡可能要成對測量，對于變位齒輪及斜齒輪必須測量中心距，對于斜齒輪還要測量螺旋角并注意螺旋方向。

裝配圖及零件圖的圖形位置盡可能地要與其安裝位置一致。對于一些重要的裝配尺寸應在部件拆卸前加以測量，一些復雜位置最好通過拍攝相片作為以后裝配時參考，要先繪制傳動系統圖及裝配草圖，再測繪零件圖。機械拆卸過程中，零件規范放置、上油。一定要嚴格遵守安全操作規程，避免出現不必要的安全事故。逐一對機械零件（標準件除外）進行繪制草圖。各零件繪制完草圖后，要反復驗證檢查無誤后，再安排學生對機械進行裝配復原，對傳動位置要進行多次調試，確保工作運轉正常。

測繪配合零件的尺寸時，必須測量配合零件的相應尺寸，尤其是在只更換一個零件時更應如此，同時要了解兩零件間的配合關系。

機用臺虎鉗在每個學校都有很多，由于小型常見，結構原理簡單易懂，且進行裝拆容易，方便學生開展測繪的進階學習。

2.工學一體化零件測繪教學的實施過程。以減速箱箱體的繪制為例

（1）接受繪圖任務。開始階段，教師將翻新減速箱圖樣的任務分發給各學習小組，分組對圖樣進行分析研究，把圖樣中不懂的新知識找出來。查閱資料，聽教師講解，逐步解決疑難。

（2）制定減速箱箱體繪圖方案、各小組成員進行討論，擬定一初步方案。教師組織引導點評，再對比參考其他小組的繪圖方案，小組合作修改完善后制定一個合理的繪圖方案。

（3）繪制減速箱箱體零件圖。教師引導學生從簡入繁，逐步化難為易，運用CAD軟件完成箱體零件圖的繪制。在繪制過程中，為加深學生們的零件局部視圖、剖視圖的學習，建議教師引入PROE、UG等三維軟件進行立體零件展示，讓學生輕松從三維實體中掌握零件圖的形狀，從而順利完成箱體零件圖的繪制。

（4）打印減速箱圖樣。整個學習過程中，學習小組成員要通力合作，要能積極思考問題，并對出現的問題能發表個人見解。各小組之間形成友好的相互競爭、相互促進的關系。教師在整個學習活動中要起到積極引導作用，對學生們出現的疑難要及時進行分析并引導解決。

四、實施的效果

在工學一體零件測繪課程學習后，學生的學習積極性提高了。學生能更全面地根據企業需求學習繪圖理念知識，并能運用所學的測繪知識，在數控車、數控銑等課程的學習中也效果顯著。

五、小結

零件測繪的一體化教學，收獲了一定的成績。由于是針對機械制圖、AutoCAD、極限配合與技術測量基礎等多門課程整合起來進行組織教學，教學嘗試時間不長，還有不少不盡如人意的地方，尚需在實踐中繼續探索和改進。

參考文獻：

[1]楊可楨，程光蘊，李仲生.機械設計基礎（第5版）？[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]李木杰.技工院校一體化課程體系構建與實施[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2012.（作者單位：茂名技師學院）