可互换性（精选9篇）
可互换性 篇1
近日中立咨询顾问公司Ovum最新预测报告指出, 到2016年亚太地区智能手机市场规模将增长一倍, 总数达到2亿部。而目前国内智能手机的终端数量也已超过1000万。在这一背景之下, 从未来的发展模式上看, 智能手机相关产品和服务的提升空间巨大, 业界对这一市场普遍看好。
“随着智能手机的普及, 目前移动互联网迅猛发展, 而广告是移动互联网产业链中一个不可或缺的环节。”多盟 (Domob) COO张鹤近日告诉本刊记者, “如果把手机广告的发展比喻成万米长跑的话, 我们还处于前100米, 尚在摸索阶段。”
探寻多赢的合作模式
据悉, 多盟是一家移动互联网广告公司, 旨在为中国移动互联网提供广告商业解决方案。而智能广告平台是多盟目前的核心技术, 依托这个广告平台, 多盟可以在APP中嵌入代码, 再通过APP向智能手机用户输送广告。
“移动互联网目前的发展与2000年的互联网模式还比较相似, 虽然从业人员数量较多, 但由于手机广告对运行环境要求高、优质应用数量不足等问题, 距离发展成熟期还有一段距离。”张鹤说。
此外, 在商业模式上, 由于国内盗版猖獗、用户付费习惯差等问题, 目前绝大部分应用仍以免费模式为主, 这也为手机广告提升了很大空间, 多盟采取的是与APP共同分成的模式。在具体的划分上, 多盟自有平台分得30%, APP分得70%。“今后我们还要更加充分地考虑产业链上下游的需求, 寻找双赢, 甚至多赢的合作模式。”张鹤表示。
2013年或迎来盈利期
值得一提的是, 目前多盟推出的“流量互换”模式, 在一些中小开发者间推广效果良好, 由于这些中小开发者的推广渠道有限, 可以通过流量交换方式对产品进行有效推广。“目前, 整个手机广告行业的流量使用效率还比较低, 存在很多流量浪费现象, 我们希望通过这种方式提高整个行业的流量使用效率。”张鹤坦言。
当然, 作为国内手机广告行业的先行者之一, 多盟也面临着一些智能手机流量缺乏、杀手级应用不足、传统行业品牌客户较少等方面的挑战。在张鹤看来, 手机广告行业在服务上还需要更多的创新, 在商务运作上还需要进一步完善。
对于何时实现盈利, 张鹤解释到:“目前我们对盈利问题暂时不予考虑, 现在要做的是让用户接受我们的模式, 了解我们的平台。预计2013年成熟产品数量会实现增长, 盈利期也会随之到来。”
可互换性 篇2
1、了解立式光学计的侧量原理及使用方法
2、加深理解测量仪器和测量方法的常用术语
四、测量示意图：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
五、测量步骤：
1、根据基本尺寸选择量块
2、立式光学计调零
3、把被测轴放上工作台前后推动，读取最大值
4、把被测轴转动90度，用同样的方法测同一截面数值
5、以同样的步骤测另外两个截面的数值
6、取以上六个数值的平均值作为被测轴的实际尺寸
八、思考题：
1、 用立式光学计测量塞规属于什么测量方法? 2、 绝对测量和相对测量各有什么特点? 3、 什么是分度值?刻度间距?
民用飞机轮胎互换性分析 篇3
依据中国民用飞机机队机型现状, 结合主要轮胎生产厂家轮胎数据, 分析民用飞机轮胎互换性控制的必要性, 进一步分析飞机轮胎互换性的影响因素, 提出飞机轮胎互换性的控制措施。
1 民用飞机轮胎互换性控制的必要性
航空公司运营的飞机主要为波音和空中客车公司生产。波音飞机机型包括B737、B747、B757、B767、B777和B787等。空中客车飞机机型包括A319、A320、A321、A330和A380等。飞机轮胎生产厂家有米其林 (MICHELIN) 、普利司通 (BRIDGESTONE) 和固特异 (GOODYEAR) 等。查阅轮胎生产厂家资料, 发现存在尺寸规格相同的轮胎适用于不同的机型。表1列举了米其林尺寸规格相同的轮胎。尺寸规格相同的轮胎, 有多个不同的轮胎层级。尺寸规格和层级相同的轮胎, 有不同的速度级别。某些不同层级的轮胎可用于相同的机型。某些尺寸规格相同的轮胎既可用于主轮也可用于前轮。某个机型只允许使用特定层级的轮胎。某个机型只允许使用特定速度级别的轮胎。由于轮胎尺寸规格相同, 可能发生轮胎误装, 导致不符合层级或速度级别要求的轮胎用于某个机型, 在特定条件下轮胎可能爆破, 从而可能损伤飞机结构, 影响飞机的安全。从飞机安全的角度, 有必要控制尺寸规格相同的轮胎的替换, 避免轮胎误装。另外, 某些机型允许使用多个不同层级或速度级别的轮胎, 增加了航空公司和维修单位的轮胎选择方案, 有利于轮胎航材保障。
对于维护多种型号飞机的飞机维修单位和维护多种件号机轮的部件维修单位, 在维护工作中可能涉及尺寸规格相同但适用于不同机型的轮胎, 因而有必要控制相关轮胎的互换性。
2 飞机轮胎互换性的影响因素
2.1 轮胎参数
(1) 轮胎尺寸规格。
定义轮胎尺寸规格的参数:名义外直径、名义断面宽和轮辋直径。尺寸单位为英寸或毫米。只有尺寸相同的轮胎才有可能互换。通过轮胎尺寸规格, 可以判断轮胎尺寸是否相同, 以便决定是否继续结合其他参数确定轮胎的互换性。
(2) 轮胎层级 (PR) 。
轮胎层级是轮胎强度指数。与帘布层数有关, 但不代表轮胎实际的帘布层数。轮胎层级指示了特定轮胎的最大载荷级别。某些飞机轮胎的尺寸规格相同, 但轮胎层级不同, 因而能承受的最大载荷也不同。低轮胎层级的轮胎不能替换高轮胎层级的轮胎。高轮胎层级的轮胎在一定条件下可以替换低轮胎层级的轮胎。
(3) 轮胎速度级别。
轮胎速度级别是轮胎在承受规定最大载荷下的最大允许速度, 单位为英里每小时 (mph) 。某些尺寸规格相同的飞机轮胎有不同的速度级别。通常重量越重或执行高原机场航班的飞机需要具有更高速度级别的轮胎。因而在某些条件下分析轮胎的互换性时必须考虑轮胎的速度级别。
(4) 轮胎结构类型。
现代民用飞机常用的轮胎结构类型为斜交轮胎和子午线轮胎。斜交轮胎是胎体帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉, 且与胎面中心线呈小于90°排列的轮胎。子午线轮胎是胎体帘布层帘线与胎面中心线呈90°或接近90°排列的轮胎。斜交轮胎和子午线轮胎可混用的主要要求是相同的轮胎压力和相同的轮胎承载半径。同一架飞机斜交轮胎和子午线轮胎的混用, 应依据相应的飞机维护手册来确定。
2.2 飞机重量
飞机重量直接影响轮胎需要承受的载荷。在轮胎数量固定的条件下, 飞机重量越重, 则单个轮胎承受的载荷越大。由于轮胎层级不同的轮胎承受载荷的能力不同, 因而飞机重量影响轮胎的互换性。飞机重量越重, 需要的起飞速度越大。由于特定轮胎有最大允许速度限制, 也会影响轮胎的替换。影响轮胎载荷的飞机重量参数有最大停机坪重量、最大起飞重量和最大着陆重量。由于配置的不同, 同一型号的飞机可能有多个重量级别。在进行特定改装导致构型改变后, 飞机重量级别也可能发生改变。在分析轮胎互换性时, 应考虑所装飞机的重量级别。
3 飞机轮胎互换性控制
对于营运多机型飞机航空公司的工程部门, 应意识到某些尺寸规格的轮胎有多个不同的轮胎层级或速度级别, 并且这些不同轮胎层级或速度级别的轮胎可能有不同的载荷限制, 因而只能用于特定重量级别的飞机。航空公司工程部门应根据营运机队的所有飞机的重量级别, 选择和规定各飞机允许使用的轮胎。尺寸规格相同的轮胎, 轮胎层级或速度级别不同, 轮胎件号也不同。航空公司工程部门可采用技术通告, 规定营运机队各飞机允许使用的轮胎件号。该技术通告应根据机队变化或飞机重量级别变化予以更新。航空公司工程部门应将轮胎使用规定通知相关机轮维修部门或单位。
对于机轮维修部门或单位, 应获得航空公司的飞机轮胎使用规定, 将正确的轮胎安装到维修的机轮上。对于维护多种件号机轮的维修部门或单位, 发生轮胎误装的可能性较大, 应制定轮胎风险控制措施。尺寸规格相同、轮胎层级或速度级别不同的轮胎应分开存放。机轮维修放行证明文件, 应说明机轮所装轮胎的件号或尺寸规格、轮胎层级和速度级别, 便于飞机维修单位判断机轮是否适合装机。
对于飞机航线维修和定检维修部门或单位, 在安装机轮时, 应注意不同生产厂家的尺寸规格相同的轮胎的替换和混用, 注意斜交轮胎和子午线轮胎的替换和混用。依据飞机维护手册、服务通告和信函以及航空公司规定, 判断安装特定轮胎的机轮是否适合装机。
参考文献
[1]米其林飞机轮胎维护手册CSM32-45-01[Z].
[2]米其林飞机轮胎工程数据手册[Z].
互换性与技术测量习题库(答案) 篇4
一、判断题
1.零件装配时仅需稍做修配和调整便能装配的性质称为互换性。（×）
2.完全互换性的装配效率一定高于不完全互换性。（×）
3.设计给定的尺寸称为基本尺寸。（√）4.零件是否合格首先要看它是否达到了基本尺寸，正好等于基本尺寸肯定是合格品。（×）
5.零件的尺寸公差可以为正、负和零。（×）
6.尺寸偏差是某一尺寸件其基本尺寸所得的代数差，因而尺寸偏差可以为正、负和零。（√）
7.孔的上偏差代号是ES，轴的上偏差代号是es。（√）
8.某尺寸的上偏差一定大于下偏差。（√）
9.相互结合的孔和轴称为配合。（×）10.公差带中的零线通常表示基本尺寸。（√）11.间隙配合中，孔的实际尺寸总是大于或等于轴的实际尺寸。（√）
12.现行国家标准规定共有18个标准公差等级。（×）
13.国家标准规定了基孔制和基轴制，一般情况下，应优先采用基轴制。（×）14.基孔制是基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。（×）
15.在选基准制时，一般是优先采用基孔制。（√）
16.将标准公差与基本偏差相互搭配，就可以得到每一基本尺寸的很多不同公差带。（√）
17.在同一尺寸段里，标准公差随公差等级的降低而增大。（√）
18.各级a~h的轴与H孔的配合必然是形成间隙配合。（√）
19.一般情况下优先选用基孔制，是因为可以减少所用定值刀具、刀具的规格和数量。（√）20.在公差等级高于IT8级的配合中，孔与轴的公差等级必须相同。（×）
21.国标中规定极限与配合的标准温度是20℃。（√）
22.公差等级的选用原则是：在满足使用要求的条件下，尽量选用低的公差等级。（√）
23.标注形位公差代号时，形位公差项目应符号应写入形位公差框内第二格。（×）24.标准规定，在图样中形位公差应采用代号标注，文字说明应尽量少用或不用。（√）
25.形位公差就是限制零件的形状误差。（×）
26.检验形状误差时，被测实际要素相对其理想要素的变动量是形状公差。（×）27.位置公差可以分为定向公差、定位公差和跳动公差。（√）
28.被测要素遵守包容要求时，需加注M。（×）
29.孔的最小极限尺寸即为最小实体尺寸。（×）30.轴的最大极限尺寸即为为最小实体尺寸。（×）
31.零件的表面粗糙度和加工方法有直接的关系。（√）
32.表面粗糙度属于微观几何误差。（√）33.零件的表面粗糙度数字越小，其工作性能就越差，寿命也越短。（×）
34.任何零件都要求表面粗糙度数字越小越好。（×）
35.零件表面越粗糙，耐磨性能越好。（×）
36.取样长度过短不能反映表面粗糙度的真实情况，因此越长越好。（×）
37.标准规定确定表面粗糙度取样长度的数字时，在取样长度范围内，一般不少于5个以上的轮廓峰和轮廓谷。（√）
38.评定长度和取样长度之间的数值关系由被测表面的均匀性确定，一般情况下一个评定长度内取10个取样长度。（×）39.在Ra、Rz、Ry三个参数中，Ra能充分反映充分地表面微观几何形状高度方面的特性。（√）40.标准推荐优先选用轮廓算术平均偏差Ra，就是因为其测量方法简单。（×）41.由于表面粗糙度高度参数有三个，所以标注时在数字前必须注明相应的符号Ra、Rz、Ry。（×）
42.用比较法检验表面粗糙度时，为减少误差，在选择样板时，其材料、形状、加工方法、加工纹理方向等应尽可能与被测表面相同。（√）
43.零件的尺寸精度越高，它的表面粗糙度数字越小。（×）44.量块、水平仪、百分表等都属于常用量仪。（×）
45.游标卡尺是由刀口形的内、外量爪和深度尺组成。（√）
46.游标卡尺的尺身每一格为1mm，游标共有50格，当两爪合拢时，游标的50格，正好与尺身的49格对齐，则该游标卡尺的测量精度为0.02 mm。（√）
47.读数值为0.02 mm的游标卡尺，尺身上50格的长度与游标上49格的长度相等。（×）48.读数值为0.02 mm的游标卡尺，尺身上的刻度间距比游标上的刻度间距大0.02 mm。（√）
49.游标卡尺的读数值有三种：0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm。（√）50.用游标卡尺测量工件时，测力过大或过小均会增大测量误差。（√）51.为了方便，可以用游标卡尺的量爪当做圆规等划线工具来使用。（×）
52.用游标卡尺测量孔径时，应轻轻摆动游标卡尺，以便找出最小值。（×）53.高度游标卡尺可用来测量零件的高度和角度。（×）
54.常用千分尺的分度值都是0.01 mm。（√）
55.千分尺是一种较精密量具，测量精度比游标卡尺高，而且比较灵敏，通常用来测量加工精度较高的工件。（√）56.为了保证千分尺不生锈，使用完毕后，应将其浸泡在润滑油或柴油里。（×）57.使用千分尺时，用等温方法将千分尺和被测件保持同温，这样可以减少温度对测量结果的影响。（√）
58.千分尺在测量中不一定要使用棘轮机构。（×）
59.不允许在千分尺的固定套筒和微分筒之间加入酒精、煤油、柴油、凡士林和润滑油。（√）
60.外径千分尺是用来测量孔径、槽深度的量具。（×）
61.螺纹千分尺用来测量螺纹大径。（×）
62.深度千分尺用于测量孔、槽深度及台阶的高度等尺寸，测量范围有0~50mm和25~100mm两种。（×）
63.内径千分尺的工作原理与外径千分尺相同，只是刻度上数字的顺序与外径千分尺相反。（√）
64.百分表的大指针转过1格，表示其测杆移动0.01mm，因而百分表的读数值为0.01 mm。（√）
65.百分表的测量头开始与被测表面接触时，只能轻微接触表面，以免产生过大的接触力，并保持足够的示值范围。（×）66.用百分表测量长度尺寸时，采用的是相对测量法。（√）
67.内径百分表和内径千分尺一样，可以从测量器具上直接读出被测尺寸的数值。（×）
68.杠杆百分表的体积小，测头的位移方向可以改变，因而其测量精度比普通百分表高。（×）
69.为了合理保养千分表、百分表等精密量仪，应在其测量杆上涂上防锈油。（×）70.直角尺主要用来测量90°的内角或外角。（√）
71.游标万能角度尺只能用来测量外角。（×）
72.游标万能角度尺可以测量0°~360的任意角度。（×）
可互换性 篇5
《互换性与技术测量》是普通高等学校机械类专业一门重要的专业课, 主要讲述轴孔结合的极限与配合、测量技术基础, 几何公差及检测, 表面粗糙度及其检测, 光滑工件尺寸检测和量规设计, 零件典型表面的公差配合与检测等内容。该课程是一门多学科交叉的综合性课程, 涉及到数学、物理、机械等多个学科的内容, 具有知识点分散、教学内容多、理论性和实践性强等特点, 传统的《互换性与技术测量》教学多以课堂讲授法为主并辅以少量的教学实验, 学生学习过程的积极性不高, 教学效率低, 教学效果不理想。本文针对该课程特点及传统教学过程中存在的问题, 对《互换性与技术测量》教学改革进行了探索, 提出了几点改进方案。
1 更新教学内容, 种教学手段相结合
随着机械、信息和网络等相关学科的快速发展, 新标准的颁布和新技术的引进促使《互换性与技术测量》的教学内容不断更新, 同时为了和后续机械制造工艺学、机械夹具设计、毕业设计等课程更好地衔接, 课题组对《互换性和技术测量》课程中的基本内容进行优化和提炼。为了适应教学内容的更新, 我们在教学过程中采用多种教学手段相结合, 注意合理运用多媒体教学。为了充分发挥多媒体教学的优点而避开其缺点, 课题组在《互换性与技术测量》的课堂教学中对多媒体的使用非常谨慎, 经过课题组多次讨论, 确定在基本偏差、作用尺寸、粗糙度和光滑极限量规设计等必须使用多媒体的地方使用多媒体以方便讲解, 同时我们还用适当的板书教学来强调所学知识的重点和难点, 增加教学的条理性, 近年的教学实践表明多媒体教学方法和传统的板书的有机结合收到了很好的教学效果。
2 优选教学方法, 激发学生学习热情
传统《互换性与技术测量》教学方法多以讲授法为主, 教学方法单一, 教学效果较差。因此我们在《互换性与技术测量》的教学过程中引入启发式教学和案例式教学, 采用多种教学方法相结合, 以提高教学效果。首先, 我们在教学过程中采用启发式教学, 我们在讲授完一个知识点后, 会针对所讲授的内容提出相关问题, 引发学生思考, 进而找到解决问题的途径和方法, 培养学生解决问题的能力。例如我们在讲授互换性的概念时会在课堂上做一个小实验, 一个螺母和三个基本尺寸相同的螺栓, 只有一个能拧进去, 另外两个一个拧不进去, 一个拧进去后间隙太大容易脱落, 提问为什么会出现这种情况, 引发学生思考, 并引导他们逐步深入, 从而引出互换性的概念和实现互换性的条件。另外, 我们在教学中采用大量的案例教学, 引导学生分析、理解案例包含的精度设计知识点。并在课堂上鼓励学生开展讨论, 说出个人见解, 深化问题解决途径。以下为教学过程中选用的精度设计案例实例:
在汽车发动机中, 铝合金活塞与钢制气缸内壁配合, 作高速往复运动, 基本尺寸为φ150mm, 要求工作间隙在0.1~0.3mm, 气缸工作温度tD=110℃, 气缸的线膨胀系数为αD=12×10-6/℃, 活塞工作温度td=℃, 活塞材料的线膨胀系数αd=24×10-6/℃, 试确定活塞与气缸常温下装配式的间隙变动范围, 并选择适当的配合。
案例二:图所示为钻模的一部分。钻模板4上装有固定衬套2, 快换钻套1与固定衬套配合, 在工作中要求快换钻套1能迅速更换。在压紧螺钉3松开 (不必取下) 的情况下, 当快换钻套1以其铣成的缺边A对正压紧螺钉3时, 可以直接进行装卸;当快换钻套1的台阶面B旋至螺钉3的下端面时, 拧紧螺钉3, 快换钻套1就被固定, 防止了它的轴向窜动和周向转动。若用如图a) 所示钻模来加工工件上的φ12mm孔, 试选择固定衬套2与钻模板4、快换钻套1与固定衬套2以及快换钻套1的内孔与钻头之间的配合 (基本尺寸见图) 。
通过案例教学培养了学生的创新思维和创新能力, 使学生具有团队合作精神。
3 有效利用实践教学, 培养学生的动手能力
实践教学包括实验课和生产实践两个部分, 在《互换性与技术测量》课程中, 实验课是教学的一个组成部分, 《互换性与技术测量》的实验目的是让学生了解几何参数测量的基本原理, 选择测量仪器和方法, 使用测了仪器对几何参数进行测量, 并对测量数据处理, 进而判断产品合格性, 通过实验教学巩固有关理论知识, 并培养学生的实际动手能力。我们尽量将实验教学安排在相关章节讲授之后, 并根据实际情况安排实验课时, 实验内容包括尺寸误差的测量、形位误差的测量、表面粗糙度的测量、螺纹参数的测量和齿轮参数的测量等。除此之外, 我们还设计了产品质量检验设计综合性实验, 由学生自行设计零件并绘制图纸, 根据实际条件, 制定加工工艺, 选择加工设备, 加工出零件;选择测量仪器, 对零件进行检验, 看其是否满足设计要求, 即判断零件的合格性。另外我们还采用完全开放式实验教学, 学生学习了《互换性与技术测量》后, 如果在平时的学习或生活中如果发现一些问题或想到一些创新的实验方案, 只需在试验室管理老师处登记后就可以根据自己的想法和思路到实验室直接做实验, 教师会根据实际情况给予适当的鼓励和引导, 这样既激发了学生主动学习的兴趣, 又有利于学生创新能力的培养。
互换性与技术测量与生产实践联系紧密, 实践教学对学生的创新能力培养液起着重要作用, 为此我们在《互换性与技术测量》教学中与学校附属工厂、淮南凯胜重工和淮南长壁煤矿机械有限责任公司开展合作, 在完成相关课程的教学后就组织学生到相关单位进行生产实践实习, 指导学生分析产品设计原理、生产工艺和测量技术, 加深学生对所学知识的理解, 学以致用。
4 结束语
现代科学技术的发展促使《互换性与技术测量》的教学内容、教学手段和教学方法不断得到更新, 因此只有不断的进行相关的教学研究和教学改革, 才能在《互换性与技术测量》的教学过程中取得较好效果, 培养出用人单位所需要的人才。《互换性与技术测量》的教学改革需要相关教学工作者长期、不断的探索和总结, 才能使教学内容不断更新, 教学方法不断完善, 教学手段不断提高。
参考文献
[1]周哲波.互换性与技术测量[M].北京大学出版社, 2013, 6.
[2]胡凤兰, 程玉兰, 董丽君.应用型本科互换性与技术测量课程研究型教学的探索与实践[J].湖南工程学院学报, 2013, 23:86-88.
[3]李旻.案例教学法在互换性与技术测量教学中的应用装备制造技术[J].2013, 8:202-204.
可互换性 篇6
关键词：互换性与技术测量,项目教学,探索与实践
应用项目教学法的意义
现代的高等工程教育就是要结合工程实践的教学, 培养符合产业需要的具有全面能力和素质的工程人才。项目教学是一种能力本位的教学方法, 按照各种完整的项目组织知识, 交给学生去做、去学, 在反反复复的基于项目的学习中, 学到一些必要的知识, 形成各种能力。其指导思想是将一个相对独立的任务项目交给学生独立完成, 从信息的收集、方案的设计与实施到完成后的评价, 都由学生具体负责;教师起到咨询、指导与解答疑难的作用, 不仅仅是把教师掌握的现成知识技能传递给学生;通过对一个个项目的实际操作, 要使所有学生能够了解和把握完成项目的每一环节的基本要求与整个过程的重点、难点, 在教学的过程中培养学生获取知识、运用知识解决问题、总结实践经验发现新知识、团队合作、与人沟通和交流的能力以及创新的能力, 从而达到培养学生的综合专业素质的目的。
应用项目教学法进行课程改革的目标
由于《互换性与技术测量》这门课程理论性较强, 结合传统的教学方法, 我们做了些创新和改革, 课改的目标的是想培养学生具有公差和配合等方面的理论知识, 同时掌握技术测量的手段和方法, 既能根据图纸的要求生产出合格的产品, 又能进行正确的质量检测。
具体可以从以下几个方面来说: (1) 在技能方面, 学生要能认知和熟悉各种计量器具, 掌握常用计量器具的使用方法和维护方法, 正确选择和使用生产现场的常用计量器具, 能对一般几何量和典型零件进行测量与检测, 懂得如何保养测量仪器, 并建立这种意识。 (2) 在知识层面上, 要求学生初步建立互换性的基本概念。熟知和理解孔和轴的极限偏差与配合, 形状和位置公差及检测, 表面粗糙度及检测, 测量技术基础, 滚动轴承的互换性、键配合的互换性及检测, 圆锥互换性及检测、齿轮传动的互换性及测量, 螺纹的互换性及检测, 尺寸链等知识, 加深对互换性基本概念的理解, 了解常见几何参数公差与配合的应用。 (3) 在学生自身学习的过程中, 培养学生的学习主动性、沟通交流和互动能力、团队合作和协调能力等。学生能主动积极地学习和思考问题, 能在检测中找到问题, 通过与他人沟通交流, 寻求解决问题的方法。
《互换性与技术测量》课程实训项目的设计
经过多次的课程改革探讨, 构建了“教、学、做”一体化课程教学模式。理论课程的实施使学生在专业知识方面打下坚实的基础, 尽量引导学生独立思考和提出问题, 应用所学的知识解决综合问题, 培养学生独立思考的习惯, 不是仅仅依靠课本灌输的有限的通用知识。实践环节是通过设计一系列具体测量项目来开展, 为了能够顺利开展实训, 本院教师精心设计编写实训指导书和实训报告, 内容如表1所示。
在实训过程中, 强调调动学生的学习主动性, 使学生由被动角色转换为主动角色, 能运用所学的理论知识和测量方法等完成项目中设定的任务, 解决项目中遇到的实际问题。在整个实训过程中, 教师起引导作用, 学生进行小组讨论, 提出解决问题的方案完成实训项目。同时通过完成实训报告和回答发散性的问题, 学生能更加灵活地把握、运用知识, 去思考专业知识之间的关联性。通过协作培养学生的团队合作协调能力与语言交流沟通能力。
实训项目的实施
根据以上的课改思路和设计内容, 教师做了相应的准备, 对实训课的内容进行调整, 课程的进度、上课方法、情境的设置等都在商讨中达成一致, 实训项目的实施方案如表2所示。
实训项目实施效果和存在的问题
从课程开展的效果来看, 学生对实物、测量器具有很大的兴趣, 都很乐意亲自动手测量, 希望有较大的自主性, 想通过自己的想法去解决问题, 学习效率和热情比较高。学生反映这种边学、边做的课程安排效果好, 增强了他们的实际操作能力, 开拓了思维方式。
但在课程的实施过程中也存在着一些问题: (1) 学生管理难, 学生太多, 实训课课堂很难控制。 (2) 仪器管理难, 学生好奇心很强, 保证设备的完整性有一定的难度。目前采取的措施是教师要对学生实训操作有严格的要求, 每次对使用过的仪器进行检查, 并且做详细的记录, 这样教师增加了很大的工作量。 (3) 教师之间的联系、沟通, 进度、实验的教学统一也有一定的困难。
尽管难度大, 但目前跟学生交流后, 感觉效果还不错, 学生有主动性, 有很大的兴趣, 乐意自己去测量, 用自己思考的方法去解决问题, 提高学习热情, 在潜移默化中提高了自身的综合能力。总之, 对《互换性与技术测量》这门课程引入项目教学法进行教学改革的初次探索和实践, 目前看来还是初见成效的。
参考文献
[1]毛金明, 康剑莉.CAD/CAM在模具设计与制造课程项目教学中的应用[J].机械与电气, 2008, 8 (8) .
[2]蔡金美.PLC项目教学之探索与实践[J].福建电脑, 2008, (5) .
[3]薛海, 朱青松.《液压与气动技术》项目教学设计与研究[J].硅谷, 2008, (17) .
[4]於红梅.《机械设计基础》教学创新思路[J].科教文汇, 2007, (11) .
[5]王田苗, 陈殿生, 吴永亮.《机电控制基础》一体化项目教学实践[J].北京航空航天大学学报 (社会科学版) , 2008, 6 (2) .
可互换性 篇7
1 充实、优化教学内容
随着学科的发展以及高等教育改革的深入, 原有的课程内容已经不能再适应新形势的需要, 因此, 科学地拓宽和修改教学内容, 使之更加适应目前日益发展的技术需要, 充实、优化教学内容就变得十分重要。
目前由于要求学生的知识面越来越广, 这样就不得已将教学时数安排得越来越少。为了适应新形势的要求, 我们选用了甘永立主编的《几何量公差与检测》为教材, 并遵循“打好基础、精选内容、逐步更新和利于教学”为原则, 以及考虑到注重实践能力的培养, 我们在确定教学内容时, 以孔、轴公差与配合, 形状和位置公差与检测为重点内容, 安排较多的学时, 进行重点而详尽讲解;而对滚动轴承、光滑极限量规、圆柱螺纹、圆柱齿轮及键的公差与检测等内容, 是公差与配合在典型零件中的应用, 由于受教学时数的限制, 安排较少的学时, 只介绍其基本思想和方法, 使学生了解相关的知识;对圆锥公差与检测以及在后续的机械制造工艺课程中将做介绍的尺寸链等内容, 安排学生自学, 详略得当。
同时, 应该注意教学内容的不断推陈出新。比如用先进的三坐标测量仪、表面粗糙度测量仪来替代传统的测量方法, 将反映机械学科最新发展的内容适当地充实到教学内容中。
2 丰富、改进教学方法
随着教学内容的调整和优化, 传统的教学方法必须做相应的丰富和改进。由于学时的压缩而很难完成规定的教学内容, 同时也有碍于学生创新能力的培养和综合素质的提高。在课堂教学中, 采取课堂讲授、案例教学、课堂互动、课后习题相结合的教学方法。以课堂讲授为主, 结合课堂互动, 同时教师多种形式提出问题, 激发同学们学习的兴趣, 梳理总结使学生获得系统知识, 通过案例教学做作业进一步巩固对基本理论知识的消化、理解。整个教学过程形成讲授—互动—答疑—作业—总结的运行结构。
例如在互动环节上, 可以通过与学生一起查标准公差数值表, 一方面教会通过查表确定标准公差数值或标准公差等级的方法, 另一方面, 可以让学生们加深理解标准公差数值取决于孔或轴的标准公差等级和基本尺寸, 且标准公差等级相同时, 其标准公差数值随基本尺寸的增大而增大;基本尺寸相同时, 其标准公差数值随标准公差等级的提高而减小。通过查表互动练习, 即培养了学生的动手能力, 又起到了再现知识点的作用。
3 传统教学手段和现代化教学手段相结合
多媒体将传统教学手段难以表达的概念和内容, 通过动画、图象、声音、文字形象地展现在学生面前, 将抽象和难于理解的内容变得具体和易于理解, 既降低了教学难度, 增强了直观性, 又有效地培养了学生的想象能力, 加深了学生对知识的理解, 促进了学生的求知欲, 增强了教学的趣味性, 激发了学生的学习积极性。
形状和位置公差与检测这一章的内容, 一直是本课程的重点和难点, 用传统的教学手段, 教学效果不理想。我们用Flash制作了各种公差带的动画, 使学生很容易理解各种形位公差带的大小、形状、方向和位置要求。同时以平面度、平行度和位置度的公差带的形状、大小和方位的对比, 总结出对某一被测要素给出定位公差后, 仅在对其定向精度或 (和) 形状精度有进一步要求时, 才另行给出定向公差或 (和) 形状公差, 而定向公差值必须小于定位公差值, 形状公差值必须小于定向公差值。在此基础上, 通过对形位误差的检测实验, 使学生更好地掌握形位公差的有关知识和检测方法, 达到了预期的教学效果。
4 加强实践教学环节
实验必须和教学紧密地结合起来, 实验的设计和时间的安排要满足教学的需要, 补充课堂讲授的不足, 并且和教学同步, 要注意理论课教师和实验教师应经常交流、沟通和协调, 及时改变教学内容和教学计划。实践性强、概念抽象的内容直接在实验室授课。例如, 在讲授几何量测量基础时, 如果让学生直接面对实物, 如量块、各种计量器具, 那么对量块的术语、量块的组合使用, 以及对计量器具的基本技术性能指标以及测量方法的分类, 理解起来会更容易, 也更深刻, 同时, 将部分授课和实验课融合起来一起上, 也可以节约课时。
实验设备是实践教学环节的必不可少的工具, 是提高实验水平的重要手段。对价格昂贵、先进的实验仪器和量具, 如三坐标测量机、表面粗糙度测量仪等, 我们充分利用多媒体教学, 精心准备了视频图像, 给学生展示国内外先进的实验仪器和先进的测试技术, 开阔了学生的视野。
传统的公差实验只是对理论知识进行验证, 忽视了学生的动手能力和创新精神的培养。为此, 我们对“尺寸测量”、“形位误差测量”、“齿轮精度测量”的实验项目从传统的验证性实验改为综合性和设计性实验, 在实验教师的指导下, 学生自己设计实验方案、独立完成操作、处理实验数据、分析实验结果, 增强了学生的创新意识和能力, 获得了较好的教学效果。
5 结语
总之, 互换性与技术测量课程的改革, 不但要对课堂的教学内容进行充实和优化, 还要对教学方法和教学手段进行丰富、改进;同时一定要注重课堂教学内容与实践相结合, 注重培养学生的理论联系实际能力, 分析、解决问题能力和创新设计的能力。
21世纪的竞争实质上是人才的竞争, 而人才的培养要靠教育, 教育的关键在于教师。只有不断提高教师自身能力和素质, 不断探索和改革, 才能培养出具有知识综合运用能力和创新能力的人才。
摘要：为了顺应科学技术和机械学科的发展, 以及高等教育改革的深入, 针对互换性与技术测量课程的特点和课时量减少的现状, 本文从教学内容、教学方法、教学手段以及实践教学等方面, 就如何提高学生的学习兴趣和主动性, 提高教学效果等问题进行了一些有益的探索和研究, 并取得了较好的教学效果。
关键词：互换性,技术测量,教学改革
参考文献
[1]甘永立.几何量公差与检测 (第9版) [M].上海:上海科学技术出版社, 2010.
[2]孙金荣.《互换性与技术测量》教学方法探讨[J].科技创新导报, 2008 (13) :211.
标准化学科几何互换性定律的创建 篇8
关键词：标准化,互换性,定律,学科,几何,创建,理论
1 规律到定律的感悟
互换性的概念和方法由来已久,不是今天创建的。互换性起源于1798年,美国人惠特尼(Eli.Whitney)在制造来福枪时应用了互换性方法。尽管互换性的概念和方法存在了很久,但互换性的定律一直没有被建立。定律的规律存在且被长期应用,不等于就认识到了定律的关系,如:曹冲称象就已应用了浮力的规律,先于阿基米德应用浮力的规律,但却没能归纳出浮力的规律关系和理论模型,未能在阿基米德之前建立浮力的定律。规律总是存在于定律被发现之前,如:阿基米德发现杠杆定律之前,杠杆的规律就存在;牛顿发现力学三大定律之前,力学的规律也存在。许多定律都是在对规律的经常感觉积累中,在特定条件下灵感的启动悟出来的。存在的规律到定律被发现是要特定环境的,如:阿基米德在泡澡时发现了浮力定律,牛顿是在苹果树下发现了万有引力定律。定律的建立是发现,不是发明,不是创造规律,是认识已存在的规律。定律是人们对规律有效认识的一种描述模式,是反映规律核心要素的方法。定律的建立深化了对规律的认识,提炼了规律的核心要素,使规律能被精确、自如地利用。
互换性是针对配合而言的,本质是实现非选择的配合关系。互换性支持大批量分工生产,方便使用的易损件维修。互换性的价值在于将关联的设计分解为非依赖的独立制造关系,体现在:1)非关联制造;2)非选择配合;3)非修配式装配;4)装上能用。在设计中,互换性属精度设计层次。设计可分为三个层次,第一层次为系统设计,主要是完成原理、总体布局设计;第二层次为参数设计,主要是性能参数设计,给出标称值;第三层次是精度或称公差设计,主要是制造关系设计和精度保证设计。建立互换性的事物,一定不是为了构造第一和选最好的配合情况,更注重的是批量化和低成本的关系。因此,手工精品制作不采用互换性的方法,互换性也不应用在这种领域。互换性的规律性已在大量的实践中被证实,它支持了协作生产和大批量零件的生产方式。互换性关系是即时可证明的。对于轴与孔的配合关系,只要按照“极限与公差”表的关系加工,就能得到所需配合类型(活动、定位或紧固)及所需精度的非选择配合关系,且随时试验,都可成立。这表明互换性关系中存在着科学规律,是一种具有复现能力的科学规律。互换性思想的应用已有200多年历史,第一个公开发布的互换性配合标准也有100多年了,而通常,互换性配合的设计主要靠经验传承或在公差表中查找大量数据核算,对此人们习已为常,认为是天经地义的方法。这些方法属于“知其然”的方法,互换性应该有“知所以然”的规律。这种规律一定可用一种模型关系来表达。因为,互换性是一种量化的规律,一定存在数学逻辑的表达规律,且是普遍性的规律,将这种普遍性规律进行提炼并进行模型化表达就是定律。在对定律存在的感悟判断之后,剩下的是如何理出规律性的本质内容和如何表述规律关系。建立定律的重要意义在于,把定律的本质规律挖掘并勾绘出来,使其能跳出高悟性智者的小圈子,被大众普遍学习和应用。定律被挖掘建立起来,就能使大多数人在短时间内掌握定律,拥有应用规律造福社会的能力。定律使我们摆脱了依靠偶然灵感才能做巧妙的事,使大多数人拥有了更多的必然性的巧妙智慧。
我们通常所说的互换性是几何互换性,是尺寸配合的互换关系,这一互换有三种不同的配合类型,因此,也就有三种配合规律关系。几何互换性的三种配合规律为活动配合互换性规律、定位配合互换性规律、紧固配合互换性规律。几何互换性的概念,可演绎到其他方面的互换性,这种互换性是由功能关系、模式关系决定的,称为功能互换性、模式互换性。互换性不是只局限于几何互换性,它是广义的互换性,广义互换性包含:几何互换性(或装配互换性);功能互换性;模式互换性。由于三种类别的互换性在实践中已存在,且被大量的实践所证实,它们一定有特定的互换性的规律,必然存在相应关系的互换性定律。
几何配合互换性的三种规律潜藏着三个相对应的定律,一是活动配合的互换性定律,二是定位配合的互换性定律,三是紧固配合的互换性规律。互换性的配合对象是源自轴与孔的配合考虑的,其实,不同形状的“轴”与“孔”都有互换配合的需要。因此,几何互换性的配合对象可以进行广义延伸,延伸到“阳件”与“阴件”的配合关系,也可以延伸到“插件”和“被插件”的配合关系。广义的阴件和阳件的配合形状是不受限制的,可以是圆形,也可以是方形、椭圆形、菱形、多边形,甚至可以是阴件中含“阳”,阳件中含“阴”等。
几何互换性的规律可以概括为:阴件和阳件的偏差控制到一定范围时,可实现相应目的和相应精度的互换关系。互换性是一种容差的统一模式,符合标准化第一公理关系,由于容忍一定程度的偏差,使相同人群或/和不同人群在不同时间“将同一件事做成统一结果”成为可能。在几何互换性的配合关系中,活动配合、定位配合、紧固配合的具体规律是不一样的,数学模型关系也是不一样的。因此,应该是有三种定律分别在支配着它们的实现。下面分别创建三种几何配合的互换性定律。
2 动配合互换性定律(第七定律)
动配合互换性定律(第七定律)为:配合对象的阴件下偏差与阳件上偏差之差大于零时,且阴件和阳件的公差之和小于等于精度要求的间隙公差,必实现阴件阳件的无选择活动配合,数学模型为:EI-es>0;(ES-EI)+(es–ei)≤TS。
动配合互换性定律是标准化学科第七定律。动配合互换性定律是支持实现,配合的阳件和阴件间的运动是无夹紧力制约和有间隙配合关系的运动。以上定律中的“阴件的下偏差减阳件的上偏差大于零”,是让阴件和阳的配合留有间隙,保证它们的配合是可活动的,差值大小决定配合件活动的程度,差值越大活动量越大。定律中的阴、阳件的上、下偏差可以是针对对称对象的一维偏差关系,如:圆形、方形等,也可以是针对非对称对象的多维偏差关系(多线值偏差、线值和角度值偏差等),如:长方形、多边形等。阴件公差和阳件公差确定了阴件与阳件配合的间隙变动范围,因此,它们决定了配合的精度,或者说,当阴件下偏差与阳件上偏差确定后,阴件的公差和阳件的公差决定了配合的精度,公差越大精度越低,反之精度越高。正是精度让步的可接受性,实现了有偏差的统一化关系,才使互换性成为可能。这一定律的根本规律是配合件间要有间隙,间隙要有一个变动范围,间隙的变动范围决定了配合的精度。
在以上定律的数学模型中,EI为阴件的下偏差,es为阳件的上偏差,ES为阴件的上偏差,ei为阳件的下偏差。EI、es、ES、ei是相对于基本尺寸而言的,或者说是相对标称尺寸而言的,在图形表达上可称为零线。EI-es>0是保证配合件间的间隙大于零;EI-es为阴件与阳件配合的最小间隙Smin,ES-ei为阴件与阳件配合的最大间隙Smax,ES–ei~EI-es是最大配合间隙到最小配合间隙的范围,这一范围能满足精度要求,就可实现预定精度下的互换性动配合关系。定律的动配合互换性关系可用图示来表达和说明,其关系如图1所示。现证明“阴件公差TD与阳件公差Td之和等于间隙公差TS”,图1中,TD=ES-EI为阴件的公差,Td=es-ei为阳件的公差,TD+Td=ES-EI+es–ei=(ES–ei)-(EI-es)=Smax-Smin=TS,以上证明还说明,阴件的公差与阳件的公差之和还等于最大间隙与最小间隙之差,为间隙的变动范围。活动配合的精度由间隙公差决定,间隙精度由阴件和阳件的公差决定,控制配合精度,就是控制配合件的公差大小。配合件两者的公差之和大,配合精度就低,两者的公差之和小,配合精度就高。高精度是要付出高成本的,高精度加工要求高,加工的设备和人工成本就高。关于配合件的公差关系,已制定出规律性表格等级数值关系,已分别列入国际标准和我国国家标准,共有20个等级,公差数值范围为IT01、IT0、IT1、IT2……IT18,除IT01、IT0只对应到500mm尺寸范围的13个段落外,其他的IT1、IT2……IT18的等级对应到3150mm尺寸范围的21个主段落。在21个主段落中,又由8个主段落派生出10个中间段落。同一个公差等级IT对每一个尺寸段落的数值是不一样的,但对于各尺寸段落公差的精度都是相等的,这是从数学计算上保证的。有了公差数值对应尺寸段落的表格,对配合关系的精度设计提供了方便。对于互换性设计,只有公差数值与尺寸关系的表格还是不够的,还需要表达公差位置和方向的基本偏差关系。一个完整的互换性关系需要有公差带的大小、方向、位置、形状4个要素。公差带的大小已由公差与尺寸关系表格给出,公差带的形状由配合件的形状确定,如是圆带形或方带形等,剩下的就是要确定公差带的方向和位置。基本偏差是相对于基本尺寸(标称尺寸)基准来表达的。在标准中,基本偏差共分为28种,形成了基本偏差系列,且分为轴基本偏差系列和孔基本偏差系列,其代号分别是:a、b、c、cd、d、e、ef、f、fg、g、h、j、js、k、m、n、p、r、s、t、u、v、x、y、z、za、zb、zc;A、B、C、CD、D、E、EF、F、FG、G、H、J、JS、K、M、N、P、R、S、T、U、V、X、Y、Z、ZA、ZB、ZC。孔的基本偏差系列是相对于零线(基本尺寸线)由正值下偏差远离零线逐步接近零线,然后通过零线逐步以负值上偏差远离零线。轴的基本偏差系列是相对于零线(基本尺寸线)由远负值上偏差离零线逐步接近零线,然后通过零线逐步以正值下偏差远离零线。轴的基本偏差系列构成的曲线像正切曲线形状的近轴部分,孔的基本偏差系列构成的曲线像余切曲线形状的近轴部分,如果将两个曲线放在一个图形中,就像一个横放的X形的曲线,孔和轴的偏差系列关系如图2所示。图2中,标注大写字母且公差带填小点的是孔的基本偏差,标注小写字母且公差带填充斜横线的是轴的基本偏差,孔的基本偏差是从左到右由下偏差经J及JS时转为上偏差,轴的基本偏差是从左到右由上偏差经j及js时转为下偏差,两个系列的基本偏差形成了一个基本对称的关系。在图2中,一般情况,在J或j的左边的基本偏差为动配合的基本偏差选择关系。从图2可以直观地找到孔和轴组成活动配合的基本偏差代号的组合,方便活动配合互换性的选配。
3 定位配合互换性定律(第八定律)
定位配合互换性定律(第八定律)为:配合对象的阴件上偏差与阳件下偏差之差大于等于零,阳件上偏差与阴件下偏差之差大于等于零时,且阴件和阳件的公差之和小于等于精度要求的过渡公差,必实现阴件阳件的无选择定位配合,数学模型为:ES-ei≥0,es-EI≥0;(ES-EI)+(es–ei)≤TF。
定位配合互换性定律是标准化学科第八定律。定位配合互换性定律是支持,阳件和阴件间的配合在间隙配合情况和过盈配合情况之间的关系。定位配合的阴件公差带和阳件公差带有重叠区。定律中,“阴件的上偏差减阳件的下偏差大于零”,是让阴件和阳件的配合存在间隙的可能性,且是最大间隙;“阳件的上偏减阴件的下偏差大于等于零”,是让阳件和阴件的配合存在过盈的可能性,且是最大过盈;两种情况并存是保证它们的配合在间隙与过盈之间,差值的大小决定了配合件间隙和过盈反差的大小,差值越大无选择配合结果的对抗性越大。定位配合通常期望配合结果集中在间隙和过盈之间,不要往任何一端移得太远。同上,定律中的阴、阳件的上、下偏差可以是针对对称对象的一维偏差关系,也可以是针对非对称对象的多维偏差关系。阴件公差和阳件公差确定了阴件与阳件配合在间隙和过盈变动的范围。因此,它们决定了配合的精度,两者公差越大精度越低,反之精度越高。阴件公差带与阳件公差带的错位关系决定间隙和过盈变动范围中两者比例的分配,当阴件公差带与阳件公差带的中线重叠对称时,间隙和过盈的变动范围相等;当阳件公差带在对称位置向上移时,过盈区大于间隙区;当阳件公差带在对称位置向下移时,间隙区大于过盈区。
以上定律的数学模型中,ES-ei≥0为阴件的上偏差减阳件的下偏大于等零,es-EI≥0为阳件上偏差减阴件下偏差大于等零,(ES-EI)+(es–ei)≤TF为阴件公差与阳件公差的和要小于等于确定精度关系的定位公差TF;ES–ei为配合的最大间隙Smax,es–EI为配合的最大过盈δmax,ES–ei~es–EI为间隙配合到过盈配合的范围,这个范围能满足精度要求,就能实现预定的定位配合要求。定位配合互换性关系可用图示来表达和说明,其关系如图3所示。现证明“阴件公差TD与阳件公差Td之和等于过渡公差TF”,图3中,TD=ES-EI为阴件的公差,Td=es-ei为阳件的公差,TD+Td=ES-EI+es–ei=(ES–ei)+(es-EI)=Smax+δmax=TS,以上证明还说明,阴件的公差与阳件的公差之和等于最大间隙与最大过盈之和,为过渡公差的变动范围。定位配合阴件公差带与阳件公差带的相对位置比动配合的复杂。定位配合的相对位置有三种情况(如图3所示)。图3不仅展示了定位配合的阴件与阳件公差带的三种相对位置关系,还展示了定位配合公差带的变动规律。从图2也可方便地找到阴件和阳件定位配合基本偏差代号的组合。在图2中,在J或j左右附近的偏差,为定位配合的基本偏差选择关系。
4 紧配合互换性定律(第九定律)
紧配合互换性定律(第九定律)为:配合对象的阳件下偏差与阴件上偏差之差大于零时,且阴件和阳件的公差之和小于等于精度要求的过盈公差,必实现阴件阳件的无选择紧配合,数学模型为:ei-ES>0;(ES-EI)+(es–ei)≤Tδ。
紧配合互换性定律是标准化学科第九定律。紧配合互换性定律是支持,阳件和阴件间配合处于夹紧状态的关系。紧配合的互换性就是实现紧固配合的互换性。以上定律中,“阳件的下偏差减阴件的上偏差大于零”,是让阳件的配合尺寸大于阴件的配合尺寸,形成过盈关系,保证它们的配合是紧固的。它们差值的大小决定配合件间紧固的程度,差值越大夹紧程度越大。同上,定律中的阴、阳件的上、下偏差可以是针对对称对象的一维偏差关系,也可以是针对非对称对象的多维偏差关系。阴件公差和阳件公差确定了阴件与阳件配合的过盈变动范围,因此,它们决定了配合的精度,或者说,当阳件下偏差与阴件上偏差确定后,阴件的公差与阳件的公差和决定了配合的精度,公差越大精度越低,反之精度越高。
在以上定律的数学模型中,ei-ES>0是保证配合件间的过盈大于零;ei-ES为阴件与阳件配合的最小过盈δmin,es-EI为阴件与阳件配合的最大过盈δmax,ei–ES~es-EI是最小过盈配合到最大过盈配合的范围,这一范围能满足精度要求,就可实现预定精度下的互换性紧配合关系。定律的紧配合互换性关系可用图示来表达和说明,其关系如图4所示。现证明“阴件公差TD与阳件公差Td之和等于过盈公差Tδ”,图4中,阴件公差TD=ES-EI,阳件公差Td=es–ei,阴件公差和阳件公差之和为:TD+Td=ES-EI+es–ei=(es-EI)-(ei–ES)=δmax-δmin=Tδ,以上证明还说明,阴件公差与阳件公差之和等于最大过盈与最小过盈之差,为过盈的变动范围。紧固配合的精度由过盈公差决定,过盈公差由阴件和阳件的公差决定。图4展示了紧配合互换性的公差带关系,标明了紧配合精度的相关关系,再应用图2关系,可以方便地选择紧配合的互换关系。在图2中,一般情况,在J或j的右边基本偏差为紧配合的基本偏差选择关系。
5 几何互换性定律的验证与应用
以上创建了动配合互换性定律、定位配合互换性定律、紧配合互换性定律,这些定律的建立来自于对互换性本质的认识及规律要素的提炼,且找到了其数学表达的核心关系,使3个定律具有很好的信任度。定律有量化的数学模型,因此,可在实践中精确计算和应用,当与“极限与配合”标准一起使用时,更方便、可靠。几何互换性既然有定律,就能在一定条件下成立,可即时验证,在这里也不例外,可以经受住各种验证。三种几何互换性规律在产品的研制和生产实践中已有长期、大量的使用验证,而几何互换性定律是提炼于互换性规律的,因而是同等有效的,这里无须再具体验证。其实,配合件的活动、定位、紧固配合关系,从定律的数学模型中就可证明能实现,剩下的是验证公差范围内的任意配合关系是否等价,等价就实现了互换性。差别等价采用的是离散分等级来认定,或者说由精度要求选择差别的变化范围。互换性成立与否的另一个认定关系是设计师或用户的选择或决定。由于国际标准和国家标准已规定了公差值的等级关系,且这些值是科学计算出来的和实践验证实用的,因此,保证了几何互换性关系的偏差数值是可信赖的。几何互换性的证明不像几何学的证明是逻辑性的数学推导证明,它是非数学验证关系,是用实践进行验证的方式。
动配合互换性定律主要用于活动配合关系,适用于旋转轴承配合、滑动导轨配合、转动杆配合等。定位配合互换性定律主要用于活动与非活动间的配合关系,适用于定位配合、精密轴配合、安装拆卸配合等。紧配合互换性定律主要用于夹紧或撑紧的固紧关系配合,适用于不易拆卸的配合、带动运动配合、铆接配合等。
6 几何互换性空间创建
在对几何互换性的研究和认识过程中,发现了表达互换性关系的又一重要规律,创建了直观反映或展示互换性关系的几何互换性空间。几何互换性空间用与互换性密切相关的三要素表达,第一要素为公差等级,第二要素为孔的基本偏差和轴的基本偏差,第三要素为配合件的尺寸段系列。几何互换性空间用4个坐标轴构建,纵轴为公差等级轴,分为20个等级,从IT0、IT0、IT1、IT2……IT18;平行纸面的右横轴表示孔的基本偏差,相对基本尺寸有28个位置,用大写字母A、B……ZB、ZC表示;平行纸面的左横轴表示轴的基本偏差,相对基本尺寸有28个位置,用小写字母a、b……zb、zc表示;垂直纸面的横轴为尺寸范围轴,有21个主尺寸段落,且8个主段落派生了10个中间段落,尺寸范围从基本尺寸到3,150mm。几何互换性空间可使每一个互换性配合关系得到直观表达,方便互换性方案的选取(如图5所示)。由于本文纸面表达空间有限,图5只给了一个尺寸段孔常用的公差带关系示意图。有条件的情况,可把图5做大,标出左右横坐标轴的数据(孔和轴的基本偏差值),做出纵坐标与尺寸范围坐标的数据表,做成几何互换性工程关系图表。当需要制定互换性方案时,以定律为技术主导思想,加上几何互换性工程关系图表,可直观、准确、方便地确定互换性方案。在几何互换性空间中,也可画出孔和轴常用配合的推荐方案,方便日常使用。图5右区为基本尺寸至500mm的推荐孔的公差带关系的示例。对于互换性关系,只要掌握互换性的三个定律,拥有几何互换性空间(工程图表型的),复杂的互换性设计就会轻松地被掌握。
参考文献
[1]刘巽尔等.极限与配合[M].北京:中国计划出版社,2004.
[2]麦绿波.标准化公理的创建[J].中国标准化,2011,(8).
可互换性 篇9
1 搭建扎实的授课平台, 领会该课程在现代生产中的重要性
现代机械产品的生产已由过去单一化、大批量的生产方式向柔性化、专业化方式转型。机械工业也逐渐向高技术、高智力方向发展。这导致精密化的制造技术和成型技术越来越显示出其重要的地位, 同时对产品的精度要求也越来越高。 (1) “互换性与技术测量”课程作为一种工程技术语言与现代生产实践紧密相连, 其来源于实践并服务于实践。 (2) 由此, 该课程的主体教学方向, 也由过去单一的互换性理论教学向以精度设计为主的教学内容体系转变。
“互换性与技术测量”课程主体由四部分构成:互换性理论、技术测量基础、典型零部件的互换性设计和体现装配精度的尺寸链。通常采用理论教学和实践教学完成对该课程的学习。互换性理论部分采用理论教学, 技术测量部分采用实践教学。其中产品或零部件的精度设计是满足互换性生产的条件, 其在生产过程中的工序能力能否满足互换性要求是通过技术测量来评定的, 所以两者互为支撑, 缺一不可。
1.1 开发课程网络教学平台
计算机和网络技术发展为网络教学提供了强有力的技术支撑。 (3) 为了充分利用教育资源, 增强教学过程的交互性和主动性, 开发了“互换性与技术测量”课程网络教学平台。它利用Internet技术实现了分布式教学, 可以接受许多用户同时访问, 极大提高了教学资源的利用效率。同时, 教学不受时间、空间和地域的限制, 为学生自主学习提供了良好的学习环境, 并强有力地支撑了以学生为中心的教学模式。网络教学平台设有师生论坛和聊天室, 使学生就某一问题展开自由讨论, 相互交流、启发。这样不仅增强了师生的动态互动性, 而且也极大地调动了学生学习的兴趣。
1.2 采用多媒体授课手段, 增大知识信息的传播, 实现教与学的动态管理
根据“互换性与技术测量”课程特点, 结合多年的教学实践, 把运用现代教学媒体与传统教学手段进行有机组合。在整个教学过程中, 以多媒体课件和当代学科前沿知识作用于学生, 形成合理的教学结构, 追求达到最优的教学效果。
采用多媒体授课, 不仅有利于在有限的课时内, 增大教学信息量; (4) 而且通过以动画的方式演示仪器的检测过程, 有效地将那些内容抽象、不易理解以和操作复杂的测量过程形象地展示出来, 有利于学生更好地掌握仪器的检测方法。还可以通过多媒体方式将目前用于检测的最新实验设备通过动画的形式展示出来, 有助于开阔学生的知识视野。
2 加强课程实验教学改革, 培养学生的创新意识、分析问题和解决问题的能力
2.1 减少演示性、验证性实验, 开设设计性、比较性和综合性实验
演示性和验证性实验主要是培养学生的掌握基本的测量方法、熟悉常用计量器具的使用方法, 培养学生对实验结果误差的分析和对实验数据的处理能力, 从而正确理解和运用理论知识, 积累各种测量方法。为调动学生学习的主动性, 让学生从被操作者转变为操作者, 并激发学生的创造性思维和开拓意识等, 应减少演示性、验证性实验, 而增加开设设计性、比较性和综合性实验。其中, 比较性实验是指对一种问题的解决, 在比较短的时间内, 用较少的实验项目而达到相同的目的。 (5)
例如, 教师采用完全开放的形式, 提供实验所需的各种计量器具、样件和加工场地, 由学生开展设计性、比较性或综合性实验:
(1) 教师给定孔和轴的配合条件, 由学生分组根据实际问题设计零件, 并对其进行比较设计的设计性实验; (2) 开设由学生设计零件→加工零件→检测零件为一体的综合性实验; (3) 对于给的样件, 学生分组采用不同的测量方法检测, 最后讨论性价比最高的测量方法的比较性实验。
2.2 开发虚拟实验
虚拟实验是借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境, 使实验者像在真实的环境中一样完成各种实验项目。 (6) 虚拟实验具有操作方便、交互性与通用性强、直观形象等优点。在学校科研经费有限的条件下, 为提高实验教学质量, 以LABVIEW软件为基础, 开发了部分检测虚拟实验, 以辅助“互换性与技术测量”课程实验教学。
3 强化知识体系, 培养学生在工程实际中的应用能力
为加强“互换性与技术测量”课程在实践中的应用, 在认识实习、生产实习和毕业实习等实践环节, 依托共建的实习基地, 聘请经验丰富的技术人员指导学生从实际零件的设计—加工—生产—检验为合格产品的过程, 进行“项目化”教学, 有利于学生将书本知识与生产实践相结合。
在机械类的课程设计和毕业设计中, 再现互换性与技术测量知识及应用, 有利于“互换性与技术测量”课程知识的学习及其深化。今年我校机械类毕业生在毕业设计图纸中大大减少了有关公差方面的问题。
鼓励学生积极参加校内外各种科技制作活动和教师的科研项目, 这样不仅有利于学生深刻掌握互换性与技术测量的知识, 而且也能将已学过的相关课程有机地结合起来, 为更好地培养学生解决工程实践问题的能力提供了有力的保障。在天津赛区第五届机械创新比赛中, 我校学生自己设计、出图、加工、组装的齿轮连杆结构获得天津赛区一等奖。
4 结论
本文从理论教学、实验教学和与工程实践的联系中, 对“互换性与技术测量”课程改革进行了探索和研究。在我校“互换性与技术测量”课程教学中, 应用上述改革措施, 经过一年多的实践, 取得了较好的效果: (1) 通过课程网络教学平台的开发、采用多媒体授课手段以及开发虚拟实验等手段, 大大调动了学生学习该课程的积极性, 提高了教学质量; (2) 通过课程设计、毕业设计以及各种实践环节中“互换性与技术测量”知识的再现, 使其理论教学和实践应用环节紧密的联系; (3) 通过带领学生参加教师科研和各种大学生比赛, 加强了学生解决工程实践问题的能力。
注释
11 刘桂珍, 殷宝麟.互换性与测量技术基础课程教学改革与实践[J].黑龙江高教研究, 2010.8 (196) :167-169.
22 任桂华.“互换性与测量技术”教学改革实践[J].湖北理工学院学报, 2012.28 (5) :62-65.
33 王东生.“互换性与技术测量”课程网络教学平台的设计与实现[J].铜陵学院学报 (自然科学版) , 2012 (6) :118-120.
44 韩霞, 金中波, 李连豪, 等.充分利用现代化教学手段提高互换性与测量技术的教学水平[J].中国农机化, 2010 (1) :112-113.
55 王伯平, 孙大刚, 武美先.建设“互换性与测量技术基础”精品课程的实践与探索[J].高教论坛, 2011 (2) :54-55.