浅析互换性理论与实训结合的教学示例

徐 琳

（苏州技师学院，江苏 苏州 250009）

0 引言

在技校、高职类及高等院校的教学任务中无一不将《互换性与技术测量》作为主干技术基础课程。它既突出了常见几何参数及典型表面的公差要求的标注、查表、解释以及对几何量的常见检测方法和数据处理的内容，又适当地保证了对国家标准制订的基本原理的解释、分析，以贯穿本课程始终的实际例子，说明理论内容，尤其是重点化解难于理解的理论内容。这门课程对有一定实训经验的学生来说是具有锦上添花的妙处，但对于零经验的新生，教师需要在教学方法和活动上多下功夫，多以实例、实物和图样引导学生。由于这门课的内容较多，学生在学习的过程中要多进行分组讨论，分组讨论可以巩固已学的知识，并在讨论的过程中发现问题，以及时地给予纠正和解决。下面以“莫氏锥度螺纹轴”中光滑圆柱体结合的互换性为例，结合项目化教学方法进行简要说明。

1 “莫氏锥度螺纹轴”实例

图1 “莫氏锥度螺纹轴”装配实物图

1.1 任务要求与分析

要求学生进行分组练习：对普通车削零件“莫氏锥度螺纹轴”中两处圆柱体配合进行互换性计算。首先明确该零件的加工方法——普通车削。其次在装配图中找到这两处圆柱体配合，再根据装配图对应到零件图，在零件图中对尺寸、基本偏差代号及公差等级进行分析，之后进入计算。

图2 “莫氏锥度螺纹轴”装配图

图3 零件图1

图4 零件图2

图5 零件图3

1.2 任务实施

以分组练习模式展开，在规定时间内按照计算步骤准确完成任务。组1 题目：试用查表法确定Φ23.82H7/h7 孔和轴的极限偏差，判断其配合性质等相关内容，并画出公差带图。组2 题目：试用查表法确定Φ28H7/g6 孔和轴的极限偏差，判断其配合性质等相关内容，并画出公差带图。计算步骤如下：

1.2.1 查表（学生根据相关教材填写，如表3-2）确定孔和轴的标准公差

1.2.2 查图（学生根据相关教材填写，如图3-12）和表（学生根据相关教材填写，如表3-3）或（学生根据相关教材填写，如表3-4）确定孔和轴的基本偏差

1.2.3 计算孔与轴的另一个极限偏差

1.2.4 标出极限偏差

1.2.5 画出公差带图

1.2.6 判断该配合的配合性质

1.2.7 求出极限间隙

在学生准确、准时完成计算后需要对学生的结果进行点评活动，并且让学生进行自我评价以检测基础知识的掌握程度。

2 通过实例进行拓展性思考

2.1 总结问题1

这个配合到底是基孔制还是基轴制？

讨论结果：它既是基孔制又是基轴制。但对于基准制的选择主要是从经济性方面考虑，同时兼顾到功能、结构、工艺条件和其他方面的要求。从实际加工出发，一般轴的加工比孔容易，基于此项原因，一般优先选择基孔制。

2.2 总结问题2

这个配合在表——基孔制优先、常用配合中未能查到及对公差等级的选用存在疑惑？

讨论结果：表——基孔制优先、常用配合中列举的是基孔制优先、常用配合，这些仅仅是可选用的一部分。查图——一般、常用和优先公差带，只要上面可以进行配对的都是允许的，所以该配合也是正确的。虽然书中提出的公差等级选用考虑细则中提及的：公差设计时，尺寸≤500mm 的常用尺寸段配合，当公差等级小于IT8 时，推荐轴比孔小一级，如M8/f7、H7/u6 等；当公差等级为IT8 时，也可采用同级孔轴配合，如H8/f8 等；当公差等级大于IT9 时，一般采用同级孔、轴配合，如H9/c9 等。那么是否一定该遵循这项进行设计和加工制造呢？但我们参照表——各种加工方法可达到的公差等级可知：“莫氏锥度螺纹轴”的普通车削价格，无论精车还是粗车，其加工精度等级最高为IT7，最低为IT12。那么根据选择公差等级的原则，在满足使用要求的前提下，尽可能选择较大的公差等级。因此在一般公差带允许的情况下，考虑到生产条件、制造成本和生产效率，适当加大公差等级也是必要的。

2.3 总结问题3

结合实际加工，对比Φ23.82H7/h7 与Φ28H7/g6 这两个同一规格的尺寸，其配合都为间隙配合，但实际加工时应该选择哪种配合更为符合实际？

讨论结果：虽然H7/h7 的配合方式比较少见，大家可以参照表——基孔制常用和优先配合的特征及应用，也可以判断这种间隙配合的特征属于很小间隙的行列。虽然理论上不是优选，但通过同学们的计算，和优选项的H7/g6 比较（比较其公差带的加工宽度），实际加工难度H7/h7＜H7/g6。同时，我们这里强调的是普车实训，由于人工操作的尺寸精度更难以保证，所以H7/h7 的实际应用比较实用。

3 总结

尽管书本中的理论知识很繁杂，需要学生按部就班的记忆、理解和综合计算。但该课程学习的重点不仅是掌握计算的过程，也是结合教材与实际加工的综合性考量。今后如若作为一名设计人员，怎样依据理论为实际制造加工提供更大的便捷与精度，这是我们学生时期应当不断深入的问题。通过采取多样的教学方式与手段，帮助学生在正确的思路上，针对实际问题大胆分析，摆脱一成不变的思维，希望他们能够活学活用、举一反三的解决实际问题。

［1］张帆，宋绪丁.互换性与几何测量技术[M].西安:西安电子科技大学出版社，2007.

［2］陈于萍，高晓康.互换性与测量技术[M].北京:高等教育出版社，2005.

［3］刘启林，柳敏煌，吴定智.公差配合与技术测量[M].武汉:华中科技大学出版社，2006.

［4］郭彩芬，王伟麟.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社，2011.

［5］刘谨.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社，2008(发布时间:2011-09-18).