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互換性實驗報告范文1
關鍵詞:互換性與技術測量 實驗
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(b)-0190-01
制造業是國民經濟和綜合國力的產業支柱,其發展水平直接影響國家的經濟基礎和綜合國力的強弱。為提升我國制造業發展水平,需要一大批優秀的工程技術人才。機械類專業是老牌專業,是制造業人才培養的搖籃。在高校長期的專業建設過程中,始終堅持以市場為導向、專業特色為基礎,培養了一大批專業基本功扎實、綜合素質優秀的工程技術人才,為經濟社會發展做出了應有的貢獻。
隨著我國高等學校招生規模的擴大,在校大學生人數的迅速增長。這一方面使更多的人得到了接受高等教育的機會;但從另一方面來說,招生規模的擴大也加劇了我國大學生人均高等教育教學資源相對緊缺的矛盾。在高等學校人才培養過程中,實驗教學是整個教學過程中培養學生實踐能力和創新精神的重要教學環節之一,在人才培養過程中具有重要的地位和作用[1]。《互換性與技術測量》是高等工科院校機械類、儀器儀表類專業的一門主要的技術基礎課,其概念多、涉及面廣。內容包括極限與配合、長度測量基礎、幾何公差及幾何誤差檢測、表面粗糙度及檢測、光滑工件的檢驗、典型零部件的互換性及檢測、齒輪及尺寸鏈等。為了使學生更深刻的理解課程內容,同時鍛煉學生動手能力,該課程中實驗教學占了很大比重[2,3]。
隨著新形式下的經濟社會發展,企業對技術人才要求越來越高,尤其是其動手能力。如何根據形式變化,主動調整教學模式,加大學生動手能力,增強理論知識的理解,是高等學校教學改革的一個重要內容。本文結合機械類專業教學大綱,分析了機械類專業人才實驗教學模式的改革途徑及方法。通過本文研究,有助于提高學生專業和綜合素質,更好地為經濟發展服務。
1 根據教學大綱,合理安排實驗課時
根據《互換性與技術測量》教學大綱,該課程是機械類各專業的一門技術基礎課。本課程的主要任務是使學生掌握互換性與技術測量的基本原理,掌握各種公差配合與標準化的基礎知識,為后繼課程奠定基礎,從而能在機械設計、制造、設備維修維護等工作中合理應用公差與配合標準,并進行一般的技術測量,保證企業生產的需要[3]?；Q性與技術測量實驗目的是為了讓學生了解幾何參數測量的基本原理,以及儀器選擇方法、使用方法,數據處理方法,最后進行產品合格性判定的方法。通過實驗操作,使學生初步具備選擇和使用測量儀器的能力,鞏固有關理論學習知識,并培養學生的實際動手能力。在實驗教學過程中,盡量將實驗安排在有關章節講授之后進行。并根據實際情況安排實驗課時。在互換性與技術測量實驗中,共安排若干個實驗,包括軸與表面粗糙度的測量、形位誤差的測量、螺紋參數的測量、齒輪參數的測量和產品質量檢驗設計性實驗。每個實驗有2個小時時間,保證學生有足夠的時間來完成實驗,從而加深理論知識的理解,并鍛煉動手能力。
2 結合實際情況,改革實驗教學模式
在實驗之前,學生應根據實驗指導書對實驗內容寫好預習報告。在實驗過程中,2個同學一組,共同操作1臺儀器。首先教師根據實驗內容授課(包含儀器操作演示)15min～30min左右,后續讓學生自己操作儀器并進行測量。學生在實驗中,應親自動手操作,記錄原始數據,并認真完成實驗報告。同時,在以下兩個方面入手,改革實驗教學模式,增加學生動手能力。首先,教師合理增加設計性實驗,增強學生自己動手能力。在實驗課設置中,首先保證驗證性的實驗,使學生學會基本的儀器操作和實驗規程。在此基礎上,增加設計性實驗內容。如在互換性與技術測量實驗中,學生自己根據教師設定的目標,設計實驗方案,選擇測量儀器,對零件進行檢驗,最終判斷零件是否合格。其次,加大工程綜合實訓力度。具體如下:由學生自行設計零件,匯出圖紙,確定零件公差要求;根據實際條件,制定加工工藝,選擇加工設備,加工出零件;選擇測量儀器,對零件進行檢驗,看其是否滿足設計要求,即判斷零件的合格性。通過上述流程,使學生掌握零件從設計、制造到檢驗的一體化過程,提高學生綜合動手能力。
3 結語
根據互換性與技術測量課程特點,本文分析了工科高校機械類專業互換性與技術測量實驗教學模式的改革途徑與方法。通過本文研究,合理進行實驗教學改革,從而提高學生動手能力和對理論知識的理解能力,增加對互換性的認識,為后續課程的學習奠定基礎。
參考文獻
[1] 賈曉東.高校實驗教學質量管理與評價研究[D].天津大學碩士論文,2006.
互換性實驗報告范文2
根據山西師范大學的“3.5+0.5”的培養模式和食品科學與工程專業的培養目標，教師在掌握機械基礎教學大綱的前提下，明確教學目的、任務和要求，結合學生認知特點和生產實際，精選教材。教材選用魏兵主編的“十一五”國家級規劃教材《機械基礎》。該課程教學計劃安排51課時，課時少，內容廣，必須對教材內容進行優化。合理選擇教學內容，以“必需、夠用”為原則。精講基礎知識和基本設計方法，強化公式應用，弱化公式推導。工程力學主要講解理論力學和材料力學的基本概念、機械零件基本變形形式和強度計算，熟悉構件的受力分析和計算方法；互換性與技術測量重點講授極限與配合，緊密聯系實際；工程材料主要講解工程材料的種類、牌號、性能和應用，以金屬材料和塑料為主，結合食品行業的發展，增加食品行業當前采用的新材料、新技術和新工藝；機械設計部分包括常用機構、連接、機械傳動、軸系，這部分內容和后續課程及生產實際聯系密切，工程應用多，屬于課程的核心內容，機械傳動中的帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動突出基礎知識和設計方法，強化設計方法和公式應用；機械加工基礎以毛坯的制造工藝和切削加工方法為主要內容；液壓與氣壓傳動重點是液壓傳動的原理、組成和特點，常用液壓元件的功用及常用的液壓回路。介于課程學時少，結合課程的特點，部分教學內容采用自學加輔導或講座的方式，引導學生多途徑學習。
2多種教學方法結合
機械基礎課程實踐性強，傳統的理論教學采用“填鴨式”的教學方法，教學過程中教師和學生之間缺乏互動，學生被動接受知識，學生感到枯燥乏味，不利于學生的學習。采用多種教學方法，激發學生學習積極性，變被動學習為主動學習。對于工程力學基礎、工程材料基礎知識、基本概念等采用講授式教學法。教學過程中教師要注意和學生的良好互動，避免注入式教學。機械設計中的常用機構、機械傳動、軸系難度大和實際聯系密切，采用討論式教學。理論知識講解前，選擇和生產實際常見的議題，在學生充分討論后，教師再講解，調動學生學習的積極性，避免了“教師教、學生被動學”的單一教學模式，達到事半功倍的效果。采用典型案例教學法，如以齒輪軸為典型案例，通過材料的選擇、結構設計、強度校核、公差與配合的選擇、機械加工工藝制定等環節，可以把工程力學、工程材料、互換性與技術測量、機械設計、機械加工的相關知識聯系在一起，架起了課程的橋梁，知識結構相互銜接，課程體系更加完善。
3采用多種教學手段提高教學效率
機械基礎課程的研究內容比較抽象，相當一部分學生在學習時因缺乏空間想象力和工程設計而產生厭學情緒[4]。課程學時少，內容多，采用現代教育技術方法，通過運用多種媒體，提高課堂效率，有效提高教學效果。講解平面連桿機構、機械傳動、金屬切削機床、輪系、液壓系統原理時，由于學生沒有實際生產經歷，缺乏相應的想象能力，采用動畫技術，生動形象，讓零部件運動起來，使抽象理論直觀化；講解連接、軸系、切削加工方法、液壓元件時，采用實物、幻燈片、圖片展示教學內容，生動形象，增加學生感性認識，拉近書本知識和生產實際的距離，加深學生對理論知識的理解，更好地突出教學重點和難點。
4增加綜合設計實驗教學內容
課程的實驗課時為4學時，傳統的實驗為認知實驗，實驗設備是機械基礎陳列柜和模型，以演示講解為主，時間多集中安排在課程中期。改革后，開放實驗室，學生自主實驗，不占實驗課時，時間安排每個模塊的理論課講授之前，學生遞交實驗報告。通過認知實驗使學生建立機械零配件的結構、機械加工、液壓傳動系統的感性認識，對機械基礎知識有一個初步了解。增加綜合設計實驗內容[5]。①軸系結構設計實驗。軸系結構是回轉機械的重要組成部分，軸系結構的性能決定機械的性能和壽命。軸系結構設計實踐性強，涉及內容多，靈活性大，是課程的重點和難點。通過拆卸、結構分析、裝配、調整、結構設計的全過程，學生掌握軸系設計的步驟和方法，培養學生的創新能力和工程實踐能力。②機械傳動方案的創新組合設計、分析實驗。傳動方案的設計是創新設計的主要內容，學生根據教師的要求，選擇傳動類型、自行設計傳動方案，根據設計方案自行組裝，以培養學生的綜合設計能力和動手能力。通過開設綜合設計實驗，在創新實驗的環節中，學生通過方案構思和改進、實驗操作和觀察，達到培養創新意識、創新設計能力[6]。
5增加具有食品工程教育特色的實踐教學環節
增加工程訓練，訓練時間安排在理論課開課后第6周。工程的本質是一種社會實踐，在科學的基礎上增加工程訓練的內容。學生知識面窄、面向工程實際不足，沒有足夠的工程訓練，現代工程設計思想、方法和綜合應用多方面的知識解決工程實際問題的能力不足。工程訓練中，學生學習金屬加工工藝知識，自己動手操作各種設備，使用多種量器具，增強動手能力，激發創新欲望，培養創新能力。增加課程設計，時間安排在理論課結束后進行。課程設計是實踐教學的重要環節，培養學生運用所學的知識分析和解決問題及獨立思考的能力。課程設計時間1周，工作量大、時間緊。采用接近工程實際的題目：一級減速器設計或小型食品加工機械等。每個學生的任務書各不相同，設計方案和設計思路完全由學生組織設計，充分發揮以學生為主的教學理念。學生基本具備機械傳動系統的設計計算、材料的選擇、會查閱資料，能夠正確使用國家標準，繪制工程圖的能力。通過課程設計鞏固所學知識，掌握機械方面的設計方法和步驟，培養學生工程意識、分析問題和解決問題的綜合能力。
6考核方式
改革課程考核方式，實行教學全過程多次考核和考查，提高平時成績在總成績中的比例[7]。理論考核采用閉卷考試，成績占課程成績的70%；實驗考核成績占課程成績的30%。細化實驗考核內容，從實驗準備、實驗過程、實驗效果、實驗報告多方面考核，注重實驗過程和創新能力的考核；工程訓練、課程設計單獨考核。
7結論
互換性實驗報告范文3
關鍵詞 實驗教學過程管理；安全管理；開放管理
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）06-0127-02
Discussion on Experimental Teaching and Management of Precision Measurement Laboratory//ZHANG Xuefen， LIU Yumei
Abstract A large number of laboratory teaching tasks are undertaken In the university laboratory. The effect of experimental teaching and the service life of the equipment is affected by management. The discussion has been done about Laboratory Teaching， Laboratory Safety and the opening management. The new ideas has been put forward about the laboratory building for the future.
Key words process management about experimental teaching； security management； opening management
1 前言
精密測量實驗室主要承擔本科課程互換性與技術測量、精密測量技術的實驗課的實驗教學任務、實驗室管理和科研任務。
實驗是培養和鍛煉學生動手能力、科研素質、創新能力及協調發展的重要途徑，實驗室管理與實驗教學又是相輔相成的，只有管理到位，儀器才能正常運行，節約維修費用，提高設備使用壽命，更好地為教學科研服務[1]。
2 實驗教學的過程管理
互換性與技術測量等測量課程中公差項目多，抽象概念多，標準符號多[2]，課堂講授理解比較困難，而與實驗相聯系會化解這些難點。因此，實驗課是課程學習的重要教學環節，是理論教學的深化和補充。本實驗室每學年承擔50多個班級將近2000人、1萬多人時數的實驗教學任務，如果教學和管理安排不到位，就會一片混亂，不到一學期下來儀器就得癱瘓，實驗教學也就會成為學生放松的時間。為此，對教學做了合理安排。
實驗預習 由于做實驗的班級較多，實驗課不能在學期初安排課表，只有學期期中穿插安排，通知學生到實驗室聯系安排實驗。此時布置需要預習的實驗項目，對精密測量儀器實驗前做好預習是關鍵，對實驗目的做到心中有數，對實驗儀器操作步驟有初步了解，預習情況作為實驗成績的一部分。
實驗過程 精密測量儀器較貴重，不能保證有足夠的臺套數供學生分組使用。因此，安排兩個實驗平行進行，兩學時后對調，這樣就解決了儀器分組問題。
教師在講解演示儀器使用的時候，著重強調每臺儀器操作注意事項，這是學生能用好儀器的關鍵之所在，也是保護好儀器的屏障。要求每組對應固定的儀器，不能相互調換，每臺儀器配備一本儀器使用記錄本，使用儀器的學生對應記錄本上需要填寫的內容，寫上使用時間和操作者姓名。責任到人，按規程操作，提高了學生的責任意識。這樣做可以隨時發現問題、解決問題，使儀器在使用中處于受控狀態。
在測量過程中為了杜絕學生敷衍了事、抄襲數據以及操作錯誤耽誤實驗時間，要求測量一組數據后，教師檢查，正確才可繼續進行；所有數據測試完成后，教師簽字后方可進行下一項實驗。對實驗過程中主動操作，并且操作正確，合理使用儀器的學生在手冊上做上標記，作為最終實驗成績加分的一部分。
實驗結束后，要求把實驗臺收拾整齊，儀器歸回初始位置，被測件及儀器擺放整齊，切斷電源，教師檢查合格后方可離開。實驗過程中產生的垃圾，學生自己帶走，離開實驗室前把凳子擺放整齊。
實驗過程的管理很繁雜，通過有效、有序組織實驗教學，儀器損壞次數減少，學生的實驗效果和儀器狀態都達到了很好的效果。規矩定好了掛在墻上，只有在實踐中應用，才真正起到了作用。實踐證明，只管教學不抓管理，儀器設備越多，使用越多，損失就越大。實驗室管理則需要進行大量的、細致入微的工作，才能見效。因此，實驗室管理是完成實驗教學的前提和保障，只有高度的責任感和把制度落實到實處，才能管理好實驗室，使之更好地服務于教學[3]。
實驗成績管理 由于本實驗室承擔的實驗不是單獨開設，實驗成績作為理論課成績的一部分，最后實驗成績匯總包括預習、操作、實驗報告，綜合給出本門實驗成績。這就要求實驗教師時刻緊跟學生，做好過程考核的每一步，調動學生實驗的積極性，杜絕不認真實驗，最后報告抄襲，把字寫好就能通過實驗的僥幸心理。通過過程管理，學生的成績多方給出，增加了公平性，調動了學生積極性。在此管理過程中，實驗教師會很辛苦，但會起到良好效果的。
3 實驗室安全管理
精密測量實驗室安全問題存在如下幾類：1）人員操作不慎、使用不當和粗心大意等人為造成；2）用水用電安全問題；3）門窗問題；4）數據資料保密問題[4]。
通過分析本實驗室可能存在的安全問題，逐一排查，針對這些問題提高安全防范意識。為了防止學生的誤操作，在學生進入實驗室時就反復強調，不懂儀器操作規程就不要操作儀器。有的學生好奇，看到儀器上的旋鈕就下意識地去扳去轉，或橫沖直撞把儀器撞到地上，這些問題得反復強調才能引起注意。測量實驗室儀器用電比較多，由于實驗室沒有地下布線，在實驗時需要臨時用插排引線，提醒學生注意安全。實驗室有水管，注意檢查供水管線的安全，防止因管線問題造成水患。精密光學儀器對室內濕度有要求，用水時注意空氣濕度，以免對儀器造成精度損壞。注意及時關窗防雨防塵防盜，防止開窗下雨會淋濕儀器，或刮風灰塵太大，影響儀器精度。精密儀器對科研開放，嚴守保密制度，防止數據資料失竊。
在實驗室的日常管理中，時刻把學生安全和實驗室安全放在第一位，著力安全基礎性工作，細化管理，加強安全標準化建設等方面采取措施。
4 儀器開放管理
本實驗室還配備有大型精密測量儀器，一些科研項目需要用到這些儀器進行測量。使用大型儀器設備前需要實行登記預約，使用前必須熟悉實驗操作規程和注意事項，在實驗教師的指導下能熟練完成整個操作過程，方可自己進行測量。有問題及時和實驗教師溝通，不可自己隨意處理。使用前在記錄本上記錄儀器運行時的參數和狀態，這樣可以及時發現故障和異常，及時處理和排除。測試完成進行檢查交接，填寫實驗儀器使用記錄。
對于儀器說明書、技術指標、操作手冊等原始資料需要外借使用的，做好記錄，及時催還。
實驗室是進行交流拓展思路的重要場所，對實驗室資源共享，可提高實驗設備的利用率，根據不同需求的測量，可拓展思路，涉獵更廣闊的知識，開發儀器更多的功能，進一步提高儀器的使用價值[5]。因此，還可以加大實驗室開放開發的力度，進行校企聯合，讓學生、教師參加到企業新產品試驗當中去，學校既避免了大型儀器閑置造成的資源浪費，企業也可以節儉研發和固定資產投資成本，校企共贏[6]。這樣為科研創新、教學創新、社會服務搭建出高水平的科研教學平臺。
5 結術語
結合精密測量實驗室的特點，在實踐中摸索了一些實驗室管理的方法，雖已見成效，但還存在不足之處。嚴管而不是管死，在實驗教學和實驗室管理的過程中會探索新的管理模式，加大實驗室的開放力度，增加綜合性、設計性實驗，擴大實驗平臺建設，讓實驗室真正成為素質教育的基地、創新實踐的基地。
參考文獻
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互換性實驗報告范文4
關鍵詞：金屬切削機床；高職學生；教學方法；新思路
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-0118（2012）-03-00-02
金屬切削機床是機械類學生學習機械制造專業知識的一門專業技術課程，在其教學體系中通常被劃分為理論教學和實踐教學兩個獨立環節進行，其中理論教學常以機床概論和機床設計作為講授內容，實踐教學常以實訓操作和維修改造作為訓練內容。學生學習理論知識時，常會感到枯燥乏味、抽象難懂，為幫助學生理解，老師們在授課時，常常借助多媒體給學生播放一些圖片或視頻動畫，該方法能使學生迅速對機床形成感性認識，但是學習效果不夠持久，也容易使老師疏于對知識點的講解，學生也往往缺乏思考。在實踐教學中，一部分老師也往往只注重機床的操作，通常情況下，老師事先做一個示范，然后下發加工任務給學生，讓學生模仿著做，這種師徒式的傳教方法，忽略了學生的自主意識鍛煉。有鑒于此，根據高職院校學生的學習特點和心理特點，金屬切削機床課程應以實踐鍛煉為主、理論指導為輔作為授課思想，找到教與學的結合點。對此門課程的教學方法進行探討，我們有一些新思路與新探索，并對授課方法進行總結、歸納，形成系統化的教學方法。
一、對該門課程性質的理解與分析
（一）對課程性質的理解。金屬切削機床是機械類專業研究機械制造設備的主干專業課，以機床作為研究對象，研究機床傳動原理、傳動系統、典型結構、調整計算、機床附件及使用的有關問題[1]。在高職教學中，通常以機床概論作為主要講授內容，淡化機床設計知識的講解。授課時，重點講授機床的傳動系統和主要部件結構，同時向學生交代清楚機床選用的基本原則，加工范圍及精度等級，調整計算，與其他工藝裝備或刀具的連接關系，簡單的故障排除等知識。該課程作為機械加工工藝課程和生產實習的先修課程，也可與金屬切削刀具、機床夾具設計與應用作為平行課程開設。
（二）對課程學習對象的分析。在高職院校中，受生源結構的影響，高職學生普遍存在入學成績低、基礎差、水平參差不齊，缺乏上進心和求知欲，厭學、偏科現象嚴重等問題[2]。因此，學習該課程時，學生應該具備機械制圖、工程力學、機械設計基礎、互換性與測量技術等基礎課程知識。在機床課的教學中，要根據課程學習的需要，幫助學生復習基礎知識，使學生了解課程之間的內在聯系，增強學生的學習興趣，變被動學習為主動學習。
二、教學方法的新思路與新探索
（一）任務驅動法。任務驅動是指學生在一次課中按規定時間完成老師規定的學習任務，并進行考核；該方法主要是針對學生課前不預習、課后不復習（即沒有看書的習慣）的情況而設計的。
1、找出傳動鏈條的首末端件（主軸――刀架），并說明傳動鏈條的性質（內聯系傳動鏈）以及首末端件應滿足的運動關系。
2、寫出傳動路線，或運動平衡式。
3、指出傳動掛輪、進給箱中3個內齒式離合器的作用，并思考其操作方法。
4、如何實現大導程和精密螺紋的車削？說明其調整措施或寫出一條傳動路線。
5、如何實現左右螺紋的車削和多線螺紋的車削？并說明理由。
教師為上述5個任務分別設置完成時限，每個任務一般在10分鐘左右，待學生完成后，用5至10分鐘要學生講述分析過程及結論，接下來老師講評15分鐘左右，剩下的時間里再讓學生交換彼此的任務，并進行互評互學，到下一次課老師再進行提問。這樣可以鍛煉學生自主學習的能動性，使學生產生緊迫感和完成任務的責任感。
（二）實踐推動法。實踐推動是指在實驗或實訓的過程中，讓學生體會理論對實踐的指導作用，充分挖掘學生自主學習的意識和自我解決問題的能力。
機床實驗的傳統教學方法通常是：一是老師預先編制實驗指導書，方便學生預習實驗目的、方法、步驟、器材或設備，然后進入實驗室進行實踐操作；二是從安全的角度考慮，老師只進行實驗演示，然后隨機挑選一名同學操作實驗或實驗的某個步驟，以驗證該實驗操作規程的合理性或實驗結果的正確性，因此學生缺乏自己準備實驗器材的過程。
采用實踐推動法，對于CA6140型臥式車床的結構認識實驗的具體做法是：實驗時，打開主軸箱蓋后，讓學生對照CA6140的主運動傳動系統圖，理清運動傳遞關系，找出主軸變速、換向操縱機構，主軸部件的支撐形式和受力情況，分析雙向多片式摩擦離合器、制動器和內齒式離合器的工作原理。該實驗通常為2學時，在老師不講解的情況下，同學們往往很茫然，無從下手、不知道該做什么，實驗進行過程中，老師要及時給予提示和引導。比如說，車床主要組成部件由主軸箱、進給箱、溜板箱、床身等這些外部構件或組件構成，內部結構是怎樣的？通過設定問題的形式引發學生去思考，再讓學生自己動手轉動機床的操縱手柄，觀察內部構件或組件的運動情況；在條件允許的情況，也可讓學生拆裝某一部件進行實驗，并要求學生完成實驗報告。
（三）角色互換法。角色互換是指老師與學生之間相互學習、相互促進、相互交流的一種方式，即讓學生當老師，讓老師做學生。
教師根據授課情況，可以在教學計劃中，自行挑選一節課的內容，提前告訴學生，給學生一定的準備時間，讓他們書寫一份自己滿意的教案，交給老師批改。教師從中挑選1到3份較精彩的教案給予講評，并由該學生來講授這一次課，老師坐在臺下聆聽。
可以把X6132A萬能升降臺銑床的傳動系統或M1432A萬能外圓磨床的傳動系統作為角色互換法的授課內容，讓學生精心準備后，并鼓勵他們上講臺，以增強學生的自信心，克服自卑心理。同時，老師和學生之間進行換位思考，如何去講好一堂課，如何去學好一堂課。
（四）歸納總結法。歸納總結是一種慣用的教學方法，它可以對知識點、學習方法、教學方法等進行歸納和總結。例如：數控機床與普通機床加工零件的區別，在于數控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床由工人手工操作來加工零件。在數控機床上只要改變控制機床動作的程序，就可以達到加工不同零件的目的[3]。前者自動化程度高，具有柔性[4]加工特點，能夠實現較復雜曲面零件的加工，生產效率也較高，通常還具有誤差補償功能，以提高零件加工的精度；而后者自動化程度低，但通用性好，常用于單件小批量的簡單零件加工，生產成本低。
三、教學效果分析
（一）考試成績。我們運用以上方法，對該門課程進行了兩年的教學實踐，達到了預期的目的。對某職業院校2008級和2009級機械類專業學生學習金屬切削機床課程的期末考試成績進行統計分析，并與傳統教學方法的教學效果對比得出：兩個年級及格率的變化并不太大（均保持在90%以上），但是平均分和最高分的變化較大，在學生學習基礎相當的情況下，2009級比2008級的平均分分別提高了14.2%、5.9%、5.8%、4.6%，說明2009級學生比2008級在學習金屬切削機床課程時，保證及格率的前提下，整體學習水平有所提高，而且優秀率（分數大于或等于90分以上人數占班級總人數的比例）也有了大幅度的提高，分別提高了16.36%、5.97%、11.54%、14.25%。
（二）學習態度。在與往屆的高職學生進行對比時，以往的學生只要老師上課不考勤、不點名，就會有曠課的現象，學生處于被動學習狀態，究其原因，往往是因為學生學習專業課感到枯燥、乏味，沒有學習壓力。在上述以學生為主體的教學思想得到落實后，學生曠課、遲到、早退的現象幾乎為零，課堂氣氛活躍，并積極主動地與老師探討學習過程中產生的問題，學習態度有了明顯的轉變。
（三）對其他專業課程學習的影響。機械制造是由若干課程組成的一個大專業，除金屬切削機床外，還有金屬切削刀具、機械加工工藝等專業技術課程，高職學生在學習這些課程時，與金屬切削機床的學習有相同之處。因此，在其他專業課程授課時，我們也做了這樣的嘗試，結果表明：學生自主學習意識均有加強，學習更有自信心、緊迫感和責任感，學生成了教學活動的主體，由被動學習變為主動學習，體會到了專業課程學習的樂趣；而老師變為教學活動的客體，充當陪伴者和評論員的角色，幫助學生理清學習脈絡。總之，教師在高職教學活動中，應根據高職學生的心理特點，不斷改進教學方法，找到教與學的結合點才是關鍵。
參考文獻：
[1]趙晶文.金屬切削機床[M].北京:北京理工大學出版社,2011,(06).
互換性實驗報告范文5
【關鍵詞】組合夾具;虛擬設計;KBE
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097(2010)10―0141―04
經濟全球化和現代科技的迅速發展使制造業發生了根本性的變化,其趨勢是產品品種多樣化,新產品開發快;大批量生產比例下降,中小批量生產比例增加;市場競爭日益激烈。隨著制造業的迅猛發展,工業生產中數控機床和加工中心的使用越來越得到普及,對于這些昂貴設備必須使其滿負荷運行才能取得良好的經濟效益,因此快速生產準備成為一個引人注目的問題,而工裝夾具設計正是生產準備過程中的關鍵環節之一。一般認為,夾具工裝的準備時間約占整個加工時間的10～20%,夾具設計效率和設計質量的好壞、設計周期的長短直接影響到產品質量和研發周期,關系到產品在市場上的競爭力。
目前,各高等工科院校在相關機械工程及自動化專業里都先后開設了《機械制造基礎》、《機械制造裝配設計》、《機械制造工程學》、《制造技術與CAM》等課程,這些課程的共同點是都涉及到有關機床夾具工裝設計等知識,故開展工裝夾具設計等方面的綜合性實驗具有非常重要的現實意義。由于工裝夾具設計是一門理論與實踐性較強的綜合應用設計,它涉及到多門機械制造專業相關課程:《機械制造工藝學》、《金屬切削機床》、《機床夾具設計》、《公差與技術測量》、《金屬工藝學》等,它具有很強的系統性和實用性。機械工裝相關課程工程實踐性強的特點,決定了需要大量課時的實驗和課程設計實踐教學來配合課程學習,才能獲得較好的教學效果。以往很多學校機械工裝相關課程基本都沒有安排實驗。主要原因是觀念陳舊,受實驗室條件的限制,實驗室設備的更新投入跟不上實驗教學的要求發展。利用現代技術,尤其是計算機采取組合夾具KBE快速設計軟件模擬仿真與組合夾具元件實物組裝實現相結合的方法,將仿真虛擬實驗技術引入實驗教學,以計算機輔助教學來補充常規教學,可大大緩解實驗室投入不足和實驗空間、實驗時間、實驗內容受限制的不足。為此,我院機電工程分院聯系生產與教學實際,在機械工程及自動化專業開設了15學時的軟件虛擬設計組裝與實物動手組裝相結合的綜合性、開放性的組合夾具實驗課程,本文對該實驗的教學過程及方法作一些探討。
一 組合夾具虛擬設計組裝介紹
組合夾具是一種標準化、系列化及通用化程度很高的工藝裝備,它是由一套預先制造好的各種不同形狀、不同規格、不同尺寸、具有完全互換性的標準元件和組合件,按工件的加工要求組裝而成的夾具。由于組合夾具使用完畢后,可以拆卸、清洗,重新組裝成新的夾具,因此,組合夾具的應用非常普遍,尤其適合于多品種、中小批量的生產。隨著近20年來數控機床和柔性制造系統的迅猛發展,組合夾具在機械制造專業的多品種、中小批量生產及縮短生產準備時間、充分發揮現代設備能力等方面起著越來越大的作用。目前,大多數工廠的組合夾具是根據工藝人員設計的工序圖由組合夾具組裝站進行組裝,由于大多沒有詳細的裝配圖,組裝時往往需要經過多次安裝、調整才能達到要求,比較費時費力。隨著UG、Solidworks等CAD/CAM軟件層出不窮,將這些軟件應用到組合夾具設計中,則可使夾具的設計非?？旖?裝配生產率得以顯著提高。
組合夾具KBE快速設計軟件采用UG軟件的工作界面,工作界面非常直觀,操作方便,夾具元件菜單和各種應用工具菜單都在同一個窗口內,它采用圖形輸入方式,從創建定位、導向、基礎底座,施加夾緊元件到調用各種支持元件都可直接從屏幕上進行,如圖1所示。因此,在計算機上可以虛擬出一個夾具元件、合件品種齊全的組合夾具組裝工作臺,所創建的組合夾具和組裝精度分析方法都十分貼近實驗,所見即所得,形象直觀生動,猶如身臨其境,仿佛置身于實驗室使用真實元器件組裝夾具。這樣既解決了購買高檔測量儀器、大量組合夾具元器件之難,又避免了元件損壞、試拼湊搭接夾具麻煩等不利因素,從而提高了前期的組合夾具設計效率,大大加快了機械產品開發速度。
二 組合夾具虛擬實驗的特點
隨著大規模數據庫技術、計算機技術、CAD軟件技術的飛躍發展,許多原來由硬件才能完成的功能, 如今都能依靠軟件來實現, 即“以虛代實”,“以軟代硬”,在計算機上用“虛擬平臺”、“虛擬元件”進行組合夾具設計和組裝仿真。這種新的實驗教學方法靈活有趣,能充分調動學生的積極性,促使其主動參加實驗教學的整個過程,同時教學資源可以得到優化配置和共享。與傳統的實物實驗相比,仿真虛擬實驗具有以下特點:
1 軟件包內的組合夾具元件種類繁多,其參數可任意設定、添加,合件齊全,可做各種機床夾具設計實驗,如圖2所示。
2 實驗不消耗器材,實驗所需器材種類和數量不限制,實驗成本低;
3 實驗速度快,效率高,容易開展各種設計性、綜合性實驗,提高了學生夾具設計能力;作品自制的成功會給學生帶來一種成就感,增加其學習的興趣,自主性更高;
4 可以方便地分析組裝結果,利用打印機直接打印組合夾具三維組裝圖、元件數量、類別;
5 在教學中引入現代化教育手段,可以營造一種生動活潑、輕松愉快的教學氛圍,其突出的特點就是直觀性強,便于學生自學。
三 組合夾具虛擬實驗的實施
利用現有的計算機,再加一套組合夾具KBE快速設計軟件,就相當于建立了一個擁有現代化先進設備的虛擬機床夾具實驗室。學生在這個實驗室里學習工件的工藝分析、定位原理和夾緊技術,做機床夾具設計實驗,進行組合夾具設計,是一件輕松愉快的事情。組合夾具的虛擬設計技術的應用將計算機技術與機床夾具設計結合起來,為機械工裝相關課程的教學改革打開了窗口。
在實施組合夾具虛擬設計實驗前,教師要利用一定的時間給學生講解組合夾具虛擬軟件菜單的使用方法。學生掌握虛擬設計軟件后,可以根據實驗要求自己設計實驗分析方案、組裝步驟、夾具精度分析方法,并在計算機上進行組合夾具虛擬設計。虛擬設計通過后,再發給其必要的組合夾具元件,讓學生動手搭建組合夾具,進行實物組裝實驗和精度分析,記錄實驗過程現象,分析實驗中產生的現象。這樣可以大大避免因夾具元件參數選取不合適或實驗效果不理想而反復更換夾具元件帶來的麻煩,同時也縮短了組合夾具設計和調試的周期,減少了盲目損壞元件件及相關儀器工具的概率。
因此,學生通過簡單組合夾具組裝仿真實驗--簡單組合夾具實物組裝實驗--復雜夾具設計仿真實驗到最后具體的綜合性實物組裝實驗這一循序漸進的過程,不僅掌握了一定的實驗技術和技巧,提高了動手能力、獨立思考和獨立操作能力,還培養了學生從事科學實驗研究的興趣,從而大大提高實驗教學的效果。
四 組合夾具實驗過程
1 了解實驗要求。實驗前,學生應明確實驗目的和要求,溫習機械工裝課中的有關機床夾具設計方面的定位、夾緊等內容,了解所給工件的形狀、材料、毛坯種類、加工要求及其它技術條件,熟悉加工所用的機床與刀具,并給予工件二維圖紙或實物,制定加工工藝。
2 熟悉組合夾具元件。要求熟悉八種不同組合夾具元件的結構、尺寸和使用方法,如圖3所示,以及組裝工具與輔具的用法。如定位平鍵,5mm厚的薄平鍵多用作支承件之間的定位;厚鍵常用在支承件與基礎件之間的定位,或支承件之間加墊片時的定位。
3 設計虛擬組裝方案。指導教師根據學生所制定的加工工藝,選擇難度適中的一道加工工序(如鉆孔或銑槽)作為設計夾具的對象。讓學生在KBE組合夾具快速設計軟件上進行虛擬組裝設計,學生在熟悉工件圖紙和元件的過程中,已逐步形成了概念,再經過分析、判斷來確定工件的定位面和夾緊部位,選擇定位、夾緊及相應支承元件、基礎板等,并考慮采取保證夾具尺寸精度和剛度的措施,以及工件裝卸、切屑排除等問題,從而初步構思出組合夾具的結構形式。根據設計的結構方案,在軟件平臺上進行虛擬組裝。把從元件庫里選好的元件初步定位,并放進工件,但元件之間暫不固定。再分析這樣的定位、夾緊結構、夾具形式能否滿足加工的要求,以及調整、測量和裝卸工件是否方便,從而逐步解決試裝中出現的各種問題,諸如結構間配置不當,尺寸計算錯誤,安裝定位鍵和螺栓的困難等。要經常更換部分元件,甚至局部改變設計方案,對某些主要元件的尺寸也要進行測量和挑選,以確保必要的尺寸精度和形位精度等技術要求。虛擬組裝中,教師應放手讓學生干,講解要簡明,指導可粗些,通過虛擬組裝中對方案的修改和補充,使設計方案更合理化。如圖4。
4 實物組裝。設計出的虛擬組裝方案經指導教師審閱通過后即可正式用實物進行組裝。組裝時,先把所選的元件擦洗干凈,按從內到外、從上到下的順序把各元件用定位鍵、螺栓和螺母等可靠地連接成不同形式的組裝單元,再由組裝單元裝配成不同的結構,最后組裝成完整的夾具。組裝的次序一般為基礎部分、定位部分、導向部分、壓緊部分;在聯接的同時要進行有關尺寸的測量和調整,組裝與調整交替進行,即邊組裝、邊測量、邊固定。組裝中要盡量避免過盈配合,以免損壞元件;對元件的薄弱環節,如基礎板與T形槽相交處,要采取一些增大接觸面、用十字鍵等措施以增加強度。調整是組裝中十分重要的環節,調整精度將直接影響工件的加工精度,所占的工作量也較大;正確的調整方法可使夾具調整的既快又準。調整方法有:單個方向、兩個方向和多元件調整。組裝中盡可能采用兩個方向調整的方法,即先調整一個方向后再調整另一個方向,如圖5所示。調整后在被調整元件的周圍用銅錘輕擊幾下,以消除應力,穩定夾具尺寸。
5檢驗。組裝夾具調整結束后,要求學生對所設計和組裝的夾具進行一次全面的檢驗,其內容為:①工件的定位、夾緊是否合理,能不能保證工件的加工精度。②工件的裝卸是否方便。③夾具結構是否輕巧、簡單,便于調整及清除切屑。④元件的使用是否合理。⑤夾具的剛性是否能保證安全使用。⑥能否保證在機床上順利安裝。另外還要進行一次有關尺寸的精度復測,并檢驗零星元件是否配齊。
組裝結束后,指導教師可和學生一起進行現場驗收,指出這次設計組裝的優缺點和修改建議,最后要求學生總結實驗過程,寫出有特色的實驗報告。
五 實驗效果
綜上所述,將虛擬技術應用于組合夾具的設計是十分方便,可以提高工作效率,縮短設計周期,實現虛擬組裝效果逼真,并在跟蹤性和快速性方面獲得令人滿意的效果。在實踐教學中,充分發揮虛擬技術在實踐教學中的地位,挖掘虛擬技術與硬件技術各自的優勢,兩者相互補充、相互促進,精心組織實踐教學,既可以加強學生基本功的訓練,又能讓學生掌握現代科學技術知識,必將會收到良好的實踐教學效果。綜合實驗后,學生普遍反映:“該綜合實驗內容全、形式新,實驗過程中獨立思考的問題較多,動手的機會大大增加,收獲極大?！苯涍^這次綜合實驗的鍛煉,學生在課程設計中能有條不紊地進行,設計進度明顯加快,教師指導時也感到輕松了。學生一般都能自己查資料、虛擬設計方案和實物動手組裝,不但心中有譜,而且積極性大大提高,實驗氣氛也十分活躍。實踐證明,利用軟件虛擬設計組裝與實物動手組裝相結合的綜合性實驗的開設,可以鍛煉學生綜合實驗的正規操作技能,培養其綜合分析問題和解決問題的能力,從而提高了教學質量,深化了實驗教學改革。
參考文獻
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