技能规律学理论在职业技能教学中的研究及成果

张民生　徐丽珠

摘 要：笔者通过多年的理论研究和教学总结，发现一些加工方法、维修方法、教学方法是有规律的。笔者研究的技能规律学理论实例有三角形全齿快速锯割法、机械维修保养的实质是保持零件的形状和尺寸不变、疲劳极限在汽车修理当中的应用分析、零件连接和零件更换的规律、任意圆弧的圆心和半径的求解等研究的成果，运用这些成果可以改变技工学校的学生、工人和农民工的思维方式，启发他们自觉地发现问题、分析问题、解决问题。先动脑，后动手;先分析，后应用;先观察，后归纳（规律）。

关键词：教学目的 技能规律学 疲劳极限 形状和尺寸 思维方式

技能规律学指的是利用理论知识，科学地解决不同的实际技能方面的问题，把解决实际技能方面的所有核心理论规律归纳到一起，从而形成一套完整的解决实际技能方面难题的技能规律学理论。

一、三角形全齿快速锯割法

（l）三角形全齿快速锯割法详细内容及特点。普通锯条传统锯割的缺点：传统的锯割方法没有正确的理论作为指导，锯割方法不合理。锯缝容易锯偏，锯割时锯条过热，锯齿硬度低，锯缝深度不明显。锯割时锯缝窄，容易夹锯，同时锯条断裂频现，锯条断齿现象过多。要改变普通锯条传统锯割的缺点，应该从保持锯齿硬度，延长锯齿的冷却时间，合理的锯割方法入手。从理论上和实际上都充分证明三角形全齿锯割法合理，锯缝宽，冷却时间长，能够解决锯割偏、夹锯、断齿等缺点。

（2）三角形全齿锯割法的理论依据和优点。第一，三角形锯割法概述：让被切割材料始终处于三角形（虚拟三角形）锯割状态，从上到下依次锯割三角形。同时采用左右交替全齿锯割方法锯割。三角形锯割理论依据，锯齿和被锯割材料，接触面积越小，接触时间越短，锯齿冷却时间越长，锯齿温度越低（230℃以下马氏体存在），马氏体存在，锯齿始终保持一定硬度，锯割效果好，锯割速度快，锯条锯齿寿命长。具体的三角形锯割法步骤：第一步锯割锯条应整体沿锯割方向和锯缝成0-50和1 0角度，沿此方向锯割3～5次，同时每次锯割锯齿左右交替全齿锯割，这样完成第一个三角形锯割。第二步开始锯割之前在第一次锯割之后，中间稍微停顿1～2秒。第二步锯割时的锯条与锯缝持平，同时上一个三角形完成的最后锯割面在锯割第二个三角形时始终处于冷却状态，有助于下一‘个三角形锯割。锯割第二个三角形时，锯割继续采用左右交替全齿锯割，紧接着中间停顿I～2秒。循环锯割过程开始，第二个三角形完成的最后锯割面在继续锯割前也始终处于冷却状态，有助于下一个三角形锯割。在第二个三角形完成之后循环重复上述锯割步骤，直到整个锯缝锯割完成。

第二，三角形全齿锯割法锯缝宽。整个锯缝上下成梯字形。当锯条的锯齿两边没有磨完之前，由于采用锯条左右交替全齿锯割，锯缝比锯条宽，锯缝上部宽，不夹锯条。当锯条两边的小锯齿磨完，由于采用锯条左右交替全齿锯割，锯缝仍然比锯条宽，锯缝还是不夹锯。

二、机械维修保养的实质是保持零件的形状和尺寸不变

笔者对不同地方自行车修理师傅长期观察，发现他们都有一个共同的特点，就是都经常换自行车滚珠。换自行车滚珠后试骑，无问题再交给自行车用户。具体操作过程，先将废滚珠取下，放在油布里揉搓，把小的滚珠或摩擦变形的滚珠剔除，或全部换上新滚珠。滚珠抹上黄油后，再安装好。不同地方修理自行车的师傅，重复着这一相同的修理过程。其实质就是机械维修保养保持零件的形状和尺寸不变。

笔者的亲身经历一：钢丝绳托辊表面加工。钢丝绳托辊表面一边光一边暗。主要原因是由于主轴轴承磨损，造成主轴转速不稳、抖动，使加工的表面不连续光滑。更换主軸承后问题解决。其主要原因是由于摩擦使主轴轴承磨损，零件的形状和尺寸改变造成的加工零件出现质量问题。如果不更换磨损的主轴轴承，在加工其他零件时，同样会出现相应的质量问题。更换主轴承实质就是保持零件的形状和尺寸不变。

笔者的亲身经历二：洗衣机洗涤桶转轮不转。洗衣机洗涤桶转轮与洗衣机洗涤桶底面接触，摩擦阻力增加，造成洗衣机洗涤桶转轮不转。正常洗衣机洗涤桶底面与洗衣机洗涤桶底面应该有间隙。由于先放衣服，后放水洗涤，长时间洗衣机洗涤桶底面与洗衣机洗涤桶底面支撑轴顶端干摩擦，支撑轴顶端尺寸变小，致使洗衣机洗涤桶转轮底面与洗衣机洗涤桶底面直接接触，从而造成洗衣机洗涤桶转轮不能转动。其主要原因也是摩擦使零件的形状和尺寸发生改变。改变洗涤方式是先放水，后放衣服。先放水，水起润滑作用，从而降低洗衣机洗涤桶底面与洗衣机洗涤桶底面支撑轴顶端摩擦，以保证洗衣机洗涤桶底面与洗衣机洗涤桶底面应有的间隙。

三、劳极限在汽车修理当中的应用分析

笔者知道汽车车轴疲劳断裂、钢板的疲劳断裂、轴承疲劳的磨损是必然的，无法消除。但是，汽车车轴的疲劳极限和钢板的疲劳极限是有理论值的，是可以加以分析研究、合理利用的。这在减少汽车车轴疲劳断裂、钢板疲劳断裂的现象中可以发挥作用。其核心内容是在发生疲劳断裂之前，及时交替更换使用汽车车轴等疲劳零件，以满足汽车正常运行（如两根车轴、两个轴承或两套轴承，包括弹簧钢板的更换使用）。问题是何时更换汽车车轴，换句话讲就是让两个汽车车轴的更换周期最合理，同时满足汽车正常运输。（这里强调一点，不是报废更换，更不是疲劳断裂更换）这是经济又实用的一个好方法，可以让事后修理汽车改为前期科学性、经济性、周期性保养汽车，还可以让汽车驾驶者更安全，让汽车修理者有目的地工作，使汽车修理有程序地工作，相互协调合作，减少不必要的人力物力的浪费。

如何确定疲劳零件交替更换使用周期，可以从疲劳极限的理论讨论确定汽车疲劳断裂零件交替更换使用周期为IOO天。理论依据如下：材料在受到随时间而交替变化的荷载作用时，所产生的应力也会随时问作用交替变化。这种交变应力超过某一极限强度而且长期反复作用即会导致材料的破坏，这个极限称为材料的疲劳极限。汽车车轴等零件都有疲劳断裂极限。钢铁的交变循环107次时所对应的应力值。按照1小时受交变应力3600次（交变应力一次按1秒计，l小时受力3600次），最低更换周期为（107～107×10%）/（3600次/小时×24小时）约等于104（天）。最高更换周期为（107—107×5%）/（3600次/小时×24小时）～109（天）。为了保证汽车的安全性，即取100天为更换周期。

四、具有互换性的零件连接和零件更换的规律

（1） -批具有互换性的螺母和螺栓，并不能够保证每个螺母螺栓连接一样紧密;一批具有互换性的螺母和螺栓的加工精度也不可能100%一致，因此只能相互地接近。螺栓连接前，只有每个螺母螺栓误差基本一致，螺母螺栓连接接触面才能紧密结合。有几个螺孔，就应该准备几套误差基本一致的螺母螺栓，这样才能保证机械结合面的接触面积最大。机械结合面的接触面积越大，摩擦力也越大，传动效率也越高。密封件的结合面的接触面积越大，密封性能越高（这里强调一下，高压容器的螺母和螺栓安装顺序，具体到试压或实验之前，应先放掉高压容器里的高压气体，再拧紧螺母，如果试压或实验达到设计要求或满足使用要求，可停止实验。实验过程中，如果实验漏气，应先放掉高压气体，检验无误后再拧紧螺母，千万禁止边加压边拧紧螺母）。同时要满足其工艺要求，每个螺母留2～3扣的工艺余量。

（2）在一批具有互换性的三角带里，不可能每个三角带的加工精度一致，也不可能每个三角带的两侧面和槽轮的两个槽面的接触面积保持一致。所以应更换接触面积基本一致的三角带，才能保证三角带的正常传输工作。三角带更换一组的条件：三角带的工作面是三角带的两侧面。要保证两侧面和带轮两侧面紧密接触，一是要求三角带的带轮槽角小于三角带的楔角，二是安装前，要挑选松紧度一致的三根三角带。这样做的主要目的是保证六个工作面和六个带轮的槽面紧密接触，接触面积最大，传动效率最高。在实际操作时为了保证三根带的松紧度一致，应满足三根带按下的幅度基本一致。带轮的中心距有固定和可调中心距两种。安装三角带时具体步骤：首先，挑选质量合格的一批三角带，剔除有问题的三角带。第二步，中心距有固定的三角带安装应满足三根带按下的幅度应基本一致（用大拇指按下低于1 5毫米的三根带的幅度应基本一致，不能有过大落差）。这样才能保证六个工作面和六个带轮的槽面紧密接触。可调中心距的三角带的安装步骤是，先把螺母松动到可以自如地安装上三根三角带为宜，接着按中心距固定的三角带安装步骤安装并调整合适为止。

五、任意圆弧的圆心和半径的求解

（1）问题提出。机械制图习题册（劳动版）求圆弧的半径（圆心）。

（2）理论知识。弦的垂直平分线经过圆心。

（3）推論。圆上有无数条弦，每条弦有一条垂直平分线，无数条弦就有无数条弦的垂直平分线。

（4）结论。圆（任意圆弧）上任意两条弦的垂直平分线的交点就是圆心。 六、快速等分任意长度的线段的方法

（l）传统的等分任意线段的方法的工具。这里指圆规和三角板。

（2）快速等分任意线段的方法的工具。这里指三角板。

（3）快速等分任意线段的方法原理。这里指制图教学用的三角板的每个边等距。这样就省去了用圆规在射线等分线段的步骤。直接用三角板的一边等分射线。等分射线的末端与任意长度的线段的末端连接，然后，依次作底边的平行线，任意线段等分快速完成（快速等分任意线段的方法应满足射线的长度应小于或等于截取线段的长度）。