机械零件测绘教学设计——以《轴类零件的测绘》为例

刘凤 王晓军 韩淑玲

（潍坊职业学院，山东 潍坊 262737）

减速器当中传动轴损坏就影响整台机器的使用，可是传动轴并不是标准件，没有型号，也没有地方可以购买，想要自己加工生产，没有图纸如何解决。掌握规范的测绘方法很有必要。

一、教学分析

（一）学情分析

本单元授课对象为机械设计专业大一学生（一年级下学期），他们熟练并热衷网络信息使用，但工作规范意识淡薄，缺乏严谨、细致的意识。大一上学期已经开设了机械制图、计算机绘图等专业基础课程，能够完成零件的绘制并且具备了图纸的分析读图能力，但并没有实战经验，缺少对实物测量的经历，测绘的相关工作没有接触。

（二）教学重难点

教学重点为测绘过程工具的规范使用和数据的合理处理，教学难点为零件草图的规范绘制。

二、教学策略

（一）教学思想

以典型轴类零件为载体，以完成轴类零件的测绘为任务驱动，充分引导学生利用自主学习、分组讨论、分层指导等方法，将“教学做”融为一体。

（二）教学方法

1.教法：任务驱动法、问题导向法

课堂一开始采用任务驱动，引导同学们对破损轴零件的测绘方法的思考，从而通过轴类零件的测绘这一任务将学生带入课堂进行学习，为更好的引导学生解决任务，将总任务进行分解，实现教学环节的环环相扣。

2.学法：小组合作法、自主探究法

引导学生采用小组合作和自主探究的方式，围绕教学重点和难点进行学习探讨，学生通过分析和讨论，借助团队协作顺利掌握重点突破难点。

三、教学过程

（一）案例导入及问题提出

学生精力最集中的时间是本节课的前半部分，而能不能快速的吸引学生的兴趣，一个好的开始非常重要。首先通过复习常用物体表达方案等一系列制图基础知识以及Auto CAD二维软件的操作方法引导同学们思考这些课程的学习与我们所学专业有什么关联。紧接着邀请同学们观看减速器的动画。设定疑问：传动轴损坏怎么办？通过设置疑问，开启大家的学习思维。

（二）知识点学习

1.理论知识讲解

测绘，“测”代表测量，“绘”代表绘图。通过测量来完成绘图的过程就叫做测绘。它需要对已有零件进行分析，利用测量工具对相关零件的外形及尺寸进行测量，并将其用零件图的形式表达出来的完整过程。测绘是将“测”和“绘”进行完美融合的一个非常重要的理论联系实践的环节。测绘通常是在现场进行，绘图条件受到限制，所以一般采用徒手绘制，但是投影关系和尺寸比例应表达正确。同时结合同学们将来可能从事的工作岗位，加深同学们对不同种类测绘的理解。例如，机修测绘的目的是为了修配。假设设备上某个零件坏了，既没有备用件，又没有地方可以购买，就需要照着原来的坏的零件加工一个，可是原来并没有图纸，这时候就需要按照实物绘制，绘制出来的零件图交给工人师傅进行加工生产。

2.测量知识讲解

测量工具的读数原理和读数方法之前已经讲解，一般情况下，同学们掌握的较好，课堂上不再重复讲解。讲解的重点放到测量之后数值的处理问题。

测量之前，我们先要明确测量对象有哪些。对于轴类而言，有三个主要的测量对象，分别是轴向尺寸、径向尺寸和表面粗糙度[1]。

(1)轴向尺寸，即长度方向的尺寸。可以选用钢直尺或者游标卡尺直接测量各段的长度和总长度，然后根据一定的原则进行尺寸圆整。

在这里要做几点说明：

首先，总长度应直接量出来，不可以用各轴段的长度累计计算。

其次，测量被测物体时，不管是使用哪种测量工具，测量尺寸往往含有小数，但是为了使图形表达的更加清晰准确，应对测量出来的尺寸进行处理。关于尺寸圆整，需要强调“逢4舍，逢6进，遇5保证偶数”的原则。假设要求测量的数值都保留到小数点后一位，测量数值13.24圆整为13.2，13.26圆整为13.3，13.75圆整为13.8， 13.85圆整为13.8。

最后，工人在实际加工时，不可能刚好加工至一个整数，数值需要一个合理的范围。当轴向尺寸为重要尺寸时，尽量使其基本尺寸圆整为整数，并同时保证给定的公差在IT9以内，公差值选择双向公差[2]。

(2)径向尺寸。用到的测量工具为游标卡尺或者千分尺，另外一些特殊地方也可以用卡钳借助钢直尺进行读数。

（3）零件的表面粗糙度。一般使用粗糙度样板与被测表面相比较。测出表面粗糙度数值之后，还需要根据零件的应用场合，利用类比法进行取值[3]。

3.绘图知识讲解

(1)分析零件。被测传动轴，结构比较简单。两个键槽位的作用是为了安装齿轮和联轴器，凸台为了安装轴承。同时为了使加工方便，带有中心孔。

(2)确定零件视图的表达方案。本环节也是绘图表达的重点。被测零件为轴类零件，按零件的加工位置或工作位置确定主视图，即工件水平放置[4]。

初步确定了主视图的位置，再考虑如果想要将零件表达的更加完整，还需要采用哪些视图。通常绘制识图时，需要三视图，可是对于轴类而言，如果绘制三视图的话，主俯视图几乎一致，左视图又出现了好多的同心圆，并不能很好的表达零件结构还显得特别繁琐。所以对于回转体的轴类零件，用一个视图就可以。另外在这个轴上有两个键槽，需要绘制断面图。在此可以提问大家“断面图和剖视图的区别”相关问题。

(3)徒手绘图。划线包括后面的描深，线一定是连续的。

徒手绘图第一步。首先需要根据传动轴的总长和最大直径，初步确定选用的图纸大小，并绘制图框。对图纸进行合理布局，确定看图方向。绘制主要的轴线、中心线进行定位，考虑各个视图之间留有一定的间隙，保证尺寸标注清晰、美观。

徒手绘图第二步。详细地画出传动轴各个部分的结构，按照绘图的配置关系，徒手绘制一个主视图、两个断面图。

徒手绘图第三步。确定基准，用HB铅笔画出全部尺寸，再用2B铅笔描深主要轮廓线，同时确定好剖视位置，绘制剖面线。在绘制尺寸线时，一定要保证形式规范、标注清晰、布局美观，查找方便。

徒手绘图第四步。依次完成各个尺寸的标注，并完成技术要求、标题栏相关内容的填写，初步完成零件草图的绘制。在这里做两点说明，一是尺寸数值并不是画一步标一步，而是需要画好草图之后进行集中测量，标注尺寸。集中标注的作用就是为了防止漏标尺寸或者标注错误，提高工作效率。另外，有时一些配合尺寸，比如孔和轴基本尺寸应该一致，但是测量时可能由于磨损会有不同，如果单个标注就会产生错误。两个方向的尺寸测量并标注完之后，再进行不表面粗糙度的测量并标注。

（4）计算机绘图。零件草图绘制完成之后，同学们需要带着绘制好的草图到机房，用Auto CAD二维软件画出正规的零件图并打印，打印出来的图纸需要先交给技术人员审核完善之后，没有问题之后才能交给工人师傅进行加工。这样测绘的工作就全部完成。

四、教学反思

《轴类零件的测绘》这节课是零件测绘课程当中具有代表性的一节，融合了《机械制图》、《Auto CAD》以及《公差配合与技术测量》三门课程的内容。而三门课程已经并不是在本学期教授，由于时间的间隔，同学们有些遗忘。传统教学过程中多以教师直接给出任务、同学们根据之前所学自行解决的方法，知识连贯性较差，学生完成情况不理想。为了提高课堂教学效率、提升课堂教学效果，教师将相关知识点进行了巧妙地融合，通过简单情境导入，引导大家掌握测绘的方法，并将之前所学进行巩固，从而顺利完成测绘任务，将课堂教学内容变得形象具体易懂。