机械拆装测绘实验平台的设计
蔡晓君+刘湘晨+郭丽峰
[摘 要]机械产品拆装必修课程是实践性较强的训练环节，对于从未深入接触真实机械产品的在校学生来说，这是其提高工程素质、掌握工程技能和提高动手能力的平台。设计具有较强功能的典型机械产品拆装测绘综合训练台，对提高实践教学的质量有重要的实际意义。
[关键词]机械产品；拆装；测绘；训练台
[中图分类号] T4122 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0102-02
拆装测绘课程是工科高等学校机械类、机电类等专业必修的一门技术基础实践课程。它是学生深入了解机械整体结构组成、学习机械零部件相关知识和熟练使用机械常用工具的一个综合训练，对于从未深入接触过真实机械产品的在校学生来说，这是其理论与实际结合、提高工程素质、掌握工程技能和提高动手能力的平台。
传统机械拆装测绘课程的主要内容是在一段时间里，要求学生使用拆装测绘工具对典型的机械设备进行工作原理分析、拆卸、安装，并对主要零件进行测量，画出零件图和装配图并标注尺寸，填写明细表和技术要求。以往的拆装测绘过程没有专用的操作平台，工具配置没有全面考虑、缺乏专门夹持装置、设备野蛮拆卸严重、台面破坏剧烈、零部件和工具遗失时有发生，这些影响了课程的效果和质量。
一、机械设备拆装、零件测绘在工程中的应用
正确而快速的设备拆装，零部件测绘以及更换对提高现场生产的工作效率意义重大。生产现场经常出现这样的场景，某一进口大型设备的关键零件出现故障，急需更换，即使厂里有现成的备件，但由于技术人员对设备结构不够了解，零部件拆卸无从下手，不得不聘请国外技术人员或寻找退休的老师傅亲自操刀，这样才能完成这项任务。这种情况一旦发生，在耽误了生产的同时也增加了设备维修的成本。另外，如果拆卸不当，往往会造成零部件的损坏，设备精度降低，有时甚至无法修复。实际上，有不少机械故障就是由于零件的装配不当而造成的。
在零部件的修配过程中，设备拆装是保证零部件修配质量、降低制造成本、提高制造环保效益的重要环节。再制造拆装工艺技术是指对废旧产品的拆卸和再制造产品装配工艺过程中所用到的全部工艺技术与方法的统称。科学的再制造拆装工艺技术能够有效地保证再制造产品的质量，减少再制造生产的时间和费用，提高再制造的环保效益。再制造拆装包括拆解与装配。再制造拆解工艺技术的基本要求是指将废旧产品及其部件有规律地按顺序分解成零部件，并保证其性能不受到进一步损坏的过程；再制造装配就是按再制造产品规定的技术要求和精度，将再制造拆解和加工后性能合格的零件、可直接利用的零件以及其他报废后更换的新零件安装成组件、部件或再制造产品，并达到再制造产品所规定的精度和使用性能的整个工艺过程。
拆装工具除了常用的扳手、螺钉旋具等普通机械拆装工具外，针对不同的再制造产品还需设计或购置部分专用设备。目前再制造拆装作业，在国内外主要还是借助工具及设备进行的手工拆装，是再制造过程中劳动密集型工序，存在拆装效率低、费用高、周期长、零部件质量水平对工人技术要求高等问题，影响了再制造的自动化生产程度。在再制造拆装作业过程中，应根据不同的废旧产品，利用机器人等现代自动化技术，开发高效的再制造自动化拆装设备，并在此基础上继而建立比较完善的废旧产品自动化再制造拆装系统。
二、典型机械产品拆装测绘综合训练台设计要求
典型机械产品拆装测绘综合训练台为机械类专业学生深入学习机械产品功能、了解典型机械产品结构提供了一个良好的平台。学生通过对典型机械装置的结构分析、零部件拆装与典型零件测绘等操作，能加深对所学知识的理解，完成理论-实践-理论认知的飞跃，并将拆装工艺规划、零件图绘制和现场操作规范等专业技术知识加以融会贯通，提升机械装置拆卸、装配、机械零部件测绘的能力。
（一）台面设计
拆装测绘综合训练台要求具有较强的承重、耐冲击能力，要求试验平台桌面的平均荷重为1000kg，冲击载荷为500kg，并且桌面必须耐磨损。试验台尺寸范围为长1000～2000mm，宽500～1500mm，根据实际工作环境及作业区域，初步设计选定试验台的长为1600mm，宽为800mm，高750mm。桌板材料可选用高密度纤维板，其具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂等优点，用途广泛。制造1立方米纤维板约需2.5～3立方米的木材，可代替3立方米锯材或5立方米原木，发展纤维板生产是木材资源综合利用的有效途径。桌面的耐冲击板使用高压成型纤维板，其静屈服强度为不小于，表面粘贴绿色软性压纹特殊合成胶皮，四边以PVC长型胶条封边，加倍保护桌边不易受损，桌面厚度大于50mm。此外为方便学生拆装时零部件的固定，在训练台桌角需装有小型虎钳一台，见图1所示。
（二）支撑的设计
在对支撑腿材料的选择上，主选钢类材料作为支撑腿。常用钢材的种类有型钢、钢板、钢管和钢丝等。选用型钢可减少加工量，经济方便，因此选用Q235槽钢作为支撑腿。考虑到调节桌腿高度的问题，在设计时在桌腿的底部设计了调整脚座。此调整座可调节每个支腿的长短，防止由于地面不平造成平台的晃动。调整脚座的设计如图2所示。
在支撑腿初步设计完成后，为了加强支撑腿的强度，在左右两侧的两个支撑腿之间设计一个加强梁，以达到对平台整体的支撑。见图3所示。
（三）工具挂板的设计
拆装测绘综合训练台备有专门工具放置区域，工具可挂置在有专门挂钩的背板上，这样工具取用方便灵活，便于管理。配用的常用拆装工具组件包括：常用规格螺丝刀、扳手、钢丝钳、尖嘴钳等，还需配有拆装轴承的拉马、拆装弹簧卡圈的内外卡尖钳等。配用的常用零件测绘工具包括：游标卡尺、直尺、千分尺等。见图4所示。
（四）典型拆装设备的选择
训练平台选择具有典型结构的机械设备1-6种，主要涵盖了学生机械基础课程所涉及的常用机械结构，如各种齿轮减速器、行星摆线减速器、叶片泵、注塞泵、齿轮泵等。这些设备选择小型结构，1-2个学生就能进行独立拆装，安全性高。值得注意的是，如果选择实际生产所用的设备，则具有精度高、配件全，对学生详细了解机械产品效果较好的优点，但拆装不易。而选用各种教具厂生产的机械设备模型，则具有拆装容易，但结构精度差，配件少等特点。建议最好两种类型设备都配备，方便不同训练目标的学生选用。
此外实验平台还配有典型机械设备拆装与测绘流程指导，包括设备工作原理、主要零部件结构、正确拆装测绘步骤等，便于学生学习与掌握。
三、结论
机械产品拆装类必修课程是实践性较强的训练环节，对于从未深入接触真实机械产品的在校学生来说，这是其提高工程素质、掌握工程技能和提高动手能力的平台。因此，设计完善典型机械产品拆装测绘综合训练台的功能，对提高实践教学的质量有重要的实际意义。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 周立亚，龚福忠，兰宇卫，等.构建研究型实验教学法 培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2011（5）：127-129.
[2] 刘志敏，赖舜男.对大学生创新能力的理解与教学实践[J].高等理科教育，2011（3）：92-95.
[3] 魏忠才，罗洪波，李四欣，等.CLDT-C材料力学多功能实验台的研制与应用[J].实验室研究与探索，2008（4）：42-43.
[4] 郑秀瑗.应力应变电测技术[M]北京：机械工业出版社，1985：52-56.
[5] 姚缨英.模块化开放式电路综合实验（3）——有源器件应用系统[J].实验技术与管理，2011（6）：12-14.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]机械产品拆装必修课程是实践性较强的训练环节，对于从未深入接触真实机械产品的在校学生来说，这是其提高工程素质、掌握工程技能和提高动手能力的平台。设计具有较强功能的典型机械产品拆装测绘综合训练台，对提高实践教学的质量有重要的实际意义。
[关键词]机械产品；拆装；测绘；训练台
[中图分类号] T4122 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0102-02
拆装测绘课程是工科高等学校机械类、机电类等专业必修的一门技术基础实践课程。它是学生深入了解机械整体结构组成、学习机械零部件相关知识和熟练使用机械常用工具的一个综合训练，对于从未深入接触过真实机械产品的在校学生来说，这是其理论与实际结合、提高工程素质、掌握工程技能和提高动手能力的平台。
传统机械拆装测绘课程的主要内容是在一段时间里，要求学生使用拆装测绘工具对典型的机械设备进行工作原理分析、拆卸、安装，并对主要零件进行测量，画出零件图和装配图并标注尺寸，填写明细表和技术要求。以往的拆装测绘过程没有专用的操作平台，工具配置没有全面考虑、缺乏专门夹持装置、设备野蛮拆卸严重、台面破坏剧烈、零部件和工具遗失时有发生，这些影响了课程的效果和质量。
一、机械设备拆装、零件测绘在工程中的应用
正确而快速的设备拆装，零部件测绘以及更换对提高现场生产的工作效率意义重大。生产现场经常出现这样的场景，某一进口大型设备的关键零件出现故障，急需更换，即使厂里有现成的备件，但由于技术人员对设备结构不够了解，零部件拆卸无从下手，不得不聘请国外技术人员或寻找退休的老师傅亲自操刀，这样才能完成这项任务。这种情况一旦发生，在耽误了生产的同时也增加了设备维修的成本。另外，如果拆卸不当，往往会造成零部件的损坏，设备精度降低，有时甚至无法修复。实际上，有不少机械故障就是由于零件的装配不当而造成的。
在零部件的修配过程中，设备拆装是保证零部件修配质量、降低制造成本、提高制造环保效益的重要环节。再制造拆装工艺技术是指对废旧产品的拆卸和再制造产品装配工艺过程中所用到的全部工艺技术与方法的统称。科学的再制造拆装工艺技术能够有效地保证再制造产品的质量，减少再制造生产的时间和费用，提高再制造的环保效益。再制造拆装包括拆解与装配。再制造拆解工艺技术的基本要求是指将废旧产品及其部件有规律地按顺序分解成零部件，并保证其性能不受到进一步损坏的过程；再制造装配就是按再制造产品规定的技术要求和精度，将再制造拆解和加工后性能合格的零件、可直接利用的零件以及其他报废后更换的新零件安装成组件、部件或再制造产品，并达到再制造产品所规定的精度和使用性能的整个工艺过程。
拆装工具除了常用的扳手、螺钉旋具等普通机械拆装工具外，针对不同的再制造产品还需设计或购置部分专用设备。目前再制造拆装作业，在国内外主要还是借助工具及设备进行的手工拆装，是再制造过程中劳动密集型工序，存在拆装效率低、费用高、周期长、零部件质量水平对工人技术要求高等问题，影响了再制造的自动化生产程度。在再制造拆装作业过程中，应根据不同的废旧产品，利用机器人等现代自动化技术，开发高效的再制造自动化拆装设备，并在此基础上继而建立比较完善的废旧产品自动化再制造拆装系统。
二、典型机械产品拆装测绘综合训练台设计要求
典型机械产品拆装测绘综合训练台为机械类专业学生深入学习机械产品功能、了解典型机械产品结构提供了一个良好的平台。学生通过对典型机械装置的结构分析、零部件拆装与典型零件测绘等操作，能加深对所学知识的理解，完成理论-实践-理论认知的飞跃，并将拆装工艺规划、零件图绘制和现场操作规范等专业技术知识加以融会贯通，提升机械装置拆卸、装配、机械零部件测绘的能力。
（一）台面设计
拆装测绘综合训练台要求具有较强的承重、耐冲击能力，要求试验平台桌面的平均荷重为1000kg，冲击载荷为500kg，并且桌面必须耐磨损。试验台尺寸范围为长1000～2000mm，宽500～1500mm，根据实际工作环境及作业区域，初步设计选定试验台的长为1600mm，宽为800mm，高750mm。桌板材料可选用高密度纤维板，其具有材质均匀、纵横强度差小、不易开裂等优点，用途广泛。制造1立方米纤维板约需2.5～3立方米的木材，可代替3立方米锯材或5立方米原木，发展纤维板生产是木材资源综合利用的有效途径。桌面的耐冲击板使用高压成型纤维板，其静屈服强度为不小于，表面粘贴绿色软性压纹特殊合成胶皮，四边以PVC长型胶条封边，加倍保护桌边不易受损，桌面厚度大于50mm。此外为方便学生拆装时零部件的固定，在训练台桌角需装有小型虎钳一台，见图1所示。
（二）支撑的设计
在对支撑腿材料的选择上，主选钢类材料作为支撑腿。常用钢材的种类有型钢、钢板、钢管和钢丝等。选用型钢可减少加工量，经济方便，因此选用Q235槽钢作为支撑腿。考虑到调节桌腿高度的问题，在设计时在桌腿的底部设计了调整脚座。此调整座可调节每个支腿的长短，防止由于地面不平造成平台的晃动。调整脚座的设计如图2所示。
在支撑腿初步设计完成后，为了加强支撑腿的强度，在左右两侧的两个支撑腿之间设计一个加强梁，以达到对平台整体的支撑。见图3所示。
（三）工具挂板的设计
拆装测绘综合训练台备有专门工具放置区域，工具可挂置在有专门挂钩的背板上，这样工具取用方便灵活，便于管理。配用的常用拆装工具组件包括：常用规格螺丝刀、扳手、钢丝钳、尖嘴钳等，还需配有拆装轴承的拉马、拆装弹簧卡圈的内外卡尖钳等。配用的常用零件测绘工具包括：游标卡尺、直尺、千分尺等。见图4所示。
（四）典型拆装设备的选择
训练平台选择具有典型结构的机械设备1-6种，主要涵盖了学生机械基础课程所涉及的常用机械结构，如各种齿轮减速器、行星摆线减速器、叶片泵、注塞泵、齿轮泵等。这些设备选择小型结构，1-2个学生就能进行独立拆装，安全性高。值得注意的是，如果选择实际生产所用的设备，则具有精度高、配件全，对学生详细了解机械产品效果较好的优点，但拆装不易。而选用各种教具厂生产的机械设备模型，则具有拆装容易，但结构精度差，配件少等特点。建议最好两种类型设备都配备，方便不同训练目标的学生选用。
此外实验平台还配有典型机械设备拆装与测绘流程指导，包括设备工作原理、主要零部件结构、正确拆装测绘步骤等，便于学生学习与掌握。
三、结论
机械产品拆装类必修课程是实践性较强的训练环节，对于从未深入接触真实机械产品的在校学生来说，这是其提高工程素质、掌握工程技能和提高动手能力的平台。因此，设计完善典型机械产品拆装测绘综合训练台的功能，对提高实践教学的质量有重要的实际意义。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 周立亚，龚福忠，兰宇卫，等.构建研究型实验教学法 培养学生创新能力[J].实验室研究与探索，2011（5）：127-129.
[2] 刘志敏，赖舜男.对大学生创新能力的理解与教学实践[J].高等理科教育，2011（3）：92-95.
[3] 魏忠才，罗洪波，李四欣，等.CLDT-C材料力学多功能实验台的研制与应用[J].实验室研究与探索，2008（4）：42-43.
[4] 郑秀瑗.应力应变电测技术[M]北京：机械工业出版社，1985：52-56.
[5] 姚缨英.模块化开放式电路综合实验（3）——有源器件应用系统[J].实验技术与管理，2011（6）：12-14.
[责任编辑：陈 明]
