Внедрение процесса и результатов исследования трехмерной модели глобоидного червяка и технологии его обработки на фрезерном станке с ЧПУ

 

 

4. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Внедрение процесса и результатов исследования трехмерной модели глобоидного червяка и технологии его обработки на фрезерном станке с ЧПУ для студентов специальности «Профессиональное образование. Машиностроение»

 

Исходные данные

Внедрение процесса и результатов исследования трехмерной модели глобоидного червяка и технологии его обработки на фрезерном станке с ЧПУ для студентов специальности «Профессиональное образование. Машиностроение» предусматривается при выполнении студентами лабораторной работы на тему «СОЗДАНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ ГЛОБОИДНОГО ЧЕРВЯКА В SOLIDWORKS» Данная лабораторная работа проводится в Украинской инженерно-педагогической академии – учебном заведении 4-го уровня аккредитации в группе студентов с образовательно-квалификационным уровнем – бакалавр по специальности: «Профессиональное образование. Машиностроение».

• Стратегические цели подготовки специалиста относительно темы лабораторной работы:

- Опираясь на функциональные  возможности избранной системы САПР, уметь выполнять на персональном компьютере трехмерные модели деталей наиболее распространенных типов, а также трехмерные модели сборочных единиц, вводя ограничение на взаимное расположение составных деталей.

- Анализируя функциональные возможности систем САПР, благодаря информации от разработчиков и пользователей, уметь выбирать наиболее целесообразную для решения тех или иных заданий в условиях современного автоматизированного производства.

- Учитывая требования систем САПР, основываясь на информации от разработчиков, уметь выбирать аппаратное обеспечение, необходимое для решения тех или иных заданий САПР.

- На основе знания  принципов автоматизированного  производства в условиях серийного  и массового производств, используя  ЭВМ и соответствующее программное  обеспечение, уметь разрабатывать управляющие программы и схемы наладок для станков с ЧПУ.

 

• Название дисциплины, по которой будет разрабатываться лабораторная работа: Системы автоматизированного проектирования в машиностроении.

Дидактические цели данной дисциплины: на основе усвоения отобранных теоретических и практических знаний, умений и навыков в области автоматизированного проектирования овладеть компетенциями по квалифицированному применению на практике методов и средств автоматизации конструкторского проектирования.

• Название темы, в составе которой предусмотрено выполнение лабораторной работы, цели изучения темы: Модуль № 2: Автоматизация конструирования, тема: Трехмерное моделирование деталей [3].

В результате изучения данной темы студент должен:

Уметь выполнять трехмерные модели деталей наиболее распространенных типов, а также трехмерные модели сборочных единиц, вводя ограничение на взаимное расположение составляющих деталей.

Владеть методикой автоматического создания чертежей по трехмерным моделям, методами оптимизации изделия, методикой автоматизированного размерного анализа.

Анализ названия темы лабораторной работы

Создание трехмерной модели глобоидного червяка в SolidWorks2010

Название темы лабораторной работы включает компоненты структуры основной задачи, решаемой на лабораторном занятии, и указание на характер действий студентов относительно этой задачи. Компонентами структуры основной задачи, которые обычно отражаются в названии лабораторной работы, являются: объект, предмет и процедура.

• объект – трехмерные модели деталей наиболее распространенных типов в SolidWorks2010;
• предмет – трехмерная модель червяка SolidWorks2010;
• процедура – проектирование трехмерной модели глобоидного червяка в SolidWorks2010 с созданием на валу отверстий, шлицов, резьбы.

 

Определение типа лабораторной работы

В связи с тем, что в этой работе основное внимание будет уделяться экспериментальным и исследовательским заданиям (изучение и отработка методики проектирования трехмерных моделей типовых деталей средствами программы SolidWorks2010), она является экспериментальной лабораторной работой.

 

Постановка дидактической цели лабораторной работы

Дидактические цели необходимо характеризовать эталонами действий, которые должен продемонстрировать студент в результате выполнения лабораторной работы они представлены в табл. 4.1.

 

Таблица 4.1 – Дидактические цели лабораторной работы

Дидактическая цель лабораторной работы	Уровень цели	Условия достижения цели	Результат в виде действий, которые студенты должны продемонстрировать в результате выполнения лабораторной работы, и их характеристика
1	2	3	4
Формирование умений выполнять построение глобоидного червяка в программе SolidWorks2010 с созданием на валу всех необходимых элементов	Второй – осмысленное воспроизведение информации	Наличие базовых знаний по дисциплинам: «Системы автоматизированного проектирования в машиностроении», «Детали машин», «Основы компьютерного конструирования»	В результате проведения лабораторной работы студент должен самостоятельно и правильно с использованием инструкции по использованию SolidWorks2010 в режиме создания трехмерной модели (Деталь_ESKD) на ПК: 1. Выбрать оптимальные  элементы для создания эскиза  вала. 2. Создать модель  вала под глобоидный червяк. 3. Создать седло  для проектирования глобоида. 4. Создать левую  и правую части вала. 5. Создать отверстия  на торцах червяка, шлицы и  резьбу. 6. Создать модель глобоида. 7. Проанализировать  и сравнить полученную трехмерную  модель с чертежом детали 8. Сохранить проект.

 

Анализ базовых условий обучения

В этом пункте производится анализ базового учебного материала, и выбираются способы актуализации опорных знаний и способов действий, которые представлены в виде табл. 4.2.

 

Таблица 4.2 – Анализ базового материала и способы актуализации базовых знаний

Перечень базовых понятий, законов, способов действия	Название дисциплин и тем, в которых формируются базовые знания и действия	Способы (методы, формы, средства) проверки уровня сформированности базовых знаний и способов действий	Способы актуализации или пополнения базовых знаний и способов действий
1	2	3	4
- Глобоидная передача, глобоидный  червяк, вал. - Вал, эскиз, создание  эскиза, проектирование вала, создание отверстий, нарезание резьбы. - Достоинства и недостатки САПР, категории и модули САПР.	1. Детали машин: Глобоидная передача 2. Основы компьютерного конструирования: знакомство с САПР, Solid Works 2010 3. Системы автоматизированного  проектирования в машиностроении: САПР в конструировании, аппаратное  обеспечение САПР	Способ проверки базовых знаний: допуск к лабораторной работе. Метод: письменная контрольная работа по карточкам-заданиям. Форма: групповая, т.к. контрольная работа на три варианта. Средства: карточки-задания, в которой по три контрольных вопроса по базовому материалу из трех разных дисциплин: 1. Перечислите известные Вам категории САПР. 2. Охарактеризуйте и сравните легкий, средний, тяжелый САПР. 3. Для чего предназначен модуль CAM в САПР? 4. Перечислите основные элементы для создания детали в Solid Works. 5. Опишите процедуру нарезания резьбы. 6. Опишите процедуру создания отверстий. 7. Опишите процедуру создания эскиза вала. 8. Какие технические преимущества имеет глобоидное зацепление (передача) перед цилиндрическими червячными передачами? 9. На какие виды в зависимости от профиля витка червяка в осевом сечении делятся глобоидные червячные передачи?	Если студент не смог ответить на вопросы допуска, ему дается время на самостоятельное повторение базового материала по конспектам. После пересдачи допуска студент допускается к выполнению лабораторной работы.

 

Разработка мотивационных технологий обучения

Мотивация – это так называемые психические явления, которые стали побуждением к выполнению того или иного действия, поступка, определяющие активность личности и ее направленность на достижение запланированного результата. Целью мотивации является: сформировать у обучаемых ощущение того, что данная тема является очень важной при формировании навыков и необходимых знаний, которые будут нужны в течение обучения, а также в предстоящей профессиональной деятельности.

Вступительная мотивация активизирует учебную деятельность обучаемых, способствует формированию первоначального желания освоить учебный материал, вызывает интерес к процессу обучения.

Текущая мотивация обеспечивает оптимальное педагогическое общение в процессе обучения, способствует формированию устойчивого интереса к учебной деятельности и поддерживает этот интерес на всех этапах обучения. Для каждого из данных видов мотивации возможны различные способы ее осуществления и, соответственно, различные методы и формы организации обучения [4].

Мотивационные технологии для лабораторной работы «Создание трехмерной модели глобоидного червяка в SolidWorks2010» приведены в табл. 4.3.

 

Таблица 4.3 – Избрание методов мотивации учебной деятельности

Вид и методы мотивации	Вступительная мотивация	Поддерживающая (текущая) мотивация
1	2	3
При вступительной мотивации будет применен метод: мотивирующее вступление. Тип мотивации – внутренняя. При текущей мотивации будет использован метод: приведение примеров выполнения построений.	На сегодняшней лабораторной работе мы будем изучать проектирование трехмерных моделей глобоидного червяка. Знание основ автоматизации проектирования и умение работать со средствами САПР требуется практически любому инженеру-разработчику. Компьютерами насыщены проектные подразделения, конструкторские бюро и офисы. Работа конструктора за обычным кульманом, расчеты с помощью логарифмической линейки или оформление отчета на пишущей машинке стали анахронизмом. Предприятия, ведущие разработки без САПР или лишь с малой степенью их использования, оказываются неконкурентоспособными, как. из-за больших материальных и временных затрат на проектирование, так и из-за невысокого качества проектов. Появление первых программ для автоматизации проектирования за рубежом и в СССР относится к началу 60-х гг. Тогда были созданы программы для решения задач строительной механики, анализа электронных схем, проектирования печатных плат. Дальнейшее развитие САПР шло по пути создания аппаратных и программных средств машинной графики, повышения вычислительной эффективности программ моделирования и анализа, расширения областей применения САПР, упрощения пользовательского интерфейса, внедрения в САПР элементов искусственного интеллекта. К настоящему времени создано большое число программно методических комплексов для САПР с различными степенью специализации и прикладной ориентацией. В результате автоматизация проектирования стала необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР, не может считаться полноценным специалистом. Проектирование трехмерных моделей, это основная составляющая часть работы технолога на производстве. И без этих практических знаний Вам будет тяжело заниматься конструкторской деятельностью.	Текущая мотивация может осуществляться различными методами обучения в соответствии с этапами формирования деятельности: в процессе объяснения (беседа, рассказ); в ходе выполнения задания лабораторной работы; в процессе контроля (текущий, заключительный). Создание модели глобоидного червяка можно разделить на три основных этапа: создание седла для проектирования глобоида, создание левой и правой части вала, создание отверстий на торцах червяка, шлицов и создание резьбы. Посмотрите на готовую модель глобоидного червяка в Solid Works 2010. Необходимо четко следить за правильностью выполнения каждого этапа создания трехмерной модели детали, проанализировать и сравнить полученную трехмерную модель с чертежом детали.

 

Определение материально-технической базы лабораторной работы

Для каждого студента для выполнения лабораторной работы нужны:

1). Методические указания для  выполнения лабораторной работы  – 1 шт.

2). Персональной компьютер (с минимальными  характеристиками: CPU – 2*3GHz, ОЗУ - 2 Gb, HDD – 80 Gb, клавиатура, мышка, монитор) с лицензионным и установленным Windows XP и SolidWorks 2010 – 1 шт.

Разработка практических задач, выполняемых при проведении лабораторной работы

Средством достижения дидактических целей лабораторной работы являются практические задачи, решаемые на занятии и задания, выполняемые в заданных условиях и определенными методами. В данном подразделе формируются задачи, которые необходимо выполнить студентам во время выполнения лабораторной работы. Эти задачи представлены в табл. 4.4.

Таблица 4.4 – Содержание задач

№п/п	Содержание задачи
1	2
1	Ознакомиться с порядком и методикой проведения лабораторной работы
2	Разработать план проведения исследования: - проектирование вала  для глобоидного червяка - проектирование глобоида
3	Создать модель вала под глобоидный червяк.
3.1	Спроектировать седло для проектирования глобоида.
3.2	Создать левую и правую части вала
3.3	Создать отверстия на торцах червяка, шлицы и резьбу
4	Создать модель глобоида
5	Проверить выполнения правильности работы в программе SolidWorks2010: проанализировать и сравнить полученную трехмерную модель с чертежом детали
6	Сохранить проект
7	Оформить отчёт в электронном виде (файл SLDPRT с выполненной трехмерной моделью глобоидного червяка)

 

Разработка способов формирования ориентировочной основы деятельности при выполнении лабораторной работы