基于SolidWorks和3D打印技術(shù)的機(jī)電專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)研究

摘?要：專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)作為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，需要充分融合專業(yè)知識到一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目中，從而鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、知識融合能力和創(chuàng)新能力，使專業(yè)競爭力得到全方位的提高，我院機(jī)電一體化專業(yè)借助于SolidWorks設(shè)計(jì)技術(shù)和3D打印技術(shù)，通過完成減速器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析并快速成型，拓展并加深專業(yè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)過程。

關(guān)鍵詞：SolidWorks;3D;綜合實(shí)訓(xùn)

1 機(jī)電一體化專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)的地位

機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)高度融合機(jī)械、電子、控制、信息等技術(shù)的專業(yè)，其為現(xiàn)代裝備制造業(yè)，培養(yǎng)具有高技術(shù)高能力應(yīng)用型人才。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須要開展實(shí)踐實(shí)訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容。本專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)安排在第五學(xué)期，即開始專業(yè)頂崗實(shí)習(xí)之前。

該實(shí)訓(xùn)是按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和相應(yīng)職業(yè)崗位能力的要求，在真實(shí)或仿真模擬的現(xiàn)場操作環(huán)境中，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用多門課程知識、多種實(shí)驗(yàn)原理和技能解決實(shí)際問題的能力，以強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)綜合技能的掌握和運(yùn)用為主要目的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它整合了專業(yè)單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中的知識和技能，融合了各專業(yè)課程的理論和實(shí)踐，是應(yīng)知、應(yīng)會(huì)、應(yīng)用的融會(huì)貫通，是機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式中重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。我院智能工程系機(jī)電一體化技術(shù)的專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)過程中，采用新技術(shù)新方法，豐富傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，使學(xué)生加深對專業(yè)知識的理解。

2 綜合實(shí)訓(xùn)內(nèi)容是減速器的設(shè)計(jì)與制造

齒輪減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。此次設(shè)計(jì)將綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、制造技術(shù)以及數(shù)控加工等多門課程的相關(guān)知識。

本實(shí)訓(xùn)的主要工作內(nèi)容包括：根據(jù)工礦要求，通過參考機(jī)械設(shè)計(jì)等課程內(nèi)容，采用查表、查手冊等數(shù)據(jù)計(jì)算方法合理選擇電機(jī)、分配傳動(dòng)比，并計(jì)算軸、齒輪等主要零件的尺寸。借助三維繪圖軟件SolidWorks進(jìn)行減速器裝配圖及零件圖的繪制，并進(jìn)行初步運(yùn)動(dòng)仿真。之后，將SolidWorks數(shù)字模型轉(zhuǎn)換為STl格式，導(dǎo)入到3Dstar切片軟件中，合理設(shè)置參數(shù)并進(jìn)行切片，最后輸入到3D打印機(jī)進(jìn)行快速成型。

3 綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)施過程

3.1 實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備

硬件準(zhǔn)備：臺(tái)式電腦3D打印機(jī)

軟件準(zhǔn)備：SolidWorks2015，3Dstar

其中SolidWorks是在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中設(shè)計(jì)過程比較簡便而方便的軟件之一，是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。其具有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)。在中小型企業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。3dStar軟件是一款簡潔高效的模型編輯處理軟件。它提供了全面并且安全的模型基礎(chǔ)編輯、模型高級編輯、快速打印及數(shù)個(gè)附加功能的工具軟件。其中模型基礎(chǔ)編輯具有強(qiáng)大的模型編輯能力，可同時(shí)編輯多個(gè)數(shù)據(jù)模型;用戶可根據(jù)模型特性，對模型進(jìn)行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放、疊加（刪減）的編輯;高級編輯可以進(jìn)行切割、布爾、檢查、測量和分解等功能。

3.2 實(shí)施步驟

此次實(shí)訓(xùn)總體設(shè)計(jì)開始，包括傳動(dòng)方案布局，傳動(dòng)比的選擇等。之后進(jìn)入零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及造型，然后進(jìn)行裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，最后轉(zhuǎn)換格式進(jìn)行打印。具體流程及各流程的部分成果如下圖所示：

4 結(jié)論

通過本次實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的開展和實(shí)施，機(jī)電專業(yè)的學(xué)生充分運(yùn)用了所學(xué)到的專業(yè)知識和技能，鍛煉的思維能力和動(dòng)手能力，以及實(shí)際解決問題的能力。在實(shí)訓(xùn)的過程中，加強(qiáng)了對設(shè)計(jì)過程的理解和三維軟件的繪圖能力的要求，增材制造技術(shù)的引入，更大大激發(fā)了學(xué)生對設(shè)計(jì)產(chǎn)品的理解，打通了從虛擬設(shè)計(jì)到可見產(chǎn)品的過程，溝通了設(shè)計(jì)與制造過程，取得了良好的教學(xué)效果。

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作者簡介：郝克明（1982-），女，漢族，河北廊坊人，碩士，工程師，河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能工程系，研究方向：高職教育。