• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    銑削虛擬仿真輔助教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    2022-02-10 12:26:24于愛兵齊少春
    裝備制造技術(shù) 2022年11期
    關(guān)鍵詞:銑刀教學(xué)系統(tǒng)鍵盤

    于愛兵,齊少春

    (寧波大學(xué) 機(jī)械工程與力學(xué)學(xué)院,浙江 寧波 315211)

    0 引言

    虛擬仿真技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的成果之一,具有交互性,介入性、和逼真性等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于高校各類學(xué)科課程的教學(xué)[1,2]?!皺C(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”是一門講述加工方法和加工工藝的專業(yè)核心課程,在高校教學(xué)體系當(dāng)中具有重要地位。但是因?yàn)樵趯?shí)際教學(xué)當(dāng)中可能會(huì)面臨著安全、教學(xué)質(zhì)量及效率、成本等一系列問題,所以將虛擬仿真技術(shù)與該課程相結(jié)合就顯得尤為重要。

    國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)許多專業(yè)課程在虛擬仿真技術(shù)下的實(shí)際應(yīng)用做了廣泛的研究。付宏鴿等[3]根據(jù)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”中的機(jī)床組合夾具這部分內(nèi)容,結(jié)合Vi原sual Basic 在Solid-Works 中建立的三維模型,開發(fā)設(shè)計(jì)了機(jī)床組合夾具仿真平臺(tái),學(xué)生可以通過仿真平臺(tái)根據(jù)自己的想法將不同夾具的三維模型組合成自己想要的各種形狀,極大地促進(jìn)了學(xué)生的空間思維能力,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。葉回春等[4]根據(jù)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”中車削等相關(guān)知識(shí)點(diǎn),結(jié)合單點(diǎn)金剛石車削超精密加工設(shè)備Freeform L,開發(fā)設(shè)計(jì)了超精密加工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),完全模擬了真實(shí)狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)操作及超精密加工工藝全過程,非常完整地為學(xué)習(xí)者提供教學(xué)資源,產(chǎn)生了良好的社會(huì)效應(yīng)。

    目前,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于銑削等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在虛擬仿真技術(shù)下的研究還較少。銑削加工的知識(shí)點(diǎn)是“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程中的重點(diǎn)內(nèi)容之一,在銑削學(xué)習(xí)過程中,對(duì)學(xué)生的思維和想象能力有一定的要求。在教學(xué)過程中,授課老師一般采用傳統(tǒng)的教學(xué)課件或者通過實(shí)際銑削操作進(jìn)行教學(xué),但這存在著一些問題,比如:(1)在銑床上進(jìn)行銑削加工時(shí),會(huì)有一定的安全隱患;(2)在教授銑刀幾何角度時(shí),課本上只是給出結(jié)合一些輔助線或輔助面的二維圖片,非常抽象,學(xué)生很難了解清楚;(3)會(huì)受到銑床設(shè)備的限制,在教學(xué)過程中不能保證每位學(xué)生都能參與實(shí)際操作;(4)學(xué)生在動(dòng)手操作銑床進(jìn)行銑削的過程中,可能會(huì)由于自身的操作不當(dāng)而損壞刀具,而增加教學(xué)成本。虛擬仿真技術(shù)將課程中抽象的知識(shí)點(diǎn)通過輔助教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)模擬交互,從而達(dá)到虛擬教學(xué)的目的,可以推動(dòng)新時(shí)代教育教學(xué)的新變革[5,6]。結(jié)合銑削相關(guān)知識(shí)點(diǎn),應(yīng) 用SolidWorks 2020、3ds Max 2021、Visual Studio 2019 以及Unity 3D 2021 等軟件,設(shè)計(jì)開發(fā)的銑削虛擬輔助教學(xué)系統(tǒng)可以在一定程度上解決上述問題,這樣不僅有助于豐富授課形式,降低銑削知識(shí)的學(xué)習(xí)難度,提高學(xué)習(xí)效率及學(xué)習(xí)興趣,還消除了教學(xué)過程中可能產(chǎn)生的安全隱患和教學(xué)成本,可以讓學(xué)生更好地掌握銑削相關(guān)知識(shí),提高教學(xué)質(zhì)量。

    1 銑削教學(xué)內(nèi)容

    銑削是使用多齒旋轉(zhuǎn)刀具進(jìn)行切削加工的方法之一。該方法也被應(yīng)用于加工各種溝槽、成形表面、齒輪和螺紋等。銑刀的種類繁多,但從結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上可看成是分布在圓柱體、圓錐體或特形回轉(zhuǎn)體的外緣或端面上的切削刃或鑲裝上刀齒的多齒刀具。每一個(gè)刀齒相當(dāng)于一把車刀,其切削加工特點(diǎn)與車削加工基本相同。在銑削加工中,用圓柱銑刀和面銑刀銑削平面具有代表性,故在討論銑削運(yùn)動(dòng)和銑刀的幾何角度時(shí)以這2 種刀具為主。

    根據(jù)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”中銑削相關(guān)知識(shí)內(nèi)容,其要求學(xué)生掌握的主要內(nèi)容包括:(1)2 種銑刀的幾何角度:圓柱銑刀的前角、后角、法前角、法后角和螺旋角的三維模型及其定義,面銑刀的前角、后角、主偏角和刃傾角的三維模型及其定義;(2)銑削運(yùn)動(dòng):端銑運(yùn)動(dòng)、周銑運(yùn)動(dòng)以及2 種銑削運(yùn)動(dòng)的順銑和逆銑。

    2 銑削輔助教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)流程

    銑削輔助教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)流程如圖1 所示。具體過程為:(1)首先在SolidWorks 2020 軟件中繪制面銑刀以及圓周銑刀的三維模型;(2)將2 種銑刀的三維模型導(dǎo)入到3Ds Max 2021 軟件中進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化,并導(dǎo)出到Unity3D 2021 軟件中;(3)在Unity 3D 2021 軟件中創(chuàng)建銑削運(yùn)動(dòng)以及刀具幾何角度所需要的虛擬按鈕和場(chǎng)景,并在Visual Studio 2019 軟件中編寫相對(duì)應(yīng)的腳本代碼,以此來達(dá)到通過控制界面中所需按鈕和鍵盤來實(shí)現(xiàn)幾何模型和場(chǎng)景相機(jī)的切換;(4)完成系統(tǒng)的應(yīng)用模塊,并檢測(cè)所有按鈕和鍵盤的功能是否能實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的功能后,導(dǎo)出軟件。

    圖1 系統(tǒng)開發(fā)流程

    3 銑削虛擬仿真輔助教學(xué)系統(tǒng)

    銑削虛擬仿真輔助教學(xué)系統(tǒng)是以“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”這門課程為理論基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制作而成,系統(tǒng)內(nèi)容主要包括:(1)2 種銑刀的幾何角度;(2)銑削運(yùn)動(dòng):端銑和周銑。根據(jù)銑刀的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)以上2 部分內(nèi)容進(jìn)行了開發(fā)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)課件中通常以二維平面示意圖的形式分解銑削加工過程,用剖面圖解釋刀具幾何角度,這種表現(xiàn)方式十分抽象,不便于學(xué)生理解。而在銑削輔助教學(xué)系統(tǒng)的虛擬空間中,操作者可以通過對(duì)鼠標(biāo)的控制,在不同的視角下觀察銑刀以及銑削過程的三維模型,再結(jié)合一些文本和輔助線等方式,這種方式會(huì)使得學(xué)生的感官更加的真實(shí),讓學(xué)生更容易記住該部分知識(shí)點(diǎn),幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和理解銑削相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

    3.1 軟件界面

    點(diǎn)擊圖標(biāo)即可打開軟件,則出現(xiàn)如圖2 所示的開始界面,在此界面內(nèi)按下鍵盤上的“ESC”鍵可以關(guān)閉軟件。單擊“開始學(xué)習(xí)”按鈕進(jìn)入軟件主界面,如圖3所示,主界面兩側(cè)設(shè)置有兩組功能欄:分別為“銑削運(yùn)動(dòng)”與“銑刀的幾何角度”兩部分內(nèi)容。最常用的銑刀有2 種:圓柱銑刀和面銑刀。一般來說,學(xué)生很少會(huì)有機(jī)會(huì)接觸銑刀,但是,銑削輔助教學(xué)系統(tǒng)可以解決這個(gè)問題。軟件主界面中間的2 把銑刀的三維模型,可以通過鼠標(biāo)對(duì)其的控制,實(shí)現(xiàn)放大、縮小以及旋轉(zhuǎn)等操作,可以讓學(xué)生從任意角度觀察和學(xué)習(xí)2 種銑刀銑刀的幾何結(jié)構(gòu),這樣能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際結(jié)合起來。

    圖2 軟件開始界面

    圖3 軟件主界面

    在開始界面按下鍵盤上的“ESC”鍵可以關(guān)閉軟件。主界面可以通過兩側(cè)界面上的按鈕分別進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)界面,“銑刀的幾何角度”還可以通過鍵盤上的按鍵來實(shí)現(xiàn)。除此之外,左上角還設(shè)置了“退出ESC”按鈕,單擊“退出ESC”鍵或者按下鍵盤上的“ESC”鍵均可返回到軟件的開始界面中。

    3.2 銑刀的幾何角度

    銑刀的幾何角度一直以來都是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),理解起來十分抽象,而且圓柱銑刀和面銑刀的幾何角度又存在一定的差異,因此需要借助刀具角度的參考平面以及文本說明來更好地學(xué)習(xí)和觀察2 種銑刀的幾何角度。通過點(diǎn)擊軟件主界面上任意一個(gè)角度按鈕或者通過按下鍵盤上相對(duì)應(yīng)的按鍵,則會(huì)出現(xiàn)想要學(xué)習(xí)的刀具角度的三維模型及其文字描述,并且系統(tǒng)會(huì)對(duì)三維模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,使得刀具幾何角度更加立體的展現(xiàn)出來。面銑刀的前角和后角,其他的銑刀幾何角度可以通過返回主界面通過按鈕來切換場(chǎng)景展現(xiàn),還可以直接在當(dāng)前的角度界面內(nèi)按下鍵盤上相對(duì)應(yīng)的按鍵來直接切換場(chǎng)景視角,見圖4。在鍵盤上按下字母“Z”鍵,相機(jī)轉(zhuǎn)到圓柱銑刀的前角和后角;按“X”鍵,顯示圓柱銑刀的法前角和法后角;按“C”鍵,顯示圓柱銑刀的螺旋角;按“V”鍵,顯示面銑刀的前角和后角;按“B”鍵,顯示面銑刀的主偏角和副偏角;按“N”鍵,顯示面銑刀的刃傾角;按“M”鍵或單擊每個(gè)角度界面右上角的“返回初始主界面(M)”按鈕,則回到初始主界面。

    圖4 面銑刀的前角和后角介紹

    3.3 銑削運(yùn)動(dòng)

    銑削運(yùn)動(dòng)分為端銑和周銑2 種銑削方式,其中又可以分為順銑和逆銑2 種形式。單擊主界面內(nèi)任意的“順銑”和“逆銑”4個(gè)按鈕,可分別進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的銑削運(yùn)動(dòng),因?yàn)槎算姾椭茔姷闹鬟\(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不盡相同,所以對(duì)端銑和周銑中均加入了箭頭,如圖5 所示。在每個(gè)分界面中均有“主運(yùn)動(dòng)”“進(jìn)給運(yùn)動(dòng)”和“復(fù)位”3個(gè)按鈕,分別控制了銑削運(yùn)動(dòng)的各個(gè)狀態(tài)過程。單擊“主運(yùn)動(dòng)”按鈕后,銑刀會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn),模擬實(shí)際銑削運(yùn)動(dòng)中的主運(yùn)動(dòng)過程,如圖5 中刀具旁邊的箭頭旋轉(zhuǎn)方向所示;單擊“進(jìn)給運(yùn)動(dòng)”按鈕后,銑刀或者工件作水平移動(dòng),模擬實(shí)際銑削運(yùn)動(dòng)中的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),如圖5 中直箭頭方向所示;單擊“復(fù)位”按鈕后,銑削運(yùn)動(dòng)的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)全部恢復(fù)初始狀態(tài)。在此過程中,單擊左上角的“退出ESC”按鈕或者按下鍵盤上的“ESC鍵”即可回到軟件的主界面。學(xué)生通過上述的軟件交互,可以直觀地學(xué)習(xí)和理解相對(duì)應(yīng)的銑削運(yùn)動(dòng)過程,同時(shí)也可以很清晰地比較兩種銑削方式的不同。

    圖5 銑削運(yùn)動(dòng)界面

    4 結(jié)論

    (1)依據(jù)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”中銑削等相關(guān)知識(shí)為理論研究基礎(chǔ),應(yīng)用SolidWorks 2020、3ds Max 2021、Visual Studio 2019 以及Unity 3D 2021 等軟件為研究平臺(tái),依托虛擬仿真技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)了銑削虛擬仿真輔助教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了2 種常用銑刀(圓柱銑刀和面銑刀)的9個(gè)幾何刀具角度以及端銑運(yùn)動(dòng)和周銑運(yùn)動(dòng),并且在幾何角度這部分將三維模型、輔助線、輔助面和文字說明的方式相結(jié)合,以此達(dá)到可以讓學(xué)生更好地掌握并理解該部分知識(shí)點(diǎn)的目的。

    (2)學(xué)生在通過該系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中時(shí),可以通過該系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)2 種銑刀的整體結(jié)構(gòu)以及詳細(xì)的幾何角度,還可以通過系統(tǒng)界面內(nèi)的相關(guān)按鈕及鍵盤按鍵來操作三維銑刀模型,進(jìn)行銑削運(yùn)動(dòng)的分解學(xué)習(xí),并且可以重復(fù)進(jìn)行操作,避免了實(shí)際操作時(shí)材料損耗的問題,很好模擬了真實(shí)情況下銑削運(yùn)動(dòng)的實(shí)際操作。

    (3)所開發(fā)的輔助教學(xué)系統(tǒng)不僅真實(shí)還原了真實(shí)場(chǎng)景,而且還豐富了授課形式,消除了教學(xué)過程中可能產(chǎn)生的安全隱患和教學(xué)成本,降低了銑削這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)難度,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)效率。

    猜你喜歡
    銑刀教學(xué)系統(tǒng)鍵盤
    你知道手機(jī)撥號(hào)鍵盤上為什么要有*和#嗎?
    鍵盤貓
    基于Unity的計(jì)算機(jī)硬件組裝仿真教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    銑刀盤的5軸數(shù)控加工
    模具制造(2019年10期)2020-01-06 09:13:08
    Cлово месяца
    ikbc R300機(jī)械鍵盤
    多地遠(yuǎn)程互動(dòng)同步教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    螺紋銑刀
    基于交互式雙板教學(xué)系統(tǒng)的高中地理教學(xué)研究
    汽車配件營(yíng)銷實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)
    龙州县| 张家界市| 从江县| 英吉沙县| 镇坪县| 奈曼旗| 偃师市| 秦皇岛市| 博罗县| 图们市| 屏山县| 遂川县| 吉隆县| 布拖县| 苍南县| 库伦旗| 巩义市| 藁城市| 武城县| 彰武县| 德保县| 东台市| 大渡口区| 百色市| 阿坝县| 随州市| 衡阳市| 灵璧县| 海晏县| 铜鼓县| 博湖县| 微山县| 陈巴尔虎旗| 临朐县| 连山| 樟树市| 衡山县| 青铜峡市| 枞阳县| 乐业县| 蓬溪县|