Показана целесообразность проведения практических работ в рамках курса «Инженерная и компьютерная графика» с использованием изготовленных образцов техники. Указанные работы позволяют развивать навыки определения геометрических характеристик используемых изделий и при необходимости восстанавливать утерянную геометрическую информацию.
Ключевые слова: скицирование, восстановление геометрической информации, инженерная геометрия, компоновочная геометрия.
При подготовке будущего специалиста важно передать ему не только необходимые теоретические знания, но и способствовать развитию у него пространственного воображения, как крайне необходимого качества в творческой работе по созданию нового. Признано эффективным сочетание абстрактного и пространственного мышления.
Среди заданий (рис.1), выполняемых в техническом вузе в рамках обучения «Инженерной и компьютерной графике», особое место (по мнению авторов) занимает скицирование учебных моделей, отдельных составляющих изготовленных образцов техники и в целом сборочных единиц, имеющих соответствующую будущей специальности предметную направленность.
Причём работы по скицированию могут выполняться на разных этапах учебного процесса. Например: скицирование учебных моделей в рамках «Проекционного черчения», отдельных составляющих сборочных единиц в рамках «Разъемных и неразъемных соединений». Работы с изготовленными образцами сборочных единиц в рамках выполнения комплектов конструкторской документации (чертежи деталей, спецификации и сборочные чертежи).
Эти задания важны с точки зрения закрепления геометрических знаний, полученных при изучении «Начертательной геометрии» или «Инженерной геометрии», инженерных знаний при усвоении стандартов ЕСКД и смежных с ними конструкторских и технологических дисциплин.
Непосредственный контакт с изготовленным образцом позволяет на зрительном и тактильном уровнях получить значительную информацию и, прежде всего, установить геометрические формы изделия, их геометрические характеристики, качество поверхностей, весовые характеристики и многое другое. Для сборочных единиц – способы соединения деталей между собой и целый ряд технологических особенностей.
В целом последовательность действий при скицировании известна. На первом этапе происходит изучение геометрической формы изделия с выяснением состава его геометрических элементов, их характеристик и взаимного положения (соосность, параллельность, перпендикулярность,….).
Далее осуществляется графическое отображение выясненной информации, причем это может осуществляться в виде рисунка (наглядного изображения) или отдельных изображений в рамках ортогонального проецирования (ГОСТ 2.305-2008). При этом, естественно, приходится принимать решение о количестве изображений, включая основные виды, разрезы, сечения, дополнительные изображения и выносные элементы.
Следующий этап – выбор главного изображения с предполагаемой его ориентацией на чертеже. Наличие ряда изображений и понимание конечной цели (вид документа) осуществляемых действий, требует планирования графического документа исходя из выбранного количества изображений, расположения главного изображения и с учётом полей (зон) размерной части, расположения технологических и технических требований, что в конечном итоге приводит к выбору формата документа.
Далее, собственно, и осуществляются указанные выше графические действия. Параллельно с ними (или после того, как будут выполнены изображения) проставляются размеры (ГОСТ 2.307-2011) в соответствие с технологией формообразования и возможным учётом отклонений размеров (ГОСТ 2.308-2011) на сопрягаемые поверхности. Особое значение имеют конструктивные элементы изделий (резьбы, фаски, технологические канавки, уплотнительные элементы и многое другое). При этом приходится опираться на целый ряд справочных материалов на стандартные и унифицированные элементы и даже отдельные сведения из других смежных дисциплин (например, [1 – 3]).
Визуальный и тактильный контакт с изделием и сравнение поверхностей с эталонами позволяют примерно определить способ создания и сделать количественную оценку шероховатости поверхности с учетом рекомендаций (ГОСТ2789-73) и поставить знаки шероховатости (ГОСТ 2.309-73) с соответствующими числовыми значениями.
Как можно заметить, из выше сказанного, выполнение работ по скицированию требует базовых знаний и определенных навыков как по геометрии, так и по принципам формирования чертежных конструкторских документов. Более того, эти работы могут выполняться, используя разные инструментальные средства (ручное исполнение – карандаш, бумага, компьютерная реализация с использованием электронного графического планшета или непосредственно, используя любую из известных графических компьютерных программ). В целом, это очень полезно и целесообразно в рамках курса «Инженерной и компьютерной графики», традиционно преподаваемой в настоящее время во многих технических вузах.
Ещё одним важным аспектом является восстановление утерянной геометрической информации. Это может быть сделано специально, исходя из учебных целей, или невольно при разборке сборочных единиц, или их разрушение, связанное с эксплуатацией.
Наиболее простой вариант – наличие в оставшейся (не разрушенной) части детали информации о геометрии, и её параметрах. Однако иногда приходится домысливать геометрические формы, которые оказались уничтоженными или имели значительную деформацию. Такая работа имеет и творческую составляющую.
Восстановление утерянной части геометрии детали или отсутствующей полностью выстраивает цепочку действий, базирующихся на имеющейся предыстории (аналог, прототип, или стандартное решение).
При работе со сборочными единицами также возможна потеря её отдельных геометрических составляющих. Это могут быть детали, геометрическая форма которых практически однозначно определяется обстановкой, т.е. геометрией окружающих её и находящихся в наличии деталей (рис.2). В этом случае возможно только уточнение их определенных геометрических характеристик по справочным материалам. При отсутствии реальной геометрической информации работа уже переходит в русло конструирования. И здесь приходиться решать более широкий круг задач, а именно:
- какие поверхности изделия (сборочной единицы) взаимодействуют между собой;
- характер их взаимодействия (подвижные, неподвижные, разборные, неразборные и т. п.);
- качественные характеристики взаимодействия (точность сопряжения, параметры шероховатости и т.п.);
- силовое взаимодействие поверхностей;
- характер и условия износа, влияющие на работоспособность детали и в целом сборочной единицы;
- необходимость смазки поверхностей, тип смазки и условия её подачи в зону трения;
- учёт технологических особенностей изготовления деталей;
- решение вопросов собираемости изделия;
- возможность модернизации детали и изделия в целом, для увеличения срока работы, уменьшения массы, изменения марки материала и т.п.;
- нанесение антифрикционных или антикоррозийных покрытий;
- возможность замены части изделия стандартными элементами.
Данный перечень вопросов, которые приходиться решать (он в значительной степени связан с геометрией как отдельных деталей, так и всей конструкции) может быть расширен или уточнён.
При отсутствии геометрической информации о более чем двух деталях практически приходится выстраивать, так называемую, концептуальную геометрическую модель сборочной единицы, с возможными геометрическими вариантами её составляющих. Концептуальная геометрическая модель изделия включает в себя компоновочную часть и геометрию возможно известных, унифицированных или стандартных геометрических элементов (конструктивная часть или конструктивная геометрия).
Естественно решение указанных выше вопросов требует уже более серьёзной, профессиональной подготовки.
В связи с этим, целесообразно всю геометро-графическую подготовку разделить на два уровня:
- базовый уровень в виде традиционной «Начертательной геометрии» или начальный уровень «Инженерной геометрии и графики», включающий в себя «Начертательную геометрию»;
- -функциональный (прикладной) уровень «Инженерной геометрии и графики».
Понятно, что функциональный (прикладной) уровень должен преподаваться на старших курсах, когда уже в значительной степени получены знания и навыки по смежным дисциплинам.
Наполнение функционального (прикладного) уровня определяется необходимым набором знаний и навыков управления ими в соответствующей предметной области будущей профессиональной деятельности.
В заключение следует отметить, что любые работы (задания), выполняемые с использованием изготовленных образцов техники, да ещё соответствующих будущей специальности, как правило, всегда воспринимаются на более высоком эмоциональном уровне, что способствует лучшему усвоению изучаемого материала
Список литературы
-
Справочное руководство по черчению./В.Н. Богданов, И.Ф.Малежик, А.П. Верхола и др. – М.: Машиностроение, 1989.
-
Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно – методическое пособие. В 2-х кн. / Под ред. Н.П. Учаева – Изд. 3-е, испр. – М.: Машиностроение, 1988.
-
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой.—8-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 2001. — ISBN 5-217-02962-5.
Рисунки к докладу
Рис. 1
Рис. 2
Вопросы и комментарии к выступлению:
Лепаров Михаил Николаевич (10 марта 2015 г. 12:00) |
Здравствуйте, уважаемые Сергей Николаевич и Борис Иванович! Второй части Вашего доклада приятно открытие для меня. По моему мнению составление методик о анализе произвольной СЕ, чьи детали отсуствует, является вызовом. Мой вопрос: задание для студентов что включяет в себя? Пожалуйста, извините мой русский С уважением
млепаров |
|
Чередниченко Ольга Павловна (10 марта 2015 г. 13:17) |
Импонирует желание авторов поднять уровень знаний студентов. Думаю, что при условии уровневого подхода - высокий, средний низкий, что мы и отмечаем в рабочих программах, это осуществимо для высокого уровня. Но это не более 20 % от общего числа студентов (20 - это оптимистично) |
|
Абросимов Сергей Николаевич (10 марта 2015 г. 23:21) |
Здравстуйте Михаил Николаевич! Желая ответить на Ваш вопрос, хотелось бы уточнить, что Вы подразумеваете под словом ВЫЗОВ. В целом, все очень просто и причём уже давно. Исходным материалом для проведения скицирования с восстановлением отсутствующей геометрической информации является изготовленное изделие (кран, вентиль, клапан, ........). Но в нем может отсутствовать одна или две детали. Их геометрическую форму достаточно просто восстановить по окружающей их геометрической обстановке (контактные поверхности, резьба и другие геометрические элементы), возможно с уточнением по справочным материалам. В случае отсутствия или недостаточности геометрической информации эта работа требует дополнительных рекомендаций (например, Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно – методическое пособие. В 2-х кн. / Под ред. Н.П. Учаева – Изд. 3-е, испр. – М.: Машиностроение, 1988) переходя в режим конструирования. Это очень полезно, развивает у студентов конструкторское мышление, инициативу. Если мы не ответили на Ваш вопрос, то пожалуйста уточните его. С уважением, авторы. |
|
Лепаров Михаил Николаевич (11 марта 2015 г. 2:12) |
Здравствуйте, уважаемые Сергей Николаевич и Борис Иванович! Наверняка мой русский является причиной о непонимание. Прошу прощения. Постараюсь объяснить. Пожалуйста, извините мой русский С уважением млепаров
|
|
Абросимов Сергей Николаевич (11 марта 2015 г. 9:54) |
Здравствуйте, Михаил Николаевич! Хочу отметить, задача преподавателя состоит в том, чтобы сформировать такой комплект заданий (изделий, т.е. сборочных единиц), который был бы понятен с технической точки зрения обучаемому. Если возникают трудности, то для этого существует технический паспорт на указанную сборочную единицу (1-2 стр формата А4), содержащий описание, принцип работы и возможно даже схему устройства (см. рис.2). Этого вполне достаточно, чтобы выполнить работу. Конечно, может быть и развитие указанных действий - модернизация, усовершенствование конструкции, придание ей новых характеристик, но это уже друга более серьёзная работа, которая требует дополнительных знаний. С уважением, Абросимов |
|
Принцев Николай Владимирович (13 марта 2015 г. 11:05) |
Сергей Николаевич! Великолепный, динамичный доклад! Он напоминает остроумную викторину,которая заставляет думать и мечтать! |
Усанова Елена Владимировна (24 марта 2015 г. 13:39) |
Уважаемые авторы! Эту работу очень перспективно использовать для развития профессиональной интуиции, ощущению недостающей геометрической формы объекта. Это же такая тренировка для развития пространственно - образного мышления и профессиональных качеств будущего конструктора!Усанова Е.В.
|
Назад Go Back