Мультимедиа технологии в образовании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ВВЕДЕНИЕ

В связи с растущим применением высоких технологий в процессе обучения, задача создания мультимедийного сопровождения при изложении различных тем таких предметов как черчение, инженерная графика и смежных с ними, получила новый вектор развития.

Некоторые темы, трудные для формального восприятия, например такие как «Простановка размерных цепей и выбор баз» нуждаются в соответствующей анимационной поддержке для облегчения понимания принципов построения размерных цепей

В недавнем прошлом печатные носители со всевозможными рисунками или схемами представлялись вершиной наглядности преподнесения учебного материала. В настоящее время всё чаще стали отходить от печатных носителей информации, и выбор делают в пользу электронных носителей. Также и само образование постепенно обретает формы дистанционного электронного образования.

Посмотрим на представление графической информации с точки зрения нашего времени. Сейчас различного рода изображения переходят в компьютерное пространство. Также как и другие виды информации, такие как аудио, видео. На данном этапе развития техники и программного обеспечения существует прекрасная возможность совмещать разного рода информацию. Особенно важно использовать такое совмещение информации в учебном процессе, чтобы показывать, скажем, правильность построений, правильность произношения на примере заготовленных образцов. Например, анимация помогает понять соединение различных частей в единое целое, или же показать последовательность механических операций при изготовлении какого-то сложного изделия.

Обучаемые могут использовать электронные носители, загружать и распечатывать бумажные страницы, которые помогают в обучении. Курсы, проводимые в аудитории, открыты для интерактивности. Мультимедиа расширяет потенциал этих курсов, делая их более простыми для понимания. Например, добавляют ясности, демонстрируя процессы с разных сторон, показывая их в движении. Можно добавить глубины изложения, используя дополнительные информационные каналы и ресурсы. Можно добавить смыслового наполнения, используя видео, одновременно рассказывая и показывая. Однако, если использовать эти возможности неаккуратно, то можно добиться обратного эффекта.

В первых главах работы будет сделан небольшой экскурс в историю применения мультимедиа в учебном процессе, а также проведен сравнительный анализ программных продуктов, наиболее часто используемых для этого.

2. Мультимедиа, основные понятия, компоненты, примеры использования

2.1 Определение мультимедиа

Существует множество определений мультимедиа. Но все определения сходны в одном, они, так или иначе связаны со способностью мультимедиа использовать информацию разного рода в связке, для облегчения понимания, представления информации. Итак, зададим определение мультимедиа.

Мультимедиа (лат. Multum + medium)- одновременное использование различных форм представления информации и её обработки в едином объекте-контейнере. Например, в одном объекте-контейнере может содержаться текстовая, аудиальная, графическая и видео информация, а также, возможно, способ интерактивного взаимодействия с ней. Термин мультимедиа также, зачастую, используется для обозначения носителей информации, позволяющих хранить значительные объемы данных и обеспечивать быстрый доступ к ним (первыми такими носителями были CD-ROM). В таком случае термин мультимедиа означает, что компьютер может использовать такие носители и предоставлять информацию пользователю через всевозможные виды данных, такие как аудио, видео, анимация, изображение и другие в дополнение к традиционным способам представления информации, таким как текст.

Наряду с данным имеет место быть следующее определение. Мультимедиа определяется как соединение различных типов информации, таких как текст, аудио, видео в интегрированное интерактивное приложение для доставки сообщений аудитории. Это определение включает в себя такие моменты, которые помогают понять полезность использования мультимедиа в обучении, помогают определить место мультимедиа в современном обучении.

Мультимедиа определенно расширяет потенциальную возможность обучаемых усвоить знания, помогает в освоении знаний. При любом количестве компонентов, видов информации, мультимедиа являет собой их объединение, некую совокупность, нежели разрозненные типы предлагаемой информации.

2.2 Классификация мультимедиа

Мультимедиа может быть грубо классифицирована как линейная и нелинейная. Для понимания приведем пример. Аналогом линейного восприятия может служить кино. Человек просматривающий данный документ никаким образом не может повлиять на его вывод. Нелинейный способ представления информации позволяет участвовать человеку в выводе информации, взаимодействую каким-либо образом со средством отображения мультимедиа данных. Участие человека в данном процессе также называется интерактивностью. Такой способ взаимодействия наиболее полно представлен в категории компьютерных игр, где интерактивность одно из важных качеств продукта. Нелинейный способ представления данных иногда называется «гипермедиа».

В качестве примера линейной и нелинейной информации может быть представлена такая ситуация, как проведение презентации. Если презентация была записана на пленку и показывается аудитории, то этот способ донесения информации может считаться линейным, т.к просматривающие данную запись не имеют возможности влиять на докладчика. В случае же «живой» презентации, демонстрируемой например в PowerPoint, аудитория может останавливать свое внимание и задавать вопросы докладчику на интересующие их темы, что позволяет докладчику в некоторых моментах отходить от темы, поясняя, например, терминологию или более подробно освещая спорные части доклада. Таким образом живая презентация может быть представлена как нелинейный (интерактивный) пример мультимедиа.



2.3 Восприятие мультимедиа

Мультимедиа безусловно потенциально расширяет объем и разнообразие информации, доступной ученикам. Например, книги в электронном виде могут содержать в себе ссылки на видео или аудио информацию по интересующей теме. Новости могут содержать аудио-ролики, проигрывать фоновое видео, или же содержать ссылки на уточняющую информацию. Онлайн уроки дистанционного образования включают в себя пояснения, симуляции, фотографии, иллюстрации и это, безусловно помогает в восприятии предмета или преподаваемой темы, однако, если ресурсов слишком много все очевидные плюсы мультимедиа превращаются в минусы понимания - что и зачем вообще необходимо.

Ученые представляют получение информации через два основных канала - визуальный и вербальный. И многие считают, что мультимедиа способствует получению информации, поскольку задействует оба канала получения информации. Исследователи также считают, что мультимедиа помогает легче обучаться, поскольку вызывает интерес у обучаемых. Мультимедиа может обеспечить большие дополнительные возможности по улучшению обучения, в случае правильного использования, поскольку всё хорошее и новое, приносит вред при некорректном использовании.

2.4 Процесс обучения, процесс преподавания

Очень часто процесс обучения представляется как передача информации. Передача информации от преподавателя к ученику. Это выглядит просто как получение информации учениками и добавление её к себе в память.

Такой взгляд на процесс обучения очень распространен, и представляет учеников как пассивных приемников информации, без объяснения рекомендаций по дальнейшему обучению. Но, несмотря на распространенность такого взгляда нужно сказать о его примитивности. Часто вновь создаваемые среды обучения не включают в себя таких важных элементов как интерактивность, возможность обучаться после обучения и обратная связь.

Существует ещё один взгляд на обучение, несколько иной. Это то, что обучаемые должны сами принять новую информацию и извлечь из неё то, что может потребоваться в повседневной жизни. В этом случае обучение требует усилий для понимания связи получаемой информации с уже имеющимися данными, понимания как применить полученные знания, а не только механическое запоминание фактов.

В этом и состоит проблема образования в текущем виде, существует множество инструкций по запоминанию или изучение предмета, но между тем как получить знания и тем как полученные знания применить в жизни или работе существует большой пробел. Цель обучения как раз и состоит в том, чтобы дать студенту вектор применения полученных знаний, а не просто дать ему возможность получить информацию.

Для того чтобы обучаемый имел возможность самостоятельного понимания применения знаний, существует модель, которая помимо процесса получения и запоминания информации содержит ряд вопросов.

Основной момент такой модели предполагает, что ученик в процессе получения информации задает себе вопросы: 1)Что это? 2)Как применить?

Вопрос «Что это?» относится к области декларативного знания. Декларативное знание - любое знание, к которому человек имеет доступ и возможность декларировать (излагать языковыми способами).

Вопрос «Как применить?» относится к области процедурного знания. Процедурное знание является операционным, практическим, находится вне области осознания и проявляется через определенные действия. В качестве классических примеров приводится езда на велосипеде, знание как завязать узел. Человек может знать, но не уметь, или наоборот, уметь, но не иметь возможности объяснить как он это делает. Соответственно, разграничение этих типов знания имеет особое значение в процессе обучения, в том числе при овладении и пользовании. Декларативное знание выражается словом, а процедурное знание проявляется через действие.

Цель эффективного обучения - обеспечить возможность получения комплексных знаний и возможность получения процедурного знания. И мультимедиа в данном смысле как нельзя лучше подходит для восприятия обеих форм знаний.

2.5 Плюсы мультимедиа в обучении

Правильно созданные и разработанные мультимедиа приложения, естественно лучше любой текстовой информации помогают ученикам войти в курс дела, построить модель преподаваемых знаний. Следует обозначить следующие потенциальные преимущества мультимедиа:

· Интерактивность учеников

· Ускоренное обучение в сравнении с текстовой информацией

· Лучшее запоминание и применение знаний

· Возможность отработки практических приемов

· Доступность информации-справки

Существуют ещё потенциальные преимущества мультимедиа. Возможность мультимедиа преподносить обучаемому для восприятия и видео и аудио, дает хорошее преимущество мультимедиа перед этими двумя видами информации. Кроме того в связи с тем, что восприятие аудио и видео сильно различно для человека, то комбинация их в мультимедиа достаточно успешна, потому что использует преимущества аудиального и визуального восприятия.

2.6 Принципы применения мультимедиа в обучении

Эффективность мультимедиа сопровождения характеризует условные 4 пункта:

· Наглядное отображение информации

· Инструкция, руководство пользователя

· Задачи, упражнения на запоминание и понимание

· Финальный тест, для определения результатов

Безусловно, все эти элементы могут быть использованы и без мультимедиа, но с мультимедиа эти пункты становятся наиболее значимыми и эффективными в процессе обучения.

С течением времени учеными были разработаны несколько принципов оценки эффективности мультимедиа. Остановимся на некоторых основных.

Принцип «Пространственно временной связи» говорит о том, что при обучении сопровождающимся показом, например анимации и описания её аудио фрагментом и текстом, текст и анимация должны идти рядом в программе, а аудио сопровождение не после, а во время показа анимации.

Действительно это так, данный принцип подтверждает, что человеческая рабочая память ограничена, и не нужно разносить блоки с одноименной информацией как в пространстве (далеко друг от друга) так и во времени.

Также необходимо отметить немаловажный принцип «Избыточности», который говорит о том, что преподносимая информация не должна повторяться. Например, изображение не должно сопровождаться и аудио-фрагментом, и экранным текстом-расшифровкой этого аудио-фрагмента. Поскольку происходит рассеивание внимания, и студент не улавливает ни визуальную, ни аудио информацию.

И самый, на мой взгляд, важный принцип так и называется принцип «Мультимедиа». В данном принципе речь идет о том, что любое использование одного типа информации, например только текста, всегда хуже, нежели совокупное использование текста и графики.

На этот принцип я полагался выполняя практическую часть данной работы, в ней совмещены как анимационное сопровождение, так и текстовая часть, поясняющая построения.

2.7 Методики создания мультимедиа для обучения

В ходе изучения мультимедиа были выведены некоторые методики, которые помогают улучшить эффективность восприятия. При создании мультимедиа следует опираться и руководствоваться ими. Обратим внимание на некоторые из них:

· Мультимедиа используется не только для красоты преподаваемого материала, а в большей степени для поддержки и расширения обучения.

· Выбор формата обуславливать преподаваемым предметом. Например, для инженерной графики подойдет анимация и изображение, нежели текст.

· Элементы мультимедиа использовать в форме, когда они поддерживают друг друга.

· Вовлечение обучаемых в активный процесс, а не просто пассивная передача информации.

2.8 Создание приложений мультимедиа

Суть применения мультимедиа в педагогике и в образовании не просто создание приложений с красивыми картинками, эффектами, интересными аудио вставками. Суть применения мультимедиа является эффективное, качественное использование различных форматов, раскрытие их преимуществ, скрытие недостатков. Цель использования данных приложений в том, что студенты, ученики могли сами использовать каждый элемент медиа в отдельности. Чтобы обучаемые могли самостоятельно сконцентрироваться на той или иной теме преподаваемого предмета.

Существуют две основные среды обучения

· Направленная (обучение проходит в четких рамках)

· Ненаправленная (студент сам в праве выбирать куда ему двигаться в обучении)

Так вот теоретики мультимедиа выяснили, что для начальных курсов обучения более подходит направленная среда, чтобы не рассеивать их внимание от азов наук. А для более подготовленных старших курсов, как правило, подходит ненаправленная среда, тогда студент волен выбирать, куда двигаться в освоении предмета.

Хорошо разработанные и подобранные мультимедиа с учетом сред обучения дают хорошие результаты в образовании, улучшают мотивацию, обучаемость и передачу знаний.

Чем больше элементов мультимедиа в приложении, тем приложение будет сложнее в разработке, но тем лучше для обучения, поскольку можно охватить разные аспекты предмета, посмотреть с разных сторон на поставленную проблему. Конечно, разработка такого сложного мультимедиа приложения является задачей не для одного человека, требуются различные навыки. Причем требуются специалисты с навыками не только для создания непосредственно элементов мультимедиа, но и хорошие консультанты непосредственно по предмету. Необходимо выбирать последовательность подачи материала, удобство и понятность навигации по мультимедиа, понятные термины, чтобы конечный, сложный продукт, плод работы коллектива не привел к разочарованию обучающихся или же к полному непониманию сути излагаемого.

2.9 Особенности мультимедиа

На данном этапе анализа мультимедиа можно сделать вывод, что мультимедиа универсальный и единственный путь развития обучения. Но нужно сделать некоторые замечания. Первое замечание не в пользу использования мультимедиа говорит о том, что для корректного отображения созданных приложений, необходимы ресурсы, соответствующие требованиям компьютеры. Далеко не везде сейчас возможно использование мультимедиа в образовании из-за того, что лишь малая часть образовательных учреждений соответствует запросам нынешнего времени. Не говоря уже о дистанционном образовании, в котором также широко применяется мультимедиа, в России недостаточно хорошо развит Интернет для всеобщего внедрения мультимедиа приложений.

Кроме того, не стоит забывать о том, что сложная задача стоит и у людей, которые создают мультимедиа комплексы, сложная задача выбора той нужной части из огромного потока информации. Ведь для качественного и эффективного использования требуется отбирать только те фрагменты и элементы, которые в полной мере соответствуют задачам обучения. Можно сильно навредить в процессе обучения, выбрав неверный вариант решения той или иной задачи, особенно если говорить о процедурном знании, когда это неверное решение будет применяться на практике.

В той же мере стоит сказать об ограниченности образования. Использование мультимедиа несомненно поможет найти решения тех или иных задач, но для этого нужно ввести элементы навигации, которые будут давать понять, какой будет следующий шаг. Как раз такая пошаговая навигация имеет один минус, она вызывает у обучаемого чувство ограничения. И в связи с этим, у обучаемого всегда должна быть возможность обратиться за помощью к преподавателю, как по технологии так и по конкретному предмету.

Также невозможно не сказать о том, что при работе с мультимедиа, с его плюсами в виде подачи информации с использованием разных каналов (аудиальный, зрительный) людям с нарушениями зрения или слуха, необходимо учитывать эти нарушения и давать соответствующие комментарии доступным для каждого человека методом.

мультимедиа программа чертеж размер



2.10 Применения мультимедиа

Залогом успеха применения мультимедиа является не просто одновременное нагромождение систем с наибольшим количеством эффектов, а подразумевает просчитанное, продуманное использование различных систем с тем, чтобы получить отличную отдачу с каждой системы. Максимально увеличить использование свойств систем в совокупности мультимедиа продукта.

Возможны различные формы и способы применения приложений мультимедиа и нужно четко понимать, чего необходимо добиться от студентов после работы с курсом (например, выбор анимации и графики в данной работе нацелен на то, чтобы студенты уяснили все вопросы построения перспективы). Также для курсов автошколы подойдут видео- уроки, для музыкальной школы аудио- фрагменты со звучащими нотами. Необходимо убедится, что все системы и приложения мультимедиа курса хорошо сочетаются друг с другом, дополняют друг друга и в соответствии с принципами создания мультимедиа приложений, не являются избыточными.

При создании мультимедиа курсов необходимо не забывать о том, что система обучения не является лишь средством передачи информации, поэтому не нужно забивать курс сплошными терминами и определениями, т.к можно навредить в процессе обучения. Но с другой стороны, студенты которые воспринимают обучение как систему основы знаний, могут не иметь четкого представления о процессе обучения и это может перегрузить или разочаровать обучающихся. Но при любых условиях решение об использовании мультимедиа средств необходимо обдумать и быть уверенным в целесообразности его использования. И как говорилось выше, только с компанией хороших специалистов, как по программному обеспечению, так и непосредственно по рассматриваемому предмету можно создать достойный мультимедиа курс.

Хотя и сформулированы некоторые методики и принципы создания мультимедиа приложений нужно понимать, когда следует использовать такого рода курсы, а когда следует обратиться к старым методам, которые работают до сих пор. Мультимедиа при всех своих очевидных плюсах, не является до конца внедренной системой обучения по уже перечисленным фактам.

Перейдем к программным продуктам с помощью которых можно создавать мультимедиа курсы. Остановимся на тех из них с помощью которых можно было решить дипломную задачу, т.е программы работы с графикой и анимацией, проведем краткий анализ, сравнение, и обоснование выбора программы.

2.11 Краткий обзор, анализ программ для создания мультимедиа

На данный момент все больше компаний понимают значимость мультимедиа и создают программные продукты для получения медиа ресурсов. Существует великое множество таких программ, остановимся на ярких представителях данной отрасли.

2.11.1 Microsoft Power Point

Microsoft Power Point - это программа для создания и проведения презентаций, является частью Microsoft Office и доступна в редакциях для операционных систем. Первая редакция данной программы вышла в 1987 году, а уже в 2002 году вышла версии программы, которая с небольшими изменениями до сих пор используется по всему миру. Удобство использования PowerPoint заключается в том, что в ней предлагаются функции, максимально облегчающие создание мультимедиа презентаций. Также отличается простотой использования, не требует каких-то специальных навыков, кроме знания ПК на уровне пользователя.



2.11.2 Corel Draw

Начиная описание Corel Draw необходимо сказать о том, что Corel в первую очередь является мощным редактором векторной графики.

Векторная графика - это использование геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны, многоугольники, для представления изображений в компьютере. Этот термин используется в противоположность растровой графике, которая представляет собой изображение как матрицу пикселей (точек).

Corel Draw имеет поддержку рисования от руки, через специальные аппаратные средства. Поддерживает спецэффекты, трехмерную графику. Основным минусом данной программы считается отсутствие возможности анимации, эта программа работает только со стационарными изображениями. Поэтому может использоваться в мультимедиа ресурсах в качестве редактора изображений, графиков, диаграмм.

2.11.3 Adobe Illustrator

Эта программа также является векторным графическим редактором. Она была задумана и распространена именно как векторный редактор, одна используется дизайнерами в самых разных целях. Например эта программа удобна для быстрой разметки страницы с логотипом - простого одностраничного документа не отягощенного текстом. Основным отличием и плюсом программного продукта Adobe Illustrator является возможность деформации. Созданную фигуру, можно легко вращать, масштабировать и деформировать.

Как можно заметить программы для редактирования изображений довольно схожи по своему интерфейсу. Ни одна программа редактирования не может обойтись без некоторых функций, которые являются основой для всех программ редактирования и создания.



2.11.4 3D Studio Max

Это программа одна из первых, с которой происходит знакомство по предмету «Компьютерная графика» на нашей кафедре. Считается полнофункциональной профессиональной программой для работы с трехмерной графикой, разработана компанией Autodesk. Располагает обширными средствами по созданию разнообразных по форме и сложности компьютерных моделей реальных или любых других объектов окружающего мира с использованием разнообразных техник и механизмов. Моделирование на основе стандартных объектов, как правило, является основным методом моделирования и служит отправной точкой для создания объектов любой сложности, что связано с использованием примитивов в сочетании друг с другом как элементарных частей составных объектов.

При создании объекта мы можем видеть его сразу с 4х сторон, виды в каждом окне программируются, т.е. можно самому задать какой вид (сверху, снизу, справа, слева) будет отображаться на том или ином видовом экране. Правый нижний вид как правило используется для отображения созданного объекта в трехмерном пространстве.

2.11.5 Camtasia Studio

Программа разработана компанией TechSmith . Применяется для создания широкого спектра видео файлов: от презентаций и наглядных пособий до видеоуроков и демонстрационных слайдов для лекций.

Одни из самых ключевых возможностей Camtasia Studio:

· захват целого экрана, окна или области для записи, добавление музыкальных треков, микрофона, материалов с видеокамеры для создания демо-ролика.

· Улучшенные возможности захвата видео из 3D-приложений, художественных фильмов или анимационных Flash-роликов с плавным увеличением кадровой частоты.

· Встраивание в презентацию клипов, фотографии, музыки и анимации.

· Добавление разнообразных маркеров и пометок: всплывающих окон, кнопок клавиатуры и анимированных форм.

· Плагин PowerPoint с панелью инструментов для записи презентаций через интерфейс Camtasia Studio за один клик.

Выбор программы Camtasia Studio обусловлен тем, что данный дипломный проект предусматривает создание видеоролика, а эта приложение никак, кстати, подходит для объединения анимации созданных в Autodesk Inventor и добавления переходов и надписей.

2.11.6 AutoCAD

Программа относится к Системам Автоматизированного Проектирования (САПР). Семейство продуктов AutoCAD является одним из наиболее распространенных САПР в мире. На данный момент насчитывается около 6 миллионов пользователей.

AutoCAD может использоваться как в локальном так и в сетевом варианте. Первые версии данной программы содержали в основном элементы для простого двумерного рисования, которые постепенно дополнялись и развивались. В результате система стала очень удобным «электронным кульманом». Большим преимуществом системы, как средства рисования, является возможность последующего формирования электронного архива чертежей. Каждый из созданных таким образом файлов рисунков легко редактируется, что позволяет быстро получать чертежи-аналоги из чертежей-прототипов. В качестве защиты в AutoCAD предусмотрены пароли и цифровые подписи, таким образом пресекается несанкционированное использование чертежей.

Выбор данной программы, обусловлен тем, что дипломное задание предусматривает чертежи, а AutoCAD как нельзя лучше подходит для решения такого рода задач.



2.11.7 Autodesk Inventor

Программа произведена компанией Autodesk и относится к САПР. Применяется для создания и изучения цифровых прототипов изделий и деталей, а также для создания конструкторской документации (чертежей, спецификации и проч.). Используется в основном в машиностроении, однако возможно применение и в других отраслях. Программа является удобным средством, для моделирования движения и анализа нагрузок, которые упрощают изучение поведения изделия ещё на стадии проектирования.



3. Базы и методы нанесения размеров

Чтобы грамотно прочитать на чертеже размеры и связанные с ними обозначения, надо знать, как их проставляют.

После того как конструктор вычертил деталь, перед ним встает вторая задача - указать величину (длину, ширину, высоту, диаметр, глубину) для каждого элемента детали в установленных единицах измерения - миллиметрах. Правда, об этом конструктор думает раньше, когда решает вопросы о количестве изображений. Давая то или иное изображение - вид, разрез, сечение - он старается показать на них не только форму неясных еще элементов, но и поставить их размеры.

Проставляя размеры, конструктор решает три основных вопроса: какие размеры поставить на чертеже, чтобы для каждого элемента детали они были заданны не только геометрически полно, технологически грамотно, но и согласованны с производственным процессом, типичным для изготовления данной детали (разметка, обработка, контроль). При этом приходится решать, какие элементы детали лучше принять за размерные базы для отсчета и измерения контролируемых размеров;

как нанести уже назначенные размеры на чертежи, чтобы при чтении они были понятны изготовителям;

какие размеры на чертеже детали необходимо согласовать с соответствующими размерами смежных сопрягаемых деталей, находящихся во взаимодействии с данной.

Размеры на чертеже могут быть конструкторские и технологические

Конструкторские размеры обусловлены особенностями работы детали в конструкции, расчетом. Их исполнение в пределах указанных отклонений обеспечит правильную работу конструкции.

Технологические размеры обычно можно обеспечить, применяя типовые методы обработки, и непосредственно их проконтролировать, применяя известные и доступные средства измерения (измерительные инструменты, различные приборы и плитки).

Простановка размера глубины раззенковки обусловлена подачей сверла или зенкера. Данный вариант простановки размеров можно назвать технологическим. В случаи конструктивной необходимости этот размер заменяется размером диаметра основания конуса, полученного после зенкования.

Любую деталь условно можно разбить на ряд составляющих её элементов. Эти элементы ограничены поверхностями, хорошо знакомыми из курса начертательной геометрии. Если ограничиться рассмотрением деталей, изготовляемых с помощью точения на токарном станке, то в основном это соосные поверхности вращения, чередующиеся различным образом. На «живой» детали среди них чаще всего легко можно выделить цилиндрические, конические, винтовые и части торговых поверхностей, а так же торцевые плоскости на переходах от элемента к элементу. К примеру, цилиндрические поверхности, помимо крупных элементов, часто фигурируют в качестве различного рода проточек и канавок, конические - фасок, винтовые - резьб, торговые - в качестве радиусов закруглений и так далее.

Если же говорить о чертеже на такую деталь, то и на нём упомянутые элементы и виды поверхностей, их ограничивающие, должны легко и однозначно идентифицироваться. Это можно сделать, используя необходимые виды, разрезы, сечения, вынесенные элементы. Однако задача чертежа не только в выявлении форм каждого элемента детали. Про каждый элемент детали чертёж должен ещё однозначно ответить на два вопроса:

1. Где и как на детали расположен элемент?

2. Каковы собственные размеры элемента?

На эти вопросы можно ответить с помощью размерных цепей. На чертежах деталей, в соответствии с уже сказанным, так и принято выделять два типа размеров: размеры положения и размеры формы.

Естественно, что задавать место размещения элемента имеет смысл только относительно чего-то, чьё место положения каким-либо образом уже задано или заведомо известно. Другими словами - должна быть выбрана нулевая точка отсчёта, начало координат. Когда ведут речь о размерных цепях, то такую точку называют базой. Любой размер имеет свою базу. То есть, хоть размерная линия и заканчивается двумя абсолютно одинаковыми стрелками-ограничителями, однако только одна из них является её началом, а вторая концом. И это начало будет задавать база, выбранная для конкретного размера. Читая или создавая чертеж, технически грамотный человек эту базу может легко определить и охарактеризовать.

В качестве баз для продольных размеров могут быть назначены торцевые поверхности самой детали или её составных частей, линии на поверхности детали, даже просто проведённая риска. Для поперечных размеров за базу можно считать не только поверхность какого-либо элемента детали, но и ось всей детали или её осесимметричных элементов.

Как уже говорилось, положение любой базы должно быть предварительно выбрано. Что касается торца осесимметричной детали и её оси, то их положение считается известным по умолчанию и оно неизменно. Это следует из того, что исходная заготовка на станке, прежде всего, торцуется и протачивается под диаметр максимального в поперечном направлении элемента будущей детали. Торцевой резец при обработке образует плоскую торцевую поверхность детали, строго перпендикулярную оси вращения заготовки. Эта ось, после обработки проходным резцом всей боковой поверхности заготовки, станет в последующем общей для всех будущих элементов детали. При этом ликвидируются все возможные продольные и поперечные изъяны заготовки: конусообразность, бочкообразность, седлообразность, овальность и огранка.

Базы, положение которых считается известным по умолчанию, принято называть основными базами. В качестве основных баз, как правило, и выступают обработанные торцы детали и её ось. Последнюю часто называют основной скрытой базой.

Однако на любом чертеже можно найти множество размеров, которые проставлены от таких мест - баз, которые явно не являются основными.

Такие базы называют промежуточными или вспомогательными. Естественно, что и их положение на детали обязательно должно быть известно. Оно задаётся с помощью простановки соответствующих размеров, координирующих промежуточные базы относительно основных баз. Например, продольные размеры различного рода проточек, канавок и пазов на деталях, как правило, задают их собственной протяжённостью от промежуточных баз, то есть ходом инструмента, с помощью которого их образуют. При этом правильнее выбирать положение этой промежуточной базы на той стороне канавки, которая расположена дальше от основной базы. По-другому сказать - размер, задающий положение промежуточной базы для какого-либо элемента, проставляют с захватом самого элемента.

Базам вообще принято давать названия, поскольку размерная цепь одной и той же детали может выглядеть по-разному, в зависимости от того, какого направления специалист её назначает и какие цели преследует. К примеру, это может быть конструктор или технолог. Однако, в любом случае, размерная цепь не будет выглядеть простым набором отдельных размеров, а будет иметь определённую логику.

У конструктора своя логика. Он исходит из того, что обязан обеспечить точное функциональное взаимодействие всех деталей в проектируемом механизме. Он для простановки размеров, как правило, выбирает так называемые конструкторские базы. Это базы, выбранные на поверхностях, которые определяют положение детали в собранном и работающем механизме. То есть конструктор при нанесении размерной цепи выбирает такие базы, которые учитывают условия работы данной детали во всём механизме, для которого она предназначена. В этом случае не связывают простановку размеров с вопросами технологии изготовления детали.

Технолог, готовя чертёж той же самой детали для цеха, при простановке размерной цепи просто обязан учитывать технологию её изготовления. Он будет по возможности стараться использовать такие размеры, которые сразу задают ход инструмента при исполнении того или иного элемента детали. Естественно, что им будут выбраны иные базы, и размерная цепь изменится. Базы, учитывающие технологию изготовления детали, принято называть технологическими базами. Как правило, если образмеривается выбираемый из заготовки материал, то базу можно назвать технологической. Здесь можно даже назвать «почти универсальное» правило для назначения технологической базы: из двух соседних элементов образмеривается тот, для образования которого надо больше внедряться в тело заготовки.

Если база выбирается с учетом удобства контроля точности исполнения размеров, на детали стандартным мерительным инструментом, то такую базу принято называть измерительной базой.

Отметим, что, не зная условий работы детали в сборочной единице, вообще не имеет смысла при обсуждении размерной цепи говорить о конструкторских базах.

Следует отметить, что размерная цепь не должна быть замкнутой. Другими словами: сумма размеров отдельных элементов детали не должна повторять габаритный её размер. То есть, на детали должен обязательно быть элемент без собственного размера. Его протяжённость должна получаться как разность габаритного размера и суммы всех остальных. Про такой элемент говорят, что он имеет так называемый свободный размер. Этот элемент на детали приходится назначать, руководствуясь определёнными соображениями. В любом случае надо учитывать условия работы данной детали в сборочной единице и требования по точности исполнения того или иного её элемента.

Соблюдая принцип незамкнутости размерной цепи, что надо образмерить - головку или цилиндрическую часть? Ясно, что резьбовая часть будет сопрягаться с другими деталями общей сборочной единицы и требования по точности её исполнения однозначно выше, чем эти требования к головке, которая нужна только для захвата гаечным ключом.

Если такие требования не известны, то для назначения элемента со свободным размером можно применить следующие рекомендации: на валу (снаружи) это будет элемент с максимальным поперечным размером, а в отверстии (внутри детали) - с минимальным диаметром.

И на примере болта и для детали на рис.3.3 видно, что эти рекомендации одновременно удовлетворяют и требованиям по назначению для размеров технологических баз.

Если присмотреться к любой размерной цепи, то в ней можно выявить два разных принципа простановки размеров. В первом случае, размеры как бы задают координату положения начала и конца каждого элемента детали, и базой для них служит один и тот же её торец - основная база. Для второго принципа характерно то, что размеры следуют друг за другом. При этом каждый раз от промежуточных баз задаётся протяжённость очередного элемента детали.

Обычно в размерной цепи детали присутствует и тот и другой метод. При этом говорят, что использован комбинированный метод нанесения размеров.

У этих методов есть и основные признаки. Координатный метод - это когда простановка размера производится от основной базы. Метод называют цепным, если размер проставлен от промежуточной базы.

Использование того или иного метода обусловлено тем, что у каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

Для понимания свойств упомянутых методов надо сразу сделать оговорку и иметь её в виду в дальнейшем.

- Размеры в учебных чертежах проставляются с точностью до миллиметра. На самом же деле размеры всегда задаются с определенным допустимым отклонением в большую и меньшую сторону от оптимального, так называемого номинального значения размера. Это десятые и даже сотые доли миллиметра. Величины предельных отклонений размеров (допуски) устанавливаются Единой системой допусков и посадок (ЕСДП). Зависят они от многих составляющих, но для нас в данном случае важно, что в том числе и от протяженности самого размера.

Теперь о свойствах методов.

При цепном методе нанесения размера (когда образмеривается протяженность элемента) гарантируется точность его исполнения в пределах назначенных допусков.

Однако если злоупотреблять цепным методом, то надо учесть, что на точности расположения каждого последующего элемента будет отражаться обработка предыдущих. При особом «усердии» (вспомните предыдущий абзац) можно выйти за пределы допуска на габаритный размер. То есть метод помимо неоспоримых достоинств характеризуется постепенным накоплением суммарной погрешности.

Используя координатный метод, все размеры наносят от одной и той же базы. При этом гарантируется (в пределах допусков) точность расположения на детали и начала и конца каждого элемента. Для метода характерна значительная точность изготовления детали, но надо учитывать повышение стоимости обработки. Выбор остается за конструктором и технологом, которые, применяя комбинированный метод нанесения размеров, стремятся к оптимальному варианту составления размерной цепи.

3.1 Различия размерных цепей в зависимости от технологии изготовления

До раскрытия темы, уясним что, конфигурация размерной цепи - это ни в коем случае не беспорядочное нанесение размеров всех элементов детали. В любом случае размерная цепь должна подчиняться той или иной логике. Это может быть логика, учитывающая технологию обработки (когда размер как бы задаёт ход обрабатывающего инструмента) или учитывающая возможность контроля правильности исполнения размера стандартным мерительным инструментом и др.

Для начала рассмотрим некоторые особенности чтения чертежей литых деталей.

На чертежах литых деталей указывают материал. Обладающий литейными свойствами; это можно уяснить по обозначению: так, буква Л в некоторых обозначениях показывает, что материал литейный.

Текстовыми надписями в технических требованиях или обозначениями на изображениях указывают величины уклонов, радиусов, шероховатость поверхностей по типу записей на чертежах штампованных деталей.

Отметим важную особенность простановки размеров.

На чертежах литых деталей, требующих механической обработки, указывают размеры так, чтобы только один размер оказался проставленным между необработанной поверхностью - литейной базой и обратной - основной размерной базой. Такой размер позволяет быстро найти по чертежу эти базовые поверхности (обычно плоскости).

Размерные линии до обработанных поверхностей проводят от основной размерной базы. Некоторые из обработанных поверхностей могут являться вспомогательными базами, удобными для отсчета размеров, входящих в размерные цепи, а также технологических размеров.

От литейной базы указывают размеры до необработанных поверхностей, непосредственно определяющих литейную модель (с учетом усадки).

Некоторые из этих необработанных поверхностей, ориентированных от литейных базы, также могут являться вспомогательными - для удобства измерения и задания контролируемых величин.

Основные отличия размерной цепи при механической обработки в том, что при изготовлении детали литьем задается литейная база, толщина слоя заливаемого металла и задаются шероховатость при определенных условиях.

Из выше изложенного можно сделать вывод, что размерная цепь зависит от порядка обработки детали, от вида технологии изготовления.

Поэтому инженер сам руководствуется выбором размерной цепи и логикой проставления размеров.



Список литературы

1. Бондаренко М.Ю, Бондаренко С.В. 3DS Max 2008 за 26 уроков 1-е издание. - Диалектика, 2008. - 304 с.

2. Шон Бонни, Стив Анзовин. Внутренний мир 3DS Max. Autodesk 3D studio max. - М.: «Вильямс», 2007. -1072 с.

3. Бурлаков М.В Illustrator CS3. Самоучитель с электронным справочником. - «Кудиц-Пресс», 2008. -336 с.

4. Смолина М.А Corel Draw X3. Самоучитель - М.: «Диалектика», 2006. -640

5. Бабулин Н.А. Построение и чтение машиностроительных чертежей. - М.: Высш. шк. 1987. - 319 с.: ил.

6. Назаров А.С., Сеньковская Л.В. Эскизы и чертежи деталей. - Методические указания, 2003. - 25 с.

7. Эллен Финкельштейн AutoCAD 2008 Библия пользователя. - М.: «Диалектика», 2007. - 1344 с.

8. Красноперов С.В. Autodesk Inventor. Самоучитель - СПБ.: БХВ-ПЕТЕРБУРГ, 2008. - 576 с.

Размещено на Allbest.ru