Разработка элективного курса "Компьютерное моделирование и изготовление изделий на станках с ЧПУ" для учащихся 10-11 классов

Чтобы изготовить данный пазл необходимо определиться с материалом, из которого будут изготавливаться изделия. Рассмотрим некоторые из них[26, 27].

Фанера - достаточно удобный материал, но имеет ряд недостатков, такие как: ломкость, недолговечность. При сборке его несколько раз соединения придут в негодность.

Неплохой вариант органическое стекло, но оно очень хрупкое, а при большой толщине абсолютно непластично.

Пластик ПВХ будет, пожалуй, самый оптимальный вариант, так как он мягкий, упругий, пластичный. Для изготовления выберем вспененный его вариант. Для лёгкости, пластичности, и в тоже время прочности подберём толщину пластика. Лучше всего подойдёт пластик 4мм.

Данное изделие будет выполняться из пластика ПВХ 4 мм. Сначала мы отрисуем его в компьютерной программе CorelDraw. Возьмём картинку с указанием точных размеров (см. рис 19) и определим пропорции, из скольких частей будет выполняться каждая из четырех сторон башни. Выберем тип соединения и приступим к изготовлению компьютерной модели. После чего приступим к изготовлению непосредственно самого пазла.

Рис.19. ТОЧНЫЕ РАЗМЕРЫ ЭЙФЕЛЕВОЙ БАШНИ

За образец берём нарисованное изображение Эйфелевой башни. Вставляем его в программу CorelDraw. Для данной работы мы используем 13-ю его версию (Х3). (см. рис. 20)

Рис. 20. ИЗОБРАЖЕНИЕ В Corel DRAW

Отрисовываем его контур с помощью инструмента «форма». Разбиваем на три составляющих части и определяемся с соединением - оно будет шиповым. (см рис.21).

Рис. 21. ОТРИСОВКА КОНТУРА И РАЗБИВКА НА ЧАСТИ

У Эйфелевой башни четыре грани, поэтому нам необходимо изготовить четыре комплекта сторон. Для правильной стыковки деталей нам надо учесть толщину материала, из которого будем изготавливать детали. Толщина материала, из которого изготавливается данная модель составляет 4 мм, поэтому боковые стороны в ширину должны быть на 8 мм меньше лицевой и задней части. (см рис.22)

Рис.22. ВЫВЕДЕНИЕ БОКОВЫХ СТОРОН

Теперь, когда основные детали у нас готовы к работе, необходимо сделать узлы крепления. Для соединения между собой самых нижних четырех опор рисуем четыре платформы, с отверстиями для шипового соединения и одну общую для соединения верхней части. (см. рис. 23)

Рис.23. УЗЛЫ КРЕПЛЕНИЯ НИЖНЕЙ ЧАСТИ БАШНИ

Приступаем к отрисовке соединительных платформ средней части нашей башни. Что бы немного оживить пазл , на нижней платформе средней части разместим оградительную решётку. Для этого предусмотрим отверстия для крепления этой решётки. Сверху этой решетки предусмотрим крышу. (см. рис. 24)

Рис.24. СБОРОЧНЫЕ УЗЛЫ СРЕДНЕЙ ЧАСТИ

Для сборки верхней части башни так же отрисуем платформы (см. рис. 25).

Рис.25. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ПЛАТФОРМЫ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ

Теперь, когда все детали отрисованны, размещаем их блоками. В каждом блоке составные одной из трёх частей. (см. рис. 26)

Рис.26. РАЗВЕРТКА ДЕТАЛЕЙ ПАЗЛА

Теперь мы можем приступить к резке деталей. Резка будет производиться на механической столовой фрезе с ЧПУ AXYZ 3000. Следующим шагом будет обработка файла в совместимой с AXYZ программой TOOLPATH. Это необходимо для того чтобы, во первых: Чтобы определить порядок и скорость резки деталей, во вторых: установить фрезу нужной формы и диаметра. В третьих: программа Corel Draw работает в двух осях измерения - X и Y. AXYZ работает в трёх осях - X, Y и Z, где Z - глубина погружения фрезы в обрабатываемый материал. Выставляем нужные параметры погружения фрезы. В данном случае 4.2 мм. так как толщина листового материала составляет 4 мм.

Технологическая документация по резке и сборке трёхмерногопазла.

Основным этапом изготовления изделия служит технологическая карта, в которой последовательно отражаются этапы выполнения изделия.

Технологическая карта изготовления трёхмерного пазла. (см. табл. 3)

Таблица 3.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ

3.4 Разработка творческого проекта «Копилка»

Для индивидуальной работы учащихся необходимы более простые проекты, которые в свою очередь должны дать чёткую картину принципа компьютерного моделирования и изготовления изделий на станках с ЧПУ.

Рассмотрим вариант проекта - «Копилка» в виде куба.

Возьмем самую простую геометрическую фигуру - куб. Куб имеет шесть абсолютно одинаковых сторон и для первоначальной работы его изготовление поможет учащимся разобраться в принципе компьютерного моделирования и работы со станками с ЧПУ.

Соединение сторон куба необходимо сделать шиповым. Материал для изготовления изделия берём акриловое стекло толщиной 6 мм.

Размер куба определим 100х100х100 (Рис.27)

Моделируем одну сторону. Так как стороны все одинаковые, нет необходимости рисовать все шесть сторон, а достаточно сделать одну модель. Если соединения будут правильно рассчитаны, то куб соберётся без особых проблем.

Рис.27. ЛИНЕЙНЫЕ РАЗМЕРЫ

Расчет и моделирование соединений. Шиповое соединение будем рассчитывать исходя из толщины материала и длинны грани куба. Длина грани 100 мм. Каждая грань будет соединяться пятью шипами, два шипа с одной стороны плоскости и три с другой. Длина шипа 20 мм. Высота соответствует толщине материала - 6 мм (см. рис.28)

Рис.28. РАСЧЁТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ

Рис.29. ГОТОВЫЕ СТОРОНЫ

Отрисовываем полностью сторону куба и копируем.

Так как модель которую изготавливаем называется «Копилка», необходимо на копии сделать отверстие, для того чтобы изделие получило свою функциональность, то есть готовим стороны для резки (Рис.29)

После составления изображения фасадной части куба, моделируем все остальные стороны. Файл готов чтобы отправить на станок с ЧПУ. (Рис.30)

Рис.30. КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ КУБА

Резку изделия будем производить на лазерном плоттере который не только режет изделия, но и гравирует на поверхности. Из шести сторон куба, пять свободны, на которых можно разместить любую информацию от рисунка до надписи. Выбираем надпись. Файл для отправки на станок с ЧПУ готов.

Рис.31 КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ КУБА «КОПИЛКА», ГОТОВАЯ К ВВОДУ В СТАНОК С ЧПУ

Резка изделия выполняется в два этапа. Первый этап - гравировка. После помещения акрилового стекла в станок с ЧПУ вводим информацию в компьютер сопряженный со станком. Выставляем параметры гравировки. Выполняем гравировку.

Второй этап - резка. Ставим параметры резки. Вырезаем.

После выполнения резки вынимаем детали из станка, обрабатываем грани от наплыва. Собираем. Изделие готово (Рис.32)

Рис.32 ГОТОВОЕ ИЗДЕЛИЕ

Таблица № 4.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ «КОПИЛКА»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В связи с тем, что настоящее время, характерной чертой которого является исключительно высокий научно-технический уровень производства, квалифицированный рабочий должен хорошо знать новую технику и прогрессивную технологию производства, освоить передовой опыт работы и умело использовать теоретические знания при выполнении производственных заданий, данную работу можно считать актуальной.

Целью дипломной работы была разработка элективного курса «Компьютерное моделирование и изготовление изделий на станках с ЧПУ» для учащихся 10-11 классов.

Изучив материал по элективным курсам, были определены цели и задачи элективных курсов по технологии коими являются:

обеспечить углубленное изучение отдельных предметов программы полного общего образования;

создать условия для существенной дифференциации содержания обучения старшеклассников с широкими и гибкими возможностями построения школьниками индивидуальных образовательных программ;

способствовать установлению равного доступа к полноценному образованию разным категориям обучающихся в соответствии с их способностями, индивидуальными склонностями и потребностями;

расширить возможности социализации учащихся, обеспечить преемственность между общим и профессиональным образованием, более эффективно подготовить выпускников школы к освоению программ высшего профессионального образования.

Были выявлены особенности элективных курсов по технологии и сделали вывод: что они являются частью и первыми результатами большой программы по созданию учебно-методического комплекса для профессиональной ориентации учащихся. Отличительной чертой всех курсов является и то, что они знакомят учащихся с определенными, достаточно широкими направлениями деятельности.

Была разработана программа элективного курса «Компьютерное моделирование и изготовление изделий на станках с ЧПУ» для учащихся 10-11 классов и определенны цели и задачи:

способствовать самоопределению ученика и выбору дальнейшей профессиональной деятельности;

создавать положительную мотивацию обучения на планируемом профиле;

познакомить учащихся с ведущими для данного профиля видами деятельности;

активизировать познавательную деятельность школьников;

повысить информационную и коммуникативную компетентность учащихся.

Основываясь на изученную литературу был составлен тематический план и содержание курса состоящий из семи пунктов в том числе «Создание компьютерной модели и резание деталей на станке с ЧПУ».

В главе третьей было разработано методическое обеспечение элективного курса, где был создан план-конспект урока «Создание компьютерной модели и резание деталей на станке с ЧПУ».

Рассмотрен банк творческих проектов состоящий из 11 объектов.

Было разработано два творческих проекта - «Эйфелева башня» и «Копилка».

Таким образом цель дипломной работы достигнута.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

элективный технология урок творческий проект

Аблин А.Н., Экспериментальная программа образовательной области «Технология» М.: ВНИК «Технология», 1994.- 38 с.

Батышева С.Я Основы профессиональной педагогики и др. Издание- 2е.

Бешенков А.К. Технический труд. Технические и проектные задания для учащихся. М.: Дрофа, 2004.- 80 с.

Блазнов А.Н., Технологии обработки конструкционных материалов резанием. http://rudocs.exdat.com/docs/index-39133.html (дата обращения: 20.05.12).

Бронников Н.Л., Симоненко В.Д., Методика обучения технологии. Под ред. Симоненко В. Д.- НМЦ «Технология», 2001.- 296 с.

Василенко В.А., Технология. Материал к урокам.- В.: Учитель, 2005.- 85 с.

Дидактика технологического образования: Книга для учителя. 1,2 часть. Под ред. П.Р. Атутова.- М.: ИОСО РАО, 1998.- 173 с.

Засядько Ю.П. Технология 7 класс (мальчики). - В.: «Учитель», 2006,- 157 с.

Коваленко В.И., Кулененок В.В., Объекты труда. М.: Просвещение, 2003.-157 с.

Корольский В.В., Симоненко В.Д. Общественно-полезный труд учащихся. М.: Просвещение, 1996.- 198 с.

Кругликов Г.И.: Методика преподавания технологии с практикумом. 2-е издание. М.: ACADEMIA, 2002.- 130 с.

Лейбович А.Н., Элективные курсы образовательной области «Технология», НФПК-Москва. 2004. 9 с.

Леонтьев А.В., Капустин В.С., Шайхелисманов Р.Ф. Опыт внедрения образовательной области «технология» в 5-11 классах, М.: «Школа и производство», 1997. 211 с.

Марченко А.В. Программы и учебно-методическая литература по «Технологии», М.: «Школа и производство», 1997. 156 с.

Методы обучения технологии в средней школе. http://www.cross-kpk.ru/ims/02908/knigi/obchieosnov/metod.html(дата обращения: 23.05.12)

Метод проектов. URL: http://doob-054.narod.ru/project.html(дата обращения: 22.05.12)

Муравьёв Е.М., Симоненко В.Д. Общие основы методики преподования технологии, Брянск: «Технология», 2000. 253 с.

Приборы / Г.Н. Орлов. - М.: Специалист, 2004. 218 с.

Примерная программа основного общего образования по направлению «Технология. Технический труд».

Примерная программа среднего (полного) общего образования по технологии.

Программа Образовательной области «Технология».- Школа и производство, 2001. 24 с.

Примерная программа ТТ http://window.edu.ru/resource/195/37195/files/23-3-o.pdf (дата обращения: 13.04.12)

Примерная программа ОТ http://window.edu.ru/resource/195/37195/files/23-3-o.pdf (дата обращения: 13.04.12)

Программы образовательных учреждений. Технология 5-11 классы.- М.: Просвещение, 2000. 156 с.

Сериков, Г.А. Современные технологии и материалы / Г.А. Сериков. - М.: Рипол Классик, 2009. 246 с.

Скакун. В.А., Методика трудового обучения в схемах и таблицах. Методическое пособие. М.: И.Р.П.О., 2001.

Современные отделочные и облицовочные материалы / Под ред. Юдина А.А. - М.: МЭИ, 2007. 216 с.

Стандарт среднего (полного) общего образования по технологии. Профильный уровень.

Тхоржевский Д. А., Гетта В.Г. Основы проблемного обучения на уроках труда.- Школа и производство, 1996. 198 с.

Элективные курсы в профильном обучении / под редакцией Каспржак А.Г., НФПК-Москва, 2004. 8 с.

CNCexpert. Открытая техническая библиотека. 2005. URL: http://cncexpert.ru/the_theory_documentation_practice_program.htm(дата обращения: 5.06.12).

1. Размещено на www.allbest.ru