Материал: Инновационные технологии и оборудование. Межвузовский сборник научных трудов. Пачевский В.М

УДК 621.002.5: 378.1

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СОДЕРЖАНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ОБОРУДОВАНИЮ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Л.Н. Дедушенко, В.М. Пачевский

Лабораторный практикум по дисциплинам «Металлорежущие станки», «Проектирование и эксплуатация технологического оборудования и инструментов», «Расчет и конструирование станков» проводится параллельно с изучением теоретических курсов и выражает собой форму занятий, закрепляющую единство теоретического и практического. Одной из существенных задач лабораторных занятий является экспериментальное раскрытие теоретических положений изучаемого предмета, ознакомление с основными методами проведения научного эксперимента и обработки полученных результатов.

Лабораторный практикум способствует выработке у студентов навыков и умений самостоятельной работы при наладке металлорежущих станков, производстве необходимых расчетов, оперировании необходимыми формулами, изучении устройства, конструктивных особенностей механизмов, определяющих высокий класс точности станка, испытании оборудования; приобретению навыков структурного и качественного анализа механических систем приводов станков, проектирования и исследования исполнительных механизмов станков.

Лабораторный практикум построен в соответствии с дидактическим принципом обеспечения контекстного обучения, то есть включения системы обучения в контекст предстоящей профессиональной деятельности будущего специалиста. При этом использовался контекстный подход, разработанный А.А. Вербицким.

При проектировании системы технологий обучения конструкторским дисциплинам в лабораторном практикуме, в нее включались элементы, обеспечивающие связь с профессиональной деятельностью на машиностроительных предприятиях.

При этом реализуется не только предметный контекст профессиональной деятельности, но и ее социальный контекст.

153

Решая совместные профессионально-ориентированные задачи, студенты учатся ответственному отношению к делу, умению совместно принимать решения.

Следующий дидактический принцип - представления проектируемой системы в виде развернутой функциональнофеноменологической модели, характеризующей внутреннюю сущность процесса обучения, потребовал при построении системы технологий выделить основополагающие категории и процессы, которые образуют определенный стержень дисциплины, а затем «развернуть» вокруг этого стержня представление материала, имеющего высокий уровень практической значимости, по изучаемым темам и разделам, варьируя методы и средства обучения применительно к отдельным специализациям.

Для того, чтобы лабораторный практикум, включающий различные технологии, на практике обеспечивал достижение поставленных целей, необходимо реализовать принцип мотивационного, понятийного, информационного и материального обеспечения процесса обучения, позволяющий учитывать мотивации студентов, их возможности усваивать учебный и нормативно-справочный материал, представляемый системой обучения, использовать технологическое оборудование кафедры, развивать творческий потенциал личности.

На различных этапах организации познавательного процесса, в соответствии с принципом общей и пооперационной алгоритмизации, обеспечивающим возможности разрешения проблемных ситуаций, возникающих в процессе обучения, разработаны и применяются алгоритмы, показывающие, что необходимо делать в конкретной ситуации, в какой последовательности и как искать необходимую информацию, связи между уже известным и изучаемым.

Структура лабораторного практикума предусматривает применение передовых технологий обучения.

Учебно-игровые и учебно-производственные технологии реализуются при проведении лабораторных работ в форме деловых игр «Анализ структуры и конструктивных особенностей токарных станков» на базе станков мод. ТПК-125В, мод. 1В340ОФЗО, мод. 16К20Т1, мод. 16К20Ф3.

Проведение лабораторных работ в форме деловых игр позволяет моделировать производственные ситуации, предоставляет

154

студентам разнообразные возможности самовыражения на занятиях, способствует развитию таких качеств как коммуникабельность, готовность к кооперации с коллегами и работе в коллективе, учит умению организовать работу исполнителей, находить и принимать решения в условиях различных мнений, что необходимо для гармоничной производственной деятельности.

Задачная технология, используемая при проведении лабораторных работ «Синтез и кинематический расчет привода главного движения», «Расчет привода главного движения с двухскоростным двигателем и автоматической коробкой скоростей», «Расчет привода главного движения с двигателем постоянного тока и шпиндельной бабкой» на базе стендов: «АКС станка мод. 1В340Ф30»; «АКС станка мод. 16К20Ф3»; «АКС станка мод. 2Р135Ф2»; «Шпиндельная бабка станка мод. 16К20Ф3», формирует у студентов навыки синтезирования приводов станков из отдельных узлов для обеспечения требуемых выходных параметров, решения задач выбора кинематической структуры и компоновки привода главного движения из унифицированных коробок скоростей и многодиапазонных шпиндельных коробок, выбора двигателя, изображения кинематической схемы скомпонованного привода, развивает у студентов самостоятельное мышление и творческий подход в решении технических задач.

Развивающая учебная деятельность используется при проведении лабораторных работ «Паспортизация промышленного робота РФ-202М», «Паспортизация металлорежущих станков» на базе имеющегося в лаборатории кафедры «Автоматизированное оборудование» технологического оборудования: промышленного робота РФ-202М; металлорежущих станков моделей 1И611П, 1К625, 16К20Т1 с ЧПУ, ТПК-125В, 6Л12, 6М82, 675, 3Е711В.

Выполнение лабораторных работ формирует у студентов представление о содержании и основных сведениях, которые излагают в технических паспортах промышленных роботов и металлорежущих станков, способствует приобретению навыков в разработке руководств по эксплуатации и определению технических характеристик оборудования, требует от студента самостоятельной разработки порядка их проведения и методики определения технических характеристик по намеченным параметрам.

Представляет интерес итерационный характер решения отдельных вопросов, позволяющий по известным данным

155

определить недостающие характеристики. Развивающее обучение заинтересовывает студента учебными целями, процессом их достижения, предоставляет большие возможности самосовершенствования.

Учебно-экспериментальная технология обучения получила отражение в лабораторных работах: «Испытание геометрической точности токарных станков», «Планирование испытаний статической жесткости токарно-винторезного станка методом полного факторного эксперимента» и «Определение показателей точности и стабильности позиционирования манипулятора промышленного робота РФ-202М».

В процессе выполнения лабораторных работ определяются параметры, характеризующие точность станка, оценивается деформация основных узлов станка и дается прогноз возможного изменения его характеристик в процессе эксплуатации, то есть оценивается параметрическая надежность станка.

Активное обучение воплощено в лабораторном практикуме по проектированию и исследованию исполнительных механизмов станков по дисциплине «Расчет и конструирование станков».

Для проектирования активной технологии обучения в нее включены наиболее существенные темы, обеспечивающие связь с предстоящей профессиональной деятельностью и организовано усвоение учебной информации, имеющей высокий уровень

ориентацией на готовность обучающегося совершать действия.

В связи с развивающимся в станкостроении направлением разработки многофункциональных станков с различной комбинацией функций в зависимости от сложности и серийности

надежности их работы при разнообразных видах обработки и диапазонах нагрузок.

Этим определился выбор в качестве объектов изучения шпиндельных узлов (ШУ) и тяговых устройств приводов подач, как наиболее ответственных и сложных составляющих исполнительных механизмов металлорежущих станков и соответственно содержание лабораторного практикума.

156

Влабораторном практикуме используются 33 модели станков, из них 19 моделей составляют станки с ЧПУ.

Для получения многовариантности заданий меняются входные расчетные параметры ШУ и тяговых устройств.

Синтез ШУ и тяговых устройств осуществляется на широком множестве структурных элементов (СЭ).

По лабораторным работам по проектированию и исследованию шпиндельного узла предусмотрено 100 вариантов заданий, в которых варьируются размеры шпинделя и величины действующих на него нагрузок, в том числе и реального станка.

Влабораторных работах по проектированию и исследованию тягового механизма привода подач с винтовой парой скольжения разработано 59 вариантов заданий, виды приводов подач (продольного хода, поперечного хода, вертикального хода и так далее) и размеры ходовых винтов, в том числе и для конкретных реальных станков.

Лабораторные работы по проектированию тягового механизма

сиспользованием шариковой винтовой передачи (ШВП) включают 56 вариантов заданий с варьированием длины хода исполнительных органов различных моделей станков, в том числе и для конкретных реальных станков.

При проведении экспериментальных исследований студенты приобретают опыт оценки качества и надежности технологического оборудования, обучаются совокупности средств, приемов, способов и методов выполнения экспериментально-исследовательской профессиональной деятельности, предназначенной для создания и эксплуатации информационно-измерительных и диагностических систем для нужд машиностроения.

Внастоящее время происходит смена образовательной парадигмы с информационной на развивающую самостоятельную познавательную активность обучающихся (И.А. Зимняя).

Всвязи с важностью самостоятельной работы студентов, подготовлены электронные версии альбомов чертежей и конструкций станков, позволяющие применять в учебном процессе элементы дистанционного обучения.

Таким образом, цели изучения дисциплин и значимость учебной информации позволили интегрировать в лабораторном практикуме по оборудованию машиностроительного производства оптимальные технологии обучения, выбрать виды взаимодействия

157