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金属切削刀具的认识

参赛方向: 面向教育教学的3D/VR/AR创新应用

参赛赛区: 山东赛区

参赛组别: 教师组

参赛院校: 中国石油大学胜利学院

参赛院系: 机械与控制工程学院

参赛教师: 陈海霞,孟德超,尹晓丽,孙凤

项目简介

本节内容来自《机械制造工程基础》课程第四章切削加工基础,由于传统授课过程中,在学习本节重点内容刀具组成及刀具角度时,只能以二维图片进行展示,学生学习难度大,对知识点理解不到位,而刀具的认识又是机械专业学生的基础知识储备,故在本项目中结合传统PPT授课,利用软硬件制作VR课件,使学生可以切实感受观察刀具的结构组成。

项目详情

1、项目名称:金属切削刀具的认识

2、项目开发人员:陈海霞  孟德超 尹晓丽 孙凤

3、硬件环境:VR头盔、VR手柄、定位器

4、软件环境:EVRc编辑器、VR素材资源库、媒体播放器

5、项目开发步骤:

1)场景导入,模型导入,PPT导入。

2PPT显示章节内容,本节讲解内容为4.2金属切削刀具的认识,场景中显示安装有车刀的车床,车刀从车床上取出,放大,本节将以车刀为例认识金属切削刀具。

3PPT显示本节学习任务:掌握刀具的组成;熟悉刀具的几何角度及其在切削过程中的选用原则;了解刀具的结构形式。在学生明确学习任务前提下围绕以上三个问题展开学习。

4PPT显示第一个问题:刀具的组成。文字结合二维图介绍刀具由三面两刃一尖组成,在PPT上依次给出各组成部分的定义,要求学生将场景中车刀模型进行抓取旋转等操作,在模型上找到对应组成位置并熟练掌握,并进行理想刀尖与实际刀尖的对比。

5)第二个问题刀具的几何角度分两步进行,第一步:建立基准坐标平面;第二步:在坐标平面内学习刀具几何角度及其选用原则。

①建立基准平面坐标:

PPT显示辅助面采用三个假定条件: 切削刃上选定点处主运动方向与刀具底面垂直;进给方向与刀体中心垂直;切削刃上选定点与工件轴线等高。

PPT上以文字和图片形式显示三个基准面定义及位置,同时车刀三维模型配以不同颜色区分标定三个基准面,要求学生通过抓取旋转模型,观察明确三个基准面的位置。

②在坐标平面内学习刀具几何角度及其选用原则:

将车刀结构向各基准平面内投影,研究刀具的几何角度。依次向基面、正交平面、切削平面进行投影,得到相应角度,在PPT上利用文字和图片展示各角度定义及图示,模型为刀具切削工件动作状态,要求学生对比PPT将模型(不同颜色区分各基准平面)放置到合适位置,观察各角度位置及各角度间数量关系。结合视频动画,对比各角度大小对切削过程影响,分析各角度选用原则。

6PPT显示第三个问题:刀具结构形式。给出常见三种刀具形式定义及图片,将三类结构形式模型导入,要求学生结合定义进行抓取区分不同结构形式。

7)内容小结,PPT显示三个学习任务,给出车刀模型,将本节知识点结合刀具进行整理回顾,形成整体认知。

难点创新
本节课件内容将传统多媒体教学与VR软硬件相结合,建立详实准确的模型,利用VR将多媒体教学中以教师为主体转化成以学生为主体,并将角度、平面等对立体感要求较强的知识转化成学生可切实进行触摸辨识的内容,将PPT、三维模型、视屏动画等多种素材以合理的顺序依次进行展示,思路清晰。
成果成效
将传统知识输入与学生动手感受相结合,既降低了教师的讲解难度,也让学生对相关知识理解更准确到位,对实际刀具结构组成、几何角度等形成更加具体的认识,学习效果事半功倍。
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