车床主轴箱虚拟拆装系统在拆装实训教学中的应用
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关键 词 ： 车床主轴箱 ； 虚拟 ； 拆装 ； 实训教 学； 创新 中图分类 号： Ｇ ６ ４ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ － ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３） ０ ７ － ０ ２ ５ ４ — ０ ２
工程 实 践 教学 作 为 高等 院校 培 养 工程 类 人 才 的 维 装 配 图纸可 随 意切换 ，通 过点 击 二维 装 配 图 纸 中 重 要 环 节 ，对 学 生学 习基 础工 艺 知识 ，开创 创 新思 任意零件 ， 三维模型 中同步显示该零件 ， 使初步接触
摘 要： 为解决拆装 工程训练教 学块 实践教学过程 中存在的学生理解慢 、 操作难、 设备损耗 大等问题 ， 我们 开发 了车床
主轴箱虚拟拆 装 系统 ， 让 学生先按照车床 主轴箱正确的拆装工艺进行模拟拆装 。 该方法对真实拆装教 学效果帮助明显 ，
降低 了车床主轴箱磨损、 实谢 ｌ 成本及危险性 ， 有助 于探索 出一条创新工程技术训练教 学的道路 。
１ 车床主轴箱虚拟仿真 系统 介绍
关系 ， 机构的工作原理、 运动特点及实现的功能。 （ ４ ） 拆装仿真 。 拆装仿真模块场景完全模拟真实 拆 装 实训 场 地 ， 该模块包括拆卸 、 装配 、 拆 装 一 体 三
车床主轴箱虚拟仿真系统主要针对 ：初次接触 部分 ，学生可 以按照实际的拆装顺序和使用工具进 工 程 训 练拆 装 模 块 ；对 设 备 的拆装 工 艺知 识 掌握 匮 行模拟 ，若工具及操作状态全部正确系统会 出现绿 乏； 对工具使用不熟练的学生 ； 误操作对实训设备的 色对号显示 ，若工具盒操作状态选择错误则提示红 损耗大 ； 实 训 效果 不 理 想 以及 长期 的拆卸 和 装配 ； 配 色错号 ，同时系统还有 帮助功能 即拆装工具 和拆装 状态的选择，有助于学生熟练掌握结构 内部的装配 关系和装配顺序。在熟练掌握结构 内部 的装配关 系 学生可使用拆装一体 ， 拆卸和装配可 采用 Ｕ ｎ ｉ ｔ ｙ ３ Ｄ开发引擎 ， 调用车床主轴箱数学模型 ， 和装配顺序后 ， 达到拆 中有 装 ， 装 中有 拆 的效果 。 结 合 正 确 的拆 装 工艺 知 识 及 工具 正 确 的使 用 方 法 ， 以随 时切 换 ， 合零件 的磨损等问题开发。 车床 主轴 箱虚 拟仿 真 系统 是利 用 Ｕ Ｇ软 件建 模 ， 为实训教学提供金属质感真实、交互操作方便的虚 拟仿真实训平台。 该仿真系统具有运动仿真、 认识零 ２ 车床 主轴箱虚拟拆装 系统 的应用 件、 机构展示 、 拆装模拟四大模块。 （ １ ） 运动仿真。学生可以通过运动仿真模块了解 应用车床主轴箱虚拟拆装系统 ，拆装实训课程 车床 主轴 箱 的工作原理 ，通过变 向手柄 和变速手柄 的 教 学过 程如 下 ： （ １ ） 拆装演示。 实训指导人员在现场拆装演示讲 切换使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速。 （ ２ ） 认识零件。通过认识零件模块中局部放大、 解机床各系统基本构造与工作原理 、拆装顺序和工 旋转 、 透视等功能 ， 学生可观察零件 的外形和局部细 具的使用方法等 ， 目的是增强学生 的感性认识。 （ ２ ） 基础知识讲解。 实训指导人员通过该系统 中 节特征 ， 加强学生对零件 的感性认识。三维模型和二
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ７， ２ ０１ ３
车床 主轴箱虚 拟拆装 系统在拆装实训教学 中的应用
杨 洋， 曲晓海 ， 李晓春 ， 周 亮
（ 吉林大学 工程训练中心， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ５ ）
收稿 Ｅ ｌ 期： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ０ ８
作者简 介： 杨 洋（ １ ９ ８ ４ 一） ， 女， 吉林通化人 ， 助理工程师 ， 硕士研究生 ， 主要研究方向为高校工程训练教学管理。
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维， 增强工程实践能力和意识 ， 巩 固及加深理论知识 装配 图的同学 以最快 的速度 了解 车床主轴 箱 的结 具有重要作用 。拆装实训教学作为工程实践教学环 构 ， 同时该模块对典 型零件的名称 、 作用 、 工作条件 节 中的重要组成部分 ， 有助于提高学生实践能力 、 创 等作了详细的文字说明 ，帮助同学们更好的认识零 新精神、 分析和解决工程问题 的能力。拆装实训教学 件 ， 为后续的专业基础课打下坚实的基础。 是 实 践 性 较 强 的课 程 ， 存 在 学 生理 解 慢 、 操作难 、 设 （ ３ ） 机构展 示 。机 构展示 主要 以爆 炸图 的形 式来 备 损耗 大 等 问题 。为此 ， 我们 设 计开 发 了车 床 主轴箱 展示车床 主轴箱变速机构 中的高速 、低 俗 以及变 向机 虚拟仿真系统 ， 并对此进行了充分的可行性分析 。 构 中的正 转 、 反转 ， 从而更 清晰地 了解机 构 内部 的装配
工程 实 践 教学 作 为 高等 院校 培 养 工程 类 人 才 的 维 装 配 图纸可 随 意切换 ，通 过点 击 二维 装 配 图 纸 中 重 要 环 节 ，对 学 生学 习基 础工 艺 知识 ，开创 创 新思 任意零件 ， 三维模型 中同步显示该零件 ， 使初步接触
摘 要： 为解决拆装 工程训练教 学块 实践教学过程 中存在的学生理解慢 、 操作难、 设备损耗 大等问题 ， 我们 开发 了车床
主轴箱虚拟拆 装 系统 ， 让 学生先按照车床 主轴箱正确的拆装工艺进行模拟拆装 。 该方法对真实拆装教 学效果帮助明显 ，
降低 了车床主轴箱磨损、 实谢 ｌ 成本及危险性 ， 有助 于探索 出一条创新工程技术训练教 学的道路 。
１ 车床主轴箱虚拟仿真 系统 介绍
关系 ， 机构的工作原理、 运动特点及实现的功能。 （ ４ ） 拆装仿真 。 拆装仿真模块场景完全模拟真实 拆 装 实训 场 地 ， 该模块包括拆卸 、 装配 、 拆 装 一 体 三
车床主轴箱虚拟仿真系统主要针对 ：初次接触 部分 ，学生可 以按照实际的拆装顺序和使用工具进 工 程 训 练拆 装 模 块 ；对 设 备 的拆装 工 艺知 识 掌握 匮 行模拟 ，若工具及操作状态全部正确系统会 出现绿 乏； 对工具使用不熟练的学生 ； 误操作对实训设备的 色对号显示 ，若工具盒操作状态选择错误则提示红 损耗大 ； 实 训 效果 不 理 想 以及 长期 的拆卸 和 装配 ； 配 色错号 ，同时系统还有 帮助功能 即拆装工具 和拆装 状态的选择，有助于学生熟练掌握结构 内部的装配 关系和装配顺序。在熟练掌握结构 内部 的装配关 系 学生可使用拆装一体 ， 拆卸和装配可 采用 Ｕ ｎ ｉ ｔ ｙ ３ Ｄ开发引擎 ， 调用车床主轴箱数学模型 ， 和装配顺序后 ， 达到拆 中有 装 ， 装 中有 拆 的效果 。 结 合 正 确 的拆 装 工艺 知 识 及 工具 正 确 的使 用 方 法 ， 以随 时切 换 ， 合零件 的磨损等问题开发。 车床 主轴 箱虚 拟仿 真 系统 是利 用 Ｕ Ｇ软 件建 模 ， 为实训教学提供金属质感真实、交互操作方便的虚 拟仿真实训平台。 该仿真系统具有运动仿真、 认识零 ２ 车床 主轴箱虚拟拆装 系统 的应用 件、 机构展示 、 拆装模拟四大模块。 （ １ ） 运动仿真。学生可以通过运动仿真模块了解 应用车床主轴箱虚拟拆装系统 ，拆装实训课程 车床 主轴 箱 的工作原理 ，通过变 向手柄 和变速手柄 的 教 学过 程如 下 ： （ １ ） 拆装演示。 实训指导人员在现场拆装演示讲 切换使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速。 （ ２ ） 认识零件。通过认识零件模块中局部放大、 解机床各系统基本构造与工作原理 、拆装顺序和工 旋转 、 透视等功能 ， 学生可观察零件 的外形和局部细 具的使用方法等 ， 目的是增强学生 的感性认识。 （ ２ ） 基础知识讲解。 实训指导人员通过该系统 中 节特征 ， 加强学生对零件 的感性认识。三维模型和二
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ７， ２ ０１ ３
车床 主轴箱虚 拟拆装 系统在拆装实训教学 中的应用
杨 洋， 曲晓海 ， 李晓春 ， 周 亮
（ 吉林大学 工程训练中心， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ５ ）
收稿 Ｅ ｌ 期： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ０ ８
作者简 介： 杨 洋（ １ ９ ８ ４ 一） ， 女， 吉林通化人 ， 助理工程师 ， 硕士研究生 ， 主要研究方向为高校工程训练教学管理。
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维， 增强工程实践能力和意识 ， 巩 固及加深理论知识 装配 图的同学 以最快 的速度 了解 车床主轴 箱 的结 具有重要作用 。拆装实训教学作为工程实践教学环 构 ， 同时该模块对典 型零件的名称 、 作用 、 工作条件 节 中的重要组成部分 ， 有助于提高学生实践能力 、 创 等作了详细的文字说明 ，帮助同学们更好的认识零 新精神、 分析和解决工程问题 的能力。拆装实训教学 件 ， 为后续的专业基础课打下坚实的基础。 是 实 践 性 较 强 的课 程 ， 存 在 学 生理 解 慢 、 操作难 、 设 （ ３ ） 机构展 示 。机 构展示 主要 以爆 炸图 的形 式来 备 损耗 大 等 问题 。为此 ， 我们 设 计开 发 了车 床 主轴箱 展示车床 主轴箱变速机构 中的高速 、低 俗 以及变 向机 虚拟仿真系统 ， 并对此进行了充分的可行性分析 。 构 中的正 转 、 反转 ， 从而更 清晰地 了解机 构 内部 的装配