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从画减速器到造减速器 机械设计课探索“智能制造”

哈工大报讯(闫明星/文)“‘所见即实物’的三维设计可以更加直观地获得设计对象的空间结构,而通过3D打印机将三维设计变成现实更是让我们对智能制造有了更深的认识和理解。”一直想使用三维设计的形式进行标准机械设计的祁乐同学最近在“机械设计课程设计”教学过程中实现了自己的夙愿。

随着制造业信息化和智能化的发展,三维设计的形象、快速、节约、准确等优点日益呈现。在刚刚结束的2017秋季“机械设计课程设计”的教学过程中,在鼓励学生完成基本功训练的基础上,“机械设计”课程组开始探索让部分学生自己动手制造“减速器”这种新的教学方式。

在传统的课程设计中,学生只需要画出一个减速器的图纸即可,而这种新的教学方式则是让学生直接采用三维设计的方式进行方案设计,并用3D打印机制造出零部件,并最终完成组装。就这样,一个个白色的、小巧的减速器被学生制造出来了。

“这种方式全面培养了学生的整机思维、三维设计能力、制造方法以及装配能力,让学生们亲身体会到了设计和制造的乐趣,极大地调动了同学们的积极性。”机械设计课程设计负责人张锋教授介绍说,画减速器出现错误时,教师会帮助学生分析错误的原因,但是有些学生会只知其然,不知其所以然,而通过“造”减速器,错误的设计带来的问题就是“动不起来”或者“安装不上”,学生对所以然就会有更深的体会。

除了进行智能制造的探索之外,作为一门实践性很强的课程,“机械设计”课程组重视实践环节的建设。如在“机械设计课程设计”的题目设置上,他们从生产实践中找一些工程实践性强的题目,如包装运输机的设计等来提高学生的工程意识和设计能力。同时,为了增强学生的直观印象,他们设计制作了使学生能看得见、摸得着机器实物,让学生能自己动手操作、拆装,使学生的设计能力更深入、更全面、更贴合实际。据悉,他们已经自制了包括插齿机、滑动轴承实验台、液体动压形成演示仪等15台套的设备,并获得全国高等学校自制实验教学仪器设备一等奖等荣誉。

机械设计课一直在进行课程改革,与时代同频共振。课程2008年被评为国家精品课,2013年入选国家级精品资源共享课,2015年机械设计MOOC在学堂在线上线,2016年被评为校管核心课程,2017年12月被评为国家精品在线开放课程。

目前,“机械设计”课程组正在筹建“创意工坊”,张锋介绍说:“在创意工坊中,学生可以自主设计,或者完成教师指定的创新设计,DIY式的自由教学来满足学生创新的需要。”