Андреев О.Л.
педагог ДО высшей категории
Новые изобретения и инновации являются неотъемлемой частью занятий по «Трассовому автомоделизму». Содержание программы направлено на изучение технологии изготовления трассовых моделей разных классов, приемов работы с современными инструментами и работы на станках при изготовлении деталей модели, изучение физико-технических и химических свойств материалов, применяемых для изготовления моделей, освоение приемов управления моделью на трассе, участие в соревнованиях.
В процессе обучения используются современные технологии и материалы, компьютерные обучающие программы. Изучаются современная высокотехнологичная техника и оборудование.
На занятиях учащиеся изготавливают модели автомобилей, проводят их испытания, устраняют неполадки, участвуют в соревнованиях. При этом каждый учащийся работает индивидуально над своей моделью. В объединении по интересам могут одновременно изготавливаться модели разных классов. Тематика занятий значительно расширяется за счёт внедрения элементов экспериментально-исследовательской деятельности учащихся и ориентирована на подготовку моделистов-спортсменов с учетом соблюдения правил проведения соревнований по автомодельному спорту и положений о соревнованиях различного уровня.
Появление Computer numerical control или сокращенно CNC представляет собой современное направление в разработке техники различного назначения, базирующееся на использовании цифровых электронных устройств в системе управления. В России оно известно, как числовое программное управление (ЧПУ). Система ЧПУ способна выполнять функции управления процессами обработки деталей из различных материалов (металлы, древесина, пластик и т. п.).
В объединении «Трассовый автомоделизм» для учебного процесса ребят 2 и 3 года обучения были внедрены CNC технологии в разработку и изготовление шасси трассовой модели. Для решения этой задачи понадобилось изучить и освоить работу в программах Компас-3D и ArtCAM Pro.
Планируемые результаты освоения программ:
- формирование практических умений в области компьютерных технологий;
- формирование умения самостоятельно приобретать и применять знания на практике;
- понимание личностных запросов и потребностей, поиск качеств, которые нужно совершенствовать, для достижения качеств;
- формирование коммуникативных навыков, способствующих развитию умений работать в группе;
- овладение знаниями о современных профессиях, связанных с компьютерными технологиями.
После освоения программы обучающийся должен обладать следующими навыками:
- правильно выбирать материал для изготовления того или иного изделия;
- вводить необходимые параметры в программы для работы на станке с ЧПУ;
- работать с инструментами, приспособлениями и электроприборами;
- содержать в чистоте и порядке рабочее место и оборудование;
- осуществлять поиск и хранение необходимой информации, работу в Интернете,
- использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности.
Рассмотрим процесс обучения на примере использования программ КОМПАС-3D и ArtCAM Pro.
1. КОМПАС-3D — это российская инновационная система трехмерного проектирования.
Цели и задачи изучения КОМПАС-3D:
- понимать принципы построения и хранения изображений;
- знать форматы графических файлов и использовать их при работе с различными графическими программами;
- научиться создавать и редактировать собственные изображения, используя инструменты графических программ;
- научиться выполнять обмен графическими данными между различными программами;
- познакомиться с различными вариантами применения автоматизированных систем и уметь определять область их использования;
- научиться создавать чертежи.
2. ArtCAM Pro — программа для создания объёмных рельефов, векторных объектов, а также для создания управляющих программ для станков с ЧПУ.
Процесс производства изделий на современном автоматическом оборудовании условно делится на два этапа: создание управляющей программы и изготовление трассовой автомодели. Алгоритм первого этапа выглядит следующим образом:
- импорт изображения – ArtCAM воспринимает все распространённые графические форматы (bmp, jpeg, gif, tiff и т.д.) и файлы чертёжных программ (dwg, dxf, eps);
- построение 3D-модели – это основной и самый ответственный этап, виртуальная модель строится на основании «плоского» изображения и должна в точности воспроизводить то, что будет потом воплощено «в материале»;
- расчёт траектории движения инструмента (здесь же определяется число черновых и чистовых проходов и задаётся тип фрезы под каждую операцию);
- симуляция обработки – производится «виртуальное фрезерование» при котором можно выявить ошибки и внести изменения в проект; это одно из самых значительных достоинств ArtCAM – виртуальная симуляция позволяет отказаться от производства «пилотных партий» изделий;
- формирование прототипа/изготовление – готовая программа обработки сохраняется и экспортируется для последующей загрузки непосредственно в память фрезерного станка.
Рассмотрим работу описываемых выше программ на примере изготовления шасси автомодели класса F-1 1/24.
Проект включает в себя:
- разработку технических требований к моделям класса;
- проектирование стандартного шасси, отвечающего техническим требованиям класса модели.
Трассовая модель состоит из шасси и кузова. В программе КОМПАС-3D создается чертеж шасси трассовой модели. Некоторые детали шасси (задний мост, кронштейны крепления кузова) покупные, в чертеже на фото 1 учтены отверстия для покупных деталей, и соединения деталей шасси между собой.
Сохранив созданный файл чертежа шасси трассовой модели в формате AutoCAD DXF, импортируем в программу ArtCAM Pro и создаем УП (управляющую программу) для работы на фрезерном станке с ЧПУ. Полученный файл загружаем в программу станка, это проиллюстрировано на фото 2.
Созданный файл шасси загружаем в программу фрезерного станка с ЧПУ.
Для шасси модели используем стеклотекстолит толщиной 1,5 мм, представленный на фото 3.
На фото 4 представлена полученная заготовка модели шасси с вырезанными деталями.
Полученные детали шасси модели извлекаются из заготовки, и края каждой детали обрабатываются наждачной бумагой.
После обработки деталей приступаем к сборке шасси трассовой модели. В результате собранное шасси представлено на фото 5.
Заключительным этапом сборки трассовой автомодели является установка кузова на шасси модели. Пример модели в собранном виде представлен на фото 6-8.
В результате проделанной работы учащийся овладевает следующими навыками:
- получает инженерные знания о работе в программах КОМПАС-3D и ArtCAM Pro;
- развивает инженерное мышление;
- умение работать на ПК (персональном компьютере);
- умение работать в команде.
К несомненным плюсам работы на фрезерных станках с ЧПУ в программах КОМПАС-3D и ArtCAM Pro можно отнести практическое применение, а именно:
- повышение качества изготавливаемых деталей моделей;
- уменьшение времени на изготовление деталей моделей;
- экономия материала для изготовления деталей моделей.
Таким образом, применение станков с ЧПУ в трассовом автомоделизме является инновационной технологией в подготовке учащихся в современных реалиях.
Автор: Олег Леонидович Андреев, г. Уфа, 2022
Источник: sovsut.profiedu.ru