何 濤

（安徽省汽車工業(yè)學校，安徽 合肥 231131）

如何利用學校現有資源，開發(fā)出具有學校特色、成本低廉的教具，通過學生實訓提升全方位技能水平，切實提高人才培養(yǎng)質量，成為各中職學校面臨的主要問題。

1 中職實訓面臨的問題

國務院《關于加快發(fā)展現代職業(yè)教育的決定》中提出，職業(yè)院校各類專業(yè)的人才培養(yǎng)水平要大幅提高，特別是加強實訓設備配備水平和實訓能力，教學過程中廣泛應用現代信息技術，提高職業(yè)院校信息化教學能力。中職汽車運用與維修專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是讓學生獲得先進的汽車故障診斷和維修技術，掌握現代汽車維修基本操作技能，能夠迅速融入汽車維修企業(yè)，符合崗位要求，成為汽車維修行業(yè)的一線技師。

2 汽車發(fā)動機動態(tài)模擬教具開發(fā)思路

汽車運用與維修專業(yè)是中職學校傳統專業(yè)，教學過程中所采用的教具多為實物，而汽車零部件存在價格高、重量大和搬運不便等情況，為教師課堂教學帶來諸多不便。發(fā)動機動態(tài)模擬教具則依托現有3D打印技術專業(yè)優(yōu)勢，利用3D打印技術將發(fā)動機各零件使用熱塑性材料加工后再進行裝配，既降低了發(fā)動機裝配體積和重量，而且成本低廉，同時可以為3D打印技術專業(yè)學生提供實訓機會，可謂一舉多得，教具開發(fā)流程如圖1所示。

圖1 教具開發(fā)流程

3 發(fā)動機工作原理

汽車發(fā)動機每次完成一個工作循環(huán)，包括進氣、壓縮、做功、排氣四個過程，在一個工作循環(huán)中活塞往復上下運動兩次，曲軸旋轉兩圈，凸輪軸旋轉一圈，發(fā)動機循環(huán)過程如圖2所示。

圖2 發(fā)動機工作循環(huán)過程

4 發(fā)動機零件3D建模

零件3D建模方法很多，文章采用Autodesk公司的Inventor軟件對零件進行特征建模，對零件實測后按照國家制圖標準繪制零件圖，再根據零件圖繪制零件三維立體模型。部分零件三維模型如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

圖3 活塞三維模型

圖4 連桿三維模型

圖5 單缸曲軸三維模型

圖6 缸體三維模型

5 發(fā)動機虛擬裝配

采用單一的裝配方法對產品的設計和裝配特征體現的不太完善，所以本次虛擬裝配采用自底向上和自上向下相混合的裝配方法。發(fā)動機虛擬裝配圖和爆炸圖如圖7、圖8所示。

圖7 發(fā)動機虛擬裝配圖

圖8 爆炸圖

6 3D打印零件實體

3D打印技術是一門新興技術，也是快速成型技術中的一種。它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。各零件實體如圖9所示。

圖9 各零件實體

7 組裝演示

確定裝配順序對發(fā)動機的實際裝配具有重要的意義，根據零件各自特點和位置要求，分析各部件構成，確定各部件間裝配結構及零件裝配的先后順序，按照虛擬裝配模擬順序完成零件實體裝配，并保留裝配過程錄像。

8 結語

本次教具開發(fā)涉及汽車發(fā)動機相關技術、融合現代制造技術中的3D打印技術快速完成零件實體加工，總體成本低廉。制作的教具體積小、質量輕，便于課堂教學的便攜性。同時還可作為計算機輔助設計、3D打印等相關專業(yè)學生實訓教學項目，具有較好的實際應用性和普及價值。

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