Формирование графической грамотности студентов кораблестроительного направления при изучении дисциплины "Инженерная графика"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФОРМИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ГРАМОТНОСТИ СТУДЕНТОВ КОРАБЛЕСТРОИТЕЛЬНОГО НАПРАВЛЕНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ДИСЦИПЛИНЫ «ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА»

Садекова Евгения Владимировна,

кандидат педагогических наук, доцент

Аннотация

графический грамотность инженерный обучение

Статья посвящена вопросам графической грамотности студентов при изучении дисциплины «Инженерная графика», обучающихся по новым учебным планам третьего поколения. Рассмотрены проблемы обучению деталирования сборочных чертежей и пути их решения.

Ключевые слова: сборочный чертеж, деталирование, ошибки построения чертежа, профессиональный стандарт.

Annotation

The article is devoted to the issues of graphic literacy of students studying the discipline "Engineering Graphics", studying according to the new curricula of the third (3 - - ) generation. The problems of learning how to detail assembly drawings and ways to solve them are considered.

Key words: assembly drawing, detailing, drawing construction errors, professional standard.

Основная часть

Актуальность формирования графической грамотности определяется социальным заказом общества на подготовку высокообразованных инженеров-кораблестроителей, способных к профессиональной деятельности в современных условиях развития общества.

Подготовка инженеров - кораблестроителей осуществляется по ФГОС ВО, ориентированным на профессиональные стандарты. В НГТУ на выпускающей кафедре КиАТ ОП подготовки бакалавров ориентированы на ПС 30.001 «Специалист по проектированию и конструированию в судостроении». Данный стандарт определяет трудовые действия, необходимые знания и умения специалистов в профессиональной деятельности.

Цель графической подготовки - достойно подготовить выпускника, способного решать поставленные перед ним профессиональные задачи, с а именно создание проектов судов, плавучих сооружений, аппаратов и их составных частей с применением средств проектирования, конструирования, математического, физического и компьютерного трехмерного моделирования в отрасли судостроения и морской техники.

Профессиональной деятельностью инженера-кораблестроителя является проектирование, его трудовые функции определяют влад ение графическими средствами: эскизами, чертежами, рисунками, схемами и т.д. Следовательно, графическая подготовка студентов технического вуза имеет большое значение в становлении специалиста. В связи с этим, поиск путей повышения эффективности графической подготовки является актуальным.

Графическая подготовка представляет собой учебную деятельность студентов по изучению дисциплин начертательной геометрии и инженерной графики. Это сложный процесс, позволяющий сформировать рациональные приемы выполнения различных графических изображений, а также освоить чтение чертежей, встречающихся в многоплановой трудовой деятельности человека. Графическая подготовка является базой графической грамоты, позволяющей осваивать большой объем графических информационных объектов и средств.

При подготовке студентов по направлению «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры» изучаемая дисциплина «Инженерная графика» включает в себя несколько разделов: «Машиностроительное черчение», «Техническое рисование»,

«Компьютерная графика» и «Судостроительное черчение».

Раздел «Машиностроительное черчение» представляет собой фундамент дисциплины, именно по этому, на его изучение отводят два семестра. Заключительными темами раздела являются «Сборочный чертеж. Спецификация» и «Чтение и деталирование сборочного чертежа». Очевидно, что эти темы обобщают изученный ранее материал и направлены не только на получение новых знаний и умений, но и закрепление предыдущих. Насколько качественно освоят студенты эти темы, настолько грамотно они смогут решать будущие графические инженерные задачи.

Рассмотрим отдельно специфику материала и методов обучения этим темам. Первой изучается тема «Сборочный чертеж. Спецификация».

К этому времени у студентов имеются определенные навыки анализа форм предметов, умение выполнять их различные изображения - виды, разрезы, сечения. Знают способы соединения деталей различных узлов механизмов. Некоторые соединения вычерчивались в рамках графических работ. Позднее эти знания и навыки переносятся при освоении компьютерной графики.

В настоящее время изучение темы «Сборочный чертеж. Спецификация» и закрепление графических навыков почти полностью переведено в режим использования чертежно-графического редактора «Компас-3Э».

КОМПАС-График - универсальная система автоматизированного проектирования, позволяющая в оперативном режиме выпускать чертежи изделий, спецификации, таблицы, инструкции, расчетно-пояснительные записки, технические условия, текстовые и прочие документы. Изначально система ориентирована на оформления документации в соответствии с ЕСКД. Работая в «Компасе» при выполнении сборочных чертежей, студенты приобретают крайне необходимые навыки работы с данным графическим редактором, которые будут востребованы в их профессиональной деятельности. Созданные ими модели и чертежи составных частей сборочной единицы соответствуют требования стандартов, закрепляют представления о форме предметов, поскольку чертеж детали является производной от ее 3 D модели. Сборка составных частей происходит с помощью буфера обмена, который позволяет копировать изображение из одного документа в другой. Сборочный чертеж создается полуавтоматически [1, с.3], детали и стандартные изделия, взятые из соответствующей технической библиотеки редактора, соединяются с учетом взаимосвязей и привязок.

Однако эта полуавтоматическая деятельность не дает закрепить в сознании обучаемых некоторые тонкости, условности и упрощения, используемые согласно ГОСТ 2.109 -73 «ЕСКД Основные требования к чертежам» при создании сборочного чертежа. Вот некоторые из них [2, с. 17]:

сборочные чертежи следует выполнять, как правило, с упрощениями, соответствующими требованиям стандартов Единой системы конструкторской документации и настоящего стандарта. На сборочных чертежах допускается не показывать:

а) фаски, скруглення, проточки, углубления, выступы, накатки, насечки, оплетки и другие мелкие элементы;

б) зазоры между стержнем и отверстием...

Такие особенности запоминаются студентам, когда сборочный чертеж выполняется традиционно на чертежном формате с использованием чертежных инструментов.

После темы «Сборочный чертеж. Спецификация» изучается тема «Чтение и деталирование сборочного чертежа». Именно в ходе изучения этой темы выявляются пробелы знаний студентов по ранее изученному материалу.

Начнем с анализа умения «читать сборочный чертеж». Прочитать сборочный чертеж - значит мысленно представить устройство изделия, общую конфигурацию его составных частей, уметь разбить ее на составные формы, разобраться в способах соединения и взаимодействия деталей, представить порядок разборки и сборки механизма и т.д.

Опыт показывает, что большинство студентов анализируют и читают сборочные чертежи правильно. Вместе с тем процесс деталирования сборочного чертежа, то есть выполнение рабочих чертежей отдельных деталей по сборочному чертежу, вызывает у них затруднение, которое можно объяснить не только сложностью действий при оперировании изображениями сборочных единиц, но и тем, что студенты забывают об упрощениях, применяемых в сборочных чертежах и не учитывают их. Особенно это касается стандартных элементов, таких как резьба и сопутствующие им фаски и проточки; гнеда под шпильки, отверстия под головки винтов и т.д. Наиболее часто это проявляется при работе с чертежами, выполненными не в графических редакторах.

Рассмотрим наиболее распространенные ошибки студентов при выполнении деталирования сборочных чертежей.

При выполнении деталей с резьбой (рисунок 1) теряют резьбовую фаску, а резьбовую проточку изображают как обычную канавку без уточнения ее стандартных особенностей в выносном элементе (рисунок 2, б).

При вычерчивании детали, ввинченной не на полную глубину внутрь глухого отверстия с конусом от сверла (рисунок 3), не могут найти границы очерка изображаемой детали (рисунок 4, а)

Рисунок 1 Фрагмент сборочного чертежа клапана предохранительного

Рисунок 2 Варианты изображений детали «пробка» поз. 6: а - вариант с ошибками; б - правильный вариант

Рисунок 3 Фрагмент сборочного чертежа буфера

В процессе реконструкции частичных изображений (рисунок 5) не используются анализ формы предмета по чертежу, проекционной связи изображений, наличия перепадов контура изображений, свидетельствующих о пересечении поверхностей, не используются свойства симметрии, не учитываются имеющиеся на изображении, характерные особенности частей изображенного предмета, форма сопрягаемых или смежных деталей.

Рисунок 4 Варианты изображений детали «рым болт» поз. 5: а - вариант с ошибками; б - правильный вариант

Типичной ошибкой студентов при деталировании является неверное изображение внутренней резьбы, параллельной оси отверстия (рисунок 7), так как она почти всегда перекрывается изображением ввернутой сопряженной детали (рисунок 8, б). Так же, допускаются ошибки при вычерчивании деталей, соединяемых крепежными изделиями, особенно соединением шпилькой (рисунок 7 - крышка (поз. 2) присоединяется к корпусу (поз. 1) с помощью шпильки (поз.11) и гайки (поз 10)). Размеры отверстий под крепежные детали снимают с чертежа, без учета того, что на сборочных чертежах соединения крепежными деталями показывают согласно ГОСТу условно. В то время, как на рабочем чертеже соединяемые детали изображают с учетом реальных размеров конструктивных элементов (рисунок 8, в).

Рисунок 5 Фрагмент сборочного чертежа муфты быстросъемной

Рисунок 6 Варианты изображений детали «полумуфты внутренней» поз. 3: а - вариант с ошибками; б - правильный вариант

При выполнении студентами деталирования встречаются и другого рода ошибки, например размеры сквозных отверстий под крепежные детали снимают прямо с чертежа (рисунок 9), хотя для этого необходимо применять ГОСТ 11284 - 75 «Отверстия сквозные под крепежные детали. Размеры» и ГОСТ 1287667 «Поверхности опорные под крепежные детали. Размеры» (оба ГОСТа имеют последние переиздания с изменениями 2006 года).

Рисунок 8 Варианты изображений детали «корпус» поз. 1: а, б - варианты с ошибками; в - правильный вариант

Рисунок 9 Фрагмент сборочного чертежа призмы раздвижной: деталь планка поз. 8 имеет отверстия под крепежную деталь винт А.М12х30,58 ГОСТ1491-80

Подобные ошибки имели место и задолго до использования графических редакторов, но с началом активного применения компьютерной графики, количество студентов, совершающих такие ошибки, возросло во много раз.

Поэтому назрела проблема о более глубокой методической проработке описанных тем.

Вопрос о качестве преподавания тем, посвященных выполнению сборочных чертежей и их деталирования, поднималась, конечно, и ранее в работах Ботвинникова А.Д., Жуковой Е.Т. и другими педагогами. Однако менее актуальной не стала.

Основой методических рекомендаций предлагалась следующая последовательность деталирования чертежей [3, с 79]:

• Подготовительная работа:

1. изучить сборочный чертеж;

2. пользуясь спецификацией, определить количество деталей в изображенном изделии и добиться общего представления об их форме и взаимосвязи с другими деталями.

3. Переснять на кальку или скопировать от руки выделенные части изображений разрабатываемых деталей.

• Реконструкция изображений:

1. при наличии прерванного контура изображения детали - дополнить его недостающие части.

2. нанести линии пересечения поверхностей.

3. дополнить недостающие изображения частей детали на имеющихся проекциях;

4. реставрировать части изображений, связанные с необходимостью соблюдения условностей технического черчения.

• Преобразование изображений:

1. изменить, если в этом есть необходимость, форму детали (добавить фаски...);

2. изменить положение, ракурсы и количество изображений, необходимых именно для создания рабочего чертежа детали.

При такой организации обучения деталированию имеет смысл использовать вспомогательный методический материал в виде небольших «разминочных» заданий, выдаваемых после изучения теоретического материала по теме. В них предложить студентам графически решить конкретные задачи с наиболее распространенными проблемными вариантами соединений двух-трех деталей. Это позволит конкретизировать полученные знания на небольшом тренинге и учесть возможные ситуации в индивидуальном задании деталирования сборочного чертежа целого устройства.

В заключение надо отметить, что серьезная, глубокая проработка тем «Сборочные чертежи. Спецификации» и «Чтение и деталирование сборочного чертежа» позволят выпускникам кораблестроителям получить необходимые знания и умения, а так же способствовать выполнению ряда трудовых действий, таких как проработка технических решений по проектированию деталей, узлов, конструкций с использованием средств автоматизации проектирования по отработанным прототипам; разработка эскизных и технических проектов в соответствии с техническим заданием на разработку составных частей, конструкций судов и плавучих сооружений и аппаратов [4] на высоком профессиональном уровне.

Использованные источники

1. Разработка сборочных чертежей и спецификации в среде Компас - График [Электронный ресурс]: учебное пособие / А.В. Жданов. Е.А. Курышева - Омск: СибАДИ, 2017. Режим доступа http://bek. sibadi.org/fulltext/esd

2. ГОСТ 2.109 -73 Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам. М.: Стандартинформ, 2007. 34 с.

3. Ботвинников Л.Д. Пути совершенствования методики обучения черчению: пособие для учителей. М.: Просвещение, 1983. 128 с.

4. Профессиональный стандарт «Специалист по проектированию и конструированию в судостроении». Минтруд России, 2020.

Размещено на Allbest.ru