基于SolidWorks和3D打印技术的机电专业综合实训研究

摘 要：专业综合实训作为重要的教学环节，需要充分融合专业知识到一个实际项目中，从而锻炼学生的动手能力、知识融合能力和创新能力，使专业竞争力得到全方位的提高，我院机电一体化专业借助于SolidWorks设计技术和3D打印技术，通过完成减速器的计算机辅助设计分析并快速成型，拓展并加深专业实训内容，创新实训过程。

关键词：SolidWorks;3D;综合实训

1 机电一体化专业综合实训的地位

机电一体化技术是一个高度融合机械、电子、控制、信息等技术的专业，其为现代装备制造业，培养具有高技术高能力应用型人才。为实现这一目标，必须要开展实践实训的教学内容。本专业综合实训安排在第五学期，即开始专业顶岗实习之前。

该实训是按照专业培养目标和相应职业岗位能力的要求，在真实或仿真模擬的现场操作环境中，培养学生综合运用多门课程知识、多种实验原理和技能解决实际问题的能力，以强化学生专业综合技能的掌握和运用为主要目的综合性实践教学环节，它整合了专业单项实验中的知识和技能，融合了各专业课程的理论和实践，是应知、应会、应用的融会贯通，是机电一体化技术专业人才培养模式中重要的实践性教学环节。我院智能工程系机电一体化技术的专业综合实训过程中，采用新技术新方法，丰富传统的实训内容，使学生加深对专业知识的理解。

2 综合实训内容是减速器的设计与制造

齿轮减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域。此次设计将综合应用机械设计、机械原理、制造技术以及数控加工等多门课程的相关知识。

本实训的主要工作内容包括：根据工矿要求，通过参考机械设计等课程内容，采用查表、查手册等数据计算方法合理选择电机、分配传动比，并计算轴、齿轮等主要零件的尺寸。借助三维绘图软件SolidWorks进行减速器装配图及零件图的绘制，并进行初步运动仿真。之后，将SolidWorks数字模型转换为STl格式，导入到3Dstar切片软件中，合理设置参数并进行切片，最后输入到3D打印机进行快速成型。

3 综合实训的实施过程

3.1 实训准备

硬件准备：台式电脑3D打印机

软件准备：SolidWorks2015，3Dstar

其中SolidWorks是在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中设计过程比较简便而方便的软件之一，是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。其具有功能强大、易学易用和技术创新三大特点。在中小型企业中具有广泛的应用。3dStar软件是一款简洁高效的模型编辑处理软件。它提供了全面并且安全的模型基础编辑、模型高级编辑、快速打印及数个附加功能的工具软件。其中模型基础编辑具有强大的模型编辑能力，可同时编辑多个数据模型;用户可根据模型特性，对模型进行移动、旋转、缩放、叠加（删减）的编辑;高级编辑可以进行切割、布尔、检查、测量和分解等功能。

3.2 实施步骤

此次实训总体设计开始，包括传动方案布局，传动比的选择等。之后进入零部件的设计计算及造型，然后进行装配和运动仿真，最后转换格式进行打印。具体流程及各流程的部分成果如下图所示：

4 结论

通过本次实训环节的开展和实施，机电专业的学生充分运用了所学到的专业知识和技能，锻炼的思维能力和动手能力，以及实际解决问题的能力。在实训的过程中，加强了对设计过程的理解和三维软件的绘图能力的要求，增材制造技术的引入，更大大激发了学生对设计产品的理解，打通了从虚拟设计到可见产品的过程，沟通了设计与制造过程，取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]邹锦波，王华.基于UG和3D打印的双离合自动变速器齿轮组教具的设计[J].北京印刷学院学报，2019（5）：99-101.

[2]毛玮，蒋洪奎.3D打印技术在机械原理课程教学中的应用[J].工业设计，2019（9）.

[3]林宗德.3D打印技术在机械创新实验教学的应用研究[J].机械管理开发，2019，34（01）：159-160.

[4]蒋三生.基于第二课堂的“数字化设计与3D打印”课程建设[J].农产品加工，2019.

[5]俞彦勤，刘辉，邹佳鹏.模具CAD/CAE/CAM一体化教学实验研究[J].实验技术与管理，36（03）：216-219.

作者简介：郝克明（1982-），女，汉族，河北廊坊人，硕士，工程师，河北软件职业技术学院智能工程系，研究方向：高职教育。