一種3d打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，具體是應(yīng)用3D打印技術(shù)的熔融沉積工藝制作的機(jī)械制圖專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)模型。教學(xué)模型主要包括29個(gè)單體零件模型，在零件配合端面合理位置開(kāi)若干容納孔，然后在容納孔里面采用AB膠安裝小磁鐵，通過(guò)磁鐵實(shí)現(xiàn)不同零件之間的裝配。29個(gè)單體零件模型可以組裝成30種機(jī)械零件教學(xué)模型，主要包括齒輪類(lèi)、軸套類(lèi)、支座類(lèi)、支架類(lèi)和閥體類(lèi)等機(jī)械零件教學(xué)模型，教學(xué)模型可以用于機(jī)械制圖、機(jī)械零件測(cè)繪和計(jì)算機(jī)繪圖等專(zhuān)業(yè)課程的理論與實(shí)踐教學(xué)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，具體為應(yīng)用3D打印技術(shù)的熔 融沉積工藝制作的機(jī)械制圖專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)模型。

【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)械制圖教學(xué)模型主要用于機(jī)械制圖、機(jī)械零件測(cè)繪和計(jì)算機(jī)繪圖等理論與實(shí)踐 課程的教學(xué)，市場(chǎng)上主要有立體示教模型和零件測(cè)繪模型，一般采用工程塑料、木材、鋼材 制作，主要特點(diǎn)是種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)單體、價(jià)格昂貴。
[0003] 傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)模型盡管有眾多軸套類(lèi)、支架類(lèi)、盤(pán)類(lèi)、箱體類(lèi)等單體零件， 結(jié)構(gòu)單體，一般都是為了滿(mǎn)足機(jī)械制圖課程組合體、機(jī)件表達(dá)的方法、零件圖等某一知識(shí)點(diǎn) 的教學(xué)需要。整套機(jī)械制圖模型一般是單體模型的組合，不僅成本高，而且往往難于涵蓋各 種機(jī)械零件類(lèi)型的教學(xué)模型。在傳統(tǒng)教學(xué)中由于對(duì)機(jī)件表達(dá)方法的理解不夠透徹，導(dǎo)致學(xué) 生不能靈活選擇合適的表達(dá)方法，難于完整、正確且清晰地表達(dá)機(jī)械產(chǎn)品，由于工程圖形表 達(dá)能力的不足，導(dǎo)致學(xué)生機(jī)械零件圖樣的繪制能力也不強(qiáng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型旨在提供一種3D打印的機(jī)械制 圖教學(xué)模型，該教學(xué)模型可以組裝成30種機(jī)械零件教學(xué)模型，主要包括齒輪類(lèi)、軸套類(lèi)、支 座類(lèi)、支架類(lèi)和閥體類(lèi)等機(jī)械零件教學(xué)模型，教學(xué)模型用于機(jī)械制圖、機(jī)械零件測(cè)繪和計(jì)算 機(jī)繪圖等專(zhuān)業(yè)課程的理論與實(shí)踐教學(xué)，不僅能有效地激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣，而且可以 提高機(jī)件表達(dá)方法的學(xué)習(xí)效果，即根據(jù)機(jī)件的結(jié)構(gòu)和形狀特點(diǎn)，靈活選擇合適的表達(dá)方法， 將機(jī)件正確、完整、清晰地表達(dá)出來(lái)，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的工程圖形表達(dá)能力和三維數(shù) 字化建模能力。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型應(yīng)用TOP-DOWN設(shè)計(jì) 方法，基于三維數(shù)字化技術(shù)軟件設(shè)計(jì)三維數(shù)字化模型。首先創(chuàng)建頂層骨架模型，然后對(duì)頂 層骨架模型進(jìn)行拆分，拆分出單體零件模型，再使用所創(chuàng)建的單體零件模型組裝成機(jī)械零 件模型，考慮不同零件之間的裝配，在零件配合端面合理位置開(kāi)若干φ3.5ΧΖ5孔，然后在 φ3·5Χ2.5孔里面采用AB膠安裝φ3Χ2小磁鐵。通過(guò)磁鐵實(shí)現(xiàn)不同零件之間的裝配。
[0006] 本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，包括多個(gè)單體零件模型，其特征在于，各所述 單體零件模型的配合端面設(shè)有容納孔，所述容納孔中安裝有磁鐵，不同單體零件模型之間 通過(guò)所述磁鐵相互裝配成多種不同的機(jī)械制圖教學(xué)模型；各所述單體零件模型通過(guò)3D打 印機(jī)制作而成。
[0008] 本實(shí)用新型的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型中，所述單體零件模型為基本機(jī)械結(jié) 構(gòu)體。
[0009] 本實(shí)用新型的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型中，所述容納孔的尺寸為φ3.5Χ 2.5mm，磁鐵的尺寸為φ3X2mm。
[0010] 本實(shí)用新型的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型中，所述機(jī)械制圖教學(xué)模型包括29個(gè) 單體零件模型，所述多種不同的機(jī)械制圖教學(xué)模型包括齒輪類(lèi)、軸套類(lèi)、支座類(lèi)、支架類(lèi)和 閥體類(lèi)機(jī)械制圖教學(xué)模型。
[0011] 本實(shí)用新型的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型中，所述29個(gè)單體零件模型分別為上 底座零件a、上底座零件b、上底座零件c、上底座零件d、上底座零件e、上底座零件f、上底 座零件g、斜齒輪零件、上底座零件h、上底座零件i、上底座零件j、上底座零件k、下底座零 件a、下底座零件b、下底座零件c、三通管零件a、三通管零件b、三通管零件c、三通管零件 d、左法蘭零件a、左法蘭零件b、右法蘭零件a、右法蘭零件b、連接軸套零件a、連接軸套零件 b、連接軸套零件c、連接軸套零件d、三通管塞零件、直齒輪零件。
[0012] 本實(shí)用新型的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型中，所述的29個(gè)單體零件模型采用ABS 工程塑料，通過(guò)3D打印機(jī)的熔融沉積制成。
[0013] 本實(shí)用新型的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型中，所述的29個(gè)單體零件模型全部組 裝在一起，形成一單體閥體零件。
[0014] 本實(shí)用新型效果是：
[0015] 在機(jī)械制圖"機(jī)件表達(dá)方法" 一章中，通過(guò)本教學(xué)模型，老師可以組合出不同的零 件模型，結(jié)合實(shí)際模型向?qū)W生分別介紹全剖視圖、半剖視圖、局部剖視圖、階梯剖視圖、旋轉(zhuǎn) 剖視圖、斷面圖等常見(jiàn)的機(jī)件表達(dá)方法。使得學(xué)生根據(jù)機(jī)件的結(jié)構(gòu)和形狀特點(diǎn)，能夠靈活 選擇合適的表達(dá)方法，將機(jī)件正確、完整、清晰地表達(dá)出來(lái)。同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生掌握典型 機(jī)械零件圖樣的畫(huà)法，正確分析零件的結(jié)構(gòu)，合理、靈活地運(yùn)用各種表達(dá)方法來(lái)表達(dá)零件結(jié) 構(gòu)。
[0016] 在機(jī)械零件測(cè)繪教學(xué)中，本教學(xué)模型不僅可以大大降低教學(xué)模型的購(gòu)置成本，為 學(xué)生提供多樣化的教學(xué)模型進(jìn)行測(cè)繪。學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手組裝不同類(lèi)型的零件模型，可以 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)零件模型的感性認(rèn)知，從而更有效地培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械零件測(cè) 繪能力和工程意識(shí)。
[0017] 在計(jì)算機(jī)繪圖教學(xué)中，教學(xué)模型可以輔助AutoCAD機(jī)械制圖、PRO/ENGINEER、UG NX、Solidworks等三維數(shù)字化技術(shù)軟件的教學(xué)，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)繪圖課程僅注重根據(jù)二維零件 圖紙進(jìn)行三維數(shù)字化建模和二維工程圖繪制，而本教學(xué)模型可以直觀地提供給學(xué)生進(jìn)行實(shí) 物測(cè)繪，并根據(jù)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行三維數(shù)字化建模，然后再應(yīng)用三維模型來(lái)實(shí)現(xiàn)二維工程圖的 繪制。本教學(xué)模型實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)字化技術(shù)與機(jī)械制圖理論知識(shí)教與學(xué)的有機(jī)融合，這樣不 僅可以加深學(xué)生對(duì)機(jī)件表達(dá)方法、零件圖、組合體等機(jī)械制圖理論知識(shí)的理解和掌握，而 且可以培養(yǎng)學(xué)生的三維數(shù)字化建模能力和二維工程圖的表達(dá)能力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本實(shí)用新型的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型；
[0019] 圖中：1-上底座零件a;2_上底座零件b;3_上底座零件c;4_上底座零件d;5_斜 齒輪零件；6-上底座零件e;7_上底座零件f;8_上底座零件g;9_上底座零件h;10_連 接軸套零件a; 11-三通管零件a; 12-三通管零件b; 13-右法蘭零件a; 14-右法蘭零件b; 15-連接軸套零件b; 16-下底座零件a; 17-下底座零件b; 18-下底座零件c; 19-連接軸套 零件C;20-三通管零件C;21-左法蘭零件a;22-左法蘭零件b;23-三通管零件d;24-三 通管塞零件；25-連接軸套零件d;26_直齒輪零件；27-上底座零件i;28_上底座零件j; 29-上底座零件k。
[0020] 圖2 (a)、（b)、（c)、（d)、（g)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型組裝的支座類(lèi)零 件。
[0021] 圖2(e)、（f)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型組裝的三通管類(lèi)零件。
[0022] 圖2 (h)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型組裝的板類(lèi)零件。
[0023] 圖2 (i)、（j)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型組裝的軸套類(lèi)零件。
[0024]圖2 (k)、（1)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型中的直齒輪、斜齒輪零件。
[0025]圖3(a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)與（g)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型組裝 的閥體類(lèi)零件。
[0026]圖3(h)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型組裝的四通管類(lèi)零件。
[0027] 圖4 (a)、（b)、（c)、（d)、（e)、（f)、（g)、（h)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型 組裝的支座類(lèi)零件。
[0028] 圖5(a)、（b)為本實(shí)用新型教學(xué)模型單體零件模型組裝的支架類(lèi)零件。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 本實(shí)用新型的具體實(shí)施過(guò)程是：基于三維數(shù)字化技術(shù)軟件的TOP-DOWN設(shè)計(jì)工具， 在裝配模式下設(shè)計(jì)機(jī)件的頂層骨架模型，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)制圖時(shí)要有不同表達(dá)方法需要，由 骨架模型拆分出多個(gè)機(jī)械零件模型，再將機(jī)械零件模型進(jìn)行剖切得到29個(gè)單體零件模型， 不同的單體零件模型可以組合成齒輪類(lèi)、軸套類(lèi)、支座類(lèi)、支架類(lèi)和閥體類(lèi)30個(gè)機(jī)械零件 模型。然后將各個(gè)模型的3D模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入至3D打印機(jī)，分別制作各個(gè)機(jī)械零件的3D打印 模型。再將小磁鐵裝配在3D打印模型里，根據(jù)教學(xué)需要組合成機(jī)械制圖教學(xué)模型，來(lái)滿(mǎn)足 機(jī)械制圖課程中機(jī)件表達(dá)方法的教學(xué)需求。同時(shí)，也可以作為機(jī)械識(shí)圖、組合體教學(xué)、零件 圖教學(xué)、機(jī)械零件測(cè)繪、計(jì)算機(jī)繪圖課程的教學(xué)模型。所述的29個(gè)單體零件模型如圖1所 示依次為1-上底座零件a;2_上底座零件b;3_上底座零件c;4_上底座零件d;5_斜齒輪 零件；6-上底座零件e;7_上底座零件f;8_上底座零件g;9_上底座零件h;10_連接軸套 零件a; 11-三通管零件a; 12-三通管零件b; 13-右法蘭零件a; 14-右法蘭零件b; 15-連 接軸套零件b; 16-下底座零件a; 17-下底座零件b; 18-下底座零件c; 19-連接軸套零件 c;20_三通管零件c;21_左法蘭零件a;22_左法蘭零件b;23_三通管零件d;24_三通管 塞零件；25-連接軸套零件d;26_直齒輪零件；27-上底座零件i;28_上底座零件j;29_上 底座零件k。
[0030] 本實(shí)用新型所述的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，主要由29個(gè)單體零件模型組成， 各個(gè)模型分別使用ABS工程塑料，通過(guò)3D打印機(jī)熔融沉積工藝制作。
[0031] 圖2(a)由圖1中的上底座零件al、上底座零件b2、上底座零件c3、上底座零件d4、 斜齒輪零件5、上底座零件e6、上底座零件f7、上底座零件g8、上底座零件h9、直齒輪零件 26、上底座零件i27、上底座零件j28、上底座零件k29組裝而成。
[0032] 圖2(b)由圖1中的下底座零件al6、下底座零件bl7、下底座零件cl8組裝而成。
[0033] 圖2(c)由圖1中的右法蘭零件al3、右法蘭零件bl4組裝而成。
[0034] 圖2(d)由圖1中的連接軸套零件alO與連接軸套零件d25組裝而成。
[0035] 圖2(e)由圖1中三通管零件bl2與三通管零件c20的組裝而成。
[0036] 圖2 (f)由圖1中的三通管零件al1與三通管零件d23組裝而成。
[0037] 圖2(g)由圖1中的左法蘭零件a21與左法蘭零件b22組裝而成。
[0038] 圖2(h)由圖1中的上底座零件al、上底座零件f7、上底座零件h9與上底座零件 i27組裝而成。
[0039] 圖2 (i)由圖1中的連接軸套零件alO與連接軸套零件d25組裝而成。
[0040]圖2 (j)由圖1中的連接軸套零件bl5與連接軸套零件cl9組裝而成。
[0041] 圖3(a)由支座零件圖2(a)與支座零件圖2(d)組裝而成。
[0042] 圖3(b)由支座零件圖2(b)與支座零件圖2(c)組裝而成。
[0043] 圖3(c)由支座零件圖2(b)與支座零件圖2(d)組裝而成。
[0044] 圖3(d)由支座零件圖2(a)與支座零件圖2(c)組裝而成。
[0045] 圖3(e)由支座零件圖2(a)與支座零件圖2(g)組裝而成。
[0046] 圖3(f)由支座零件圖2(a)與支座零件圖2(b)組裝而成。
[0047] 圖3(g)由支座零件圖2(b)與支座零件圖2(g)組裝而成。
[0048] 圖3(h)由圖1中的三通管零件all、三通管零件bl2、三通管零件c20與三通管零 件d23組裝而成。
[0049] 圖4(a)、圖4(b)與圖4(c)均為圖1中的所有29個(gè)零件模型組裝而成，如圖4(a) 所示的閥體零件中的圖2(c)法蘭零件繞三通管零件bl2大圓筒的軸線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°而 得到如圖4(b)所示的閥體零件。
[0050] 如圖4(c)所示的閥體零件是如圖4(b)所示的閥體零件去除掉三通管塞零件24 而得到。
[0051] 圖4(d)所示的閥體零件是由圖4(a)所示的閥體零件去除掉如圖2(a)所示的支 座零件而得到。
[0052] 圖4(e)所示的閥體零件是由圖4(b)所示的閥體零件去除掉如圖2(a)所示的支 座零件而得到。
[0053] 圖4(f)所示的閥體零件是由圖4(a)所示的閥體零件去除掉如圖2(b)所示的支 座零件而得到。
[0054] 圖4(h)所示的閥體零件是由圖4(d)所示的閥體零件去除掉三通管塞零件24而 得到。
[0055] 圖5(a)所示的支架零件是由圖2(h)所示的座板零件、上底座零件b2、上底座零 件c3、斜齒輪零件5、上底座零件e6、上底座零件g8、直齒輪零件26、上底座零件j28、上底 座零件k29、圖2(d)所示的支座零件與圖2(c)所示的支座零件組裝而成。
[0056]圖5(a)所示的支架零件中圖2(c)所示的支座零件繞圖2(d)所示的支座零件的 軸線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，得到圖5(b)所示的支架零件。
[0057]此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名 稱(chēng)等可以不同。凡依本實(shí)用新型專(zhuān)利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化， 均包括于本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描 述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型 的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，包括多個(gè)單體零件模型，其特征在于，各所述單 體零件模型的配合端面設(shè)有容納孔，所述容納孔中安裝有磁鐵，不同單體零件模型之間通 過(guò)所述磁鐵相互裝配成多種不同的機(jī)械制圖教學(xué)模型；各所述單體零件模型通過(guò)3D打印 機(jī)制作而成；所述機(jī)械制圖教學(xué)模型包括29個(gè)單體零件模型，所述多種不同的機(jī)械制圖教 學(xué)模型包括齒輪類(lèi)、軸套類(lèi)、支座類(lèi)、支架類(lèi)和閥體類(lèi)機(jī)械制圖教學(xué)模型。
2. 如權(quán)利要求1所述的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，其特征在于，所述容納孔的尺寸 為tp3.5X2.5mm，磁鐵的尺寸為φ3Χ2 mm。
3. 如權(quán)利要求1所述的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，其特征在于，所述29個(gè)單體零件 模型分別為上底座零件a、上底座零件b、上底座零件c、上底座零件d、上底座零件e、上底座 零件f、上底座零件g、斜齒輪零件、上底座零件h、上底座零件i、上底座零件j、上底座零件 k、下底座零件a、下底座零件b、下底座零件c、三通管零件a、三通管零件b、三通管零件c、 三通管零件d、左法蘭零件a、左法蘭零件b、右法蘭零件a、右法蘭零件b、連接軸套零件a、 連接軸套零件b、連接軸套零件c、連接軸套零件d、三通管塞零件、直齒輪零件。
4. 如權(quán)利要求1所述的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，其特征在于，所述的29個(gè)單體零 件模型采用ABS工程塑料，通過(guò)3D打印機(jī)的熔融沉積制成。
5. 如權(quán)利要求1所述的3D打印的機(jī)械制圖教學(xué)模型，其特征在于，所述的29個(gè)單體零 件模型全部組裝在一起，形成一單體閥體零件。
【文檔編號(hào)】G09B11/10GK204178586SQ201420253877
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】陳鵬, 李云蘭 申請(qǐng)人:宜春學(xué)院