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創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

一、建設(shè)目標(biāo)

利用學(xué)校現(xiàn)有場地優(yōu)勢和企業(yè)資源,補(bǔ)充部分資源劣勢,打造創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以學(xué)生創(chuàng)新為核心理念,STEM理念貫穿整個(gè)創(chuàng)新流程,培養(yǎng)學(xué)生動手能力及創(chuàng)新能力,堅(jiān)守創(chuàng)新,持續(xù)實(shí)踐,樂于分享。該中心是以創(chuàng)客文化為核心價(jià)值,共享資料、知識及技術(shù),實(shí)施創(chuàng)新項(xiàng)目。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室將創(chuàng)意、發(fā)明、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、教學(xué)實(shí)踐轉(zhuǎn)化為一個(gè)有機(jī)的過程,成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的集散地和創(chuàng)新社區(qū)的中樞,是提高學(xué)生專業(yè)技能水平和教師實(shí)踐教學(xué)能力的有效途徑,是深化學(xué)校教育改革的一個(gè)綜合實(shí)踐中心。

(一)培養(yǎng)學(xué)生動手能力

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室最基礎(chǔ)、最核心的內(nèi)容就是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室配備了增材制造、減材制造、木工加工等關(guān)聯(lián)設(shè)備,讓學(xué)生通過對設(shè)備的學(xué)習(xí)與操作,鍛煉學(xué)生的動手能力。

(二)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

創(chuàng)新是可以培養(yǎng)的,四大基地配備獨(dú)特的創(chuàng)新項(xiàng)目,學(xué)生以由簡入深的各個(gè)項(xiàng)目為核心,圍繞“認(rèn)知,模仿,改善,創(chuàng)造”四個(gè)階段反復(fù)進(jìn)行學(xué)習(xí),制作。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,以及實(shí)現(xiàn)構(gòu)想的能力。

(三)STEM 教育理念

STEM學(xué)習(xí)不是進(jìn)行簡單疊加,而是將四個(gè)學(xué)科整合到一種教學(xué)范式中,把零碎知識變成相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室就是按此STEM理念進(jìn)行打造。

二、建設(shè)內(nèi)容

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室組成由若干小型普通機(jī)床,機(jī)床附件,木工工具,各類工具,量具等等設(shè)備構(gòu)建而成的空間,建議面積50-70㎡,可容納20名學(xué)生。同時(shí),配置相應(yīng)的制作項(xiàng)目和課程。鍛煉學(xué)生使用新技術(shù)新設(shè)備的能力,配置相應(yīng)的制作項(xiàng)目和課程,同時(shí),提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,增加學(xué)生創(chuàng)造力。

(一)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成

該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是交鑰匙工程,由場地+硬件設(shè)備+課程組成,滿足學(xué)校教師與學(xué)生的教與學(xué)。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室由兩個(gè)區(qū)域組成,分別是手動創(chuàng)新加工區(qū)、學(xué)習(xí)討論裝配區(qū)。每個(gè)分區(qū)根據(jù)功能特點(diǎn)不同,配置不同的創(chuàng)新加工設(shè)備、配套工具。除了設(shè)備的不同,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室還根據(jù)不同層級的學(xué)生,設(shè)計(jì)了針對性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,覆蓋中小學(xué)、高中高職、大學(xué)生。滿足不同階段學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)。

(二)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室布局

實(shí)驗(yàn)室機(jī)床

(三)功能與主要對象

1、面向?qū)ο螅?/p>

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室主要面向?qū)ο螅褐行W(xué)、高中高職學(xué)生。

2、創(chuàng)新加工區(qū)

創(chuàng)新加工區(qū)包含幾個(gè)分區(qū):木工加工區(qū)、手動加工區(qū)、數(shù)控加工區(qū)、3D打印區(qū)

2.1 木工加工區(qū):

該區(qū)域設(shè)備由木工設(shè)備組成,配套木工課程、加工耗材、視頻。通過對半成品耗材的加工,主要是木工材料。能夠更好的讓學(xué)生獲得完成作品的成就感,激發(fā)學(xué)生的興趣,對創(chuàng)新的理解與創(chuàng)作的沖動。木工加工區(qū)操作難度較低,適合中小學(xué)生操作與實(shí)訓(xùn)。

2.2 手動加工區(qū):

配套桌面式、臺式手動機(jī)床,設(shè)備體積小,操作安全。通過對手動機(jī)床設(shè)備的操作,完成復(fù)雜項(xiàng)目的加工。該區(qū)域難度要求較高,適合高中及以上層次學(xué)生操作與實(shí)訓(xùn)。

2.3 數(shù)控加工區(qū):

數(shù)控加工區(qū)配套數(shù)控機(jī)床,在手動機(jī)床操作的基礎(chǔ)上,增加了數(shù)控加工部分,彌補(bǔ)手工加工帶來的缺陷,讓加工更為自動化、智能化。配備了多系統(tǒng)仿真加工一體機(jī),學(xué)生在數(shù)控加工實(shí)操前,可以通過虛擬機(jī)進(jìn)行虛擬加工,驗(yàn)證合格后,再發(fā)到實(shí)際機(jī)床上加工,保證了加工的安全和可靠性。該區(qū)域難度要求高,適合高職及以上學(xué)生操作與實(shí)訓(xùn)。

2.4 3D打印加工區(qū):

3D打印加工區(qū)由多功能3D打印機(jī)、三維設(shè)計(jì)區(qū)組成。課程設(shè)計(jì)遵循由淺入深,從模仿到創(chuàng)新的原則,同學(xué)們首先學(xué)會看圖、設(shè)計(jì)、建模、切割、打孔、敲打和拼插、粘貼等基本技能,了解各種工具的常識和作用。隨后進(jìn)行模仿制作,通過使用部分工具和材料制作教學(xué)套件中提供的電子套件,培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)造能力,鍛煉空間想象力。最終能夠?qū)崿F(xiàn)3D打印作品的獨(dú)立創(chuàng)作。這其中的每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都是圍繞一件制作、完成一個(gè)任務(wù)、進(jìn)行一項(xiàng)設(shè)計(jì)、形成一樣產(chǎn)品來開展學(xué)習(xí)實(shí)踐。

3、學(xué)習(xí)討論裝配區(qū)

配備學(xué)習(xí)大屏,六邊形桌椅,該區(qū)域建立的目的是為了學(xué)生進(jìn)行理論學(xué)習(xí)與指導(dǎo)。學(xué)習(xí)大屏播放教學(xué)課件與項(xiàng)目視頻,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。

(四)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

提出創(chuàng)新能力培養(yǎng)概念,認(rèn)為創(chuàng)新能力是可以通過訓(xùn)練培養(yǎng)提升的。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)模型:

創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要經(jīng)過認(rèn)知(理解對象),模仿(逆向工程),改善(改進(jìn)設(shè)計(jì)),創(chuàng)造(獨(dú)立設(shè)計(jì))4個(gè)階段。我們依據(jù)創(chuàng)新能力培養(yǎng)4個(gè)階段所設(shè)計(jì)的“創(chuàng)新鏈條”貫穿創(chuàng)新課程,經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn),學(xué)習(xí)者反復(fù)學(xué)與練,創(chuàng)新能力得到顯著提高。

實(shí)驗(yàn)室機(jī)床

(五)創(chuàng)新項(xiàng)目

項(xiàng)目名稱

工藝卡

視頻

圖紙

毛坯

是否需要數(shù)控加工程序

陀螺項(xiàng)目


火箭模型項(xiàng)目


名片夾項(xiàng)目


相框項(xiàng)目


風(fēng)鈴項(xiàng)目


筆架項(xiàng)目


銅筆項(xiàng)目


打火機(jī)項(xiàng)目


炮車項(xiàng)目


搖擺氣缸項(xiàng)目


三、建設(shè)清單

序號

設(shè)備名稱

參數(shù)組成

單位

數(shù)量

備注

1

三合一多功能鋸磨刨組合機(jī)床

①鋸床是以曲線鋸割為主的機(jī)床,加置直線器也可進(jìn)行直線據(jù)割。
②刨床是對據(jù)割后不平整的木板進(jìn)行刨平加工。
③磨床主要是對木板進(jìn)行圓角加工,也可磨直線,但沒有刨床的精確。
適用于基礎(chǔ)訓(xùn)練以及使用。
配有防護(hù)裝置,相對安全。

2


2

手持雕刻機(jī)

可以在木料上雕刻半圓形、三角形、開槽等功能。
適用于基礎(chǔ)訓(xùn)練以及使用。
配有壓力安全裝置,相對安全。

5


3

手持打磨機(jī)

對木板進(jìn)行圓角和直線打磨加工,配有鏟、鋸等功能。
適用于基礎(chǔ)訓(xùn)練以及使用。
利用震動原理,相對安全

5


4

曲線鋸

用于木料、亞克力、塑料等材料曲線形狀的加工,能夠無級變速,壓板,以及吹灰功能。
適用于基礎(chǔ)訓(xùn)練以及使用。
配有防護(hù)罩,相對安全。

5


5

圓片鋸

用于木料、亞克力、塑料等材料曲線形狀的加工,能夠無級變速,固定底板,并配有吸灰功能。

5


6

臺式車床

1、規(guī)格參數(shù):
1.1
床身上工件最大回轉(zhuǎn)直徑 210mm
1.2 最大工件長度 510mm
1.3 主軸通孔直徑 20mm
1.4 主軸內(nèi)孔錐度 莫氏3號
1.5 尾軸孔錐度 莫氏2號
1.6 主軸轉(zhuǎn)速范圍(6級) 100-2000rpm
1.7 拖板橫向行程 100mm
1.8 拖板縱向行程 70mm
1.9 可加工螺紋范圍 公制 0.25-3.0mm(17種規(guī)格)
1.10 電機(jī)輸出功率 1000w
1.11 車床外形尺寸 910*630*400mm
1.12 包裝車床 1060*710*510mm
1.13 凈重/毛重 105/135kg
2、隨機(jī)附件:
2.1 環(huán)球牌三爪卡盤100及卡盤手柄  各1
2.2 雙頭扳手8×10、14×17、17×19 各1
2.3 內(nèi)六角扳手2.5、3、4、5、6      各1
2.4 主軸頂尖 CJ9525-02019  1件
2.5 尾座頂尖 CJ9525-03023  1件
2.6 交換齒輪
公制:35、40、45、49、50(2只)、56、70、80、100(2只)  共11只
英制:35、40、45、50(2只)、55、70、100(2只)、127  共10只
公英制:35、40、45、49、50(2只)、55、56、70、80、100(2只) 、127 共13只
2.7 六角螺栓 GB 5783-86  M8x35  6
2.8 平墊圈 GB 97.1-85 8 6
3、專業(yè)版升級附件:
3.1 四爪卡盤
3.2  活頂尖
3.3 花盤
3.4 花盤壓板
3.5 10*10車刀
3.6 車刀7件套
3.7 快換刀架
3.8 中心架
3.9 跟刀架
3.10 滾花刀
3.11 鉆夾頭

5

SC4-Pro

7

臺式鉆銑床

1、規(guī)格參數(shù):
1.1
主軸精度 0.01-0.02mm
1.2 鉆孔能力 20mm
1.3 攻絲能力 12mm
1.4 端面銑能力16mm
1.5 表面銑能力 50mm
1.6 主軸行程70mm
1.7 縱向行程(X) 400mm
1.8 橫向行程(Y)190mm
1.9 主軸箱行程(Z) 290mm
1.10 主軸孔錐度莫氏3號
1.11 主軸中心線到立柱表面距離 190mm
1.12 主軸端面到工作臺面的距離 370mm
1.13 工作臺有效尺寸 700x160mm
1.14 T型槽尺寸 12mm
1.15 電機(jī)輸出功率 750w
1.16 主軸轉(zhuǎn)速(無級調(diào)速) 100-2000轉(zhuǎn)/分±10%
1.17 外形尺寸(長x寬x高) 825x620x880mm
1.18 包裝尺寸(長x寬x高) 960x760x1060mm
1.19 凈重/毛重 111/145KG
2、隨機(jī)附件:
2.1 使用說明書 1本
2.2 鉆軋頭和鑰匙 φ13mm 1套
2.3 雙頭扳手 S1×S2 :8×10、14×17、17×19 各1
2.4 內(nèi)六角扳手 S:3、4、5、6 各1
2.5 油壺 1只
2.6 拉桿 X30212 1根
2.7 錐柄 X30269 1只 莫氏3號
2.8 T型螺母 X22001 2件
2.9 斜鍥 X3C2002 1件 R8不配
2.10 保險(xiǎn)絲 100V-240V/5A或110-160V/3A 各1
2.11 氯丁橡膠同步齒形帶 GB11361-89 1
M2 Z65 B14長408.4 圓弧同步齒形帶
M5×Z80×B15×長400 1 斯沃里專用
2.12 鉗形扳手 X32001 1 R8主軸配
2.13 底腳調(diào)整螺釘 X31101 4
3、專業(yè)版升級附件:
3.1 外接平板電腦的藍(lán)牙磁柵數(shù)顯
3.2 自動進(jìn)刀器
3.3 專用底座
3.4 回轉(zhuǎn)工作臺
3.5 三爪卡盤
3.6 分度盤
3.7 回轉(zhuǎn)工作臺尾座
3.8 鍵槽銑刀
3.9 50毫米立銑刀
3.10 100毫米平口鉗
3.11 MT3鉆夾頭
3.12 42件套壓板

5

SX2.7-Pro

8

鉗工臺

工作臺:1500mm
寬度:900mm
高度加中網(wǎng)板:1250mm
鉗工工具套件:帶測深桿的游標(biāo)卡尺;銼刀;可調(diào)節(jié)式鋸弓;手錘;角尺;普通劃規(guī);臺虎鉗;劃線盤;鋼尺;卡規(guī);絲錐套件;扳牙套件;鉸刀等。

5


9

多系統(tǒng)數(shù)控仿真一體機(jī)

1. 多系統(tǒng)數(shù)控仿真一體機(jī)是一款具有數(shù)字雙胞胎功能的教學(xué)設(shè)備,它可與多系統(tǒng)加工中心配合使用,組成多系統(tǒng)數(shù)字化仿真及加工系統(tǒng)。
2. 仿真部分為具有數(shù)字雙胞胎功能,仿真系統(tǒng)里面的 CNC 機(jī)床是加工中心的 1:1 雙胞胎模
型。
3. 可以在仿真環(huán)境中控制與實(shí)物一致的設(shè)備模型進(jìn)行對刀、換刀、裝夾、切削加工等設(shè)備操作,過程及結(jié)果須與多系統(tǒng)加工中心的對刀、換刀、裝夾、切削加工結(jié)果完全一致。
4. 仿真軟件具有控制實(shí)際 CNC機(jī)床操作功能。
5. 設(shè)備為一體機(jī)、設(shè)備體積為:長560mm,寬810mm,高1200mm。
6. 可選配 FANUC、SIEMENS、廣數(shù)、華中等多種主流數(shù)控系統(tǒng)和與系統(tǒng)對應(yīng)的數(shù)控機(jī)床實(shí)物操作面板,數(shù)控機(jī)床實(shí)物編程鍵盤:
7. 模塊化設(shè)計(jì)可切換數(shù)控機(jī)床實(shí)物操作面板,數(shù)控機(jī)床實(shí)物編程鍵盤。
8. 數(shù)控機(jī)床加工過程仿真顯示器大小 19″以上,數(shù)控機(jī)床編程顯示器大小 8″以上。
9. 設(shè)備電源:220V 50Hz 1.5A功耗:150。
10. 可配置多種數(shù)控車、銑、鏜加工仿真軟件。
11. 具備智能學(xué)習(xí)考核評價(jià)系統(tǒng)。
12. 標(biāo)準(zhǔn)配置計(jì)算機(jī),獨(dú)顯,可運(yùn)行大型三維造型軟件;
13. 可兼容多種 CAD/CAM 系統(tǒng)(如 UG、Pro/Engineer、Solidworks、Auto CAD\CAXA等制圖軟件和編程軟件)及辦公軟件、鏈接 3D 打印,兼容其它軟件系統(tǒng)等。
14. 設(shè)備必須有自主知識產(chǎn)權(quán),具有產(chǎn)品的專利證書,提供工程的彩色照片供參考。

1


10

數(shù)控加工中心

特點(diǎn):
可自動換刀
帶桌面式4工位刀庫
配置伺服電機(jī)
線性導(dǎo)軌
高精度滾珠絲桿
全防護(hù)罩殼帶開門斷電
LED金屬三色警報(bào)燈
帶福馬輪可移動底座
功能參數(shù):
1.工作臺
工作臺尺寸 400×145mm
T型槽 3×12×40mm
工作臺載重 20kg
2.行程
X軸行程 260mm
Y軸行程 152mm
Z軸行程 180mm
主軸鼻端至工作臺面 60-240mm
主軸中心至立柱導(dǎo)軌面 200mm
3.主軸
主軸規(guī)格 ISO20
主軸功率 1000w
主軸轉(zhuǎn)速 100-5000r/min
4.進(jìn)給軸
X.Y.Z三軸快速進(jìn)給 5000mm/min
X.Y.Z三軸切削速度 1000mm/min
X.Y.Z三軸功率 X/Y/Z:400W
5.刀庫
刀庫數(shù)量 4把
最大刀具直徑 10mm
最大刀具長度 110mm
最大刀具重量 0.5kg
換刀時(shí)間 10s
6.精度
定位精度 0.015mm
重復(fù)定位精度 0.01mm
7.其他
電源 230/120V
機(jī)床重量(凈重/毛重) 280/340kg
機(jī)床尺寸 1040×860×940mm
包裝尺寸 1170×960×1100mm

1


11

3D打印機(jī)

1. 打印機(jī)工藝:FDM快速成型技術(shù)
2. 打印尺寸:300mm×250mm×300mm(長×寬×高)。
3. 噴頭數(shù)量:1個(gè)(除標(biāo)準(zhǔn)噴頭外,額外贈送高溫噴頭一個(gè))
4. 噴嘴直徑:4mm
5. 打印機(jī)語言:6國語言包含中文英文操作界面。
6. 打印機(jī)屏幕:5英寸的顯示屏觸摸操作。
7. 打印層厚:0.05mm-0.4 mm。
8. 支持材料類型:支持PLA、ABS、PC、FLEX、HIPS、Wood-filled、Bronze-filled、Nylon、TPU、TPE、Fiber Carbon等主流材料。
9. 定位精度:X、Y軸≥0.0125mm、Z軸≥0.00125mm。
10. 打印速度:10~150mm/s。
11. 打印機(jī)功能特點(diǎn):
1) 支持打印完成自動關(guān)機(jī)
2) 內(nèi)置空氣循環(huán)過濾風(fēng)扇
3) 具有加熱底板,磁吸式可移動反復(fù)折彎
4) 具有雙放料結(jié)構(gòu)(外部一個(gè),內(nèi)部一個(gè))
5) 平臺采用雙Z軸上下結(jié)構(gòu),使得打印大尺寸更加穩(wěn)固
6) 具備斷電續(xù)打功能和WIFI連接發(fā)送模型并打印
12. 打印機(jī)軟件特點(diǎn):
1) 支持SIMPLIFE3D、CURA等切片軟件。
2) 軟件語言:支持15種語言,包含中文和英文操作。
3) 軟件格式:支持.stl,obj,3mf,bmp,x3d,jpg,png等文件輸入。
4) 軟件系統(tǒng):支持Windows 7及以上, Mac10.11系統(tǒng)以上平穩(wěn)運(yùn)行
13. 打印機(jī)配置:1卷PLA料盤,一套普通噴頭,一套高溫噴頭,U盤一個(gè)(16GB)

5


12

作品展示柜

由4個(gè)獨(dú)立柜子拼接組成,主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu),承重結(jié)構(gòu)為玻璃。
單獨(dú)柜子尺寸:高寬深1800*900*300
展示架上下Z字形構(gòu)造

1


13

工具墻(含基礎(chǔ)工具)

多功能移動工具墻,鋼結(jié)構(gòu)。
外形尺寸;960*410*1550mm
工、量具套件: 開口扳手(雙頭)套件;開口扳手(單頭)套件;活動扳手;方形整體扳手;六方形整體扳手;內(nèi)六角扳手套件;卷尺;十字螺絲刀大、中、小;一字螺絲刀大、中、小;水平尺;尖嘴鉗;老虎鉗;游標(biāo)卡尺;百分表;帶桿百分表座;手槍鉆;麻花鉆頭套件等

2


14

六邊形桌椅套裝

圓管鋼腳 三氫板面板椅 鋼腳 優(yōu)質(zhì)配件 黑色韓皮,六角桌,可拆可組,桌腿鈑金1.5,配套椅子,椅子鈑金1.5

4


15

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目材料包

銅筆系列、搖擺氣缸、風(fēng)鈴材料毛坯

20


16

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程包

創(chuàng)新課程包,圖紙、視頻、工藝卡、教材。
包含課程:E1-普通車床操作入門、E2-普通銑床操作入門、J1 常用量具的使用方法、C1 勢能小車創(chuàng)新項(xiàng)目、銅筆項(xiàng)目、搖擺氣缸項(xiàng)目、風(fēng)鈴項(xiàng)目。

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