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    智能时代的教师工具:唤醒学习设计工具的数据智能

    作者:《开放教育研究》作者:顾小清 舒杭 白雪
    发表于:2019-07-23

    | 全文共9287字,建议阅读时18分钟 |

    本文由《开放教育研究》杂志授权发布

    作者:顾小清 舒杭 白雪梅


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    摘要

     

    人工智能作为当今最先进的智能技术之一,正在以其前所未有的方式改变着诸多行业。人工智能技术虽然在可预见的将来不会取代教师这一职位,但智能技术能为教师增能已逐渐被人接受。近年来,研究者认识到,对于教学实践来说,最有价值的智能技术是数据智能,即学习分析技术所关注的数据支持的教学决策。延续本团队在教学设计工具以及学习分析技术方面的研究,本文对“学习地图”这一教学设计工具加以数据智能的拓展。文章首先从基于模型的教学设计工具的角度,对学习地图这一教师工具进行分析;然后从利用学习分析工具提供数据支持的学习改进角度,提出挖掘数据智能以便为教学设计增能的可能性及其设计,以期为智能时代的教师工具提供开发思路。

    关键词:人工智能;基于模型的教学设计;数据智能;学习地图

    人工智能正在悄悄地改变着经济、医疗、科技等领域的发展。人工智能技术也为教与学带来了新的发展潜能,诸如自适应学习系统、智能仿真教学系统、智能评测等应用的出现,使教师的部分教学工作被人工智能所赋能。那么,人工智能技术能在哪些方面为教师提供工具,为教师的专业工作增能?

     

    教学设计是教师专业性知识的第一现场。“现场”的多变性使教学设计往往具有个性化与生成性等动态特征。教师需要根据具体实践对教学设计进行优化和再设计。为此,体现了教学专业性知识、同时兼具教学定式和教学变式的教学设计,成为寻求以人工智能为教师增能的突破口。很多研究者一直以来致力于为基于模型的教学设计提供可视化的设计工具,这些工具能否在智能化方向实现功能延伸,如何延伸?对于教学设计的生成性特征,是否可利用数据智能为教师提供决策支持,如何提供这一支持?本文力图对这些问题作出回答。

     

    一、教学设计:基于模型与超越模型之间

     

    (一)教学设计是有模型可循的

    教师的实践性知识始于教学设计(,2005),又凝结为教学设计模型。教师的实践性知识往往又以教学设计模型的形式将教学理论落实于教学实践。比如,布兰斯福德(Bransford,2000)等将人是如何学习的分为知识中心、学习者中心、共同体中心以及评估中心等模式。在这一基础上,研究者分别提出基于问题的学习、小组协作教学、基于项目的学习、基于资源的学习(Savery et al.,1995;Wessner et al.,2001;Phyllis et al.,1991;Hill et al.,2001),以及授导型教学、基于案例的教学、支架式教学、抛锚式教学以及探究式教学等模型(祝智庭等,2005;Stavros et al.,2008;Mcloughlin et al.,2002;Thoreten et al.,2010)。作为实践性知识的结晶,教学设计模型蕴含了研究者对教学的理解,更是从操作层面示范了如何实践特定理念的教学,因此教学设计模型往往体现为相对独特和稳定的教学流程和步骤,具有很强的操作性和有序性。以授导型教学模型为例,其一般流程包括“情境导入、讲授新知、巩固练习、布置课外作业”(祝智庭等,2005);基于问题的教学模型的教学活动流程可概括为“创设情境、提出问题、界定问题、分析问题、组织分工、探究解决问题、评价和反馈”等(Savery et al.,1995)。

     

    (二)教学设计是基于情境和经验的

     

    虽然教学设计一般都是基于某种教学模型的,但教师的教学设计却非千人一面。一方面,教师需要根据教学现场的实际进行教学设计,体现设计者的个性。另一方面,教学设计又是“预设”与“生成”的结合。教学设计首先是有预设的,是教师课前基于一定的模型对课堂教学方案所做的准备。同时,课堂又是充满活力的,教师无法预知课堂可能发生的所有细节。具体的教学情境总会有预设外的情况发生,教师需要利用教学经验对它们进行处理,及时调整预设方案。教师还需要根据课堂师生的互动和学生反应,对预设的学生能力、教学节奏和教学方式进行评估,调整后续的教学预设。在实践中,教师常根据经验进行生成性教学设计。教师对动态信息的把握以及在综合动态信息的基础上进行生成性教学的娴熟程度,完全取决于其经验。即便是经验丰富的教师,加上合适的教学决策支持工具,也难以有效帮助他们提高课堂教学生成性效率,更遑论对于专业能力成长期的教师。有效的学习过程数据智能工具,无疑是教师的非常得力的工具。

     

    二、教师工具:教学设计与学习分析

     

    教师的专业性知识中,核心的组成部分是教学设计和对学习的分析。在这两个方面,教育技术研究者一直试图为教师提供支持工具。基于模型的教学设计工具,以及近年来成为研究热点的学习分析技术工具就是其中的典型。

     

    (一)基于模型的教学设计工具

     

    正是因为教学设计模型的实践指导作用,使之成为教师工具的重要组成部分。目前的教学设计工具的开发与研究中,可视化教学设计工具已相对成熟。这一阶段开发的工具能为教师的教学设计提供一定的可视化支持,并且这些可视化工具本身也已经提供了既定的教学模型,引导教师基于既定的模型进行教学设计。

     

    具有一定代表性的教学设计工具,是英国开放大学知识媒体研究所主导开发研制的Compendium LD。其目的是采用灵活的可视化界面,支持教师开展以学生为中心的学习活动设计(Conole,et al.,2008)。Compendium LD以可视化的方式支持教学设计者依据一定的教学模型,以绘制流程的方式设计学习活动的序列。另一个例子是开源的学习设计工具OpenGLM,这一工具有两个特点值得关注。首先,该工具也采用可视化设计界面,使用者可通过可视化方式表征和确定教学设计的相关要素。其次,该工具提供内嵌的查询功能,以及开放存储空间的导入导出接口。这种开放存储空间包含丰富的教学资源,通过导入导出接口实现资源及教学设计成果的共享(Demtl et al.,2011)。教学设计工具也是笔者研究团队的一项研究内容。本研究团队依托电子课本学习平台开发了支持教师教学设计的工具:学习地图。我们将学习地图定位为承载一定的教学目标、体现一定的教学策略,帮助使用者设计动态学习路径的可视化教学设计工具(Xu&Gu,2017)。利用该工具,教师能根据不同的教学需求,方便地选择、排列或重组电子课本中的学习资源,形成体现一定教学模型的教学设计方案。

     

    上述可视化教学设计工具一般都包含一套通用的、预先定义的图标代表相应的教学设计要素。使用者可通过拖动图标和箭头建立图标之间的关系,制定教学设计的流程,对所设计的学习活动进行可视化表征,形成体现一定教学模型的学习活动“地图”。借助可视化的教学设计工具,教师不仅可以便捷地设计教学活动过程,还可以灵活地修正、完善和扩展组成教学过程的相应活动要素。从教师的反馈看,可视化设计的过程使他们的设计想法更加明确,且能突出一些非可视化状况下教师不太会关注的问题。这些工具最大的优势在于借用可视化方式,把教师从关注内容中解放出来,转移到关注学生活动,关注如何通过组织学生活动使之更好地经历学习过程,以及获得学习(Derntl et al.,2011)。

     

    (二)学习分析技术

     

    学习分析技术的核心价值体现在帮助教师改进教学。对教师来说,学习分析技术在诊断真实学情、基于数据做出教学决策、实现精准教学以及确认教学目标达成度等方面意义重大。在学习技术系统中,学习者的在线学习行为,包括登录的时间、频次,课程学习的时间、频次,完成课程任务的时长、质量,与课程交互的痕迹等,都能够留存下来。学习分析技术根据分析需求,对学习行为数据进行分析,其目的是为教师改进教学提供依据,并根据学生的学习需求、学习特征以及学习进展等信息的分析结果,有针对性地制定满足学生学习需求的教学方案(顾小清等,2012)。此外,有效识别学习困难(at-risk)学生也是学习分析技术助力教师了解学习者特征(Siemens,2012),实施针对性教学的重要方面。

     

    学习分析技术有助于教师利用数据和证据做出教学决策。传统教学中,教师以预设的教学设计为依据开展教学,教学生成凭借经验。教师在课堂上很难判断学生的学习情况,也没有依据对课堂进行变动。学习分析技术则能够为教师提供所需要的决策依据,即通过对学生学习行为数据进行全面实时采集与深度挖掘分析,能够精准地识别班级群体以及学生个体的知识与技能掌握状态、存在的共性以及个性学习问题、学科能力优势与缺陷等。其所呈现的分析结果,正是教师调整教学方案、改进评价设计、选择教学资源等的依据,凭借学习分析技术所提供的支持,使数据驱动的精准教学成为可能(杨现民,2016)。同时,持续跟踪学生的学习还可以了解学习过程的发生机制,预测学习者未来可能发生的学习行为,为他们提供个性化的、有针对性的教学。

     

    综上,可视化的教学设计以及学习分析,是教师需要的两个非常有威力的工具,前者为教师提供依据一定的教学模型进行教学活动过程预设的支持,后者提供对教学现场的变量进行分析以教学的生成性设计的支持。

     

    第二代学习地图的设计,就在于试图将学习分析工具与教学设计工具进行连接。

     

    三、学习地图:连接学习分析与学习设计

     

    可视化教学设计工具的出现,为基于模型的教学设计提供了有力支撑。我们团队依托电子课本学习平台开发了学习地图这一可视化教学设计工具,并提出了满足教学的标准化与个性化的两种机制:“遵从预设”和“定制路径”(顾小清等,2013)。

     

    (一)学习地图的预设与定制

     

    1.遵从预设,设计基于模型的学习活动

     

    学习地图为教学设计提供了基于一定教学理念的设计模型。教师遵从这些模型能够快速生成教学的一般流程与活动主线,同时也能复用教学模型所附带的学习资源、活动设计及其他支持,方便教师完成教学设计的预设。学习地图所提供的多维度教学模型,涵盖了不同的目标群体,体现了不同的教学理念与活动机制,契合不同难度的教学任务安排。教师可根据需求采纳不同的模型开展教学设计(顾小清等,2013)。

     

    2.定制路径,赋能个性化学习设计

     

    已有的学习地图工具初步实现的定制路径功能,使教师能根据学生和学科不同,对所选择的设计模型进行个性化编辑。也就是说,教师在学习地图中选定教学模型后,可根据个性化需求,对模型中所包含的教学活动要素进行编排、组合与调整,形成体现教师特定教学情境的教学设计方案。我们前期的研究主要侧重于可视化教学设计功能的实现。要满足教师个性化教学设计的需求,还需要进一步从定制路径的机制着手,强化学习设计的定制品性。

     

    如前文所述,教师以往依据经验进行生成性教学设计,应对教学过程的不可控因素。伴随着教育大数据、人工智能技术的不断发展,教育工作者意识到,凭借主观经验判断难以保证教师对教学过程的关照(顾小清,舒杭,2016),人们需要突破经验思维,利用数据智能为创造更完美、更有效的教学过程提供全新实践(王帆,2015)。

     

    (二)以学习分析发挥学习地图的数据智能

     

    1.过程性生成,定制成效的现场

     

    定制代表了一种新的生产范式,其目标是产品的个性化增值效益与标准化生产的成本效益相结合。随着定制概念的普及,越来越多的定制方案被提出,主要体现在产品的设计与流程的变化(Feltzinger et al.,1997;Tu et al.,2001)。遵循定制模式进行设计,意味着面临教学环境的更多不确定因素。这也使越来越多的研究强调关注知识和学习在适应不断变化的环境中的作用(Menor et al.,2007)。然而,学习是复杂而艰巨的。特别是涉及隐性知识时,潜在的模糊的因果关系可能会妨碍学习的有效性(Huang et al.,2008)。只有学习的有效性在学习过程中反映出来,才能体现出定制机制的强大能力(Huang et al.,2008)。如果学习的设计过程不伴随行动而变化,学习的绩效也得不到提升(Huber,1991)。由学习创造的知识必须转化为过程的能力,实现其在过程改进中的潜力(Garvin,1993)。因此,人们需要从过程实施的角度出发,寻求能够提升定制效率的有力抓手。为满足学习定制的需求,学习地图2.0版将焦点放在过程性数据的收集与分析上,为教师的生成教学设计方案提供数据及分析支持,使教学设计的过程性表征成为定制成效发生的现场。

     

    学习地图作为为教师提供定制化学习设计的重要工具,在其实现过程中,如何帮助教师更好地获取学生的认知变化与行为模式,从而提供更精准的学习观测视角应成为提升学习地图有效性的一大方向。由于认知变化是渐进的,需要从学习发生过程中记录下学习者的认知过程,如学习开始的时间、学习过程中的错误点等,利用学习管理系统捕获这些数据集,能为教师明确学习者的知识建构、问题解决能力、批判性思维、概念转变等认知维度的变化提供数据支持,从而转变教师的经验判断。同时,学习者的行为变化伴随着认知的不断深入而表现出个性化特征,学习行为很大程度上也反映了学习者的投入与结果。因此,获取学习者的学习行为数据不仅能帮助教师发现学生行为模式,更能为其及时识别存在潜在危险的学生群体。

     

    因此,为了最大程度地满足教师教学设计的过程性生成需求,让学习定制的成效最大化,学习地图需要从不同的数据维度出发,利用内嵌的数据探测器实现教学数据的自动捕获与编码,同时满足教师随时调用与分析的需求,根据定制需求,生成针对性的数据集合,以便更有效地对数据加以应用。

     

    2.学习分析:数据赋能的学习改进支持

     

    与标准化的教学设计相比,学习设计的定制需要应对更复杂的教学环境(如混合式环境、虚拟环境等)。同时,教学过程的动态化决定了教学阶段存在诸多的可变性。因此,仅在学习设计中嵌入新的技术是不够的(Kakati,2002)。如要发挥新的流程和技术的潜力,设计者必须适当地对技术加以改造和应用。学习分析正是具有这一潜力的嵌入性技术,能够通过基于数据的总览性描述和分析,推动个性化学习的实现(顾小清等,2016)。

     

    为了充分唤醒学习地图的数据智能,我们提出了运用学习分析技术改善学习设计的理论模型(见图1)。

     


    该模型从学习地图工具中捕获学习历程的数据(包括人员、行为、活动、资源、评估),对原始数据进行清洗与转码,形成满足分析需求的标准化数据集,然后利用学习分析技术对数据进行多维度分析,并通过可视化的方式为教师与学生呈现结果,帮助教师调整教学设计,同时促进学生更好地审视自己的学习经历与学习表现,最终以学习设计的方式赋予教学设计方案以全新的表征。为了最大程度上挖掘学习地图的数据智能,我们基于布兰斯福德(Bradford)等人提出的学习四要素(知识、学习者、共同体及评估),分别从学习者、认知、共同体交互以及学习结果四个层面对学习地图的关键功能进行梳理与设计(见表一)。

     


    学习者分类与建模:依据学习者的背景信息、学习风格等数据,学习地图可利用数据挖掘技术自动生成学习者的个性化标签,将学习者数字化为不同的标签集合,利用数学建模,构建个性化学习者模型。教师通过学习者的分类结果与建模情况,为不同学生群体定制不同的学习资源与活动方案,从而更好地开展“以学习者为中心”的教学。

     

    认知诊断与评估:基于学习分析的学习地图可以通过挖掘学习者认知信息,对学习者的认知能力进行诊断与评估,帮助教师更好地理解学生学习发生的进展。这里的认知信息不仅包含学习者的知识掌握程度,还包括学习者学习过程中的技能养成。借由学习地图的认知诊断功能,教师可评估学习者的知识建构过程,以更好掌握学习者对学习资源的理解程度,从而更好地开发与学生认知能力相匹配的资源;概念转变的评估可以帮助教师快速甄别学生对概念的理解与掌握情况,从而有效定位教学的重难点所在;问题解决能力的评估可让教师及时了解学习者掌握学习方式方法的问题所在,快速制定改进策略;批判性思维的观测可让教师充分了解学生思维模式,便于为学习者提供个性化的学习资源与脚手架;协作能力的评估可帮助教师及时了解学习者的学习偏好,以便快速把握教学的活动安排机制。

     

    行为分析与探测:该功能是从学习行为的角度出发,对学习行为进行统计与挖掘。利用一般的数学统计方法为教师反馈学生的学习进度与学习状况,帮助教师快速掌握教学的节奏与进度;针对学习者的学习行为差异,学习地图能够从个性化的学习行为数据快速发现学习者的学习行为规律与行为模式,帮助教师更好地制定教学改进的策略与方案;社交网络分析技术可以帮助教师快速了解学习者互动特征,同时挖掘“边缘性”参与者与学习活动之中的“意见领袖”,帮助教师更好地对学习者个体进行干预与帮助;利用关联规则发现不同行为之间的关联性,挖掘学习行为之间的作用路径,将有助于教师更好地制定活动方案与活动脚手架。

     

    学习结果反馈:学习地图能够根据上述分析结果,为教师快速提供反馈信息。如根据学习者建模,为学习者推荐适切的学习资源;或者利用分类算法快速预测潜在的学习困难学生等。

     

    (三)应用案例

     

    为了更好地诠释数据赋能的学习地图功效,本文通过案例加以说明。该案例以概念转变的过程为依据,阐释了学习分析技术如何为教师的教学设计提供数据智能。案例选取八年级物理上册第三章第一节《光的色彩颜色》,该内容主要是揭示光的色彩之谜。学生之前并没有接触过这一光学知识,因此进入学习前可能存在诸多的前概念(Misconception)。传统教学中教师往往采用讲授式教学模式,无法很好地评判学生是否形成了这一光学知识的科学概念。本案例立足于追溯“概念转变(Conceptualchange)”的过程以及前概念对最终科学概念形成的影响程度,来解释过程性数据如何在教学过程中为教师的教学设计赋能。

     

    沿用学习地图工具的预设与定制机制,教师设计如下学习地图(见图2):

     


    沿用以上学习地图方案,教师可迅速开展合作探究教学,然而,对“光源、光的色散、色光的混合”等重要科学知识,学生的“前概念”是否会影响学习者的学习过程,且学生进行科学概念理解时究竟延承了怎样的路径模式,这些维度的信息对教师的教学具有重要意义,教师可以根据学习分析所提供的结果进行教学的过程性改进。该案例中,学习分析所依据的数据来源在教学设计时已有设计。

     

    1.教学设计的数据采集

     

    首先,为了获取学生进入正式学习前对这一知识的学习是否存在“前概念”以及前概念的成因和类型,在热身导入环节新增前测试环节,以量表与问卷的方式获取数据(见图3)。其次,课标要求这一节课时学习目标是培养学生的合作探究能力。因此,为了满足学生分组合作需求,在内容介绍环节后,新增“互动问答环节”,以了解学生对问题的认识水平,从而作为学生分组的依据,并且在合作探究环节,利用平台系统记录学生之间的互动水平与程度(见图4)。最后,为了让教师获得对教学成效的直观认识,向教师呈现教学评测的结果,以方便教师及时修正教学设计方案。为此,汇报总结环节以及教学评测环节都为获取相应的评测数据埋下节点。

     


    2.学习分析如何改进教学设计

     

    根据前概念的把握确定教学设计的重点。对学习前概念的把握,可以帮助教师更好地分析学生的认知基础,从而帮助教师更好地确定教学重点以及需要运用的教学方式方法。本案例中,通过“导入阶段”的前测试统计学生对“光的色彩”知识,教师可以看到他们的前概念分布以及前概念的成因(见图5),由此确定了“光源”“光的色散”“光的合成”三个方面为教学重点。进而在内容介绍时,教师着重为学生讲解这三个方面的知识,通过动画、视频片段等信息呈现方式,强化学生的认知。

     


    互动问答生成合作探究主题。在课程进行过程中,教师为了更好地开展合作探究活动,需要根据学生的认知水平对其进行分组。教师可根据学生的兴趣点作为分组的依据,从而更好地促进他们参与到合作中。本案例中,学生对“创造你的彩光”的互动回答,让教师及时掌握学生的兴趣所在,并根据他们的选择快速对其进行分组(见图7)。

     


    概念转变路径带来个性化资源推荐。学习地图后台中的学习分析工具利用最终的教学评测数据以及过程性数据分析,对学生的概念转变路径进行绘制,帮助学生确定学习的规律和模式。本案例中,运用后台系统的行为模式分析模型,绘制学生概念学习的过程性数据,最终获得“光的色彩颜色”这一知识的概念转变路径(见图8)。同时通过可视化的技术方式为教师和学生呈现,并根据协同过滤、决策树等算法为师生推荐个性化的学习资源包(见图9)。本案例中学生的概念转变行为模式中“互动交流”与“形成认知冲突”尤为关键,因此教师可以在教学设计时根据这一模式特征,为学生创设更加真实的学习情境,激发认知冲突,同时参与到学生的交流互动之中,引导并鼓励他们的参与行为,为教师提供更具针对性的个性化资源。

     


    遵循以上的思路,教师可以将学习分析结果用于改进教学过程的设计,以数据分析的结果改进教学,形成可以调节过程、随时改进的学习设计方案。相比于第一版本的学习地图,融合了学习分析功能的第二版学习地图能实现对学生过程性数据的捕获、收集与分析,并为教师提供基于分析结果的可视化呈现与个性化资源推荐。教师可以从教学设计的任一环节埋下数据节点,为最终的教学改进提供数据支持,形成完善的学习地图框架(见图10)。

     

    四、总结与思考

     

    在技术为教学过程提供巨大潜力的背景下,数字化学习方式开始影响着教师的教学设计过程,教师逐渐利用可视化工具呈现教学设计。如何设计适当的工具,帮助教师进行教学设计,最优化学习者的学习效果,是当前研究的重点。智能化学习地图既可以为教学设计推送相应的案例、模板、活动及资源,还可以通过调用学习分析技术,为教师了解过程性学情、优化教学设计提供依据,有效解决教师教学设计的精准需求。

     

    然而,学习分析研究还处于成长阶段,目前的学习地图所实现的学习分析功能还有待完善。首先,作为一项数据智能服务功能,学习地图的学习分析技术如何以适切的方式为生成性教学提供支持,需要通过深入研究加以改进。一方面,涵盖学习者倾向、认知分析及行为分析的数据服务,对采用不同模型的教学设计而言,以哪些方式为教师应用需要开展应用实证;另一方面,数据来源和数据品质关系到数据智能的智能程度。智能化学习地图面向的是学习历程的刻画,而现有的学习地图通过学习设计阶段实现学习历程数据的埋点与编码,其中如何实现数据的广度、厚度和保证数据的代表性,是需要解决的重大挑战,也是目前学习分析研究试图突破的难题;再次,智能化学习地图所要实现的不仅是对学生学习的整体描绘,更希冀立足在某一细微的粒度做深入的追踪。因此,学习地图的分析粒度关系能在多大程度上满足教学过程的数据服务需求,如何在具体的运用过程中确定分析的粒度,需要教师或者教学设计人员具备敏锐的洞察力。

     

    基金项目:国家社科基金“十二五”规划2012年度课题“以‘语义图示’实现可视化知识表征与建模的理论与实践研究”(BCA120024)。

    作者简介:顾小清,教授、博士生导师,华东师范大学教育信息技术学系主任;舒抗、白雪梅,博士研究生,华东师范大学教育信息技术学系。

    朗读者介绍:王永花女士(微信号:Pusu1981):一名教育技术人,山西大同大学教育技术学副教授,同时又是一名声音爱好者,在公号“MOOC”、“尹建莉父母学堂”与“闺蜜团姐妹帮”担任主播,希望用声音与大家一起研究学术、关注成长。

    转载自:《开放教育研究》2018年第5期

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    塑料模具产业中各类型模具之解析 按照成型方法的不同,可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型,主要有注射成型模具、挤出成型模具、吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。 1、塑料注射(塑)模具 它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具,塑料注射模具对应的加工设备是塑料注射成型机,塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融,然后在注射机的螺杆或柱塞推动下,经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料冷却硬化成型,脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块,常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢,高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产,用注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛,从生活日用品到各类复杂的机械,电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的,它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。 2、 塑料压塑模具 包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具,其所对应的设备是压力成型机。压缩成型方法根据塑料特性,将模具加热至成型温度(一般在103°—108°),然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室,闭合模具,塑料在高热,高压作用下呈软化粘流,经一定时间后固化定型,成为所需制品形状。压注成型与压缩成型不同的是没有单独的加料室,成型前模具先闭合,塑料在加料室内完成预热呈粘流态,在压力作用下调整挤入模具型腔,硬化成型。压缩模具也用来成型某些特殊的热塑性塑料如难以熔融的热塑性塑料(如聚加氟乙烯)毛坯(冷压成型),光学性能很高的树脂镜片,轻微发泡的硝酸纤维素汽车方向盘等。压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、加热系统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具制造所用材质与注射模具基本相同。 3、塑料挤出模具 用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具,又叫挤出成型机头,广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材等的加工。与其对应的生产设备是塑料挤出机,其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融,塑化,通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品。其制造材料主要有碳素结构钢、合金工具等,有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨材料。挤出中工工艺通常只适用热塑性塑料品制品的生产,其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别。 4、塑料吹塑模具 是用来成型塑料容器类中空制品(如饮料瓶、日化用品等各种包装容器)的一种模具,吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型(俗称“注拉吹”),多层吹塑中空成型,片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机,吹塑成型只适用于热塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单,所用材料多以碳素多则制造。 5、塑料吸塑模具 是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具,其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片,在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品,主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。吸塑模具因成型时压力较低,所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造,结构较为简单。 6、高发泡聚苯乙烯成型模具 是应用可发性聚苯乙烯(由聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状料)原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。其原理是可发聚苯乙烯在模具内能入蒸汽成型,包括简易手工操作模具和液压机直通式泡沫塑料模具两种类型,主要用来生产工业品方面的包装产品。制造此种模具的材料有铸铝、不锈钢、青铜等。

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    85%的ug新手都不知道的Mold Wizard模具设计快速分模技巧

    85%的ug新手都不知道的Mold Wizard模具设计快速分模技巧 Mold Wizard模具设计的基本过程可分为项目初始化、最初的准备阶段、分模设计阶段和后处理阶段。   1 .加载产品和项目初始化   在使用Mold Wizard进行产品模具设计时,首先要做的是加载产品和项目初始化,产生一个由模具必需的标准元素组成的模具装配结构。打开UG NX4.0,点击‘应用程序’工具栏中的‘注塑模向导’按钮,进入‘Mold Wizard’界面。加载产品,输入文件存放的路径和文件名,并选择零件使用的塑料名称为ABS。   2 .定义模具坐标系   模具坐标系是进行模具设计时使用的坐标系统。点击‘注塑模向导',拔钮中的‘模具坐标’按钮,选择‘当前WC按钮,完成模具坐标系的设定。   3 .设置收缩率   液体塑料凝固成同态塑料制品而产生的收缩,用于补偿零件收缩的比例因子。点击‘注塑模向导’按钮中的‘收缩率’按钮,在弹出的‘编辑比例’中输入相应的数值。   4 .定义零件成型镶件   分型前单个成型零件模块称为成型镶件,简称毛胚。   Mold Wizard提供的成型镶件定义功能,会自动测量零件的外形尺寸,并建立—个缺省大小的凸模镶件和凹模镶件。点击‘注塑模向导’按钮中的‘工件’按钮,弹出‘工件尺寸’对话框,输入相应的数值。   5 .产品模型修补   成型镶件被分成型芯和型腔之前,如果塑件上存在通孔或缺口,使得型腔侧和型芯侧相连,则必须对通孔或缺口进行修补。通过选择‘模型部件验证’中的‘设置区域颜色’选项之后,其中黄色区域代表的是型腔;底部蓝色的区域是型芯区域;而底部圆周的青色区域还没有界定是否为型芯或者型腔,考虑到我们将选定底部端面为分型面位置,因此指定它为型腔区域。   在实体模型创建模具型腔时,经常会遇到一些孔槽或其他机构会影响到正常的分模过程,需要用户创建一些曲面或者实体进行修补。如果塑件上存在通孔或缺口,使得型腔侧和型芯侧相连,如果不进行修补,则分型片体将无法分割成型镶件,系统无法识别通孔或缺口应属于型腔侧还是型芯侧。通过点击‘补片环选择’菜单中的‘自动修补’选项,得出零件补片之后的结果,其中乳白色区域是补片之后形成的补片体。   6 .创建分型线   产品模型的分型线是指模型的内、外表面的相交线,分型线向成型镶件外延伸,就形成了产品模型的分型面。模具分型时,首先搜索分型线,进而创建分型面,然后用型芯修剪片体和型腔修剪片体分割成型镶件从而获得两个独立的型芯和行腔镶件。   分型线是指塑料与模具相接触的边界线,一般产品分型线可以根据零件的形状(最大界面处)和脱模的方向有关。根据分模方向,Mold Wizard能搜索到分模可能出现的地方,并确定较为合理的分型线。选择‘分型线’菜单中的‘自动搜索分型线’选项,对零件进行分型线的自动搜索,免去人工寻找分型线的麻烦。   7 .创建分型面   塑料在模具型腔凝固形成塑件,为了将塑件取出来,必须将模具型腔打开,也就是将模具分成两部分,即定模和动模两大部分。分型面是模具动模和定模的接触面,模具分开后由此可取出塑件或浇注系统。选择‘创建分型面’中的‘创建分型面’选项,UG软件自动搜索到该零件凹凸模的分型面。   8 .创建型芯和型腔   分型是基于一个塑胶零件模型的生成型腔、型芯的过程。分型过程是塑胶模具设计的一个重要部分,特别是对于复杂外形的零件来说。通过关键的自动工具,分型模块可以让这个过程非常自动化。   搜索产品模型的分型线,创建了分型面后,分别用型腔修剪片体和型芯修剪片体分割成型镶件,获得两个独立的型腔零件和型芯零件

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    结构工程师及跟模必备知识点:如何跟模?跟模工程师要做好这10点

    如何跟模?跟模工程师要做好这10点 1. 作为跟模工程师去跟进试模,需要做哪些事情呢?   1)首先,打开模具工程图,了解模具的动作原理和正确的动作过程   2)空试模具是否按照设计顺序开合模,动作是否可以准确到位,有油缸的油缸的动作是否准确   3)空试顶针斜顶是否顺畅和准确复位,用手拧非定位顶针是否可以轻松转动   4)用手推动行位,看是否顺畅   5)是否连接运水,运水是否畅通   6)啤出啤件后,首先看啤件是否有明显缺陷, 缩水、困气、缺胶、变型等啤件质量判断   7)看啤件是否扣前模,模具开模时先不顶出,轻敲啤件看啤件是否良好地依附在下模上   8)若需啤办,将这啤件交相关的人员认可再继续。   2. 作为跟模工程师,在拿到啤件后要做些什么?   1)先判断啤件,标记比较明显的缺陷,如批锋或其它明显的错误,交给作模者先行处理   2)核对产品3D和2D图判断是否有明显的错加工、漏加工   3)对部分简易尺寸如柱孔的直径、深度、外尺寸,用卡尺测量判定是否OK   4)尽量在当天完成报告,同时将啤件交QC作尺寸报告   3. 啤件老是在唧咀位置分型面走批锋,你会做哪些分析处理工作?插穿位置FIT模时明明到得好好的,可试出啤就是有批锋为什么?   1)检查FIT模状况,FIT红丹可验证配合是否良好   2)检查撑头高度是否比凳的高0.05MM,检查撑头分布是否均匀,尤其是唧嘴附近是否有撑头设计   3)检查啤件是否难走料,是否有局动料位很薄的地方,排气是否开通   4)流道水口是否不平衡或太小导致走料慢冷却快形成高压   5)啤机吨位是否合适,锁模力是否足够   6)上、下模互锁位可能出现了问题   4. 上、下模料位之间出现了绝对夹口,请问你用什么办法使夹口减轻。有一种情况可以消除,那是什么?   1)减少上、下模料位的出模角,或使极限位对齐   2)上、下模料位都作成直身则可以消除(当然做一个行位也是可以的)   5. 骨位处两边都做了镶件而且有顶针但啤件总是顶白,那么最大的嫌疑是什么?   1)顶针离骨位太远   2)骨位抛光出现倒扣   6. 简述你所知道的啤件变形的几种情况和对应的改善措施   (1)扣前模变形   1)去除倒扣   2)抛光   3)加大出模角   4)如因真空则加气顶或晒细纹   5)下模晒纹省粗或作倒扣线   (2)扣行位变行   1)抛光加大出模角   2)考虑料位出一些在下模上   3)加行位顶出   (3)顶出变形(扣下模)   1)增加顶针使平衡均匀   2)加大顶针或做方顶针使顶出面积加大   3)抛光或加大出模斜度   4)加气顶避免真空   (4)冷却变形   1)加长冷却时间   2)降低冷却水温度,如用冻水   3)增加冷却水的回路(串联改并联)   4)增加冷却水   5)局部唔位改作铍铜镶件或铍铜针   6)入水口位置应力变形,改变入水位置   (5)缩水变形   1)加长冷却周期   2)改善产品的结构,例如加筋等。   7. 改善缩水的方法有哪些?   1)加大射胶压力,加长保压时间   2)掏空料位使料位均匀   3)减薄骨位至合适的比例   4)加粗流道、加大水口   5)水口对冲住缩水的位置   8. 啤件缺胶的可能原因有哪些?   1)压力小未走齐料,一些产品骨位多,稍不留心就出现缺胶   2)走料不平衡未走齐料   3)料位薄难走料(困气)   4)骨位藏垃圾   5)铜公损公   9. 解决困气的方法有哪些?   1)末端困气,加排气、分型面加排气   2)骨位困气,加排气镶针   3)骨位困气,加排气做镶件   4)料位中间困气,加暗流道或更改入水位置   5)做透钢改善排气   10. 解决顶白的方法有哪些?   1)增加顶针   2)加大顶针   3)增加方顶针骨位   4)顶针延心迟   5)加一个凸台   6)骨位料位抛光   7)顶针改成顶块   8)减慢顶出速度

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    日积月累:数控加工常用计算公式,非常实用 珍藏版!

         数控车床粗糙度计算公式及用法:     1、进给——进给越大粗糙度越大,进给越大加工效率越高,刀具磨损越小,所以进给一般最后定,按照需要的粗糙度最后定出进给。     2、刀尖R——刀尖R越大,粗糙度越降低,但切削力会不断增大,对机床的刚性要求更高,对材料自身的刚性也要求越高。建议一般切削钢件6150以下的车床不要使用R0.8以上的刀尖,而硬铝合金不要用R0.4以上的刀尖,否则车出的的真圆度、直线度等等形位公差都没办法保证了,就算能降低粗糙度也是枉然!     3、切削时要计算设备功率,至于如何计算切削时所需要的功率(以电机KW的80%作为极限),下一帖再说。要注意的时,现在大部分的数控车床都是使用变频电机的,变频电机的特点是转速越高扭力越大,转速越低扭力越小,所以计算功率是请把变频电机的KW除2比较保险。而转速的高低又与切削时的线速度有密切关系,而传统的普车是用恒定转速/扭力的电机依靠机械变速来达到改变转速的效果,所以任何时候都是“100%最大扭力输出”,这点比变频电机好。但当然如果你的主轴是由昂贵的恒定扭力伺服电机驱动,那是最完美的选择。     车床可以达到的最小粗糙度,首要原因是主轴精度,按照最大粗糙度计算的方法,如果你的车床主轴跳动精度是0.002mm,也就是2微米跳动,那理论上是不可能加工出粗糙度会低于0.002毫米粗糙度(RY2.0)的工件,但这是最大可能值,一般平均下来算50%好了,粗糙度1.0的工件可以加工出!再结合RA的算法一般不会得出超过RY值的50%,变成Ra0.5,再计算修光刃的作用降低50%,那最终主轴跳动0.002的车床极限是可以加工出Ra0.2左右的工件!   一:切削线速度:   V=πDN/1000   N=rpm(主轴转数)   D=¢mm(切削直径)   V=M/min   π=3.14   二:切削动力:   KW=(Ks×V×d×f)÷(6000×λ)   W=Kw(切削动力)   f=进刀量(mm/rev)   d=切削深度(mm)   λ=0.7~0.85(机械效率)   三:切削阻抗:   P=Ks×q   P=KG   Ks=kg/平方mm   q=f×d[切削面积〔平方mm〕]   四:切削扭力:   T=P×(D/2)   T=kg-m   D=¢mm(切削直径)   五:进刀速度与进刀量:   Vf=N×f   Vf=进刀速度(mm/min)   N=rpm(主轴转数)   f=进刀量(mm/rev)   六:钻孔时间:   T=L/Nf=πDL/1000Vf   T=钻孔时间(min)   D=¢mm(钻头直径)   L=钻孔深度(mm)   V=M/min   f=进刀量(mm/rev)   七:刀尖圆弧半径补偿:   Z=r(1-tanθ/2)   X=Ztanθ   Z=Z向补正值   X=X向补正值   r=刀尖圆弧半径   θ=斜线夹角   八:工作台进给量:   Vf=fz×Z×n   Vf=工作台进给量(mm/min)   fz=每齿进给量(mm/t)   Z=铣刀齿数   n=铣刀转数 孔径核算国 际 标 准   一、挤牙丝攻内孔径核算公式:   公式:牙外径-1/2×牙距   例1:公式:M3×0.5=3-(1/2×0.5)=2.75mm   M6×1.0=6-(1/2×1.0)=5.5mm   例2:公式:M3×0.5=3-(0.5÷2)=2.75mm   M6×1.0=6-(1.0÷2)=5.5mm   二、一般英制丝攻之换算公式:   1英寸=25.4mm(代码)   例1:(1/4-30)   1/4×25.4=6.35(牙径)   25.4÷30=0.846(牙距)   则1/4-30换算成公制牙应为:M6.35×0.846   例2:(3/16-32)   3/16×25.4=4.76(牙径)   25.4÷32=0.79(牙距)   则3/16-32换算成公制牙应为:M4.76×0.79   三、一般英制牙换算成公制牙的公式:   分子÷分母×25.4=牙外径(同上)   例1:(3/8-24)   3÷8×25.4=9.525(牙外径)   25.4÷24=1.058(公制牙距)   则3/8-24换算成公制牙应为:M9.525×1.058   四、美制牙换算公制牙公式:   例:6-32-   6-32 (0.06+0.013)/代码×6=0.138   0.138×25.4=3.505(牙外径)   25.4÷32=0.635(牙距)   那么6-32换算成公制牙应为:M3.505×0.635   1、 孔内径核算公式:   牙外径-1/2×牙距则应为:   M3.505-1/2×0.635=3.19   那么6-32他内孔径应为3.19   2、揉捏丝攻内孔算法:   下孔径简易核算公式1:   牙外径-(牙距×0.4250.475)/代码=下孔径   例1:M6×1.0   M6-(1.0×0.425)=5.575(最大下孔径)   M6-(1.0×0.475)=5.525(最小)   例2:切削丝攻下孔内径简易核算公式:   M6-(1.0×0.85)=5.15(最大)   M6-(1.0×0.95)=5.05(最小)   M6-(牙距×0.860.96)/代码=下孔径   例3:M6×1.0=6-1.0=5.0+0.05=5.05   五、压牙外径核算简易公式:   1.直径-0.01×0.645×牙距(需通规通止规止)   例1:M3×0.5=3-0.01×0.645×0.5=2.58(外径)   例2:M6×1.0=6-0.1×0.645×1.0=5.25(外径)   六、公制牙滚造径核算公式:(饱牙核算)   例1:M3×0.5=3-0.6495×0.5=2.68(车削前外径)   例2:M6×1.0=6-0.6495×1.0=5.35(车削前外径)   七、压花外径深度(外径)   外径÷25.4×花齿距=压花前外径   例:4.1÷25.4×0.8(花距)=0.13 压花深度应为0.13   八、多边形材料之对角换算公式:   1.四角形:对边径×1.414=对角径   2.五角形:对边径×1.2361=对角径   3.六角形:对边直径×1.1547=对角直径   公式2: 1.四角:对边径÷0.71=对角径   2.六角:对边径÷0.866=对角径   九、刀具厚度(切刀):   切断刀宽度   约等于(05.~0.6)√D   十、锥度的核算公式:   公式1:(大头直径-小头直径)÷(2×锥度的总长)=斜角值   查三角函数值-   公式2:近似核算公式(度数在≤6°以内)   (大头直径-小头直径)÷总长×28.7=度数   十一、车螺纹转速选择:   速度=1200/螺距-安全数值(主张值80)

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    塑料模具种类都有哪些,你知道吗?

    塑料模具种类都有哪些,你知道吗?   塑料模具,是塑料加工工业中和塑料成型机配套,赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。按照成型方法的不同,可以划分为不同的模具种类。   1. 注塑模具   它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具,注塑模具对应的加工设备是注塑成型机,塑料首先在注塑机底加热料筒内受热熔融,然后在注塑机的螺杆或柱塞推动下,经注塑机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料冷却硬化成型,脱模得到制品。   其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成,制造采用塑料模具钢。注塑成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产,用注塑成型工艺生产的塑料制品十分广泛,从生活日用品到各类复杂的电器、汽车零部件等都是用注塑模具成型的,它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。   2. 吹塑模具   用来成型塑料容器类中空制品(如饮料瓶、日化用品等各种包装容器)的一种模具,吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型(俗称注拉吹),多层吹塑中空成型,片材吹塑中空成型等。   中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机,吹塑成型只适用于热塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单,所用材料多以碳素多则制造。   3. 挤出模具   用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具,又叫挤出成型机头,广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材等的加工。   与其对应的生产设备是塑料挤出机,其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融,塑化,通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品。其制造材料主要有碳素结构钢、合金工具等,有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨材料。   挤出中工工艺通常只适用热塑性塑料品制品的生产,其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别。   4. 吸塑模具   以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具,其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片,在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品,主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。   吸塑模具因成型时压力较低,所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造,结构较为简单。   5. 压塑模具   包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具,其所对应的设备是压力成型机。   压缩成型方法根据塑料特性,将模具加热至成型温度(一般在103°108°),然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室,闭合模具,塑料在高热,高压作用下呈软化粘流,经一定时间后固化定型,成为所需制品形状。   压注成型与压缩成型不同的是没有单独的加料室,成型前模具先闭合,塑料在加料室内完成预热呈粘流态,在压力作用下调整挤入模具型腔,硬化成型。   压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、加热系统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具制造所用材质与注射模具基本相同。   6. 高发泡聚苯乙烯成型模具   是应用可发性聚苯乙烯(由聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状料)原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。   其原理是可发聚苯乙烯在模具内能入蒸汽成型,包括简易手工操作模具和液压机直通式泡沫塑料模具两种类型,主要用来生产工业品方面的包装产品。制造此种模具的材料有铸铝、不锈钢、青铜等。

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    很全的模具模面打磨抛光大法全规程,模具厂老板娘都说好实用!

    模具抛光的工艺,其实零件需要抛光的比较少,基本上是一些塑胶模具的型腔要用到,而冲压模具的话根本用不到,当然不排除特殊情况。 一.模具抛光方法及工作原理 模具抛光通常使用油石条、羊毛轮、砂纸等,使材料表面发生塑性变形而去掉工件表面凸出部得到平滑面,一般以手工操作为主。表面质量要求高的可采用超精研抛的方法,超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。抛光可达到Ra0.008μm的表面粗糙度。 二.模具抛光常用的工具及规格类别 1)模具抛光常用的工具有:砂纸,油石,绒毡轮,研磨膏,合金锉刀,钻石磨针,竹片,纤维油石,圆转动打磨机。 2)砂纸:150#,180#,320#,400#,600#,800#,1 000#,1 200#,1 500#; 3)油石:120#,220#,400#,600#; 4)绒毡轮:圆柱形,圆椎形,方形尖嘴; 5)研磨膏:1#(白色)3#(黄色)6#(橙色)9#(绿色)15#(蓝色)25#(褐色)35#(红色)60#(紫色); 6)锉刀:方,圆,扁,三角及其他形状; 7)钻石磨针:一般为3/32柄或1/8柄,有圆波形,圆柱形,长直柱形,长圆椎形; 8)竹片:各式形状适合操作者及模具形状而造,作用是压着砂纸,在工件上研磨,达到所要求的表面粗糙度; 9)纤维油石:200#(黑色)400#(蓝色)600#(白色)800#(红色) 三.抛光的工艺过程 (1)粗抛 精铣、电火花加工、磨削等工艺后的表面可以选择转速在35 000~40 000 r/min的旋转表面抛光机进行抛光。然后是手工油石研磨,条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。使用顺序为180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#。 (2)半精抛 半精抛主要使用砂纸和煤油。砂纸的号数依次为:400#→600#→800#→1000#→1200#→1500#。实际上#1500砂纸只用适于淬硬的模具钢(52HRC以上),而不适用于预硬钢,因为这样可能会导致预硬钢件表面损伤,无法达到预期抛光效果。 (3)精抛 精抛主要使用钻石研磨膏。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨,则通常的研磨顺序是9μm(1 800#)→6μm(3 000#)→3μm(8 000#)。9μm的钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除1 200#和1 50 0#号砂纸留下的发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行抛光,顺序为1μm(14 000#)→1/2μm(60 000#)→1/4μm(100 000#)。 (4)抛光的工作环境 抛光过程应分开在两个工作地点完成,即粗磨加工地点和精抛加工地点分开,而且要注意清洗干净上一道工序残留在工件表面的砂粒。 一般从用油石到1200#砂纸完成后粗抛光后,工件需转到无尘间进行抛光,确保空气中无灰尘微粒粘在模具表面。精度要求在1μm以上(包括1μm)的抛光工艺在清洁的抛光室内即可进行。若进行更加精密的抛光则必需在绝对洁净的空间,因为灰尘、烟雾,头皮屑和口水沫都有可能报废高精密抛光表面。 抛光工艺完成后工件表面要做好防尘保护工作。当抛光过程停止时,应仔细去除所有研磨剂和润滑剂,保证工件表面洁净,随后应在工件表面喷淋一层模具防锈涂层。 四.模具模面打磨抛光工艺规范 (1)、打磨抛光前准备 1、打磨抛光人员必须经过培训,并经考试合格取得上岗证后,才可上岗。 2、明确工件工艺要求,材料及初始状态,本工序加工部位、形状、尺寸及抛光精度要求。 3、抛光前,必须检查须抛光面是否有塌边、塌角、过切、变形和砂眼等缺陷以及所留的抛光余量是否足够。 4、依据工艺规范合理选取本工序适用的工具、夹具、主、辅材料。 5、依据工序要求对工件进行适宜的防护。 6、对1—5步骤再确认后进入作业程序。 (2)、工件的装夹及防护 1、对于20Kg以下的较高或较长的工件要求在抛光工作台上采用台钳装夹。 2、对于较大,较重的工件须在抛光工作台上采用前后磁铁、螺钉夹码进行紧固。 3、使用工作车打磨抛光工件时,须采用楔块或相关措施确保工作稳固,保障工作安全。 4、对于较小及型面易碰伤、碰花的工件须采用橡胶板类对该类型面进行保护。 5、有尖角、棱角的工件须用胶布、胶纸进行保护,防止对人员和工件造成伤害或损伤。 6、对需保持棱边及封胶位的工件可在暂不打磨侧面采用挡片(锯片或铁片)或挡块固定保护防棱边倒角、倒圆。 (3)、自检内容及范围 1、封胶面是否塌角,倒圆; 2、是否破坏原出模斜度; 3、检查各抛光面尺寸,看是否超过预留量; 4、型腔底部圆角是否凹进侧面和底面; 5、是否有倒斜现象; 6、其粗糙度是否已达图纸要求; 7、自检合格后,送组长(或检验员)检查。 3、检查各抛光面尺寸,看是否超过预留量; 4、型腔底部圆角是否凹进侧面和底面; 5、是否有倒斜现象; 6、其粗糙度是否已达图纸要求; 7、自检合格后,送组长(或检验员)检查。 (4)、抛光操作注意事项 1、打磨前应检查打磨余量是否足够,打磨抛光量不能超出预留量: 磨削后的平面打磨抛光量不能超出预留量0.05~0.06mm; 未磨削的面、电蚀或线切割的面打磨抛光量不能超出预留量0.08~0.1mm; 筋位单边和深度打磨抛光量不能超出预留量0.03~0.08mm。 2、用抛光机操作时需高度集中注意力,以防出现沟槽,超过余量、不允许长时间在同一部位加工; 3、每一次打磨后,必须用威士布清洁干净,然后进行下一步骤打磨; 4、每一次抛光后,必须用棉花或软质纸擦净,然后进行下一步抛光。 5、在模具抛光前,首先确定加工程序: 根据不同的原表面情况及粗糙度,选取开始序位及所需序位合适的工序和合适的工具(具体金刚锉,#砂纸、油石) 根据模具型腔的几何形状、基础粗糙度以及工艺要求特点,确定电动工具和研磨工具头的使用范围,力求达到针对性加工 6、要注意封胶面的打磨抛光,特别是制件特殊标识符号的碰穿及封胶面部分不能造成圆角和塌角现; 7、打磨抛光区要求环境整洁,在抛光过程中注意已抛光好的面的保护工作; 8、某些零件要装配后一齐打磨的,就不允许单独打磨; 9、抛光完,抛光面自检、送检后要喷上防锈油,并做好保护工作,以防碰伤、刮花; 10、各种油石、砂纸、钻石研磨膏和金刚锉等必须按其型号、规格放置在贴有相应标签的专门工具盒内。 (5)、超声波抛光机 用途如下: 装夹烧结钻石锉主要加工去除型腔内底平面、侧平面的电加工层; 装夹电镀钻石锉去除狭窄平面、型腔侧壁、死角及尖角等处的电加工层和粗切削痕; 装夹各类油石进行因粗加工造成的形位公差的修整和提高粗糙度; 装夹铜、软硬木并添加各种粒度的研磨膏对加工面实现精抛光。 在模具制造过程中,模具的成形部位往往需要进行表面抛光处理。掌握好抛光技术,可提高模具质量和使用寿命,进而提高产品质量。 五.影响模具表面抛光性的因素 (1)工件表面状况 材料在机械加工过程中,表层会因热量、内应力或其他因素而损坏,切削参数不当会影响抛光效果。电火花加工后的表面比机械加工或热处理后的表面更难研磨,因此电火花加工结束前应采用电火花精修整,否则表面会形成硬化薄层。如电火花精修规准选择不当,热影响层的深度最大可达0.4 mm。硬化薄层的硬度比基体硬度高,必须去除。因此最好增加一道粗磨加工,为抛光加工提供一个良好基础。 (2)钢材的品质 优质的钢材是获得良好抛光质量的前提条件,钢材中的各种夹杂物和气孔都会影响抛光效果。要达到良好的抛光效果,工件必须在开始机械加工时要注明抛光的表面粗糙度,当一件工件确定需要镜面抛光时,必须要选抛光性能好的钢材并且都经过热处理否则达不到预期的效果。 (3)热处理工艺 如果热处理不当,钢材表面硬度不均或特性上有差异,会给抛光造成困难。 (4)抛光的技术 由于抛光主要是靠人工完成,所以人的技能目前还是影响抛光质量的主要原因。 一般认为抛光技术影响表面粗糙度,其实好的抛光技术还要配合优质的钢材以及正确的热处理工艺,才能得到满意的抛光效果;反之,抛光技术不好,就算钢材再好也做不到镜面效果。 六.不同类型抛光应注意的事项 (1)模具砂纸打磨和油石研磨应注意的事项 1)对于硬度较高的模具表面只能用清洁和软的油石打磨工具。 2)在打磨中转换砂号级别时,工件和操作者的双手必须清洗干净,避免将粗砂粒带到下一级较细的打磨操作中。 3)在进行每一道打磨工序时,砂纸应从不同的45°方向去打磨,直至消除上一级的砂纹,当上一级的砂纹清除后,必须再延长25%的打磨时间,然后才可转换下一道更细的砂号。 4)打磨时变换不同的方向可避免工件产生波浪等高低不平。 (2)钻石研磨抛光应注意的事项 钻石研磨抛光必须尽量在较轻的压力下进行,特别是抛光预硬钢件和用细研磨膏抛光时。在用8 000#研磨膏抛光时,常用载荷为100~200 g/cm2,但要保持此载荷的精准度很难做到。为了方便做到这一点,可以在木条上做一个薄且窄的手柄,或者在竹条上切去一部分而使其更加柔软。这样可以帮助控制抛光压力,以确保模具表面压力不会过高。当使用钻石研磨抛光时,不仅工作表面要求洁净,工作者的双手也必须十分清洁。 (3)塑料模抛光应注意的事项 塑料模具的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同,严格说,塑料模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。 镜面抛光的标准分为4级: A0=Ra0.008μm A1=Ra0.016μm A3=Ra0.032μm A4=Ra0.063μm 由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度,而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求,所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。 七.抛光中注意事项如下: 1)当一新模腔开始加工时,应先检查工件表面,用煤油清洗干净表面,使油石面不会粘上污物导致失去切削的功能。 2)研粗纹时要按先难后易的顺序进行,特别一些难研的死角,较深底部要先研,最后是侧面和大平面。 3)部分工件可能有多件组拼在一起研光,要先分别研单个工件的粗纹或火花纹,后将所有工件拼齐研至平滑。 4)大平面或侧平面的工件,用油石研去粗纹后再用平直的钢片做透光检测,检查是否有不平或倒扣的不良情况出现,如有倒扣则会导致制件脱模困难或制件拉伤。 5)为防止模具工件研出倒扣或有一些贴合面需保护的情况,可用锯片粘贴或用砂纸贴在边上,这样可得到理想的保护效果。 6)研模具平面用前后拉动,拖动油石的柄尽量放平,不要超出25°,因斜度太大,力由上向下冲,易导致研出很多粗纹在工件上。 7)如果工件的平面用铜片或竹片压着砂纸抛光,砂纸不应大过工具面积,否则会研到不应研的地方。 8)尽量不要用打磨机修分模面,因砂轮头修整的分模面比较粗糙以及有波浪高低不平,如必要用时,必须将砂轮头粘修至同心度平衡。 9)研磨的工具形状应跟模具的表面形状接近一致,这样才能确保工件不被研变形。 七.如何解决抛光中出现的常见问题 (1)抛光过度 在日常抛光过程中遇到的最大问题就是“抛光过度”,就是指抛光的时间越长,模具表面的质量就越差。发生抛光过度有二种现象:即是“橘皮”和“点蚀”。抛光过度多发生于机械抛光。 (2)工件出现“橘皮”的原因 不规则粗糙的表面被称为“橘皮”,产生“橘皮”有许多的原因,最常见的原因是由于模具表面过热或渗碳过度而引起,抛光压力过大及抛光时间过长是产生“橘皮”的主要原因。比如:抛光轮抛光,抛光轮产生的热量会很容易造成“橘皮”。较硬的钢材能承受的抛光压力会大一些,相对较软的钢材容易发生抛光过度,研究证明产生抛光过度的时间会因钢材的硬度不同而有所不同。 (3)消除工件“橘皮”的措施 当发现表面质量抛得不好时,许多人就会增加抛光的压力和延长抛光的时间,这种作法往往会使表面的质量变得更差。 可采用以下的方法去补救: 1)把有缺陷的表面去除,研磨的粒度比先前使用砂号略粗一级,然后进行研磨,抛光的力度要比先前的低一些。 2)以低于回火温度25℃的温度进行应力消除,在抛光前使用最细的砂号进行研磨,直到达到满意的效果,最后以较轻的力度进行抛光。 (4)工件表面“点蚀”形成的原因 由于在钢材中有些非金属的杂质,通常是硬而脆的氧化物,在抛光过程中从钢材表面被拉出,形成微坑或点蚀,产生“点蚀”的主要因素有以下几点: 1)抛光的压力过大,抛光时间过长。 2)钢材的纯净度不够,硬性杂质的含量高。 3)模具表面生锈。 4)黑皮料未清除。 (5)消除工件点蚀的措施 1)小心地将表面重新研磨,砂粒粒度比先前所使用的粒度略粗一级,采用软质及削锐的油石进行最后步骤的研磨才再进行抛光程序。 2)当砂粒尺寸小于1 mm应避免采用最软的抛光工具。 3)尽可能采用最短的抛光时间和最小的抛光力度。 模具制造过程中型腔的抛光是非常重要的一道工序,它关系到模具的质量和寿命,也决定制品质量的好坏。掌握抛光的工作原理和工艺过程,选择合理的抛光方法,可以提高模具质量和寿命,进而提高制品的质量。

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    中等职业教育发展兼顾人才需求与教育质量有多难?行政干预不可取

    中等职业教育发展兼顾人才需求与教育质量有多难? 中考成绩出炉,相当一部分初中毕业生对于选择就读普通高中还是中等职业学校十分犹豫。关于中职的这些事,你知道吗? 什么是中等职业教育? 我国国民教育体系中,完成九年义务教育的初中毕业生,绝大多数要继续接受高中阶段教育,高中阶段教育分为普通高中教育和中等职业教育两部分。中等职业教育是为各行各业培养技术技能型人才的一类教育,其培养目标就是要使学生通过学习和实践掌握专业技术技能,毕业后能够顺利就业,也可以通过对口升学、高职单独招生等渠道升入本、专科院校接受高等教育。 中等职业教育发展兼顾人才需求与教育质量有多难?一个800万的缺口背后:“到2020年,中等职业教育在校生达到2350万人”,2014年《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》提出的这一规模目标,面临很大缺口。今天,一份有关中等职业教育的研究报告指出,根据近年来中等职业教育的在校生数量和高中阶段适龄人口下降趋势,要实现这个目标存在难度,“预计缺口为800万人”。 中等职业学校的专业教学有着严格的标准,从2014年起,教育部已经公布了230个专业教学标准,是明确培养目标和规格、组织实施教学、规范教学管理、加强专业建设、开发教材和学习资源的基本依据,也是评估学校教育教学质量的主要标尺,同时也是社会用人单位选用中等职业学校毕业生的重要参考。 在由教育部和国务院发展研究中心指导、中国发展研究基金会与中国职业技术教育学会主办的职业教育发展国际研讨会上,公布了这份报告。相关研究是由中国发展研究基金会的一个课题组实施的。 历年全国教育事业发展统计公报也表明,中职学校在校生人数在2010年达到史上最高的2237.4万人,此后逐年下降,2018年已降到1555.26万人,约占高中阶段教育规模的40%。2010年到2018年,中职学校由1.45万所减少到1.02万所。 中国发展研究基金会认为,导致中职教育规模下降的原因有多方面,其中之一是适龄人口总量下降,中职学校和普通高中在校生规模都在下降,只不过中职学校降幅更为明显。此外,从实际出发优化调整,有计划、有针对性地撤并一批中职学校,也是原因之一。 研究报告指出,“从中等职业教育发展的长远考虑,为兼顾人才需求与教育质量,可能存在一种发展的层次安排,即在提升质量、健全育人功能的基础上,再稳步扩大教育规模。” 教育部副部长田学军介绍,今年出台的《国家职业教育改革实施方案》,作出“职业教育与普通教育是两种不同类型的教育,具有同等重要地位”的重大判断,提出一系列新的制度设计和政策举措。他说,中国将在5年到10年内推动职业教育完成3个转变,其中之一就是“由追求规模扩张向注重提高质量的转变”。 中国发展研究基金会对东、中、西部49所中等职业学校的跟踪研究发现,中职学校的辍学率正在下降,2014年辍学率约为23%,2016年约为13%,2017年约为8%。课题组将情况的改善归结于以下原因:国家脱贫攻坚决战阶段,不少地区推出了初中毕业后考不上高中的学生必须接受中职教育的政策;政府在提高高中阶段入学率等方面的努力。 该课题组对广东、四川、贵州三省30所中等职业学校的研究发现,在这些学校,约有70%的学生来自农村,超过60%的学生家庭经济贫困,超过一半没有受过学前教育,43%有过留守儿童经历,28%来自单亲家庭。这些学生在情绪、同伴关系、价值观、学习能力等方面,与全国一般同龄群体相比,问题较为突出,这与其不利的成长环境有直接关系。 此外,根据调查,一部分中职学生在初中毕业前已经有一些包括辍学、外出务工的经历,这类学生约占12%,约有9%的学生有打架、沉迷网吧等行为。课题组指出,这两类人群如果长期处于社会底层,且没有合适的发展渠道和发展机会,将对社会稳定带来潜在威胁。在这一意义上,中等职业教育扮演了保障社会稳定、促进教育公平从而促进社会公平、改善民生的重要角色。 我国确实有不少地方,是禁止往届初中毕业生参加中考,或者即便允许往届初中毕业生参加中考,但却只允许报考一般普通高中和中职,不能报考示范性高中的。在禁止往届初中毕业生参加中考的地方,自然也就没有初三复读生。相对于这些禁止往届初中毕业生参加中考的地方来说,大部分地区目前只是禁止学校和培训机构招复读生。 中国发展研究基金会副理事长卢迈说,这些孩子经历了贫困、单亲、留守等许多问题——社会的很多问题沉淀在农村、沉淀在底层,然后集中到了中职学校。中职学校的生源主要来自农村,如果加上城市低收入人口,约有90%学生出自低收入家庭。全球现在面临的一个重要挑战就是收入分配不公平,中国同样也面临这个挑战。办好中等职业教育,能够帮助这些年轻的孩子学到技能、学到知识,让他们能够“在人生的阶梯上继续向上,促进社会流动”。 本报北京12月5日电 中国青年报·中国青年网记者 张国

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    职教VR仿真资源|手把手教你快速组装计算机

    组装计算机是技术人员重要的工作组成部分。身为技术人员,在处理计算机组件时,必须采用合乎逻辑且有条理的方式。有时,可能需要确定客户计算机的组件是否需要升级或更换。培养安装流程技能、故障排除技术以及自己的诊断方法非常重要。 图为计算机组装 今天100唯尔教育小编就结合100唯尔教育《计算机组装与维修》课程及其VR仿真资源来介绍计算机的硬件组装操作过程。 首先来看下装机的大致流程:准备工作→机箱的调整→安装CPU及风扇→安装内存条→主板跳线→安装主板→连接开关、指示灯、电源开关等连线→安装显示卡→安装光驱→安装硬盘驱动器→安装电源→连接各驱动器的电源线和数据线→连接显示器→连接键盘和鼠标→最后检查→开机测试。 上述组装顺序只是一般规则,不需要绝对遵从。在实际的组装中,应根据主板、机箱的不同结构和特点来决定组装顺序,以安全和便于操作为原则。 一、调整机箱和安装电源 一般立式机箱,其左右侧板可以拆下。首先除去机箱侧板,在背部最大缺口处即电源的安装位置。 安装电源时,先将电源放进机箱的电源位,并将电源上的螺丝固定孔与机箱上的固定孔对正。然后再先拧一颗螺钉(固定住电源即可),再将另3颗螺钉孔对正位置,拧上剩下的螺钉即可。 图为100唯尔教育安装电源 二、CPU及风扇的安装 (一)CPU安装过程 1.将拉杆从插槽上拉起,与拉槽成90°角。 2.寻找CPU上的圆点/切边。此圆点/切边应指向拉杆的旋轴,只有方向正确,CPU才能插入。 3.将CPU插入稳固后,压下拉杆完成安装。 图为100唯尔教育安装CPU (二)风扇安装: 1.整理风扇 整理风扇一定要注意风扇电源线和扣具按钮位置,线要提前整理出来,不要让风扇在运行工作时对线产生各种接触,电源线初始位置一般是处于风扇里(取出既可)。 2.调节散热器位置 将散热器调放到合适的位置,将风扇水平放置到处理器口盖上方,扣具四周的扣柱(尖嘴触角)的底部需与主板上的四个扣点对齐。 图为100唯尔教育安装风扇 3.按压扣具 散热器扣具由于采用四个扣具设计,所以最佳的安装扣具的方法就是“对角线”按压安装法。顺序按压容易造成风扇受力不均,导致另两个扣具按压困难。注意,按压扣具按钮时要加力,当听到一声清脆的咔嚓声后证明按压成功。在安装完散热器后,我们需要连接散热器风扇的电源线(风扇的4Pin接口)插到主板的散热供电接口。 三、安装内存条 1.安装前,先将内存插槽两端的白色卡子向两边扳动,将其打开,以便将内存插入。 2.对好内存插槽的方向,内存条的凹槽必须垂直对准内存插槽上的凸点。 3.双手按住内存的两端,均匀用力将内存推入插槽中,固定开关自动关闭,卡住内存条,即完成内存的安装。 图为100唯尔教育安装内存条 四、主板的安装 1.将机箱附带的固定主板用的螺丝柱和塑料钉旋入主板和机箱的对应位置。 2.将机箱上I/O接口的密封片撬掉。可根据主板接口情况,将机箱后相应位置的挡板去掉。这些挡板与机箱直接连接在一起,需要先用螺丝刀将其顶开,然后用尖嘴钳将其扳下。外加插卡位置的挡板可根据需要决定,不要将所有的挡板都取下。 3.将主板对准I/O接口放入机箱。 4.将主板固定孔对准螺丝柱和塑料钉,用螺丝将主板固定好。 5.在电源输出插头中找出20针插头,将插头上的挂钩一侧对准插座上与挂钩相对应的凸出部位插下。P4主板有一个4针的辅助电源接口,专门为CPU供电而设计,在电源插头中选相应的电源接头对应插好。 图为100唯尔教育安装主板 五、安装显卡 1.从机箱后壳上移除对应PCI-E插槽上的扩充挡板及螺丝。 2.打开固定开关,将显卡对准PCI-E插槽,双手按住显卡的两端均匀用力,将显卡推入插槽,开关自动卡住显卡。 3.用螺丝固定显卡。 图为100唯尔教育安装显卡 六、安装外部存储设备 (一)安装光驱 1.将光驱装入机箱。拆掉机箱前方的一个5.25英寸固定架面板,将光驱反向从机箱前面板装进机箱的5.25英寸槽位。 2.确认光驱的前面板与机箱对齐平整,在光驱的每一侧用两个螺丝初步固定,先不要拧紧,以便对光驱位置进行细致的调整,然后把螺丝拧紧。 图为100唯尔教育安装光驱 (二)安装硬盘 1.单手捏住硬盘(注意手指不要接触硬盘底部的电路板,以防身上的静电损坏硬盘),将硬盘装进机箱中的3.5英寸固定架。一般硬盘面板朝上,有电路板的面朝下。 2.确认硬盘的螺丝孔与固定架上的螺丝位置对应,拧上螺丝。 图为100唯尔教育安装硬盘 七、连接各驱动器的电源线和数据线 (一)连接 SATA 硬盘 1.把数据线和电源线一端接到硬盘上(由于接线插头附有防错误设计,因此不会有插错方向的问题 )。 2.将数据线的另外一端接到主板的SATA插口中。 图为100唯尔教育连接各驱动器的电源线 (二)连接光驱 1.光驱的连接基本与IDE硬盘一样。如果光驱与硬盘同用一根数据线相连,则把硬盘的跳线方式设为主盘(MASTER),把光驱跳线方式设为从盘(SLAVE)。 2.将连接光驱和声卡的音频线一端插在声卡上(如果声卡是主板自带的,要连接到主板的相应位置),一端要插在光驱的AUDIO输出端口上。 图为100唯尔教育连接光驱 八、连接机箱接线 1.SPEAKER:机箱喇叭的四芯插头,实际上只有1、4两根线,1线通常为红色,接在主板Speaker插针上。连接时,注意红线对应1(+)的位置。 2.RESET SW:复位键接线,接到主板的RESET插针上,是个两芯的插头。 3.POWER SW:电源的开关接线,是个两芯的插头。 4.POWER LED:电源指示灯的接线,是个三芯插头,使用1、3位,1线通常为绿色。 5.H.D.D LED:硬盘指示灯,为两芯接头,1线为红色。 图为100唯尔教育连接机箱接线 九、连接各种外设数据线和电源线 其他外设如显示器、键盘、鼠标等,将其插入主板上的相应位置,并接好数据线和电源线。 图为100唯尔教育连接各种外设数据线和电源线 十、检查与测试 (一)最后检查 检查的主要内容包括: 1.内存条是否插入良好 2.各个插头插座连接有无错误、接触是否良好 3.接口适配卡与插槽是否接触良好 4.各个电源插头是否插好 5.各个驱动器、键盘、鼠标、显示器、音箱的电源线、数据线是否连接良好 (二)开机测试 1.先接通显示器的电源,再接通主机的电源 2.通电后,密切注意微型计算机是否有异常的现象发生 3.如果一切正常,系统能正确地启动,在屏幕上显示计算机的配置信息,即进入BIOS设置窗口。按照系统参数对BIOS进行一些设置和优化,即可完成系统的初步调试。 4.关闭机器,重新整理机箱内部的各种数据线,再次检查各个接口及连线是否正常,正确无误则盖上机盖,拧上螺丝继续进行系统的设置及安装。 图为100唯尔教育开机测试 以上,就是100唯尔教育关于计算机组装的部分内容,如果对其中的课程及其VR仿真资源感兴趣,可以直接上100唯尔教育搜“计算机”就可以看到对应的课程列表。

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