關(guān)于三維軟件ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的教學(xué)建議

摘 要：鑒于SolidWorks軟件的強(qiáng)大功能和工程實際中的廣泛應(yīng)用，本文對SolidWorks軟件的教學(xué)提出一些建議，以期對SolidWorks的學(xué)習(xí)和研究提供幫助。

關(guān)鍵詞：SolidWorks 教學(xué) 繪圖原理

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，和機(jī)械設(shè)計相結(jié)合的軟件功能越來越強(qiáng)大，工程應(yīng)用的范圍也越來越廣，工程設(shè)計已經(jīng)發(fā)展到了全數(shù)字化階段，因此，對于工程院校的從事機(jī)械設(shè)計的高校畢業(yè)生來說，熟練掌握一門三維機(jī)械CAD/CAM軟件是十分重要的。

目前，這類CAD軟件主要可以分為三類：一是高端CAD/CAM，如法國Dasssault Systemes公司的CATIA，美國EDS/Unigraghics公司的I-DEAS；二是中端如SolidWorks，Solidedge以及Autodesk公司的MDT和Intentor；三是低端CAD/CAM，如Autodesk公司的AutoCAD。中端CAD/CAM系統(tǒng)的SolidWorks一般對計算機(jī)硬件要求相對于高端CAD/CAM系統(tǒng)的軟件要低，而且相對于低端CAD/CAM系統(tǒng)功能要強(qiáng)大很多，故SolidWorks在工程院校教學(xué)中被廣泛采用，而且在工程實際中也有著十分廣泛的應(yīng)用。SolidWorks是基于Windows平臺的優(yōu)秀三維軟件，采用參數(shù)化和特征造型技術(shù)，能方便、快捷地創(chuàng)建任何復(fù)雜形狀的實體，而且可以通過參數(shù)驅(qū)動對實體尺寸的修改；SolidWorks設(shè)計思路十分清楚，設(shè)計理念也容易理解，零件、工程圖和裝配圖是SolidWorks互相關(guān)聯(lián)的核心部分［１，２］。

相對于機(jī)械制圖等課程，SolidWorks是一門剛剛登上大學(xué)校堂的新開課程，如何上好這門課？使如何學(xué)生在最短的時間內(nèi)熟練的操作軟件、理解SolidWorks的設(shè)計方法和建模理論？這些都很有討論的必要，鑒于此，筆者總結(jié)實際課堂建學(xué)經(jīng)驗，提出如下建議，供同行參考和指正。

1. 合理分配多媒體教學(xué)時間和上機(jī)指導(dǎo)時間

三維軟件一般都是操作性軟件，需要大量的練習(xí)和熟悉軟件的環(huán)節(jié)，SolidWorks也不例外，學(xué)生能夠聽得懂，但是很容易遺忘，故應(yīng)該合理地安排時間。筆者認(rèn)為上一次多媒體課就上一次上機(jī)課比較好，且中間相隔的時間不要太長，條件允許的話，最好連上，多媒體教學(xué)完成之后即進(jìn)行上機(jī)實際操作，正好是一個上午或是一個下午的時間。上機(jī)時應(yīng)該安排教師輔導(dǎo)，及時為學(xué)生解決學(xué)生使用SolidWorks軟件存在的問題。一次上機(jī)安排的人數(shù)不可過多，以免教師顧及不暇，對于大機(jī)房最好安排兩到三名教師。

2. 合理安排教學(xué)內(nèi)容

SolidWorks包括草圖繪制、特征命令、工程圖制作、零件裝配、曲線繪制、曲面繪制、模具設(shè)計、零件的COSMOS有限元分析和SolidWorks的二次開發(fā)等內(nèi)容，鑒于SolidWorks軟件的強(qiáng)大功能和工程實際應(yīng)用價值，要求教師在教學(xué)過程不僅僅是解釋軟件菜單與功能，使學(xué)生迅速入門，而且要介紹SolidWorks建模原理、設(shè)計思想和有限元分析等工程緊密相結(jié)合的內(nèi)容。

3. 合理規(guī)劃講述繪制步驟和繪制原理

首先，對于SolidWorks軟件來說，繪圖步驟不僅是關(guān)系繪制的簡化與否的問題，而且SolidWorks的特征數(shù)也反映了零件或者部件的設(shè)計是否合理的問題。如果按照你的繪制步驟比較簡單，而且能夠和該機(jī)械零件或者部件制造過程一致的話，就說明你的繪制過程比較合理。

其次，SolidWorks的零件或者部件的繪制原理也應(yīng)該向?qū)W生介紹清楚，而不僅僅是單純的說明繪圖步驟或設(shè)計過程，這樣做，有利于學(xué)生知其然并知其所以然，根據(jù)SolidWorks的繪制原理自己能夠設(shè)計出新的好看的工業(yè)設(shè)計樣品。比如圖1，這是SolidWorks中一個線形隨行陣列的例子，但是這個三維圖形不僅有線形尺寸的變化，而且有角度方面尺寸的變化，如何通過線形尺寸的變化來控制角度尺寸的變化呢？我們可以連接尺寸的方法，如圖2，將直線1通過幾何關(guān)系定義在水平位置，可見弧度尺寸A可以控制直線2的幾何位置，即改變弧度尺寸A可以使直線2沿圓心轉(zhuǎn)動。在直線2和直線3、直線4設(shè)置為共線，并定義直線2和直線3的長度，因此，通過改變直線4的定義尺寸就可以使直線2、直線3和直線4的總長發(fā)生變化。最好將直線4的長度尺寸和弧度尺寸A連接起來，既令二者的尺寸數(shù)值始終相等，這樣只需改變直線4的長度尺寸，就可以達(dá)到讓圖1中的桿子在伸長的過程中同時轉(zhuǎn)動。這就是隨行陣列的原理，實際教學(xué)一定要交待清楚，為鞏固教學(xué)成果，可以讓學(xué)生思考圖3和圖4的建模方法，其陣列是如何通過草圖來控制［３］。

4. 充分發(fā)揮三維軟件的優(yōu)勢，提高學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的興趣。

三維軟件的最大優(yōu)勢在于形象性，學(xué)生能夠直觀的觀測零部件的形狀，通過三維裝配和運(yùn)動仿真能夠清楚地表達(dá)出一個實際的機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動情況，并且能夠輸出機(jī)械零件的運(yùn)動曲線，能夠加深對所學(xué)的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計課程的理解，由于這一操作演示非常形象和生動，學(xué)生非常有興趣，教師應(yīng)該多用富有激情的教學(xué)語言，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。尤其當(dāng)學(xué)生對某一步有疑問，要充分找住這一機(jī)會，積極和學(xué)生們互動，這樣必定能夠達(dá)到良好的教學(xué)效果。比如，在機(jī)械制圖中的組合體的相關(guān)線問題［４］，在SolidWorks中來表達(dá)就比較直觀和形象，學(xué)生能夠很快接受。

綜上所述，教師注意以上幾點，在教學(xué)中不斷探索，勇于創(chuàng)新，針對三維軟件SolidWorks的自身特點，找出教學(xué)過程的規(guī)律性的東西，注意總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，一定能夠讓學(xué)生充分的理解課程內(nèi)容，達(dá)到學(xué)生能夠通過SolidWorks進(jìn)行三維造型設(shè)計并能夠進(jìn)行簡單的有限元分析和機(jī)械零部件的運(yùn)動仿真的教學(xué)目的，為本科生的畢業(yè)設(shè)計提供另外一種參考方法，真正做到學(xué)以致用。

參考文獻(xiàn)：

［1］江洪，魏崢，顧寄南等.SolidWorks 2006 基礎(chǔ)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［2］常興，劉國鋒.SolidWorks軟件在機(jī)械原理教學(xué)中的應(yīng)用.焦作大學(xué)學(xué)報，2005.03.

［3］賈志欣，李紅林.基于三維零件圖及裝配圖的多媒體課件設(shè)計及制作.機(jī)電工程，2005.08.

［4］張曉玲.Solid Works在《工程制圖》課程教學(xué)中的應(yīng)用煤炭技術(shù).2005.03.