AutoCAD與機械制圖的融合

摘要：對機械制圖與AutoCAD教材關系的處理、教學內容的整合和課堂實踐的設計三個方面進行歸納，提出以機械制圖為主，以AutoCAD為輔，將AutoCAD與機械制圖融合教學的方法。

關鍵詞：AutoCAD；機械制圖；融合式教學

隨著計算機科學的迅速發展，以計算機繪圖為基礎的AutoCAD技術已經廣泛應用于機械工程領域。中等職業教育以培養應用型人才為主，面對新的形勢，在制圖課程教學的各個環節，融合計算機輔助繪圖的新內容，培養學生使用計算機繪圖的能力，使學生既具備傳統的繪圖基本功，又能掌握現代化的計算機繪圖方法。下面從教材的處理、內容的整合和實踐的設計三個方面介紹一下我們的做法。

一、根據適用處理教材關系

目前《機械制圖》教材中與AutoCAD相關的知識極為欠缺，即使有的教材上有，也只是在機械制圖基礎之上增加一些AutoCAD命令，并沒有很好的融合起來。而各種AutoCAD教材又多從計算機專業知識的角度進行編寫，不少命令在機械制圖中都沒有必要用到。所以我們有必要把AutoCAD與機械制圖課程緊密相結合，以機械制圖理論為主，AutoCAD的教學為輔，僅把AutoCAD當作一個制圖工具看待，把計算機繪圖穿插在機械制圖的各部分中，將原來用在圖板上的時間大部分用于上機操作。這樣，便可在不過多地增加學時的情況下，既保持機械制圖知識的完整性，又能拿出較多的學時去掌握更為實用的計算機繪圖的技能。

二、根據需要整合教學內容

在教學中我們提倡精講多練，多給學生留下自學時間。學習制圖課應以培養學生提高閱讀及繪制零件圖、裝配圖的能力為主，對于一些理論性較強或不很重要的內容，可根據專業特點作相應取舍。

1 制圖基本知識與技能

該部分內容是學習制圖課的啟蒙階段，是作圖的最基本方法，通過學習這部分內容可為今后奠定下掌握基本技能基礎和尺寸標注基礎。所以，首先要給學生講清國家標準的一些有關規定，并要求學生嚴格按此規定應用AutoCAD進行基本操作，目的是使學生養成嚴肅認真的態度和良好的制圖習慣；其次，要整合基本繪圖命令和編輯命令，如：介紹圖層的有關概念，使學生知道制圖標準中的圖線形式及應用；綜合介紹畫點、線、圓等二維繪圖命令和偏移復制、修剪延伸等二維圖形編輯命令及對象捕捉、自動追蹤等輔助繪圖命令，使學生快速掌握繪制平面圖形的方法；針對繪圖要符合國家標準的特點，嚴格結合國家標準介紹尺寸樣式和文字樣式的設置。而對于一些繪圖基本功，如：圖線和箭頭的繪制，字體的書寫等方面的要求可適當降低，只講清要領，讓學生做適當的練習即可；對于多線等機械制圖中不大用到的繪圖命令就可以略講或不講。這樣，學生可省出時間放在對基本知識的掌握上。

2 投影作圖

我們的教學內容以投影理論為重點，注重培養學生的空間分析能力和空間思維能力，所以應刪除制圖課程中陳舊落后和不適宜的內容，增加相關的計算機繪圖知識。

(1)正投影法和三視圖及投影規律應該特別強調，并要求學生牢牢掌握，因為無論是尺規作圖還是計算機繪圖，這部分內容無疑都是一個重點。在傳統的制圖教學中，先講三維視圖，后講三維畫法，強調視圖的畫與讀，而不強調立體的表達，這顯然違背了認知規律。通過介紹AutoCAD坐標系、三維繪圖基礎、三維動態觀察器的旋轉功能、對實體進行著色與渲染處理等方法，可讓學生掌握直觀形象地展現抽象空洞的圖形的方法；通過介紹多視口的創建方法，可以讓學生容易地觀察模型和三視圖的投影關系，輕松掌握投影規律；通過介紹正交、鏡像復制、陣列、倒角、倒圓、圖案填充等命令，可以讓學生快速繪制出三視圖。而點、線、面的投影知識，因適用性不大，可不做詳細的講解，只要對各種投影面的概念做適當的介紹即可。

(2)截交線、相貫線分別是平面和幾何體相交、幾何體與幾何體相交而形成的表面交線，只要幾何體的大小、形狀一定，相交位置一定，那么交線的形狀就是一定的，與作圖是否正確無關。通過實體造型的訓練，可以加強形體的概念。學習計算機的仿真技術來模擬立體的形成過程，讓學生自己上機構造不同的立體，去分析、體會立體表面交線的形狀及交線的變化趨勢，然后再利用相關的擬合曲線等命令畫出二維的平面圖形。所以，這部分內容可根據專業性特點作適當刪減，僅介紹平面與圓柱體相交、兩圓柱體相交即可。

(3)組合體是投影作圖部分的落腳點，有些組合體的形狀與零件十分相似，學好組合體的投影，可為學習機件的表達方法和零件圖打下良好的基礎，起到承上啟下的作用，必須嚴格要求。在學習組合體的過程中，三維立體既能幫助學生理解各種組合體的形成過程，又能幫助學生理解形體分析法與線面分析法讀圖與畫圖的基本概念，增強了學生的形體分析問題與解決問題的能力。所以，先通過對實體造型的學習，再進行補視圖和補漏線的訓練，就可取到事半功倍的效果。

3 機件的表達

機件的表達方法、零件圖、裝配圖仍然是重點內容，甚至應該加強對學生的要求。在大力提倡普及計算機繪圖課程的同時，不能忽視了服務于生產實際的能力培養。

(1)零件圖由一組視圖、必要的尺寸、技術要求和標題欄組成。其中三視圖的畫法尺寸的標注及標題欄、技術要求中文字的填寫在前面都已教學過。畫零件圖與畫一般三視圖的不同之處在于有技術要求的標注。技術要求包括：表面粗糙度、尺寸公差和形位公差等，這些就是零件圖這部分所要教學的內容。其中標注尺寸公差與形位公差AutoCAD有專門的命令，標注表面粗糙度雖無專門命令，但可以運用圖塊的制作來完成。

(2)裝配圖的內容包括零件圖中所學的內容、零件的序號、明細表和標題欄。繪制裝配圖并不需要進一步的AutoCAD知識，只是由于裝配圖一般比較復雜，因此常要用到一些復雜圖形的作圖技巧，這些已在前面教學過。針對機械制圖裝配圖的實際情況，裝配圖的教學主要是進行作圖實踐，應該以一兩個機械制圖中常見的又較簡單并有代表性的裝配圖形作為練習對象，如：螺栓聯接圖和軸系結構圖等。

三、根據理論設計實踐訓練

實踐內容的選擇按照由簡入繁的原則，與每一時段的理論知識緊密結合，要求學生在每次實踐課上自主地運用所學命令繪制一幅完整的機械圖樣，必須要符合國家標準的各項規定。

每次設計的圖樣，保證大部分學生在實踐課內能夠完成。例如，第一次可練習繪制一幅A3樣板圖，然后從幾何作圖、基本幾何體的投影、三視圖逐漸過渡到各類典型零件圖。這樣使學生的每一次練習都體會到繪圖的完整性，有利于他們形成規范繪圖的習慣。

在每次的實踐訓練課上，要專門拿出一部分時間做實踐總結，包括兩個部分的內容：第一，集中解決實踐課上較普遍出現的問題，演示正確的操作方法，幫助學生分析出現問題的原因；第二，讓學生用多種方法繪制同一幅圖，然后比較出更高效的繪圖方法。由于繪制的內容學生親自做過，在課堂上加以講解會使他們對所學的知識融會貫通，從而深入掌握命令操作的要領。在每次實踐課里，嚴格要求學生在規定的時間內完成圖形的繪制并進行評定。這樣可以督促學生建立高效出圖的概念，養成良好的職業行為習慣。

近年來，我們利用軟件讓計算機繪圖貫穿制圖的整個教學過程中，從而使《計算機繪圖》與《機械制圖》融合成為一門課程，使計算機知識滲透到機械制圖中去。采用這樣的教學方法進行教學，成效顯著，同學們通過不到40學時的理論學習和上機操作就能掌握用計算機繪制機械零件圖和裝配圖的基本技能，完全適應了制圖作業全部由計算機出圖的要求。