基于三維軟件的機械制圖測繪教學實踐初探

賈東庭

（長治市太行技工學校，山西 長治 046012）

基于三維軟件的機械制圖測繪教學實踐初探

賈東庭

（長治市太行技工學校，山西 長治 046012）

文章分析了當前機械制圖測繪中存在的問題，并聯系當前機械制造領域的發展趨勢，以齒輪泵為例，使用Pro/E軟件對機械制圖測繪實踐課程進行了教學改革，效果理想。

測繪；三維CAD；Pro/E

機械制圖測繪是機械制圖課程后的一門實訓課程。該課程就是對現有機器或部件進行實物拆裝與分析，并選擇合適的表達方式，繪制出零件圖和裝配圖。在測繪過程中，學生可以把機械制圖中所學的知識綜合性地應用到測繪實踐中，因此，機械制圖測繪是工科院校的一個重要教學環節。

隨著計算機技術在制造領域廣泛而深入的應用，機械產品已進入數字化設計、分析與制造時代，先進的三維設計和數控加工技術，在越來越多的企業得到了應用，現代產品設計正朝著以三維實體建模為基礎、面向集成制造的虛擬現實設計模式轉變，而能夠全面反映產品幾何特性、物理特性和加工特性信息的三維實體模型正是CAD/CAE/CAPP/CAM及CIMS信息源的主要技術基礎。因此，培養學生的計算機繪圖能力和三維實體建模能力，是現代工程圖學發展的必然趨勢，也是數字化機械產品設計和制造對機械制圖測繪提出的新要求。

一、存在的問題

傳統機械制圖教學中，老師主要以實物或掛圖為教學工具，講解工作原理、傳動路線及零件圖、裝配圖的表達方式，受各方面條件的影響，效果不甚理想。主要存在以下問題：

①由于實物較大、掛圖較小，學生觀察不清楚，難以理解。另外，由于實物多年使用，出現了缺少零件、無法正常工作的問題，給教學造成了更多的困難。對于實物模型，零件內部結構不可能看到，只能根據相配合的零件進行推測，造成疑惑。

②對于表達方案的選擇、視圖及表達方法，老師只局限于口頭講授，學生無法有感性的認識。

③對于裝配關系，由于使用實物，而且學生人數多，每個學生不能進行多次拆裝，對配合關系理解不夠深入。另外，體會不到配合零件間尺寸不符時造成的后果，這樣與工程實踐無法緊密結合。

二、應用三維CAD解決問題

三維CAD技術不僅可以創建三維實體模型，而且可以進行模擬裝配，并可以進行力/應變分析、質量屬性分析、空間運動分析、裝配干涉分析、模具設計、NC編程及可加工性分析、二維工程圖的自動生成。

我們在機械制圖測繪中引入三維CAD技術，構建每個零件的三維模型，通過實時放大、縮小、剖切等功能看到零件內部、外部等各細節，同時在進行剖切時，也幫助學生深入理解表達方式、視圖選擇的重要性。

應用三維CAD對零件進行裝配，通過使用約束關系（匹配、對齊、插入、相切等）理解各零件之間的裝配關系，也可以進行任意相鄰零件之間的裝配，并分析其自由度；還可以進行裝配、拆卸的動畫演示。

應用三維CAD，可以隨時改變零件的尺寸，并在裝配中進行干涉檢查，充分理解裝配關系。

該文以齒輪泵為例，使用Pro/E軟件對機械制圖測繪教學進行了實踐探索。

三、教學實踐

1.齒輪泵仿真

教師在完成裝配體后，選擇應用分析→機構，切換到機構分析模式，添加齒輪副，并設置相關屬性，添加驅動器，把連接軸作為從動件，并設置速度，然后設置運動時間。完成后，使用動畫可以看到隨著主動齒輪的轉動，從動齒輪軸也會轉動。

使用Pro/E運動仿真可以讓學生直觀地看到它的運動，學生的感性認識會提高。

2.進行拆卸

選擇應用程序→動畫，進入動畫的編輯模式，將每個零件設置為一個主體，然后拖動封裝元件，進行動畫演示。這樣可以避免對實物的反復拆裝，損壞實物，而且如果我們想要看到調整彈簧與鋼球等內部的關系，可以使用隱藏功能把泵體隱藏。

3.觀察各個零件

把各個零件圖向學生演示。演示過程中，可以使用旋轉、放大、局部放大、剖切等功能向學生演示各個方向及各細節處的結構。

為了更清晰地看到泵體螺紋孔等內部的結構，使用視圖管理器，選擇合適的剖切面進行剖切來進行演示。

4.進行裝配

使用模板創建一個組件文檔，選擇添加元件按鈕，選擇零件，并選擇約束關系，進行裝配。例如在裝入銷釘時，要選擇軸對齊和偏移兩個約束，從而讓學生明白螺紋孔與銷釘之間的裝配關系。

5.進行干涉檢查

改變某個零件的基本尺寸，進行干涉檢查，這樣會讓學生加深理解各零件之間的配合關系。

在實踐教學中，采用三維CAD進行機械制圖測繪實踐，不僅解決了實物缺少、損壞、維護等問題，而且能夠達到如下效果：學生對部件的工作原理的認識更為形象直觀；學生對視圖的選擇、平面圖形的繪制有了更為感性的認識，而不是空洞的想象；培養了學生使用三維軟件的能力，提高了學生的工程實踐能力。

［1］宋麗華.Pro/E三維設計軟件在《機械制圖測繪》中的應用［J］.中國科技信息，2008，（14）.

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1673-0046（2010）8-0140-02