基于Pro/E三維建模的工程制圖教學方法研究*

劉永霞 彭如恕

南華大學機械工程學院 湖南衡陽 421001

基于Pro/E三維建模的工程制圖教學方法研究*

劉永霞 彭如恕

南華大學機械工程學院 湖南衡陽 421001

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.21.108

*南華大學校級教改資助課題（2009ZZ031）。

作者：劉永霞，碩士，講師，研究方向為工程制圖。

1 引言

工程制圖是研究繪制和閱讀工程圖樣原理和方法的一門技術基礎課，要求學生掌握圖示空間物體的基本知識和基本方法。目前利用三維軟件強大的造型功能進行工程制圖輔助教學，可以使學生在較輕松的環境下進行學習，并能顯著提高學習效率。

隨著計算機技術的飛速發展，企業廣泛、深入應用三維設計技術，對人才三維造型設計能力的要求也越來越高[1]。所以，在國家制圖課程教學指導委員會2005年修訂的“本科工程圖學課程教學基本要求”中明確要求學生掌握計算機三維造型的基本操作技能[2]。近年來，如何在工程制圖教學中融入三維CAD技術是我國圖學界研究的熱點問題，但到目前為止還沒有形成完善的解決方案，所以有必要對此展開深入的研究。

2 Pro/E軟件引入工程制圖教學中的優點

美國PTC公司開發的軟件Pro/E是目前國際上最成熟使用參數化特征造型技術的大型CAD／CAM／CAE集成軟件之一，已成為機械行業工程技術人員必須掌握的軟件之一。選定該軟件引入制圖課堂有利于學生在今后的職業生涯中熟練掌握該軟件。

將利用Pro/E軟件進行三維造型的內容融入工程制圖的教學中，不僅可以培養學生的三維造型能力，還能使Pro/E軟件成為學習工程制圖知識的重要工具。將二維圖形與三維建模進行穿插教學的方法能夠營造一種形象、直觀、高效、生動的教學氣氛，減輕學生的畏難心理，激發學生的學習興趣[3]。

3 將Pro/E軟件融入制圖課堂的方法

在工程設計中，因二維圖在視圖表達、尺寸及技術要求標注方面的優勢決定了二維圖與三維圖將長期共存，所以在確定具體結合方式時可以采用融合式引入方法，根據畫法幾何和制圖課程學習的不同階段的需要，穩步引入三維建模內容，進而形成完整的教學內容體系。課程將在以下幾個階段引入三維建模。

3.1 Pro/E在截交線、相貫線教學中的應用

截交線、相貫線內容的學習一直是制圖教學的難點之一。在截交、相貫體部分引入三維造型，在課堂上演示典型形體的造型過程，使學生對形體有直觀的認識，了解它們的概念以及各種情況下的截交線、相貫線。同時使學生初步掌握三維實體造型的方法。

3.2 Pro/E在組合體教學中的應用

在講授“挖切”形式組合體的三視圖時，對于一些挖切多處的形體，求作第三個視圖時，學生遇到的困難較大。如圖1所示的題目，教學中應用Pro/E進行三維造型，使學生看到組合體的形成過程，分析組合體各個組成部分的相對位置，再通過輸出視圖得到組合體的主視圖、俯視圖、左視圖。這種教學方法不但提高了學生的空間想象能力和思維能力，而且能夠啟發學生快速、準確地作圖和讀圖。

圖1 組合體示例

3.3 Pro/E軟件在零件圖教學中的應用

零件圖在實際生產中廣泛應用，學生學好零件圖對今后的工作非常重要。在零件圖的學習中將二維繪圖和三維建模同時訓練，使用Pro/E軟件完成零件模型，再將造型生成工程圖，把工程圖輸入到AutoCAD軟件中，修改圖線的圖層，并標注尺寸和技術要求，生成一張完整的零件圖。這種以虛擬造型環境為背景的教學模式，有利于激發學生的觀察力、發現力、想象力及邏輯聯想力。

3.4 Pro/E軟件在裝配圖教學中的應用

在裝配圖的教學環節，可以利用Pro/E的動畫功能將一些裝置的安裝及拆卸過程做成動畫，如圖2所示為安全閥裝配動畫完成后的爆炸圖，上課時演示給學生，讓學生對裝置的結構有一個直觀的認識。這種教學方法使整個裝配過程具有仿真性，實踐性強。該方法在教學上既強調知識的理解，又突出知識的運用，還強化能力的培養，這一切都是傳統教學所無法比擬的。

圖2 裝配圖示例

4 結束語

計算機三維實體模型生動逼真，空間關系直觀具體，有助于學生理解工程制圖的內容，還可以輔助思維，提高學生形體構型、圖形分析能力。實踐表明，Pro/E軟件在工程制圖教學中的應用大大激發學生的學習興趣，提高學習的主動性，培養和發展學生空間想象能力，同時也促進學生積極學習并掌握三維設計軟件。

[1]侯洪生,張云輝,朱玉祥,等.工程制圖教材中傳統內容與三維CAD融合的研究[J].工程圖學學報,2008(2)

[2]葉軍,孫根正.三維建模引入制圖課程的改革研究[J].工程圖學學報,2008(2)

[3]楊梅,毛志松,姚繼權.CAXA-3D三維造型在工程圖學教學中的探索與應用[J].機械設計與制造,2005(1)