應(yīng)用三維軟件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械制圖學(xué)習(xí)

顏 建，陳曉斌，章盼梅

（華南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東 廣州510800）

在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的過(guò)程之中，有不少新生表示，初接觸到這一類的專業(yè)知識(shí)，由于空間想象不夠，課堂接受能力不強(qiáng)，課外沒(méi)有有效的輔助手段，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)的過(guò)程中知識(shí)不能很好地吸收和掌握，而機(jī)械制圖學(xué)科作為機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)，在專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)中占有舉足輕重的作用，是工程師之間交流的語(yǔ)言。

針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械制圖中出現(xiàn)的問(wèn)題，可以概括為無(wú)法很好的在思維空間中建立恰當(dāng)?shù)娜S模型，所以使用三維軟件建立相應(yīng)的三維模型，以幫助學(xué)生進(jìn)行空間想象是非常有必要的。

1 三維軟件的分類

目前，三維軟件的分類按照應(yīng)用技術(shù)可以分為以下幾大類：曲面造型技術(shù)類、實(shí)體造型技術(shù)類、參數(shù)化技術(shù)類、變量化技術(shù)類及特征造型技術(shù)類。而現(xiàn)階段大部分廠家使用的大多數(shù)為參數(shù)化技術(shù)類，其代表軟件有pro/e、UG、solidworks等軟件，本文將采用solidworks軟件為大家做一個(gè)介紹。

2 Solid Works軟件概述

SolidWorks為達(dá)索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品。著名的CATIAV5就出自該公司之手，目前達(dá)索的CAD產(chǎn)品市場(chǎng)占有率居世界前列。

SolidWorks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。SolidWorks功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案，減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品品質(zhì)。SolidWorks不僅功能強(qiáng)大，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。

3 演示的圖紙范例

本文以如下圖紙為例，演示如何輕松將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型的過(guò)程。其中，圖1為二維制圖，圖2為轉(zhuǎn)換的三維模型。

圖1 二位制圖

圖2 三維模型

本文將以Solidworks軟件中的2D-3D工具，演示如何完成二維到三維的轉(zhuǎn)換過(guò)程，具體操作方法如下：

（1）首先利用Autocad軟件將圖紙制作/轉(zhuǎn)換成DWG格式；

（2）打開(kāi)Solidworks軟件，點(diǎn)解“打開(kāi)”，在文件類型中選取DWG格式，選擇模板為“空”；

（3）進(jìn)入Dxf/dwg輸入界面，選擇“輸入新零件為：2D草圖”點(diǎn)擊下一步；Dxf/Dwg輸入-文檔設(shè)定選項(xiàng)中，單位選擇毫米，點(diǎn)擊完成即可。電腦會(huì)自動(dòng)輸入DWG格式圖紙至Solidworks軟件，進(jìn)入到Solidworks零件建模木塊，并生成相應(yīng)的2d草圖；

（4）在零件建模模塊中，可以見(jiàn)到2D到3D工具欄（或者在工具欄的任意位置點(diǎn)擊右鍵→選擇2D-3D工具欄即可顯示）。

（5）使用2D-3D工具欄相應(yīng)的命令將圖紙2D三視圖轉(zhuǎn)換為soliworks軟件的3D三視圖，三視圖分別對(duì)應(yīng)為：前視圖、上視圖、左視圖，轉(zhuǎn)換結(jié)果如圖3所示。

圖3 二維草圖轉(zhuǎn)換至三維視圖

（6）在生成3d三視圖之后即可進(jìn)行后續(xù)操作，選擇前視圖草圖，點(diǎn)擊拉伸命令，在命令選項(xiàng)欄中選擇“輪廓選擇欄”，選擇相應(yīng)的輪廓范圍做拉伸操作，終止條件選擇為“到頂點(diǎn)”，選擇“上視圖”草圖的A點(diǎn)作為拉伸終點(diǎn)，點(diǎn)擊確定，如圖4所示。

（7）選擇上視圖草圖，點(diǎn)擊拉伸切除命令，在命令選項(xiàng)欄中選擇“輪廓選擇欄”，選擇相應(yīng)的輪廓范圍做拉伸操作，終止條件選擇為“完全貫穿”，選擇反側(cè)切除，點(diǎn)擊確定，如圖5所示。

圖4 拉伸凸臺(tái)

圖5 拉伸切除

（8）選擇左視圖草圖，點(diǎn)擊拉伸切除命令，在命令選項(xiàng)欄中選擇“輪廓選擇欄”，選擇相應(yīng)的輪廓范圍做拉伸操作，終止條件選擇為“第一側(cè)完全貫穿/第二側(cè)完全貫穿”，選擇反側(cè)切除，點(diǎn)擊確定，如圖6所示；

圖6 拉伸切除

（9）經(jīng)過(guò)上述步驟，該零件三維模型已經(jīng)得出，分別將三維模型在前視圖，上視圖，左視圖進(jìn)行觀察，并與之前生成的三個(gè)草圖進(jìn)行比對(duì)，可以看出，在該區(qū)域，仍然有一部分實(shí)線未在三維模型中表示出來(lái)，故需要進(jìn)行部分修補(bǔ)，如圖7所示；

圖7 比對(duì)二維視圖

（10）選擇前視圖草圖，點(diǎn)擊拉伸命令，在命令選項(xiàng)欄中選擇“輪廓選擇欄”，選擇相應(yīng)的輪廓范圍做拉伸操作，終止條件選擇為“到頂點(diǎn)”，選擇“上視圖”草圖的B點(diǎn)作為拉伸終點(diǎn)，點(diǎn)擊確定，最終修補(bǔ)遺漏的部分，得到最終模型，如圖8所示。

圖8 修補(bǔ)缺失部分

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述操作，可以看出，利用一系列的三維軟件作為工具，可以輕松的進(jìn)行一些簡(jiǎn)單二維圖紙轉(zhuǎn)換至三維模型的操作，通過(guò)這類操作，可以直接明了的給學(xué)生進(jìn)行演示，讓學(xué)生能夠在一個(gè)立體的三維空間里面觀察模型，講三維立體模型與二維圖紙進(jìn)行直觀的比對(duì)，可以更加形象具體的理解和掌握相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)知識(shí)的掌握程度，從而更好的進(jìn)行下一步的學(xué)習(xí)。

[1]SolidWorks公司.SolidWorks基礎(chǔ)教程：零件與裝配體[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]姚卿佐，朱立文，佘少玲，等.機(jī)械制圖與Autocad教程[M].成都：電子科技大學(xué)出版社，2009.

[3]吳昌林，汪建曉.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.