三維軟件在機(jī)械制圖教學(xué)中的運(yùn)用分析

白鷺

摘要：機(jī)械制圖教學(xué)是機(jī)械工程類學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)科，它是本專業(yè)學(xué)生進(jìn)行后續(xù)機(jī)械專業(yè)課學(xué)習(xí)的入門課程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械教學(xué)中三維軟件的使用變得較為普遍，使相關(guān)機(jī)械制圖教學(xué)簡單化。我們常用的機(jī)械三維軟件有UG、PROE、Solidworks等，它們在機(jī)械三維圖制作中各有獨(dú)特優(yōu)勢。本文從常用機(jī)械三維軟件的介紹入手，對機(jī)械制圖教學(xué)中存在的問題，三維軟件教學(xué)的應(yīng)用及意義做相關(guān)介紹。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；三維軟件；教學(xué)

引言

機(jī)械制圖課在機(jī)械類專業(yè)中是一門重要的基礎(chǔ)課程，其主要內(nèi)容是如何進(jìn)行機(jī)械圖紙的閱讀、制作，如何對實(shí)體零件進(jìn)行剖視和如何通過剖視圖想象實(shí)體概念，以及如何對部件進(jìn)行組裝等。然而此課程無論是從教，還是學(xué)的角度衡量，都是比較抽象、困難的。過去傳統(tǒng)的機(jī)械制圖課教學(xué)只能進(jìn)行手繪和口頭描述，而缺乏實(shí)體或相似體，從而造成學(xué)生很難進(jìn)行空間想象，不利于學(xué)生理解，效果較差。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械教學(xué)中三維軟件的使用變得較為普遍，使相關(guān)機(jī)械制圖教學(xué)簡單化。我們常用的機(jī)械三維軟件有UG、PROE、Solidworks等，它們在機(jī)械三維圖制作中各有獨(dú)特優(yōu)勢。

1三維機(jī)械軟件介紹

UG介紹：UG NX是集輔助設(shè)計(jì)、輔助制造等于一體的三維軟件，是著名的UGS公司（美國）的重要產(chǎn)品，是組成PLM的重要模塊。PLM涉及對產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)制造、數(shù)據(jù)管理等提供解決方案。UG軟件可適用于多種行業(yè)，如機(jī)械領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、輕工業(yè)產(chǎn)品等，為其提供集成化的服務(wù)。

PROE介紹：Pro/E是PTC公司（美國）的著名產(chǎn)品，其在三維軟件的地位突出，被得到世界級認(rèn)可，得到廣泛推廣和使用。Pro/E軟件有顯著特點(diǎn)，它首次采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，模塊化分裝，進(jìn)而實(shí)用性和便捷性增強(qiáng)。其功能也是較全面，包含制作實(shí)體零件、部件或整件的組裝、實(shí)體的上色等，另外如筋、槽等構(gòu)建的專用功能較全面。

Solidworks介紹：Solidworks于1995年就被開發(fā)出來，創(chuàng)制公司是solidworks公司（美國）。它也是多個模塊組成，各模塊功能較為獨(dú)立，操作者可以結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)用。Solidworks具體操作包含草圖創(chuàng)建、零件創(chuàng)建、裝配、仿真、工程圖創(chuàng)建等，此軟件操作相對簡單，比較容易上手。

2實(shí)際教學(xué)中存在的問題

在機(jī)械相關(guān)專業(yè)教學(xué)中，機(jī)械制圖是較為關(guān)鍵的專業(yè)基礎(chǔ)課，那些新人門的學(xué)生，在學(xué)習(xí)中面臨的問題主要有以下幾個方面：

（1）傳統(tǒng)教學(xué)方式教師只能采用手繪或口頭方式進(jìn)行知識描述，偶爾才能借助實(shí)體模型，且模型種類不足，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)較為困難。尤其是在剖視圖、零件裝配的學(xué)習(xí)上，傳統(tǒng)教學(xué)方式缺乏演示，學(xué)生常常摸不到頭腦，難以消化吸收。

（2）現(xiàn)在社會科技發(fā)展較快，相關(guān)機(jī)械行業(yè)大都采用了三維軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)或制造，他們招聘時也多向了解三維軟件或三維軟件所設(shè)計(jì)圖紙的人才靠攏。因此如果學(xué)生在機(jī)械制圖教學(xué)中缺乏對三維軟件設(shè)計(jì)圖紙的了解，應(yīng)聘中就缺少競爭力，所以在機(jī)械制圖教學(xué)中引入三維軟件成為必須。

3三維機(jī)械軟件教學(xué)中的應(yīng)用

3.1教學(xué)中涉及零件圖紙時的應(yīng)用

初學(xué)機(jī)械制圖課程的學(xué)生，對課本上的零件圖缺少整體概念，也缺乏空間想象，因此引入三維軟件輔助教學(xué)比較有實(shí)際意義。我們拿減速器的軸做例子，教學(xué)中可以對軸進(jìn)行一步步的創(chuàng)建，讓學(xué)生了解軸的大概生產(chǎn)工序，對倒角、鍵槽等也做到明白。具體步驟如下：可以先制作圓柱體，再對其進(jìn)行不同軸徑的切削，從而模仿實(shí)際車床工序；然后對其兩端進(jìn)行倒角，對齒輪安裝處挖出鍵槽，從而讓學(xué)生明白倒角、鍵槽含義。另外，可以將實(shí)體零件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)演示，讓學(xué)生做多角度觀察，增加他們對零件的了解。

3.2教學(xué)中涉及視圖時的應(yīng)用

機(jī)械制圖課有三視圖、剖面圖等的教學(xué)，學(xué)生只憑想象有時無法達(dá)到教學(xué)預(yù)期效果。這時可以借助三維軟件進(jìn)行多角度視圖的呈現(xiàn)，讓學(xué)生更直觀領(lǐng)會。尤其是剖面圖，可以進(jìn)行實(shí)際零件的切斷，來展示零件斷面，從而讓學(xué)生對剖面圖理解更輕松。另外，采用三維軟件可以導(dǎo)出零件的各類工程視圖，讓學(xué)生清楚零件到視圖的轉(zhuǎn)化。

3.3教學(xué)中涉及裝配時的應(yīng)用

裝配教學(xué)也是機(jī)械制圖課的基本知識，應(yīng)用三維軟件演示裝配過程和裝配體，毫無疑問更是降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。我們?nèi)砸詼p速器為例，通過三維軟件對減速器下箱、高速軸、低速軸、齒輪、上箱、螺栓等各類零件進(jìn)行實(shí)際裝配，這既能讓學(xué)生明白減速器的構(gòu)成，也讓學(xué)生學(xué)得各零件是如何進(jìn)行配合的，如同軸、對齊、重合等配合方式。另外，三維軟件的爆炸圖演示，也同樣可以讓學(xué)生理解整個減速器的具體零件結(jié)構(gòu)。甚至仿真功能的演示，讓學(xué)生對減速器的工作狀態(tài)有明確判斷，反過來有助于學(xué)生對減速器的理解。

4結(jié)論

機(jī)械制圖課程的主要是讓學(xué)生學(xué)會讀圖、畫圖，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，以便對以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。在教學(xué)中運(yùn)用三維軟件可以使教學(xué)活動更輕松，這既表現(xiàn)在教師在知識傳達(dá)上，也表現(xiàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)理解上。總之，三維軟件在機(jī)械制圖教學(xué)上的有效運(yùn)用，可以很大程度上提高教學(xué)質(zhì)量。