SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

崔海軍+郭宇超+畢經(jīng)毅

摘 要：將SolidWorks融入機(jī)械制圖教學(xué)過程，有效解決了學(xué)生缺乏空間想象和形象思維等問題。利用SolidWorks強(qiáng)大的造型功能，在課堂上為學(xué)生呈現(xiàn)了一個(gè)"機(jī)械加工廠"，很大程度增強(qiáng)了學(xué)生對機(jī)械零件的感觀認(rèn)識，降低了學(xué)習(xí)難度，提高了學(xué)生其學(xué)習(xí)興趣，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：SolidWorks、機(jī)械制圖、教學(xué)模式

引言

機(jī)械制圖是各個(gè)高校工科專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要技術(shù)課程。該課程的主要任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀工程圖樣的能力，即貫徹和落實(shí)國家標(biāo)準(zhǔn)，并正確使用正投影法基本理論去解決生產(chǎn)實(shí)踐中諸多圖樣問題。圖樣是工程技術(shù)領(lǐng)域人們傳遞技術(shù)信息和思想的媒介和工具。傳統(tǒng)的機(jī)械制圖的教學(xué)模式和生產(chǎn)模式緊密相關(guān)，基本都是局限于二維工程圖，不斷地練習(xí)二維圖樣繪制與閱讀的過程。但是對于大學(xué)生來說，他們還沒有生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對形體和視圖還比較陌生，缺乏空間思維和分析的能力，入門困難。因此，將三維CAD建模軟件融入制圖課程，開展課程研究具有一定實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 基于SolidWorks的機(jī)械制圖教學(xué)模式

目前在市場上使用較多的CAD系統(tǒng)軟件有SolidWorks、Pro/E和UG 等！SolidWorks是符合當(dāng)今主流CAD技術(shù)發(fā)展潮流的基于Windows平臺開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，且該軟件上手容易，便于使用，操作過程比較直觀、簡單，功能又比較強(qiáng)大，因此備受機(jī)械行業(yè)工作者以及廣大師生歡迎。在美國，機(jī)械行業(yè)就業(yè)中絕大多數(shù)明確要求必須會熟練使用 SolidWorks軟件，達(dá)到了95%以上。將SolidWorks的三維輔助設(shè)計(jì)引入機(jī)械制圖教學(xué)，能夠使教學(xué)內(nèi)容變得直觀、生動形象，從而提高教學(xué)效率。既增加了課堂教學(xué)的信息量，又大大的降低了學(xué)習(xí)難度。這不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，而且也有助于學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。

傳統(tǒng)的制圖教學(xué)手段，雖然有多媒體的介入，引入很多圖片、動畫等使課堂內(nèi)容變得豐富，但還是缺乏引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)際設(shè)計(jì)氛圍的關(guān)鍵要素，無法實(shí)時(shí)動態(tài)再現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)全過程。將 SolidWorks 軟件與機(jī)械制圖課程融合，我們可以有效利用SolidWorks 進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)，結(jié)合多媒體充分發(fā)揮軟件的可視化造型、裝配及運(yùn)動仿真等。這就相當(dāng)于我們把“機(jī)械加工廠”轉(zhuǎn)移到了課堂，在制圖課堂教學(xué)中，完成了零件加工、虛擬裝配、運(yùn)動仿真及圖紙生成等過程。既讓學(xué)生了解了機(jī)械生產(chǎn)的過程，彌補(bǔ)了學(xué)生在機(jī)械零件方面感性認(rèn)識的不足，又使制圖課程變得生動有趣，直觀易懂，有助于學(xué)生提高空間思維能力和構(gòu)型設(shè)計(jì)能力。

2 基于SolidWorks的機(jī)械制圖教學(xué)舉例

在機(jī)械制圖教學(xué)過程中，事宜的運(yùn)用SolidWorks強(qiáng)大的三維造型功能，將傳統(tǒng)的借助掛圖、模型講解轉(zhuǎn)變?yōu)槿S動態(tài)教學(xué)演示。可以非常直觀的任意方向和角度進(jìn)行動態(tài)演示，使學(xué)生能夠充分觀察到實(shí)體形狀，掌握其結(jié)構(gòu)特征。還可以利用繪制完整二維工程圖的功能演示其投影。學(xué)生通過三維模型與工程圖之間相互對照、印證，更利于學(xué)生掌握制圖投影知識的要點(diǎn)，不斷提高形體分析能力和空間思維能力。

2.1 SolidWorks在剖視圖教學(xué)中的應(yīng)用

以往講解剖視圖，主要依靠模型和掛圖，但是往往存在教學(xué)輔助模型不足等問題。學(xué)生對剖切方法和剖切位置的選擇還是比較迷茫，不理解。作圖時(shí)更弄不清哪里被剖切了，哪里需要畫剖面線。在講解剖視圖時(shí)，適時(shí)采用SolidWorks軟件實(shí)體構(gòu)型。應(yīng)用SolidWorks的剖視命令，講解剖視圖的表達(dá)方案。利用有關(guān)剖視指令在視圖的不同剖切位置進(jìn)行剖切，直接觀察被剖切后的立體圖，通過觀察后切后露出來的孔、槽等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生充分理解剖視圖的目的、作用和作圖時(shí)的注意事項(xiàng)。通過對實(shí)體造型進(jìn)行剖切，能夠很直觀形象的觀察剖切結(jié)果，使學(xué)生快速理解和掌握剖切平面的選擇和剖切方法，以及剖視圖的畫法。

2.2 SolidWorks在裝配圖教學(xué)中的應(yīng)用

在以往的《機(jī)械制圖》教學(xué)中，學(xué)生沒有經(jīng)歷生產(chǎn)實(shí)踐，對于各種機(jī)械零部件缺乏感性認(rèn)識，更別說完整的機(jī)械產(chǎn)品。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)裝配圖時(shí)，感覺難度很大，很難讀懂裝配圖中各個(gè)零件之間的位置關(guān)系、配合形式等，如圖2所示。

在講授裝配圖時(shí)，可以充分利用SolidWorks軟件強(qiáng)大的虛擬裝配功能。利用SolidWorks進(jìn)行虛擬裝配，運(yùn)動仿真，以及爆炸視圖，如圖3所示。讓學(xué)生非常感性和直觀的了解裝配體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系和工作原理等，利用SolidWorks講解裝配圖，不僅有助于提高學(xué)生閱讀裝配圖的能力，還使學(xué)生更容易理解機(jī)器或部件中各個(gè)零件的作用，以及它們之間的配合關(guān)系、動力傳遞情況等。

3 小結(jié)

將SolidWorks與機(jī)械制圖教學(xué)相融合，能充分發(fā)揮三維軟件直觀性強(qiáng)，操作靈活的特點(diǎn)。在機(jī)械制圖課程中引入SolidWorks軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，既能有效降低機(jī)械制圖課程的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性。同時(shí)又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)三維軟件的興趣，讓學(xué)生熟悉并掌握一門三維設(shè)計(jì)軟件，極大的提高了教學(xué)效果和質(zhì)量。

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