簡析三維建模與機械制圖課程測繪改革

望君儒

摘要：高職院校機械類專業設置的制圖測繪實訓課中，存在著諸多的問題，而采用三維模型和二維圖紙轉換，可以保證零部件設計質量，也可基于三維裝配控制零件尺寸測量的精準性，并由三維模型直接轉化為二維工程圖，從而提高圖紙質量，充分滿足現代設計要求。

關鍵詞：三維模型;制圖測繪實訓;測量精準性;

制圖測繪實訓是機械類專業學生必須接受的零部件制圖測繪實訓課程，學生需認真分析機械設備的運行原理、拆裝流程，繪制裝配示意圖和零件草圖。學習該課程可引導學生理論與實踐有機結合，增強學生的綜合制圖及設計能力，并培養學生的團隊合作精神，鍛煉學生的操作能力。

1制圖測繪實踐教學的現狀

1.1傳統的制圖測繪教學

首先，遵循傳統制圖測繪開展教學時，機械制圖課時明顯減少，學生的機械制圖理論知識掌握不牢固，學生大多采用模仿的方式完成繪圖作業，且在視圖表達、尺寸標準和零部件裝配關系等方面也出現了諸多的問題。其次，尺規繪圖效率低下。修改圖紙需要耗費較長的時間，無法保證圖紙的整潔性，降低了學生的學習積極性。最后，教師無法修改所有學生的測繪錯誤，學生無法及時發現圖紙的錯誤，測繪中學生為了完成作業，匆忙趕作業，其對測繪技巧的掌握不夠熟練，無法實現制圖測繪實訓教學的總體目標。

1.2與CAD測繪技術完成制圖實訓

二維、三維繪圖軟件設計在高校教學中應用廣泛。CAD技術在制圖測繪教學中的應用可延長測繪實訓教學的時間，實訓教學中，教師可帶領學生了解每個部件的工作原理、拆裝部件、繪制裝配示意圖和零件草圖，測量零件尺寸，同時繪制零件工作圖。

制圖測繪與CAD技術可在教師的演示下，利用計算機更加準確和快速地繪制零件樣圖，標注樣圖的尺寸，完成裝配圖拼畫，從而激發學生對制圖和測繪的熱情，減輕學生的繪圖壓力，學生在半個月的實訓中就能掌握了計算機繪圖的技巧。這也是教學改革的重大改變。然而不可否認的是，實訓過程依然存在著明顯的不足。

首先是CAD技術雖然加快了繪圖的速度，方便了圖紙的保存和管理，但是其并未引導學生更好地了解機械制圖的理論知識和零部件測繪要點。從本質上來看，其只是改變了模仿繪圖的工具，圖紙在設計表達、工藝尺寸和尺寸標注等方面依然存在問題。其次，采用CAD繪圖軟件不利于學生主動求索，而是以更加方便的手段復制他人圖紙。最后，采用CAD軟件繪圖得到的依舊為二維繪制圖樣，布局直觀，無法培養學生的想象力，學生不能聯系實際理解零部件裝配的關系和要求，無法明確測繪結果的準確性，同時也無法明確其是否滿足生產的要求。

2測繪中應用三維CAD建模的必要性

《機械制圖測繪》在《機械制圖》中占據重要位置，開設此課程也是實現理論與實踐有機結合的重要途徑，教師需結合部件的特點，采取科學的表達方法，將測繪對象展現在圖紙中，進而完成部件裝配圖和零件工作圖的繪制。傳統的圖紙測繪中，主要利用制圖儀器、制圖板和二維CAD技術繪制圖紙。測繪訓練可培養學生的思維能力和繪圖能力。而三維建模和測繪可培養學生的空間思維能力。計算機與草圖繪制的結合能夠充分展現現代設計的特征，滿足未來設計工作的要求。且建立三維模型能夠模擬裝配的實況，引導學生了解零件在動態裝配中發生的圖紙變化，而這是傳統部件測繪無法實現的。另外，也可將三維模型轉化為二維工程圖紙，讓學生更加清晰和準確地了解二維配圖的內涵。

3制圖測繪中三維建模的落實

在制圖測繪中引入三維建模時，應按照要求準備測繪模型及測繪工具，全面了解裝配體的工作原理，以此為基礎拆卸裝配體，繪制裝配示意圖及制零件草圖，同時測量零件的尺寸，選擇表達方案，繪制草圖，測量尺寸，明確技術要求，之后方可創建零件三維模型和三維裝配體，且及時開展干涉檢查，如出現問題要修正圖樣，如無明顯的問題則需制作裝配動畫，轉化二維圖紙，然后選擇表達方案、標注尺寸，明確技術要求，打印二維工程圖，最后上交二維和三維圖紙，完成測繪工作。

4基于三維建模制圖測繪教學中學生測繪能力的培養

教學前要引導學生了解測繪需要的工具，讓其明確測繪對策主要任務，掌握裝配體生產的用途、結構特征及工作原理，了解其拆卸的方法、流程，明確零部件的名稱、位置關系和裝配關系，且可以裝配示意圖準確表達裝配關系，促進裝配圖繪制的順利開展。

在徒手繪制零件草圖和零件尺寸測量中，要求學生正確區分標準件與非標準件。學生可翻閱國家標準文件明確參數。針對非標準件，則需結合機件的表達方法準確表達三維零件的形狀，并將其轉化為二維圖紙，科學使用測量工具、測量方法，注重零件尺寸標注的準確性。再者，查閱標準手冊可明確重要尺寸和結構形式，學生可根據零件的功能和材料來確定圖紙繪制的技術要求，

學生在了解三維軟件零件建模、編輯的方法后，可掌握實體造型設計的流程和要點，并掌握三維軟件標準件庫調用的方法，順利生成標準件，對于不同規格的常用件能夠參照其特征明確其配置，為零件調用提供諸多的便利。再者，學生掌握專業軟件使用方法后，可將三維模型直接轉化為二維工程圖樣，及時編輯和修改，使其滿足國家標準圖樣繪制的基準和要求。學生還需學會結合裝配示意圖和專業軟件裝配零件，生產裝配體，從而更加直觀地體驗裝配的過程。

學生在學會合理利用專業軟件的干涉檢查功能后，可對裝配體開展全面檢查，檢查零件尺寸測量、三維建模和裝配環節中的不足之處，在調整完成且滿足測繪要求后，方可設計出符合要求的裝配體。修改的過程是工程設計人員在設計中必須要經歷的過程，學生只有在反復調整和修改后，方可更加深刻地理解課程內容。另外，學生學會生產二維碼裝配圖并確定表達方案后，可編輯圖形，標注尺寸，確定技術要求。且學生還可獨立操作生成裝配圖和裝配動畫，生動地模擬裝配過程，提高制圖測繪的質量。這里同樣重要的是，教師需引導學生總結實訓過程。

5結語

三維建模與機械制圖課程測繪改革可增強學生計算機繪圖能力，擁有三維造型設計能力和二維三維空間轉換能力，讓學生學會理論聯系實際，提高學生的實踐能力，進而更好地順應社會對專業人才的需求。

參考文獻：

[1]徐晶.三維建模與機械制圖課程測繪改革探索[J].中華少年，2017

[2]李曉紅，羅健寧.三維建模技術在機械制圖課程教學中的應用研究[J].裝備制造技術，2017（11）