SoIidWorks在工程制圖教學應用

尹革

（江蘇石油勘探局培訓處,江蘇 揚州 225007）

一、SoIidWorks軟件技術特性

SolidWorks具有2D到3D的相互轉換功能， 該功能揭示圖形的形成過程， 完全同制圖讀圖與畫圖的思維過程一致，可使抽象的問題具體化，增加感性認識，促進學生所學知識的理解和掌握， 達到機械制圖提高空間思維的能力的目的。

SolidWorks軟件的主要特特征：

（一）SolidWorks提供了直接繪制三維草圖的功能，在用戶界面下，繪制不再局限在平面上， 而是平面上通過拉伸等工具在空間3D草圖模型，還可在裝配環境下的布局草圖進行關聯設計。

（二）SolidWorks操作靈活，建模迅速， 是一種尺寸驅動且基于特征的三維設計軟件， 具有方便的事后修改功能， 更加適合學生在機械制圖綜合實踐中使用，SolidWorks可以生成實體的裝配過程、爆炸過程、運動過程的動畫文件，可以看到整個零件和裝配的各方位，使抽象的物體具體化，簡單明了。

（三）SolidWorks圖形菜單設計簡單明快、形象化， 一看即知。實體的建模和裝配完全符合于自然的三維世界，實體的選取非常容易和方便。對實體的放大， 縮小和旋轉等操作可以在任何命令過程中使用。

二、SoIidWorks在教學的應用

實現以SolidWorks三維建模為主的工程圖學課程教學新體系奠定基礎。通過直觀性教學，幫助學生建立空間思維模式。隨著科學技術的發展，特別是計算機技術和圖形學理論的迅猛發展，工程設計的方法和手段都有很大的變化，隨之產生了與之相適應的新理論、新知識。要想在較短的時間內快速培養學生的空間想象能力，教師的引導和學生的自我培養是兩個密不可分的環節。通過在教學中運用Solidworks軟件創建立體模型，科學合理有效的安排授課內容，充分利用課上時間，培養并強化學生的空間想象力，而學生通過Solidworks軟件建模實現了主觀性地建立空間思維模式，對工程制圖的學習起到了促進作用。

三、SoIidWorks對教學難點的應用實例

（一）SolidWorks在三視圖教學時的應用

教師先利用SolidWorks的三視圖畫成相應的立體圖，通過對“平面草圖”進行“拉伸”、“拉伸切除”、“旋轉”、“旋轉切除”、“掃描”等操作形成立體圖。立體圖形有質感，立體感好，相當于給學生提供了一個完美的教學模型，幫助學生建構立體圖形。SolidWorks帶有視圖定向功能，可以更改當前視圖定向或窗口數。形成三視圖需要學生從前往后、從上往下、從左往右地觀察立體圖，而在PPT中給定的立體圖是一個固定的軸測圖，我們無法隨意地轉變圖形的方向，無法多方位地了解圖形。通過該功能能夠幫助學生建構空間圖形，從不同方向觀察圖形，隨時將立體圖形換成單向視圖，由立體轉到平面，更加深對立體圖的理解，提高空間想象能力，最終使學生能夠畫出準確的三視圖。

（二）SolidWorks在組合體視圖中的應用

在機械制圖中組合體視圖是重要的內容。繪制切割型組合體視圖時，教師可使用.SolidWorks切割建模，讓學生充分了解切割過程，達到靈活講解的目的。演示疊加型組合體的形成過程及切割型組合體視圖的切割過程，使學生印象深刻，同時也培養了學生的空間想象能力。若不能提供相應的組合體實物，而是只泛泛講解，學生是難以理解的。這時用SolidWorks軟件現場繪制立體模型展示，學生一目了然，疑難問題也會迎刃而解。通過SolidWorks軟件的使用，演示零件的建模過程，加深學生對組合體形成過程的理解。零件模型繪制好后可通過軟件的多個視口功能，同時展示三視圖及軸測圖，使學生從各個角度都可以直觀地觀察到該零件的三維模型。

（三）相貫線教學難點解析

相貫線是工程制圖的教學難點。相貫線是兩個立體相交所形成的表面交線。在一般情況下，兩曲面立體的相貫線是閉合的空間曲線；在特殊情況下，不閉合，也可能是平面曲線或直線。對于求常見的兩回轉體相交所形成的相貫線，常用的方法有積聚性法和輔助平面法。一般情況下，只要采用上述方法的解題步驟對相貫體進行分析，學生就可以完成相貫線的求解問題。

學生對于求解常見回轉體的組合相貫線普遍感到想象困難，尤其是想象相貫線的空間形狀方面感到困難，無從下手，組合相貫線的空間形狀更難以想象。綜上述，利用SolidWorks演示“相貫線”這部分內容時，由二維草圖生成三維實體的功能，形象直觀地演示相貫體的類型、相對位置、組合方式、空間形狀，以及形成的相貫線的空間形狀，達到幫助學生提高空間想象能力、熟練掌握該部分內容的目的。

以兩圓柱體相貫為例，我們利用Solidworks軟件可以很方便地建立垂直相交軸線的兩圓柱零件圖，將兩個直徑變化的方式進行裝配，就可得到兩圓柱相貫圖。改變垂直方向圓柱的半徑，在此過程中可以非常明顯地看出兩圓柱的相貫線的形狀的改變，可以使學生對圓柱相貫線有非常直觀而且生動的了解。

例如：求兩空心回轉體相貫的實體模型。學生對于求解形體內部的相貫線普遍感到作圖無從下手，分析想象困難，相貫線的空間形狀更難以想象。利用Solidworks可以看到各個角度的視圖。在Solidworks菜單欄選擇“顯示樣式”中的隱藏線可見，能清晰地看到相貫線的內部情況。過讓學生通過模型建模，掌握內部相貫線的畫法，使學生對內部相貫線的形狀和結構有更清晰的認識，能夠比較容易地建立立體的空間概念。這樣既大大降低了課程講授的難度，又使復雜的問題變得容易理解。

（四）SolidWorks在剖視圖中的應用

剖視圖是用來表達零件內部結構形狀的投影圖，在剖視圖教學中，學生對機械零件內部結構的理解有較大困難，同時對于剖切方式和剖切位置的選擇不好理解，在機械制圖的教學中，靈活運用SolidWorks軟件提供的剖切功能，能使上述問題迎刃而解，為了直觀地講解剖視圖的概念，在SolidWorks三維造型模塊下，通過SolidWorks直觀的動態形式展現剖切視圖，有助于學生深入理解剖切的概念，從而激發學生的學習興趣，輕松掌握剖視圖的畫法。

結束語：

隨著科學技術的發展，特別是計算機技術和圖形學理論的迅猛發展。這就給工程設計實踐提出了新的問題。SolidWorks應用到工程制圖的實踐教學中，對工程圖學教育也提出了更高、更新的要求，可以不斷提高機械專業學生現代工程素質和創新能力。適應先進制造技術的高速發展，將三維設計軟件應用到工程制圖的教學的方法和手段，必將不斷創新和改進。