Solidworks在制圖教學(xué)中的應(yīng)用

覃 群

(江漢大學(xué)機(jī)電與建筑工程學(xué)院，湖北 武漢 430056)

1 尺寸標(biāo)注

1.1 定形尺寸、定位尺寸

制圖中定形、定位尺寸的概念較抽象，學(xué)生不易理解透徹，可以在SW環(huán)境下，演示講解：任意畫一個(gè)圓，通過拖動(dòng)鼠標(biāo)，可以任意改變其大小和位置；標(biāo)注直徑尺寸后，形狀就不可變了，位置還是可變，說明定形尺寸只確定大小，不確定位置；當(dāng)標(biāo)注圓心相對(duì)于原點(diǎn)X方向的距離尺寸時(shí)，圓沿X方向不能移動(dòng)，但仍可沿Y方向移動(dòng)；如果再標(biāo)注一個(gè)Y方向的尺寸，圓的位置就確定，不能拖動(dòng)了。原點(diǎn)也充當(dāng)了定位尺寸的起點(diǎn)，即基準(zhǔn)。通過這樣的演示，可以直觀地告訴學(xué)生什么是定形、定位尺寸及基準(zhǔn)的概念作用。

1.2 標(biāo)注尺寸要完整

國標(biāo)規(guī)定標(biāo)注尺寸要完整，這個(gè)學(xué)生在練習(xí)中也經(jīng)常出錯(cuò)。教學(xué)中把SW中過定義等概念融入其中，可以幫助其理解。在SW中欠定義(差尺寸或者差約束)圖形是藍(lán)色的，如圖1(a)所示，右邊的圓，如果增加一個(gè)Y方向定位尺寸或者對(duì)兩個(gè)圓心點(diǎn)增加水平約束即可完全定義，只有完全定義(尺寸和約束不多不少)的圖形才是黑色的，如圖1(b)。增加約束就要減少尺寸，如在圖1(b)中增加兩圓對(duì)稱約束后，原來的圖形就過定義了(尺寸或者約束多余)，圖形是黃色或者紅色的，如圖1(c)所示，去掉尺寸35后，圖形恢復(fù)完全定義。

圖1 過定義、欠定義、完全定義實(shí)例

2 平面圖形的畫法

2.1 圓心的軌跡圓

在講述平面圖形畫法，各種相切情況下圓心軌跡的時(shí)候，也可以借助于Solidworks，以外切為例，如圖2所示，先畫出兩相切的圓，然后以已知圓的圓心為圓心，以兩圓半徑和為半徑畫一段圓弧，再用鼠標(biāo)拖動(dòng)小圓，圓弧也會(huì)跟著延伸，學(xué)生可以動(dòng)態(tài)地看出圓心的軌跡圓了。其它相切演示方法類似。

圖2 圓心軌跡

2.2 3種連接線段

平面圖形的線段分3種：已知線段、中間線段和連接線段。當(dāng)圖2中只給定小圓直徑時(shí)，圖形是欠定義的；當(dāng)給定圓心X或者Y方向一個(gè)定位尺寸，如水平尺寸，圖形變?yōu)楹谏?，即完全定義，即有一個(gè)相切的約束，則只需要一個(gè)方向的定位尺寸就可以完全定義圖形，這個(gè)就是中間線段。連接線段也可以用類似的方法演示。

3 相貫線

如圖3所示，建立2個(gè)圓柱，在拉伸過程中可以直觀地看到兩圓柱的外相貫線，然后保持草圖圓不變，修改特征為拉伸切除，相當(dāng)于動(dòng)態(tài)地把圖3的豎直圓柱抽出去，形成孔，相貫線的形狀是一樣的。由此說明，相貫線的形狀只受兩個(gè)圓柱的大小和相對(duì)位置的影響，如果大小和相對(duì)位置是一樣的，無論是疊加還是切割，交線的形狀是一樣的。

圖3 相貫線中的應(yīng)用

編輯草圖，將圖3中豎直孔的直徑不斷地變大，可以看到相貫線往中間動(dòng)態(tài)的變化，當(dāng)調(diào)到和水平圓柱直徑一樣大的時(shí)候，可以得到圓柱的特殊相貫。通過編輯草圖，這樣動(dòng)態(tài)的變化，可以讓學(xué)生看到相貫線形狀受兩個(gè)圓柱相對(duì)大小變化的影響，且學(xué)生可以預(yù)見地得到特殊相貫線形狀的結(jié)論。

4 形體分析法中的應(yīng)用

無論是看組合體還是畫組合體，形體分析法都是很重要的一種方法，它是把復(fù)雜立體分解成熟悉的基本體，但這個(gè)分解是人為的、假設(shè)的，實(shí)際上組合體是一個(gè)整體。在說明這個(gè)問題的時(shí)候，可以利用Solidworks特征造型中“合并結(jié)果”選項(xiàng)，不選此選項(xiàng)，中間有線，如圖4所示，然后編輯特征，選擇此選項(xiàng)，中間分界線消失，直觀地說明合并成一個(gè)整體的含義。

5 結(jié)論

本文將Solidworks中的有關(guān)概念有機(jī)地融入到制圖教學(xué)中，動(dòng)態(tài)地演示尺寸標(biāo)注中的定形、定位尺寸和尺寸基準(zhǔn)、尺寸標(biāo)注的完整性以及平面圖形中各種線段的概念，以及在相貫線和形體分析法看圖、畫圖中的應(yīng)用，該方法已用于教學(xué)實(shí)踐，效果良好。