AutoCAD輔助機械制圖的案例教學

馬培勇，劉文靜

(濰坊工商職業學院(濰坊市經濟學校)，山東 諸城 262234)

0 引言

在傳統機械制圖教學中，教師多運用模型、掛圖及平面圖片的多媒體教學方式。教學中，由于模型的數量及種類不全；且大部分學生初次接觸，頭腦中的立體概念很少，在學習中有一定的局限性、不直觀，學生很難根據平面投影想像出物體的立體形狀，導致教學效果不夠理想。另外，在講解課程內容的零件圖、裝配圖等復雜圖形時，很難在黑板上繪制圖樣進行表達，極大地影響授課質量和教學進度。為進一步提升機械制圖教學質量，對機械制圖教學方法的創新進行了研究。

AutoCAD作為一款繪圖軟件，在一定程度上替代了傳統的手繪，改革了傳統的機械制圖教學，方便了教師的教和學生的學。下面以舉例的形式，用AutoCAD的繪圖功能來輔助講解機械制圖課程中內容和習題，以此來說明AutoCAD在機械制圖教學中的應用。

1 平面圖形的畫法

平面圖形由許多線段連接而成，這些線段之間的相對位置和連接關系，按已知的尺寸來確定。畫圖時，只有通過分析已知尺寸和線段間的連接關系，才能明確畫平面圖形應從何處著手以及按什么順序制圖。

在講解平面圖形圓弧連接內容時，存在課本內容實例和習題集中的練習題尺寸較大，木制圓規無法滿足尺寸要求，且傳統授課方式存在繪圖效率低、誤差大等問題。以吊鉤繪制(圖1)為例，在用傳統授課經驗講解理論知識的基礎上，按照繪圖步驟采用AutoCAD繪圖工具欄中的圓命令中的切點、半徑功能,可快速、準確地完成圖樣，再標示出求圓心的做法，讓學生反思做題步驟，提高授課質量和效率[1]。

圖1 吊鉤

2 軸測圖的畫法

多面正投影圖的優點是能確切地反映形體的形狀，度量性好，制圖簡便；缺點是直觀性差，必須具有一定的讀圖能力才能看懂。為了方便看圖，工程上常采用立體感較強的軸測投影圖來表示形體。軸測投影圖雖然直觀性好，但是度量性差，且制圖復雜，所以常作為輔助性圖樣來應用。

在講解正等軸測圖內容時，圓的畫法變成了“橢圓”，用“菱形四心法”手繪橢圓講解習題效率太低，特別是圓、圓弧較多的復雜圖形更是如此。另外，在做關于“補視圖和補缺線”等有難度的習題時，大部分學生根據給定的已知條件很難想像出立體形狀，不知如何做題，即使學生懂得三視圖的投影規律為“主、俯視圖長對正，俯、左視圖寬相等，主、左視圖高平齊”，也很難完成制圖，因想像不出立體形狀，用三視圖投影規律連線畫不出正確的圖形，為提高學生的空間想像力，經常用AutoCAD繪制軸測圖的方式輔助講解。

以補視圖軸測圖(圖2)為例，在傳統授課經驗的基礎上，采用AutoCAD繪制軸測圖，橢圓可直接生成，再加上復制功能較快地繪制出正等軸測圖，輔助講解空間結構形狀復雜的補缺線、補視圖等課程內容，可大大提高授課效率，同時，激發學生的學習興趣。軸測草圖的繪制是培養學生空間思維能力的重要手段之一。

圖2 補視圖軸測圖

3 切割類組合體的畫法

在做切割類組合體的習題內容時，學生很難把基本體被切割而生成的切割線輪廓結構想像出來并繪制。在傳統授課經驗的基礎上，用AutoCAD結合傳統的繪圖步驟，繪制的三維切割模型加之三維動態觀察和六視圖生成功能進行對比輔助講解，有利于學生真正理解平面幾何體和曲面幾何體求點的規律以及可見性的辨別，培養了學生空間想像能力，加深了理解。

4 斷面圖的畫法

在學習斷面圖內容時，要想快速想象出斷面處的形狀，是比較困難的，而且很容易把斷面圖與剖視圖混淆。在傳統授課方式的基礎上，用AutoCAD建模，通過切割、旋轉等功能一步步用多媒體輔助講解，更形象直觀，加深了印象和理解，解決了傳統授課模型不易觀察且有局限性等問題。

5 相貫線組合體的畫法

在講解相貫線內容時，對于在比較抽象的回轉體上求相貫線時，在傳統授課經驗的基礎上，用AutoCAD繪制出的立體圖并演示生成步驟加深想象，與二維圖形進行比較，分別用不同顏色的線來表示特殊點和一般點(圖3)，完成繪圖去掉多余線條，再用AutoCAD的動態觀察和六視圖生成功能輔助講解清晰易懂[2]。

圖3 相貫體三視圖

6 剖視圖(全剖、半剖、局部剖)內容的畫法

在講解剖視圖內容時，初學者對剖視圖內部結構形狀很難想清楚，在傳統授課經驗的基礎上，通過AutoCAD繪制立體圖，然后使用AutoCAD的“差集和并集”功能進行切割，用不同的顏色標示出繪制剖面符號的剖切面，直觀地顯示出機件的內部結構，三維與二維圖形的比較，一目了然，學生的理解更深刻，也有利于全剖、半剖和局部剖練習題內容的講解，同時也培養了學生的空間思維能力。

7 尺寸標注內容及習題的講解

尺寸標注內容相對繁瑣，傳統的授課方式效率低且不便于習題的講解，尤其是尺寸較大、圓弧連接的圖形，利用多媒體課件講解印象不是很深刻。在傳統授課經驗基礎上，使用AutoCAD的尺寸標注功能來輔助講解線性、半徑和直徑等標注習題，可大大提高授課效率，學生清楚明了、印象深刻。

8 組合體視圖

在講解組合體的內容時，傳統的授課方式學生很難掌握組合體的表面連接關系和可見性的判別關系。使用AutoCAD畫出基本體，然后進行疊加或切割就能直觀地看到基本體之間的表面連接關系和可見性。同時，使用AutoCAD軟件的動態觀察功能，根據組合體視圖中主視圖的確定原則進行形體分析，從而確定主視圖的投影方向。

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