基于Solidworks在《冷作工藝學》教學中的應用研究

郭 科

（鄭州煤礦機械制造技工學校，河南 鄭州 450013）

1 《冷作工藝》教學現狀

《冷作工藝》做為是技工學校機械工種的一門綜合性、實踐性都很強的專門工藝理論和生產實習課程，它擁有系統(tǒng)的理論知識體系，并與生產實踐密切結合，對培養(yǎng)學生掌握系統(tǒng)的專業(yè)知識和操作技能，增強創(chuàng)新意識有重要作用，是從事冷作工工作所必須掌握的。由于課程部分章節(jié)內容比較抽象，傳統(tǒng)的教學方法和手段很難調動學生的學習積極性和學習興趣，再加上大多數學生缺乏實際經驗和空間幾何知識，因此學生都感到這門課程不易掌握，即使上課時能聽懂，實際做題時仍感無從下手。

應利用Solidworks軟件的三維實體功能，把感知、理解、鞏固、運用融合為一體，推動和幫助學生學習，以彌補傳統(tǒng)教學的不足。從而，也是學生在以后發(fā)展中有較大的展現空間。

2 Solidworks軟件在冷作工展開放樣簡介

Solidworks是典型的三維實體的專業(yè)設計軟件，由于其在三維實體造型時的方便與快捷，易學、易用且功能強大，近幾年在工程設計領域得到廣泛使用。它的主要功能是零件三維造型設計、裝配設計、圖樣生成。在鈑金件展開放樣領域利用SolidWorks軟件，是其功能的一項拓展，該軟件提供了利用3D草圖命令直接繪制3D草圖的功能，在友好的用戶界面下，象繪制線架圖一樣，在空間直接畫草圖；如2D草圖、添加“幾何關系”、“參數幾何體”等，按照零件的實際尺寸，很容易繪制出零件的空間線框圖。在此基礎上利用軟件尺寸驅動功能，對零件的幾何構成線段進行"智能標注"計算，直接準確計算出各線段的長度。為鈑金件的展開放樣提供了準確的數值。相對傳統(tǒng)的作圖法、計算法等，該方法準確、快捷，可節(jié)省大量的時間。尤其在對復雜鈑金件展開放樣方面，其優(yōu)勢更為明顯。

3 Solidworks軟件與冷作工藝教學的有機結合

3.1 Solidworks軟件的三維建模的教學應用

在冷作工藝教學中，零件的三維實體，不好在黑板上話，同時言語也很難描述，利用Solidworks軟件的三維建模，來表現實際情況。SolidWorks軟件中有兩種生成實體零件方法，第一種是創(chuàng)建一個實體零件，然后將其轉換為鈑金工件，可稱為基于實體造型的鈑金工件設計;第二種是使用鈑金特定的特征直接生成鈑金零件，具體包括基體法蘭、邊線法蘭、斜接法蘭、褶邊、轉折、繪制的折彎、閉合角、斷裂邊角、邊角裁減、展開、折疊、放樣的折彎、折彎、切口、成形工具等，這種方法可稱為基于鈑金設計模塊的鈑金件設計第二種方法從最初設計階段開始就生成的是鈑金零件，消除了多余步驟，使得鈑金工件的模型生成更容易和更快。

3.2 Solidworks軟件展開功能的教學應用

在教學中，傳統(tǒng)的冷作展開圖，是對鈑金工件件下料尺寸主要采用等分投影法，根據中性層長度不變原則，使用手工方法進行計算，但對于形狀復雜且翼緣上有孔的鈑金件來說，其展開尺寸和孔位尺寸，通過手工計算不僅很困難，而且很難計算準確。利用Solidworks鈑金功能中展開命令，使這一工作變得非常簡單，我們只需在完成鈑金零件三維建模之后，點擊平板型式特征即可得到該鈑金件的三維展開圖，當我們需要展開和折疊一個、多個折彎時，也可使用展開和折疊工具，需要注意的是平板型式應是鈑金件最后一個特征：在Feature Manager設計樹中，平板型式之前的所有特征在折疊或展開的鈑金零件中都出現，而平板型式之后的所有特征則只在展開的鈑金零件中出現。得到直觀的鈑金件三維展開圖之后，我們可根據鈑金成形工藝設計知識來判斷毛坯形狀是否合理，對可能引起變形沿毛坯分布不均勻的結構進行修改，從而提高產品的質量。在生成鈑金零件的工程圖時，鈑金件的展開圖不僅能夠自動生成，而且可顯示折彎方向、角度和半徑等折彎注釋信息，便于指導生產加工。

4 教學效果體會與分析

4.1 教學方便、快捷，增加學生的理解能力

使用Solidworks軟件能隨心所欲地“造”出大量的、各種結構復雜的模型，由模型到投影（平面圖），或由投影到模型，可實時對照，當旋轉三維模型時（線架結構狀態(tài)），實際上就是模型在任意角度的投影。利用軟件本身模型的精度高、形象逼真、色彩豐富，還能將復雜形體的外形與內腔、相貫體中相貫線的變化趨勢、裝配體中零件之間的連接關系充分地展示出來，使知識更加清晰、生動、形象。利用計算機軟件還可以方便地修改與新建教學模型，這樣不僅能夠及時補充新教學內容的模型，還可以針對不同的教學對象、教學要求調整現有的模型，充分滿足了教學對模型種類及數量的需要，達到降低教學成本、提高教學質量的目的。這對習慣于拿實物模型教學的教師將是一個挑戰(zhàn)。用Solidworks造出的模型，還可隨時更改各細部結構，可演示由基本立體到組合體，再到各種任意復雜結構的立體，其變化過程一目了然。在幫助學生理解教學內容，增強空間思維能力方面發(fā)揮著積極的作用。

4.2 增加學生積極性和自學能力

在學習中學生遇到的問題，可以通過三維建模解決，進行仔細觀察，增強對實物的感性認識，輔助完成課后練習。另外，學生還可以根據自己的情況，選擇自己需要的學習內容。通過收集典型零、部件的三維模型與二維視圖的兩種不同表達方法，幫助學生建立從空間到平面、從平面到空間的思維能力。為了使學生畢業(yè)后能勝任實際工作，必須在學校學習過程中加強實踐能力的培養(yǎng)。然而在科學技術迅猛發(fā)展的今天，更需要技術工人掌握先進的繪圖技術以適應工作的需要，掌握二維、三維造型設計工具繪圖技術已成趨勢。因此，在實踐教學中必須培養(yǎng)學生計算機繪圖、形體構思訓練、三維建模、創(chuàng)新設計等操作技能。在實踐教學中，可以開展計算機繪圖競賽，要求學生編寫工藝文件，鼓勵學生參加技能比賽，提高學生的動手能力，開闊學生的眼界，培養(yǎng)學生的空間思維能力和創(chuàng)新能力。

4.3 豐富教學過程，吸引學生學習興趣

在教學過程中可以通過多媒體教學，形象生動有趣，還可以配以背景音樂，讓教學在輕松、愉快的氛圍中進行。改變了傳統(tǒng)教學枯燥、呆板的形式，能極大地提高學生們學習的積極性。

5 結語

隨著研究的深入進行，將Solidworks軟件緊密融合《冷作工藝》中，在教學中對充分挖掘學生潛能、促進學生學習、強化教學效果、提高教學質量等方面會起到更大的作用。