Solid works軟件在《機(jī)械制圖》教學(xué)初期中的應(yīng)用

張 闖，萬(wàn) 強(qiáng)，呂志鵬

（長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023）

《機(jī)械制圖》是用圖樣確切表示機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、工作原理和技術(shù)要求的學(xué)科。讓學(xué)生擁有識(shí)圖、繪圖能力，是《機(jī)械制圖》教學(xué)的最終目的。作為機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)課程，《機(jī)械制圖》直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)更深層次專業(yè)知識(shí)，乃至影響畢業(yè)后的就業(yè)。

然而，據(jù)筆者觀察，很多學(xué)生缺乏空間想象力，讀不懂圖或讀錯(cuò)圖，是困擾著他們的一大難題。

1 制圖教學(xué)模式現(xiàn)存的缺陷

筆者發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的機(jī)械制圖教學(xué)模式，存在很多缺陷，導(dǎo)致無(wú)法發(fā)掘?qū)W生的最大潛質(zhì)。具體有以下幾點(diǎn)：

（1）實(shí)物模型種類與數(shù)量不多，上課不易攜帶，較復(fù)雜模型不易制作。并且，一般模型體積較小，不利于教師與學(xué)生之間通過實(shí)物的互動(dòng)。

（2）多媒體課件品質(zhì)達(dá)不到要求，而且大多課件會(huì)局限于平面圖形，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生空間想象力起不到促進(jìn)作用。

（3）雖然AutoCAD 與《機(jī)械制圖》是同步教學(xué)，但AutoCAD 是一款主要針對(duì)于二維繪圖的軟件。在教師用于向?qū)W生展現(xiàn)三維模型方面，AutoCAD 明顯不足。

鑒于以上幾點(diǎn)，筆者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，提出將Solid works 軟件應(yīng)用于《機(jī)械制圖》教學(xué)中的方案。

2 Solid works 應(yīng)用于教師課堂授課

Solid works 軟件在進(jìn)行三維建模方面，操作簡(jiǎn)便，可以滿足一般教師用于《機(jī)械制圖》的輔助教學(xué)。教師既可以在課前預(yù)先建模，也可以隨堂進(jìn)行一些較簡(jiǎn)單的模型繪制。在這方面，教師完全可以用Solid works 軟件來代替實(shí)物模型和多媒體課件，進(jìn)行課堂教學(xué)。

Solid works 在進(jìn)行三維建模時(shí)，采用先繪制二維草圖，通過拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)、放樣等操作，逐步生成由一個(gè)或多個(gè)特征構(gòu)成的三維數(shù)字化模型，再由零件模型生成裝配體和工程圖。

用Solid work 進(jìn)行輔助教學(xué)，將不同于以往的教學(xué)模式。以往教學(xué)中是以投影理論為主線，圍繞投影理論而展開的立體的視圖、軸測(cè)圖和透視圖、機(jī)件的圖樣畫法、零件圖等知識(shí)點(diǎn)都避免不了抽象、復(fù)雜、難懂的缺點(diǎn)。引用Solid works 后，教師將以三維模型為切入點(diǎn)，以投影理論為基礎(chǔ)，將機(jī)件的三維立體圖與二維工程圖進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行空間邏輯結(jié)構(gòu)與二維平面圖形之間的轉(zhuǎn)換，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力。

2.1 零件的視圖

Solid works 在零件模型建好后，可以通過旋轉(zhuǎn)或多視圖窗口，使零件在多個(gè)方位清晰地展現(xiàn)出來，也可以通過剖面視圖，將零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)表達(dá)出來，這是實(shí)物模型無(wú)法做到的。如圖1、圖2。

圖1 零件圖的不同方向視圖

圖2 用Solid works 觀察截交線

2.2 裝配圖的視圖

Solid works 可以將已建完的零件進(jìn)行裝配組合形成裝配圖。裝配圖可用來講解機(jī)件的功能、工作原理、結(jié)構(gòu)分析、零件設(shè)計(jì)等機(jī)械知識(shí)。通過裝配圖，還可制作裝配圖的爆炸圖以及爆炸動(dòng)畫，爆炸圖有利于學(xué)生更深刻理解各零件之間的裝配關(guān)系（如圖3）。

圖3 Solid works 繪制裝配圖

根據(jù)零件的材料特性，還可以對(duì)模型進(jìn)行顏色、紋理上的更改，使模型更加逼真。

3 Solid works 應(yīng)用于輔助學(xué)生手工繪圖

學(xué)生手工繪圖作業(yè)，一般來自于習(xí)題集和實(shí)物模型，習(xí)題集側(cè)重于訓(xùn)練學(xué)生的基本繪圖知識(shí)，而實(shí)物模型是對(duì)學(xué)生更深層次能力的發(fā)掘。如前所說，實(shí)物模型數(shù)量種類有限且攜帶不便，因此可設(shè)想用Solid works 先進(jìn)行三維建模，這個(gè)過程可由教師或?qū)W生去做，然后由學(xué)生進(jìn)行二維手工繪圖。這個(gè)過程有以下好處：

（1）解決了實(shí)物模型數(shù)量種類少且攜帶不便的問題；

（2）學(xué)生動(dòng)手建模，有利于掌握各特征之間的位置關(guān)系，以及對(duì)相貫線和截交線的理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力和空間想象能力；

（3）培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用三維軟件進(jìn)行建模的能力，為今后機(jī)械設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

圖4 用Solid works 零件模型代替實(shí)物模型

4 Solid works 應(yīng)用于學(xué)生開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)[3]

在《機(jī)械制圖》教學(xué)中，應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。在應(yīng)用Solid works 進(jìn)行輔助教學(xué)過程中，通過教師課上演示以及學(xué)生自己課下摸索，學(xué)生對(duì)此軟件會(huì)有一定了解，這有助于培養(yǎng)他們的圖形表達(dá)能力，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行空間思維的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)用Solid works 軟件進(jìn)行《機(jī)械制圖》的輔助教學(xué)，增強(qiáng)了教師上課的能動(dòng)性與靈活性，提高了教學(xué)效率，培養(yǎng)了學(xué)生的空間幾何抽象能力，使學(xué)生在計(jì)算機(jī)繪圖和手工繪圖方面亦有所提高。

[1]劉朝儒，吳志軍，高政一，許紀(jì)旻.機(jī)械制圖[M]. 北京：高等教育出版社，2006.

[2]劉 蘇. 現(xiàn)代工程圖學(xué)教程[M]. 上海：上?？茖W(xué)出版社，2010.

[3]張信群.Solid works 在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用與探討[J].滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2011，(2)：27-28.