SolidWorks軟件在機械制圖教學中的應用

（華南理工大學廣州學院，廣東 廣州 510800）

機械制圖是工科院校的一門重要技術基礎課，同時“圖形還是工程界的語言”。學生通過機械制圖的學習必需要掌握一定的三維空間思維能力、想象能力、繪制和閱讀機械工程圖紙的能力。但影響學習這些能力的主要因素是空間想象能力，從而教學的難處也就在于如何激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)一定的立體空間想象力。

傳統(tǒng)的機械制圖課程教學已不能滿足市場需求，將先進的三維繪圖設計軟件，如：SolidWorks、UG、Pro/E、CAXA等，引進到機械制圖課程教學中，使得學生在掌握傳統(tǒng)二維繪圖方法的同時，也掌握先進的三維繪圖軟件。從畢業(yè)生就業(yè)反饋信息來看，具有三維繪圖軟件操作能力的畢業(yè)生，特別受到企業(yè)的歡迎。本文就三維設計軟件SolidWorks在《機械制圖》課程教學改革中的應用進行一些探討。

1 傳統(tǒng)的機械制圖教學

（1）目前機械制圖課程教學過程中，大多依賴于教學模型。從學過機械制圖課程的學生中了解到，傳統(tǒng)的本科目教學方法對他們學習上的阻力主要體現在：感覺圖樣內容抽象，空間立體想象不出，做作業(yè)很花時間，讀圖特別困難，因此教學模型成了教學過程中的必備教具。

（2）在學生學習零件圖和裝配圖部分時，感到復雜與抽象。傳統(tǒng)的教學會使學生因對零件的三維圖感覺抽象，不太明確典型零件的加工方法，及裝配體的運動過程，從而在繪制工程圖時，視圖選擇、尺寸標注及技術要求等，都沒有清晰地認識理解。

（3）欠缺“三維——二維——三維”之間的轉換過程訓練，空間思維能力較弱，不能很好地處理好三維繪圖軟件與傳統(tǒng)制圖內容的關系，對掌握制圖的標準規(guī)范性和對機件的工程圖表達能力有待提高。

2 SolidWorks軟件在《機械制圖》課程中的應用

（1）SolidWorks軟件簡介

SolidWorks是公認的易學、界面友好、操作過程直觀、簡單、功能強大的三維軟件；智能型的CAD軟件，它的造型功能十分強大，是采用參數化設計，基于特征的實體模型化系統(tǒng)，可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。換句話說，教師容易使用而學生易于接受。教師能采用SolidWorks，根據教學的具體情況，隨時增加一些典型例題，一步一步地講解，除了可使學生了解作圖過程外，還可使學生對軟件的使用，有更真實的認識。SolidWorks教學使學生的空間概念更強，從而做到理論聯系實際。這種教學過程緊湊，生動有趣，啟發(fā)了學生的空間思維，激發(fā)了學生的學習興趣。

（2）在組合體三視圖中的應用

組合體的投影是學生建立空間概念的基礎，如果單一地按照理論的條條框框去講解，學生不容易理解和掌握，也不利于學生三維空間想象能力的培養(yǎng)。如果在這一知識點上都是含糊不清的，那么在后面的內容上會更難理解。如圖1所示，要是用SolidWorks軟件中的特征成型的各種命令生成要講解的組合體，再用軟件中的“四視圖”命令，在一個窗口中形成四個視圖，分別是前視、左視、俯視、等軸側，這樣直觀演示體的形成過程，就能把組合體的二維和三維圖紙對照起來學習，可以大大減少該部分的講授難度，使學生學習《機械制圖》更輕松、容易的理解概念。

圖1 組合體三視圖

（3）在實體表面截交線、相貫線中的應用

截交線、相貫線在傳統(tǒng)工程制圖教學中，求截交線、相貫線都是難點、重點部分。同時也是老師比較難給學生講授解析的重點內容，比較考驗學生空間想象力的內容。要是利用SolidWorks軟件特征建立圓錐和圓柱相交的三維模型圖，相貫線就會自動顯示出來，直觀性更強。教師結合三維實體與二維圖形來講解其畫法，截交線與相貫線的特殊點就很容易理解了。如圖2所示，兩圓柱正交，利用SolidWorks對其局部或整體進行自由縮放和自由旋轉實體，學生可以清晰看到重點結構形狀，利用SolidWorks的參數化特性，兩圓柱的直徑發(fā)生變化時相貫線的變化趨勢也能直觀地體現出來。

圖2 兩圓柱正交相貫線

（4）在裝配視圖中的應用

裝配體因為學生缺少實踐經驗，對裝配體了解頗少，從過往的學生來看，一般都是教師怎么講，學生就怎么記，以至學生不能獨立分析問題。現在，利用SolidWorks生成零件模型，然后模擬零件真實的裝配過程。依據不同的位置和裝配體約束關系，將一個個零件安裝成部件或產品。如圖3所示，Solid-Works可提供裝配體的爆炸視圖來展示整個裝配的位置關系。另外，利用SolidWorks軟件提供的機構運動仿真功能使三維模型庫中的裝配體進行運動仿真，幫助學生理解裝配體中零件間的關系、機構的工作原理等，使教學內容清晰、生動，可進一步鞏固學生的識圖和制圖能力。

圖3 變速箱爆炸視圖

3 結束語

通過實踐證明，改變課程教學模式，在機械制圖教學過程中應用SolidWorks軟件，可以讓學生更直觀看到我們的教學實例模型，從“三維——二維——三維”之間的轉換，從空間想象能力的提高，到對讀圖和制圖的提高，激發(fā)了學生學習機械制圖的興趣，使學生從被動的學習變成主動的學習，且教學效果也得到了很大的提高。

[1]孟婷婷.PROE軟件在高職高專機械制圖課程中的應用[J].中國現代教育裝備，2011(23):38-39.

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[3]葉修梓，陳超祥.SolidWorks高級教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.