SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：從課程教學(xué)改革的角度出發(fā)，運(yùn)用SolidWorks 軟件并結(jié)合多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，講解機(jī)械制圖教學(xué)中的重點、難點問題，從而提高課堂教學(xué)效率。主要針對機(jī)械制圖空間三維實體的講授問題，介紹了運(yùn)用SolidWorks 軟件分別在模型輔助、機(jī)件的表達(dá)方法、實踐教學(xué)中的應(yīng)用。并通過相關(guān)案例，詳盡闡述了該軟件與制圖教學(xué)有機(jī)融合的方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與理論理解能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；SolidWorks；軟件應(yīng)用

1 引言

《機(jī)械制圖》是高校機(jī)械類及相關(guān)專業(yè)的一門非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課， 主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具有一定的繪圖和讀圖能力，包括圖形表達(dá)能力、對物體的觀察能力、空間思維能力、空間形體分析和構(gòu)形能力等。但影響這些能力的主要因素，是空間想象能力，從而教學(xué)的難處也就在于如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)一定的立體空間想象力。

傳統(tǒng)式教學(xué)存在的缺陷：實物模型數(shù)量有限，攜帶不方便、不能隨意剖切，且不能從多個角度進(jìn)行觀測；多媒體課件一定程度上改善教學(xué)狀況，但存有一定的局限性，缺乏對學(xué)生的發(fā)現(xiàn)能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。因此，在機(jī)械制圖的課堂教學(xué)中，引入日益工具化的三維軟件，能為我們提供一個很好的解決辦法。

2 SolidWorks 在模型輔助教學(xué)中的應(yīng)用

實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，既能給學(xué)生觀看實物，又能幫助學(xué)生完成對形體形狀的抽象和重組，在大腦中形成該形狀的形狀知覺，教學(xué)效果比較理想。在此過程中，最好的方式莫過于進(jìn)行SolidWorks 三維實體造型。學(xué)生既能輕松愉快地在大腦中形成三維形狀與二維圖形之間的直覺思維，又能從二維到三維、從三維到二維的反復(fù)應(yīng)用。虛擬模型部分替代傳統(tǒng)的實物模型已是大勢所趨。

SolidWorks是一款全參數(shù)化三維CAD造型軟件，是世界上第一個基于Windows平臺開發(fā)的，功能強(qiáng)大、易學(xué)易用。SolidWorks進(jìn)行三維實體建模，在計算機(jī)中建立虛擬模型庫。課堂教學(xué)時，直接調(diào)用﹡.prt 格式文件瀏覽；也可利用插件eDrawings預(yù)先將其轉(zhuǎn)存成﹡.exe 格式文件，在不需要安裝SolidWorks軟件的課堂教學(xué)情況下進(jìn)行跨平臺查閱，包括動態(tài)三維旋轉(zhuǎn)、縮放、色彩變換，形象逼真，能為該課程的模型教學(xué)提供更豐富的內(nèi)容[2]。

如圖1所示，在相貫體部分的教學(xué)中，相貫線的形成及形狀是教學(xué)難點，學(xué)生往往很難對相貫線形成、投影有深入的理解。這時，便可利用SolidWorks預(yù)先建好實體模型，設(shè)置好透明度與光澤度，課堂教學(xué)中直接旋轉(zhuǎn)查看，感性認(rèn)識大大增強(qiáng)。

可以對于兩正交等直徑圓柱體和兩正交不等直徑圓柱體的相貫線進(jìn)行比較，隨著尺寸的動態(tài)縮放，結(jié)合模型進(jìn)行分析講解，電腦不僅能生動形象演示出相貫線的特征，而且能把關(guān)鍵轉(zhuǎn)變點也充分突現(xiàn)出來。學(xué)生可以明顯地看出相貫線隨著形體尺寸變化而發(fā)生的變化，從而加深了對相貫線的形成及形狀的理解。

3 SolidWorks 在機(jī)件表達(dá)方法中的應(yīng)用

各種剖視圖是表達(dá)零件的關(guān)鍵方式之一，而學(xué)生對剖視圖難以理解，很多的內(nèi)部結(jié)構(gòu)想象不出來。利用Solidworks構(gòu)建零件，可以讓學(xué)生從不同的角度來了解零件。如圖2所示，閥類零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，若用Solidworks建成三維實體模型，再用虛擬的方法將其剖切開，對學(xué)生畫出剖視圖有直接而且有效的幫助。

4 SolidWorks 在實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

為了使工科專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后能快速的在生產(chǎn)第一線勝任實際工作，必須在學(xué)校學(xué)習(xí)過程中加強(qiáng)實踐能力的培養(yǎng)，實踐性教學(xué)的目的就是使學(xué)生能夠綜合地應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題。在教學(xué)過程中，教師可以預(yù)先建好實體模型，然后讓學(xué)生借助SolidWorks軟件的測量與裝配功能，模擬對零件的測繪過程以及裝配體的拼裝，最后進(jìn)行零件圖的繪制以及裝配圖的拼畫。這種虛擬制造的環(huán)境在裝配、渲染、動畫等方面效果逼真，再加以SolidWorks軟件提供的力學(xué)仿真功能，極大地激發(fā)了學(xué)生的觀察力、發(fā)現(xiàn)力、想象力、邏輯聯(lián)想力，更有利于認(rèn)知思維的深化與發(fā)展， 增強(qiáng)了分析能力， 開闊了學(xué)生的視野，有效提高了學(xué)生的實際操作能力。

5 小結(jié)

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，借助三維軟件SolidWorks 進(jìn)行輔助教學(xué)，能把機(jī)械制圖從傳統(tǒng) “靜態(tài)”的掛圖、模型式講解，變?yōu)槿S“動態(tài)”教學(xué)演示[3]，使學(xué)生能從多個角度觀察到實體模型亦或其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及理論理解能力，對培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的空間構(gòu)思能力、現(xiàn)代工程的設(shè)計理念具有不可低估的作用。結(jié)果表明， 基于三維造型軟件SolidWorks的教學(xué)方式， 可輕松實現(xiàn)教考分離， 真正達(dá)到檢驗學(xué)生水平的目的， 適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的趨勢。并且學(xué)生的感性認(rèn)識增強(qiáng)了，所獲得的信息量也增大了，同時減輕了教師的輔導(dǎo)工

作量。

參考文獻(xiàn)

[1] 繆朝東，SolidWorks 在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]。重慶工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報， 2004， 19（3）。

[2] 李志梅，SolidWorks 軟件在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用。沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報 Vol. 14， No.1 。

[3] 劉友和，鄭繼昌，SolidWork 入門[M]。北京： 清華大學(xué)出版社，2002。

作者簡介

李曼（1980—），女，陜西西安人，工學(xué)碩士，機(jī)械工程專業(yè)，講師，西安外事學(xué)院教師。