應用三維軟件指導學生進行機械制圖學習

顏 建，陳曉斌，章盼梅

（華南理工大學廣州學院，廣東 廣州510800）

在學習機械制圖的過程之中，有不少新生表示，初接觸到這一類的專業(yè)知識，由于空間想象不夠，課堂接受能力不強，課外沒有有效的輔助手段，導致在學習的過程中知識不能很好地吸收和掌握，而機械制圖學科作為機械專業(yè)的基礎，在專業(yè)知識學習中占有舉足輕重的作用，是工程師之間交流的語言。

針對學生在學習機械制圖中出現(xiàn)的問題，可以概括為無法很好的在思維空間中建立恰當?shù)娜S模型，所以使用三維軟件建立相應的三維模型，以幫助學生進行空間想象是非常有必要的。

1 三維軟件的分類

目前，三維軟件的分類按照應用技術可以分為以下幾大類：曲面造型技術類、實體造型技術類、參數(shù)化技術類、變量化技術類及特征造型技術類。而現(xiàn)階段大部分廠家使用的大多數(shù)為參數(shù)化技術類，其代表軟件有pro/e、UG、solidworks等軟件，本文將采用solidworks軟件為大家做一個介紹。

2 Solid Works軟件概述

SolidWorks為達索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專門負責研發(fā)與銷售機械設計軟件的視窗產品。著名的CATIAV5就出自該公司之手，目前達索的CAD產品市場占有率居世界前列。

SolidWorks軟件功能強大，組件繁多。SolidWorks功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點，使得SolidWorks成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設計方案，減少設計過程中的錯誤以及提高產品品質。SolidWorks不僅功能強大，同時對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。

3 演示的圖紙范例

本文以如下圖紙為例，演示如何輕松將二維圖紙轉換成三維模型的過程。其中，圖1為二維制圖，圖2為轉換的三維模型。

圖1 二位制圖

圖2 三維模型

本文將以Solidworks軟件中的2D-3D工具，演示如何完成二維到三維的轉換過程，具體操作方法如下：

（1）首先利用Autocad軟件將圖紙制作/轉換成DWG格式；

（2）打開Solidworks軟件，點解“打開”，在文件類型中選取DWG格式，選擇模板為“空”；

（3）進入Dxf/dwg輸入界面，選擇“輸入新零件為：2D草圖”點擊下一步；Dxf/Dwg輸入-文檔設定選項中，單位選擇毫米，點擊完成即可。電腦會自動輸入DWG格式圖紙至Solidworks軟件，進入到Solidworks零件建模木塊，并生成相應的2d草圖；

（4）在零件建模模塊中，可以見到2D到3D工具欄（或者在工具欄的任意位置點擊右鍵→選擇2D-3D工具欄即可顯示）。

（5）使用2D-3D工具欄相應的命令將圖紙2D三視圖轉換為soliworks軟件的3D三視圖，三視圖分別對應為：前視圖、上視圖、左視圖，轉換結果如圖3所示。

圖3 二維草圖轉換至三維視圖

（6）在生成3d三視圖之后即可進行后續(xù)操作，選擇前視圖草圖，點擊拉伸命令，在命令選項欄中選擇“輪廓選擇欄”，選擇相應的輪廓范圍做拉伸操作，終止條件選擇為“到頂點”，選擇“上視圖”草圖的A點作為拉伸終點，點擊確定，如圖4所示。

（7）選擇上視圖草圖，點擊拉伸切除命令，在命令選項欄中選擇“輪廓選擇欄”，選擇相應的輪廓范圍做拉伸操作，終止條件選擇為“完全貫穿”，選擇反側切除，點擊確定，如圖5所示。

圖4 拉伸凸臺

圖5 拉伸切除

（8）選擇左視圖草圖，點擊拉伸切除命令，在命令選項欄中選擇“輪廓選擇欄”，選擇相應的輪廓范圍做拉伸操作，終止條件選擇為“第一側完全貫穿/第二側完全貫穿”，選擇反側切除，點擊確定，如圖6所示；

圖6 拉伸切除

（9）經過上述步驟，該零件三維模型已經得出，分別將三維模型在前視圖，上視圖，左視圖進行觀察，并與之前生成的三個草圖進行比對，可以看出，在該區(qū)域，仍然有一部分實線未在三維模型中表示出來，故需要進行部分修補，如圖7所示；

圖7 比對二維視圖

（10）選擇前視圖草圖，點擊拉伸命令，在命令選項欄中選擇“輪廓選擇欄”，選擇相應的輪廓范圍做拉伸操作，終止條件選擇為“到頂點”，選擇“上視圖”草圖的B點作為拉伸終點，點擊確定，最終修補遺漏的部分，得到最終模型，如圖8所示。

圖8 修補缺失部分

4 結束語

通過上述操作，可以看出，利用一系列的三維軟件作為工具，可以輕松的進行一些簡單二維圖紙轉換至三維模型的操作，通過這類操作，可以直接明了的給學生進行演示，讓學生能夠在一個立體的三維空間里面觀察模型，講三維立體模型與二維圖紙進行直觀的比對，可以更加形象具體的理解和掌握相應的專業(yè)知識，增強知識的掌握程度，從而更好的進行下一步的學習。

[1]SolidWorks公司.SolidWorks基礎教程：零件與裝配體[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[2]姚卿佐，朱立文，佘少玲，等.機械制圖與Autocad教程[M].成都：電子科技大學出版社，2009.

[3]吳昌林，汪建曉.機械設計[M].武漢：華中科技大學出版社，2006.