利用Inventor軟件輔助機械制圖的逐章教學(xué)

朱建飛

摘 要：針對學(xué)生識圖能力不足的問題，在機械制圖課程中，引入Inventor軟件來逐章教學(xué)，增強教學(xué)的直觀性和可視性，實現(xiàn)圖樣所述、教師所講、學(xué)生所想的有機融合，提高學(xué)生的識圖能力。

關(guān)鍵詞：Inventor 機械制圖 視圖 投影

高等教育要求培養(yǎng)學(xué)生的制圖能力，而中職學(xué)校則是在培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)工人。提高中職學(xué)生的識圖能力是機械制圖課程的首要目標(biāo)，制圖能力次之。在筆者學(xué)校組織機械類學(xué)生參加計算機輔助設(shè)計（工業(yè)產(chǎn)品CAD）項目的選拔測試中，我們發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生看不懂圖，搞不清對應(yīng)關(guān)系，教師以前講過的零件圖還能應(yīng)付，復(fù)雜些的圖樣就無法識別。

經(jīng)過分析，主要有兩方面的原因。

一是機械制圖的教學(xué)以理論教學(xué)為主，主要在教室里通過黑板、粉筆，同時借助一些模型、掛圖來完成教學(xué)，教學(xué)效果差。

二是學(xué)生的理解力和空間想象力先天不足，而核心內(nèi)容和大學(xué)課本相差無幾的《機械制圖》就變成了許多中職學(xué)生的難題。

針對目前機械制圖課程中教學(xué)效果差的問題，引入Inventor軟件來輔助教學(xué)，提高教學(xué)效果。Inventor和AutoCAD同屬Autodesk公司的軟件產(chǎn)品，機械方面的功能相當(dāng)強大，三維造型能力遠(yuǎn)優(yōu)于AutoCAD，三維模型轉(zhuǎn)二維工程圖相當(dāng)便捷。在配備多媒體的教室或者機房中，就可以把Inventor軟件引入教學(xué)中。下面就Inventor軟件輔助機械制圖課程的逐章教學(xué)進(jìn)行說明。

一、投影基礎(chǔ)

1.點、直線、平面的投影

在Inventor軟件中，創(chuàng)建零件文件，通過創(chuàng)建二維草圖或三維草圖繪制需要位置的點或直線；在投影面上的平面，可以直接利用“直線”“矩形”“等多邊形”工具繪制需要的形狀，其他位置的平面需先創(chuàng)建相應(yīng)的作圖面，然后在上面繪出需要的圖形。創(chuàng)建完成后，在xy、xz、yz三個投影平面可見的前提下，講解點、直線、平面的投影關(guān)系。教師通過調(diào)整軟件窗口視角，讓學(xué)生觀察點、直線、平面在投影面上的投影效果；同時也可以添加新的投影面，讓學(xué)生進(jìn)一步觀察理解，引導(dǎo)學(xué)生得出它們的投影規(guī)律；還可以利用Inventor軟件中三維模型轉(zhuǎn)換工程圖的功能，借助球體說明點的投影，采用細(xì)圓柱體模擬直線演示其投影效果，用薄板體講解平面的投影及其上直線、端點的對應(yīng)關(guān)系。

2.基本體

使用Inventor的實體建模功能，生成所需基本體，在 “帶隱藏邊的線框” 這一視覺樣式下，通過點擊ViewCube上的 “前”“后”“左”“右”“上”“下”圖標(biāo)來顯示需要的視圖，讓學(xué)生真切感受在不同視角的投影效果。同時也可以調(diào)整任意視角，顯示其投影效果。從基本體開始，都可以進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換工程圖，查看其視圖。

3.組合體

用軟件創(chuàng)建模型，通過改變參數(shù)來調(diào)整組合體的位置，在線框視覺樣式下觀察其視圖的變化，幫助學(xué)生理解截斷體和相貫體的視圖表達(dá)及截交線、相貫線的生成和變化。

二、機械制圖

1.標(biāo)準(zhǔn)件、常用件

Inventor資源中心是一個強大的模型庫，提供了緊固件、軸用零件等零部件，在教學(xué)過程中可以調(diào)用鍵、銷、螺栓、軸承等三維模型。彈簧可實體建模生成，齒輪既可實體建模也可通過設(shè)計加速器生成三維模型。對照三維模型來講解它們的相關(guān)參數(shù)和規(guī)定畫法，學(xué)生容易理解，也有利于識記。

2.零件圖

在創(chuàng)建零件圖對應(yīng)模型的過程中，分步顯示零件生產(chǎn)過程中視圖的變化，幫助學(xué)生理解每一特征對應(yīng)的視圖變化；也可以讓學(xué)生自己思考零件的空間結(jié)構(gòu)，教師按照學(xué)生的思路，做出模型，通過查看相應(yīng)視角的視圖或者轉(zhuǎn)換成工程圖來驗證正確性。教師還可以將模型轉(zhuǎn)換成工程圖，制作零件圖，實現(xiàn)從圖樣到模型，再到圖樣的完整循環(huán)，使學(xué)生加深對零件圖的認(rèn)識。

3.裝配圖

對零部件進(jìn)行約束裝配，可以幫助學(xué)生理解裝配圖所表達(dá)的位置關(guān)系及它們之間的配合狀況及運動情況，也可以借助爆炸圖來詳解其裝配過程及位置關(guān)系，還可以制作裝配動畫，展示各個零部件的裝配順序、過程以及相互之間的位置關(guān)系，這都有助于學(xué)生理解裝配圖。

在機械制圖課程中，引入Inventor軟件來逐章教學(xué)，可以增強教學(xué)的直觀性和可視性，實現(xiàn)從圖樣中來，再回到圖樣上去的完整循環(huán)，做到圖樣所述、教師所講、學(xué)生所想的有機融合，很好地解決了教學(xué)中存在的問題，有效提高了學(xué)生的識圖能力。

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（作者單位：甘肅省平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校）