利用NX軟件助力機械制圖教學(xué)

摘 ?要 針對學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)機械制圖時讀圖及畫圖的困難，利用NX軟件的強大造型設(shè)計功能，結(jié)合組合體三視圖的教學(xué)實例，設(shè)計直觀的教學(xué)模型素材，有效地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者由易到難逐步掌握識讀及繪制組合體三視圖的方法和技巧。教學(xué)素材可以以圖片形式展現(xiàn)，也可利用NX做出三維動畫，還可以利用NX軟件直接操作模型進行輔助教學(xué)。

關(guān)鍵詞 NX軟件;機械制圖;三視圖;教學(xué)模型

中圖分類號：G712 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）14-0029-02

Abstract Aiming at the difficulty of learners in reading and drawing patterns when learning mechanical drawing， the intuitive teaching model material is designed by using the powerful modeling design function of NX software and the teaching examples of three views. This model effectively guides the learners gradually grasps the me-thods and skills of reading and drawing three views complex. Tea-ching materials can be displayed in the form of pictures， three-dimen-sional animation made by NX. NX software can also be used to ope-rate the model directly to assist teaching.

Key words NX software; mechanical drawing; three views; tea-ching model

1 引言

機械制圖是關(guān)于繪制和閱讀機械圖樣的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，是機電一體化技術(shù)、模具設(shè)計與制造、冶金技術(shù)及數(shù)控技術(shù)等制造大類專業(yè)人才培養(yǎng)方案中一門非常重要的課程。機械圖樣是表達和交流技術(shù)思想的重要工具，是工程技術(shù)部門的一項重要技術(shù)文件，被稱為“工程師的語言”。

但由于機械制圖借助二維圖形來表達三維形體，對學(xué)習(xí)者的空間思維想象能力有較高的要求。由于初學(xué)者空間想象力不強，因此感覺機械制圖課程的學(xué)習(xí)比較困難。特別是剛接觸組合體的三視圖時，感覺突然比原來學(xué)習(xí)的基本形體的三視圖復(fù)雜了許多，不知道如何去看圖和畫圖。所以，很有必要找到有效的教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生掌握組合體三視圖的讀圖和畫圖方法。筆者通過教學(xué)實踐，體會到利用三維軟件的強大形體設(shè)計功能，設(shè)計直觀的教學(xué)模型素材，能有效地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者由易到難，逐步掌握識讀及繪制組合體三視圖的方法和技巧。下面結(jié)合實例來說明運用功能強大的NX三維軟件進行機械制圖輔助教學(xué)的方法。

2 組合體及其組合形式

任何復(fù)雜的形體都可以看成由若干基本形體（棱柱、棱錐、圓柱、圓錐、圓球等）按照一定的方式組合而成。由兩個或兩個以上的基本體組合構(gòu)成的整體叫作組合體。組合體的組合形式可分為疊加型、切割型及綜合型，如圖1所示。

3 利用NX輔助機械制圖授課應(yīng)用實例

對于初學(xué)者，如果要求畫出如圖2所示組合體模型的三視圖，他們往往不知怎么進行繪制。根據(jù)以往的教學(xué)觀察，很多學(xué)生把組合體當作一個物體，試圖一下子畫出它的整體的三個視圖，但在繪圖過程中因為不清楚各個線條的關(guān)系，經(jīng)常出現(xiàn)多線、漏線及線條的長度與位置不知怎么確定的情況。出現(xiàn)這種情況的根本原因在于初學(xué)者沒有將組合體拆分成基本體的意識，沒有掌握拆分組合體的方法。

Siemens NX軟件是來自Siemens PLM Software旗下的CAD軟件，是一款既靈活又功能十分強大的集成式解決方案。NX支持產(chǎn)品開發(fā)中從概念設(shè)計到工程和制造的各個方面，提供了一套集成的工具集。在產(chǎn)品設(shè)計方面，利用NX建模功能，設(shè)計師能夠迅速地建立復(fù)雜的產(chǎn)品形狀，在機械設(shè)計、模具設(shè)計及數(shù)控編程加工等方面廣泛應(yīng)用。

為了引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成形體分解分析的習(xí)慣，筆者利用Sie-mens NX軟件進行教學(xué)模型設(shè)計，采用逐步改變模型，要求學(xué)生逐步畫出三視圖的方式。將繪制組合體的三視圖的方法及注意事項分步向?qū)W生介紹，讓學(xué)生在親身參與過程中有很直觀具體的體會，比空洞地將一套理論灌輸給他們有效得多。

首先給出表1所示的序號為1的三維長方體，要求學(xué)生畫出其三視圖。這一步很簡單，學(xué)生基本能很快畫出。和學(xué)生互動，強調(diào)要保證形體的“長對正，高平齊，寬相等”。

然后給出序號為2的模型，要求學(xué)生在剛才畫出的三視圖的基礎(chǔ)上繼續(xù)繪制三視圖。通過自己畫圖，以及和老師、同學(xué)之間的互動討論交流，學(xué)生知道去分析上板和下面底板之間的上下、左右及前后的相互方位關(guān)系，知道底板和上板都符合自身的“長對正，高平齊，寬相等”;知道基本體之間共面時不畫線，不共面時過渡處要畫線;知道可見輪廓線要畫成實線，不可見輪廓線要畫成虛線。

然后給出序號為3的三維模型，通過讓學(xué)生接著上一步的三視圖畫切割方槽的三視圖，告訴學(xué)生在畫三視圖時要優(yōu)先畫出形狀特征明顯的視圖，再根據(jù)三等關(guān)系畫出其余視圖。方槽雖然是被切除的部分，但可以把它看成“虛體”，同樣要符合三等關(guān)系。

最后給出序號為4的三維模型，通過學(xué)生畫圖及師生互動討論交流，引導(dǎo)學(xué)生同樣要從形狀特征明顯的俯視圖開始繪圖;另外，結(jié)合圓柱面和方槽的側(cè)面相交形成兩條鉛垂線，指導(dǎo)學(xué)生如何進行線面分析。

在經(jīng)過上述教學(xué)過程后，給出圖3所示組合過程圖，引導(dǎo)學(xué)生分析組合體的構(gòu)成體素及組合方式：組合體可以看成哪幾個基本體組合而成？經(jīng)過了什么樣的“加加減減”組合過程？各個基本體之間的方位關(guān)系怎樣？建議學(xué)生按照先加后減、先大后?。聪瓤紤]大的形體關(guān)系，再考慮小的形體關(guān)系）的分析方式，他們會對組合體的分析更有感覺。

通過這樣的教學(xué)過程，學(xué)生體會到，只要能搞清組合體的基本體素及組合方式，在畫三視圖時，分步分別畫各個基本體素的三視圖，同時考慮各個體素之間的相互關(guān)系，畫組合體的三視圖其實還是很簡單的。

4 結(jié)語

前面給出的是用NX軟件制作出的三維模型的圖片素材，可以放在PPT課件里按照教學(xué)設(shè)計依次展現(xiàn)，進行輔助教學(xué)。其實利用NX軟件的動畫功能，還可以將圖中的A、B、C、D的三維模型的加加減減過程做成三維動畫來進行輔助教學(xué)。還可以直接利用電腦里的NX軟件直接操作三維模型進行輔助教學(xué)，讓學(xué)生直觀地感受到組合體的組合過程，從各個角度去觀察模型，這對學(xué)生的空間思維能力的培養(yǎng)是很有好處的。在機械制圖教學(xué)中，充分利用NX軟件的強大模型設(shè)計及顯示控制功能，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要設(shè)計出有效的教學(xué)素材，再結(jié)合合理的教學(xué)語言和教學(xué)過程安排，定能有效助力機械制圖課程教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻

[1]丁剛，彭曉南.利用“CAXA制造工程師”軟件提高產(chǎn)品設(shè)計加工效率[J].裝備制造技術(shù)，2006（3）：66-67.

[2]展迪優(yōu).UG NX8.0數(shù)控編程教程[M].機械工業(yè)出版社，2012.

[3]丁剛，張學(xué)明.多媒體在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的合理運用[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2014（8）：39-40.