簡析三維建模與機(jī)械制圖課程測繪改革

望君儒

摘要：高職院校機(jī)械類專業(yè)設(shè)置的制圖測繪實(shí)訓(xùn)課中，存在著諸多的問題，而采用三維模型和二維圖紙轉(zhuǎn)換，可以保證零部件設(shè)計(jì)質(zhì)量，也可基于三維裝配控制零件尺寸測量的精準(zhǔn)性，并由三維模型直接轉(zhuǎn)化為二維工程圖，從而提高圖紙質(zhì)量，充分滿足現(xiàn)代設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：三維模型;制圖測繪實(shí)訓(xùn);測量精準(zhǔn)性;

制圖測繪實(shí)訓(xùn)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必須接受的零部件制圖測繪實(shí)訓(xùn)課程，學(xué)生需認(rèn)真分析機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行原理、拆裝流程，繪制裝配示意圖和零件草圖。學(xué)習(xí)該課程可引導(dǎo)學(xué)生理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的綜合制圖及設(shè)計(jì)能力，并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，鍛煉學(xué)生的操作能力。

1制圖測繪實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

1.1傳統(tǒng)的制圖測繪教學(xué)

首先，遵循傳統(tǒng)制圖測繪開展教學(xué)時，機(jī)械制圖課時明顯減少，學(xué)生的機(jī)械制圖理論知識掌握不牢固，學(xué)生大多采用模仿的方式完成繪圖作業(yè)，且在視圖表達(dá)、尺寸標(biāo)準(zhǔn)和零部件裝配關(guān)系等方面也出現(xiàn)了諸多的問題。其次，尺規(guī)繪圖效率低下。修改圖紙需要耗費(fèi)較長的時間，無法保證圖紙的整潔性，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。最后，教師無法修改所有學(xué)生的測繪錯誤，學(xué)生無法及時發(fā)現(xiàn)圖紙的錯誤，測繪中學(xué)生為了完成作業(yè)，匆忙趕作業(yè)，其對測繪技巧的掌握不夠熟練，無法實(shí)現(xiàn)制圖測繪實(shí)訓(xùn)教學(xué)的總體目標(biāo)。

1.2與CAD測繪技術(shù)完成制圖實(shí)訓(xùn)

二維、三維繪圖軟件設(shè)計(jì)在高校教學(xué)中應(yīng)用廣泛。CAD技術(shù)在制圖測繪教學(xué)中的應(yīng)用可延長測繪實(shí)訓(xùn)教學(xué)的時間，實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，教師可帶領(lǐng)學(xué)生了解每個部件的工作原理、拆裝部件、繪制裝配示意圖和零件草圖，測量零件尺寸，同時繪制零件工作圖。

制圖測繪與CAD技術(shù)可在教師的演示下，利用計(jì)算機(jī)更加準(zhǔn)確和快速地繪制零件樣圖，標(biāo)注樣圖的尺寸，完成裝配圖拼畫，從而激發(fā)學(xué)生對制圖和測繪的熱情，減輕學(xué)生的繪圖壓力，學(xué)生在半個月的實(shí)訓(xùn)中就能掌握了計(jì)算機(jī)繪圖的技巧。這也是教學(xué)改革的重大改變。然而不可否認(rèn)的是，實(shí)訓(xùn)過程依然存在著明顯的不足。

首先是CAD技術(shù)雖然加快了繪圖的速度，方便了圖紙的保存和管理，但是其并未引導(dǎo)學(xué)生更好地了解機(jī)械制圖的理論知識和零部件測繪要點(diǎn)。從本質(zhì)上來看，其只是改變了模仿繪圖的工具，圖紙?jiān)谠O(shè)計(jì)表達(dá)、工藝尺寸和尺寸標(biāo)注等方面依然存在問題。其次，采用CAD繪圖軟件不利于學(xué)生主動求索，而是以更加方便的手段復(fù)制他人圖紙。最后，采用CAD軟件繪圖得到的依舊為二維繪制圖樣，布局直觀，無法培養(yǎng)學(xué)生的想象力，學(xué)生不能聯(lián)系實(shí)際理解零部件裝配的關(guān)系和要求，無法明確測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時也無法明確其是否滿足生產(chǎn)的要求。

2測繪中應(yīng)用三維CAD建模的必要性

《機(jī)械制圖測繪》在《機(jī)械制圖》中占據(jù)重要位置，開設(shè)此課程也是實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的重要途徑，教師需結(jié)合部件的特點(diǎn)，采取科學(xué)的表達(dá)方法，將測繪對象展現(xiàn)在圖紙中，進(jìn)而完成部件裝配圖和零件工作圖的繪制。傳統(tǒng)的圖紙測繪中，主要利用制圖儀器、制圖板和二維CAD技術(shù)繪制圖紙。測繪訓(xùn)練可培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和繪圖能力。而三維建模和測繪可培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。計(jì)算機(jī)與草圖繪制的結(jié)合能夠充分展現(xiàn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)的特征，滿足未來設(shè)計(jì)工作的要求。且建立三維模型能夠模擬裝配的實(shí)況，引導(dǎo)學(xué)生了解零件在動態(tài)裝配中發(fā)生的圖紙變化，而這是傳統(tǒng)部件測繪無法實(shí)現(xiàn)的。另外，也可將三維模型轉(zhuǎn)化為二維工程圖紙，讓學(xué)生更加清晰和準(zhǔn)確地了解二維配圖的內(nèi)涵。

3制圖測繪中三維建模的落實(shí)

在制圖測繪中引入三維建模時，應(yīng)按照要求準(zhǔn)備測繪模型及測繪工具，全面了解裝配體的工作原理，以此為基礎(chǔ)拆卸裝配體，繪制裝配示意圖及制零件草圖，同時測量零件的尺寸，選擇表達(dá)方案，繪制草圖，測量尺寸，明確技術(shù)要求，之后方可創(chuàng)建零件三維模型和三維裝配體，且及時開展干涉檢查，如出現(xiàn)問題要修正圖樣，如無明顯的問題則需制作裝配動畫，轉(zhuǎn)化二維圖紙，然后選擇表達(dá)方案、標(biāo)注尺寸，明確技術(shù)要求，打印二維工程圖，最后上交二維和三維圖紙，完成測繪工作。

4基于三維建模制圖測繪教學(xué)中學(xué)生測繪能力的培養(yǎng)

教學(xué)前要引導(dǎo)學(xué)生了解測繪需要的工具，讓其明確測繪對策主要任務(wù)，掌握裝配體生產(chǎn)的用途、結(jié)構(gòu)特征及工作原理，了解其拆卸的方法、流程，明確零部件的名稱、位置關(guān)系和裝配關(guān)系，且可以裝配示意圖準(zhǔn)確表達(dá)裝配關(guān)系，促進(jìn)裝配圖繪制的順利開展。

在徒手繪制零件草圖和零件尺寸測量中，要求學(xué)生正確區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件。學(xué)生可翻閱國家標(biāo)準(zhǔn)文件明確參數(shù)。針對非標(biāo)準(zhǔn)件，則需結(jié)合機(jī)件的表達(dá)方法準(zhǔn)確表達(dá)三維零件的形狀，并將其轉(zhuǎn)化為二維圖紙，科學(xué)使用測量工具、測量方法，注重零件尺寸標(biāo)注的準(zhǔn)確性。再者，查閱標(biāo)準(zhǔn)手冊可明確重要尺寸和結(jié)構(gòu)形式，學(xué)生可根據(jù)零件的功能和材料來確定圖紙繪制的技術(shù)要求，

學(xué)生在了解三維軟件零件建模、編輯的方法后，可掌握實(shí)體造型設(shè)計(jì)的流程和要點(diǎn)，并掌握三維軟件標(biāo)準(zhǔn)件庫調(diào)用的方法，順利生成標(biāo)準(zhǔn)件，對于不同規(guī)格的常用件能夠參照其特征明確其配置，為零件調(diào)用提供諸多的便利。再者，學(xué)生掌握專業(yè)軟件使用方法后，可將三維模型直接轉(zhuǎn)化為二維工程圖樣，及時編輯和修改，使其滿足國家標(biāo)準(zhǔn)圖樣繪制的基準(zhǔn)和要求。學(xué)生還需學(xué)會結(jié)合裝配示意圖和專業(yè)軟件裝配零件，生產(chǎn)裝配體，從而更加直觀地體驗(yàn)裝配的過程。

學(xué)生在學(xué)會合理利用專業(yè)軟件的干涉檢查功能后，可對裝配體開展全面檢查，檢查零件尺寸測量、三維建模和裝配環(huán)節(jié)中的不足之處，在調(diào)整完成且滿足測繪要求后，方可設(shè)計(jì)出符合要求的裝配體。修改的過程是工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中必須要經(jīng)歷的過程，學(xué)生只有在反復(fù)調(diào)整和修改后，方可更加深刻地理解課程內(nèi)容。另外，學(xué)生學(xué)會生產(chǎn)二維碼裝配圖并確定表達(dá)方案后，可編輯圖形，標(biāo)注尺寸，確定技術(shù)要求。且學(xué)生還可獨(dú)立操作生成裝配圖和裝配動畫，生動地模擬裝配過程，提高制圖測繪的質(zhì)量。這里同樣重要的是，教師需引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)訓(xùn)過程。

5結(jié)語

三維建模與機(jī)械制圖課程測繪改革可增強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖能力，擁有三維造型設(shè)計(jì)能力和二維三維空間轉(zhuǎn)換能力，讓學(xué)生學(xué)會理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，進(jìn)而更好地順應(yīng)社會對專業(yè)人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐晶.三維建模與機(jī)械制圖課程測繪改革探索[J].中華少年，2017

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