Inventor軟件在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用

張靈富

摘 要：機(jī)械專業(yè)是當(dāng)前大部分中職學(xué)校設(shè)置的專業(yè)，機(jī)械專業(yè)包含《機(jī)械識圖》、《車工工藝》、《機(jī)械基礎(chǔ)》、《數(shù)控銑》等課程。如機(jī)械制圖是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生空間想象能力，中職學(xué)生的想象力培養(yǎng)，需要不斷訓(xùn)練，我們可以使用Inventor軟件和機(jī)械制圖的繪制，來提高相應(yīng)的鍛煉效果;通過使用Inventor軟件三維建模各種參數(shù)化車刀，讓學(xué)生更加理性的理解車刀的立體結(jié)構(gòu);零件三維建模之后，可以用于強(qiáng)度分析、3D打印、數(shù)控銑編程、裝配圖和運動仿真等。那么如何使用Inventor軟件在機(jī)械識圖、車工工藝等課程，對學(xué)生的能力進(jìn)行提高？

關(guān)鍵詞：Inventor;機(jī)械教學(xué);應(yīng)用

一、在《機(jī)械識圖》課程中的應(yīng)用

1.三維輔助直觀化

以往學(xué)生在進(jìn)行機(jī)械制圖這門課程的學(xué)習(xí)中，由于缺乏空間想象能力，所以很難對復(fù)雜三維圖形有一個直觀的了解，如圖1-1的復(fù)雜三視圖。我們可以借助Inventor三維建模軟件，學(xué)生在通過對這些軟件學(xué)習(xí)后，就能自主進(jìn)行三維模型的構(gòu)建。針對不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，來構(gòu)建不同的模型，通過對模型進(jìn)行構(gòu)建和使用，能夠幫助學(xué)生的想象能力從二維到三維的視角變換，同時也能夠幫助學(xué)生在繪制創(chuàng)建過程中，提高對三維圖形特征點的認(rèn)識。機(jī)械識圖這門課程與其他課程相比，最大的特點在于這門課程的推動完全是以學(xué)生的空間想象能力作為基礎(chǔ)的，在此過程中，教師無論使用哪種教學(xué)技巧，都無法在短時間內(nèi)幫助學(xué)生，完成這一過程的過渡，只有學(xué)生通過長時間的練習(xí)或者其他的學(xué)習(xí)過程慢慢培養(yǎng)起較好的空間想象能力，才能夠完成對后續(xù)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握。三維模型的構(gòu)建，可以讓學(xué)生能夠真正參與到三維圖形的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，想要完成三維模型的構(gòu)建學(xué)生首先需要從表面對三維圖形的各種特點有所了解，并在繪制構(gòu)建的過程中將這些特點一一落實，在這一過程中，學(xué)生一方面能夠?qū)σ恍┨厥馊S模型的特征有更加深刻的印象，另一方面學(xué)生通過進(jìn)行模型的構(gòu)建也能夠逐漸培養(yǎng)對三維物體的感官習(xí)慣。隨著三維模型的構(gòu)建，學(xué)生對于三維物體的空間想象能力會得到持續(xù)的提高，且在整個過程中學(xué)生都是唯一的參與者和受益者，有助于持續(xù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓其能夠在不斷獲得成果的基礎(chǔ)上獲得自信，進(jìn)行下一階段的練習(xí)，不斷鞏固空間想象能力的訓(xùn)練效果。

2.實現(xiàn)高效的二維三維二維互動教學(xué)過程

與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，采用三維軟件輔助教育的方式，能夠讓學(xué)生更加明確的掌握各種三維物體的結(jié)構(gòu)特點，并且，學(xué)生可以在這一過程中，親身參與到模型的構(gòu)建，并通過進(jìn)行拉伸旋轉(zhuǎn)等動作，完成一些特定物體的構(gòu)建，學(xué)生通過二維的草圖來繪制三維物體，從而在腦海中對二維物體和三維物體之間的過渡有了一個完整的過程演算，使學(xué)生能夠在未來的學(xué)習(xí)過程中，熟練于將二維圖紙與三維物體進(jìn)行聯(lián)系。

教師在上課過程中，當(dāng)學(xué)生有不理解的結(jié)構(gòu)，或者是二維空間想象有困難的時候，教師可以馬上進(jìn)行二維到三維建模，如圖1-1是學(xué)生上課有困難的圖紙，相貫線在哪里，什么方向搞不定，圖1-2就是教師借用inventor軟件進(jìn)行三維建模，并且生成二維圖紙，整個過程都是學(xué)生在觀察，非常有利于學(xué)生理解各種結(jié)構(gòu)。

3.能夠輔助學(xué)生讀懂裝配圖

利用軟件可以非常快捷的，對三維物體進(jìn)行拆解，整個拆解過程非常的直觀便捷，學(xué)生能夠通過反復(fù)觀察對三維物體的拆解，形成對三維物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，這與在課堂中進(jìn)行教具拆解相比，具有更加的直觀性，且對教室環(huán)境沒有過多的要求，學(xué)生可以隨時在軟件上進(jìn)行相應(yīng)的操作，一般來說，為了讓學(xué)生能夠掌握三維物體內(nèi)部特征，需要進(jìn)行不同三維物體的構(gòu)建和拆解，而采用傳統(tǒng)方式就需要學(xué)校提供數(shù)量不少于2套的相應(yīng)教具，隨著教具數(shù)量的增加，學(xué)校的教育成本投入也越大，而采用軟件，進(jìn)行相應(yīng)的操作教育成本投入增加值為零。

二、在《車工工藝》課程中的應(yīng)用

車工角度的講解是車工工藝這門課的難點和重點，如果借用Inventor軟件來模擬各種角度實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計，那學(xué)生就能很快理解各個角度和名稱的定義，如圖2-1。

三、在《數(shù)控銑》課程中的應(yīng)用

CAD/CAM的一體化是實現(xiàn)加工自動化的重要基礎(chǔ)，中職學(xué)生利用Inventor軟件，先進(jìn)行零件三維建模，然后設(shè)置毛坯，生成加工軌跡，最后生成CNC加工程序，這個過程以前都是高大上的知識，但是現(xiàn)在我們中職學(xué)生就能熟練掌握。

四、在《3D打印》課程中的應(yīng)用

三維建模是3D打印的前期準(zhǔn)備工作，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于三維建模課程教學(xué)，通過三維模型的3D打印，真正實現(xiàn)了“所想即所得”，不僅激發(fā)了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)實踐證明，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于三維建模課程，能提高課程的教學(xué)質(zhì)量，改進(jìn)課堂教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法，讓枯燥難學(xué)的建模過程變得生動有趣，這是數(shù)字化技術(shù)帶來的變革。

五、在《機(jī)械基礎(chǔ)》課程中的應(yīng)用

中職的機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)講解、運動演示都比較不容易，而Inventor軟件自帶的強(qiáng)大的運動仿真功能，可以實現(xiàn)教師上課的所需要各種機(jī)構(gòu)運動演示，還可以實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的速度的計算和強(qiáng)度分析。

總結(jié)而言，傳統(tǒng)的二維繪圖模式已經(jīng)逐步被三維設(shè)計所替代，而在機(jī)械教學(xué)中應(yīng)用Inventor三維設(shè)計軟件，不僅能夠提升教師的教學(xué)質(zhì)量和效率，還能夠培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計相應(yīng)產(chǎn)品時自然而然地產(chǎn)生三維設(shè)計思想，同時其也屬于一種創(chuàng)新型的可行性教學(xué)模式，具有廣泛的發(fā)展前景。因此教師可以對其進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，以此來協(xié)助學(xué)生充分理解專業(yè)知識，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識良好應(yīng)用到實踐中去。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹峰，宋小紅.Autodesk Inventor在《機(jī)械制圖》多維學(xué)中的應(yīng)用[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2015，（01）：228.

[2]官云琴.3D打印技術(shù)在三維建模課程中的應(yīng)用[J].職業(yè)教育，2018，（03）：169.

[3]劉海寧，趙國慶，王潔園.Autodesk Inventor在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用價值研究[J].中國校外教育，2020，（06）：73.

[4] 王紹華.淺談三維設(shè)計軟件在機(jī)械教學(xué)中的應(yīng)用[J].互聯(lián)網(wǎng)+教育，2020，（05）：202.