AutoCAD輔助機械制圖的案例教學(xué)

馬培勇，劉文靜

(濰坊工商職業(yè)學(xué)院(濰坊市經(jīng)濟學(xué)校)，山東 諸城 262234)

0 引言

在傳統(tǒng)機械制圖教學(xué)中，教師多運用模型、掛圖及平面圖片的多媒體教學(xué)方式。教學(xué)中，由于模型的數(shù)量及種類不全；且大部分學(xué)生初次接觸，頭腦中的立體概念很少，在學(xué)習(xí)中有一定的局限性、不直觀，學(xué)生很難根據(jù)平面投影想像出物體的立體形狀，導(dǎo)致教學(xué)效果不夠理想。另外，在講解課程內(nèi)容的零件圖、裝配圖等復(fù)雜圖形時，很難在黑板上繪制圖樣進(jìn)行表達(dá)，極大地影響授課質(zhì)量和教學(xué)進(jìn)度。為進(jìn)一步提升機械制圖教學(xué)質(zhì)量，對機械制圖教學(xué)方法的創(chuàng)新進(jìn)行了研究。

AutoCAD作為一款繪圖軟件，在一定程度上替代了傳統(tǒng)的手繪，改革了傳統(tǒng)的機械制圖教學(xué)，方便了教師的教和學(xué)生的學(xué)。下面以舉例的形式，用AutoCAD的繪圖功能來輔助講解機械制圖課程中內(nèi)容和習(xí)題，以此來說明AutoCAD在機械制圖教學(xué)中的應(yīng)用。

1 平面圖形的畫法

平面圖形由許多線段連接而成，這些線段之間的相對位置和連接關(guān)系，按已知的尺寸來確定。畫圖時，只有通過分析已知尺寸和線段間的連接關(guān)系，才能明確畫平面圖形應(yīng)從何處著手以及按什么順序制圖。

在講解平面圖形圓弧連接內(nèi)容時，存在課本內(nèi)容實例和習(xí)題集中的練習(xí)題尺寸較大，木制圓規(guī)無法滿足尺寸要求，且傳統(tǒng)授課方式存在繪圖效率低、誤差大等問題。以吊鉤繪制(圖1)為例，在用傳統(tǒng)授課經(jīng)驗講解理論知識的基礎(chǔ)上，按照繪圖步驟采用AutoCAD繪圖工具欄中的圓命令中的切點、半徑功能,可快速、準(zhǔn)確地完成圖樣，再標(biāo)示出求圓心的做法，讓學(xué)生反思做題步驟，提高授課質(zhì)量和效率[1]。

圖1 吊鉤

2 軸測圖的畫法

多面正投影圖的優(yōu)點是能確切地反映形體的形狀，度量性好，制圖簡便；缺點是直觀性差，必須具有一定的讀圖能力才能看懂。為了方便看圖，工程上常采用立體感較強的軸測投影圖來表示形體。軸測投影圖雖然直觀性好，但是度量性差，且制圖復(fù)雜，所以常作為輔助性圖樣來應(yīng)用。

在講解正等軸測圖內(nèi)容時，圓的畫法變成了“橢圓”，用“菱形四心法”手繪橢圓講解習(xí)題效率太低，特別是圓、圓弧較多的復(fù)雜圖形更是如此。另外，在做關(guān)于“補視圖和補缺線”等有難度的習(xí)題時，大部分學(xué)生根據(jù)給定的已知條件很難想像出立體形狀，不知如何做題，即使學(xué)生懂得三視圖的投影規(guī)律為“主、俯視圖長對正，俯、左視圖寬相等，主、左視圖高平齊”，也很難完成制圖，因想像不出立體形狀，用三視圖投影規(guī)律連線畫不出正確的圖形，為提高學(xué)生的空間想像力，經(jīng)常用AutoCAD繪制軸測圖的方式輔助講解。

以補視圖軸測圖(圖2)為例，在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，采用AutoCAD繪制軸測圖，橢圓可直接生成，再加上復(fù)制功能較快地繪制出正等軸測圖，輔助講解空間結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的補缺線、補視圖等課程內(nèi)容，可大大提高授課效率，同時，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。軸測草圖的繪制是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的重要手段之一。

圖2 補視圖軸測圖

3 切割類組合體的畫法

在做切割類組合體的習(xí)題內(nèi)容時，學(xué)生很難把基本體被切割而生成的切割線輪廓結(jié)構(gòu)想像出來并繪制。在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，用AutoCAD結(jié)合傳統(tǒng)的繪圖步驟，繪制的三維切割模型加之三維動態(tài)觀察和六視圖生成功能進(jìn)行對比輔助講解，有利于學(xué)生真正理解平面幾何體和曲面幾何體求點的規(guī)律以及可見性的辨別，培養(yǎng)了學(xué)生空間想像能力，加深了理解。

4 斷面圖的畫法

在學(xué)習(xí)斷面圖內(nèi)容時，要想快速想象出斷面處的形狀，是比較困難的，而且很容易把斷面圖與剖視圖混淆。在傳統(tǒng)授課方式的基礎(chǔ)上，用AutoCAD建模，通過切割、旋轉(zhuǎn)等功能一步步用多媒體輔助講解，更形象直觀，加深了印象和理解，解決了傳統(tǒng)授課模型不易觀察且有局限性等問題。

5 相貫線組合體的畫法

在講解相貫線內(nèi)容時，對于在比較抽象的回轉(zhuǎn)體上求相貫線時，在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，用AutoCAD繪制出的立體圖并演示生成步驟加深想象，與二維圖形進(jìn)行比較，分別用不同顏色的線來表示特殊點和一般點(圖3)，完成繪圖去掉多余線條，再用AutoCAD的動態(tài)觀察和六視圖生成功能輔助講解清晰易懂[2]。

圖3 相貫體三視圖

6 剖視圖(全剖、半剖、局部剖)內(nèi)容的畫法

在講解剖視圖內(nèi)容時，初學(xué)者對剖視圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀很難想清楚，在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過AutoCAD繪制立體圖，然后使用AutoCAD的“差集和并集”功能進(jìn)行切割，用不同的顏色標(biāo)示出繪制剖面符號的剖切面，直觀地顯示出機件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，三維與二維圖形的比較，一目了然，學(xué)生的理解更深刻，也有利于全剖、半剖和局部剖練習(xí)題內(nèi)容的講解，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的空間思維能力。

7 尺寸標(biāo)注內(nèi)容及習(xí)題的講解

尺寸標(biāo)注內(nèi)容相對繁瑣，傳統(tǒng)的授課方式效率低且不便于習(xí)題的講解，尤其是尺寸較大、圓弧連接的圖形，利用多媒體課件講解印象不是很深刻。在傳統(tǒng)授課經(jīng)驗基礎(chǔ)上，使用AutoCAD的尺寸標(biāo)注功能來輔助講解線性、半徑和直徑等標(biāo)注習(xí)題，可大大提高授課效率，學(xué)生清楚明了、印象深刻。

8 組合體視圖

在講解組合體的內(nèi)容時，傳統(tǒng)的授課方式學(xué)生很難掌握組合體的表面連接關(guān)系和可見性的判別關(guān)系。使用AutoCAD畫出基本體，然后進(jìn)行疊加或切割就能直觀地看到基本體之間的表面連接關(guān)系和可見性。同時，使用AutoCAD軟件的動態(tài)觀察功能，根據(jù)組合體視圖中主視圖的確定原則進(jìn)行形體分析，從而確定主視圖的投影方向。

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