本站原创摘 要：本文基于Solidworks软件在机械制图教学中的实践,借助该软件的特征建模优势,提出了机械制图模型信息库的创建思想及建模技术、内容,建立了基于Solidworks软件的机械制图模型信息库.
关 键 词：Solidworks机械制图模型信息库
中图分类号：TH126文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0023-02
机械制图是职业院校机械类专业一门重要的专业基础课,它是用图样确切表示机械产品的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科.然而,大多数职业院校学生由于自身背景知识及个人素质的事实,空间想象力较差,读图能力差,普遍情况是学生学的痛苦,老师教的辛苦[1].另外,在机械制图教学和信息交流中需要大量的教具模型,教具模型作为教学手段的重要组成部分,在帮助学生形象地理解教学内容的过程中发挥着非常重要的作用,但是实体模型不仅模型种类与数量有限而且有制造较难、需要大量资金、上课不易携带、受损后修复较难甚至不可修复等缺点.如何改变上述情况,是机械制图课堂教学面临的问题.目前,三维软件Solidwork以它完善的功能、简单的操作、良好的二次开发接口在机械制图的教学中得到了普遍的应用.本文基于Solidworks软件在机械制图教学中的实践,提出了机械制图模型信息库的创建思想及建模技术、内容,建立了机械制图教学模型信息库,增加了课堂信息量,提高了教学质量,使师生从繁重的传统机械制图教学模式中解放出来,达到了课堂教学改革的目的.
1模型库总体内容
基于SolidWorks的机械制图模型信息库的建立采用模块化的建模方法,按照教学内容进行归纳、分类,所选模型的建立既考虑到模型的典型性,方便教学,又兼顾模型之间的相互联系以及模型复杂程度的递进性,开发出满足实际教学需要的模型其主要结构如图1所示.
根据机械制图课程体系和授课内容,机械制图模型库的主要内容包括：基本体、组合体、切割体、剖视、典型零件、标准件、装配体、国标模板,并通过模板的调用形成满足国标的二维图库、三维模型库、动画等[2].对于装配体,可以制作虚拟样机、工作原理和爆炸图、零部件的二维视图和三维模型等.
2SolidWorks软件在教学中的实践
2.1三维模型库的建立
模型的建模是利用计算机软件及多媒体技术,对实物模型进行计算机虚拟化处理,制作形象逼真的虚拟实体模型,取代传统实物模型的创作、管理、使用[3].机械制图网络模型库的建立包括基本体、切割体、相贯体、组合体、典型零件、装配体等三维模型库、二维视图库、模型动态仿真库、装配体虚拟装配等虚拟样机的建立.
Solidworks软件强大的基于特征的实体建模功能符合学生的认知过程,它首先采用绘制二维草图,再通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现三维零件模型,再由零件模型生成装配体和工程图,整个过程与实际生产中零件的设计、制造过程很相似.Solidworks中的特征主要有：基体特征（拉伸、旋转、扫描等）,设计特征（抽壳、筋、孔、倒角和倒圆等）,镜像特征（阵列、镜像等）.通过草图中的几何约束及智能尺寸功能创建出3D草图,若草图中尺寸修改,相应模型大小也会实时修改.通过模型库的建立让学生认识大量的立体模型,在潜移默化中培养学生的空间想象力,为提高学生的识图能力打下坚实的基础.
2.2国标图库的建立
在现实生产中二维工程图纸是用来直接指导生产,它是设计工作的最终体现.利用SolidWorks中三维模型和二维视图的关联性,可由三维模型自动生成二维工程图样,包括基本视图、斜视图、剖视图等并在二维视图中显示尺寸和技术要求,在设计过程中若更改三维模型或其二维视图的尺寸,三维模型和对应的二维视图会自动关联更新[4].但SolidWorks自身提供的工程图和材料明细表是不符合我国国家标准的,教师需要在教学过程中始终贯彻国标并要求学生在学习的过程中严格执行,一张符合国标标准的工程图纸,不仅包含有图形元素,而且还应该有标准的图框、标题栏、零件编号和明细表元素,在机械制图教学中,利用SolidWorks工程图模块具有的幅面设置、图框设置、标题栏设置、零件序号设置和明细表设置等功能边演示,边讲解,可强化学生的标准意识.在SolidWorks模块中,可以利用已有的三维模型自动生成工程图纸,而且在工程图纸的BOM表中,零件的编号和明细表可以自动生成,并能根据实际情况来任意调整,当装配图中的零件数目发生变化时,明细表可与之联系自动增减.我们可以根据国标或企标要求自定义二者的标准模板并保存起来在需要使用时直接调用即可,图2就是自定义的符合企标的标题栏.通过三维模型及工程图的组合反复学习,让学生牢固掌握相关标准的贯彻,在整个过程中积累更多读图、绘图的经验,提高分析形体的能力以及空间思维力.
2.3动画库的创建
利用Solidworks的Animator插件,可以模拟和捕获Solidworks装配体的运动,生成基于Windows的.i动画文件,直观地展示模型多角度观察效果、装配体的工作原理、装配体中零部件的装配关系,还可通过录像功能录制操作过程.同时,还可以在零件文件中为零件模型添加点光源、聚光源、材质和纹理等其他效果,来制作出生动、逼真的动画效果.我们可以将建好的模型信息,比如组合体、切割体相应的制作过程录制下来以及装配体的爆炸图建成动画库,方便学生学习,帮助学生更好的建立三维空间思维.值得注意的是,在模型的输出格式上一般图片文件应存为.tif格式,动画文件存为.i格式保存,这样在所有基于Windows操作系统的计算机上都可以播放.
3结语
机械制图的教学强调培养学生实际绘图和读图能力,在教学过程中充分发挥Solidworks三维软件直观性强、使用灵活的优点,提高学生学习的积极性和主动性.机械制图模型信息库的建立,取代了传统的实物模型,大大减轻了教师的工作量,促进了机械制图课程教学手段的现代化,加深了学生对理论知识的理解和新技术的认识,同时也能激发学生学习三维软件的兴趣,提高教学质量、为促进教学改革和技术交流提供了技术支持.