计算机绘图软件在机械制图教学中的应用

摘 要：分析了以往机械制图课程教学中存在的不足,探讨了将计算机二维、三维设计绘图软件应用于课程教学中的方式和必要性.

关 键 词：机械制图AutoCADSolidworksPRO/E

Applicationofputer-aideddesignsoftwaretoteachingofmechanicaldrawing

LiBo,GuXiaoqin,LuManhuai

UniversityofelectronicscienceandtechnologyofChina,Zhongshan,528402,China

Abstract：Theshortinginthetraditionalteachingofmechanicaldrawingisintroducedinthispaper.Theteachingmethodandthenecessityfortheapplicationofputer-aideddesignsoftwarearediscussed.

Keywords：mechanicaldrawing；AutoCAD；Soliworks；PRO/E

机械制图课程是机械类专业一门重要的专业基础课,它着重于培养学生阅读和绘制工程图的能力以及空间思维能力.通过该课程的学习,既让本专业学生初步认识机械专业的基础知识,也使他们掌握与本专业密切相关的一项基础应用技能.在多年的教学中,机械制图课是学生反映比较难学的课程之一,主要原因是课程内容具有较强的抽象性,对空间想象能力要求较高.随着科技的进步,机械制图在实际应用中的技术环境也发生了很大的变化,因此,对机械制图课程的教学方法、教学手段进行探索、改革是时展的需求.

1传统教学方法存在的问题

传统的机械制图教学方式,由于课程内容具有直观性较差,抽象难学的特点,因此,主要以教师讲授为主,学生在课堂上处于被动接受地位,尽管教师讲得很卖力,学生的掌握情况与教师的期望值仍有不小差距.在教学中主要采用圆规、三角板、粉笔等工具辅助,在黑板上作出图样进行演示、讲解.但运用尺规在黑板上作图耗时较多,作图过程工作强度大,每堂课能够讲解的图例却很少,而且不便于对图样进行即时修改、分析,也不便于针对图样的细节进行演示、讲解,教学效率低,而且教学效果也不理想[1,2].为帮助学生建立空间思维能力,以往在教学中经常需要借助实体模型的演示,但是,受客观条件的制约,无法在教学环境中向学生展示各种各样的实体模型[3,4].近几年来,多媒体技术逐渐发展、兴起,众多院校均要求任课教师在教学中积极运用多媒体辅助教学.多媒体课件的应用在一定程度上改善了传统教学方法的不足,使教学内容变得生动、形象,也容易加大课堂的知识量和信息量.然而,过多依赖多媒体课件的演示作用也存在不足之处,教学的信息量过大、过多使学生难以充分理解、掌握、巩固所学的内容；在教学中,如果没有一笔一画的绘图示范过程,也不利于学生学习规范绘图、读图的方法与技巧.由此可见,以往机械制图的教学方法主要以灌输式为主,教学效果并不理想.

2二维绘图软件在教学中的应用

AutoCAD是由美国Autodesk公司于20世纪80年代初为微机上应用CAD技术而开发的计算机绘图软件,经过多年的发展与应用推广,已经成为目前国际上工程领域中应用最广泛的二维绘图软件.AutoCAD具有良好的用户界面,通过交互菜单或命令行方式可以进行各种绘图操作,经过一定时间的实践后可以熟练掌握它的使用方法与技巧,从而不断提高绘图工作效率.

应用AutoCAD软件取代传统的圆规、三角板、粉笔等辅助工具进行机械制图的教学,大大提高了作图的准确性与效率,也有助于对图样中重点、难点的细节问题进行演示、讲解,增加了教学的灵活性,从而提高了教学效率,改善了教学的效果.例如在讲解立体表面交线的内容时,以图1所示的相交圆柱体为例讲解相贯线的求取.根据投影的积聚性,两形体相贯线的正面投影、水平投影均与形体轮廓线的投影重合,要作出侧面投影的相贯线可以运用表面取点法.在AutoCAD软件中设置好点样式,首先作出ABCD四个特殊位置点的投影,然后利用辅助线作出四个一般点EFGH的投影,根据投影的可见性采用粗实线和虚线线型,在AutoCAD软件中使用样条曲线连接各个特殊点与一般点的投影,从而得到两形体的相贯线.整个绘图过程均在AutoCAD软件环境中完成,可以让学生清楚了解作图的方法和步骤,形体表面取点的方法和位置也一目了然,这种计算机软件作图方式比在黑板上用尺规作图的方式效率更高,表达的效果也更好.

图1圆柱体截交线

机械制图课程教学的最终落脚点是使学生能在工程实践中正确绘图和读图,要适应工程技术发展的要求,必须在绘图的效率、图纸的重复利用及图纸的管理等方面跟上计算机技术发展的潮流.传统机械制图课程主要以尺规作图的教学方式为主,这在绘图、读图基础知识的学习上是必要的,学生通过手工尺规作图的实践练习可以更加深刻理解、掌握如何绘制规范、专业的工程图样以及如何正确阅读工程图样.但是,手工尺规作图的方式与实际应用是相脱节的,不符合工程技术实际发展的要求,也使学生容易产生畏难与厌学的情绪,因此,在机械制图的教学中有必要与计算机绘图软件相融合,既改善了教学效果,也使学生能够明确学习方向和目标,激发学习兴趣.

3三维设计建模软件在教学中的应用

机械制图课程在教学中的一大难点是教学内容抽象,不够直观、生动、形象,要求学生培养及运用空间思维能力,能够通过想象实现二维图样和三维立体之间的相互转换,这对很多学生来说难度较大,而且觉得枯燥无味,导致学习的积极性下降,因此,应用计算机三维绘图软件建立立体模型进行辅助教学是改善教学方法的一种有效途径,它比传统三维实体模型教具的使用更加灵活,可操作性更强.当前机械行业内比较主流、广泛应用的三维设计软件有PRO/E和Solidworks等,其均采用参数化的设计、建模方式,可以方便地实现复杂的三维零件立体造型、产品装配及工程图样生成等功能.利用软件的草图绘制、拉伸、旋转、扫描、放样、倒角、倒圆、抽壳等基于特征的建模操作命令,可以方便、快捷地创建任何复杂形状的实体.