从工程图学发展趋势谈工程图学教学改革

庞永俊 孙冰心 王月亭 赵 芳

河北建筑工程学院

0 工程图学过去、现在教学模式比较

由于过去的教学是手工仪器绘图、加上课堂讲授的方式,课时有限的情况下,教师不可能把全部立体图形都画在黑板上,这样就存在口述一个工程实体原形的情况,学生只能凭借想象力来跟上老师的讲解过程,给初学者带来很多困难.俗话说:百闻不如一见,随着多媒体技术的发展,学习过程中教师每讲授一个工程实体原形就有相对应的立体图形展示给学生,甚至还有动画过程和爆炸图解过程,学生由不知所云到感同身受,由想象教学到情景教学,由枯燥的文字和挂图到动画交互方式教学模式,极大地提高和激发了学生学习工程图的学习兴趣.为后续应用于实际生产中奠定基础.表1是工程图学过去和现在教学模式的比较.

表1 工程图学教学模式比较

1 发展趋势

随着三维软件的出现,如:Pro/E、Solidworks、UG等,工程实例通过三维设计的模型,不经过二维出图,直接经过数据加工处理,在数据加工设备上进行加工,生产出产品,从此将告别图纸化年代.

设计师再也不用三维思维设计产品转换成二维思维出工程图,再由加工人员二维工程图转换成三维思维的产品原型来加工产品.设计师设计的产品在屏幕上直接三维实体图像仿真出现,形象又逼真.是直接的思维过程,不用再转来转去的.表达更清晰、准确、直观.加工人员直接读取三维实体图及其对应尺寸、公差和技术要求等信息,加工出用户需求的产品.

但是现在转型到将来,中间的过渡期还是有的,不可能由人们习惯的二维图纸时代一下子转换成三维设计、数据处理加工的时代.这需要一段适应期,要大量工程技术人员学习和革新来适应潮流的发展.对于在校学生则通过教学改革直接接受新的教学内容.

设计者三维思维、三维设计,由软件自动生成二维图纸,以供加工工件之需.是过渡期的特点.

举例:以Pro/E为例,由三维实体模型设计→装配→动力学、运动学分析→出二维工程图→适应现行加工市场需求.

如液压缸的装配是机械设计中常用的机械部件,是典型的活动零件装配.

基于Pro/E,制作出液压缸活塞、活塞杆、缸筒、缸盖、导向套等主要零件的三维零件图,如图1所示.

图1 基于Pro/E的液压缸缸盖、活塞、活塞杆、缸筒、导向套等零件的三维零件图

利用Pro/E,将以上零件装配,装配图如图2所示.

图2 基于Pro/E的液压缸三维立体装配图

根据零件图和装配图给出二维工程图如图3所示.二维零件图以活塞杆为例.

图3 液压缸二维零件图和装配图

2 工程图学教学改革

画法几何是培养学生具备立体概念、立体感的学科,工科院校学生只靠高中的立体几何知识不足以满足工程技术人员的读图、绘图能力需求.画法几何培养空间想象、空间思维、空间解析能力和图形表达能力及计算机辅助设计能力也是下一步学习工程图学的基础,是在练“内功”,决不可轻而视之.就这一点意义上讲,画法几何不会被削弱计划学时更不会被取消.

机械制图课却要做重大改革,首先学习三维实体模型绘制软件比如Pro/E.我们知道,三维实体绘图软件的产生不仅仅是为了实体转型,更重要的是利用设计出来的三维实体模型进行模拟装配和静态干涉检验,机构分析和动态干涉检验,动力学分析,强度分析等.因此,运用三维设计软件的真正意义不仅仅在于设计模型本身,而是设计出模型后的处理工作,对于有问题的,修改使其满足用户的需求,满足实践要求.避免重复劳动,更高效地实现设计意图.

在学习三维实体造型基本操作之后,要进一步学习运动仿真、动力学、机械性能分析,为进一步与ADAMS等动力学、运动学分析软件对接打下基础.有很强的实践意义.

3 结 论

相信随着计算机技术的迅猛发展,必将给设计者带来更大的福音,而相与之配套使用的数据处理软件与数据加工设备也必将应运而生,彻底告别图纸化时代.工程图学必将迎来一个全新时代.即方便设计人员设计,更符合设计直接思维,又方便加工人员加工需要.由三维设计到三维加工是工程图学必然趋势.

[1]张庆芳.工程制图课程教学方法及教学手段的探讨,山西建筑,2007(09)

[2]毛文武.机制专业机械制图课程教学改革与实践,装备制造技术,2009(08)