SolidWorks软件在机械制图教学中的应用

（华南理工大学广州学院，广东 广州 510800）

机械制图是工科院校的一门重要技术基础课，同时“图形还是工程界的语言”。学生通过机械制图的学习必需要掌握一定的三维空间思维能力、想象能力、绘制和阅读机械工程图纸的能力。但影响学习这些能力的主要因素是空间想象能力，从而教学的难处也就在于如何激发学生的学习兴趣，培养一定的立体空间想象力。

传统的机械制图课程教学已不能满足市场需求，将先进的三维绘图设计软件，如：SolidWorks、UG、Pro/E、CAXA等，引进到机械制图课程教学中，使得学生在掌握传统二维绘图方法的同时，也掌握先进的三维绘图软件。从毕业生就业反馈信息来看，具有三维绘图软件操作能力的毕业生，特别受到企业的欢迎。本文就三维设计软件SolidWorks在《机械制图》课程教学改革中的应用进行一些探讨。

1 传统的机械制图教学

（1）目前机械制图课程教学过程中，大多依赖于教学模型。从学过机械制图课程的学生中了解到，传统的本科目教学方法对他们学习上的阻力主要体现在：感觉图样内容抽象，空间立体想象不出，做作业很花时间，读图特别困难，因此教学模型成了教学过程中的必备教具。

（2）在学生学习零件图和装配图部分时，感到复杂与抽象。传统的教学会使学生因对零件的三维图感觉抽象，不太明确典型零件的加工方法，及装配体的运动过程，从而在绘制工程图时，视图选择、尺寸标注及技术要求等，都没有清晰地认识理解。

（3）欠缺“三维——二维——三维”之间的转换过程训练，空间思维能力较弱，不能很好地处理好三维绘图软件与传统制图内容的关系，对掌握制图的标准规范性和对机件的工程图表达能力有待提高。

2 SolidWorks软件在《机械制图》课程中的应用

（1）SolidWorks软件简介

SolidWorks是公认的易学、界面友好、操作过程直观、简单、功能强大的三维软件；智能型的CAD软件，它的造型功能十分强大，是采用参数化设计，基于特征的实体模型化系统，可以随意勾画草图，轻易改变模型。换句话说，教师容易使用而学生易于接受。教师能采用SolidWorks，根据教学的具体情况，随时增加一些典型例题，一步一步地讲解，除了可使学生了解作图过程外，还可使学生对软件的使用，有更真实的认识。SolidWorks教学使学生的空间概念更强，从而做到理论联系实际。这种教学过程紧凑，生动有趣，启发了学生的空间思维，激发了学生的学习兴趣。

（2）在组合体三视图中的应用

组合体的投影是学生建立空间概念的基础，如果单一地按照理论的条条框框去讲解，学生不容易理解和掌握，也不利于学生三维空间想象能力的培养。如果在这一知识点上都是含糊不清的，那么在后面的内容上会更难理解。如图1所示，要是用SolidWorks软件中的特征成型的各种命令生成要讲解的组合体，再用软件中的“四视图”命令，在一个窗口中形成四个视图，分别是前视、左视、俯视、等轴侧，这样直观演示体的形成过程，就能把组合体的二维和三维图纸对照起来学习，可以大大减少该部分的讲授难度，使学生学习《机械制图》更轻松、容易的理解概念。

图1 组合体三视图

（3）在实体表面截交线、相贯线中的应用

截交线、相贯线在传统工程制图教学中，求截交线、相贯线都是难点、重点部分。同时也是老师比较难给学生讲授解析的重点内容，比较考验学生空间想象力的内容。要是利用SolidWorks软件特征建立圆锥和圆柱相交的三维模型图，相贯线就会自动显示出来，直观性更强。教师结合三维实体与二维图形来讲解其画法，截交线与相贯线的特殊点就很容易理解了。如图2所示，两圆柱正交，利用SolidWorks对其局部或整体进行自由缩放和自由旋转实体，学生可以清晰看到重点结构形状，利用SolidWorks的参数化特性，两圆柱的直径发生变化时相贯线的变化趋势也能直观地体现出来。

图2 两圆柱正交相贯线

（4）在装配视图中的应用

装配体因为学生缺少实践经验，对装配体了解颇少，从过往的学生来看，一般都是教师怎么讲，学生就怎么记，以至学生不能独立分析问题。现在，利用SolidWorks生成零件模型，然后模拟零件真实的装配过程。依据不同的位置和装配体约束关系，将一个个零件安装成部件或产品。如图3所示，Solid-Works可提供装配体的爆炸视图来展示整个装配的位置关系。另外，利用SolidWorks软件提供的机构运动仿真功能使三维模型库中的装配体进行运动仿真，帮助学生理解装配体中零件间的关系、机构的工作原理等，使教学内容清晰、生动，可进一步巩固学生的识图和制图能力。

图3 变速箱爆炸视图

3 结束语

通过实践证明，改变课程教学模式，在机械制图教学过程中应用SolidWorks软件，可以让学生更直观看到我们的教学实例模型，从“三维——二维——三维”之间的转换，从空间想象能力的提高，到对读图和制图的提高，激发了学生学习机械制图的兴趣，使学生从被动的学习变成主动的学习，且教学效果也得到了很大的提高。

[1]孟婷婷.PROE软件在高职高专机械制图课程中的应用[J].中国现代教育装备，2011(23):38-39.

[2]张胜霞.机械制图课程实践教学与思考[J].实验科学与技术，2010（10）：113-115.

[3]叶修梓，陈超祥.SolidWorks高级教程[M].北京：机械工业出版社，2007.