机械制图与CAD课程整合的探讨

喻赵敏

【摘 要】随着我国机械装备制造业的迅速发展，机械制图和CAD等课程的改革也势在必行，笔者根据多年的教学经验，感受到“机械制图”和“CAD”这两门课程的重要性，提出了机械制图和CAD课程整合的一些方法，以期学生能够更好的掌握机械制图和CAD两门课程。

【关键词】机械制图；CAD；课程

机械制图与CAD是各技校的机械相关专业必不可少的专业课，机械制图是机械工程技术人员之间进行设计交流的一门工程语言。只有学好“机械制图”课程才能为后续的学习相关专业课程的打下坚实的基础，才能在日后在相关的工作岗位进行更好的机械设计研究。近年来，随着计算机的迅速发展，传统的手工机械已不能满足现代机械设计所要求的高效、快速和准确的要求，而CAD是由手工绘图向计算机绘图的一种全新的突破，其工作的效率也大大提高。随着中国高校教育的深化改革，根据各专业的相关培养目标，笔者认为将机械制图与CAD的课程的整合是有利于提高学生对这两门课的综合掌握能力，但怎么才能将这两门课进行有效的整合，这是我们广大教育工作者所要思考的问题。

笔者根据多年的教学经验，感受到“机械制图”和“CAD”这两门课程的重要性，本文也就对“机械制图”和“CAD”两门课程整合的探讨做了简明扼要的阐述。

一、机械制图和CAD课程教学的现状

机械制图课程是机械相关专业的一门基础课程，他的主要目的是培养学生的识图和绘图能力，能够准确的通过工程制图来表达绘图人员的设计思想和理念。他的主要内容包括：根据机械制图的相关国家标准的规定，掌握正投影的基本理论和方法，零件和部件图纸的基本线型和线段的表达方法，正确绘制零件图和装配图等。通过机械制图的相关课程设计提高学生的手动绘图能力，培养学生对机械零部件的三维空间想象能力和严谨的思维能力。能够基本掌握零件的零件图和简单部件的装配图的画法。

1.机械制图的教学现状

目前，各高校的机械制图课程的讲授一般以“板书”和“多媒体教学”的方式为主，运用“板书”的教学方法都主要注重培养学生能够准确识别图纸的各种表达方法和培养学生的手工绘图能力为主，而“多媒体教学”一般是以使用多媒体工具的方式完成教学。但是，二者在教学过程中都存在不足的地方。

“板书”的教学模式可提高学生的手工绘图能力，当使用绘图板、丁字尺和绘图铅笔等绘图工具时，可以锻炼学生的手工绘图技能和基本功，但这种方式也存在弊端，由于手工制图所消耗的时间通常较长，会导致学习效率降低，手工绘图的局限性也较多，如需要修改图面时会比较困难，且会影响图面的整洁。

随着各学校都逐步配备多媒体教学设备，各学科的教学模式也从传统的“板书”模式向“多媒体教学”模式转变，多媒体教学的课件其内容生动直观逼真，且课程信息容量较大，这种先进的教学方式可提高学生对机械制图的兴趣，有利于提高学生的专业知识水平。但是，多媒体教学可以将机械制图的相关理论快速的传授给学生，但学生在课堂上不能充分发挥空间想象能力，阻碍学生对机械制图的认知能力。

2.CAD教学的现状

CAD是目前比较常用的一款计算机辅助设计软件，其强大的绘图功能可满足机械设计的相关要求，目前各高校都开设了“CAD”这门课程，通过这门课程的学习使学生根据机械制图的相关要求，运用CAD软件准确表达出零部件的模型和技术要求，进一步提高学生的三维空间想象能力。其主要内容是：介绍CAD软件的使用界面，能够快速的绘制出零件的零件和部件的装配图，能够较准确的表达出零部件的技术要求和公差要求。

二、机械制图与CAD的内在关系

机械制图与CAD的内在关系是相辅相成的，机械制图是学习CAD的基础，需充分掌握机械制图的相关标准的前提下才能用CAD绘制出正确的图纸。CAD是机械制图在计算机绘图领域的一种直接表达方法。

1.CAD制图可提高绘图效率

利用CAD制图与传统的手工绘图相比，其大大提高了制图的效率，利用CAD软件对图纸进行修改与保存的方法，不仅提高了工作效率也改变了传统的图纸保存方法。

利用CAD软件里面的点、直线、曲线、圆、多边形等基本绘图模式可快速绘制出零件模型，利用正交、对象捕捉等命令可使用户快速的表达零部件的水平线段、竖直线段和零件上特殊点进行捕捉，如切点、中点、交点等。其强大的尺寸标注公差、形位公差的模块可快速完整的表达图纸尺寸与公差要求。

2.三维设计能力可提高的零部件的准确性

CAD显示的装配的三维模型，可通过检查其干涉情况，零部件的质量来确保零部件的准确性。显示的零件三维实体可完整的表达工程师的设计思路，通过其三维显示效果可观察出设计的缺陷性，尽早的发现和解决问题，这样使工程师更加关注产品设计的内在质量而不是外观，提高产品的整体质量。

三、“机械制图”和“CAD”整合的模式分析

从培养学生的专业技能和提高教师教学效率的角度上看，两门课程都是机械专业的学生必修课，二者的整合可减少学生的学习课时，而不影响学生对这两门课程的知识掌握情况；另一方面可提高学生对“机械制图”和“CAD”的综合掌握能，提高了学生对综合知识掌握的能力，这有利于他们的以后的求职和对专业的认知能力。

1.利用CAD进行机械制图教学

从教师教学的角度上看，机械制图与CAD课程是最紧密和最需整合的。其主要因为：①由于CAD软件中的绘图标准：如线条格式、字體、图框和图幅的标准的设置标准是与机械制图的相关国家标准是一致的，在学习CAD软件时也需要学习机械贯制图的国家标准；② CAD在图纸的尺寸、几何公差、粗糙度标注时内在的一致性，也变相提高机械制图的尺寸标注的一致性；③当使用机械CAD的三维软件时，如Pro/E，SolidWorks、UG等软件时，通过对一些机械制图相关标准的设置，其通过绘制的准确的三维模型转换成二维工程图时，在这基础上进行尺寸标注、公差标注和技术要求的编写等等时，可提高图纸的准确性。

2.提高学生的三维模型的分析能力

机械中的复杂零件的分析一直是机械制图课程中的难点，由于学生接触机械专业课程的时间不长，且机械制图的时间也较多，学生一般不能从空间里想象复杂零件的三维模型。而利用CAD的三维实体效果可避免这一矛盾，通过在课堂上讲解二维图纸的一些表达方法，通过学生的自身的三维模型的想象能力和利用三维软件展现出的三维模型的比对，提高学生从二维向三维模型的转换能力。CAD软件的建立的三维模型可根据二维工程图的表达方法，进行视角转换或者局部剖切、放大视图等，直观展示二维工程图中的表达难点，这有助于学生进一步熟悉二维工程图的相关的表达方法。所以当教学过程中出现复杂零件的表示方法时，教师和学生都可利用CAD软件来进行辅助教学。

四、结束语

本文着重介绍了机械制图课程和CAD课程的现有教学模式，根据各专业的相关培养目标，笔者认为将机械制图与CAD的课程的整合是有利于提高学生对这两门课的综合掌握能力，这种新型的教学整合模式可使学生能够准确高效的掌握机械制图和CAD两门课程，为社会培养出高质量高素质的现代化综合型人才。

参考文献：

[1]李淑君，陆英.机械制图[M].北京：机械工业出版社，2011

[2]宋丽华.Auto CAD基础教程[M].北京：中国农业出版社，2011

[4]章凤群.机械制图与CAD 课程整合之我见[J].科学之友，2010（9）156-157