结合课程设计、毕业设计提高Pro/ENGINEER应用技能的探索与实践*

陈 伟

（山东科技职业学院 山东潍坊 261053）

结合课程设计、毕业设计提高Pro/ENGINEER应用技能的探索与实践*

陈 伟

（山东科技职业学院 山东潍坊 261053）

随着课程体系的改革，在 Pro/ENGINEER课程的教学过程中尽管采用了新的教学方法，但由于课时的缩减和教学内容的增加的矛盾，本文提出结合课程设计、毕业设计来提高该课程教学效果的新思路。这样即使课堂教学内容得到拓展与延伸，又使软件的应用与实际任务相结合，为学生提高Pro/ENGINEER软件的应用技能提供了一个新平台。

Pro/ENGINEER；应用技能；课程设计；毕业设计

Pro/ENGINEER软件是当今世界上最先进的三维参数化设计软件之一，广泛应用于机械、模具、汽车、家电、玩具等行业。目前，国内外各工科大中专院校都把Pro/ENGINEER课程作为相关专业的专业技能必修课，更有一些社会上的培训机构在专门从事该软件的教学与培训工作。该课程是以机械图样绘制、机械设计课程为基础，着重研究零件的三维建模、机构设计、运动仿真分析、工程图设计、模具设计及Pro/NC加工等设计方法，最终使学生达到自行应用Pro/ENGINEER软件进行机械零部件设计、模具设计、Pro/NC加工及机构的运动仿真分析，成为一名具有综合素质的合格的工程技术人才。

近几年，随着知识与技术的不断更新与进步，Pro/ENGINEER技术不断完善，新增许多功能，如轨迹筋的设计，使筋特征的设计更加灵活；工程图的设计更加符合国标标准，并且其与autoCAD软件具有接口，对于应用autoCAD比较熟悉的工程技术人员，可以把该软件生成的工程图形调入autoCAD软件中进行修改，完善。

随着教学体系的改革，笔者在“十二五”职业教育国家规划教材的编写与教学实践过程中，采用一个或几个Pro/ENGINEER的命令构成一个典型的工作任务的方式编写教学内容，引导学生在完成任务的实施过程中掌握Pro/ENGINEER的应用技能。教学中的每个任务均是来自生产生活中的典型案例，如水杯、烟灰缸、麻花钻、阶梯轴、齿轮等，不仅能激发学生的学习兴趣，而且能使其在完成任务的同时产生强烈的成就感。但是，与此同时，这门课程的课时由原来的80多学时压缩至40多学时，那么在课堂教学信息量大、时间紧的情况下，学生对软件掌握不扎实，做不到融合贯通、举一反三，在实践应用中往往会显得手足无措。

本文阐述在全新的教学模式下，尝试结合课程设计、毕业设计来提高学生应用Pro/ENGIEER软件的技能，加深学生对Pro/ENGINEER软件命令的理解，注重软件的应用与实际系统任务的结合，着重培养学生独立思考与创新的能力，使课堂教学得到拓展与延伸，从而使其应用技能得到提高。

一、以机械基础课程设计为拓展

机械基础课程设计是在课程学完之后开设，内容包括：工况分析及载荷计算、齿轮或带轮等机构和主要零部件的设计计算、计算并选择轴承、螺栓等标准元件等，完成装配设计及零件设计。课程设计的图纸要求采用Pro/ENGINEER绘制三维模型，进行机构运动仿真分析，同时可进行干涉检查，以分析机构设计的合理与可行性，最后生成二维平面图纸。可见，应用Pro/ENGINEER软件是对课程设计的有益补充和深化。

以机电一体化专业学生的机械设计课程设计题目“闭式单级圆柱齿轮减速器设计”为例，说明如何在课程设计中使Pro/ENGINEER软件应用技能得到提高。设计步骤如下：

1.选择电动机，分配传动比，计算各轴的转速、转矩。

2.带传动设计计算，绘制带轮零件图，应用Pro/ENGINEER的旋转命令、拉伸剪切命令、孔命令及阵列命令等进行实体特征的创建，同时应用剖视的方法创建工程图，及国标图纸、标题栏的制作等命令进行应用和深化。

3.齿轮传动设计，绘制齿轮零件图，应用Pro/ ENGINEER软件进行齿轮的参数化设计、基准平面创建、用方程方式创建基准曲线，拉伸剪切命令、圆角命令、倒角命令等创建实体造型，并生成二维平面工程图纸等命令进行应用和深化。

4.轴及轴类零件的设计，绘制零件图，对Pro/ ENGINEER的旋转命令，基准曲面的创建命令，拉伸剪切命令，倒角命令，及二维工程图断面图和局部放大图等命令进行应用和深化。

5.绘制装配图，各零件图设计完成之后，依据Pro/ENGINEER的“Top-Down”配合“Down-Top”的设计方法进行装配设计。将减速器箱座、箱盖先作为一个整体进行设计，创建凸缘和底座特征，再创建轴承座特征和其他圆角等辅助特征，创建完成后，用剪切的方式沿装配面剪切即得到上下箱体。所有零部件建模完成后，采用连接的方式进行装配设计，然后进行机构运动仿真分析。无误后，制作装配设计二维平面图纸，并进行序号设置、明细表的制作等。

在课程设计的过程中，倡导“边设计计算、边画图、边修订”的“三边”设计方法。实践证明，在课程设计过程中，应用Pro/ENGINEER软件进行绘图和机构分析，不但提高了绘图效率，同时使学生具备了应用Pro/ENGINEER软件进行机械传动系统设计和工程实践的应用技能得到了提升，为后续应用其进行毕业设计和今后从事工程设计工作打下了良好的基础。

二、以毕业设计为拓展

毕业设计为高等院校教学过程中的最后一个关键环节，是高校人才培养计划的重要组成，目的是通过这个环节来培养学生综合运用专业知识和技能进行分析和解决实际问题的能力。在这一过程中，学生应根据课题的任务，进行调研、收集资料，并进行整理和加工，掌握科学研究的基本方法，并学会撰写科技论文，从而提高其解决实际工程问题的能力。在完成任务的同时，培养其科学严谨的工作态度与实事求是的工作作风。

在毕业设计题目的选择上，考虑高职毕业生的课题不要太难，同时要注重综合运用多学科知识的训练，使其成为课程的延续和深化，下面的几个毕业设计课题就兼顾了各科目的综合训练和深化。

1. 应用Pro/ENGINEER进行手用虎钳的设计。这个课题要求学生综合应用机械零件设计、夹具设计的基础知识进行设计，然后运用Pro/ENGINEER进行零件建模和装配设计。

2. 应用Pro/ENGINEER进行曲柄滑块机构的设计。这个课题要求学生根据机械设计中的连杆机构知识进行设计，综合运用Pro/ENGINEER进行连接装配设计、机构运动仿真分析等才能完成，使学生的机械设计及Pro/ENGINEER软件的应用都得到了训练和提高。

3. 应用Pro/ENGINEER进行简单手机外壳的设计。这个课题要求学生掌握简单的模具设计方法，综合应用Pro/ENGINEER的模具设计模块进行注塑模具的设计，使学生对应用软件进行模具设计的步骤和方法得到基本的熟悉和掌握。

4. 应用Pro/ENGINEER进行齿轮泵的设计。这个课题要求学生对齿轮泵的结构及工作原理熟练掌握，根据所学机械设计和液压传动的知识，综合运用Pro/ENGINEER的参数化设计、装配设计、机构运动仿真、干涉检查等方法才能够完成，使学生的机械设计、液压传动知识及Pro/ENGINEER软件的应用都得到了训练和提高。

类似兼顾专业综合训练的题目很多，既有利于巩固所学基础知识，也实现了培养工程实践应用型人才的目标。目前，社会上对能够应用Pro/ ENGINEER软件进行零件机构设计、模具设计的人才需求旺盛。笔者所在院校结合本校教师的科研项目，为学生布置一些与实际应用密切相关的课题，如“高温大棚卷帘机”等获得省内大学生创新项目一等奖，“双轴三元搅拌机” 等获得国家专利，类似获奖项目很多。这类设计题目使学生在应用学科知识的同时，对应用Pro/ENGINEER软件进行设计与分析也得到了极大的提高。

三、结论

随着课题体系的改革，虽然我们在Pro/ ENGINEER课程的教学过程中采用了许多新的教学方法：引导文教学方法、项目教学法、任务驱动法等，但由于课时的缩减和教学内容的增加，使该门课程的学习并没有达到理想的效果。本文提出以课程设计、毕业设计为拓展的提高该课程教学效果的新思路，突破了以往只注重改革教学方法的局限性，使课程的学习与应用有了延续性，拓宽了课程的覆盖面，并将本课程与其他学科有机地结合在一起。

课程设计、毕业设计以课程教学为基础，课程教学内容又应根据社会需求进行适当增减。结合课程设计、毕业设计来提高Pro/ENGINEER课程的教学改革已取得良好效果，使学生的基础知识更加扎实，知识面得到拓宽，设计能力、应用技能得到显著地提高，此经验已推广至其他专业技术基础课程，如模具设计、数控加工并收获较好的效果。

[1]陈伟，关学强.Pro/ENGINEER Wildfi re 5.0三维建模及应用[M]. 北京：中国电力出版社，2012.

[2]姜涛.Pro/E课程项目化教学的实施研究[J]. 机械职业教育，2013;(5).

[3]史翠兰.Pro/E软件在机械类多媒体课件制作中的应用[J].中国现代教育装备，2007;(2).

[4]张学良，柯国琴，等.探索建立“任务驱动：教、学、做一体”教学模式[J].中国高等教育，2009;(Z3).

[5]容莉.浅谈“任务驱动式”教学法在课堂教学中的实施[J].广西教育，2009;(30).

Improve Exploration and Practice of Pro/ENGINEER Application Skills Combined with Curriculum Design and Graduation Design

Chen Wei

(Department of Mechanical and Electrical Engineering, Shandong Vocational College of Science & Technology, Weifang Shandong, China 261053)

With the curriculum reform in Pro/ENGINEER teaching process, despite the use of new teaching methods, there are some contradiction due to a reduction in hours and increase of teaching content. This paper proposes some new ideas to improve teaching effectiveness, combined with curriculum design and graduation design. Thus, not only will the content of classroom teaching be expanded and extended, but also the application of software and practical assignments will be combined, so as to provide a new platform for improving application skills of Pro/ENGINEER software.

Pro/ENGINEER; application skills; curriculum design; graduation design

G712

：A

10.3969/j.issn.1673-0968.2016.12.022

“十二五”职业教育国家规划教材立项项目；2010年山东省省级精品鹅口疮《机械图样绘制与三维建模》配套项目；2011年山东科技职业学院校级精品课程建设项目。

陈伟（1976-），女，内蒙扎兰屯人，山东科技职业学院，副教授，主要从事机械设计研究。