刘明辉
黑龙江科技大学机械学院
浅析Solidworks在《机械制图》教学中的应用
刘明辉
黑龙江科技大学机械学院
介绍了传统《机械制图》教学中存在的不足之处。指出高校工科学生在学习《机械制图》时,难点之一就是空间立体感不强,影响学生读图,画图能力的提高,提出利用三维CAD软件Solidworks进行机械制图辅助教学,以此培养学生空间立体感,提高学生学习兴趣和提高教学质量。
机械制图Solidworks图库教研
传统教学上仅认为机械制图课是为专业课服务的,学生只要掌握制图技能即可。但目前这个观点与新形势下培养人才应将素质和能力放在首位的要求不相符,为此课程的定位和培养目标需要重新考虑。
就传统机械制图课程而言,它的体系仅是一个解决空间形体的二维图形与标注的体系,这与当时的传统手工设计是相适应的。而现代设计则不然,它的实践与需求除了保留二维图样与标注的基础外,还须转向图形的三维表达与建模。为此机械类的学生学完机械制图课后,不仅应该能够画图、读图,而且还应能用图样表达自己脑子里的设计思想。但由于过去此种能力的训练较少,因此他们往往只会照猫画虎,而不会构思表达,为此制图课程需要探索一条加强图样表达能力培养的途径。
我校机械制图的改革相对比较滞后,大部分课程以理论和手工绘图为主,虽然设有CAD课也是以二维绘图为主。因此目前针对于机械制图的教学改革势在必行,并且课程改革的成功也可以惠及全校所有机械制图课程。
以往设计人员利用二维CAD软件进行产品设计收到了良好的效果,然而随着CAD应用的逐步深入人们发现直接从三维入手进行设计好处更多。首先,它更符合人们进行创新设计的思维方式其次设计所得到的三维数字化模型可以为后续的有限元分析、数控编程、模拟与仿真等设计活动提供信息源从而使CAD/CAE/CAM的信息集成、乃至企业信息化更大范围的信息集成成为可能。事实上,任何产品在设计构思时,人们头脑中的形象都是三维的,过去只不过没有一种方法能迅速实现人们头脑中三维形体的构建,而现在的三维CAD、Solidworks、Pro/E、UG软件则实现了这种功能,其中solidworks软件有易学、易用、容易入手、界面友好及功能十分强大等优点,在高校和企业得到广泛的应用。应该说从三维入手进行产品设计的这种做法更符合设计活动的客观规律。
应用Solidworks软件可以建立虚拟实体模型库和虚拟二维机械图库等,虚拟模型在教学效果、存储、携带和传播等方面都较传统的实物模型有绝对的优势,并且成本低廉,不浪费原材料,所以开发虚拟模型库很有必要。虚拟模型库的构造一般包括三维模型库、二维机械图库和动画视频辅助库。
(一)图库的建立
二维机械图库必须与三维模型库相一致,学生可以在三维模型和二维模型之间切换,以此来提高自己的空间想象能力,了解机械图样的标准。Solidworks中三维模型和二维图样可以相互转换,利用这一个优势,教师可以直接从三维模型库中得到二维机械图库。然后在二维图上标注上尺寸、公差、粗糙度、装配要求及一些其他的说明等,这样就构成了标准的二维机械图。Solidworks采用了图样的关联技术,只要修改三维模型,其对应的二维机械图也将相应的发生改变;反之亦然。这一技术极大地提了二维机械图库的建立和修改效率。
例如齿轮作为常用件,轮齿的画法必须按照规定画法,但是学生常常理解不了,经过CAD绘图后,再由Solidworks转化为立体图(图1)。图形的转化过程中学生会发现自己画图的错误,掌握齿轮画法的特点。
图1 齿轮立体图
图2 齿轮二维图
(一)图库里的图量相对还少,需要逐步积累。
(二)尽量让学生参与到图库建设中,提高学生学习兴趣。
本文以学校教研立项为契机,将Solidworks三维造型引入机械制图教学中,收效比较显著,可以提高学生学习机械制图的兴趣,以此提高教学质量。
(二) Solidworks立体模型与二维视图的同步关联性
Solidworks立体三维模型可自动生成精确的二维视图,包括基本视图、斜视图、剖视图及轴测图等。还可以在二维视图中显示尺寸和技术要求。Solidworks的三维模型与二维视图之间的同步关联功能,使立体模型形状尺寸的编辑变得非常便捷容易,在设计过程中更改三维模型的任一尺寸,就会导致三维实体和所有的二维视图随更改后的尺寸自动更新。并可以方便的将Solidworks二维图样转换成AutoCAD的二维图形(图2齿轮二维图)。
黑龙江科技大学校级教研项目,课题号JY13-63。