Solidworks在制图教学中的应用

覃 群

(江汉大学机电与建筑工程学院，湖北 武汉 430056)

1 尺寸标注

1.1 定形尺寸、定位尺寸

制图中定形、定位尺寸的概念较抽象，学生不易理解透彻，可以在SW环境下，演示讲解：任意画一个圆，通过拖动鼠标，可以任意改变其大小和位置；标注直径尺寸后，形状就不可变了，位置还是可变，说明定形尺寸只确定大小，不确定位置；当标注圆心相对于原点X方向的距离尺寸时，圆沿X方向不能移动，但仍可沿Y方向移动；如果再标注一个Y方向的尺寸，圆的位置就确定，不能拖动了。原点也充当了定位尺寸的起点，即基准。通过这样的演示，可以直观地告诉学生什么是定形、定位尺寸及基准的概念作用。

1.2 标注尺寸要完整

国标规定标注尺寸要完整，这个学生在练习中也经常出错。教学中把SW中过定义等概念融入其中，可以帮助其理解。在SW中欠定义(差尺寸或者差约束)图形是蓝色的，如图1(a)所示，右边的圆，如果增加一个Y方向定位尺寸或者对两个圆心点增加水平约束即可完全定义，只有完全定义(尺寸和约束不多不少)的图形才是黑色的，如图1(b)。增加约束就要减少尺寸，如在图1(b)中增加两圆对称约束后，原来的图形就过定义了(尺寸或者约束多余)，图形是黄色或者红色的，如图1(c)所示，去掉尺寸35后，图形恢复完全定义。

图1 过定义、欠定义、完全定义实例

2 平面图形的画法

2.1 圆心的轨迹圆

在讲述平面图形画法，各种相切情况下圆心轨迹的时候，也可以借助于Solidworks，以外切为例，如图2所示，先画出两相切的圆，然后以已知圆的圆心为圆心，以两圆半径和为半径画一段圆弧，再用鼠标拖动小圆，圆弧也会跟着延伸，学生可以动态地看出圆心的轨迹圆了。其它相切演示方法类似。

图2 圆心轨迹

2.2 3种连接线段

平面图形的线段分3种：已知线段、中间线段和连接线段。当图2中只给定小圆直径时，图形是欠定义的；当给定圆心X或者Y方向一个定位尺寸，如水平尺寸，图形变为黑色，即完全定义，即有一个相切的约束，则只需要一个方向的定位尺寸就可以完全定义图形，这个就是中间线段。连接线段也可以用类似的方法演示。

3 相贯线

如图3所示，建立2个圆柱，在拉伸过程中可以直观地看到两圆柱的外相贯线，然后保持草图圆不变，修改特征为拉伸切除，相当于动态地把图3的竖直圆柱抽出去，形成孔，相贯线的形状是一样的。由此说明，相贯线的形状只受两个圆柱的大小和相对位置的影响，如果大小和相对位置是一样的，无论是叠加还是切割，交线的形状是一样的。

图3 相贯线中的应用

编辑草图，将图3中竖直孔的直径不断地变大，可以看到相贯线往中间动态的变化，当调到和水平圆柱直径一样大的时候，可以得到圆柱的特殊相贯。通过编辑草图，这样动态的变化，可以让学生看到相贯线形状受两个圆柱相对大小变化的影响，且学生可以预见地得到特殊相贯线形状的结论。

4 形体分析法中的应用

无论是看组合体还是画组合体，形体分析法都是很重要的一种方法，它是把复杂立体分解成熟悉的基本体，但这个分解是人为的、假设的，实际上组合体是一个整体。在说明这个问题的时候，可以利用Solidworks特征造型中“合并结果”选项，不选此选项，中间有线，如图4所示，然后编辑特征，选择此选项，中间分界线消失，直观地说明合并成一个整体的含义。

5 结论

本文将Solidworks中的有关概念有机地融入到制图教学中，动态地演示尺寸标注中的定形、定位尺寸和尺寸基准、尺寸标注的完整性以及平面图形中各种线段的概念，以及在相贯线和形体分析法看图、画图中的应用，该方法已用于教学实践，效果良好。