探究机械制图教学中CAD技术的创新应用

李杰

摘要：在实际的机械制图教学，CAD技术有着十分广泛的利用。在新的时代背景下，传统的制图方法已经难以满足制图的需求，而机械制图具有较高的实践性，因此加强对机械制图教学中的CAD技术创新，能够有效提高教学效果，发挥CAD技术创新在机械制图领域的更大价值。

关键词：机械制图教学;CAD;创新应用

中图分类号：TH126.2                                    文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）06-0245-02

0  引言

在传统的机械制图教学中，教师对制图方法的讲解通常利用口述的方法进行，但是口述的方法难以取得良好的教学效果，学生对于知识的掌握，还是凭借自己的想象力，以此来完成教学中的绘图任务，对于知识的掌握犹如纸上谈兵。而将CAD技术利用在现实的机械图纸制作中，其会发挥出更加显著的效果，方便学生对知识的掌握，同时该技术可以让学生更加直观的看出图纸的内容，让机械制图变得更加简单，充分的将CAD技术的优势发挥出来，促进学生的实践能力提升。

1  CAD技术概述

1.1 CAD技术的发展

CAD技术就是计算机辅助设计，其主要就是通过计算机来实现对图形的处理。因为计算机的利用能够科学的通过数据分析实现对数据的对比，帮人们选出最优的设计方案，完成各种基础性制图操作。[1]该技术最初诞生在美国，后期随着计算机的普及，该技术逐渐成熟，进入我国获得了较快发展和二次开发。

1.2 CAD技术的组成

随着CAD技术的不断发展，该技术的各项功能日趋成熟，应用的范围更加广泛。一般而言，CAD技术包括几个部分：比如计算机软件、触摸屏、扫描仪、光笔、打印机等。其主要的技术有图像处理技术、图像转换技术等。在人机交互功能方面，CAD用户可以通过多种方式，在不同的平台上面进行CAD软件交互，操作起来十分便利。其次是进行绘图，该技术能够对普通的二维图形处理，通过绘制点、线完成各种平面图形的操作，完成对图形的编辑，实现三维图形与二维图形之间的转换。最后就是CAD技术有着较强的数据交换水平，方便对数据的处理和转换。

2  CAD技术用于机械制图教学中的作用

2.1 激发学生兴趣

CAD技术的利用能够极大的激发学生学习机械制图的兴趣，让学生主动的投入CAD学习。首先是因为CAD技术具有多种教学方式，将其运用在实际的教学中，可以让学生喜欢上学习。其次，可以实现教学内容的改变，因为传统教学知识理论比较多，学习起来比较枯燥无味，而CAD技术的利用能够让教学具有更多的新鲜感，让教学内容更有吸引力。最后，随着实践教学的增多，机械制图需要学生具备更高的实践能力，所以该技术的利用可以让学生更多的进行实践，提高学习的积极性。[2]

2.2 丰富教学内容

在传统的机械制图教学过程中，学生对于机械制图的认知具有一定局限性，教师口述的教学方法不利于学生对于知识的理解。尤其是学生遇见比较复杂的图纸，就难以理解制图的内容。在CAD技术的利用就可以促进这一问题的解决，教师可以利用CAD技术将机械的各个部分清晰的呈现在学生面前，让学生更加直观的对图形进行把握，并且还可以根据绘图的特点，进行实际的调整，从而让绘图教学更加方便，促进学生更加清楚的掌握相关内容。

2.3 优化三维制图

将CAD技术用于机械制图教学，能够极大的方便学生对知识的理解。首先，CAD技术可以有效的突破二维制图教学的局限性，利于三维制图的优化，让学生的学习需要得到满足，保证学习的质量。其次该技术的利用，可以有效的将机械中的复杂零部件进行展现，让学生更加了解零件的构成，使学习的难度得到降低。最后，CAD技术的利用能够实现信息共享，加强师生之间的交流，促进学生对知识的理解。

3  机械制图教学中CAD技术的创新应用

3.1 应用案例1分析

在实际的机械制图教学中，通常会遇到比较复杂的机械构造，传统口述方法无法将解剖情况说明清楚，而加强CAD剖视图的利用，可以改善这个问题。让教师在有限的教学时间里，利用CAD技术对教学内容的分析，讲清机械制图的内部结构，还可以通过CAD建模等方式进行机械结构的剖切、旋转、移动等，让学生对机械知识更加了解。同时，CAD让学生可以主动的接受知识。比如说在进行《看组合体视图》知识讲授的时候，要想让学生看清组合体的结构，就可以利用形体分析法来進行看图，再利用CAD技术建立立体模型，具体如图1所示。

机械制图中形体分析法的利用就是从零件的形状特征出发，利用CAD技术建立模型，将机械物体分解为多个简单的形体，接着通过物体组合的方式，再将它们组合起来，让其形成一个完整的组合体。

3.1.1 认识视图，抓住特征

在进行最初的认识视图时，要让学生将视图的个数弄清，然后科学的对视图中的主要位置和其他位置关系进行分析，根据图形的实际特点，找到最能体现图形特点的位置视图，将其和其他视图进行配合，通过CAD技术实现空间结构的调整。

3.1.2 分析投影，联想形体

要根据参照物体的特点视图，对图形进行形体特点分析，根据不同的封闭线框体现出形体轮廓的投影原理，然后将图形分解为几个不同的部分。再利用三视图的“长对正”、“高平齐”、 “宽相等”等规律，将每个图形的三个投影画出来。查看的时候要根据绘图的主次原则，先将最容易看的部分确定下来，再看比较难以理解的部分，同时遵循先整体后细节的方式。下面以轴承座为例，分析用CAD技术中形体分析法看图的方法。

图1（a）是轴承座的三视图，其也是可以将形状特征反映出来的主视图，它反映了两块形体的主要特征形状。从形体I的主视图出发，利用三视图的投影特点，能够发现俯视图上和左视图上的投影，如图1（b）封闭的粗线框所示。可以想象出形体Ⅰ是一个长方体，然后在其上部挖了个半圆槽。然后可以找出三角形肋板的其他两个投影，如图1（c）所示的封闭粗线框。学生能够想象出它的形状是一个三角块，左边、右边各一个。最后分析底板的情况，例如图1（d）所示就是封闭粗线框，俯视图可以清晰的将其形状特征显示出来，最后结合左视图想象出其形状为带弯边的矩形板，上面钻了两个孔。最后根据每一块的形体特点，找到图形的对应关系，想象出一个整体形象。利用CAD技术建立物体的模型，整体的形状为图1（e）和图1（f）所示。[3]

3.2 应用案例2分析

正常情况下，我们对于零件图识读的教学包括4个部分，主要包括标题栏、视图、尺寸、技术等。其中的每一个部分都发挥着关键的作用，都可以通过CAD来讲解，尤其是对于标题栏，可以调用样板文件进行教学。在进行视图部分教学的时候，能够利用CAD三维建模来完成制图，此时尺寸的选择显得十分重要，其具体可以根据CAD中的尺寸标注样式来完成教学，但是在进行机械制图实施的时候，一定要参照表面粗糙度块的属性来进行文字输入，此时利用CAD技术也是十分必要的，它的形位公差利用CAD中的快速引线实现标注。这就可以说明，机械制图和CAD能够通过相互穿插进行教学，从而让枯燥的教学内容变得更加有趣，提升教学质量。比如：在机械制图教学中要运用《组合体的尺寸标记》知识，如果只是画出三视图，只能解决形状问题，而要想表明图形的大小，就要在视图中，将尺寸标记出来。

如图2所示，在进行组合图尺寸标记的时候，要注意组合体的底面、端面、对称面等基准，轴承座的尺寸基准为：长度方向要将对称面作为基准，宽度方向要将后端面作为基准，而高度要将底面作为基准，当基准确定以后，得到轴承座的全部尺寸，如图3所示。

4  总结

综上所述，将CAD技术利用在机械制图教学中具有关键的作用，CAD技术灵活的运用在机械制图中可以加强学生对知识的理解，提升学生的專业知识能力，以便更好的促进后续工作的开展。

参考文献：

[1]邓学雄，梁柯.现代CAD技术的发展特征[J].工程图学学报，2001（03）：8-13.

[2]张文.CAD技术在机械制图教学中的创新应用[J].教育教学论坛，2020（06）：159-160.

[3]兰雅雯.三维CAD技术在机械制图教学中的应用探讨[J].才智，2017（26）：151.