SolidWorks在《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》課程中的應(yīng)用探討

SolidWorks在?畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖?課程中的應(yīng)用討論〔〕:

摘要：本文針對(duì)?畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖?教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)展教學(xué)改革，在通過(guò)Solidworks軟件對(duì)這局部?jī)?nèi)容進(jìn)展演示講授的同時(shí)，讓學(xué)生使用該軟件進(jìn)一步強(qiáng)化練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維和構(gòu)型才能。理論說(shuō)明，將Solidworks軟件與?畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖?結(jié)合運(yùn)用的教學(xué)形式是科學(xué)的，在豐富了教學(xué)模型的同時(shí)，降低了抽象三維知識(shí)的教學(xué)難度，進(jìn)步了課堂效率，增加了學(xué)生對(duì)知識(shí)消化、理解、運(yùn)用的才能，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；SolidWorks；三維造型；工程圖

本文引用格式：萬(wàn)浩,等.SolidWorks在?畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖?課程中的應(yīng)用討論[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(71):186-188.

?畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖?是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)根底課程，整個(gè)教學(xué)過(guò)程中主要從畫(huà)法幾何、機(jī)械制圖和計(jì)算機(jī)繪圖三個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生的空間思維才能和機(jī)械制圖才能。本課程從畫(huà)法幾何局部的點(diǎn)、線、面的空間投影規(guī)律入手，并逐步拓展至三維實(shí)體的空間投影，培養(yǎng)出學(xué)生的空間邏輯思維才能、抽象思維才能和多向思維才能等。在這一根底上，根據(jù)國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定，在通過(guò)儀器繪圖、徒手繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖的過(guò)程中，使學(xué)生初步形成自我分析、解決工程問(wèn)題的意識(shí)，在掌握識(shí)讀、繪制二維及三維機(jī)械圖的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的工作態(tài)度。作為一門(mén)工程技術(shù)語(yǔ)言，機(jī)械圖樣被用來(lái)表達(dá)工程人員的設(shè)計(jì)意圖，反響機(jī)器零部件的工作原理、構(gòu)造形狀、尺寸大小和技術(shù)要求等，使加工消費(fèi)部門(mén)可以加工出符合設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品。作為設(shè)計(jì)部門(mén)與加工部門(mén)順利對(duì)接的橋梁，學(xué)好這門(mén)直觀重要。然而，這門(mén)課程中在講授畫(huà)法幾何根本理論和機(jī)械圖樣識(shí)讀與繪制知識(shí)時(shí)，需要學(xué)生具有一定的空間思維才能和較多的動(dòng)手理論去理解。常規(guī)的講授法必然會(huì)使整個(gè)教學(xué)過(guò)程顯得枯燥、難懂，因此尋找一種能直觀反映空間幾何關(guān)系的教學(xué)方法，通過(guò)教中有練、練后再教、教練結(jié)合，加深學(xué)生的理解、進(jìn)步課堂效率[1-3]。

針對(duì)這一問(wèn)題，在教學(xué)過(guò)程中利用Solidworks軟件，使學(xué)生加深對(duì)空間體系的理解、加強(qiáng)對(duì)抽象畫(huà)法幾何概念的認(rèn)識(shí)，穩(wěn)固空間形體投影規(guī)律相關(guān)知識(shí)。而且，由于Solidworks軟件所具備的三維及二維設(shè)計(jì)功能，以及方便簡(jiǎn)潔的人機(jī)操作界面，在教學(xué)過(guò)程中利用其進(jìn)展操作和展示相關(guān)概念、知識(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)在?畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖?課程中引起Solidworks軟件進(jìn)展教學(xué)，可以將一些抽象性的概念詳細(xì)為圖形，將一般教學(xué)過(guò)程中較難表達(dá)出來(lái)的細(xì)節(jié)局部直觀、生動(dòng)的呈現(xiàn)給學(xué)生，有助于學(xué)生在空間體系中構(gòu)建三維模型，在訓(xùn)練學(xué)生的空間邏輯、抽象和多向思維才能的同時(shí)，利用學(xué)生的動(dòng)手理論激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而增加學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性[4,5]。

一Solidworks軟件簡(jiǎn)介

SolidWorks是一款基于Windows開(kāi)發(fā)的3D軟件，功能強(qiáng)大、技術(shù)創(chuàng)新和易學(xué)易用是其3大主要特點(diǎn)，是目前工程界廣泛應(yīng)用的CAD解決方案。通過(guò)SolidWorks進(jìn)展3D設(shè)計(jì)可以給出不同的方案，降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤，進(jìn)步所設(shè)計(jì)零部件的質(zhì)量。SolidWorks軟件由零件、裝配、工程圖和分析4大模塊組成，其中零件模塊又進(jìn)一步細(xì)分草圖設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)等模塊。在零件模塊中可以利用實(shí)體建模、曲面建模、模具設(shè)計(jì)等完成相應(yīng)的三維造型。對(duì)于完成建模的零件，那么可以在裝配模塊中進(jìn)展組合裝配成裝配體。裝配模塊中的爆炸視圖還可以很好的各零件間的位置和裝配關(guān)系。SolidWorks還提供了工程圖模塊，使用該模塊可以方便的將所繪制的三維模型轉(zhuǎn)換為產(chǎn)生認(rèn)可的工程圖。除此之外，SolidWorks還提供了多種強(qiáng)大的模擬分析功能，主要包括SIMULATIONWorks、SIMULATIONMotion和SIMULATIONFloWorks。

二Solidworks軟件在教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

〔一〕加強(qiáng)根本概念的理解

在講述回轉(zhuǎn)體的根本概念，如圓柱體中的軸線、母線、素線、轉(zhuǎn)向輪廓線等概念時(shí)，教師通過(guò)Solidworks軟件可以在一邊講授的同時(shí)，一邊操作演練母線繞著軸線回轉(zhuǎn)形成圓柱體的過(guò)程，如圖1所示。在邊講邊練的過(guò)程中，平?？轁母拍钅敲匆詣?dòng)態(tài)的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，加深了學(xué)生對(duì)相關(guān)概論的理解和記憶。再結(jié)合學(xué)生的動(dòng)手練習(xí)，在進(jìn)一步穩(wěn)固相關(guān)的概念的同時(shí)，進(jìn)步了學(xué)生對(duì)Solidworks軟件的操作才能，增加了學(xué)生的課題學(xué)習(xí)興趣，較大地進(jìn)步了課堂效率。

〔二〕建立直觀教學(xué)模型

在教授相貫體這一節(jié)時(shí)，使用Solidworks軟件演示可以直觀地呈現(xiàn)出相貫體的構(gòu)建和相貫線的形成過(guò)程。例如，利用簡(jiǎn)單的拉伸/旋轉(zhuǎn)、拉伸/旋轉(zhuǎn)切除等命令就可以方便地構(gòu)建出兩相交立體(即相貫體)，并直觀的反映出兩相交立體外表的交線(即相貫線)。從圖2所示的Solidworks所給的模型可以發(fā)現(xiàn)，外外表相貫、內(nèi)外表與外外表相貫、內(nèi)外表相關(guān)是相貫線產(chǎn)生的三種形式。此外，通過(guò)特征面板中的特征編輯命令還可以方便的調(diào)整兩相貫立體的尺寸變化對(duì)相貫線形狀的影響。例如，利用Solidworks軟件改變兩相貫圓柱體中某一圓柱體直徑后，其相貫線形狀的變化情況，操作過(guò)程既方便又簡(jiǎn)單，有益于學(xué)生的理解也便于其上手操作進(jìn)一步加深相貫體和相貫線知識(shí)點(diǎn)的理解。

〔三〕加強(qiáng)學(xué)生的理論才能

我們常見(jiàn)的零件通常是由一些根本形體通過(guò)疊加、切割等方式組合形成的組合體，形體分析法是一種將復(fù)雜零件簡(jiǎn)化為根本形體的思維方法。利用形體分析法可以將復(fù)雜機(jī)件分解為一些簡(jiǎn)單的根本形體，并確定這些根本形體間的相對(duì)位置關(guān)系及組合方式，便于機(jī)械圖樣的繪制和讀取。通常，在講授組合體的形體分析過(guò)程中采用幻燈片講授的方法，缺少了對(duì)該知識(shí)點(diǎn)實(shí)際操作演示過(guò)程以及學(xué)生的動(dòng)手理論過(guò)程。

而利用Solidworks軟件繪制零件，就是一個(gè)先進(jìn)展形體分析再組合建模的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中利用常見(jiàn)的操作命令對(duì)各個(gè)簡(jiǎn)單形體進(jìn)展疊加、切割和穿孔等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的建模。在Solidworks左側(cè)的設(shè)計(jì)樹(shù)中，建模過(guò)程中的每一步(每一次簡(jiǎn)單形體的建立)都有記錄(如圖3所示)，便于學(xué)生分析總結(jié)形體分析法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程的使用步驟和規(guī)律。

三結(jié)語(yǔ)

理論說(shuō)明，將Solidworks軟件應(yīng)用到?畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖?課程中，在講授的過(guò)程中將抽象的空間在Solidworks軟件中直觀呈現(xiàn)出來(lái)，并通過(guò)學(xué)生的直接動(dòng)手繪制加深相關(guān)抽象概論的理解和記憶。課堂以學(xué)生為動(dòng)手理論練習(xí)為主導(dǎo)，以教師教學(xué)-學(xué)生練習(xí)-實(shí)際應(yīng)用的新模實(shí)在進(jìn)步課題的思維活性和學(xué)習(xí)激情。使學(xué)生獲得專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，有使用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的才能，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

【1】繆朝東.SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2022,19(3):37-39.

【2】張澤東.SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用[J].新課程研究(中旬刊),2022(3):157-157.

【3】呂剛磊,沈華剛.Solidworks軟件在?機(jī)械制圖?教學(xué)中的應(yīng)用[J].課程教