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SolidWorks在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告關(guān)鍵詞:機(jī)械制圖;SolidWorks
對(duì)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),機(jī)械制圖課程主要任務(wù)是教會(huì)學(xué)生對(duì)機(jī)械零件、部件和機(jī)器的讀圖和畫(huà)圖。用于學(xué)習(xí)階段的學(xué)生教學(xué)的零件圖和裝配圖都是相對(duì)簡(jiǎn)單的,這些圖例對(duì)于教師來(lái)講很簡(jiǎn)單,但對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)就是一道坎,需要由易到難,由簡(jiǎn)到繁,由淺到深的一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中始終伴隨著“平面到三維”,“三維到平面”的一個(gè)思維過(guò)程,很多學(xué)生在這個(gè)“平面到三維”和“三維到平面”的過(guò)程中遇到困難[1]。
在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程一般是使用木模或者軸測(cè)圖來(lái)進(jìn)行講解,木模很直觀,學(xué)生容易理解,但木模成本很高,大量練習(xí)題也不可能都有木模與之對(duì)應(yīng)。軸測(cè)圖雖然成本低,但不及木模直觀。因此在教學(xué)過(guò)程中引入三維軟件是很有必要,三維模型可在電腦或手機(jī)上通過(guò)如Sview等應(yīng)用直接打開(kāi)主流三維模型文件。綜合考慮各種三維建模軟件,SolidWorks軟件是比較合適的,首先SolidWorks是目前主流的三維軟件之一,其次是建模操作簡(jiǎn)單,對(duì)于新學(xué)者容易入門,因此在機(jī)械制圖的教學(xué)過(guò)程中引入SolidWorks三維建模軟件。
一、基于SolidWorks的教學(xué)方法
在很多利用三維軟件進(jìn)行機(jī)械制圖的教學(xué)中,都是以“體”為中心,在教學(xué)過(guò)程中利用SolidWorks軟件學(xué)生可從各角度觀察“體”,從而向投影面投影得到平面圖形,這樣學(xué)生能夠突破思維的限制、有效實(shí)現(xiàn)“三維到平面”的思維轉(zhuǎn)換的過(guò)程。
為了能夠使學(xué)生學(xué)會(huì)“平面到三維”的思想,還需要學(xué)生掌握SolidWorks軟件的簡(jiǎn)單三維建模,包括:簡(jiǎn)單的草圖繪制、簡(jiǎn)單的特征工具和簡(jiǎn)單的裝配等操作,這些操作的學(xué)習(xí)可以分散在整個(gè)制圖教學(xué)的過(guò)程中,有利于教學(xué)安排。掌握簡(jiǎn)單的三維建模后學(xué)生就可以對(duì)所看到的平面圖進(jìn)行三維建模,檢驗(yàn)讀圖的效果。
二、SolidWorks軟件在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用
1.在三視圖形成中的應(yīng)用
點(diǎn)、線、面和體的三視圖的形成,特別是點(diǎn)、線和面的三視圖的形成過(guò)程,傳統(tǒng)的教學(xué)中使用各種教具,將墻面和地面作為投影面來(lái)進(jìn)行講解,雖然講解得很清楚,但很多學(xué)生仍然覺(jué)得很難,甚至還會(huì)在課堂上昏昏欲睡,學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性不高,影響學(xué)習(xí)效果。在引入SolidWorks軟件后,可以將點(diǎn)、線和面設(shè)置在特定的三維模型中,讓學(xué)生熟悉以后,將三維模型隱藏只留下研究的點(diǎn)、線和面,這樣所研究的對(duì)象就更加直觀,很容易引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出點(diǎn)、線、面和體的投影規(guī)律和性質(zhì)。
2.在截交線和相貫線中的應(yīng)用[2]
截交線和相貫線是教學(xué)過(guò)程中的重難點(diǎn)之一。截交線和相貫線一般比較復(fù)雜,在講解規(guī)律的過(guò)程中,利用SolidWorks軟件可以很容易的改變平面和立體,或立體和立體間的相對(duì)位置和大小,在老師的各種提示下,讓學(xué)生自己總結(jié)出截交線和相貫線的投影規(guī)律。掌握基本規(guī)律后,學(xué)生對(duì)于簡(jiǎn)單形體的截交線或相貫線比較容易繪制出來(lái),但對(duì)于復(fù)雜的截交線或相貫線,比如:圓柱體、球體和圓錐體形成的復(fù)雜曲面立體和平面的截交線,老師雖然分段講解得很清楚了,但學(xué)生還是很難理解,但在結(jié)合SolidWorks三維模型后,利用三維模型可從多角度觀察的優(yōu)點(diǎn)后,學(xué)生對(duì)這類問(wèn)題的理解難度明顯降低。
3.在組合體尺寸標(biāo)注中的應(yīng)用
組合體的尺寸標(biāo)注也是該課程學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)之一,尺寸標(biāo)注的基本方法是形體分析法,將復(fù)雜的組合體分解為簡(jiǎn)單形體,在尺寸基準(zhǔn)確定后,按照標(biāo)注各形體的定形尺寸、定位尺寸和總體尺寸的方式來(lái)進(jìn)行講解,這樣講解條理雖然清晰明確,但缺乏生動(dòng)性,學(xué)生容易走神,如果使用SolidWorks軟件在講解尺寸標(biāo)注的同時(shí)進(jìn)行三維建模,建模就需要尺寸,那些需要的尺寸就是要標(biāo)注的尺寸,從而生動(dòng)形象,而且尺寸不多也不少,不會(huì)出現(xiàn)漏標(biāo)和多標(biāo)的現(xiàn)象,學(xué)生更容易掌握。
4.在剖視圖中的應(yīng)用
剖視圖是機(jī)件表達(dá)的重要表達(dá)方式之一。和組合體相比,思維過(guò)程除了要完成從“三維到到平面”的過(guò)程外還要假想將其在剖切面剖開(kāi),這個(gè)過(guò)程對(duì)于對(duì)組合體學(xué)得半懂不懂的學(xué)生來(lái)說(shuō)就更難了。在以往的教學(xué)過(guò)程中有些學(xué)生在學(xué)期末還不懂剖視圖的繪制方法,這主要原因除學(xué)生沒(méi)有認(rèn)真學(xué)習(xí)外還要一個(gè)原因是教學(xué)過(guò)程過(guò)于枯燥和抽象,如果使用SolidWorks軟就就可以將剖切過(guò)程和投影過(guò)程生動(dòng)地展現(xiàn)出來(lái),能夠吸引學(xué)生的注意力,提高他們的學(xué)習(xí)興趣。
5.在標(biāo)準(zhǔn)件和常用件中的應(yīng)用
標(biāo)準(zhǔn)件和常用件的教學(xué)過(guò)程中可以使用SolidWorks軟件建模好的,包含各種標(biāo)準(zhǔn)件的裝配體來(lái)進(jìn)行講解,不僅直觀地展示標(biāo)準(zhǔn)件的外形,還可以演示其在機(jī)器中的作用和其連接的樣式,有利于多維立體地學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)件連接的畫(huà)法,記憶更深刻。
6.在裝配體中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的裝配圖的講解除非有實(shí)物模型,一般都只能是對(duì)著一個(gè)視角的軸測(cè)圖進(jìn)行晦澀地講解,容易讓學(xué)生失去興趣。而使用SolidWorks軟件建立的三維模型就可以直觀的講解其各種表達(dá)方案,也可以根據(jù)三維模型可多角度觀察的優(yōu)點(diǎn),讓學(xué)生觀察完后給出表達(dá)方案然后進(jìn)行點(diǎn)評(píng),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。
三、
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