SolidWorks在機械拆裝實訓中的應用

謝業東 農 琪

（廣西工業職業技術學院，廣西 南寧 530001）

SolidWorks在機械拆裝實訓中的應用

謝業東 農 琪

（廣西工業職業技術學院，廣西 南寧 530001）

應用SolidWorks軟件創建裝配體、對裝配體爆炸、運行SolidWorks插件Animator錄制和解除爆炸、生成并保存動畫，在實訓教學中進行動畫演示，提高實訓教學的效率和質量。

Solidworks；拆裝；虛擬裝配；仿真

（一）機械拆裝實訓教學模式存在的問題

隨著機械制造業的迅猛發展，企業對畢業生綜合素質要求不斷提高，既要求畢業生有一定的理論基礎，又要有熟練的實踐操作能力，機械拆裝實訓就是培養學生拆卸和裝配能力的一門綜合性實踐課。但是，許多職業院校目前仍在采用比較傳統的教學模式，學生對機械設備的結構和原理難以理解，實訓效率低、實訓質量差，學生慢慢地也就失去了學習的興趣。據調查，傳統實訓教學模式主要存在兩個問題：1.由于缺少掛圖、模型、多媒體等輔助教學設備，指導教師基本上是用內容比較抽象的教科書給學生進行講解，即使是有一臺機器現場講解，一個班幾十個學生圍著一臺機器和指導教師，效果不理想。2.指導教師與參加實訓學生比例嚴重失調、可供拆裝的機器設備套數以及場地不足，學生輪空的人數超過半數，輪空的時間過長，盡管實訓的課時安排不少，但是實訓結束，學生感覺能掌握的知識和操作技能比他們的預期要低得多。

（二）機械拆裝實訓教學模式改革的思路和方法

1.機械拆裝實訓教學模式改革的思路。利用Solidworks軟件，進行多媒體輔助教學。以拆裝一臺油泵為例進行說明（如圖1）。（1）實訓前，指導教師用Solidworks軟件對油泵的各零部件進行建模，再用其虛擬裝配設計功能進行油泵的裝配流程、爆炸圖和動畫演示制作。（2）現場拆裝前，教師用多媒體教學手段講解油泵的裝配流程，進行爆炸圖和模擬動畫的演示。（3）在拆裝現場，指導教師結合爆炸圖和模擬動畫對油泵實體進行油泵的拆裝教學示范。（4）學生在教師指導下對照爆炸圖和模擬動畫對油泵實體進行油泵的拆卸和裝配操作。

2.機械拆裝實訓教學模式改革的方法。可利用SolidWorks軟件的裝配過程仿真功能，其步驟如下：創建裝配體—→對裝配體爆炸—→運行Animator—→錄制爆炸和解除裝配—→保存動畫。（1）在SolidWorks軟件環境下，分別創建油泵的零部件實體模型，然后利用SolidWorks的裝配模塊將各零件的實體模型裝配成部件，進而裝配成整個油泵裝配體。（2）對裝配體爆炸。在SolidWorks的裝配環境中，將裝配體的零部件依次按一定方向和路徑移開，生成裝配體的的爆炸視圖，利用裝配體爆炸圖的生成和解除，展示裝配體中零部件的裝配關系。如圖1是油泵的裝配模型和爆炸圖。裝配體爆炸視圖可以分離零部件，以形象地分析它們之間的相互關系，每個爆炸視圖可以包括一個或多個爆炸步驟，每個爆炸視圖保存于所生成的裝配體配置中。（3）運行Animator。使用SolidWorks Animator可以將三維設計實現動態的可視化，攝制機器的模擬裝配過程、模擬拆卸過程和模擬機器的運行過程。（4）錄制爆炸和解除裝配。利用Animator的動畫向導可以旋轉零件或裝配體、爆炸或解除爆炸裝配體、生成物理模擬。（5）保存動畫。保存動畫，以后可以反復播放使用。另外，除了通過改變裝配體外部零部件的透明度等方法來對內部結構進行表達外，SolidWorks還提供了切除和鉆孔兩個裝配體獨有的特征，通過對裝配體進行剖切和鉆孔來對裝配體內部特征進行更明確的表達。如圖2是油泵的裝配模型和剖切視圖。

圖1 油泵的裝配模型和爆炸圖

圖2 差速器的裝配模型和剖切視圖

（三）機械拆裝實訓教學改革的實踐和總結

1.機械拆裝實訓教學改革的實踐。在拆裝實訓中，運用多媒體教學手段講解油泵的裝配流程，進行爆炸圖和模擬動畫的演示，可以避免傳統教學模式用黑板和掛圖進行的抽象講解，爆炸圖和動畫要比原來的黑板講解和掛圖更加直觀，并且更容易理解，軟件生成的三維模型形象逼真，立體感強。學生通過零部件和模型的旋轉、爆炸圖的生成和解除、模擬動畫，可以比較全面地了解零部件的結構和工作原理。對于內部結構比較復雜的設備還可以把其中的某些零件生成透明體，便于觀察構件的裝配關系以及運動關系。學生在實訓過程中，也可通過反復觀看模擬動畫和獨立思考，解決動手拆裝過程遇到的一般性問題，指導教師可以更加專注解決拆裝的關鍵性問題。

2.機械拆裝實訓教學改革的總結。運用SolidWorks軟件，可以避免和緩解傳統機械拆裝實訓教學模式存在的兩個問題：（1）利用虛擬三維模型和多媒體等輔助教學設備，把機器的模擬裝配過程、模擬拆卸過程和模擬運行過程投影到屏幕上，指導教師的講解更容易理解，教師指導學生拆裝的效率也更高。（2）利用SolidWorks軟件進行裝配過程的仿真，可以緩解指導教師與參加實訓學生比例嚴重失調，學生輪空的人數過多和輪空的時間過長等問題，同樣的實訓課時，教師指導學生拆裝的的效率提高，學生也就能學到更豐富的實踐知識，掌握更熟練的操作技能。另外，值得一提的是，只要掌握SolidWorks軟件基本操作，制作各種機器設備的三維模型以及模擬動畫并不困難，指導教師甚至可以帶領學生自己動手，制作教學用的各種機器的三維模型以及模擬動畫，一方面，可以節約實踐教學成本，另一方面，可以激發學生的學習熱情。

在機械制造業中，許多大型企業和跨國公司已經把SolidWorks軟件的操作作為必備的基本技能，SolidWorks在零件參數化設計、虛擬裝配設計、工程圖、虛擬樣機設計、計算機輔助工程、計算機輔助制造應用越來越廣泛。

[1] 陸利鋒,江洪,伍錦輝,等.SolidWorks工程師高級教程[M].北京:化學工業出版社,2006.

[2] 商躍進,曹茹.SolidWorks三維設計及應用教程[M].北京:機械工業出版社,2008.

G424.1

A

1008-1151(2010)04-0165-01

2010-01-21

2009年廣西教育廳科研項目（200911MS336）

謝業東（1966－），男，廣西邕寧人，廣西工業職業技術學院副教授，碩士，研究方向為壓力容器設計與制造。