SolidWorks在機械制圖教學中的應用

摘 要：從課程教學改革的角度出發，運用SolidWorks 軟件并結合多媒體技術進行教學，講解機械制圖教學中的重點、難點問題，從而提高課堂教學效率。主要針對機械制圖空間三維實體的講授問題，介紹了運用SolidWorks 軟件分別在模型輔助、機件的表達方法、實踐教學中的應用。并通過相關案例，詳盡闡述了該軟件與制圖教學有機融合的方法，激發學生學習興趣與理論理解能力。

關鍵詞：機械制圖；SolidWorks；軟件應用

1 引言

《機械制圖》是高校機械類及相關專業的一門非常重要的技術基礎課， 主要任務是培養學生具有一定的繪圖和讀圖能力，包括圖形表達能力、對物體的觀察能力、空間思維能力、空間形體分析和構形能力等。但影響這些能力的主要因素，是空間想象能力，從而教學的難處也就在于如何激發學生的學習興趣、培養一定的立體空間想象力。

傳統式教學存在的缺陷：實物模型數量有限，攜帶不方便、不能隨意剖切，且不能從多個角度進行觀測；多媒體課件一定程度上改善教學狀況，但存有一定的局限性，缺乏對學生的發現能力和創造能力的培養。因此，在機械制圖的課堂教學中，引入日益工具化的三維軟件，能為我們提供一個很好的解決辦法。

2 SolidWorks 在模型輔助教學中的應用

實際教學中發現，既能給學生觀看實物，又能幫助學生完成對形體形狀的抽象和重組，在大腦中形成該形狀的形狀知覺，教學效果比較理想。在此過程中，最好的方式莫過于進行SolidWorks 三維實體造型。學生既能輕松愉快地在大腦中形成三維形狀與二維圖形之間的直覺思維，又能從二維到三維、從三維到二維的反復應用。虛擬模型部分替代傳統的實物模型已是大勢所趨。

SolidWorks是一款全參數化三維CAD造型軟件，是世界上第一個基于Windows平臺開發的，功能強大、易學易用。SolidWorks進行三維實體建模，在計算機中建立虛擬模型庫。課堂教學時，直接調用﹡.prt 格式文件瀏覽；也可利用插件eDrawings預先將其轉存成﹡.exe 格式文件，在不需要安裝SolidWorks軟件的課堂教學情況下進行跨平臺查閱，包括動態三維旋轉、縮放、色彩變換，形象逼真，能為該課程的模型教學提供更豐富的內容[2]。

如圖1所示，在相貫體部分的教學中，相貫線的形成及形狀是教學難點，學生往往很難對相貫線形成、投影有深入的理解。這時，便可利用SolidWorks預先建好實體模型，設置好透明度與光澤度，課堂教學中直接旋轉查看，感性認識大大增強。

可以對于兩正交等直徑圓柱體和兩正交不等直徑圓柱體的相貫線進行比較，隨著尺寸的動態縮放，結合模型進行分析講解，電腦不僅能生動形象演示出相貫線的特征，而且能把關鍵轉變點也充分突現出來。學生可以明顯地看出相貫線隨著形體尺寸變化而發生的變化，從而加深了對相貫線的形成及形狀的理解。

3 SolidWorks 在機件表達方法中的應用

各種剖視圖是表達零件的關鍵方式之一，而學生對剖視圖難以理解，很多的內部結構想象不出來。利用Solidworks構建零件，可以讓學生從不同的角度來了解零件。如圖2所示，閥類零件的內部結構較復雜，若用Solidworks建成三維實體模型，再用虛擬的方法將其剖切開，對學生畫出剖視圖有直接而且有效的幫助。

4 SolidWorks 在實踐性教學環節中的應用

為了使工科專業的學生畢業后能快速的在生產第一線勝任實際工作，必須在學校學習過程中加強實踐能力的培養，實踐性教學的目的就是使學生能夠綜合地應用所學知識解決實際問題。在教學過程中，教師可以預先建好實體模型，然后讓學生借助SolidWorks軟件的測量與裝配功能，模擬對零件的測繪過程以及裝配體的拼裝，最后進行零件圖的繪制以及裝配圖的拼畫。這種虛擬制造的環境在裝配、渲染、動畫等方面效果逼真，再加以SolidWorks軟件提供的力學仿真功能，極大地激發了學生的觀察力、發現力、想象力、邏輯聯想力，更有利于認知思維的深化與發展， 增強了分析能力， 開闊了學生的視野，有效提高了學生的實際操作能力。

5 小結

隨著信息化技術的發展，借助三維軟件SolidWorks 進行輔助教學，能把機械制圖從傳統 “靜態”的掛圖、模型式講解，變為三維“動態”教學演示[3]，使學生能從多個角度觀察到實體模型亦或其內部結構，提高學生的學習興趣及理論理解能力，對培養學生具有較強的空間構思能力、現代工程的設計理念具有不可低估的作用。結果表明， 基于三維造型軟件SolidWorks的教學方式， 可輕松實現教考分離， 真正達到檢驗學生水平的目的， 適應現代制造業發展的趨勢。并且學生的感性認識增強了，所獲得的信息量也增大了，同時減輕了教師的輔導工

作量。

參考文獻

[1] 繆朝東，SolidWorks 在機械制圖教學中的應用研究[J]。重慶工業高等專科學校學報， 2004， 19（3）。

[2] 李志梅，SolidWorks 軟件在機械制圖教學中的應用。沙洲職業工學院學報 Vol. 14， No.1 。

[3] 劉友和，鄭繼昌，SolidWork 入門[M]。北京： 清華大學出版社，2002。

作者簡介

李曼（1980—），女，陜西西安人，工學碩士，機械工程專業，講師，西安外事學院教師。