SolidWorks在印刷機(jī)械課程教學(xué)中的應(yīng)用

王志華

【摘要】通過分析印刷機(jī)械課程特點(diǎn)，提出目前機(jī)械課程教學(xué)上存在的問題，并在理論教學(xué)中利用SolidWorks實(shí)現(xiàn)機(jī)械機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬和三維模型設(shè)計(jì)，為印刷機(jī)械理論課程的教學(xué)提供一定的方法。

【關(guān)鍵詞】SolidWorks印刷機(jī)械理論教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G234 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）4-0123-02

1.印刷機(jī)械設(shè)計(jì)理論教學(xué)現(xiàn)狀

進(jìn)入新世紀(jì)，我國(guó)的職業(yè)教育得到空前的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)職業(yè)教育提出了更高的要求。職業(yè)學(xué)校學(xué)生在校期間不僅要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論，而且還要學(xué)習(xí)專業(yè)技能知識(shí)，這就導(dǎo)致了職業(yè)教育的課程體系必須進(jìn)行相應(yīng)的改革。

印刷行業(yè)中的機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖等都是專業(yè)基礎(chǔ)課程。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是利用掛圖講解、模型拆裝演示等方法來進(jìn)行教輔。由于各學(xué)校條件受限，存在模型更換費(fèi)時(shí)、成本高、攜帶不方便、保管困難等弊端。另外教學(xué)中的重頭課程——實(shí)踐操作課程大多都是一個(gè)班級(jí)圍繞一臺(tái)印刷機(jī)進(jìn)行講解和指導(dǎo)，教學(xué)效果相當(dāng)有限。同時(shí)，由于印刷機(jī)價(jià)格的問題，對(duì)于拆裝的課程都存在著機(jī)器設(shè)備不足的問題。總之，傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)效率低、實(shí)訓(xùn)質(zhì)量差，學(xué)生很難在實(shí)訓(xùn)課程上達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

而利用虛擬樣機(jī)技術(shù)生成的印刷模擬系統(tǒng)出了可以解決機(jī)械基本課程的局限以外，也可以緩解實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足的大問題：

首先，針對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)課程而言，系統(tǒng)生成了大量的虛擬模型庫(kù)，這些模型庫(kù)可以利用各種存儲(chǔ)介質(zhì)保存，同時(shí)在原有模型庫(kù)上可以利用那個(gè)軟件生成大量的衍生模型。這些模型完全可以取代原有的實(shí)物模型，而不需要專門的保管空間和人員，攜帶非常方便，大大降低了教學(xué)成本；

其次，利用軟件制作的模型不僅精度高、質(zhì)量好、形象逼真、色彩豐富，還能將復(fù)雜形體的外形與內(nèi)腔、相貫體中相貫線的變化趨勢(shì)、裝配體重零件之間的連接關(guān)系充分地展示出來，加上動(dòng)畫效果，使教學(xué)中的知識(shí)難點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象[2]；

最后，針對(duì)實(shí)訓(xùn)操作課程，教師可以利用系統(tǒng)進(jìn)行各零部件的裝配、拆裝和動(dòng)畫演示，使學(xué)生對(duì)整體樣機(jī)的裝配內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及裝配部件之間的關(guān)系有深刻的了解。同時(shí)，系統(tǒng)可以被學(xué)生反復(fù)觀看，自己動(dòng)手進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、拆卸、剖切等操作，且可以保證沒人都同時(shí)具有虛擬設(shè)備，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，同時(shí)也解決了實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足的問題，提高了教學(xué)效率。

2.Solidworks 簡(jiǎn)介

1989年美國(guó)評(píng)出近25年間當(dāng)代10項(xiàng)最杰出的工程技術(shù)成就，其中第4項(xiàng)就是CAD。1991年3月20日海灣戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后的第三個(gè)星期，美國(guó)政府發(fā)表了跨世紀(jì)的國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，其中列舉了6大技術(shù)領(lǐng)域的22項(xiàng)關(guān)鍵項(xiàng)目，認(rèn)為這些項(xiàng)目對(duì)于美國(guó)的國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)繁榮至關(guān)重要，而CAD技術(shù)與其中的兩大領(lǐng)域11個(gè)項(xiàng)目緊密相關(guān)。CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一[3]。

SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。該軟件可以快速設(shè)計(jì)出三維實(shí)體零件，并自動(dòng)生成各種工程視圖，而且支持實(shí)體零件和工程視圖的相關(guān)性。還可以使用實(shí)體零件進(jìn)行仿真裝配，動(dòng)態(tài)觀察可運(yùn)動(dòng)零部件的運(yùn)動(dòng)情況。它有較好的開發(fā)性接口和功能擴(kuò)充性，能輕松實(shí)現(xiàn)各種CAD軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳送[18]。它創(chuàng)造了屬性管理員的涉及思想，包含了所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和參數(shù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自頂向下的設(shè)計(jì)方法，是一種智能的CAD軟件。

其次，SolidWorks的資源管理器是采用和Windows一樣的資源管理器，可以方便地管理CAD文件。同時(shí)，SolidWorks的整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間是全相關(guān)的，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化建立模型[4-5]。

最后，SolidWorks具有強(qiáng)大的裝配功能。利用零件之間的參考關(guān)系和SolidWorks的智能零件技術(shù)自動(dòng)完成功能，它可以動(dòng)態(tài)查看裝配體所有餓運(yùn)動(dòng)，并可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)，最終加快總體的裝配。

3.solidworks在印刷機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

僅僅讓學(xué)生了解和掌握印刷機(jī)械的組成部件和工作原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們希望學(xué)生能自行進(jìn)行印刷機(jī)械的設(shè)計(jì)。印刷機(jī)械課程除了一定的理論學(xué)習(xí)學(xué)時(shí)外還有實(shí)踐學(xué)習(xí)。一下利用solidworks自行設(shè)計(jì)印刷機(jī)輸紙機(jī)構(gòu)的一部分。

由于SolidWorks本身不帶有支持國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要用到很多眾多的標(biāo)準(zhǔn)件。因此要想減少重復(fù)的繪圖工作量，我們必須對(duì)這個(gè)系統(tǒng)常用的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行分析，并利用軟件制作標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。只有建立了標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，我們?cè)谑褂脮r(shí)只需要標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的零件調(diào)用，修改好尺寸、形狀等參數(shù)就可以或側(cè)新的所需三維實(shí)體模型，從而能將大量的重復(fù)建模工作減少，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。

本系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)建立過程如下：

(1) 在本系統(tǒng)根目錄下建立標(biāo)準(zhǔn)零件子目錄。

(2) 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將所需零件按類型尺寸建立好參數(shù)化幾何模型。

(3) 將不同類型存入指定目錄，且每一系列具有不同的尺寸和外形參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀健琪.基于SolidWorks開發(fā)機(jī)械制圖虛擬模型庫(kù).電腦開發(fā)與應(yīng)用,2008(12)

[2]胡仁喜 康士廷 路純紅.機(jī)械工業(yè)出版社.SolidWorks 2008 中文版標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例教程,2008

[3]賈小剛 趙曉青.基于SOLIDWORKS的手槍三維造型與虛擬裝配.武警工程學(xué)院學(xué)報(bào) , 2008(04)

[4]趙汝嘉 陳樺.SolidWorks2007基礎(chǔ)篇[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2007