淺談鉗工專業設置CAD課程的必要性

扈立峰

摘 要：CAD技術的高速發展和在各個行業的廣泛應用，深刻地改變著傳統行業的生產方式和制造水平，同時也改變了鉗工專業傳統的教學方法。實踐證明，在學院鉗工專業中開設CAD課程能夠取得較好的實用價值和實踐效果。

關鍵詞：計算機技術 鉗工教學 CAD技術

計算機輔助設計就是利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作（Computer Aided Design，簡稱CAD）。隨著CAD技術的高速發展和在各個行業的廣泛應用，CAD技術已應用于工程設計和生產制造的各個領域，正在迅猛深刻地改變著傳統行業的生產方式和制造水平。為此，職業教育必須與時俱進地引進新的教育技術，不斷革新教學內容。筆者所在學院鉗工專業為適應時代發展的需要，在教學中探索開設CAD課程取得了較好的實用價值和實踐效果。

一、CAD市場狀況及主流軟件產品

隨著CAD技術和計算機網絡技術的飛速發展，各種CAD軟件層出不窮，在2D市場上占絕對優勢的是Autodesk公司的AutoCAD軟件。3D市場的主流仍然是SolidWorks軟件和UG、Pro/E等產品。

1.AutoCAD軟件

AutoCAD是Autodesk公司于1982年首次開發的自動計算機輔助設計軟件，用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計。現已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。

2.SolidWorks軟件

SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發的三維CAD系統，由于技術創新符合CAD技術的發展潮流和趨勢，SolidWorks所遵循的易用、穩定和創新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設計師大大縮短了設計時間，產品快速、高效地投向了市場。

二、開設CAD課程后學生理論和實訓能力顯著提高

考慮到CAD軟件的市場占有率和技師院校學生的接受能力，學院的鉗工專業學生在中技階段主要學習以二維造型為主的AutoCAD軟件，在高技階段學習以三維造型為主的Solidworks軟件。

1.通過學習CAD軟件提高鉗工學生的制圖和識圖能力

要想成為一名合格的鉗工擁有良好的制圖和識圖能力是非常重要的。筆者所在學院曾經對幾十家用人單位做過一項調查，調查的內容是“現代企業對于學院培養的畢業生最看重的專業能力是什么？”在鉗工畢業生的問卷調查中用人單位最看重的是學生的制圖和識圖能力。機械制圖是機械行業的語言，是設計和制造之間的橋梁。鉗工通過對圖樣的讀識，可以加工出符合設計要求的產品。因此，學院培養鉗工學生具有良好的機械制圖能力是非常重要的。隨著計算機技術的廣泛普及和飛速發展現代企業早已拋棄了手工尺規畫圖，而被計算機繪圖取而代之，因此鉗工學生為了適應社會的發展必須學習CAD軟件。學習CAD軟件不僅能夠使學生適應社會的發展，同時也能夠提高學生的制圖識圖能力。機械制圖中的大部分概念和規律是建立在對空間形體分析的基礎上得出來的。培養學生的三維空間能力則是學習機械制圖的根基所在。通過學習AutoCAD 和Solidworks等三維實體設計軟件，在三維實體設計軟件中繪制實體圖形通過逆向思維回到點、線、面。起初我們可以直接用軟件展示實體每個面的投影，分析從三維到二維的過程，然后將抽象的二維轉化成形象的三維，從而實現了物與圖的熟練轉化。在軟件的三維空間中學生可以認識和感知空間中的幾何元素，增強空間想象能力和空間分析

能力。

2.CAD技術在鉗工實訓中的應用

（1）CAD技術在鉗工基本功實訓中的應用。鉗工專業學生進入高技學習階段后，在實習中遇到練習的工件大多數都是一些既有對稱要求，又有互相配合的組合件。在傳統的教學中，教師一般用靜態的平面圖講解工藝要求和測量方法，因此需要依靠學生豐富的空間想象能力，使學生在學習中對各個零件及裝配關系難以理解。學生利用所學的CAD軟件如Solidworks軟件對組合件進行三維實體造型后，利用Solidworks軟件把組合件的各個零件裝配成一個裝配圖，這樣就可以得到直觀的感性認識，更好地理解空間形體。一般組合件的裝配精度較高，這勢必提高了各個零件的形狀和位置精度，使零件精度較難控制，不易保證尺寸。如果各個零件的關鍵尺寸采用正弦規和量塊組合用杠桿百分表測量，則必須準確地計算出各測量表的尺寸。如果用常規方法計算出各零件的關鍵尺寸后再進行劃線、加工，計算工作量較大，對于數學基礎不是很好的學生來說更加容易出錯。在Solidworks軟件中學生用三維草圖畫出各個零件圖既方便快捷又可以利用草圖中的“智能尺寸”命令對各個關鍵的尺寸進行測量，這樣就保證了在加工組合件時不會出現計算錯誤。

（2）CAD技術在鉗工裝配實訓中的應用。學院的鉗工學生進入到高技階段后，為了適應現代企業的用人需求還要進行生產實習訓練。在學院的實習工廠中，自己的機器產品主要是生產鋼筋調直機和鋼筋切斷機。在講授Solidworks中的裝配圖時，為了適應產教結合，教師通常以學院實習工廠生產機器中的一些部件為例進行講解和練習。如以鋼筋調直機中的牽引箱或變速箱等部件進行裝配圖的講解和練習。Solidworks具有強大的裝配功能，它還可以對裝配體進行動態的工作過程的運動模擬。學生在Solidworks中通過對這些機構的裝配圖的繪制，能夠很好地理解這些機構中各個零件的相互位置關系、裝配方法。這樣，學生在實際裝配這些機構的時候與裝配圖結合分析，可以輕松地完成這些機構部件的生產裝配訓練。

（3）CAD技術在學習鉗工鈑金展開中的應用。在鉗工工作中經常將一些薄板板料制作成各種曲面形狀鈑金結構或制件，如圓柱曲面、圓錐曲面、圓臺曲面、異形曲面，各種球面、圓管與矩形管連接件的表面（天圓地方體或天方地圓體等）、各類偏心管件表面、曲面等鈑金冷作件。加工過程中，鉗工需要對這些鈑金冷作件的曲面進行展開放樣，即由圖樣得到平面圖形，然后按平面圖形下料、劃線、成型。鈑金冷作件的展開方法基本上有兩種：一是傳統的展開方法，如作圖法、計算法、系數法等。它從展開計算到下料、排樣等都是通過手工完成，周期長，勞動強度大，精度低。二是利用軟件展開方法。教師可以直接利用CAD軟件中包含的鈑金設計模塊，如Pro/E、UG、SolidWorks等。這類軟件中的鈑金設計模塊一般只包括平板沖壓件的輔助設計，而沒有彎曲成形的管類鈑金構件的設計與展開功能。教師還可以利用三維CAD軟件中強大的三維造型功能，對構件空間線段進行測量，依據測量尺寸繪制出構件在平面上展開的圖形。并可利用三維CAD鈑金展開放樣代替傳統的作圖法和計算法求解構件線段實長的方法，這樣只要構件造型準確，計算機就可以快速測量出構件展開所需的尺寸，其過程簡單、快捷、準確。

實踐證明，筆者所在學院鉗工專業通過開設CAD課程，改變了鉗工專業傳統的教學方法，激發了學生的學習積極性，提高了教學效率。

（作者單位：河北省秦皇島技師學院）endprint