三維軟件在機械制圖教學中的運用分析

白鷺

摘要：機械制圖教學是機械工程類學生的基礎學科，它是本專業學生進行后續機械專業課學習的入門課程。隨著計算機技術的發展，在機械教學中三維軟件的使用變得較為普遍，使相關機械制圖教學簡單化。我們常用的機械三維軟件有UG、PROE、Solidworks等，它們在機械三維圖制作中各有獨特優勢。本文從常用機械三維軟件的介紹入手，對機械制圖教學中存在的問題，三維軟件教學的應用及意義做相關介紹。

關鍵詞：機械制圖；三維軟件；教學

引言

機械制圖課在機械類專業中是一門重要的基礎課程，其主要內容是如何進行機械圖紙的閱讀、制作，如何對實體零件進行剖視和如何通過剖視圖想象實體概念，以及如何對部件進行組裝等。然而此課程無論是從教，還是學的角度衡量，都是比較抽象、困難的。過去傳統的機械制圖課教學只能進行手繪和口頭描述，而缺乏實體或相似體，從而造成學生很難進行空間想象，不利于學生理解，效果較差。隨著計算機技術的發展，在機械教學中三維軟件的使用變得較為普遍，使相關機械制圖教學簡單化。我們常用的機械三維軟件有UG、PROE、Solidworks等，它們在機械三維圖制作中各有獨特優勢。

1三維機械軟件介紹

UG介紹：UG NX是集輔助設計、輔助制造等于一體的三維軟件，是著名的UGS公司（美國）的重要產品，是組成PLM的重要模塊。PLM涉及對產品設計開發、生產制造、數據管理等提供解決方案。UG軟件可適用于多種行業，如機械領域、汽車領域、輕工業產品等，為其提供集成化的服務。

PROE介紹：Pro/E是PTC公司（美國）的著名產品，其在三維軟件的地位突出，被得到世界級認可，得到廣泛推廣和使用。Pro/E軟件有顯著特點，它首次采用參數化設計，模塊化分裝，進而實用性和便捷性增強。其功能也是較全面，包含制作實體零件、部件或整件的組裝、實體的上色等，另外如筋、槽等構建的專用功能較全面。

Solidworks介紹：Solidworks于1995年就被開發出來，創制公司是solidworks公司（美國）。它也是多個模塊組成，各模塊功能較為獨立，操作者可以結合實際需要進行調用。Solidworks具體操作包含草圖創建、零件創建、裝配、仿真、工程圖創建等，此軟件操作相對簡單，比較容易上手。

2實際教學中存在的問題

在機械相關專業教學中，機械制圖是較為關鍵的專業基礎課，那些新人門的學生，在學習中面臨的問題主要有以下幾個方面：

（1）傳統教學方式教師只能采用手繪或口頭方式進行知識描述，偶爾才能借助實體模型，且模型種類不足，這樣學生學習較為困難。尤其是在剖視圖、零件裝配的學習上，傳統教學方式缺乏演示，學生常常摸不到頭腦，難以消化吸收。

（2）現在社會科技發展較快，相關機械行業大都采用了三維軟件進行輔助設計或制造，他們招聘時也多向了解三維軟件或三維軟件所設計圖紙的人才靠攏。因此如果學生在機械制圖教學中缺乏對三維軟件設計圖紙的了解，應聘中就缺少競爭力，所以在機械制圖教學中引入三維軟件成為必須。

3三維機械軟件教學中的應用

3.1教學中涉及零件圖紙時的應用

初學機械制圖課程的學生，對課本上的零件圖缺少整體概念，也缺乏空間想象，因此引入三維軟件輔助教學比較有實際意義。我們拿減速器的軸做例子，教學中可以對軸進行一步步的創建，讓學生了解軸的大概生產工序，對倒角、鍵槽等也做到明白。具體步驟如下：可以先制作圓柱體，再對其進行不同軸徑的切削，從而模仿實際車床工序；然后對其兩端進行倒角，對齒輪安裝處挖出鍵槽，從而讓學生明白倒角、鍵槽含義。另外，可以將實體零件進行旋轉演示，讓學生做多角度觀察，增加他們對零件的了解。

3.2教學中涉及視圖時的應用

機械制圖課有三視圖、剖面圖等的教學，學生只憑想象有時無法達到教學預期效果。這時可以借助三維軟件進行多角度視圖的呈現，讓學生更直觀領會。尤其是剖面圖，可以進行實際零件的切斷，來展示零件斷面，從而讓學生對剖面圖理解更輕松。另外，采用三維軟件可以導出零件的各類工程視圖，讓學生清楚零件到視圖的轉化。

3.3教學中涉及裝配時的應用

裝配教學也是機械制圖課的基本知識，應用三維軟件演示裝配過程和裝配體，毫無疑問更是降低了學生學習的難度。我們仍以減速器為例，通過三維軟件對減速器下箱、高速軸、低速軸、齒輪、上箱、螺栓等各類零件進行實際裝配，這既能讓學生明白減速器的構成，也讓學生學得各零件是如何進行配合的，如同軸、對齊、重合等配合方式。另外，三維軟件的爆炸圖演示，也同樣可以讓學生理解整個減速器的具體零件結構。甚至仿真功能的演示，讓學生對減速器的工作狀態有明確判斷，反過來有助于學生對減速器的理解。

4結論

機械制圖課程的主要是讓學生學會讀圖、畫圖，培養學生的空間想象能力，以便對以后的專業課學習做好準備。在教學中運用三維軟件可以使教學活動更輕松，這既表現在教師在知識傳達上，也表現在學生的學習理解上。總之，三維軟件在機械制圖教學上的有效運用，可以很大程度上提高教學質量。