機(jī)械制圖與CAD的整合探討

邵康寧

摘 要：隨著我國機(jī)械裝備制造業(yè)的迅速發(fā)展，機(jī)械制圖和CAD等課程的改革也勢(shì)在必行，筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，感受到"機(jī)械制圖"和"CAD"這兩門課程的重要性，提出了機(jī)械制圖和CAD課程整合的一些方法，以期學(xué)生能夠更好的掌握機(jī)械制圖和CAD兩門課程。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；CAD；課程

《機(jī)械制圖》與《機(jī)械CAD》兩門課程是機(jī)電一體化技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等專業(yè)的一門應(yīng)用性很強(qiáng)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課，也是為適應(yīng)現(xiàn)代制造行業(yè)的發(fā)展需要必修的職業(yè)基礎(chǔ)課。其目的在于培養(yǎng)現(xiàn)代制造行業(yè)崗位上從事相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)人員的職業(yè)能力和素質(zhì)，達(dá)到本專業(yè)學(xué)生獲得職業(yè)資格證書的基本要求，提高學(xué)生就業(yè)能力，與企業(yè)崗位零距離對(duì)接，同時(shí)為相應(yīng)專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

一、機(jī)械制圖和CAD課程教學(xué)的現(xiàn)狀

機(jī)械制圖課程是機(jī)械相關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，他的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的識(shí)圖和繪圖能力，能夠準(zhǔn)確的通過工程制圖來表達(dá)繪圖人員的設(shè)計(jì)思想和理念。他的主要內(nèi)容包括：根據(jù)機(jī)械制圖的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，掌握正投影的基本理論和方法，零件和部件圖紙的基本線型和線段的表達(dá)方法，正確繪制零件圖和裝配圖等。通過機(jī)械制圖的相關(guān)課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生的手動(dòng)繪圖能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械零部件的三維空間想象能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力。能夠基本掌握零件的零件圖和簡(jiǎn)單部件的裝配圖的畫法。

1.機(jī)械制圖的教學(xué)現(xiàn)狀

目前，各高校的機(jī)械制圖課程的講授一般以“板書”和“多媒體教學(xué)”的方式為主，運(yùn)用“板書”的教學(xué)方法都主要注重培養(yǎng)學(xué)生能夠準(zhǔn)確識(shí)別圖紙的各種表達(dá)方法和培養(yǎng)學(xué)生的手工繪圖能力為主，而“多媒體教學(xué)”一般是以使用多媒體工具的方式完成教學(xué)。但是，二者在教學(xué)過程中都存在不足的地方。

“板書”的教學(xué)模式可提高學(xué)生的手工繪圖能力，當(dāng)使用繪圖板、丁字尺和繪圖鉛筆等繪圖工具時(shí)，可以鍛煉學(xué)生的手工繪圖技能和基本功，但這種方式也存在弊端，由于手工制圖所消耗的時(shí)間通常較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率降低，手工繪圖的局限性也較多，如需要修改圖面時(shí)會(huì)比較困難，且會(huì)影響圖面的整潔。

隨著各學(xué)校都逐步配備多媒體教學(xué)設(shè)備，各學(xué)科的教學(xué)模式也從傳統(tǒng)的“板書”模式向“多媒體教學(xué)”模式轉(zhuǎn)變，多媒體教學(xué)的課件其內(nèi)容生動(dòng)直觀逼真，且課程信息容量較大，這種先進(jìn)的教學(xué)方式可提高學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖的興趣，有利于提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)水平。但是，多媒體教學(xué)可以將機(jī)械制圖的相關(guān)理論快速的傳授給學(xué)生，但學(xué)生在課堂上不能充分發(fā)揮空間想象能力，阻礙學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖的認(rèn)知能力。

2.CAD教學(xué)的現(xiàn)狀

CAD是目前比較常用的一款計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，其強(qiáng)大的繪圖功能可滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，目前各高校都開設(shè)了“CAD”這門課程，通過這門課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生根據(jù)機(jī)械制圖的相關(guān)要求，運(yùn)用CAD軟件準(zhǔn)確表達(dá)出零部件的模型和技術(shù)要求，進(jìn)一步提高學(xué)生的三維空間想象能力。其主要內(nèi)容是：介紹CAD軟件的使用界面，能夠快速的繪制出零件的零件和部件的裝配圖，能夠較準(zhǔn)確的表達(dá)出零部件的技術(shù)要求和公差要求。

二、機(jī)械制圖與CAD的內(nèi)在關(guān)系

機(jī)械制圖與CAD的內(nèi)在關(guān)系是相輔相成的，機(jī)械制圖是學(xué)習(xí)CAD的基礎(chǔ)，需充分掌握機(jī)械制圖的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下才能用CAD繪制出正確的圖紙。CAD是機(jī)械制圖在計(jì)算機(jī)繪圖領(lǐng)域的一種直接表達(dá)方法。

1.CAD制圖可提高繪圖效率

利用CAD制圖與傳統(tǒng)的手工繪圖相比，其大大提高了制圖的效率，利用CAD軟件對(duì)圖紙進(jìn)行修改與保存的方法，不僅提高了工作效率也改變了傳統(tǒng)的圖紙保存方法。

利用CAD軟件里面的點(diǎn)、直線、曲線、圓、多邊形等基本繪圖模式可快速繪制出零件模型，利用正交、對(duì)象捕捉等命令可使用戶快速的表達(dá)零部件的水平線段、豎直線段和零件上特殊點(diǎn)進(jìn)行捕捉，如切點(diǎn)、中點(diǎn)、交點(diǎn)等。其強(qiáng)大的尺寸標(biāo)注公差、形位公差的模塊可快速完整的表達(dá)圖紙尺寸與公差要求。

2.三維設(shè)計(jì)能力可提高的零部件的準(zhǔn)確性

CAD顯示的裝配的三維模型，可通過檢查其干涉情況，零部件的質(zhì)量來確保零部件的準(zhǔn)確性。顯示的零件三維實(shí)體可完整的表達(dá)工程師的設(shè)計(jì)思路，通過其三維顯示效果可觀察出設(shè)計(jì)的缺陷性，盡早的發(fā)現(xiàn)和解決問題，這樣使工程師更加關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計(jì)的內(nèi)在質(zhì)量而不是外觀，提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

三、“機(jī)械制圖”和“CAD”整合的模式分析

從培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和提高教師教學(xué)效率的角度上看，兩門課程都是機(jī)械專業(yè)的學(xué)生必修課，二者的整合可減少學(xué)生的學(xué)習(xí)課時(shí)，而不影響學(xué)生對(duì)這兩門課程的知識(shí)掌握情況；另一方面可提高學(xué)生對(duì)“機(jī)械制圖”和“CAD”的綜合掌握能，提高了學(xué)生對(duì)綜合知識(shí)掌握的能力，這有利于他們的以后的求職和對(duì)專業(yè)的認(rèn)知能力。

1.利用CAD進(jìn)行機(jī)械制圖教學(xué)

從教師教學(xué)的角度上看，機(jī)械制圖與CAD課程是最緊密和最需整合的。其主要因?yàn)椋孩儆捎贑AD軟件中的繪圖標(biāo)準(zhǔn)：如線條格式、字體、圖框和圖幅的標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)是與機(jī)械制圖的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)是一致的，在學(xué)習(xí)CAD軟件時(shí)也需要學(xué)習(xí)機(jī)械貫制圖的國家標(biāo)準(zhǔn)；② CAD在圖紙的尺寸、幾何公差、粗糙度標(biāo)注時(shí)內(nèi)在的一致性，也變相提高機(jī)械制圖的尺寸標(biāo)注的一致性；③當(dāng)使用機(jī)械CAD的三維軟件時(shí)，如Pro/E，SolidWorks、UG等軟件時(shí)，通過對(duì)一些機(jī)械制圖相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置，其通過繪制的準(zhǔn)確的三維模型轉(zhuǎn)換成二維工程圖時(shí)，在這基礎(chǔ)上進(jìn)行尺寸標(biāo)注、公差標(biāo)注和技術(shù)要求的編寫等等時(shí)，可提高圖紙的準(zhǔn)確性。

2.提高學(xué)生的三維模型的分析能力

機(jī)械中的復(fù)雜零件的分析一直是機(jī)械制圖課程中的難點(diǎn)，由于學(xué)生接觸機(jī)械專業(yè)課程的時(shí)間不長(zhǎng)，且機(jī)械制圖的時(shí)間也較多，學(xué)生一般不能從空間里想象復(fù)雜零件的三維模型。而利用CAD的三維實(shí)體效果可避免這一矛盾，通過在課堂上講解二維圖紙的一些表達(dá)方法，通過學(xué)生的自身的三維模型的想象能力和利用三維軟件展現(xiàn)出的三維模型的比對(duì)，提高學(xué)生從二維向三維模型的轉(zhuǎn)換能力。CAD軟件的建立的三維模型可根據(jù)二維工程圖的表達(dá)方法，進(jìn)行視角轉(zhuǎn)換或者局部剖切、放大視圖等，直觀展示二維工程圖中的表達(dá)難點(diǎn)，這有助于學(xué)生進(jìn)一步熟悉二維工程圖的相關(guān)的表達(dá)方法。所以當(dāng)教學(xué)過程中出現(xiàn)復(fù)雜零件的表示方法時(shí)，教師和學(xué)生都可利用CAD軟件來進(jìn)行輔助教學(xué)。

四、結(jié)束語

隨著教學(xué)設(shè)備和教學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高職學(xué)生將會(huì)學(xué)到更多、更有用的先進(jìn)技術(shù)與技能。《機(jī)械制圖》與《機(jī)械CAD》兩門課程的有機(jī)融合是高職院校相關(guān)專業(yè)課程的必然改進(jìn)，而對(duì)于高職院校，更要結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)以及社會(huì)的需求，盡可能地在制圖及上機(jī)教學(xué)中提高學(xué)生識(shí)圖、繪圖的能力，加強(qiáng)創(chuàng)新能力和工程意識(shí)的培養(yǎng)，為培養(yǎng)高質(zhì)量、適應(yīng)力強(qiáng)的新型專門技術(shù)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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