SoIidWorks在工程制圖教學(xué)應(yīng)用

尹革

（江蘇石油勘探局培訓(xùn)處,江蘇 揚(yáng)州 225007）

一、SoIidWorks軟件技術(shù)特性

SolidWorks具有2D到3D的相互轉(zhuǎn)換功能， 該功能揭示圖形的形成過程， 完全同制圖讀圖與畫圖的思維過程一致，可使抽象的問題具體化，增加感性認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生所學(xué)知識(shí)的理解和掌握， 達(dá)到機(jī)械制圖提高空間思維的能力的目的。

SolidWorks軟件的主要特特征：

（一）SolidWorks提供了直接繪制三維草圖的功能，在用戶界面下，繪制不再局限在平面上， 而是平面上通過拉伸等工具在空間3D草圖模型，還可在裝配環(huán)境下的布局草圖進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。

（二）SolidWorks操作靈活，建模迅速， 是一種尺寸驅(qū)動(dòng)且基于特征的三維設(shè)計(jì)軟件， 具有方便的事后修改功能， 更加適合學(xué)生在機(jī)械制圖綜合實(shí)踐中使用，SolidWorks可以生成實(shí)體的裝配過程、爆炸過程、運(yùn)動(dòng)過程的動(dòng)畫文件，可以看到整個(gè)零件和裝配的各方位，使抽象的物體具體化，簡單明了。

（三）SolidWorks圖形菜單設(shè)計(jì)簡單明快、形象化， 一看即知。實(shí)體的建模和裝配完全符合于自然的三維世界，實(shí)體的選取非常容易和方便。對實(shí)體的放大， 縮小和旋轉(zhuǎn)等操作可以在任何命令過程中使用。

二、SoIidWorks在教學(xué)的應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)以SolidWorks三維建模為主的工程圖學(xué)課程教學(xué)新體系奠定基礎(chǔ)。通過直觀性教學(xué)，幫助學(xué)生建立空間思維模式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖形學(xué)理論的迅猛發(fā)展，工程設(shè)計(jì)的方法和手段都有很大的變化，隨之產(chǎn)生了與之相適應(yīng)的新理論、新知識(shí)。要想在較短的時(shí)間內(nèi)快速培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，教師的引導(dǎo)和學(xué)生的自我培養(yǎng)是兩個(gè)密不可分的環(huán)節(jié)。通過在教學(xué)中運(yùn)用Solidworks軟件創(chuàng)建立體模型，科學(xué)合理有效的安排授課內(nèi)容，充分利用課上時(shí)間，培養(yǎng)并強(qiáng)化學(xué)生的空間想象力，而學(xué)生通過Solidworks軟件建模實(shí)現(xiàn)了主觀性地建立空間思維模式，對工程制圖的學(xué)習(xí)起到了促進(jìn)作用。

三、SoIidWorks對教學(xué)難點(diǎn)的應(yīng)用實(shí)例

（一）SolidWorks在三視圖教學(xué)時(shí)的應(yīng)用

教師先利用SolidWorks的三視圖畫成相應(yīng)的立體圖，通過對“平面草圖”進(jìn)行“拉伸”、“拉伸切除”、“旋轉(zhuǎn)”、“旋轉(zhuǎn)切除”、“掃描”等操作形成立體圖。立體圖形有質(zhì)感，立體感好，相當(dāng)于給學(xué)生提供了一個(gè)完美的教學(xué)模型，幫助學(xué)生建構(gòu)立體圖形。SolidWorks帶有視圖定向功能，可以更改當(dāng)前視圖定向或窗口數(shù)。形成三視圖需要學(xué)生從前往后、從上往下、從左往右地觀察立體圖，而在PPT中給定的立體圖是一個(gè)固定的軸測圖，我們無法隨意地轉(zhuǎn)變圖形的方向，無法多方位地了解圖形。通過該功能能夠幫助學(xué)生建構(gòu)空間圖形，從不同方向觀察圖形，隨時(shí)將立體圖形換成單向視圖，由立體轉(zhuǎn)到平面，更加深對立體圖的理解，提高空間想象能力，最終使學(xué)生能夠畫出準(zhǔn)確的三視圖。

（二）SolidWorks在組合體視圖中的應(yīng)用

在機(jī)械制圖中組合體視圖是重要的內(nèi)容。繪制切割型組合體視圖時(shí)，教師可使用.SolidWorks切割建模，讓學(xué)生充分了解切割過程，達(dá)到靈活講解的目的。演示疊加型組合體的形成過程及切割型組合體視圖的切割過程，使學(xué)生印象深刻，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力。若不能提供相應(yīng)的組合體實(shí)物，而是只泛泛講解，學(xué)生是難以理解的。這時(shí)用SolidWorks軟件現(xiàn)場繪制立體模型展示，學(xué)生一目了然，疑難問題也會(huì)迎刃而解。通過SolidWorks軟件的使用，演示零件的建模過程，加深學(xué)生對組合體形成過程的理解。零件模型繪制好后可通過軟件的多個(gè)視口功能，同時(shí)展示三視圖及軸測圖，使學(xué)生從各個(gè)角度都可以直觀地觀察到該零件的三維模型。

（三）相貫線教學(xué)難點(diǎn)解析

相貫線是工程制圖的教學(xué)難點(diǎn)。相貫線是兩個(gè)立體相交所形成的表面交線。在一般情況下，兩曲面立體的相貫線是閉合的空間曲線；在特殊情況下，不閉合，也可能是平面曲線或直線。對于求常見的兩回轉(zhuǎn)體相交所形成的相貫線，常用的方法有積聚性法和輔助平面法。一般情況下，只要采用上述方法的解題步驟對相貫體進(jìn)行分析，學(xué)生就可以完成相貫線的求解問題。

學(xué)生對于求解常見回轉(zhuǎn)體的組合相貫線普遍感到想象困難，尤其是想象相貫線的空間形狀方面感到困難，無從下手，組合相貫線的空間形狀更難以想象。綜上述，利用SolidWorks演示“相貫線”這部分內(nèi)容時(shí)，由二維草圖生成三維實(shí)體的功能，形象直觀地演示相貫體的類型、相對位置、組合方式、空間形狀，以及形成的相貫線的空間形狀，達(dá)到幫助學(xué)生提高空間想象能力、熟練掌握該部分內(nèi)容的目的。

以兩圓柱體相貫為例，我們利用Solidworks軟件可以很方便地建立垂直相交軸線的兩圓柱零件圖，將兩個(gè)直徑變化的方式進(jìn)行裝配，就可得到兩圓柱相貫圖。改變垂直方向圓柱的半徑，在此過程中可以非常明顯地看出兩圓柱的相貫線的形狀的改變，可以使學(xué)生對圓柱相貫線有非常直觀而且生動(dòng)的了解。

例如：求兩空心回轉(zhuǎn)體相貫的實(shí)體模型。學(xué)生對于求解形體內(nèi)部的相貫線普遍感到作圖無從下手，分析想象困難，相貫線的空間形狀更難以想象。利用Solidworks可以看到各個(gè)角度的視圖。在Solidworks菜單欄選擇“顯示樣式”中的隱藏線可見，能清晰地看到相貫線的內(nèi)部情況。過讓學(xué)生通過模型建模，掌握內(nèi)部相貫線的畫法，使學(xué)生對內(nèi)部相貫線的形狀和結(jié)構(gòu)有更清晰的認(rèn)識(shí)，能夠比較容易地建立立體的空間概念。這樣既大大降低了課程講授的難度，又使復(fù)雜的問題變得容易理解。

（四）SolidWorks在剖視圖中的應(yīng)用

剖視圖是用來表達(dá)零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀的投影圖，在剖視圖教學(xué)中，學(xué)生對機(jī)械零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的理解有較大困難，同時(shí)對于剖切方式和剖切位置的選擇不好理解，在機(jī)械制圖的教學(xué)中，靈活運(yùn)用SolidWorks軟件提供的剖切功能，能使上述問題迎刃而解，為了直觀地講解剖視圖的概念，在SolidWorks三維造型模塊下，通過SolidWorks直觀的動(dòng)態(tài)形式展現(xiàn)剖切視圖，有助于學(xué)生深入理解剖切的概念，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，輕松掌握剖視圖的畫法。

結(jié)束語：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖形學(xué)理論的迅猛發(fā)展。這就給工程設(shè)計(jì)實(shí)踐提出了新的問題。SolidWorks應(yīng)用到工程制圖的實(shí)踐教學(xué)中，對工程圖學(xué)教育也提出了更高、更新的要求，可以不斷提高機(jī)械專業(yè)學(xué)生現(xiàn)代工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的高速發(fā)展，將三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用到工程制圖的教學(xué)的方法和手段，必將不斷創(chuàng)新和改進(jìn)。