Solidworks在制圖教學中的應用

覃 群

(江漢大學機電與建筑工程學院，湖北 武漢 430056)

1 尺寸標注

1.1 定形尺寸、定位尺寸

制圖中定形、定位尺寸的概念較抽象，學生不易理解透徹，可以在SW環境下，演示講解：任意畫一個圓，通過拖動鼠標，可以任意改變其大小和位置；標注直徑尺寸后，形狀就不可變了，位置還是可變，說明定形尺寸只確定大小，不確定位置；當標注圓心相對于原點X方向的距離尺寸時，圓沿X方向不能移動，但仍可沿Y方向移動；如果再標注一個Y方向的尺寸，圓的位置就確定，不能拖動了。原點也充當了定位尺寸的起點，即基準。通過這樣的演示，可以直觀地告訴學生什么是定形、定位尺寸及基準的概念作用。

1.2 標注尺寸要完整

國標規定標注尺寸要完整，這個學生在練習中也經常出錯。教學中把SW中過定義等概念融入其中，可以幫助其理解。在SW中欠定義(差尺寸或者差約束)圖形是藍色的，如圖1(a)所示，右邊的圓，如果增加一個Y方向定位尺寸或者對兩個圓心點增加水平約束即可完全定義，只有完全定義(尺寸和約束不多不少)的圖形才是黑色的，如圖1(b)。增加約束就要減少尺寸，如在圖1(b)中增加兩圓對稱約束后，原來的圖形就過定義了(尺寸或者約束多余)，圖形是黃色或者紅色的，如圖1(c)所示，去掉尺寸35后，圖形恢復完全定義。

圖1 過定義、欠定義、完全定義實例

2 平面圖形的畫法

2.1 圓心的軌跡圓

在講述平面圖形畫法，各種相切情況下圓心軌跡的時候，也可以借助于Solidworks，以外切為例，如圖2所示，先畫出兩相切的圓，然后以已知圓的圓心為圓心，以兩圓半徑和為半徑畫一段圓弧，再用鼠標拖動小圓，圓弧也會跟著延伸，學生可以動態地看出圓心的軌跡圓了。其它相切演示方法類似。

圖2 圓心軌跡

2.2 3種連接線段

平面圖形的線段分3種：已知線段、中間線段和連接線段。當圖2中只給定小圓直徑時，圖形是欠定義的；當給定圓心X或者Y方向一個定位尺寸，如水平尺寸，圖形變為黑色，即完全定義，即有一個相切的約束，則只需要一個方向的定位尺寸就可以完全定義圖形，這個就是中間線段。連接線段也可以用類似的方法演示。

3 相貫線

如圖3所示，建立2個圓柱，在拉伸過程中可以直觀地看到兩圓柱的外相貫線，然后保持草圖圓不變，修改特征為拉伸切除，相當于動態地把圖3的豎直圓柱抽出去，形成孔，相貫線的形狀是一樣的。由此說明，相貫線的形狀只受兩個圓柱的大小和相對位置的影響，如果大小和相對位置是一樣的，無論是疊加還是切割，交線的形狀是一樣的。

圖3 相貫線中的應用

編輯草圖，將圖3中豎直孔的直徑不斷地變大，可以看到相貫線往中間動態的變化，當調到和水平圓柱直徑一樣大的時候，可以得到圓柱的特殊相貫。通過編輯草圖，這樣動態的變化，可以讓學生看到相貫線形狀受兩個圓柱相對大小變化的影響，且學生可以預見地得到特殊相貫線形狀的結論。

4 形體分析法中的應用

無論是看組合體還是畫組合體，形體分析法都是很重要的一種方法，它是把復雜立體分解成熟悉的基本體，但這個分解是人為的、假設的，實際上組合體是一個整體。在說明這個問題的時候，可以利用Solidworks特征造型中“合并結果”選項，不選此選項，中間有線，如圖4所示，然后編輯特征，選擇此選項，中間分界線消失，直觀地說明合并成一個整體的含義。

5 結論

本文將Solidworks中的有關概念有機地融入到制圖教學中，動態地演示尺寸標注中的定形、定位尺寸和尺寸基準、尺寸標注的完整性以及平面圖形中各種線段的概念，以及在相貫線和形體分析法看圖、畫圖中的應用，該方法已用于教學實踐，效果良好。