探究機械制圖教學中CAD技術的創(chuàng)新應用

李杰

摘要：在實際的機械制圖教學，CAD技術有著十分廣泛的利用。在新的時代背景下，傳統(tǒng)的制圖方法已經(jīng)難以滿足制圖的需求，而機械制圖具有較高的實踐性，因此加強對機械制圖教學中的CAD技術創(chuàng)新，能夠有效提高教學效果，發(fā)揮CAD技術創(chuàng)新在機械制圖領域的更大價值。

關鍵詞：機械制圖教學;CAD;創(chuàng)新應用

中圖分類號：TH126.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）06-0245-02

0? 引言

在傳統(tǒng)的機械制圖教學中，教師對制圖方法的講解通常利用口述的方法進行，但是口述的方法難以取得良好的教學效果，學生對于知識的掌握，還是憑借自己的想象力，以此來完成教學中的繪圖任務，對于知識的掌握猶如紙上談兵。而將CAD技術利用在現(xiàn)實的機械圖紙制作中，其會發(fā)揮出更加顯著的效果，方便學生對知識的掌握，同時該技術可以讓學生更加直觀的看出圖紙的內(nèi)容，讓機械制圖變得更加簡單，充分的將CAD技術的優(yōu)勢發(fā)揮出來，促進學生的實踐能力提升。

1? CAD技術概述

1.1 CAD技術的發(fā)展

CAD技術就是計算機輔助設計，其主要就是通過計算機來實現(xiàn)對圖形的處理。因為計算機的利用能夠科學的通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的對比，幫人們選出最優(yōu)的設計方案，完成各種基礎性制圖操作。[1]該技術最初誕生在美國，后期隨著計算機的普及，該技術逐漸成熟，進入我國獲得了較快發(fā)展和二次開發(fā)。

1.2 CAD技術的組成

隨著CAD技術的不斷發(fā)展，該技術的各項功能日趨成熟，應用的范圍更加廣泛。一般而言，CAD技術包括幾個部分：比如計算機軟件、觸摸屏、掃描儀、光筆、打印機等。其主要的技術有圖像處理技術、圖像轉換技術等。在人機交互功能方面，CAD用戶可以通過多種方式，在不同的平臺上面進行CAD軟件交互，操作起來十分便利。其次是進行繪圖，該技術能夠對普通的二維圖形處理，通過繪制點、線完成各種平面圖形的操作，完成對圖形的編輯，實現(xiàn)三維圖形與二維圖形之間的轉換。最后就是CAD技術有著較強的數(shù)據(jù)交換水平，方便對數(shù)據(jù)的處理和轉換。

2? CAD技術用于機械制圖教學中的作用

2.1 激發(fā)學生興趣

CAD技術的利用能夠極大的激發(fā)學生學習機械制圖的興趣，讓學生主動的投入CAD學習。首先是因為CAD技術具有多種教學方式，將其運用在實際的教學中，可以讓學生喜歡上學習。其次，可以實現(xiàn)教學內(nèi)容的改變，因為傳統(tǒng)教學知識理論比較多，學習起來比較枯燥無味，而CAD技術的利用能夠讓教學具有更多的新鮮感，讓教學內(nèi)容更有吸引力。最后，隨著實踐教學的增多，機械制圖需要學生具備更高的實踐能力，所以該技術的利用可以讓學生更多的進行實踐，提高學習的積極性。[2]

2.2 豐富教學內(nèi)容

在傳統(tǒng)的機械制圖教學過程中，學生對于機械制圖的認知具有一定局限性，教師口述的教學方法不利于學生對于知識的理解。尤其是學生遇見比較復雜的圖紙，就難以理解制圖的內(nèi)容。在CAD技術的利用就可以促進這一問題的解決，教師可以利用CAD技術將機械的各個部分清晰的呈現(xiàn)在學生面前，讓學生更加直觀的對圖形進行把握，并且還可以根據(jù)繪圖的特點，進行實際的調(diào)整，從而讓繪圖教學更加方便，促進學生更加清楚的掌握相關內(nèi)容。

2.3 優(yōu)化三維制圖

將CAD技術用于機械制圖教學，能夠極大的方便學生對知識的理解。首先，CAD技術可以有效的突破二維制圖教學的局限性，利于三維制圖的優(yōu)化，讓學生的學習需要得到滿足，保證學習的質量。其次該技術的利用，可以有效的將機械中的復雜零部件進行展現(xiàn)，讓學生更加了解零件的構成，使學習的難度得到降低。最后，CAD技術的利用能夠實現(xiàn)信息共享，加強師生之間的交流，促進學生對知識的理解。

3? 機械制圖教學中CAD技術的創(chuàng)新應用

3.1 應用案例1分析

在實際的機械制圖教學中，通常會遇到比較復雜的機械構造，傳統(tǒng)口述方法無法將解剖情況說明清楚，而加強CAD剖視圖的利用，可以改善這個問題。讓教師在有限的教學時間里，利用CAD技術對教學內(nèi)容的分析，講清機械制圖的內(nèi)部結構，還可以通過CAD建模等方式進行機械結構的剖切、旋轉、移動等，讓學生對機械知識更加了解。同時，CAD讓學生可以主動的接受知識。比如說在進行《看組合體視圖》知識講授的時候，要想讓學生看清組合體的結構，就可以利用形體分析法來進行看圖，再利用CAD技術建立立體模型，具體如圖1所示。

機械制圖中形體分析法的利用就是從零件的形狀特征出發(fā)，利用CAD技術建立模型，將機械物體分解為多個簡單的形體，接著通過物體組合的方式，再將它們組合起來，讓其形成一個完整的組合體。

3.1.1 認識視圖，抓住特征

在進行最初的認識視圖時，要讓學生將視圖的個數(shù)弄清，然后科學的對視圖中的主要位置和其他位置關系進行分析，根據(jù)圖形的實際特點，找到最能體現(xiàn)圖形特點的位置視圖，將其和其他視圖進行配合，通過CAD技術實現(xiàn)空間結構的調(diào)整。

3.1.2 分析投影，聯(lián)想形體

要根據(jù)參照物體的特點視圖，對圖形進行形體特點分析，根據(jù)不同的封閉線框體現(xiàn)出形體輪廓的投影原理，然后將圖形分解為幾個不同的部分。再利用三視圖的“長對正”、“高平齊”、 “寬相等”等規(guī)律，將每個圖形的三個投影畫出來。查看的時候要根據(jù)繪圖的主次原則，先將最容易看的部分確定下來，再看比較難以理解的部分，同時遵循先整體后細節(jié)的方式。下面以軸承座為例，分析用CAD技術中形體分析法看圖的方法。

圖1（a）是軸承座的三視圖，其也是可以將形狀特征反映出來的主視圖，它反映了兩塊形體的主要特征形狀。從形體I的主視圖出發(fā)，利用三視圖的投影特點，能夠發(fā)現(xiàn)俯視圖上和左視圖上的投影，如圖1（b）封閉的粗線框所示。可以想象出形體Ⅰ是一個長方體，然后在其上部挖了個半圓槽。然后可以找出三角形肋板的其他兩個投影，如圖1（c）所示的封閉粗線框。學生能夠想象出它的形狀是一個三角塊，左邊、右邊各一個。最后分析底板的情況，例如圖1（d）所示就是封閉粗線框，俯視圖可以清晰的將其形狀特征顯示出來，最后結合左視圖想象出其形狀為帶彎邊的矩形板，上面鉆了兩個孔。最后根據(jù)每一塊的形體特點，找到圖形的對應關系，想象出一個整體形象。利用CAD技術建立物體的模型，整體的形狀為圖1（e）和圖1（f）所示。[3]

3.2 應用案例2分析

正常情況下，我們對于零件圖識讀的教學包括4個部分，主要包括標題欄、視圖、尺寸、技術等。其中的每一個部分都發(fā)揮著關鍵的作用，都可以通過CAD來講解，尤其是對于標題欄，可以調(diào)用樣板文件進行教學。在進行視圖部分教學的時候，能夠利用CAD三維建模來完成制圖，此時尺寸的選擇顯得十分重要，其具體可以根據(jù)CAD中的尺寸標注樣式來完成教學，但是在進行機械制圖實施的時候，一定要參照表面粗糙度塊的屬性來進行文字輸入，此時利用CAD技術也是十分必要的，它的形位公差利用CAD中的快速引線實現(xiàn)標注。這就可以說明，機械制圖和CAD能夠通過相互穿插進行教學，從而讓枯燥的教學內(nèi)容變得更加有趣，提升教學質量。比如：在機械制圖教學中要運用《組合體的尺寸標記》知識，如果只是畫出三視圖，只能解決形狀問題，而要想表明圖形的大小，就要在視圖中，將尺寸標記出來。

如圖2所示，在進行組合圖尺寸標記的時候，要注意組合體的底面、端面、對稱面等基準，軸承座的尺寸基準為：長度方向要將對稱面作為基準，寬度方向要將后端面作為基準，而高度要將底面作為基準，當基準確定以后，得到軸承座的全部尺寸，如圖3所示。

4? 總結

綜上所述，將CAD技術利用在機械制圖教學中具有關鍵的作用，CAD技術靈活的運用在機械制圖中可以加強學生對知識的理解，提升學生的專業(yè)知識能力，以便更好的促進后續(xù)工作的開展。

參考文獻：

[1]鄧學雄，梁柯.現(xiàn)代CAD技術的發(fā)展特征[J].工程圖學學報，2001（03）：8-13.

[2]張文.CAD技術在機械制圖教學中的創(chuàng)新應用[J].教育教學論壇，2020（06）：159-160.

[3]蘭雅雯.三維CAD技術在機械制圖教學中的應用探討[J].才智，2017（26）：151.