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        应用Solidworks辅助《机械制图》教学的探索与实践

    Solidworks是典型的三维实体的专业设计软件,由于其在三维实体造型时的方便与快捷,使其在工业产品造型、模具设计等方面得到广泛的应用。它可由三维产品模型直接生成二维投影图和工程图纸,实现三维立体图到平面图形的随时转换,可实时方便地修改、上色渲染产品。代表三维设计软件的Solidworks,从设计开始就从真三维入手,直接产生三维实体,然后赋予各种属性(如材料、力学特性等),转换到CAM软件中,再赋予加工参数信息,直接送到数控机床加工。目前我国发展比较快的地区,在工程设计制图中用计算机绘图代替手工绘图已经比较普遍,不少设计单位己经实现计算机出图(一般是二维平面图)。尽管三维图形设计己经成为图形设计新驱势,但由于大量的技术资料,技术文献仍然采用正投影法来表达物体的结构形状和大小,即二维平面图形仍然占据主导地位。在今后相当长的一段时期内,《机械制图》仍然是机械类、近机械类各专业的一门重要技术基础课程。采用Solidworks辅助《机械制图》的教学,借助形形色色的三维立体图形,既可以提高学生学习的兴趣,又能增强学习的直观性,降低学习的难度,还能帮助学生顺利建立从平面到立体、立体到平面的思维模式。笔者在教学实践中应用Solidworks辅助《机械制图》的教学,收到事倍功半的效果。   
     那么怎样利用Solidworks来实现辅助《机械制图》的教学呢?   
    首先,根据《机械制图》的教学目标,应用Solidworks的特长激发学生们的学习兴趣。《机械制图》作为机械类、近机械类各专业的一门重要技术基础课程,学习该课程的主要目标是:(1)、掌握并应用正投影法的基本原理来表达物体。(2)、绘制和阅读工程图样。(3)、具有空间想象、构思、和造型能力。概括起来就是培养具有熟练绘图与读图技能的技能型人才,具有良好的空间到平面、平面到立体思维模式,有一定构造能力的创新型人才。要实现这样的教学目标,单靠教师苦口婆心的“教”是远远不够,还必须充分调动学生“学”的积极性,以“教”来引导“学”,以“学”来促进“教”,从而达到教学相长,事半功倍的效果。笔者在教《机械制图》实践中发现,往往在课程开始时,学生的学习积极性较高,但随着学习难度的增加,学生学习的兴趣急剧下降,学生学得被动,教师教得艰辛。应用Solidworks来辅助教学,利用其多彩的色调,交互式的教学方式,直观的立体图形调动并维持着学生学习制图的积极性。   多彩的色调:Solidwork中提供各种色彩,通过对立体图形的着色,将一个鲜明生动的实体呈现在学生面前,能充分吸引住学生们的“眼球”。   交互式的教学方式:通过教师轻松的在Solidwork集成界面中的“点击”,一个个立体神奇地组合成我们所需要的形体来,并能对照Solidword自动转换生成的三维图进行讲解,大大增强了学习的生动性和透明性。   
    其次,利用Solidwork来辅助教学,能大大增强学习制图的透明性,降低学习难度,并能在潜移默化中培养学生的空间思维能力。   下面以笔者在教授“组合体的视图”(三视图)为例,来说明应用Solidwork生成三维模型、及其与平面图形的实时转换。   
    1、打开Solidworks2001,新建Solidworks文件,选择“零件”模板,以“上视”为基准面,在“上视图”上绘制草图。      
    2、用“拉伸”命令生成底板,并为文件取名“组合体.SLDPRT”保存。      
    3、新建Solidworks文件,选择“工程图”模板,图纸属性设定为:无格式,第一视角投影类型。用“标准3视图”命令,“从文件中插入”己生成的“组合体.SLDPRT”,则自动生成三视图,保存文件名为“组合体.SLDDRW”。      4、在Solidworks中对“组合体.SLDPRT”(三维模型)增加造型,则“组合体.SLDDRW”实时改变。      
    5、任意修改组合体的造型,如更改三维模型的尺寸数字,则自动由尺寸驱动(约束)立体的实际造型,或切除模型的材料,或添加模型的材料,在软件中都极为方便、简单。      
    6、三维模型修改后,其三视图(平面图)能自动更改。      
     7、也可将三维模型插入其平面图,并可以打印出来。      
    在软件中,不但能将真三维模型实时转换为三视图,还可生成其它外形视图,各种剖视图、剖面图,装配图。对于教学“相贯线”一节,尤其能得心应手。如图9为将模型剖切后的情形.      
结论:   
   应用Solidworks辅助《机械制图》教学,其特点如下:   
    1、教学方便、快捷,使用Solidworks软件能随心所欲地“造”出大量的、各种结构形状的模型,这对习惯于拿实物模型教学的教师将是一个挑战。用Solidworks造出的模型,还可随时更改各细部结构,可演示由基本立体到组合体,再到各种任意复杂结构的立体,其变化过程一目了然。在《机械制图》教学时,经常需要绘制立体,以利于分析、验证投影视图,如果遇到较为复杂的立体,则手工绘制十分不便,有时显得很困难,借助Solidworks软件则十分方便快捷。   2、快速地培养学生的识图能力,制图能力、空间想象能力。在Solidworks软件中,由模型到投影(平面图),或由投影到模型,可实时对照,当旋转三维模型时(线架结构状态),实际上就是模型在任意角度的投影。   
    3、电脑辅助教学,形象生动有趣,还可以制成课件,配以背景音乐,让教学在轻松、愉快的氛围中进行。改变了传统教学枯燥、呆板的形式,能极大地提高学生们学习的积极性。   
    4、教师需要学习Solidworks软件的使用。美国人开发的Solidworks软件,现在已有中文版本,该软件入门、深入学习并不困难。

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