龐永俊 孫冰心 王月亭 趙 芳

河北建筑工程學(xué)院

0 工程圖學(xué)過去、現(xiàn)在教學(xué)模式比較

由于過去的教學(xué)是手工儀器繪圖、加上課堂講授的方式,課時有限的情況下,教師不可能把全部立體圖形都畫在黑板上,這樣就存在口述一個工程實體原形的情況,學(xué)生只能憑借想象力來跟上老師的講解過程,給初學(xué)者帶來很多困難.俗話說:百聞不如一見,隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,學(xué)習(xí)過程中教師每講授一個工程實體原形就有相對應(yīng)的立體圖形展示給學(xué)生,甚至還有動畫過程和爆炸圖解過程,學(xué)生由不知所云到感同身受,由想象教學(xué)到情景教學(xué),由枯燥的文字和掛圖到動畫交互方式教學(xué)模式,極大地提高和激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)工程圖的學(xué)習(xí)興趣.為后續(xù)應(yīng)用于實際生產(chǎn)中奠定基礎(chǔ).表1是工程圖學(xué)過去和現(xiàn)在教學(xué)模式的比較.

表1 工程圖學(xué)教學(xué)模式比較

1 發(fā)展趨勢

隨著三維軟件的出現(xiàn),如:Pro/E、Solidworks、UG等,工程實例通過三維設(shè)計的模型,不經(jīng)過二維出圖,直接經(jīng)過數(shù)據(jù)加工處理,在數(shù)據(jù)加工設(shè)備上進(jìn)行加工,生產(chǎn)出產(chǎn)品,從此將告別圖紙化年代.

設(shè)計師再也不用三維思維設(shè)計產(chǎn)品轉(zhuǎn)換成二維思維出工程圖,再由加工人員二維工程圖轉(zhuǎn)換成三維思維的產(chǎn)品原型來加工產(chǎn)品.設(shè)計師設(shè)計的產(chǎn)品在屏幕上直接三維實體圖像仿真出現(xiàn),形象又逼真.是直接的思維過程,不用再轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去的.表達(dá)更清晰、準(zhǔn)確、直觀.加工人員直接讀取三維實體圖及其對應(yīng)尺寸、公差和技術(shù)要求等信息,加工出用戶需求的產(chǎn)品.

但是現(xiàn)在轉(zhuǎn)型到將來,中間的過渡期還是有的,不可能由人們習(xí)慣的二維圖紙時代一下子轉(zhuǎn)換成三維設(shè)計、數(shù)據(jù)處理加工的時代.這需要一段適應(yīng)期,要大量工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和革新來適應(yīng)潮流的發(fā)展.對于在校學(xué)生則通過教學(xué)改革直接接受新的教學(xué)內(nèi)容.

設(shè)計者三維思維、三維設(shè)計,由軟件自動生成二維圖紙,以供加工工件之需.是過渡期的特點.

舉例:以Pro/E為例,由三維實體模型設(shè)計→裝配→動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)分析→出二維工程圖→適應(yīng)現(xiàn)行加工市場需求.

如液壓缸的裝配是機(jī)械設(shè)計中常用的機(jī)械部件,是典型的活動零件裝配.

基于Pro/E,制作出液壓缸活塞、活塞桿、缸筒、缸蓋、導(dǎo)向套等主要零件的三維零件圖,如圖1所示.

圖1 基于Pro/E的液壓缸缸蓋、活塞、活塞桿、缸筒、導(dǎo)向套等零件的三維零件圖

利用Pro/E,將以上零件裝配,裝配圖如圖2所示.

圖2 基于Pro/E的液壓缸三維立體裝配圖

根據(jù)零件圖和裝配圖給出二維工程圖如圖3所示.二維零件圖以活塞桿為例.

圖3 液壓缸二維零件圖和裝配圖

2 工程圖學(xué)教學(xué)改革

畫法幾何是培養(yǎng)學(xué)生具備立體概念、立體感的學(xué)科,工科院校學(xué)生只靠高中的立體幾何知識不足以滿足工程技術(shù)人員的讀圖、繪圖能力需求.畫法幾何培養(yǎng)空間想象、空間思維、空間解析能力和圖形表達(dá)能力及計算機(jī)輔助設(shè)計能力也是下一步學(xué)習(xí)工程圖學(xué)的基礎(chǔ),是在練“內(nèi)功”,決不可輕而視之.就這一點意義上講,畫法幾何不會被削弱計劃學(xué)時更不會被取消.

機(jī)械制圖課卻要做重大改革,首先學(xué)習(xí)三維實體模型繪制軟件比如Pro/E.我們知道,三維實體繪圖軟件的產(chǎn)生不僅僅是為了實體轉(zhuǎn)型,更重要的是利用設(shè)計出來的三維實體模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢驗,機(jī)構(gòu)分析和動態(tài)干涉檢驗,動力學(xué)分析,強(qiáng)度分析等.因此,運(yùn)用三維設(shè)計軟件的真正意義不僅僅在于設(shè)計模型本身,而是設(shè)計出模型后的處理工作,對于有問題的,修改使其滿足用戶的需求,滿足實踐要求.避免重復(fù)勞動,更高效地實現(xiàn)設(shè)計意圖.

在學(xué)習(xí)三維實體造型基本操作之后,要進(jìn)一步學(xué)習(xí)運(yùn)動仿真、動力學(xué)、機(jī)械性能分析,為進(jìn)一步與ADAMS等動力學(xué)、運(yùn)動學(xué)分析軟件對接打下基礎(chǔ).有很強(qiáng)的實踐意義.

3 結(jié) 論

相信隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,必將給設(shè)計者帶來更大的福音,而相與之配套使用的數(shù)據(jù)處理軟件與數(shù)據(jù)加工設(shè)備也必將應(yīng)運(yùn)而生,徹底告別圖紙化時代.工程圖學(xué)必將迎來一個全新時代.即方便設(shè)計人員設(shè)計,更符合設(shè)計直接思維,又方便加工人員加工需要.由三維設(shè)計到三維加工是工程圖學(xué)必然趨勢.

[1]張慶芳.工程制圖課程教學(xué)方法及教學(xué)手段的探討,山西建筑,2007(09)

[2]毛文武.機(jī)制專業(yè)機(jī)械制圖課程教學(xué)改革與實踐,裝備制造技術(shù),2009(08)