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        基于Pro/E三維建模的工程制圖教學(xué)方法研究*

        2010-08-23 08:38:22劉永霞彭如恕
        中國(guó)教育技術(shù)裝備 2010年21期
        關(guān)鍵詞:零件圖工程圖組合體

        劉永霞 彭如恕

        南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 湖南衡陽(yáng) 421001

        基于Pro/E三維建模的工程制圖教學(xué)方法研究*

        劉永霞 彭如恕

        南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 湖南衡陽(yáng) 421001

        10.3969/j.issn.1671-489X.2010.21.108

        *南華大學(xué)校級(jí)教改資助課題(2009ZZ031)。

        作者:劉永霞,碩士,講師,研究方向?yàn)楣こ讨茍D。

        1 引言

        工程制圖是研究繪制和閱讀工程圖樣原理和方法的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課,要求學(xué)生掌握?qǐng)D示空間物體的基本知識(shí)和基本方法。目前利用三維軟件強(qiáng)大的造型功能進(jìn)行工程制圖輔助教學(xué),可以使學(xué)生在較輕松的環(huán)境下進(jìn)行學(xué)習(xí),并能顯著提高學(xué)習(xí)效率。

        隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,企業(yè)廣泛、深入應(yīng)用三維設(shè)計(jì)技術(shù),對(duì)人才三維造型設(shè)計(jì)能力的要求也越來(lái)越高[1]。所以,在國(guó)家制圖課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2005年修訂的“本科工程圖學(xué)課程教學(xué)基本要求”中明確要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)三維造型的基本操作技能[2]。近年來(lái),如何在工程制圖教學(xué)中融入三維CAD技術(shù)是我國(guó)圖學(xué)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,但到目前為止還沒(méi)有形成完善的解決方案,所以有必要對(duì)此展開(kāi)深入的研究。

        2 Pro/E軟件引入工程制圖教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)

        美國(guó)PTC公司開(kāi)發(fā)的軟件Pro/E是目前國(guó)際上最成熟使用參數(shù)化特征造型技術(shù)的大型CAD/CAM/CAE集成軟件之一,已成為機(jī)械行業(yè)工程技術(shù)人員必須掌握的軟件之一。選定該軟件引入制圖課堂有利于學(xué)生在今后的職業(yè)生涯中熟練掌握該軟件。

        將利用Pro/E軟件進(jìn)行三維造型的內(nèi)容融入工程制圖的教學(xué)中,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的三維造型能力,還能使Pro/E軟件成為學(xué)習(xí)工程制圖知識(shí)的重要工具。將二維圖形與三維建模進(jìn)行穿插教學(xué)的方法能夠營(yíng)造一種形象、直觀、高效、生動(dòng)的教學(xué)氣氛,減輕學(xué)生的畏難心理,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]。

        3 將Pro/E軟件融入制圖課堂的方法

        在工程設(shè)計(jì)中,因二維圖在視圖表達(dá)、尺寸及技術(shù)要求標(biāo)注方面的優(yōu)勢(shì)決定了二維圖與三維圖將長(zhǎng)期共存,所以在確定具體結(jié)合方式時(shí)可以采用融合式引入方法,根據(jù)畫(huà)法幾何和制圖課程學(xué)習(xí)的不同階段的需要,穩(wěn)步引入三維建模內(nèi)容,進(jìn)而形成完整的教學(xué)內(nèi)容體系。課程將在以下幾個(gè)階段引入三維建模。

        3.1 Pro/E在截交線、相貫線教學(xué)中的應(yīng)用

        截交線、相貫線內(nèi)容的學(xué)習(xí)一直是制圖教學(xué)的難點(diǎn)之一。在截交、相貫體部分引入三維造型,在課堂上演示典型形體的造型過(guò)程,使學(xué)生對(duì)形體有直觀的認(rèn)識(shí),了解它們的概念以及各種情況下的截交線、相貫線。同時(shí)使學(xué)生初步掌握三維實(shí)體造型的方法。

        3.2 Pro/E在組合體教學(xué)中的應(yīng)用

        在講授“挖切”形式組合體的三視圖時(shí),對(duì)于一些挖切多處的形體,求作第三個(gè)視圖時(shí),學(xué)生遇到的困難較大。如圖1所示的題目,教學(xué)中應(yīng)用Pro/E進(jìn)行三維造型,使學(xué)生看到組合體的形成過(guò)程,分析組合體各個(gè)組成部分的相對(duì)位置,再通過(guò)輸出視圖得到組合體的主視圖、俯視圖、左視圖。這種教學(xué)方法不但提高了學(xué)生的空間想象能力和思維能力,而且能夠啟發(fā)學(xué)生快速、準(zhǔn)確地作圖和讀圖。

        圖1 組合體示例

        3.3 Pro/E軟件在零件圖教學(xué)中的應(yīng)用

        零件圖在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用,學(xué)生學(xué)好零件圖對(duì)今后的工作非常重要。在零件圖的學(xué)習(xí)中將二維繪圖和三維建模同時(shí)訓(xùn)練,使用Pro/E軟件完成零件模型,再將造型生成工程圖,把工程圖輸入到AutoCAD軟件中,修改圖線的圖層,并標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求,生成一張完整的零件圖。這種以虛擬造型環(huán)境為背景的教學(xué)模式,有利于激發(fā)學(xué)生的觀察力、發(fā)現(xiàn)力、想象力及邏輯聯(lián)想力。

        3.4 Pro/E軟件在裝配圖教學(xué)中的應(yīng)用

        在裝配圖的教學(xué)環(huán)節(jié),可以利用Pro/E的動(dòng)畫(huà)功能將一些裝置的安裝及拆卸過(guò)程做成動(dòng)畫(huà),如圖2所示為安全閥裝配動(dòng)畫(huà)完成后的爆炸圖,上課時(shí)演示給學(xué)生,讓學(xué)生對(duì)裝置的結(jié)構(gòu)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。這種教學(xué)方法使整個(gè)裝配過(guò)程具有仿真性,實(shí)踐性強(qiáng)。該方法在教學(xué)上既強(qiáng)調(diào)知識(shí)的理解,又突出知識(shí)的運(yùn)用,還強(qiáng)化能力的培養(yǎng),這一切都是傳統(tǒng)教學(xué)所無(wú)法比擬的。

        圖2 裝配圖示例

        4 結(jié)束語(yǔ)

        計(jì)算機(jī)三維實(shí)體模型生動(dòng)逼真,空間關(guān)系直觀具體,有助于學(xué)生理解工程制圖的內(nèi)容,還可以輔助思維,提高學(xué)生形體構(gòu)型、圖形分析能力。實(shí)踐表明,Pro/E軟件在工程制圖教學(xué)中的應(yīng)用大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生空間想象能力,同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生積極學(xué)習(xí)并掌握三維設(shè)計(jì)軟件。

        [1]侯洪生,張?jiān)戚x,朱玉祥,等.工程制圖教材中傳統(tǒng)內(nèi)容與三維CAD融合的研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào),2008(2)

        [2]葉軍,孫根正.三維建模引入制圖課程的改革研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào),2008(2)

        [3]楊梅,毛志松,姚繼權(quán).CAXA-3D三維造型在工程圖學(xué)教學(xué)中的探索與應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2005(1)

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