許鵬輝

(江蘇省交通技師學(xué)院機(jī)械系,江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

機(jī)械制圖是工科類專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)學(xué)生對工程圖樣的閱圖能力、圖示能力、空間想象能力和邏輯思維能力的技術(shù)基礎(chǔ)課?？臻g想象能力是學(xué)好機(jī)械制圖的重要前提。技工院校的學(xué)生由于知識底子薄，所以這方面的能力就比較缺乏，在制圖課程教學(xué)中突出表現(xiàn)為空間想象能力欠缺，對比較復(fù)雜的投影關(guān)系難以理解，視圖表達(dá)不很合理。Pro/E軟件的應(yīng)用，為提高此能力提供了幫助，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械制圖的基本知識。

1 Pro/E簡介

Pro/E軟件屬于三維CAD軟件，是PTC公司出品的三維設(shè)計(jì)類綜合軟件。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的零件造型、裝配體和工程圖三個(gè)模塊與機(jī)械制圖教學(xué)結(jié)合緊密。在零件造型方面Pro/E有著豐富的功能。拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃描、網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)陣以及抽殼等，都使得軟件具有造型速度快的特點(diǎn)。能夠有效的節(jié)約時(shí)間，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)更好的利用課堂時(shí)間。

2 Pro/E軟件與機(jī)械制圖教學(xué)的結(jié)合

立體由各個(gè)表面按規(guī)律組合而成。其三視圖由點(diǎn)、直線和閉合輪廓組成?；剞D(zhuǎn)體（曲面立體）是由回轉(zhuǎn)面或回轉(zhuǎn)面與平面所組成。特殊位置截平面截切曲面立體時(shí)截交線的求法和帶切口的曲面立體表面截交線的作圖是其難點(diǎn)和重點(diǎn)，空間想象難是其教學(xué)過程中的一個(gè)主要問題。

2.1 回轉(zhuǎn)體的造型與表達(dá)

機(jī)械制圖中的回轉(zhuǎn)體是有一般或特殊曲面和相應(yīng)的若干平面組成，所有在曲面與曲面相交處就形成了相貫線，相關(guān)線的特點(diǎn)是空間封閉的，該特點(diǎn)導(dǎo)致學(xué)生在繪制其工程圖時(shí)，因?yàn)闊o法想象其形狀，而在繪圖的時(shí)候具有很大的困難。通過pro/E軟件零件建模和工程圖功能建立某種回轉(zhuǎn)體的模型，在軟件中實(shí)現(xiàn)其三視圖和缺省方向的視圖。有助于學(xué)生形成正確的空間立體概念，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)以直接感知為主，進(jìn)而使學(xué)生掌握所學(xué)知識。如圖1所示，利用pro/E軟件建立圓臺體的三維空間表達(dá),圖2所示，利用pro/E軟件建立圓臺體的二維空間表達(dá)。

圖1 圓臺體的三維空間表達(dá)

2.2 回轉(zhuǎn)體與平面截交建模與表達(dá)

圖2 圓臺體的二維空間表達(dá)

機(jī)械制圖中回轉(zhuǎn)體與平面截交形成截交線，曲面立體的截交線是截平面與立體表面的共有線，截交線上的點(diǎn)是截平面與立體表面上的共有點(diǎn)。曲面立體截交線通常是封閉的平面曲線，或是由曲線和直線所圍成的平面圖形或多邊形。截平面與復(fù)合回轉(zhuǎn)體相交，其截交線是截平面與基本幾何體截交線的組合。這種截交線之間的分界點(diǎn)，是復(fù)合回轉(zhuǎn)體的相鄰兩立體表面分界線與截平面的交點(diǎn)，稱為結(jié)合點(diǎn)。多個(gè)截平面與立體相交所得的截交線是各截平面所得截交線的組合；截交線的結(jié)合點(diǎn)是相鄰兩截平面與立體表面的共有點(diǎn)，它是兩截平面的交線與立體表面的交點(diǎn)。兩截平面的交線是各截?cái)嗝娴姆纸缇€。在繪制其工程圖，公交線的形狀、結(jié)合點(diǎn)的尋找、分界點(diǎn)的確定需要很好的空間想象能力，對學(xué)生來講有很大的困難。利用pro/E軟件使其顯的直觀簡單。如圖3所示，利用pro/E軟件建立圓柱與平面截交的三維空間表達(dá)，如圖4所示，利用pro/E軟件建立圓柱與平面截交的二維空間表達(dá)。

圖3 圓柱與平面截交的三維空間表達(dá)

圖4 圓柱與平面截交的三維空間表達(dá)

2.3 帶切口的回轉(zhuǎn)體建模與表達(dá)

帶切口的回轉(zhuǎn)體是由回轉(zhuǎn)體別其他形狀的實(shí)體切割形成的。學(xué)習(xí)帶切口的回轉(zhuǎn)體投影，關(guān)鍵是掌握外形輪廓線和切口截交線的性質(zhì)及各投影的對應(yīng)關(guān)系，初學(xué)時(shí)，往往容易將曲面中不同投影的外形輪廓線混淆，弄不清不同投影上的外形輪廓線在各投影中對應(yīng)的位置關(guān)系?，F(xiàn)在我們可以借助pro/E軟件建立帶切口的回轉(zhuǎn)體模型，讓學(xué)習(xí)者能清楚的看到其不同平面的投影和不同投影之間的關(guān)系，使得帶切口回轉(zhuǎn)體作圖的學(xué)習(xí)變的更簡單更形象。如圖5所示，利用pro/E軟件建立帶切口的回轉(zhuǎn)體模型的三維空間表達(dá)，如圖6所示，利用pro/E軟件建立帶切口的回轉(zhuǎn)體模型的二維空間表達(dá)。

圖5 帶切口的回轉(zhuǎn)體模型的三維空間表達(dá)

3 結(jié)束語

Pro/E軟件的使用，簡化了教師對零部件結(jié)構(gòu)的講解，有利于學(xué)生對表達(dá)方式的理解和結(jié)構(gòu)的思維構(gòu)型。同時(shí)通過課程的相互結(jié)合，使不同課程知識到網(wǎng)狀記憶的效果，提高對課程學(xué)習(xí)的積極性和合理性。

機(jī)械零件的形體都是有簡單又有復(fù)雜的，類型多樣，購買所有模型、掛圖也是不現(xiàn)實(shí)的。通過Pro/E軟件實(shí)時(shí)造型演示，形象、直觀，三維模型的變化可動(dòng)態(tài)反映在視圖的變化上，容易在學(xué)生的頭腦中架起二維視圖和實(shí)物模型之間的一座橋梁，同時(shí)也充分激發(fā)了學(xué)生對機(jī)械制圖學(xué)習(xí)的興趣和積極性，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量。對于當(dāng)今機(jī)械制圖的教學(xué)改革有很大的促進(jìn)作用。

圖6 帶切口的回轉(zhuǎn)體模型的三維空間表達(dá)

[1]丁淑輝.Pro/Engineer wildfire 4.0基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008

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[3]David S.Kelley著.工業(yè)設(shè)計(jì)巨匠Pro/E[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008年