李杰

摘要：在實(shí)際的機(jī)械制圖教學(xué)，CAD技術(shù)有著十分廣泛的利用。在新的時(shí)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(jī)械制圖具有較高的實(shí)踐性，因此加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制圖教學(xué)中的CAD技術(shù)創(chuàng)新，能夠有效提高教學(xué)效果，發(fā)揮CAD技術(shù)創(chuàng)新在機(jī)械制圖領(lǐng)域的更大價(jià)值。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖教學(xué);CAD;創(chuàng)新應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TH126.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）06-0245-02

0? 引言

在傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)中，教師對(duì)制圖方法的講解通常利用口述的方法進(jìn)行，但是口述的方法難以取得良好的教學(xué)效果，學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握，還是憑借自己的想象力，以此來(lái)完成教學(xué)中的繪圖任務(wù)，對(duì)于知識(shí)的掌握猶如紙上談兵。而將CAD技術(shù)利用在現(xiàn)實(shí)的機(jī)械圖紙制作中，其會(huì)發(fā)揮出更加顯著的效果，方便學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，同時(shí)該技術(shù)可以讓學(xué)生更加直觀的看出圖紙的內(nèi)容，讓機(jī)械制圖變得更加簡(jiǎn)單，充分的將CAD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐能力提升。

1? CAD技術(shù)概述

1.1 CAD技術(shù)的發(fā)展

CAD技術(shù)就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，其主要就是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形的處理。因?yàn)橛?jì)算機(jī)的利用能夠科學(xué)的通過(guò)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)比，幫人們選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，完成各種基礎(chǔ)性制圖操作。[1]該技術(shù)最初誕生在美國(guó)，后期隨著計(jì)算機(jī)的普及，該技術(shù)逐漸成熟，進(jìn)入我國(guó)獲得了較快發(fā)展和二次開(kāi)發(fā)。

1.2 CAD技術(shù)的組成

隨著CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)的各項(xiàng)功能日趨成熟，應(yīng)用的范圍更加廣泛。一般而言，CAD技術(shù)包括幾個(gè)部分：比如計(jì)算機(jī)軟件、觸摸屏、掃描儀、光筆、打印機(jī)等。其主要的技術(shù)有圖像處理技術(shù)、圖像轉(zhuǎn)換技術(shù)等。在人機(jī)交互功能方面，CAD用戶可以通過(guò)多種方式，在不同的平臺(tái)上面進(jìn)行CAD軟件交互，操作起來(lái)十分便利。其次是進(jìn)行繪圖，該技術(shù)能夠?qū)ζ胀ǖ亩S圖形處理，通過(guò)繪制點(diǎn)、線完成各種平面圖形的操作，完成對(duì)圖形的編輯，實(shí)現(xiàn)三維圖形與二維圖形之間的轉(zhuǎn)換。最后就是CAD技術(shù)有著較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換水平，方便對(duì)數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)換。

2? CAD技術(shù)用于機(jī)械制圖教學(xué)中的作用

2.1 激發(fā)學(xué)生興趣

CAD技術(shù)的利用能夠極大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的興趣，讓學(xué)生主動(dòng)的投入CAD學(xué)習(xí)。首先是因?yàn)镃AD技術(shù)具有多種教學(xué)方式，將其運(yùn)用在實(shí)際的教學(xué)中，可以讓學(xué)生喜歡上學(xué)習(xí)。其次，可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的改變，因?yàn)閭鹘y(tǒng)教學(xué)知識(shí)理論比較多，學(xué)習(xí)起來(lái)比較枯燥無(wú)味，而CAD技術(shù)的利用能夠讓教學(xué)具有更多的新鮮感，讓教學(xué)內(nèi)容更有吸引力。最后，隨著實(shí)踐教學(xué)的增多，機(jī)械制圖需要學(xué)生具備更高的實(shí)踐能力，所以該技術(shù)的利用可以讓學(xué)生更多的進(jìn)行實(shí)踐，提高學(xué)習(xí)的積極性。[2]

2.2 豐富教學(xué)內(nèi)容

在傳統(tǒng)的機(jī)械制圖教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)于機(jī)械制圖的認(rèn)知具有一定局限性，教師口述的教學(xué)方法不利于學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解。尤其是學(xué)生遇見(jiàn)比較復(fù)雜的圖紙，就難以理解制圖的內(nèi)容。在CAD技術(shù)的利用就可以促進(jìn)這一問(wèn)題的解決，教師可以利用CAD技術(shù)將機(jī)械的各個(gè)部分清晰的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生更加直觀的對(duì)圖形進(jìn)行把握，并且還可以根據(jù)繪圖的特點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)際的調(diào)整，從而讓繪圖教學(xué)更加方便，促進(jìn)學(xué)生更加清楚的掌握相關(guān)內(nèi)容。

2.3 優(yōu)化三維制圖

將CAD技術(shù)用于機(jī)械制圖教學(xué)，能夠極大的方便學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。首先，CAD技術(shù)可以有效的突破二維制圖教學(xué)的局限性，利于三維制圖的優(yōu)化，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)需要得到滿足，保證學(xué)習(xí)的質(zhì)量。其次該技術(shù)的利用，可以有效的將機(jī)械中的復(fù)雜零部件進(jìn)行展現(xiàn)，讓學(xué)生更加了解零件的構(gòu)成，使學(xué)習(xí)的難度得到降低。最后，CAD技術(shù)的利用能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，加強(qiáng)師生之間的交流，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

3? 機(jī)械制圖教學(xué)中CAD技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

3.1 應(yīng)用案例1分析

在實(shí)際的機(jī)械制圖教學(xué)中，通常會(huì)遇到比較復(fù)雜的機(jī)械構(gòu)造，傳統(tǒng)口述方法無(wú)法將解剖情況說(shuō)明清楚，而加強(qiáng)CAD剖視圖的利用，可以改善這個(gè)問(wèn)題。讓教師在有限的教學(xué)時(shí)間里，利用CAD技術(shù)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的分析，講清機(jī)械制圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還可以通過(guò)CAD建模等方式進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的剖切、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)等，讓學(xué)生對(duì)機(jī)械知識(shí)更加了解。同時(shí)，CAD讓學(xué)生可以主動(dòng)的接受知識(shí)。比如說(shuō)在進(jìn)行《看組合體視圖》知識(shí)講授的時(shí)候，要想讓學(xué)生看清組合體的結(jié)構(gòu)，就可以利用形體分析法來(lái)進(jìn)行看圖，再利用CAD技術(shù)建立立體模型，具體如圖1所示。

機(jī)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(shù)建立模型，將機(jī)械物體分解為多個(gè)簡(jiǎn)單的形體，接著通過(guò)物體組合的方式，再將它們組合起來(lái)，讓其形成一個(gè)完整的組合體。

3.1.1 認(rèn)識(shí)視圖，抓住特征

在進(jìn)行最初的認(rèn)識(shí)視圖時(shí)，要讓學(xué)生將視圖的個(gè)數(shù)弄清，然后科學(xué)的對(duì)視圖中的主要位置和其他位置關(guān)系進(jìn)行分析，根據(jù)圖形的實(shí)際特點(diǎn)，找到最能體現(xiàn)圖形特點(diǎn)的位置視圖，將其和其他視圖進(jìn)行配合，通過(guò)CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)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(diǎn)視圖，對(duì)圖形進(jìn)行形體特點(diǎn)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(gè)不同的部分。再利用三視圖的“長(zhǎng)對(duì)正”、“高平齊”、 “寬相等”等規(guī)律，將每個(gè)圖形的三個(gè)投影畫(huà)出來(lái)。查看的時(shí)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(lái)，再看比較難以理解的部分，同時(shí)遵循先整體后細(xì)節(jié)的方式。下面以軸承座為例，分析用CAD技術(shù)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(lái)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(diǎn)，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(gè)長(zhǎng)方體，然后在其上部挖了個(gè)半圓槽。然后可以找出三角形肋板的其他兩個(gè)投影，如圖1（c）所示的封閉粗線框。學(xué)生能夠想象出它的形狀是一個(gè)三角塊，左邊、右邊各一個(gè)。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(lái)，最后結(jié)合左視圖想象出其形狀為帶彎邊的矩形板，上面鉆了兩個(gè)孔。最后根據(jù)每一塊的形體特點(diǎn)，找到圖形的對(duì)應(yīng)關(guān)系，想象出一個(gè)整體形象。利用CAD技術(shù)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(yīng)用案例2分析

正常情況下，我們對(duì)于零件圖識(shí)讀的教學(xué)包括4個(gè)部分，主要包括標(biāo)題欄、視圖、尺寸、技術(shù)等。其中的每一個(gè)部分都發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，都可以通過(guò)CAD來(lái)講解，尤其是對(duì)于標(biāo)題欄，可以調(diào)用樣板文件進(jìn)行教學(xué)。在進(jìn)行視圖部分教學(xué)的時(shí)候，能夠利用CAD三維建模來(lái)完成制圖，此時(shí)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(biāo)注樣式來(lái)完成教學(xué)，但是在進(jìn)行機(jī)械制圖實(shí)施的時(shí)候，一定要參照表面粗糙度塊的屬性來(lái)進(jìn)行文字輸入，此時(shí)利用CAD技術(shù)也是十分必要的，它的形位公差利用CAD中的快速引線實(shí)現(xiàn)標(biāo)注。這就可以說(shuō)明，機(jī)械制圖和CAD能夠通過(guò)相互穿插進(jìn)行教學(xué)，從而讓枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得更加有趣，提升教學(xué)質(zhì)量。比如：在機(jī)械制圖教學(xué)中要運(yùn)用《組合體的尺寸標(biāo)記》知識(shí)，如果只是畫(huà)出三視圖，只能解決形狀問(wèn)題，而要想表明圖形的大小，就要在視圖中，將尺寸標(biāo)記出來(lái)。

如圖2所示，在進(jìn)行組合圖尺寸標(biāo)記的時(shí)候，要注意組合體的底面、端面、對(duì)稱(chēng)面等基準(zhǔn)，軸承座的尺寸基準(zhǔn)為：長(zhǎng)度方向要將對(duì)稱(chēng)面作為基準(zhǔn)，寬度方向要將后端面作為基準(zhǔn)，而高度要將底面作為基準(zhǔn)，當(dāng)基準(zhǔn)確定以后，得到軸承座的全部尺寸，如圖3所示。

4? 總結(jié)

綜上所述，將CAD技術(shù)利用在機(jī)械制圖教學(xué)中具有關(guān)鍵的作用，CAD技術(shù)靈活的運(yùn)用在機(jī)械制圖中可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力，以便更好的促進(jìn)后續(xù)工作的開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧學(xué)雄，梁柯.現(xiàn)代CAD技術(shù)的發(fā)展特征[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2001（03）：8-13.

[2]張文.CAD技術(shù)在機(jī)械制圖教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2020（06）：159-160.

[3]蘭雅雯.三維CAD技術(shù)在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].才智，2017（26）：151.