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摘要:运用不同的机械设计软件进行的《机械制图》辅助教学方法探讨。
关键词:AutoCADSolidWorks模型空间想象能力直观性
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)05(a)-0161-02
图样是工程技术界的共同语言,设计、制造、维修等工作,都必须依据图样才能进行,它是表达设计意图和交流技术思想的工具,是指导生产的技术文件。机械制图课是新生入校第一学期就要开始上的新课之一,是很多专业必修的专业基础课。学习机械制图,简单的说,就是平面图形要能想象成立体图形,立体图形要能绘制出平面图形,这就要求学生有较强的空间想象能力。
传统的制图教学形式是一直是教师板书、借助模型加挂图,比较单调,效率低、信息量小,学生也难理解。科学技术的发展日新月异,各类机械设计软件层出不穷,AutoCAD、Solidworks、UG、pro/e、cimatron等软件的功能都比较强大,但是各有其不同的特点。在教学中,应该根据不同软件的特点,选择相应的功能进行辅助教学,可以收到事半功倍的效果。下面选择机械制图的几个知识点进行阐述。
1 尺寸标注
尺寸标注在机械图样中占据重要的地位,是制造机件的直接依据,也是图样中指令性最强的部分。在讲解常用尺寸的标注方法的时候,图样多,如果都采用黑板绘图讲解的方法,将浪费大量的时间在绘图上,在这个内容上,我采用了黑板板书加AutoCAD软件辅助相结合的教学方法。将黑板分为两块,左边部分作为板书部分,右半部分装有可卷起的投影幕布,配合投影仪可进行多媒体教学。首先在开始部分讲解清楚标注尺寸的基本原则以及尺寸的组成,采用黑板板书的方法。接着开始讲解常用尺寸的标注方法,这部分采用多媒体教学。上课之前投影幕布先拉下,预先应用AutoCAD软件做好大量的图例,设置好AutoCAD的不同标注样式,然后结合图例和标注样式,演示如何进行正确的标注。演示结束以后,要求学生对照课本的相关内容,进行练习,在上课之前在投影幕布挡住的黑板上画好若干图样,此时可以卷起投影幕布,请同学上黑板练习。采用这样的教学方法,直观有效,学生们理解快,再结合课后的作业,可以达到比较好的效果,同时也节约了大量的课时。
2 组合体视图
组合体视图的识读一直是机械制图的重点难点,着重培养的是空间想象能力,学生的绘图速度及正确性,取决于其头脑中对所给形体的理解程度。对于简单的形体,学生还比较容易想象出来;而对于复杂的形体,特别是有截交线和相贯线的部分,学生理解起来非常困难。没有实体的对照,往往是老师拼命描述,讲得口干舌燥,学生还是难以想象,不能透彻理解。在这部分的教学中,我采用实物模型、黑板绘图、solidworks软件演示三者结合的方法进行教学。
如图1左图所示支架图形,该零件由5部分组成,综合了叠加、相交、相切、切割四种组合方式,还有相贯线的部分。学生刚看到该零件的时候,抓耳挠腮,不知道如何下手。在进行讲解的时候,我先用如图一右图所示的爆炸视图动画演示该零件的5个组合部分,使学生充分理解到组合体其实也是由若干个简单体组成的,而这些简单体的三视图同学们都会画。
接着我压缩了其他的四部分,只剩下一个中心的圆柱,此时应用Solidworks软件的工程图功能,显示三视图,并且用纵向窗口平铺功能同时显示实体零件和三视图,进行比较(图2左图)。此时在黑板上带领同学们进行绘图,使学生在动脑的时候同时动手,加深印象。然后解压缩另外一个简单体,用鼠标点击工程图窗口,三视图自动更新显示出来(图2右图),此时进行讲解,该部分与原来圆柱部分属于相交的情况,引导学生回忆相交情况的画法,同时在黑板上添加这部分的三视图形,学生也跟着绘制。
同样,依次把剩下的简单体解压缩,更新显示三视图(图3),讲解清楚叠加、相切、相贯等情况,最后与学生一起画出该组合体的三视图。运用这种方法,形象生动,立体感强,充分诠释了组合体的三视图的画法步骤及形体分析法的精髓,既避免了学生长时间盯着投影看的视觉疲劳,又复习了前面所学的内容,达到了新老知识的有机融合,培养了学生的三维想象能力及动手能力。
3 零件图
零件图的识读是学生必须掌握的知识,也是走上工作岗位后经常使用的知识。而且,就业后用得最多的也是这些知识。零件图识读主要包括四个方面:（1）标题栏;（2）视图;（3）尺寸;（4）技术要求。在讲解零件图部分的时候,主要是讲解以上四部分怎样进行有机结合从而把一个零件的所有信息表达出来。在AutoCAD中,标题栏有样板文件,讲解标题栏的时候可以调出,标题栏包括零件名称、比例、材料、图号、制图、审核等必须项目,同时通过调出不同的标题栏样板,可以讲解出不同企业有不同的标题栏,标题栏的设置是根据实际需要而定的;视图在前面的教学中已经讲解过,包括零件图的表达方式,此处将不是重点;尺寸可以结合AutoCAD中的尺寸标注样式的设置和尺寸标注命令的使用进行讲解;技术要求包括表面粗糙度、极限和配合、形位公差以及文字说明,以上的知识前面的课程已经分别讲解过,可以在AutoCAD中调出图纸进行讲解。
4 装配图
装配图是表示产品及其组成部分的连接、装配关系的图样。装配图应该包括一组图形、必要的尺寸、技术要求、零件编号、标题栏和明细栏等信息。其中,零件之间的装配关系是其中的难点,我们用SolidWorks做好一组零件,运用SolidWorks的装配体的功能,把一个个零件根据不同的位置和装配约束关系,将其安装成部件或产品。安装一个零件就显示一次装配体工程图,可以显示整个装配图的画法。在有了视图的基础之后,可以根据不同的零件进行不同的讲解,如何选择合理视图的表达方法以及图纸幅面和比例等信息。最后,可以在添加序号,此时软件会自动添加出明细栏,充分反应了零件、序号与明细栏之间的关系,学生可以更好的理解并应用国标对装配图画法的规定,提高读画图装配图的能力。
总之,在教学过程中,应该根据不同的内容,选择不同的教学方法,才能达到良好的效果。为了更好的进行机械制图的教学,多媒体教学、黑板教学和模型教学需要结合起来,要求教师对各种软件的使用熟练操作,增大课堂容量,使教学内容更加形象直观,培养学生的空间想象能力和学习兴趣,手脑并用,从而取得良好的教学效果。
参考文献
[1] 金大鹰.机械制图[M].机械工业出版社(第7版).
[2] 王立军,傅游,李乃文,等.AutoCAD 2008中文版基础教程[M].清华大学出版社.
关键词:AutoCADSolidWorks模型空间想象能力直观性
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)05(a)-0161-02
图样是工程技术界的共同语言,设计、制造、维修等工作,都必须依据图样才能进行,它是表达设计意图和交流技术思想的工具,是指导生产的技术文件。机械制图课是新生入校第一学期就要开始上的新课之一,是很多专业必修的专业基础课。学习机械制图,简单的说,就是平面图形要能想象成立体图形,立体图形要能绘制出平面图形,这就要求学生有较强的空间想象能力。
传统的制图教学形式是一直是教师板书、借助模型加挂图,比较单调,效率低、信息量小,学生也难理解。科学技术的发展日新月异,各类机械设计软件层出不穷,AutoCAD、Solidworks、UG、pro/e、cimatron等软件的功能都比较强大,但是各有其不同的特点。在教学中,应该根据不同软件的特点,选择相应的功能进行辅助教学,可以收到事半功倍的效果。下面选择机械制图的几个知识点进行阐述。
1 尺寸标注
尺寸标注在机械图样中占据重要的地位,是制造机件的直接依据,也是图样中指令性最强的部分。在讲解常用尺寸的标注方法的时候,图样多,如果都采用黑板绘图讲解的方法,将浪费大量的时间在绘图上,在这个内容上,我采用了黑板板书加AutoCAD软件辅助相结合的教学方法。将黑板分为两块,左边部分作为板书部分,右半部分装有可卷起的投影幕布,配合投影仪可进行多媒体教学。首先在开始部分讲解清楚标注尺寸的基本原则以及尺寸的组成,采用黑板板书的方法。接着开始讲解常用尺寸的标注方法,这部分采用多媒体教学。上课之前投影幕布先拉下,预先应用AutoCAD软件做好大量的图例,设置好AutoCAD的不同标注样式,然后结合图例和标注样式,演示如何进行正确的标注。演示结束以后,要求学生对照课本的相关内容,进行练习,在上课之前在投影幕布挡住的黑板上画好若干图样,此时可以卷起投影幕布,请同学上黑板练习。采用这样的教学方法,直观有效,学生们理解快,再结合课后的作业,可以达到比较好的效果,同时也节约了大量的课时。
2 组合体视图
组合体视图的识读一直是机械制图的重点难点,着重培养的是空间想象能力,学生的绘图速度及正确性,取决于其头脑中对所给形体的理解程度。对于简单的形体,学生还比较容易想象出来;而对于复杂的形体,特别是有截交线和相贯线的部分,学生理解起来非常困难。没有实体的对照,往往是老师拼命描述,讲得口干舌燥,学生还是难以想象,不能透彻理解。在这部分的教学中,我采用实物模型、黑板绘图、solidworks软件演示三者结合的方法进行教学。
如图1左图所示支架图形,该零件由5部分组成,综合了叠加、相交、相切、切割四种组合方式,还有相贯线的部分。学生刚看到该零件的时候,抓耳挠腮,不知道如何下手。在进行讲解的时候,我先用如图一右图所示的爆炸视图动画演示该零件的5个组合部分,使学生充分理解到组合体其实也是由若干个简单体组成的,而这些简单体的三视图同学们都会画。
接着我压缩了其他的四部分,只剩下一个中心的圆柱,此时应用Solidworks软件的工程图功能,显示三视图,并且用纵向窗口平铺功能同时显示实体零件和三视图,进行比较(图2左图)。此时在黑板上带领同学们进行绘图,使学生在动脑的时候同时动手,加深印象。然后解压缩另外一个简单体,用鼠标点击工程图窗口,三视图自动更新显示出来(图2右图),此时进行讲解,该部分与原来圆柱部分属于相交的情况,引导学生回忆相交情况的画法,同时在黑板上添加这部分的三视图形,学生也跟着绘制。
同样,依次把剩下的简单体解压缩,更新显示三视图(图3),讲解清楚叠加、相切、相贯等情况,最后与学生一起画出该组合体的三视图。运用这种方法,形象生动,立体感强,充分诠释了组合体的三视图的画法步骤及形体分析法的精髓,既避免了学生长时间盯着投影看的视觉疲劳,又复习了前面所学的内容,达到了新老知识的有机融合,培养了学生的三维想象能力及动手能力。
3 零件图
零件图的识读是学生必须掌握的知识,也是走上工作岗位后经常使用的知识。而且,就业后用得最多的也是这些知识。零件图识读主要包括四个方面:（1）标题栏;（2）视图;（3）尺寸;（4）技术要求。在讲解零件图部分的时候,主要是讲解以上四部分怎样进行有机结合从而把一个零件的所有信息表达出来。在AutoCAD中,标题栏有样板文件,讲解标题栏的时候可以调出,标题栏包括零件名称、比例、材料、图号、制图、审核等必须项目,同时通过调出不同的标题栏样板,可以讲解出不同企业有不同的标题栏,标题栏的设置是根据实际需要而定的;视图在前面的教学中已经讲解过,包括零件图的表达方式,此处将不是重点;尺寸可以结合AutoCAD中的尺寸标注样式的设置和尺寸标注命令的使用进行讲解;技术要求包括表面粗糙度、极限和配合、形位公差以及文字说明,以上的知识前面的课程已经分别讲解过,可以在AutoCAD中调出图纸进行讲解。
4 装配图
装配图是表示产品及其组成部分的连接、装配关系的图样。装配图应该包括一组图形、必要的尺寸、技术要求、零件编号、标题栏和明细栏等信息。其中,零件之间的装配关系是其中的难点,我们用SolidWorks做好一组零件,运用SolidWorks的装配体的功能,把一个个零件根据不同的位置和装配约束关系,将其安装成部件或产品。安装一个零件就显示一次装配体工程图,可以显示整个装配图的画法。在有了视图的基础之后,可以根据不同的零件进行不同的讲解,如何选择合理视图的表达方法以及图纸幅面和比例等信息。最后,可以在添加序号,此时软件会自动添加出明细栏,充分反应了零件、序号与明细栏之间的关系,学生可以更好的理解并应用国标对装配图画法的规定,提高读画图装配图的能力。
总之,在教学过程中,应该根据不同的内容,选择不同的教学方法,才能达到良好的效果。为了更好的进行机械制图的教学,多媒体教学、黑板教学和模型教学需要结合起来,要求教师对各种软件的使用熟练操作,增大课堂容量,使教学内容更加形象直观,培养学生的空间想象能力和学习兴趣,手脑并用,从而取得良好的教学效果。
参考文献
[1] 金大鹰.机械制图[M].机械工业出版社(第7版).
[2] 王立军,傅游,李乃文,等.AutoCAD 2008中文版基础教程[M].清华大学出版社.