三维软件在机械制图教学中的运用分析

oijoyivusa

摘要：机械制图教学是机械工程类学生的基础学科，它是本专业学生进行后续机械专业课学习的入门课程。随着计算机技术的发展，在机械教学中三维软件的使用变得较为普遍，使相关机械制图教学简单化。我们常用的机械三维软件有UG、PROE、Solidworks等，它们在机械三维图制作中各有独特优势。本文从常用机械三维软件的介绍入手，对机械制图教学中存在的问题，三维软件教学的应用及意义做相关介绍。
关键词：机械制图；三维软件；教学
引言
机械制图课在机械类专业中是一门重要的基础课程，其主要内容是如何进行机械图纸的阅读、制作，如何对实体零件进行剖视和如何通过剖视图想象实体概念，以及如何对部件进行组装等。然而此课程无论是从教，还是学的角度衡量，都是比较抽象、困难的。过去传统的机械制图课教学只能进行手绘和口头描述，而缺乏实体或相似体，从而造成学生很难进行空间想象，不利于学生理解，效果较差。随着计算机技术的发展，在机械教学中三维软件的使用变得较为普遍，使相关机械制图教学简单化。我们常用的机械三维软件有UG、PROE、Solidworks等，它们在机械三维图制作中各有独特优势。
1三维机械软件介绍
UG介绍：UG NX是集辅助设计、辅助制造等于一体的三维软件，是著名的UGS公司（美国）的重要产品，是组成PLM的重要模块。PLM涉及对产品设计开发、生产制造、数据管理等提供解决方案。UG软件可适用于多种行业，如机械领域、汽车领域、轻工业产品等，为其提供集成化的服务。
PROE介绍：Pro/E是PTC公司（美国）的著名产品，其在三维软件的地位突出，被得到世界级认可，得到广泛推广和使用。Pro/E软件有显著特点，它首次采用参数化设计，模块化分装，进而实用性和便捷性增强。其功能也是较全面，包含制作实体零件、部件或整件的组装、实体的上色等，另外如筋、槽等构建的专用功能较全面。
Solidworks介绍：Solidworks于1995年就被开发出来，创制公司是solidworks公司（美国）。它也是多个模块组成，各模块功能较为独立，操作者可以结合实际需要进行调用。Solidworks具体操作包含草图创建、零件创建、装配、仿真、工程图创建等，此软件操作相对简单，比较容易上手。
2实际教学中存在的问题
在机械相关专业教学中，机械制图是较为关键的专业基础课，那些新人门的学生，在学习中面临的问题主要有以下几个方面：
（1）传统教学方式教师只能采用手绘或口头方式进行知识描述，偶尔才能借助实体模型，且模型种类不足，这样学生学习较为困难。尤其是在剖视图、零件装配的学习上，传统教学方式缺乏演示，学生常常摸不到头脑，难以消化吸收。
（2）现在社会科技发展较快，相关机械行业大都采用了三维软件进行辅助设计或制造，他们招聘时也多向了解三维软件或三维软件所设计图纸的人才靠拢。因此如果学生在机械制图教学中缺乏对三维软件设计图纸的了解，应聘中就缺少竞争力，所以在机械制图教学中引入三维软件成为必须。
3三维机械软件教学中的应用
3.1教学中涉及零件图纸时的应用
初学机械制图课程的学生，对课本上的零件图缺少整体概念，也缺乏空间想象，因此引入三维软件辅助教学比较有实际意义。我们拿减速器的轴做例子，教学中可以对轴进行一步步的创建，让学生了解轴的大概生产工序，对倒角、键槽等也做到明白。具体步骤如下：可以先制作圆柱体，再对其进行不同轴径的切削，从而模仿实际车床工序；然后对其两端进行倒角，对齿轮安装处挖出键槽，从而让学生明白倒角、键槽含义。另外，可以将实体零件进行旋转演示，让学生做多角度观察，增加他们对零件的了解。
3.2教学中涉及视图时的应用
机械制图课有三视图、剖面图等的教学，学生只凭想象有时无法达到教学预期效果。这时可以借助三维软件进行多角度视图的呈现，让学生更直观领会。尤其是剖面图，可以进行实际零件的切断，来展示零件断面，从而让学生对剖面图理解更轻松。另外，采用三维软件可以导出零件的各类工程视图，让学生清楚零件到视图的转化。
3.3教学中涉及装配时的应用
装配教学也是机械制图课的基本知识，应用三维软件演示装配过程和装配体，毫无疑问更是降低了学生学习的难度。我们仍以减速器为例，通过三维软件对减速器下箱、高速轴、低速轴、齿轮、上箱、螺栓等各类零件进行实际装配，这既能让学生明白减速器的构成，也让学生学得各零件是如何进行配合的，如同轴、对齐、重合等配合方式。另外，三维软件的爆炸图演示，也同样可以让学生理解整个减速器的具体零件结构。甚至仿真功能的演示，让学生对减速器的工作状态有明确判断，反过来有助于学生对减速器的理解。
4结论
机械制图课程的主要是让学生学会读图、画图，培养学生的空间想象能力，以便对以后的专业课学习做好准备。在教学中运用三维软件可以使教学活动更轻松，这既表现在教师在知识传达上，也表现在学生的学习理解上。总之，三维软件在机械制图教学上的有效运用，可以很大程度上提高教学质量。