三维建模技术在机械制图课程教学中的应用

ＥｘＰＬＯＲＡＴＩＯＮ．Ｉ实践与探索　

浅谈ＵＧ在机械制图教学中的应用　

一、高职机械制图教学现状分析　机械制图是高职高专一门很重要的专业基础课，该课　程内容多、难度大、实践性强，教学的关键在于学生空间　能力的培养。传统的教学模式，一般是以课堂讲授为主，　再配以挂图、教具、模型以及多媒体等教学辅助手段，向　学生讲解绘图原理和方法。这种教学模式存在的弊病较　多，首先教具制作困难，且类型少，对于复杂的零件，尤　其是装配体，实物模型很难展示其内部结构，不能满足教　学的要求；其次教具的携带不方便，使用和维护麻烦：再　有就是学生的空间思维能力的培养困难，不能充分调动学　生学习的积极性和创造性，教学效果不够理想。　二、机械制圈教学引入ＵＧ三维建模的可行　性分析　ＵｎｉｇｒａｐｈｉＣＳ，简称ＵＧ，是美国ＥＤＳ公司推出的功能强　大、集ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ于一体的三维设计软件。利用此软　件不仅可以进行三维造型设计（ＣＡＤ）、装配、制造加工　（ＣＡＭ）、钣金设计、机构运动分析，还可以进行数控模拟　加工、由三维图形直接生成二维工程图样。它不仅造型功　文／谭大喜谭倩　

能强大，其他功能更是无与伦比，是全球应用最广泛、最优　秀的软件之一。把三维造型设计技术引入《机械制图》教学　中，不仅可以加强学生对三维形体的想象、分析，还可以培　养学生创造思维能力，对于内部结构复杂的零件，尤其是装　配体，实物模型不可能展示其内部结构，而利用ＵＧ三维模　型，则可以根据需要，灵活地进行剖切，显示零件的内部结　构。对于装配体我们还能生成爆炸图，还可以进行运动仿　真，直观地展示装配体中各零件之间的装配关系，方便学生　观察与分析装配体的工作原理，使原来枯燥的教学内容变得　生动有趣，大大地缩短了学生感知、认知的过程。因此，要　想在教学过程中加强直观性，增加趣味性，调动学生学习的　积极性，在有限的学时内，合理、有效地优化课堂教学内　容，培养学生绘图和读图的综合能力，就需要在教学方式　上进行改进和创新。我们认为在传统教学的基础上，利用ＵＧ　软件增加三维建模是行之有效的教学方法。　三、ＵＧ三维建模与传统机械制图教学内容　的结合　首先，在教学内容上进行优化改革，构建适用为主、　在操作的软件系统界面图中，窗口标题栏下紧接着是　菜单栏，菜单栏下面是工具栏。工具栏下面的左边是项目管　理器窗口，在该窗口既可以查看项目的文件情况，也可以查　看程序执行时寄存器的实时值Ｊ。在管理器窗口的右边是编　辑窗口，它的下面是命令窗口和各种输出信息窗口，对于这　些窗口可以通过视图菜单（Ｖｉｅｗ）下面的命令打开或关闭。　在引入标准Ｃ语言的基础上，为了使学生毕业走向社会　后，能够更快地适应企业单片机相关产品的开发，我们又　引导学生掌握此开发平台的使用方法，为他们今后开展工　作打下了一个很好的基础。　三、单片机原理课程实践教学改革　１．变革传统的实验模式　我们尝试改变了传统实验过程中以验证性为主的实验　模式：指导教师仅提供实验的方向，学生根据实验目的和　要求提前预习，自己到图书馆或者网上查阅相关资料，设　计实验方案，编写相关的实验程序；在实验中遇到问题，　可与小组成员讨论解决，最后得到实验结果；根据自己的　实验过程撰写实验报告，包括实验中遇到的问题以及提出　解决方案。同时，教师也可以组织学生间进行交流，对各　组实验结果与报告展开分析和讨论，从而提高学生的研究　能力和科学实验能力。　２．充分利用课外时问　单片机原理课程的课外教学也是实践教学中很重要　

三维CAD技术在机械设计中的应用

来源：机电在线 发布时间：2009-4-16 9:10:49

本文就装备制造业的振兴与三维CAD技术在机械设计中的应用谈一点看法，以供业内同行借鉴参考。

一、CAD技术应用的现状

所有的设计都要画图，这是因为工程师无法完毅记住自己所作设计中的全部细节(那怕是较简单的)，用文字记载也不完整，因此图形表达就是唯一的方法。这些图首先是给设计者自己看，为了记住和研究设计构思:其次是给别的工程师看，为了互相讨论交流:最后是为了给制造者看，为了将设计意图变成实物。在设计的全过程中.原始构思是三维(3D)实体，这也是毫无疑问的。但是，在传统的设计中，这两者之间的信息传递竟然完全依靠二维(2D)的图形表达。以AutoCAD为代表的2D图形数字化软件对于CAD技术在我国的普及应用起到了重要的作用，也为今天CAD技术的发展奠定了十分必要的技术基础。

然而2D机械CAD技术没能解决传统设计中的一些问题，对提高设计质量的作用有限，那么影响设计质量和效益的一些问题是什么?笔者认为有以下几点:

1、复杂的投影线生成

对于绘制铸锻件毛坯的零件图，轮廓的相贯线和截交线画不明白，设计师经常在绘制2D图纸时相当头疼。

2、漏标尺寸，漏画图线

即使经过几个人的审校，漏标尺寸和缺少线条的现象仍时有发生。

3、应力应变分析

修改零件(如连杆)的尺寸是很轻易的，问题是怎么改。要修改必须进行力学分析，否则这个连杆断了怎么办?国外的产品设计小巧轻，而我们的同类产品设计却傻大粗笨，且刚度不好。

4、数控加工处理

经常有这样的情况，按照国外的产品成型制塑料制品，一眼就看出来不一样。为什么?我们注塑模具没有给出足够的局部收缩鼻。在这些复杂的三维问题上，依靠传统的2D设计方法无法解决。

5、设计的更新与修改

CAD应用中的设计工程治理工作也变得日益重要，有些CAD应用单位，已积累了成千上万张的图纸，而且在继续增多。这些文件中除了图形信息外，还有大量的设计参数等非图形信息，不仅要治理图形信息，还需要工具软件来处理这些复杂的设计参数治理问题。

第３５卷第３期　教学研究　ＶＯ１．３５　ＮＯ．３　

三维建模引入机械制图教学实践研究　

钱俊梅沈宏　

（江苏信息职业技术学院，江苏无锡２１４１５３）　

［摘要］　论述了将三维建模引入机械制图教学的必要性，指明引入三维建模的目的，指出了目前存在的　几点误区，详细论述了三维建模与制图知识有机结合的方式和内容，最后给出了这种教学实践取得的初步成果　和几点思考。　

［关键词］　三维建模；机械制图；ＵＧ　

［中图分类号］　Ｇ６４２．０　［文献标识码】　Ａ　［文章编号］　１００５—４６３４（２０１２）０３—００８９—０５　

０　引言　１．３三维设计是对设计本身的回归　

传统的教学模式使三维建模技术的学习滞后　

于机械制图课程学习。本文分析了将三维建模引　入机械制图教学的必要性，目的是辅助学生培养　

良好的图学思维品质，更为有效地掌握制图知识　

的学习，详细说明三维建模与制图知识有机结合　

的实施方法和取得的初步成果。　

１　引入的必要性　

１．１三维建模引入机械制图是教学的基本要求　

工程图学课程指导委员会在其新修订的教学　

基本要求中指出：将“应用绘图软件绘制工程图样　及其进行三维造型设计的能力”并列地列入：工程图　

学课程任务中，还将计算机造型技术的基本原理和　

计算机造型操作技术列入工程图学的基础Ⅲ。　

１．２三维建模技术是现代社会对人才的需求　

随着计算机科技迅猛发展和三维软件逐步深　入广泛应用，现代企业正在逐步或已完成由二维　

设计到三维设计的转变，国内诸多企业、研究所　

已在实行无图纸生产。产品的方案规划、概念设　计、结构设计、实体建模、有限元分析、运动仿　

真、优化设计等，整个过程均通过计算机及其相　

关软件完成，整个过程不产生纸质的二维图纸，二　维工程图不再是工程界交流设计思想的唯一工具，　

三维实体模型逐渐成为交流的媒介。企业这一实　况要求高校在培养学生时必须尽早让学生掌握三　

维建模思想、方法和某一三维建模软件。　在过去，工程设计人员先根据产品的功能需求　

学界Ｉ科教园地　

浅谈ＣＡＤ三维实体在机械制图教学中的应用　

张小娃　

摘要：在机械制图的课堂教学中，如何快速提高学生的绘图识图能力，是教学中面临的实际问题。利用三维实体造型作辅助演示，结　合多媒体技术进行教学可以使学生快速建立空间立体概念，激发学生学习兴趣，有助于学生的空间想象力、创新能力的培养，能取得良　好的教学效果。　关键词：二维图形；三维实体；机械制图；教学应用　

刖罱　

笔者从教学实践中体会到，在教学过程中，让学生能轻松　

愉快地在大脑中形成三维形状与二维图形之间的直觉思维，最　

好的方式莫过于进行三维实体造型。若能反复应用从二维到三　

维、从三维到二维的交融互逆，可望使学生的形象思维能力和　空间想象能力得到较快的发展和提高。所以，让学生先看模型，　

根据模型想投影，再引入ＣＡＤ三维实体建模，能使学生从不同　

角度观察形体，然后进行分析讲解，与视图反复对照，不断拓展　

思路，从而提高读图和识图的综合能力。在常用的教学手段（挂　

图、实物模型、多媒体课件）的基础上引入ＣＡＤ三维实体建模，　

有利于培养学生的创造性思维，学生增加了表象积累，启发了　

思维，拓宽了他们的想象力，是解决教学困难的一种重要手段。　

①提高了教与学的效率：②使学生在学习阶段就能不断了解新　

技术，激发学习兴趣，培养空间思维、创新思维能力。　

《机械制图》是工科专业的一门实践性很强的专业基础课，　

在人才素质教育中被认为是一个“公共平台”，其实质是研究如　

何用二维平面的“图”来表达三维空间的“物”，目的在于培养学　

生具有一定的绘图和读图能力，包括图形表达能力、对物体的　

观察能力、空间思维能力、空间形体分析和构形能力等。对空间　

想象能力的要求高，这是学习该课程的最大障碍。而教学的困　难主要在于如何激发学生的学习兴趣、培养一定的空间想象、　

思维创新能力。在教学中我们发现，如果只给学生观看实物，而　

不帮助学生完成对形体形状的抽象和重组，学生在大脑中不能　

形成形状知觉，教学效果就不理想。所以，在有限的学时内，合　理、有效地优化课堂教学内容，培养学生绘图和读图的综合能