三維建模技術在機械製圖教學中的應用

tags: 機械製圖    時間:2014-03-06 08:53:24
三維建模技術在機械製圖教學中的應用簡介
  摘 要:針對機械製圖教學中存在的一些問題,闡述了三維建模技術作為輔助教學工具的優勢,可有效地幫助學生理解教學內容,提高學生空間想象能力。   關鍵詞:三維建模技術;機械製圖;組合體……
三維建模技術在機械製圖教學中的應用正文


摘 要:針對機械製圖教學中存在的一些問題,闡述了三維建模技術作為輔助教學工具的優勢,可有效地幫助學生理解教學內容,提高學生空間想象能力。

關鍵詞:三維建模技術;機械製圖;組合體;剖視圖

機械製圖是機電類各專業的一門專業基礎課程,該課程的主要任務是培養學生繪製和識讀機械圖樣的能力,培養學生的空間想象能力和空間思維能力。但由於機械製圖課程具有抽象、難懂的特點,很多學生學習起來很困難,因此教師就應該探索較好的教學方法及教學手段,激發學生的學習興趣,引導學生輕鬆學習。

一、傳統機械製圖教學中存在的問題

在傳統教學中,為了逐步培養學生的空間想象能力和空間構思能力,提高教學效果,教師會利用一些木質的模型來增強學生的感性認識,以便提高學生對實物、圖形相應麵線關係的理解能力。但是由於購買的模型大都比較簡單,而且也不夠全面,因此有些老師就會自製教具,以彌補教學模型的不足。但複雜的模型,特別是一些具有複雜相貫線和截交線的模型難以製造,且費時費力,成本較高。為了解決製圖教學中存在的種種問題,現在很多教材都配備了多媒體課件,但是這些多媒體課件在形式上都是平面的,即使是一些軸測圖或者是立體圖也不能實時從不同的方向觀察幾何體的形狀、內部結構,仍然不能解決教學中向學生講解清楚空間幾何體的形體這一難題。因此,就要求教師在教學中不斷開拓,大膽創新,探求新的教學手段,滿足新形勢下的教學需要。於是我想到了將三維建模技術應用在製圖教學中,結合其他的教學方法使上述問題得以解決。

二、三維建模技術的特點

三維建模技術是採用參數化和特徵造型技術由二維草圖創建任意複雜的實體,靈活地生成工程圖,快捷地組成裝配體,並可以進行裝配體干涉檢查,生成爆炸圖,而且還可以針對實體進行後續的數控加工模擬及編程等工作。隨著三維建模技術的大力

發展和廣泛應用,其相應的軟體種類也增多,如UG、Pro/Engineer、

Solid Works等等,在機械、電子、建築、汽車等各個領域均有應用。

三、三維建模技術在機械製圖教學中的應用

1.建立三維立體模型

在組合體視圖畫法的教學中,題型多為補畫第三視圖和補缺線,要求學生由三視圖想象出空間三維實體的形狀,學生在學習過程中常常因想象困難而導致不願想、想不清,不能完成視圖補畫及線條補畫,而老師講解起來也很困難,其結果就是學生很難畫出正確的三視圖。現在我們可以藉助三維建模軟體,方便快捷地建立物體的三維模型,逐步向學生演示組合體的形成過程,使他們建立起二維視圖和實物模型之間的對應關係,逐步培養學生的空間思維能力。

在講解截交線、相貫線時,可以直觀地將立體表面的交線修改成其他的顏色,著重表示或者從立體上提取出來,加強學生對其形狀的了解;也可利用三維建模軟體的參數化功能,修改立體的尺寸或相對位置,觀察截交線、相貫線的變化。

2.直觀展示各種剖視圖

剖視圖是表達機件內部形狀和結構的常用方法,學生在學習中往往不知道如何合理選擇剖切方法及剖切平面的剖切位置,在作圖時搞不清哪些部分被剖切平面剖切,哪些地方要畫剖麵線。於是我們可以先對幾何體造型,然後在不同位置對幾何體進行剖切,並生成工程圖,引導學生分析剖切位置對剖視圖畫法的影響,由學生髮現最合理的方法,教師進行歸納總結,從而加深對剖視圖畫法的理解。

3.直觀展示裝配圖中零件間的裝配關係

識讀裝配圖是學生在學習中很難掌握的一部分內容,對此也可以藉助三維建模軟體分別建立各零件的模型,並可根據不同的位置和裝配約束關係組裝成部件。使學生深入了解各零件間的裝配關係,還可以將裝配好的部件進行爆炸式分解,進一步展示各零件的相對位置和裝配關係。同時可利用三維建模軟體的動畫功能生成動畫,使學生更好地了解部件的工作原理、裝拆順序,提高學生畫圖與讀圖的能力。

綜上所述,利用三維模型的直觀性、形象性、易修改等特點,將三維建模技術與機械製圖的教學結合起來,可以使學生的空間想象能力、空間分析能力得到提高,可在使學生掌握知識的同時,實現教師與學生的良好互動,提高學生的學習效率和積極性,激發學生的創造力,有利於培養學生的創新能力,從而使學生的綜合素質得到進一步提高,使他們能更好地適應社會需要。

參考文獻:

[1]張海霞.利用CAD三維技術提高工程製圖教學.中國水運,2004-04.

[2]盧志偉,王丹.UG在機械製圖教學中的應用.廣西輕工業,2011-09.

(作者單位 江蘇徐州機電工程高等職業學校)

 

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