CAD 软件在《机械制图》教学中的运用

尹红霞 马丽丽 烟台南山学院 山东烟台 265713

【文章摘要】

《机械制图》是机械类专业的一门极其重要的基础课，教学内容成熟固定，但教学方法是灵活多变的，本文主要讨论了在《机械制图》的教学过程中，同时进行某一常用CAD 软件的学习，使CAD 软件成为学生学好《机械制图》的有力工具，从而能够更轻松地学好《机械制图》这门课程。

【关键词】

机械制图；CAD 软件；教学改革

现代工业中，设计、制造、安装各种机械、电器、电机、仪器仪表以及冶金、采矿等各个方面的设备，都离不开机械图样，在使用各种机器、设备及仪表时，通常要通过阅读机械图样来了解它们的结构和性能，所以，每个与机械有关的工程技术人员都必须能绘制和阅读机械图样。《机械制图》是培养学生阅读和绘制机械图样的基本能力，为他们在后续课程和课程设计以及毕业设计中进一步巩固、提高和发展阅读与绘制机械图样的能力打好基础的一门重要的专业基础课。

1 《机械制图》课程的主要内容

《机械制图》是机械制造类等专业的一门既有基本的系统理论又有较强实践性的专业基础课，教学内容成熟固定，包括平行投影法的原理和应用，与机械制图有关的国家标准的一些规定，绘制机械图样的方法，基本立体、简单组合体的构型过程和方法，机件的常用表达方法，零件图与装配图等内容。在教学过程中根据不同的专业及学时分配对内容的深度和广度进行适当取舍。

2 计算机绘图（CG）与《机械制图》

计算机绘图（CG）是相对于手工绘图而言的一种高效率、高质量的绘图技术。从20 世纪末以来，我国各设计部门已经实现从手工绘图为主转变到全部都用计算机绘图的制图自动化的重大变革。现在的《机械制图》课程都非常重视计算机绘图（CG），很多《机械制图》教材在编写过程中也将CG 的知识穿插进去， 教学过程中同时进行三种绘图方法的学习，即尺规绘图、徒手绘图、计算机绘图。

3 教学思考

课程中与机械制图有关的国家标准的一些规定，绘制机械图样的方法，机件的常用表达方法，标准件及常用件的表达方法等标准化、系列化的知识要分清主次，不能面面俱到的讲解，使学生树立标准化的概念，掌握最常用最基本的规定，其余的在后续学习中不断积累强化。而平行投影法的原理和应用，三视图的形成是绘制与阅读机械图样基础，必须加强训练，培养学生的空间想象能力。尤其是截交线、相贯线的分析，而对于空间感不强的同学来说，容易使自己失去学习的信心，根据个人教学实践，在课程教学中先不急于进行计算机绘图，而是先教学生进行计算机辅助设计（CAD）。设计过程利用CAD 软件的是Pro/ENGINNEER Wildfire4.0（Pro/ E4.0）软件。Pro/E4.0 是目前应用广泛的CAD/CAE/CAM 软件，它功能强大，其优秀的特征建模思想使简单立体模型的创建变得非常方便，基于此在进行截交线、相贯线、绘制三视图、绘制轴测图的过程中，充分利用Pro/E4.0 进行立体模型的创建，培养学生的空间想象力、形体构造能力。

4 教学过程设计

软件的使用是为了培养学生的空间想象能力，激发学生的学习兴趣，所以不能喧宾夺主，更不能适得其反，阻碍学生进行积极的思维构思。所以Pro/E4.0 软件的建模功能要在讲完点、线、面的投影、立体的投影、组合体的视图等知识后，并且做过一定量的练习后，进行讲授。这样就可以让学生对之前做过的练习题进行实体建模，进一步巩固、提高读图能力，做好实体模型后，可以任意从各个方向投影，自查前面所做作业中遗漏的线，需要老师指导或依靠实物模型才能完成的相交线、相贯线。

5 教学举例

如图1、图2 所示是根据主、俯视图， 补画左视图。在做练习的过程中，能够一次性完全无误地完成的学生并不多，基于学生存在的问题，有针对性地分析辅导，帮助其完成图形的绘制，进行空间构型。

在学生掌握了投影知识，具有了一定空间思维后，以此为契机讲解Pro/E4.0 的建模功能，如图3 所示，实体的创建用到了拉伸和旋转两个命令，如图4 所示， 实体的建模只用到了拉伸一个命令。对于大多数机械类零件来说，拉伸、旋转命令完全可以完成建模任务，而Pro/E 中， 这两个命令掌握也很容易，所以在《机械制图》教学过程中同步进行这两个命令的学习是完全可行的。这样就可以实现学基础知识——尺规绘图——三维建模（进一步巩固练习读图能力）——自查尺规绘图的正确性。同时培养了学生的学习兴趣，使学生体会到CAD 软件的用途，为后续计算机绘图软件以及计算机辅助设计软件的学习打下基础。

图3

图4

6 结论

随着CG、CAD 的普遍应用，对《机械制图》任课教师提出了新的要求，教师应该至少精通一种CAD 软件，并在教学中灵活运用，可结合教学需要让学生掌握CAD 软件最核心最基本的功能，完成简单立体模型的创建，激发学生学习兴趣，培养思维能力，更好地学好《机械制图》这门重要的课程。

【参考文献】

[1] 何铭新，等. 机械制图.6 版. 北京：高等教育出版社，2010.

[2] 谭建荣，等. 图学基础教程.2 版. 北京：高等教育出版社， 2006.

【作者简介】

尹红霞. 女. 研究生（硕士） 助教、主要从事《机械制图》、《计算机辅助绘图》、《模具CAD/CAM》教学与研究