基于三维建模技术机械制图教学方法探究

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1、基于三维建模技术机械制图教学方法探究摘要：随着计算机软硬件水平的提高，三维建模技术的应用越来越广泛，对于机械制图教学的内容和方法也有深远的影响。针对机械制图教学中存在的一些问题，阐述了如何运用UG软件制作三维模型，以及利用三维建模技术作为辅助工具予以解决。关键词：机械制图；三维建模；教学；UG中图分类号:G712文献标识码：A文章编号:1672-5727(2012)07-0108-02三维建模技术是计算机应用的一项重要技术，近年来,随着计算机软硬件技术水平的迅速提高，三维建模技术的应用也越来越广泛。《机械制图》是机械类学生必修的一门专业基础课，但是由于课程本身具有抽象、难懂等特点，很

2、多学生学习起来很困难。如果能够将形象直观的三维建模技术与抽象的机械制图结合起来，会对学生的学习有很大帮助。传统机械制图教学存在的问题《机械制图》是工科院校的一门专业基础课，其主要任务是学习正投影法的基本理论，熟悉国家制图标准的相关规定，培养学生的空间想象能力和空间分析能力，使学生掌握绘制和阅读工程图样的基本方法和技能，这些是工程技术人员从事产品设计、开发、生产等工作不可缺少的。但由于《机械制图》课程通常在一年级开设，学生没有金工实习经历，普遍缺乏实践经验，课程本身具有抽象、难懂的特点，很多学生学习起来很困难。在传统教学中，教师为培养学生的空间想象能力，提高教学效果，上课时会带一些木制

3、模型或挂图，以增强学生对图形所对应形体的感性认识和了解，但是,传统模型的体积和重量较大，教师携带不便，模型的数量和种类也是有限的，无法随着教学内容的变化而随意修改，而且这些模型通常形体比较简单，对于复杂形体而言，制作模型的成本太高，也不可能按照教学的需要随意做到从中间剖切。利用一些三维建模软件，这些问题可以迎刃而解。三维建模技术机械制图研究的对象是工程图样，是用一组平面图形表达三维形体。长期以来，工程图样都是工程技术人员指导生产、进行技术交流的一个重要工具，也为人类生产、生活水平的提高做出了很大贡献。工程图样的优点是度量性好，但是直观性较差，必须经过专业的训练才能读懂和绘制。传统的方

4、法是，设计者在大脑中先构建出产品的立体模型，然后绘制出其二维工程图样表达其设计理念，经不断修改和完善后，再通过加工将其立体制作出来。随着科技的发展和计算机应用的普及，人们逐渐采用CAD技术，用计算机绘图代替手工绘图，提高绘图速度及精度，但此时依然是二维绘图，设计方法从本质上说依然是与手工绘图一样的，计算机只是起到了一个绘图工具的作用。随着计算机运算速度的不断提高，计算机的应用也从最初的帮助人们绘制图样发展为三维建模，设计方法在本质上发生了改变。三维建模是直接在三维环境下进行设计，以三维立体图形直接表示空间形体，这样不仅能够更直接、全面地反映设计者的设计思想，提高设计质量和效率，而且所

5、建立的三维模型结合其他CAM、CAE软件，还能进行后续的加工仿真、装配仿真、数控加工编程等工作。三维建模技术在近几年得到了大力发展和广泛应用。如今，应用广泛的三维建模软件有很多，如CATIA、UG、Pro/Engineer.SolidWorksSolidEdge等等，在机械、航空航天、船舶、电子、建筑、汽车等各个领域均有应用。三维建模技术在教学中的应用应用三维建模软件，可以方便快捷地建立物体的三维模型，向学生演示。对这些模型的材质和光源可以进行渲染，使其具有与真正零件相同的真实感；利用旋转命令可以从不同的角度对形体进行观察，还可按照教学需要在课堂上进行一些处理。例如，在讲解截交线、相

6、贯线时，可以动态地演示截切与相贯的过程和变化，将立体表面的交线修改成其他的颜色，着重表示或者从立体上提取出来，加强学生对其形状的了解，也可利用三维建模软件的参数化功能，修改立体的尺寸或相对位置，观察截交线、相贯线发生了哪些变化；组合体是由基本立体通过叠加或切割组成的，对于叠加式的组合体，可以利用形体分析法分析组合体是由几部分组成的，分别建立各部分的实体模型，通过三维实体的布尔运算进行组合；对切割式的组合体，上面的一些图线学生理解较困难，可以在课堂上演示其切割顺序，让学生看到一步步的过程，加深对形体的理解，更清楚地看到每步切割后，立体表面上会多出哪些图线；在讲解剖视图时，可以在课堂上构

7、建完整的立体，再演示选择合适的剖切平面对形体进行各种剖切，让学生清楚地看到零件的内部结构以及剖切面后方的可见部分，更清晰地了解各种表达方法，更好地区分全剖、半剖、局部剖、阶梯剖、旋转剖等；对于学生而言，装配图是很难掌握的一部分内容，对此也可以借助三维建模软件分别建立各零件的模型，并可根据不同的位置和装配约束关系组装成部件，使学生深入了解各零件间的装配关系，还可以将装配好的部件进行爆炸式分解，进一步展示各零件的相对位置和装配关系，同时可利用三维建模软件的动画