基于Solidworks在《冷作工艺学》教学中的应用研究

郭 科

（郑州煤矿机械制造技工学校，河南 郑州 450013）

1 《冷作工艺》教学现状

《冷作工艺》做为是技工学校机械工种的一门综合性、实践性都很强的专门工艺理论和生产实习课程，它拥有系统的理论知识体系，并与生产实践密切结合，对培养学生掌握系统的专业知识和操作技能，增强创新意识有重要作用，是从事冷作工工作所必须掌握的。由于课程部分章节内容比较抽象，传统的教学方法和手段很难调动学生的学习积极性和学习兴趣，再加上大多数学生缺乏实际经验和空间几何知识，因此学生都感到这门课程不易掌握，即使上课时能听懂，实际做题时仍感无从下手。

应利用Solidworks软件的三维实体功能，把感知、理解、巩固、运用融合为一体，推动和帮助学生学习，以弥补传统教学的不足。从而，也是学生在以后发展中有较大的展现空间。

2 Solidworks软件在冷作工展开放样简介

Solidworks是典型的三维实体的专业设计软件，由于其在三维实体造型时的方便与快捷，易学、易用且功能强大，近几年在工程设计领域得到广泛使用。它的主要功能是零件三维造型设计、装配设计、图样生成。在钣金件展开放样领域利用SolidWorks软件，是其功能的一项拓展，该软件提供了利用3D草图命令直接绘制3D草图的功能，在友好的用户界面下，象绘制线架图一样，在空间直接画草图；如2D草图、添加“几何关系”、“参数几何体”等，按照零件的实际尺寸，很容易绘制出零件的空间线框图。在此基础上利用软件尺寸驱动功能，对零件的几何构成线段进行"智能标注"计算，直接准确计算出各线段的长度。为钣金件的展开放样提供了准确的数值。相对传统的作图法、计算法等，该方法准确、快捷，可节省大量的时间。尤其在对复杂钣金件展开放样方面，其优势更为明显。

3 Solidworks软件与冷作工艺教学的有机结合

3.1 Solidworks软件的三维建模的教学应用

在冷作工艺教学中，零件的三维实体，不好在黑板上话，同时言语也很难描述，利用Solidworks软件的三维建模，来表现实际情况。SolidWorks软件中有两种生成实体零件方法，第一种是创建一个实体零件，然后将其转换为钣金工件，可称为基于实体造型的钣金工件设计;第二种是使用钣金特定的特征直接生成钣金零件，具体包括基体法兰、边线法兰、斜接法兰、褶边、转折、绘制的折弯、闭合角、断裂边角、边角裁减、展开、折叠、放样的折弯、折弯、切口、成形工具等，这种方法可称为基于钣金设计模块的钣金件设计第二种方法从最初设计阶段开始就生成的是钣金零件，消除了多余步骤，使得钣金工件的模型生成更容易和更快。

3.2 Solidworks软件展开功能的教学应用

在教学中，传统的冷作展开图，是对钣金工件件下料尺寸主要采用等分投影法，根据中性层长度不变原则，使用手工方法进行计算，但对于形状复杂且翼缘上有孔的钣金件来说，其展开尺寸和孔位尺寸，通过手工计算不仅很困难，而且很难计算准确。利用Solidworks钣金功能中展开命令，使这一工作变得非常简单，我们只需在完成钣金零件三维建模之后，点击平板型式特征即可得到该钣金件的三维展开图，当我们需要展开和折叠一个、多个折弯时，也可使用展开和折叠工具，需要注意的是平板型式应是钣金件最后一个特征：在Feature Manager设计树中，平板型式之前的所有特征在折叠或展开的钣金零件中都出现，而平板型式之后的所有特征则只在展开的钣金零件中出现。得到直观的钣金件三维展开图之后，我们可根据钣金成形工艺设计知识来判断毛坯形状是否合理，对可能引起变形沿毛坯分布不均匀的结构进行修改，从而提高产品的质量。在生成钣金零件的工程图时，钣金件的展开图不仅能够自动生成，而且可显示折弯方向、角度和半径等折弯注释信息，便于指导生产加工。

4 教学效果体会与分析

4.1 教学方便、快捷，增加学生的理解能力

使用Solidworks软件能随心所欲地“造”出大量的、各种结构复杂的模型，由模型到投影（平面图），或由投影到模型，可实时对照，当旋转三维模型时（线架结构状态），实际上就是模型在任意角度的投影。利用软件本身模型的精度高、形象逼真、色彩丰富，还能将复杂形体的外形与内腔、相贯体中相贯线的变化趋势、装配体中零件之间的连接关系充分地展示出来，使知识更加清晰、生动、形象。利用计算机软件还可以方便地修改与新建教学模型，这样不仅能够及时补充新教学内容的模型，还可以针对不同的教学对象、教学要求调整现有的模型，充分满足了教学对模型种类及数量的需要，达到降低教学成本、提高教学质量的目的。这对习惯于拿实物模型教学的教师将是一个挑战。用Solidworks造出的模型，还可随时更改各细部结构，可演示由基本立体到组合体，再到各种任意复杂结构的立体，其变化过程一目了然。在帮助学生理解教学内容，增强空间思维能力方面发挥着积极的作用。

4.2 增加学生积极性和自学能力

在学习中学生遇到的问题，可以通过三维建模解决，进行仔细观察，增强对实物的感性认识，辅助完成课后练习。另外，学生还可以根据自己的情况，选择自己需要的学习内容。通过收集典型零、部件的三维模型与二维视图的两种不同表达方法，帮助学生建立从空间到平面、从平面到空间的思维能力。为了使学生毕业后能胜任实际工作，必须在学校学习过程中加强实践能力的培养。然而在科学技术迅猛发展的今天，更需要技术工人掌握先进的绘图技术以适应工作的需要，掌握二维、三维造型设计工具绘图技术已成趋势。因此，在实践教学中必须培养学生计算机绘图、形体构思训练、三维建模、创新设计等操作技能。在实践教学中，可以开展计算机绘图竞赛，要求学生编写工艺文件，鼓励学生参加技能比赛，提高学生的动手能力，开阔学生的眼界，培养学生的空间思维能力和创新能力。

4.3 丰富教学过程，吸引学生学习兴趣

在教学过程中可以通过多媒体教学，形象生动有趣，还可以配以背景音乐，让教学在轻松、愉快的氛围中进行。改变了传统教学枯燥、呆板的形式，能极大地提高学生们学习的积极性。

5 结语

随着研究的深入进行，将Solidworks软件紧密融合《冷作工艺》中，在教学中对充分挖掘学生潜能、促进学生学习、强化教学效果、提高教学质量等方面会起到更大的作用。