浅谈SolidWorks在《机械制图》教学中的应用

陈李

【摘 要】《机械制图》是机械类专业一门重要的专业基础课，它是用图样确切表示机械产品的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。《机械制图》课程的重要任务之一就是培养学生的空间想象能力和形体认知能力，从而提高识读、绘图能力。在传统课堂教学中，教师一般采用的方法是利用实物模型、挂图或者多媒体课件进行辅助教学，而这些方法都存在一定的不足，笔者尝试在《机械制图》教学中应用SolidWorks软件进行辅助教学，优化了教学方法，增强学生空间想象与思维能力、创新能力，取得良好的教学效果。

【关键词】SolidWorks；机械制图；教学

随着多媒体技术的发展，使得传统的教学模式在《机械制图》课程中已经不能满足于现代教学的需求。对于刚接触专业学习的學生来说，仅靠有限的机械模型和简单的PPT课件来教学，很难培养学生的空间想象能力和思维能力。运用SolidWorks软件建立三维实体模型，引导学生实现抽象二维平面图形与真实自然的三维空间物体的相互转换，从而增强学生的空间想象能力，进而提高学生用二维平面解决三维空间问题的空间思维能力。将SolidWorks中由二维草图转换为三维模型、从三维模型中自动产生工程图、剖视图等功能应用到《机械制图》课的相应章节中，能够较好地提高学生在课堂上获取信息的效率。 这样既培养了学生的空间想象能力，同时也激发了学生对该门课程的学习兴趣和积极主动性。

1.SolidWorks在三视图教学时的应用

1.1通过对“平面草图”进行“拉伸”、“拉伸切除”、“旋转”、“旋转切除”、“扫描”等操作形成立体图

教师先利用SolidWorks把题目中的三视图画成相应的立体图， 通过SolidWorks画出的立体图形有质感，立体感好，相当于给学生提供了一个完美的教学模型，帮助学生建构立体图形。

1.2可全方位观察物体

形成三视图需要学生从前往后、从上往下、从左往右地观察立体图，而在PPT中给定的立体图是一个固定的正等轴测图，我们无法随意地转变图形的方向，无法多方位地了解图形。SolidWorks带有视图定向功能，可以更改当前视图定向（从上下、左右、前后进行视图观看）或窗口数（在一个界面中同时出现两个窗口进行对比）。通过该功能能够帮助学生建构空间图形，从不同方向观察图形，加深对立体图的理解，提高自身的空间想象能力，最终使学生能够画出准确的三视图。

2.SolidWorks在组合体视图中的应用

在机械制图中要培养学生对三维空间的认知能力，读组合体视图是重要的内容。例如，在学习绘制切割型组合体视图时，教师可使用软件在课堂上一步步地切割建模，让学生充分了解切割过程，特征树中回放步骤功能更能使教师达到灵活讲解的目的。课堂上这种演示叠加型组合体的形成过程及切割型组合体视图的切割过程，使学生印象深刻，同时也培养了学生的空间想象能力。在已知组合体两个视图求第三个视图，或补齐视图中缺线的练习中，学生经常由于对三维空间理解能力不够而做错题目，若不能提供相应的组合体实物，而是只泛泛讲解答案，学生是难以理解的。这时若用SolidWorks软件现场绘制立体模型展示，学生就会一目了然，疑难问题也会迎刃而解。例如在补画组合体视图时，根据这两个视图，学生很难想象这个零件的三维形态是怎样的，因此很难画出第三视图，在笔者所教授的制图课中，许多学生对于这个典型问题在读图过程中出现了失误，难以绘制出正确的第三视图，而通过SolidWorks软件的使用，演示零件的建模过程，加深学生对组合体形成过程的理解。零件模型绘制好后可通过软件的多个视口功能，同时展示三视图及轴测图，各视口中的视图间的点、线、面一一对应、一目了然，也可以对零件进行旋转操作，使学生从各个角度都可以直观地观察到该零件的三维模型，第三视图也就很容易求解了，如图1所示。

3.SolidWorks在剖视图中的应用

剖视图是用来表达零件内部结构形状的投影图，在剖视图教学中，学生对机械零件内部结构的理解有较大困难，同时对于剖切方式和剖切位置的选择不好理解，在机械制图的教学中，灵活运用SolidWorks软件提供的剖切功能，能使上述问题迎刃而解，为了直观地讲解剖视图的概念，在SolidWorks三维造型模块下，首先绘制出机械零件的模型，然后利用SolidWorks的截面工具（如图2所示），完成剖切平面的选择并按规定位置剖开零件并实时观察剖切效果，同时SolidWorks还可以在“工程图”模式下完成各种形式的剖视图，通过SolidWorks直观的动态形式展现剖切视图，有助于学生深入理解剖切的概念，从而激发学生的学习兴趣，轻松掌握剖视图的画法。

4.SolidWorks在装配图中的应用

在装配图的教学过程中，应用SolidWorks软件的装配功能及爆炸视图工具能取得很好的教学效果。在SolidWorks软件环境中可应用装配功能进行各零件间的配合，这样使教师更易讲解装配图中各零件间的相互位置关系及配合方式，并可以通过SolidWorks Animator功能制作动画，将零部件的装配过程录制成动画，学生可通过动画演示直观的看到零件的装配过程，进一步理解各零件间的装配关系，对装配过程有了更加深入的理解。同样可通过SolidWorks Animator功能制作爆炸动画，形象生动地展示爆炸及零部件之间的相互关系。如图3所示，在SolidWorks软件中生成了零部件的爆炸视图，有助于学生对装配过程的理解，提高阅读装配图的能力。

5.结束语

科学合理的设计教学方法及教学模式，会达到事半功倍的教学效果。实践证明，通过使用SolidWorks软件，对《机械制图》课程的教学中起着举足轻重的作用，学生增强了直观感受，通过它，极大地调动了学生的积极性和创造性，使学生更容易理解和掌握该门课程。 [科]

【参考文献】

[1]《机械制图》第六版，中国劳动保障出版社.

[2]SolidWorks 2013中文版基础教程，机械工业出版社.