SolidWorks在机械制图教学实践中的应用

崔海军+郭宇超+毕经毅

摘 要：将SolidWorks融入机械制图教学过程，有效解决了学生缺乏空间想象和形象思维等问题。利用SolidWorks强大的造型功能，在课堂上为学生呈现了一个"机械加工厂"，很大程度增强了学生对机械零件的感观认识，降低了学习难度，提高了学生其学习兴趣，取得了较好的教学效果。

关键词：SolidWorks、机械制图、教学模式

引言

机械制图是各个高校工科专业必修的技术基础课，是一门理论与实践相结合的重要技术课程。该课程的主要任务就是培养学生绘制和阅读工程图样的能力，即贯彻和落实国家标准，并正确使用正投影法基本理论去解决生产实践中诸多图样问题。图样是工程技术领域人们传递技术信息和思想的媒介和工具。传统的机械制图的教学模式和生产模式紧密相关，基本都是局限于二维工程图，不断地练习二维图样绘制与阅读的过程。但是对于大学生来说，他们还没有生产实践经验，对形体和视图还比较陌生，缺乏空间思维和分析的能力，入门困难。因此，将三维CAD建模软件融入制图课程，开展课程研究具有一定实际应用价值。

1 基于SolidWorks的机械制图教学模式

目前在市场上使用较多的CAD系统软件有SolidWorks、Pro/E和UG 等！SolidWorks是符合当今主流CAD技术发展潮流的基于Windows平台开发的三维CAD系统，且该软件上手容易，便于使用，操作过程比较直观、简单，功能又比较强大，因此备受机械行业工作者以及广大师生欢迎。在美国，机械行业就业中绝大多数明确要求必须会熟练使用 SolidWorks软件，达到了95%以上。将SolidWorks的三维辅助设计引入机械制图教学，能够使教学内容变得直观、生动形象，从而提高教学效率。既增加了课堂教学的信息量，又大大的降低了学习难度。这不仅有助于培养学生的空间想象能力，而且也有助于学生设计能力和创新意识的培养。

传统的制图教学手段，虽然有多媒体的介入，引入很多图片、动画等使课堂内容变得丰富，但还是缺乏引领学生进入实际设计氛围的关键要素，无法实时动态再现机械设计全过程。将 SolidWorks 软件与机械制图课程融合，我们可以有效利用SolidWorks 进行实体设计，结合多媒体充分发挥软件的可视化造型、装配及运动仿真等。这就相当于我们把“机械加工厂”转移到了课堂，在制图课堂教学中，完成了零件加工、虚拟装配、运动仿真及图纸生成等过程。既让学生了解了机械生产的过程，弥补了学生在机械零件方面感性认识的不足，又使制图课程变得生动有趣，直观易懂，有助于学生提高空间思维能力和构型设计能力。

2 基于SolidWorks的机械制图教学举例

在机械制图教学过程中，事宜的运用SolidWorks强大的三维造型功能，将传统的借助挂图、模型讲解转变为三维动态教学演示。可以非常直观的任意方向和角度进行动态演示，使学生能够充分观察到实体形状，掌握其结构特征。还可以利用绘制完整二维工程图的功能演示其投影。学生通过三维模型与工程图之间相互对照、印证，更利于学生掌握制图投影知识的要点，不断提高形体分析能力和空间思维能力。

2.1 SolidWorks在剖视图教学中的应用

以往讲解剖视图，主要依靠模型和挂图，但是往往存在教学辅助模型不足等问题。学生对剖切方法和剖切位置的选择还是比较迷茫，不理解。作图时更弄不清哪里被剖切了，哪里需要画剖面线。在讲解剖视图时，适时采用SolidWorks软件实体构型。应用SolidWorks的剖視命令，讲解剖视图的表达方案。利用有关剖视指令在视图的不同剖切位置进行剖切，直接观察被剖切后的立体图，通过观察后切后露出来的孔、槽等内部结构，帮助学生充分理解剖视图的目的、作用和作图时的注意事项。通过对实体造型进行剖切，能够很直观形象的观察剖切结果，使学生快速理解和掌握剖切平面的选择和剖切方法，以及剖视图的画法。

2.2 SolidWorks在装配图教学中的应用

在以往的《机械制图》教学中，学生没有经历生产实践，对于各种机械零部件缺乏感性认识，更别说完整的机械产品。因此，学生在学习装配图时，感觉难度很大，很难读懂装配图中各个零件之间的位置关系、配合形式等，如图2所示。

在讲授装配图时，可以充分利用SolidWorks软件强大的虚拟装配功能。利用SolidWorks进行虚拟装配，运动仿真，以及爆炸视图，如图3所示。让学生非常感性和直观的了解装配体的内部结构、装配关系和工作原理等，利用SolidWorks讲解装配图，不仅有助于提高学生阅读装配图的能力，还使学生更容易理解机器或部件中各个零件的作用，以及它们之间的配合关系、动力传递情况等。

3 小结

将SolidWorks与机械制图教学相融合，能充分发挥三维软件直观性强，操作灵活的特点。在机械制图课程中引入SolidWorks软件进行辅助教学，既能有效降低机械制图课程的学习难度，提高学生的学习积极性和主观能动性。同时又能激发学生学习三维软件的兴趣，让学生熟悉并掌握一门三维设计软件，极大的提高了教学效果和质量。

参考文献：

[1] 杨金花，朱鸣.基于SolidWorks的机械制图案例式教学研究[J].机械工程与制动化，2016（2）：210-214.

[2]单鸿波，王晓红，金怡等.3D模型库在机械基础课程教学实践中的应用 [J]. 东华大学学报： 自然科学版，2011（4）：535-540

[3] 何西阳，管殿柱等.基于SolidWorks的工程制图虚拟模型室的开发[J].青岛大学学报，2014（6）：63-65.