初学Pro/E课程常见困惑及教学改革探讨

胡鹏飞 李开勇

[摘 要] Pro/E软件是美国参数技术公司开发的高档三维参数化设计软件，是目前国内外应用最广泛的一个CAD/CAM/CAE软件，其功能强大、应用广泛、使用方便，得到广大用户的一致认可。基于此，Pro/E课程也被众多院校一些专业设置为专业必修课程，并在整体课程培养体系中占有非常重要的地位。根据多年Pro/E课程教学经验，针对初学者学习此课程时遇到的困惑与不解，针对性地提出了行之有效的教学改革对策，取得了较好的教学效果，希望这些教学经验能为Pro/E初学者及教学工作者提供借鉴和帮助。

[关键词] Pro/E课程;困惑;教学对策

[基金项目] 2019年度洛阳理工学院教育教研改革工程项目“Pro/E应用型课程教学设计与改革探索”（JY2019-135）

[作者简介] 胡鹏飞（1978—），男，河南沁阳人，博士，洛阳理工学院材料科学与工程学院讲师，主要从事材料表面工程研究;李开勇（1979—），男，重庆人，博士，洛阳理工学院材料科学与工程学院讲师，主要从事高分子材料成型技术研究。

[中图分类号] TH128   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）34-0067-04    [收稿日期] 2020-12-23

一、引言

Pro/E软件是美国参数技术公司（PTC）开发的集CAD/CAM/CAE为一体的大型三维软件。相比于其他三维造型软件，Pro/E软件有自己的特点，比如参数化建模、逻辑性强、造型过程严谨、某些模块（如模具设计模块）的功能非常强大，因此，Pro/E软件是世界应用最广的三维造型软件之一[1] （P1）。Pro/E软件于20世纪90年代初传入我国，但初期发展较为缓慢。个人电脑及Windows操作系统的出现大大促进了该软件的快速发展，目前很多企业采用Pro/E进行三维造型设计。许多高校特别是一些应用型本科院校、高职高专、职业技术学校的一些专业都将Pro/E作为重要的必修课之一[2-4]。

Pro/E课程安排在Autocad课程之后进行学习，初学者在学习时往往会习惯性照搬学习Autocad课程的经验方法来学习Pro/E课程，这样会给初学者造成一定的困难。笔者结合多年的Pro/E教学经验，在上机练习过程中针对学生经常遇到的困惑，针对性地提出了一些教学对策。经过教学效果验证，这些教学对策还是比较可行的，对初学者的学习能起到积极的作用，希望这些教学经验能为Pro/E课程的教学工作者提供一些帮助和借鉴。下面就列举几个笔者授课及实践教学过程中初学者经常遇到的问题，并给出一些相应的教学对策。

二、初学者常见困惑

（一）思路不清，无从下手

初学者接触Pro/E课程的第一部分是参数化草图绘制，这一部分属于二维截面图形的绘制，初学者同样遇到各种各样的障碍，下面针对Pro/E的核心学习内容三维实体造型展开叙述。当初学者学习完最初的几个创建三维特征的命令，包括拉伸、旋转、扫描，在进行上机实践练习时，面对看似简单的例子，却无从下手。图1是一个非常简单的例子，两次使用拉伸命令即可完成，但是对于第一次上机的初学者，在完成此练习时并非很顺利，思路不清晰，不知从何下手。对于此类困惑，授课教师应从Pro/E软件的特点入手，向初学者传达Pro/E软件的核心设计思想。Pro/E软件是基于特征建模，一个三维模型是由多个特征按照一定的位置关系叠加（或切除）形成的。因此，面对实际的例子，首先应该分析这个模型大概由多少个特征组成，创建这些特征的先后顺序是什么，心中要有一个较清晰的思路。下面以图1为例進行分析。图1右边是需要完成的三维造型，左边分别是三维造型的主视图、俯视图和侧视图。这三个视图的作用仅仅是向作图者传递这个三维造型的相关尺寸信息，与我们创建特征时所绘制的草绘截面没有丝毫关系，这点要向初学者着重强调。有相当一部分初学者在启用拉伸命令创建拉伸特征时，照着图1将左边的三个视图画出来以期望其能直接生成右边的三维造型，这样整个思路就错了。

对于图1的例子，正确的创建过程如下：第一步创建图1中三维实体造型中的拉伸特征1。任选一个基准平面（如选Top面）作为草绘平面，绘制截面如图2所示，定义此截面的拉伸距离为6，得到拉伸特征1，如图3。第二步以图3中拉伸特征1的A面为草绘平面，绘制图1中拉伸特征2所对应的截面，如图4所示。定义拉伸距离为6，得到拉伸特征2，这两个拉伸特征按照特定位置关系叠加在一起，完成了最终的图1中的三维零件造型。

（二）不知如何合理确定第一个特征截面相对位置

在创建三维造型的第一个特征时，需要选定一个面作为草绘平面绘制特征的截面。从理论上讲，因为是第一特征，截面绘制在所选草绘面的任何位置都是可行的，都能顺利创建出第一个特征;但是绘制这个截面时如果相对位置选择不合适，会直接影响到创建的特征与三个基准面，以及基准坐标系的相对位置关系，最终会直接影响后续特征创建的便利性，这也是一个困扰Pro/E初学者的一个关键问题。由于初学Pro/E时对于创建三维造型的先后顺序、特征与特征的位置关系、特征与基准平面之间的位置关系，以及截面与参照线之间的位置关系不是特别了解，会出现各种各样不合理的现象。针对这种情况，授课教师应该与初学者多沟通，结合实际例子的创建过程，讲解每个过程的关键点及一些被忽视的细节，这些细节往往对后续创建过程影响很大。

下面仍以图1为例说明特征截面在草绘平面中相对位置的重要性。在创建特征1时，选择Top面作为草绘平面绘制特征1的截面。由Pro/E软件的基础知识可知Top、Right、Front这三个两两相互垂直的面形成了基准坐标系（三个面的交点为基准坐标系原点）和X轴、Y轴和Z轴（两个面相交形成一个坐标轴）。当Top面平行于屏幕对着绘图者时，Right和Front面看上去是两个线，这就分别产生了图2中的参照线1和参照线2。在绘制特征1的截面时，怎样确定这个截面的相对位置是很多初学者困惑的地方，甚至这个困惑会在相当长的时间内一直困扰学生，因此，授课教师应尽早为初学者讲解明白，消除困惑。