基于Solidworks机械零部件测绘教学改革与应用

摘要：《机械制图》教学不仅要注重理论授课，更要加强学生的绘图能力，特别是要加强学生对机械零部件表达力的培养。机械零件和部件的测绘是很重要的学习和实践环节。为达到更好的学习效果，将基于Solidworks 的三维建模引进机械零部件测绘教学中。

关键词：机械制图;测绘;三维建模

Abstract：the teaching of mechanical drawing should not only pay attention to theoretical teaching，but also strengthen students' drawing ability，especially the cultivation ofstudents' expression of mechanical parts.The mapping of mechanical parts and components is a very important link of learning and practice.In order to achieve better learning effect，the three-dimensional modeling based on SolidWorks is introduced into the surveying and mapping teaching of mechanical parts.

Key words：mechanical drawing;mapping;3D modeling

1 进行《机械制图》零部件测绘实践教学改革的必要性

1.1《机械制图》课程及机器零部件测绘现状

《机械制图》课程是一门专业基础课，也是机械类专业的一门核心课程。本课程是机械制造、车辆工程等各个专业必须掌握的专业知识和基本应用技能。课程的主要内容包括投影理论，机械制图的国家标准，以及绘制工程图样和阅读工程图纸资料的方法和技能。学习本课程知识，不仅是后续课程学习的需要，也是学生毕业后从事工程技术工作的必备技能，因此本课程的突出地位和重要作用是显而易见的。

随着我校教学目标的确定，教学改革在不断深入，按照新版《机械制图》课程质量标准，课程目标非常明确，有以下要求：

（1）遵循《机械制图》国家标准，使用绘图仪器正确地绘制出工程图纸，树立贯彻国家标准和行业技术规范意识。

（2）利用投影原理和投影规律，绘制组合体三视图;能够对较为复杂的机件正确选择合理规范的表达方法并正确绘制。

（3）根据国家标标规定画法，绘制标准件和常用件。

（4）结合工程实际中的零件结构特点和加工工艺要求，具备零件设计构型的能力，准确绘制符合国标的零件图。

（5）能够分析装配体的工作原理、装配关系和工艺结构，进行正确的测绘，绘制出符合国标的装配图。

根据以上课程质量标准，可以明确机械制图不仅要注重理论授课，更要加强学生的绘图能力，特别是要加强学生对零部件表达力的培养。因为只有掌握了零部件的正确表达方法，才能够绘制正确、合理符合国家标准的零件图和装配图，才能更好地达到毕业目标。因此机械零件和部件的测绘就成了很重要的学习和实践环节。

1.2教学改革前的机械制图零部件测绘

以前的教学模式是测绘时给学生一个实际的零部件（比如一级减速器） ，准备拆卸工具，测量工具如钢尺、游标卡尺等，让学生进行拆卸，画出各个零件草图，测量各部分尺寸。然后查手册标准确定尺寸公差、表面粗糙度等各项技术要求，再根据草图画出零件图的模式。这种模式可以很大程度地使学生在动手能力、手工绘图能力、测绘能力和查阅国家标准能力等方面得到全面综合训练。但是社会的发展和进步对培养的人才提出了新的需求，要求培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，并且从工程应用角度去作实践，达到理论与实践相结合，增强工程意识以及培养学生具有创新意识和创新能力。因此测绘实训教学必须与社会生产实际相吻合，使测绘制图方式与社会上实际采用的制图方式实现对接，培养出适应社会需要的人才，测绘实训的改革势在必行。

1.3传统零部件测绘表达不够准确

在长期的授课过程中，统计分析了当前学生的学习状况及效果，发现因为《机械制图》课程是在机械专业、车辆工程专业等大学一年级开设，学生缺乏对机器、零件等的实践认知经验，对零部件的结构不甚了解，对零部件的表达方法掌握得不够准确，零件尺寸测量欠精确，往往局限于抄画等问题，学生很难画出符合国家标准的图纸。

2基于Solidworks注重表达力培养的机械零部件测绘改革方案

2.1将基于Solidworks 的三维建模引进机械零部件测绘教学中

综上所述，学生的零部件测绘效果不理想，参考其他院校的教学方法，提出了将基于Solidworks 的三维建模引进机械零部件测绘教学。应用三维模型与二维图纸的转换提升零部件表达的准确性，利用三维装配来约束零件尺寸测量的准确性，同时由三维模型直接生成二维工程图，大大提高了绘图的速度和准确度，也符合现代设计理念。

2.2机械零部件测绘实践教学改革的思路

让学生了解装配体的工作原理，了解零部件之间的装配、连接关系，能用Solidworks画出装配示意图，表达出正确的装配关系。能够应用所学的机械制图知识，选择恰当的表达方案表达零件内外结构，用autocad或者caxa繪制零件图，在三维立体和二维图纸间进行空间思维转换。

训练学生掌握并熟练使用二维和三维Solidworks绘图软件，正确使用测绘工具测量零件尺寸并在图纸中正确合理标注。充分利用Solidworks的看图直观性，增强学生有关机械结构方面知识的感性认识，在机械零件和部件的测绘过程中，注重加强机件表达力的培养，并且能够让学生学习掌握正确查阅参考资料、技术手册、有关标准及规范确定尺寸公差、配合关系、表面结构、形位公差等技术要求。

2.3机械零部件测绘改革方案设计

基于Solidworks注重表达力培养的机械零部件测绘实践教学改革，准备采用以下流程进行。

3基于Solidworks 的三维建模机械零部件测绘教学改革成效

3.1基于Solidworks 的三维建模机械零部件测绘效果

《机械制图》课程中的零部件测绘，包括零件结构表达方法（视图的选择）、工艺结构、尺寸标注、技术要求注写等的合理性，还有图线的规范性、尺寸的基本注法、螺纹和齿轮啮合的规定画法、零部件之间的装配关系、配合制度的选择和标注等。

通过将Solidworks三维建模引入制图测绘进行改革，不但严格遵循了原有的测绘目的，完成了以上的测绘任务，而且制图测绘中需要培养的徒手绘图能力、测量工具使用和测绘方法应用能力、空间思维能力、查阅标准和手册能力等都得到了训练，同时训练了学生的计算机绘图能力、三维造型设计能力、二维与三维之间的空间转换能力，更让学生体会到了制图测绘实训不仅仅是“画图”的实训，确切来说应该是一个“设计过程”。

3.2基于Solidworks 的三维建模机械零部件测绘成绩与经验

学生在大一第二学期，经过为期12个学时的零部件测绘中，分别测绘了4种典型零件：轴，齿轮，叉架和箱体。首先应用工具测量尺寸，分组讨论合理的表达方法，徒手绘制出草图，并标注尺寸。然后应用 Solidworks建模绘制出三维图形，在此基础上加深了对零件形状结构的理解，分析零件的形体，给出不同的表达方案。对数种表达方法分析比较，选择相对合理的，既能够把零件表达清楚，又力求简洁合理。对在第一学期《机械制图》中学习的基本视图、局部视图、全剖视、半剖视、局部剖视等各种表达方法有了更详细直观的认识，从而加深巩固了原来的绘图技能，同时基本能掌握独立应用计算机绘图的能力。

然后在零件图的基础上，创建了装配图。又选取零件数较少的螺栓连接、曲轴连杆活塞总成等小型部件，分组绘制零件模型，组成装配图再生成爆炸分解图。

在后续对学生大二期间的机械基础课程设计的跟踪调查，以及大四毕业时的毕业设计的调查统计，学生经过三维建模机械零部件测绘，整体来看成效是很明显的。

3.3基于Solidworks 的三维建模机械零部件测绘创新点

通过测绘教学改革，把传统的《机械制图》尺规测绘，与计算机绘图包括二维与三维结合起来，加强学生对零部件表达力的培养，同时更能保证图纸的准确性，更好地符合国家标准要求。

4小结

基于Solidworks 的三维建模机械零部件测绘是针对机械专业、车辆工程专业等学生大一下学期，完成了《机械制图》课程的前半部分授课，包括投影理论、三视图、机件的表达、标准件和常用件等的学习之后，在零件图和装配图授课期间，针对典型零件测绘和装配图测绘，逐个采用既要手绘图纸，也要计算机绘图交叉进行。在基本掌握了尺规画图之后，进一步的学习新的技能。

通過应用Solidworks注重表达力培养的机械制图测绘的学习，让学生做到真正的学以致用，提升学生的动手能力，最终提升学生走上工作岗位的竞争能力。

最后不足之处，由于学时不是很充分，不能集中进行较复杂的零件和装配体的测绘和建模。对装配体动画以及零件结构设计有限元的分析等不能进行实训。

希望能对学生在校四年期间编写制定连续有效的学习计划，把《机械制图》这门专业基础课掌握的工程语言能在后续机械设计课程、车辆设计等课程中持续的应用，保证学生工作之后学以致用，胜任与专业知识相关的工作。

参考文献：

[1]胡建生.机械制图[M]机械工业出版社，2014.

[2]王喜仓，于利民.SoldWorks2014实用教程[M]中国水利出版社，2015.

作者简介：柳同音（1970，8-），女，汉，山东省济南市人，本科，讲师，研究方向为机械加工，山东交通学院。