三维设计软件在机械教学中的运用

张向颖　孟晓蕊

摘要：机械教学中多项教学内容均有运用到三维设计软件，诸如零件建模、部件装配、工程图绘制、参数化设计等，能够辅助学生深化理解课堂内容，同时三维设计软件具有自动化和智能化的优势。可自动建模生成平面工程图，有助于学生比对参考，纠正绘图错误，三维设计软件中可借助各种绘图工具完成尺寸标注和模型修改，智能化加强，机械教学中引用了真实图纸，使学生在三维设计软件上的绘图更具实战性，有效提高了学生学以致用的效果。教师可结合新型教学模式，引导式教学，提升学生操作三维设计软件的能力。

关键词：三维设计软件;机械教学;工程图绘制

三维设计软件种类繁多，高校机械教学中应根据课程需求合理选择软件种类，并根据软件发展情况及时更新和升级软件，为学生创造优良的学习环境。三维设计软件功能较多，其中设计的机械教学中的专业实践知识较为全面，还需要教师从实际学生需求出发，将理论知识和软件实践相结合，使学生直观理解到各模型设计环节，提高自行完成工程图纸绘制的能力。

1.三维设计软件在机械教学中的常见运用种类

为了满足各行各业不同需求，制作装配、仿真、工程图等，借助计算机技术和高端设备，三维设计软件种类不断增加，功能日益齐全，其中AutoCAD、UR、Pro/E、3DMAX、Solidworks、Inventor、CATIA等三维设计软件较为常见，各种类三维设计软件根据功能迥异或者关联，又具有互通性特点，各自保有优势和短板，通常可以单一运用或者关联运用，在机械教学中会详细讲解各类软件的基本功能，并合理运动到课程实践中，提升学生三维设计软件的理论知识理解能力，确保学生学以致用的动手实践能力。

2.三维设计软件在机械教学中的运用

2.1零件建模

零件建模是机械教学中的入门级知识，通过讲解机械制度、车工等入门级别专业基础机械教学课程，使学生直观感受计算机上虚拟的空间物体形状，学习绘制三视图的能力，将机械教学理论知识实践为真实的空间物体状态，以剖视图的形式引导学生观察剖切面，最终按照指定空间物体形状绘制物体基础结构。详细操作步骤为：绘制草图、构造基本特征、构造附加特征、修改模型。草图建立在2D几何元素基础上，可绘制在主平面和参考平面坐标系上或者零件平面上，定义零件的基本大小和形状。构造基本特征通过特征构造命令或者工具选择完成，可实现特征构造添加。构造附加特征基于草图基础上，进行3D升级，实现修改模型上现有边、在制定命令下增加属性的绘制。借助修改模型工具，可以轻松快速的修改模型的3D尺寸，还可以应用方向盘单独选择一个或者多个面进行移动或者保留。

2.2部件装配

部件裝配是机械教学的固有特色，以车床装配为例，通过分解车床部件，让学生对分散的刀架、箱体、杠体等装置有明确的基础认知，再通过组装部件，掌握理解模拟组装过程，借助三维设计软件操作装部件装配顺序，详细讲解和演示车床的组装过程，三维设计软件能够智能识别部件装配情况，若装配顺序错误或者装配部件不符，软件能够自动以声音或者文字的形式进行系统提示，有助于学生深入了解部件装配的内部和整体构造，在操作失误后便于及时更正。

2.3工程图绘制

三维设计软件具有3D立体特点，可完成平面2D工程图的3D绘制，机械教学中会细化工程图绘制过程，使学成掌握绘制3D工程图的能力。首先学习平面轮廓图尺寸标准，通过三维设计软件的模型导出功能，摘出工程图平面轮廓图，详细解说平面轮廓图结构，引导学生认识和理解工程图，在课堂实践中让学生在实训图纸上练习尺寸标准，还可使用工业生产中的真实图纸，培养学生实践能力。其次详细讲解三视图课程，深化学生对工程图长宽高尺寸的理解。三维设计软件具有强大的自动建模功能，能够自动生成2D平面工程图，可作为学生参考标准，通过和自行绘制的工程图纸比对，发现偏差问题，纠正错误提升绘图水平。

2.4参数化设计

参数设计是三维设计软件虚拟和现实结合的方法，能够将理论知识和软件操作相结合，使软件接收参数指令绘制出想要的图形，是调整最初设计模型尺寸的常用方法。例如：机械教学课程中讲授相贯线知识时，理论知识以普及相贯线知识的方法使学生认识和理解相贯线，运用三维设计软件在圆柱直径上直接利用参数修改，则可使学生直观的看到相贯线的关联变化，进而将相贯线内容深化实践到其他物体建模中。机械教学课堂理论知识讲授使学生认识和掌握专业知识，课堂实践操作知识能使学生深化理解和提高动手操作能力。三维设计软件中涉及的参数化设计较多，是机械设置或者维修时必用到的选项 ，为机械化工作提供参考，还需学生注重消化理解，以实现学以致用的目标。

3.三维设计软件在机械教学中的运用优化措施

自计算机技术日益进步和发展以来，相关设计人员实现了三维设计软件的创新研发，为机械教学提供了良好的教学工具保障，为了提高学生学以致用能力，为社会培养应用型人才，还应积极改进教学机械教学模式，提升教学效果。机械教学课程复杂专业性强，对学生三维设计软件动手操作能力要求高，只具备理论知识的学生无法真正学以致用，教师应从自身出发，提升教书育人的综合能力，以新理念、新方法、新技术教授教学内容。还需要培养学生实践操作能力，教师应注重对学生创新思维和自主学习能力的培养，以人本教学理念为基础，引导式学习，提升学生课堂参与积极性，使学生能够以兴趣爱好的状态探求理论和实践知识问题，积极参与到课后自主学习和课堂师生互动中，消化和理解课堂知识，进而提升三维设计软件操作水平。

结语：2D绘图模式已经不能满足机械行业需求，在此基础上3D绘图模式得以实施，机械教学中需紧跟时代发展，提升教学水平，充分利用三维设计软件向需学生讲解专业知识，将理论知识和实践操作相结合，培养学生操作能力，为社会培养应用型人才。三维设计软件在机械教学中广泛运用，还应在此项便利教学工具的基础上，优化教学模式，进而提升三维设计软件在各课程内容中的利用率。

参考文献

[1]王绍华.浅谈三维设计软件在机械教学中的应用[J].中国新通信，2020，22（05）：202.

[2]彭莉.三维设计软件在机械教学中的实践探讨[J].现代经济信息，2017（15）：441.