机械制图是一门实践性较强的技术基础课。本课程的任务是使学生掌握机械制图的基础知识、基础投影理论和有关国家标准。机械制图课程着重培养学生识图能力及空间想象能力,使学生能看懂机械零件图和装配图。 机械制图课程,从用实物模型辅助教学到利用CAI多媒体课件进行课堂教学,确实是一个很大的进步。但仅用图片或课件演示,重复地播放看似直观、明了,但学生总体反映这门课难学,老师认为这门课难教。因为用多媒体设备教学只是替代了原来的黑板,不能表达机械制图的思想,不能说明二维图形与三维零件的关系,不能说明机械图样中相关规定的由来,更无法引导学生的思路在三维空间与二维平面之间转换,也很难调动学生的学习兴趣。这些都是机械制图教学中长期存在的难题。作者认为如能直观地表达二维图形与三维实体的关联关系,赋予三维实体模型以机械属性,使数字三维模型成为实际机械零件,机械制图的学习将会变得相对简单。通过对多种三维CAD软件的对比试用,笔者认为在机械制图等课程的课堂教学中只要掌握CAXA实体设计软件的简单操作方法,借助CAXA机械制图三维实体模型库,利用CAXA实体设计软件独特的可视化造型方法和三维球等工具,利用多媒体教学设备,不仅可以将“机械加工厂”搬到课堂中来,现场完成零件加工,零件拆装,图纸的生成。更重要的是构建一个交互式教学平台,使机械制图易教易学。 建立CAXA机械制图三维实体模型库 在CAXA实体设计软件中,三维图形与二维图形是关联的。三维模型库创建好后,利用CAXA实体设计二、三维关联性,与之对应的二维图形库也同时建立。三维设计环境修改后,软件会立即询问二维图纸是否需更新,确认后,原有的二维图形立即按三维设计环境的修改进行更新。同时,在二维绘图环境中,可以进行各种标注、生成明细表。二维布局图可以由一张图纸,也可由多张图纸构成,可以包含一个视图,也可以包含多个视图。 在CAXA机械制图三维实体模型库中,利用CAXA实体设计可输出零件、图纸、图像、动画四种格式的文件,可将各模型转到使用者熟悉的其它CAD/CAM应用程序使用,也可作为制作CAI课件的素材。这为使用者提供了很大的方便。 为让不熟悉CAXA软件的使用者也能在教学中用该模型库,建立CAXA实体模型库时应考虑设有必要的使用简介,且做成文字或 *.avi格式的文件。使用简介包括软件界面、主要工具(设计树、三维球、操作手柄)的操作方法、多视窗显示这三部分,使用者只需几分钟就可借助CAXA机械制图三维实体模型库学习机械制图了。 CAXA机械制图三维实体模型库所包含的内容如图1所示。 CAXA实体设计在机械制图教学中应用举例 1、操作手柄的应用 调出三维模型后拖动操作手柄,可修改智能图素的几何尺寸。动态观察曲面或平面立体的表面相贯线或平面截交线的空间形状,随尺寸改变形状的变化情况,进行组合体的线、面分析,如图3、图4所示。 2、三维球的应用 三维球可以附着在多种三维物体之上。选中零件、智能图素、锚点、表面、视向、光源、动画路径关键帧等三维物体后,点击三维球工具按钮 打开三维球,使三维球附着在这些三维物体之上,从而很方便的对它们进行移动、相对定位和距离测量。 三维球是一个非常杰出和直观的三维图素操作工具。通过对X、Y、Z方向的三个手柄操作可迅速建立三维空间概念。在机械制图用三维球工具对空间坐标建立;尺寸标注;零件装配等很有帮助。如图5所示应用三维球工具讲解如何进行轴系零件的装配及装配图尺寸标注。
4、利用动画功能观察运动情况 CAXA实体设计所具有的动画功能对学习装配图的工作原理;分析零件的装拆顺序非常有用。 5、其它工具的应用 用CAXA实体设计中的“曲面生成”工具可讲解斜视图、向视图、剖面图的概念等等。如图9所示,选中零件的某一表面直接生成“曲面”,用三维球移动、旋转该“曲面”与某一基本投影平行,用斜视图表现机件倾斜部分的形状。 用视角工具可选择生成第一视角或第三视角视图,在三维设计环境中显示三维坐标,对照比较,第三视角的概念,欧美国家第三视角工程图纸就容易接受了。 从模型库或CAXA实体设计软件工具库中调入标准件,在零件属性框中修改尺寸参数或机械属性,各参数对标准件特征的影响和作用一目了然,自然理解标准件所规定的各参数的意义,对标准件参数的讲解不再枯燥。 用CAXA二维视图生成工具可由模型直接生成各种视图,并在视图上添加工程标注。 在实际教学中实践后,会发现CAXA实体设计的许多工具在机械制图课程的教学中都是非常有用的,有利于学生建立空间概念,认识从二维视图到三维实体的本质变化,提高空间想象力和创新能力。 教学实践中应注意的问题 总之,用CAXA实体设计作为机械制图课程的教学平台是非常适用的。与此类似,CXAX实体设计对《机械基础》,《液压与气压传动》等课程的教学也有帮助。 关于CAXA: |