本站原创摘 要：根据《机械制图》这门专业基础课的特点和作用,这门课程的教学对象是大学一年级学生,他们由于思维方式的转变,在掌握这门课程的时候难度比较大,面对这样的问题,本文主要论述了SolidWoks在组合体中的应用,SolidWoks在剖视图中的应用,SolidWoks在零件图中的应用,SolidWoks在装配图中的应用等,并且通过在学生当中进行实践教学,证明SolidWoks在《机械制图》的教学过程中进行应用是可行的,教学效果也非常显著.
关 键 词：SolidWoks；《机械制图》；教学；应用
中图分类号：G642.4文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）39-0086-02
SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,采用参数化的建模技术,能方便﹑快捷地创建任何复杂形状的实体；SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件,涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业；SolidWorks软件是诸多三维软件中能够实现相同的目的,但操作及界面最容易被初学者掌握的软件之一.在美国,包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把SolidWorks列为制造专业的必修课,国内的一些大学（教育机构）如清华大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学等也在应用SolidWorks进行教学[1].《机械制图》﹑《工程图学》是机械类及近机械类专业学生的必修的专业基础课,在各专业的课程建设中起到承上启下的作用,一般的授课时间为大学一年级学生上半年,因此这门课程教学质量的好坏直接影响到学生的后续专业课程的学习、课程设计以及毕业设计的能力,一般走到相关的工作岗位应用最多的也是该门课程.但学生普遍反映这门课程学起来难度较大,作业做起来浪费时间,而且大一新生学习这门课程的困难主要在于空间想象能力的缺乏,所以教师授课时都会准备一些实体模型并带进教室为学生的学习提供参考和帮助,但是在教学中这些实体模型一般是一些常规模型而且数量非常有限[2].在《机械制图》课程教学中,改变传统的设计思想,即以二维—三维—二维的传统教学模式,运用SolidWorks软件建立三维实体模型,采用新的设计思想,即三维—二维—三维—二维的教学新模式,这样既培养了大学生的空间想象能力,同时也激发了学生的对该门课程的学习兴趣和积极主动性.
一、SolidWorks软件在组合体当中的应用
组合体是由基本体按一定形式（叠加或挖切）组合而成的物体.学生在做习题时常常遇到一些复杂的组合体模型.在教学中大部分学生在做习题的时候,“三等”关系的投影规律、形体分析法以及线面分析法的解题思路比较容易掌握,但对于复杂的组合体、切割体的三维形状很难去综合想象,现实的教学中也提供不了习题册上大部分的实体模型,部分同学在做题的过程中还要画出组合体的轴测图,这样就大量增加了做题的时间.利用SolidWorks软件中的建模模块按照习题册上提供的二维图形进行实体建模,在课堂上讲解习题的时候,开始并不让学生直接看习题所对应的三维模型,而是引导学生利用投影规律、形体分析法和线面分析法想象出物体的形状,并在看懂视图的基础上补画第三视图,然后再利用SolidWorks软件在制作组合体的模型的过程中从各个角度演示其形成过程,使授课教师可以及时纠正学生对于零件的空间结构想象的错误的地方,增强学生空间思维能力,提高了学生的读图与补画第三视图的速度,尤其在解决组合体中截交线和相贯线的相关习题更为有效.例如图1：
二、SolidWorks软件在剖视图当中的应用
检测想用一剖切面（平面或曲面）剖开机件,移去观察者和剖切面之间的部分,将其余部分向投影面投射,这样得到的图形称为剖视图,应用的主要目的是能够清楚地表达机件内部的复杂的结构形状,并且视图中的虚线尽可能避免或少量出现.刚刚习惯并接受了前面的三视图的表达方式,又要改变表达的思维方式,对于这种检测想的剖切平面和它在实体当中的剖切位置很难确定,尤其是对于局部剖﹑阶梯剖和旋转剖的内容比较抽象,在SolidWorks中剖切视图可以方便地动态修改剖切面读的位置,进行单个或多个剖切面多方位的剖切,通过不同位置的剖切平面对形体剖切,形象地展示给学生形体经过剖切后的三维效果,引导学生画出要求的形体的剖视图,进而能准确地掌握剖视图的相应画法.
三、SolidWorks软件在零件图当中的应用
零件图是表达单个零件结构形状﹑大小和技术要求的图样,在《机械制图》教学过程中涉及到零件图的时候,由于学生初次接触到专业方面的知识的应用,大部分同学需要一定的时间去转变常规的思维方式,而且要想象生活及生产中使用的零件的实际形状,教学过程中现有的教学模型是有限的,只能提供一些标准件和常用的零件模型,习题中一些复杂的零件（尤其是叉架和箱体类零件）学生不是很容易想到,而且疑惑很多,更是感到内容枯燥无味,学习和教授起来比较费劲.如果能够运用SolidWorks软件将教学过程中涉及的学生难以想象的零件制作成形象生动的三维模型,使用零件的渲染效果把零件表现得很真实,这样能够增强学生的学习主动性,起到事半功倍的效果.
四、SolidWorks软件在装配图当中的应用
装配图是表达机器（或部件）这类产品及其组成部分的连接和装配关系的图样,学生在由零件图过渡到装配图的过程中由于前面所学知识的零散性,大一学生的实践经验也非常有限,对于稍微复杂的装配图很难看懂并且想象出装配体的空间结构.由于SolidWorks软件具有强大的装配功能,可以方便地把单一的零件模型装配在一起,使学生能够形象地理解装配体的装配顺序和拆卸顺序,而且还可以将装配体的三维模型直接生成二维装配图,节省了用AutoCAD绘制二维图纸的时间,图纸的修改工作量小,在生产中得到了广泛的应用.在装配图讲解时还可以利用创建爆炸图使学生对装配图的理解更加深刻,教师通过进行零件的虚拟装配和爆炸图的建立,然后再进行运动的仿真模拟,使学生理解在将所有零件装配到一起的基础上还要考虑装配结构的合理性,使学生在装配中相应地掌握零件之间的相互配合关系、运动及动力的传递情况,零件在整个装配体中的作用,从而更好地读懂装配图并拆画零件图.例如下面的减速器装配图及爆炸图2：
五、结论
1.目前在《机械制图》、《工程图学》等课程应用SolidWorks软件主要存在的问题是这些课程的学时较短,如果在课堂教学中将三维模型和二维制图相穿插进行详细地讲解需要一定的时间,在规定的时间内需要完成较大量的教学内容具有一定的难度,因此在教学中只能把组合体、剖视图、零件图和装配体中的重点的典型的内容和题目应用SolidWorks软件做成三维模型给学生进行形象的展示.
2.通过课堂测验、课后与学生讨论交流课程改革的教学效果,认为把SolidWorks软件应用在《机械制图》、《工程图学》等课程的教学活动中是有益于学生对本课程及相关课程的学习,值得广大从事相关教学的老师进行借鉴和推广.