三维CAD,技术在机械制图教学中的应用

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摘 要：在计算机迅猛发展的今天，三维CAD在机械制图教学中的应用越来越多。三维CAD应用在机械制图教学中的作用，主要体现在其颠覆了传统的机械制图的教学方法和教学模式，并且能够迅速有效地培养学生的空间想象力，提高自主学习的能力。三维 CAD 技术应用于机械制图的教学模式，是社会发展、当前科技和知识经济时代人才培养的必然趋势。
关键词：三维CAD；机械制图；教学
一、转变机械制图观念
为了迎合新形势的需求，我们应该转变传统机械制图教学的观念，从二维平面绘图的单一思维中解放出来，将重点放在由三维到二维的投影规律、特点的学习上，并强调CAD技术在实际教学中的应用。与此同时，还可与工厂的工业生产相结合，全面开发、培养学生的产品创新能力和意识。
二、三维CAD技术在机械制图教学中的重要作用
1.改变机械制图的教学方法和模式
在以往的机械制图的课堂教学中，一种普遍的教学方式就是通过教学模型或实物，将抽象的投影关系转换为直观的视觉印象。但现在，我们可以运用三维CAD 技术来建立三维模型，其精度非常高，而且形象逼真，色彩丰富，在课堂教学中完全可以取代笨重的实物模型，从而达到比使用实物教学的方法更加良好的效果。三维CAD技术有以下几点优势：①对于构造极其复杂的零部件，特别是装配体，实物模型很难展示出其内部结构的效果，但是用三维CAD技术建立的三维模型，就可以根据不同的需要，进行灵活的剖分或生成爆炸图，而且可以进行动态仿真，非常直观地展示装配体中各零部件之间是怎样连接和装配的，更加深入地了解装配体的结构，结合装配体的动画展示，让教学过程变得清晰易懂，大大地提高了学生的学习效率，教学效果显著。比如，在识读装配图时，要求学生阅读装配图二维工程图纸，来了解装配体的结构和工作原理；分析各零部件的连接和装配关系；了解各个零件的结构、形状和作用，想象装配体各个零部件的工作过程；②充分利用三维CAD技术软件，可以很方便地根据教学内容需要，修改和新建各种三维模型，避免了实物模型在型式和数量上的限制，提高了教学效率；③三维CAD技术建立的三维模型，可以很方便地储存、携带和分享。不会因为实物模型种类和数量的局限，而降低了教学成本，同时最大程度地达到了教学目的。
2.培养学生空间想象力和自主学习能力
在机械制图的教学中，必须着重培养学生的空间想象力，这就需要学生大量进行二维投影与三维模型之间的双向练习，只有通过大量练习，才能熟练地掌握由二维到三维及三维到二维的熟练转换。在传统的教学模式中，由于学生的空间想象力普遍较差，同时没有生动具体的三维模型展示，学生很多时候是找不到思绪的，也会因此产生畏难情绪从而失去了学习兴趣。比如，相贯线这部分，几乎是每个学生都会头痛的一个知识点，这部分内容对学生的空间想象力提出了极高的要求，一般的情况是空间平面的直线相交，所以得出的交线也是直线，但是相贯线多数是曲面，所以让学生很疑惑。在以往的机械制图教学过程中，求相贯线，都是用表面取点、辅助面等方法来帮助解决，老师讲解困难，学生理解难度大。现在，通过三维 CAD 技术，我们可以很直观地将一个三维模型的每一部分展现给学生，这样学生就可以很容易建立起三维模型的各部件之间的连接和装配关系，轻易实现了教学目的。学生通过三维模型的立体展示，清楚地认识到相贯线的形状是由物体的外表面的形状、大小和相对位置来决定的，所以标尺寸的时候就不会直接对相贯线标尺寸，而是对形成它的立体和相对位置标尺寸。
三、结语
将三维CAD设计技术应用到传统的制图教学中，不仅加大了课程的教学信息量，提高了学生的学习兴趣，也培养了学生的空间想象力。
参考文献：
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