三维CAD技术在机械制图中的运用策略研究

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摘 要：三维CAD技术是当前非常重要的建模方法之一，在机械制图当中市场可以见到它的身影。中职学校作为培养技术型人才的地方，更应该加强三维CAD技术的教学，特别是将三维CAD技术应用到《机械制图》课程教学中。如今，我国科技得到了有效發展，继续稳步推进工业化进程是我国实现工业化强国的有力措施，而这需要依靠制造业的数字化发展。为此，本文对三维CAD技术运用于机械制图进行研究，并探究其优化策略，以提升二者融合程度，提高我国专业技术型人才的质量。
关键词：三维CAD技术；机械制图；零件；模型；三视图
我国中职学校承担着一部分人才培养的任务，对我国工业化的发展产生了重要的推动作用和人才保障作用。机械制图就是对市场所需的工业产品设计和优化的过程，所以利用三维CAD技术不仅可以提升机械制图的效率，而且可以让设计和制造的产品更精确、更完善。所以，本文在研究三维CAD技术运用于机械制图的过程中，首先对三维CAD技术支持下的机械制图给教学观念和方法带来的转变进行介绍，并重点阐述二者融合的注意事项，以期更有效的推动专业技术型人才的培养。
1 三维CAD技术要求教师转变教学观念
现代机械制图不再只是单纯的产品设计和制造，而应该和实际运用充分结合起来，以更高的实用性、实效性不断推动机械制图理念的发展。所以，这就需要教师在运用三维CAD技术进行机械制图的教学时，要不断转变自己的教学观念和创新自己的教学方法，不能停留在过去的设计和制造上，而更应该结合实际不断优化。例如，过去教师在利用三维CAD技术向学生展示产品的设计时，更注重软件的实际操作教学，而很少将社会不同时代的产品需求渗透到课堂教学中。特别是当前消费者个性化需求越来越明显，预示着教师必须转变教学观念，以提升机械制图的适应性和实用性。
2 三维CAD技术要求机械制图精度不断提高
传统的机械制图方式由于各工具之间的配合不够紧密，使得设计出的产品图形与实际加工出来的产品实物之间存在较大误差。如果误差过大，则加工出来的产品将被直接废弃，这极大的浪费了加工材料和其它形式的成本。利用三维CAD技术可以有效缩小误差范围，使得产品的精度大大提升。所以，教师一方面要强调三维CAD技术对机械制图的精度要求，同时更要将精度控制技巧传授给学生，以帮助他们设计出更符合要求的制图。
3 三维CAD技术应用于机械制图的主要策略
3.1 从局部构造分解到整体联接
对于一些内部结构非常复杂的零件而言，在设计的过程中，可以采用从局部构造分解到整体联接的方法。例如，在利用三维CAD设计发动机时，由于其内部结构非常复杂，那么可以先将发动机内部构造进行分解，对每个分解出来的零部件分别设计，最后再通过联接的方式使之成为一个整体。这种方法需要设计者拥有较高的空间想象和思维推理能力，同时还要具备三维CAD设计技术的灵活性。教师在利用三维CAD技术进行零件设计的教学时，可以向学生更直观的展示机械制图过程。这样一来，一方面学生的三维立体认知能力得到了更好的发展，另一方面也提高了机械制图的效率。
3.2 教师适当调控学生的自由发挥空间
教师教学机械制图时，还需要对学生的自由发挥空间进行适当调控。例如，在过去的机械制图当中，如果要让学生将零件的结构表达清楚，往往需要学生画出这个零件的结构图、平面图、刨面图和三视图等。由于画图的数量比较多，所以往往学生要花大量的时间和精力，使得机械制图的效率非常低。另外，画图所用的纸张也限制了学生的画图能力，让学生对零件构造的把握能力受到约束，继而让学生在设计或制图时不能自由发挥。这时候，教师如果能利用三维CAD技术引导学生将零件三维图形构造出来，那么零件的结构等因素将会更加直观的呈现出来。而当学生学会了利用三维CAD技术构造三维立体图，那么才会在设计的过程中不断进行创新。
3.3 借助三维CAD技术加强学生对空间结构的理解
依靠传统的教学方式，无法让学生都理解零件的空间结构，特别是面与面之间的相交处，有很多学生难以把握它们的制图技巧。要避免因此产生不良零件主体，教师就需要借助三维CAD技术加强学生对空间结构的理解。例如，学生通常对截交线的处理不够得当，相关信息表达比较混乱，从而造成成图误差较大。此时教师若能引导学生借助三维CAD技术处理问题，那么可以在加强学生对空间结构的理解的基础上减少误差累积，如此制图才更准确，而效果图与实际设计产品之间更接近。另外，利用三维CAD技术可以将二维三视图转换成三维图，不仅节约了制图时间，也加快了制图和设计、生产效率。
4 结语
综上所述，在三维CAD技术对教师教学观念提出新的要求和三维CAD技术要求机械制图精度不断提高的情况下，教师对零件的设计教学要注重从局部构造分解到整体联接，且借助三维CAD技术一方面适当调控学生的自由发挥空间，另一方面加强学生对空间结构的理解。如此一来，我国机械零部件的设计和制造水平才会迈上新台阶，工业化道路才会越走越阔。
参考文献：
[1]吴玱.三维CAD技术在机械制图教学中的应用[C]//黑龙江省科学技术应用创新专业委员会科技创新研讨会2016年会议，2016.
[2]周占红.三维CAD技术在机械制图教学中的合理运用[J].科技视界，2016（4）：231-231.
作者简介：
张学明（1983- ），男，汉族，安徽临泉人，本科，讲师，工作单位皖北经济技术学校，研究方向为机电专业课程教学教研。