《机械制图》教学方式新视角

内容摘 要:探讨分析了三维设计软件UG在机械制图教学中的应用,旨在提高学生的空间思维能力、计算机绘图能力和创新实践能力,提高教学质量.

关 键 词:机械制图,UG,建模装配

械制图课程是理工科院校的一门重要的技术基础课,它主要培养学生的读图、作图和空间想象能力,为后续专业课程的学习和完成课程设计与毕业设计打下基础.随着计算机技术的广泛应用,在讲授课的过程中,教师可采用三维造型、计算机辅助教学等直观性教学,以弥补学生中普遍存在的空间想象能力不足的问题,帮助学生理解教学内容,提高教学质量.

一、UG简介

Unigraphics是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的CAID/CAD/CAE/CAM高端软件之一.它为制造行业产品开发的全过程提供解决方案,功能包括:概念没汁、工程设计、性能分析和制造.UG软件三维仿真设计是CAID/CAD/CAE/CAM一个重要组成部分.一方面,产品设计构思可以利用这一技术完美地展示出来,及时进行产品造型设计,另一方面通过进行装配仿真、机构运动仿真来进行尺寸干涉检查和运动干涉检查,可及时发现设计中的错误,确保产品设计尺寸的准确性.

二、UG在机械制图教学中的应用

《机械制图》中组合体、轴测图和装配图是教学中的重点,而装配图是教学中的难点,UG强大的实体造型功能,帮助我们克服了实物模型教学的困难,通过在UG平台上建造反映其真实结构的三维实体模型,在三维环境下可以旋转、移动零件,从各个角度观察零件,让制图课更加直观,便于学生理解.

装配图是表达机器或部件的图样.由于学生的实习比较单一,缺乏实际经验,对装配体的结构、工作原理、零件间的装配、连接关系及主要零件的结构形状都缺少感性认识.因此,这部分的教学老师都感觉到很困难.对这种情况,可以利用UG强大的三维建模和虚拟装配的功能,先建立好各个零件,然后把零件装配在一起形成装配体,并对装配体进行虚拟装配.这样可以使学生看到装配后机器或部件的真实结构,装配建模里面的爆炸视图可以按照预先设定的方向和距离自动爆炸分离出装配构件,并且爆炸视图与装配体可相互转换.爆炸视图也可以生成相应的二维工程图.这可以使我们方便的知道装配体的内部结构和空间投影关系.因次可以增加学生的感性认识和对空间物体的认识能力,提高学生的学习和教师的教学质量.

在机械制图实践教学的环节中,对零部件测绘主要为分别对轴、盘盖、箱体三类零件进行测绘以及对减速箱进行拆装,实验结果要求提交相应的零件图和减速箱装配图.在完成这部分工作的同时,必须相应地削减一些仪器手工绘图的内容.因次,教学内容、教学手段都应进行适应性的变革,以培养和提高学生的实体造型能力.

下面以减速器的建模与装配为例,简要介绍下UG在机械制图教学中的应用.

(一)三维建模.

应用UG的建模功能,可以快速进行概念设计和详细设计,交互建立和编辑各种复杂的零部件模型.在UG的Insert菜单下,可选择各种图形设计工具.因此,应用UG软件,我们可以得到真实反映减速器各部分结构以及装配关系的实体模型.组成减速器的零件大致可分为箱体类、轴类、类等类型,例如生成上箱盖如图1.

(二)虚拟装配.

UG的装配建模功能特别强大,可提供并行的自顶而下和自下而上的产品开发方法.它可以使零部件灵活地配对和定位,并保持关联性.在装配过程中可以进行零部件的设计和编辑.随时发现问题随时解决,当改变零件图时装配图会自动更改.装配模型中零件数据是对零件本身的链接映象,保证装配模型和零件设计完全双向相关,并改进了软件操作性能,减少了存储空间的需求,零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新,同时可在装配环境下直接修改零件设计,UG/REALITY允许建立运动副、显示连接处的滑动或转动部件,并模仿真实运动,对装配行为和装配顺序提出建议.装配好的减速器模型如图2.

装配建模里面的爆炸视图可以按照预先设定的方向和距离自动爆炸分离出装配构件,并且爆炸视图与装配体可相互转换.爆炸视图也可以生成相应的二维工程图.这可以使我们方便的知道装配体的内部结构和空间投影关系.爆炸后的减速器模型如图3.

三、结语

通过把UG应用于《机械制图》教学中,极大的丰富了机械制图的教学内容,培养了学生空间想象能力.教学实践证明,UG三维软件在《机械制图》教学中应用,切实提高学生的空间思维能力、计算机绘图能力和创新实践能力,提高了教学质量.