《机械制图》与《CAD》的教学

【摘 要】借助CAD的便捷和直观,在尺寸标注、粗糙度、形位公差和尺寸公差方面,都可以达到理想的教学效果.除此以外,加上CAD的实体建模和实体编辑,就可以形成一门综合的课程《机械制图与CAD》.

【关 键 词】机械制图CAD教学思考

《机械制图》和《CAD》这两门课程,作为机电一体化、数控技术、模具设计与制造、电子信息与应用等专业的专业基础课,大部分中专院校都有开设,通常都开设为两门课程,第一学期学习《机械制图》,第二学期学习《CAD》.一个是手工制图,一个是电脑制图,在教学当中,我发现学生对电脑制图的兴趣比手工制图的兴趣要高,《CAD》的教学效果要比机械制图的好.众所周知,现在的电脑普及程度已经很高了,那能不能用《CAD》代替《机械制图》,或者这两门课程综合起来成为一门课程,从而更加的实用,提高教学的效果?这就是在教学当中,我对这两门课程产生的思考.

一、教学的要求

中专院校培养目标,是为企业提供一线的技术工人而不是技术设计人员,并不需要很高的制图水平,对大多数学生而言,掌握看图的技巧要比制图的技巧更加重要,在实际工作中,能够看懂图纸,加工出图纸中的零件就行了.现在学生在校学习时间比以前短,大概2年左右,如果压缩了课程,学生有更多的时间来学习其他专业课程,学生可以学到更多的专业技能.

二、《机械制图》和《CAD》的关系

那是不是可以用《CAD》来代替《机械制图》?显然还不行.两者的教学目的不同,《机械制图》作为学习看图和绘图原理与方法的一门专业基础课,要求学生掌握正投影的原理、三视图的形成、轴测图的绘制等等,培养学生的空间想象能力,在手工绘图中养成细心、严谨的工作作风和态度.而《CAD》则是一门学习计算机辅助设计的课程,主要是学习如何利用计算机和专业软件,快速准确地绘制出图样,比如说标注,就要比手工绘图快速得多,在正确绘图的前提下,CAD是几乎没有误差的,在绘制错误时,CAD也很容易更正,绘制相同的图样,可以复制粘贴,无论是绘制曲线,比如说椭圆,还是三维建模,CAD都比手工制图要有极大的优势,目前在中职院校的技能比赛中,也有CAD这一个比赛项目,主要是在机械设计方面对选手进行考验.但如果让机电类专业的学生和计算机专业的学生参加竞赛,绘制同一个机械图样,虽然都学习过《CAD》,但计算机专业的学生由于没学过《机械制图》,不明白正投影的原理和三视图的形成,图看不懂,主要体现在不理解三视图的对应关系,剖视图和断面图的来由,对机械制图中的多种标注头晕眼花,只能看懂具有立体感的轴测图和立体图,自然无法完成这样的题目.所以说,不能用《CAD》代替《机械制图》的工作.

三、两门课综合的分析

既然无法代替,那综合这两门课,合二为一成为一门课行不行?我们通过具体的分析来看,《机械制图》的内容有制图的基本规定、几何作图、正投影法和三视图、组合体、轴测图、图样画法、常用零件特殊画法、零件图、装配图.制图基本规定主要学习图纸规格和字体线形,必须要保留,这个是看图的基础.几何作图主要学习手工制图的基本技巧,包括线段等分、圆的等分、圆弧连接等,其中圆弧连接是难点,由于现在的学生大多基础不够好,在我多年的教学当中,我发现很少学生能够顺利理解和掌握手工绘制的方法,但是在《CAD》里面的圆弧连接,就容易很多,用相切半径这个命令就可以完成.所以,可以用CAD绘图和这一章的几何作图有机结合起来,一方面让学生了解CAD作图的便捷,另一方面让学生理解手工制图的基本技巧.在正投影法和三视图里面,学生常常对三投影面体系这样的空间体系没有概念,单靠模型和黑板,学生找不到对应关系.这里可以用CAD来进行讲解,通过建立一个具体的立体,并将这个立体转动到三个方向,可以很直观的把立体的三个面展示给学生看,这样可以帮助学生准确理解三维立体到二维平面的对应,也就是一个立体图到三个平面图的对应关系.在组合体内容中,也可以用CAD建模来进行形体分析法的教学,实际教学中,我们往往没有足够多的模型来给学生看,但在CAD中,建立各种三维实体是很容易做到的.在轴测图一章中,用CAD绘制轴测图,会更加快捷、更加直观、更加容易,甚至可以利用相关软件直接生产轴测图.同样在图样画法中,剖视图是其中的难点,如果在之前的学习中已经建立了空间形体概念的学生,还能顺利理解剖开零件,但往往对于没建立好的学生,一头雾水,这时我们可以利用CAD的立体建模,直观地剖开零件,让学生理解多种剖切方法和剖切方式.在手工制图里,绘制视图和标注尺寸所需要的时间大概是1∶1,在CAD中,标注时间大为缩短.零件图中的视图、尺寸、标题栏、技术要求都可以工整美观地完成.装配图中,只需在完成零件图的基础上,去除尺寸再复制粘贴就可以完成.除此以外,加上CAD的实体建模和实体编辑,就可以形成一门综合的课程《机械制图与CAD》.

实体建模和实体编辑在中职院校的CAD竞赛中也是重点考核的内容,要求学生在看懂比较复杂视图的基础上,用CAD建立立体模型,其中的重点和难点在于形体分析法和三维坐标系的旋转和转换,形成立体的方法很多,要求学生在掌握基本技能的基础上灵活应用,找到最适合最快捷的方法,才能够脱颖而出.

综上所述,在这门《机械制图与CAD》课程中,机械制图负责理论指导,CAD负责快捷绘图,同时CAD使机械制图的教学更加通俗易懂.在现在中专学生普遍理论水平不高的情况下,这个课程综合很有必要,更加切合实际,更加适应竞赛选手的培养,为进一步学习UG、ProE、Solidworks这种流行制图软件打下更好的基础.有更多的时间来学习其他专业技能,对学生以后的就业有更大的帮助.