CAXA在机械制图中的应用

摘 要：CAXA软件在机械制图课程的教学中有利于学生建立空间概念,熟悉从二维视图到三维实体的本质变化,解决投影规律的揭示、截交线与相贯线表达、剖切方法与剖切位置的选择、装配图的理解等疑难问题.

关 键 词：CAXA机械制图应用

《机械制图》课程是一门即有理论又具有较强实践性的技术基础课,其核心内容是如何用二维平面图形来表达三维空间形体,以及由二维平面图形想象三维空间物体的形状.学习本课程最重要的方法是自始至终把物体的投影与物体占有的空间紧密地联系起来,不断地“由图想物”和“由物想图”,即要想象构思物体的形状,又要思考作图的投影规律,使固有的三维形态思维提升到形象思维和抽象思维相融合的境界,逐步提高空间想象和思维能力.

传统《机械制图》的教学方法中,由于学生刚从初中毕业,大部分学生基础知识很薄弱,理解能力差,也未曾接触过立体几何等相关知识,缺乏空间想象能力,对机械制图中涉及到的二维空间、三维空间,以及学习方法中的由图想物、由物想图理解起来犹如空中楼阁,无从下手,学习中常常表现出枯燥乏味、举步维艰,所以为帮助学生克服困难、树立信心,尽快建立起空间想象力,有必要研究新的教学方法.CAXA软件是北航公司研制开发的全汉化绘图软件,它易学易用,操作简单,可快速设计出三维实体零件,并能利用三维球完成动态仿真装配.在机械制图教学中,引入CAXA三维软件,运用三维实体造型进行辅助教学,可帮助学生更好地理解空间形体,使枯燥的、抽象的教学过程趋于形象化、具体化,更快捷地培养学生的空间想象能力,激发学生的学习兴趣,从而提高课堂效率.本人初学CAXA,谈几点粗浅的看法.

一、投影规律的揭示

传统教学法中投影规律的揭示是事先将一实体置于一个想象的三维空间当中,从不同的方向按一定角度投影到空间平面后,再检测想把空间平面展开,之后寻找视图间的对应关系,这一切都是建立在检测想的基础之上,缺乏视觉感观,对空间思维相对贫乏的中职生而言,真是难上加难.这一知识点的教学就CAXA实体设计而言,它首先把实体置于软件提供的三维空间当中,利用鼠标在三维视图中,按标准视图的布局拖动即可完成,同时在拖动的过程中可清晰在显示用细实线标注的视图间的对应关系,“长对正,高平起,宽相等”的投影规律一目了然,有了视觉的感观,把抽象的问题具体化了,也更加符合学生的认知规律.

二、截交线与相贯线表达的更加清楚

截交线与相贯线是画法几何中可谓难度最大两个知识点,在一般的制图教学中,最好的方法是事先制作一个模型,让学生去观察、去寻找几个特殊点,再利用特殊点的投影规律来完成线条的绘制.然而在实际教学中,一些零件的模型制作根本无法清晰地反映截交线与相贯线,特别是处于零件内部的线条更是无法表达,所以也就无从观察,给教学带来了很大的阻力.而在CAXA制造工程师中,这不过也是小菜一碟.事先我们可以利用相关尺寸,在CAXA中构造一个实体模型,先让同学们通过真实感显示观察实体之后,去想象、猜测相贯线、截交线的形状与画法.在学生处于茫然时,点击线架结构显示,此时,实体所有线条,包括那些实体内部原本看不见的线条也清晰地展现了出来,这时再引导学生认识相贯线或截交线,了解了它们的形状和特征之后,再引出型值点等工具点（即特殊点）的位置关系,来帮助理解制图中特殊点法画相贯线或截交线,整个过程真实可见,这就大大降低了学习它们的难度.

三、剖视图多视角剖切

传统教学中,剖视图的讲解方法往往都是教师先出示挂图,引导学生识图、读图之后,再讲解剖视的目的和意义,最后深入讲解剖切的位置与方法.对一般的平剖视图,在教师的引导下,学生利用现有的知识可以接受,但对于一些有特殊结构的零件,还需要进行阶梯剖与旋转剖学生在分析起来就有了一定的难度.利用CAXA实体造型后,可以采用“剖面视图’’工具对同一零件在不同立体位置进行剖切,引导学生仔细观察,在观察对比中分析各种剖切视图存在的利与弊,再次明确剖切的目的和意义,最后确定能准确反映零件内部结构的剖切方法与剖切位置.有了多视角剖切的对比,就有了下结论的标准,作图的目的性也就更明确了.

四、装配图动画形象直观

由于缺乏实习材料,学习装配图的过程中,学生无法实践装配体的装配操作,学生难以理解装配体的工作原理、零件装配、联接关系,更不能对装配体进行独立分析,所以学习装配图显得更加抽象.CAXA实体设计中利用三维球定位功能,可动态仿真产品的装配关系.通过定位手柄可以旋转、剖切、模拟拆分零件,对学生理解装配图中各零件之间的装配位置关系极为有利.

总之,用CAXA软件作为机械制图课程的教学平台是非常适用的,有利于学生建立空间概念,熟悉从二维视图到三维实体的本质变化,进步空间想象力和创新能力.