CAD软件在机械制图课中的应用

摘要：本文对AutoCAD和《机械制图》教学的有机结合的优势和模块实施进行了论述，认为在投影规律的揭示、截交线与相贯线表达、装配图形象直观展示等方面具有明显优势并对模块一一论述。

关键词：机械制图课 CAD软件 模块

中图分类号：G718.3 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.22.129

《机械制图》课程是汽车工程专业基础课，它的应用性和空间想象能力要求很高。所以应该形成自己的课程教学模式。随着制造业深刻的变化，以往图板丁字尺等绘图工具、绘图仪器，手工绘图已经被计算机绘图所取代。因此，为适应现代制造业发展，AutoCAD和《机械制图》教学的有机结合是必然的趋势，CAD软件既具备较强的绘图及编辑功能，具备更强的三维造型功能，极大地提高了绘图效率和绘图质量，从而有利于培养学生思维和训练学生的识图及制图动手能力，建立三维图形想象能力。本文对此加以论述。

1 CAD和《机械制图》结合的优势

1.1 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，再假想把空间平面展开，之后寻找视图间的对应关系。这一切都是建立在假想的基础之上，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。这一知识点的教学用CAD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地显示用细实线标注的视图间对应关系。“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。

1.2 截交线与相贯线表达得更加清楚

截交线与相贯线是画法几何中可谓难度最大的两个知识点。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CAD软件中。这不过也是小菜一碟。事先我们可以利用相关尺寸，在CAD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。

1.3 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CAD实体造型后，可以采用“剖面视图”工具对同一零件在不同立置进行剖切，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。

1.4 装配图形象直观展示

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。CAD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。

2 CAD和《机械制图》结合模块教学的设计

2.1 模块教学的设计

将《机械制图》和CAD课程融合教学的过程中，不能简单地把两门课程以“1+1”的方式结合起来。应先讲授制图的基础知识和CAD软件使用的基础知识，然后就可以将两者穿插起来进行教学。例如：《机械制图》原教学过程中的板图作业及剖视图的画法可放在CAD中进行。讲剖视图时，对剖视图中容易出错的地方采用正误对比的方法进行教学，并用CAD制作出各种各样的剖视习题，供学生上机练习时使用。该方法既让学生练习了CAD绘图技术，又使其学到了机械制图知识，达到了机械制图与CAD绘图的有机结合。在课堂上，用CAD调出学生的答案，把学生普遍出现的典型错误展现出来供大家讨论，最后由教师给予讲评，并给出答案和三维模型。这样，既可以避免前面提到的在课堂上进行手工绘图所造成的课程枯燥、死板等问题，又可以利用CAD软件的优势，结合多媒体教学，让学生更加容易接受新的知识，掌握空间思维转换、识图、绘图等技能，打好坚实的基础。

2.2 CAD和《机械制图》结合模块教学的实施

该课程教学大体可分为两个阶段，第一阶段是识图、读图等基础能力的训练，着重培养空间想象能力。此阶段以原《机械制图》的理论为主，板图作业也是不可或缺的。但是，注意这一阶段主要传授的是入门知识，模型、作业、例题等均以简单基础的图形为主；第二阶段是在CAD中作图。此阶段以组合体视图的识读、零件图的识读为重点，作图以CAD软件作图为主，让学生懂得如何运用三视图、剖视图等方法表示实物。同时，还应讲授零件图识读的要求，包括标题栏、视图、尺寸、技术要求等，还应要求学生掌握运用CAD进行基本的绘图和编辑等知识。在这两个阶段的教学达到预期效果后，根据学生的实际能力，可以因材施教，传授轴测图的画法和一些简单的三维模型的设计。这既可以提高学生学习的积极性，同时，利用学生设计出来的模型，作为今后教学的道具，不断地丰富教学手段和方法。

3 小结

随着中职教育的不断发展，《机械制图》与CAD结合的这种新颖教学方法必定能为培养学生的技术应用能力、职业实践能力和创新能力，为中等职业学校制图教学改革的发展做出积极贡献。

作者简介：邵明双，江苏省张家港中等专业学校，江苏张家港 215600