浅谈《机械制图》与《CAD》

摘要:当前,《机械制图》与《CAD》是两门独立的课程,把这两门有关系的课程割裂开来,不但增加了学习课时,而且学习起来费时费力。为此有的学校还专门提到了一个新名词:课程的综合。这将突出强调了实用性、够用性的原则,打破了原来课程的系统性、专业性,大大减轻学生的负担。

Abstract: At present, "Mechanical Drawing" and "CAD" are two separate courses, if the two courses were separated, it not only increases the learning time, but also is laborious and time consuming to learn. For this, some schools specifically mentioned a new term: the integrated curriculum. This will highlight the principles of practical and sufficiency to break the systematic and professional of the original course, reducing the burden on students.

关键词: 机械制图;CAD;关系

Key words: mechanical drawing;CAD;relation

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)07-0130-02

1《机械制图》与《CAD》的关系

有很多人这样想:有了《CAD》课程,《机械制图》就没有存在的价值了。很明显,这是对两个课程认识上的错误,因此我们必须正确的理解二者之间的关系。

《机械制图》课程是研究绘制和阅读机械图样的原理和方法的一门专业基础课。它的目的和任务是:学习正投影的基本理论;掌握阅读和绘制机械图样的基本知识、基本方法和技能;培养对空间想像的能力;好的工作作风和工作态度。《机械制图》是工科类中既注重理论又注重实践的一门基础课程。学生在理论知识学习和生产实践的时候,每时每刻都运用着机械制图的知识,都在与各种图样打交道。如果不通晓机械制图这门“工程语言”,就很难学会其他的专业课程,对以后的工作也有不利的影响。特别是在科学技术迅速发展的今天,这门传统的课程又赋予了新的内涵,在新时期,我们学生学习《机械制图》课如何才能跟上时代的步伐,进而满足社会对学生的创新及综合能力的需求,是每个学习《机械制图》课的学生所必须认真面对的问题。因此,我们必须对现行的机械制图课程进行有效的改革,提高教学的质量,进而提高学生的机械制图的综合能力,这对学生学习其他专业课程和以后的实践都非常有利。而《CAD》主要研究的是如何利用各种指令绘制各种图样的一门课程。对我们学生来讲,《CAD》可以看做是一种绘图工具:显示器可以看做是图板和图纸;鼠标和键盘可看做是铅笔、直尺和圆规。当然,《CAD》里的工具还要比手工工具丰富的多了。它能够大大的提高绘图的质量和效率,它的出现改变了以前传统的手工绘图方式,是绘图方面的一个革命。有些难度高的绘图,手工根本不可能完成,但是运用《CAD》就能够轻易的完成,通过《CAD》绘图可以更好地诱发学生的好奇心,鼓励学生大胆尝试,丰富学生的想象力,以培养学生的创造个性。比如《CAD》三维模型。《CAD》取代了手工制图方法,但并没有取代制图理论和制图的一些标准、规范,相反,它是在机械制图理论、标准下开发出来的绘图软件,并极大的丰富了制图理论,而且,还增加了CAD制图标准。

2如何学好《机械制图》课

2.1 观察实物机器零件和部件的形状是通过图形表达出来的。它是如何画出来的呢?首先应从观察事物做起,即应先培养自己的观察能力。从第一堂课开始,要养成善于观察事物现象的习惯,从中找出观察的方法。如对一座城市道路的认识,可以说成“笔直的”、“弯曲的”、“宽广的”或“狭窄的”。因为学生头脑中知道什么是“笔直的”或“宽广的”。这种方法在文学上称为比喻。这种比喻的方法也可以应用在《机械制图》的学习中。如工厂中的轴类零件就是由圆柱体组成;量块是长方体……。这些圆柱体、长方体是学生已经学习过的基本几何体,可以直接和零件比较。但工厂中复杂的零件直接比较就说不清了,如螺钉是由圆柱体和六棱柱组成,就需要采用分解比较的方法加以认识,即将复杂的零件分解成简单形体然后比较,形成观察的层次。这种方法逐渐加以引深和扩大,就形成了观察能力和观察技巧。人们由于有感觉器官,才能有感性认识,而靠着感觉器官,人就建立了跟外部世界的联系,外部世界作用于人的感觉器官,结果就形成了反映现实事物的感觉、知觉。生动的直观是作为学生感知阶段由教师事先安排好的,它使学生感知所学习的事物和现象,以便通过最正确的途径来掌握一定的知识,形成知觉和概念,所以,比较法和分解法是观察事物的最简便的方法。

长方体、圆柱体……是工厂中接触最多、最简便、最基本的形体。对这些有规律的基本形体进一步分析,可转化到制图学习上。如将长方体反映在图画上有两种方法,一种是画出三个四边形组成的一个图形即立体图;另一种是按一定规律排列画出三个长方形,这就是机械制图的基本形式。进一步比较就可以看出两种图形都反映了长方体的形象,但表现形式不一样。立体图一目了然;而机械图需要分析,方可想象出形状,这就增加了看图的困难。但为什么图样不用立体图的形式画出来呢?因为立体图只表达了物体三个面的表面现象,后面以及内部形状表达不出来。虽然立体图清晰,但变形了:长方形画成四边形;圆画成椭圆……,它不能真实的反映物体形状。通过这样的认识我们学生就会从观察的现象中找出空间的形状转化到平面图形的方法。观察的形体越多,头脑中的形象储备就越丰富,也就会找出来自然规律。这些规律是,在任何图样中出现三个长方形就是长方体;两个长方形和一个圆就是圆柱体……。学生也就自然而然的记住图形,图形记多了读起图来就会得心应手。所以,理解是记忆的必要条件。我国古人就有“读书百遍其义自见”,“不记则思不起”之说。

2.2 形成思维为了加深头脑中对图形的印象,必须反复观察,使其加深记忆。但只有观察、记忆就会枯燥无味,只知其然不知所以然,表面的知识也是不巩固的,必须使其提高。这个提高的过程就是理论的提出和形成概念进行思维的过程。这就是继观察之后的第二步。知觉和概念的形成是有一个过程的,在最初阶段往往不能立刻形成正确而又清晰的各种知觉和概念。为了正确地理解这些事实,需要分析产生思维过程的基础。在形成概念中,学生往往会发生一些错误或者模糊不清的地方,学生经常忘记去弄清楚事物的一些本质特征。所以我们就必要经常的归纳、整理,使其不断地发展趋于完善,并且逐渐地深刻反映事物的本质。如三个长方形为什么能反映出长方体的六个面,就要对长方体的八个棱点、十二条棱线、六个平面进行点、线、面的理论分析,即可得出它们的投影原理。

2.3 语言训练思维跟语言是密切联系的。在认识的形成中,语言是起着重要作用的,人们用语言相互交流,表达自己认识活动的成果。不和语言联系的思维是不存在的。对学习《机械制图》来说,“读图”就是语言交流。从几个视图中,要看出组成零件的主要形状是什么。它是主要形体的切割、还是各种形体的堆积,或是又切割又堆积。然后对它的前、后、左、右、上、下各面用投影原理进行分析……。通过反复训练,学生自然就会讲出来了。在发问的过程中要明确先问什么、后问什么。语言应有启发性、科学性、趣味性、针对性和自控性,以激发学生的学习热情,并且始终使我们的新知识和旧有的经验联系起来。学生回忆有关的旧经验,才能正确地感知新事物。作为第一信号系统的感觉和表现与作为第二信号系统的语言之间必须建立正确的、牢固的联系。

2.4 动手制作语言是检验学生思维正确与否的一种手段,动手制作则是培养学生的技能与技巧的重要步骤。手要把语言的叙述和眼睛的观察结果描绘出来,这就加深了学生的记忆力。因为动手是以神经中枢在一定条件下产生一系列条件反映的能力与技巧的基础。任何技能和技巧都是互相衔接着的一连串反映。这一连串的反映在形成技巧和技能的过程中不断的趋于完善。学生的动作由迟疑和不准确变为坚决和准确,那么多余不必要的动作和紧张状态也会消失。例如:对照实物画出视图(实物测绘)、对照立体图画三视图、根据形体结构学生自己设计零件、对照三视图切割泥型(用橡皮泥、萝卜块)……。总之,学生动手做作业对形成技能和技巧,对认识的发展是至关重要的。

3《CAD》的使用技巧

AutoCAD是工程技术人员的绘制工程图的“第三手”,如果熟练利用这一软件,在工程制图中将得到事半功倍的效果。本人通过使用本软件,独辟蹊径,供使用者参考。

3.1 建立模板随着标准化工作的不断深入,企业对设计输出文件的标准化不仅要求具有成套性、责任性和程度性,同时要求美观,即格式上的标准化。虽然AutoCAD本身自带有一些模板,但由于是按照美国的使用习惯来定制的,所以其在形式和格式上并不一定很符合我们实际的审美观和习惯要求,因此必须创建自己的格式模板,以避免不必要的重复劳动。

3.2 使用“Osna”对象捕捉辅助工具绘图时,尤其在标注尺寸时,通常需要在图上较为精确地确定某一点,然后以这一点作为绘图或标注尺寸的参考点。在AutoCAD绘图中,精确地确定某一位置的方法之一就是从键盘中输入这一点的坐标,但在很多情况下,并不是很容易获得这一点的准确坐标的。而在屏幕上拾取所需点时,如果不使用某种辅助手段,极其困难。此时,使用Osna对象捕捉辅助工具,可以非常方便地在屏幕上使用十字光标,捕捉到已经在设置中选中且在图中已经存在的点或者对象的精确位置,同时自动为绘图提供辅助定位线,并且显示已捕捉到的点的信息及追踪矢量。其使用方法为:在AutoCAD的屏幕状态栏中,按下“Osna”按钮,单击鼠标右键,在弹出菜单中选取“Setting”项。此时,屏幕上会出现“对象捕捉方式”对话框,选取所需的一种或几种捕捉模式,那么,所选中的模式将始终打开,可以连续使用,直至取消该种捕捉模式。

3.3 画曲线在绘制图样时,经常遇到画截交线、相贯线及其他曲线的问题。手工绘制很麻烦,要找特殊点和一定数量一般点,且连出的曲线误差大。用AutoCAD绘制平面曲线或空间曲线却很容易。

方法一:用Pline命令画2D图形上通过特殊点的折线,经Pedit命令中Fit或Sline曲线拟合,可变成光滑的平面曲线。用3Doly命令画3D图形上通过特殊点的折线,经Pedit命令中Sline曲线拟合,可变成光滑的空间曲线。

方法二:用Solids命令创建三维基本实体(长方体、圆柱、圆锥、球等),再经Boolean(布尔)组合运算:交、并、差和干涉等获得各种复杂实体,然后利用下拉菜单View(视图)/3D Viewoint(三维视点),选择不同视点来产生标准视图,得到曲线的不同视图投影。

3.4 画立体图使用3D指令可以实现长方体、棱锥体、球体等9种立体图的绘制,但有些时候很难实现Fillet(倒角)指令。因此,画立体图最好的方法是先在平面上绘出平面图,然后使用“Extrude”指令进行拉伸。值得注意的是“Extrude”指令拉伸的方向是Z轴,而有些时候希望拉伸的方向并不在Z轴上。此时需要选择“View”、“3D View”指令,再选择To、Bottom、Left、Right、Front或Back,使平面图位于XOY平面上; 再选择SW、SE、NB或NW等三维立体轴,此时希望拉伸的方向正好是Z轴方向。对于复杂的立体图可以将其分解为独立的较易绘制的个体,然后使用“Union”(并集)指令将独立的个体并为需要的一体。

3.5 Modify(修改)指令立体图长度的修改: 立体图长度的修改可以通过“Modify”工具栏中的“Extrude Faces”指令实现。

倒角的修改: 通过“Modify”工具栏中的“Delete Faces”指令很难删除原来的倒角,因为计算机运行得特别慢,几乎不可能实现。我们通过实践发现,最好的方法是选择“Modify”工具栏中的“Extrude Faces”指令,再选取需要拉伸的平面进行拉伸,最后使用“Union”指令将新拉伸的立体图与原来的倒角部分并为一体。这样原来的倒角即被删除。

孔的修补: 在孔的位置上重新绘制一个与原来孔的高度一样的柱体,再使用“Union”指令,使新的柱体与原来的实体并为一体。

3.6 修改图形属性绘图中,利用特性窗口,可容易方便地修改图形中某一对象的属性。用roerties命令或选择下拉菜单 Tools(工具)/ Proerties(特性),也可用键Ctrl+1,打开Proerties 对话框,按表选择修改项修改。

参考文献:

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