P.A.C.E课程【《机械制图》与《Pro/E》课程的有机结合】

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  摘要: 利用pro/e强大的三维建模功能,建立三维图形,而后融入机械制图,在教授《机械制图》课程中可以十分有效的帮助学生理解空间点,线,面的位置情况,尤其是相贯线的画法。因此在讲授《机械制图》的课程中引人pro/e的三维建模功能是十分必要和有效的。
  关键词: pro/e 机械制图 教学融合
  
   1.概述
   Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司(PTC)1988年推出的一款三维造型软件。作为一个机械自动化软件,在生产过程中能将设计、制造和工程分析三个方面有机的结合起来。Pro/Engineer软件以参数化著称,是参数化技术的最早应用者,在目前的三维造型软件领域中占有重要地位,Pro/Engineer具有功能丰富的三维造型功能,利用这些功能可以轻松建立各种三维图形,因此在产品设计领域占据重要位置。
   机械制图,作为机械设计人员必须掌握的一基础学科,其理论水平的高低决定了工程图样的准确性,工程图样不仅是我国工程界的技术语言,也是国际工程界通用的技术语言,不同国籍的工程技术人员都能读懂。机械制图是研究用投影理论绘制工程图样和图解空间几何问题的学科。该学科的重点是培养学生阅读和绘制工程图样的能力、空间逻辑思维能力和空间构型能力;难点在于学生空间想象能力的培养。
   利用pro/e强大的三维建模功能,建立三维图形,而后融入机械制图,在教授《机械制图》课程中可以十分有效的帮助学生理解空间点,线,面的位置情况,尤其是相贯线的画法。因此在讲授《机械制图》的课程中引人pro/e的三维建模功能是十分必要和有效的
   2.常规教学及Pro/E造型功能在机械制图教学中的应用
   由于缺乏空间想象能力,因此学生在对该门课的学习过程中感到吃力。尤其在相贯线、组合体以及表达方法等内容反映的问题则更多。对于这种情况,本人在教学过程中曾经尝试将多媒体课件教学方法引入到教学中来。多媒体课件具有信息量大、形象逼真的特点,因此在教学过程中收到较好的教学效果。但一段时间后学生反映对这种信息量大、节奏快的授课方式不太适应,主要是由于教学内容在投影屏幕上停留的时间短,而学生接受信息并产生形象思维则需要一定时间。并且在较暗的环境下幻灯片的切换使人感觉视觉疲劳,故,一段时间后教学效果大打折扣。虽然使用实物模型能克服这些不利因素,但是由于实物模型体积大、不能修改、且数量有限不能满足所有师生的使用要求。因此,机械制图教学不能只停留在二维表达阶段,必须在教学思想中引入三维建模的工程设计思想,利用多媒体课件演示和三维实体造型相结合,在立体化环境中进行二维和三维有机结合的教学,增加学生“感性认识”而提高学生的理论水平,从而培养出学生的现代工程设计和表达能力,同时为以后的课程及三维设计能力的培养奠定基础。
   2.1 Pro/E 三维与二维平面图形表达的有机结合
   以复杂的装配件为例,如,轴承座:从三维投影体系的建立、零部件的视图表达、零件视图分析、组件的虚拟装配等方面入手。利用丰富的造型功能,如,拉伸、旋转、扫描、混合四个基本特征命令及孔、拔 模、壳、筋、倒圆角、倒角六个工程结构特征命令和螺旋扫描,扫描混合,边界混合命令等可以快速有效地建立三维实体特征或曲面模型。?然后根据零件视图的放置要求,利用Pro/E的“工程图”命令创建出二维的平面图形,即完成了投影图的绘制,根据模型上轮廓线的可见性修改所绘投影图线条的属性,可见性轮廓线为粗实线,不可见轮廓线修改为虚线。当修改三维实体模型的形状时,所对应的三视图也随着改变。
   2.2Pro/E在截交线和相贯线教学中的应用
   掌握相交两物体的截交线和相贯线画法是学习机械制图过程中的难点。过去对于这一教学常用的方法是制作大量的木质模型或塑胶模型去演示说明。但由于展示相交于物体内部的相贯线和截交线存有困难,教学效果仍不太理想。而利用Pro/E软件进行绘制和处理图形就可以克服这一困难。
   2.3pro/e在教学中的应用
   对于,可以认为其是由一些基本几何要素组合而成。其的教学是前面所学点、线、面、基本几何体、交线(截交线、相 贯线、过渡线)等内容的综合应用。(1)使用Pro/E的建模功能进行实体建模,创建出零件三维实体模型。 (2) 典型机械零件视图组合方式分析。 假想把典型机械零部件,如,管道连接体,分解成若干个基本形体,分析各基本形体的形状、并确定各组成部分的组合方式和相对位置关系,从而产生对整个形体的完整概念,使复杂的问题简单化。组合体的组合方式往往是“叠加”与“切割”并存。三维实体模型可实现立体分解展示。(3)选择主视图,投影出三视图。
   2.4 Pro/E在剖视图表达方法教学中的应用
   机械制图中剖视图部分是图形绘制的重点也是教学内容中的一难点。而在剖视图表达中常具有较多的孔、槽等内部结构使图形中虚线较多、结构复杂,学生常不能理解剖视图的形成、剖切平面的剖切位置,搞不清楚实体哪些部分被剖切平面剖切,因此剖面线的位置常常画错。而利用Pro/E建模功能中“视图”中的“视图管理器”进行剖切平面的设置,并在对话框中的设置为活动的,就可以直观地展示出其内部剖切结构。再利用Pro/E的“工程图模块”就可以生成剖视图。利用Pro/E的这种功能可以使学生充分理解剖视图的概念。
   在机械制图教学中引Pro/E三维设计软件进行辅助教学可以将图形学方面的知识和思维训练有机地结合起来。这不仅有助于培养学生的空间想象能力而且有助于培养学生的现代工程设计意识以适应科技、社会的发展和知识经济时代人才培养的需要。专业课教学应当有针对性地培养相应技能型人才,将《pro/e》与《机械制图》真正的有机融合在一起,有利于人才的培养,有利于使我们的职业教育与我们的产业结构调整密切相关,职业教育与本地的产业紧密衔接,相辅相成。
  
  参考文献:
  [1]钱可强.机械制图[M].北京:中国劳动社会保障出版社2007
  [2]胡建生.机械制图[M].北京:机械工业出版社2006
  [3]蔡冬根.Pro/ENGINEER Wilderfire 3.0 实用教程[M]北京:人民邮电出版社 2008
  [4]童秉枢,易索君,徐晓慧. 机械制图中引入三维几何建模情况综述与思考[J].机械制图学报2005264:130-135

本文来源:http://www.zhangdahai.com/2019/gongzuoxindetihui_0322/28988.html

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