刘永霞 彭如恕

南华大学机械工程学院 湖南衡阳 421001

基于Pro/E三维建模的工程制图教学方法研究*

刘永霞 彭如恕

南华大学机械工程学院 湖南衡阳 421001

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.21.108

*南华大学校级教改资助课题（2009ZZ031）。

作者：刘永霞，硕士，讲师，研究方向为工程制图。

1 引言

工程制图是研究绘制和阅读工程图样原理和方法的一门技术基础课，要求学生掌握图示空间物体的基本知识和基本方法。目前利用三维软件强大的造型功能进行工程制图辅助教学，可以使学生在较轻松的环境下进行学习，并能显著提高学习效率。

随着计算机技术的飞速发展，企业广泛、深入应用三维设计技术，对人才三维造型设计能力的要求也越来越高[1]。所以，在国家制图课程教学指导委员会2005年修订的“本科工程图学课程教学基本要求”中明确要求学生掌握计算机三维造型的基本操作技能[2]。近年来，如何在工程制图教学中融入三维CAD技术是我国图学界研究的热点问题，但到目前为止还没有形成完善的解决方案，所以有必要对此展开深入的研究。

2 Pro/E软件引入工程制图教学中的优点

美国PTC公司开发的软件Pro/E是目前国际上最成熟使用参数化特征造型技术的大型CAD／CAM／CAE集成软件之一，已成为机械行业工程技术人员必须掌握的软件之一。选定该软件引入制图课堂有利于学生在今后的职业生涯中熟练掌握该软件。

将利用Pro/E软件进行三维造型的内容融入工程制图的教学中，不仅可以培养学生的三维造型能力，还能使Pro/E软件成为学习工程制图知识的重要工具。将二维图形与三维建模进行穿插教学的方法能够营造一种形象、直观、高效、生动的教学气氛，减轻学生的畏难心理，激发学生的学习兴趣[3]。

3 将Pro/E软件融入制图课堂的方法

在工程设计中，因二维图在视图表达、尺寸及技术要求标注方面的优势决定了二维图与三维图将长期共存，所以在确定具体结合方式时可以采用融合式引入方法，根据画法几何和制图课程学习的不同阶段的需要，稳步引入三维建模内容，进而形成完整的教学内容体系。课程将在以下几个阶段引入三维建模。

3.1 Pro/E在截交线、相贯线教学中的应用

截交线、相贯线内容的学习一直是制图教学的难点之一。在截交、相贯体部分引入三维造型，在课堂上演示典型形体的造型过程，使学生对形体有直观的认识，了解它们的概念以及各种情况下的截交线、相贯线。同时使学生初步掌握三维实体造型的方法。

3.2 Pro/E在组合体教学中的应用

在讲授“挖切”形式组合体的三视图时，对于一些挖切多处的形体，求作第三个视图时，学生遇到的困难较大。如图1所示的题目，教学中应用Pro/E进行三维造型，使学生看到组合体的形成过程，分析组合体各个组成部分的相对位置，再通过输出视图得到组合体的主视图、俯视图、左视图。这种教学方法不但提高了学生的空间想象能力和思维能力，而且能够启发学生快速、准确地作图和读图。

图1 组合体示例

3.3 Pro/E软件在零件图教学中的应用

零件图在实际生产中广泛应用，学生学好零件图对今后的工作非常重要。在零件图的学习中将二维绘图和三维建模同时训练，使用Pro/E软件完成零件模型，再将造型生成工程图，把工程图输入到AutoCAD软件中，修改图线的图层，并标注尺寸和技术要求，生成一张完整的零件图。这种以虚拟造型环境为背景的教学模式，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力及逻辑联想力。

3.4 Pro/E软件在装配图教学中的应用

在装配图的教学环节，可以利用Pro/E的动画功能将一些装置的安装及拆卸过程做成动画，如图2所示为安全阀装配动画完成后的爆炸图，上课时演示给学生，让学生对装置的结构有一个直观的认识。这种教学方法使整个装配过程具有仿真性，实践性强。该方法在教学上既强调知识的理解，又突出知识的运用，还强化能力的培养，这一切都是传统教学所无法比拟的。

图2 装配图示例

4 结束语

计算机三维实体模型生动逼真，空间关系直观具体，有助于学生理解工程制图的内容，还可以辅助思维，提高学生形体构型、图形分析能力。实践表明，Pro/E软件在工程制图教学中的应用大大激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性，培养和发展学生空间想象能力，同时也促进学生积极学习并掌握三维设计软件。

[1]侯洪生,张云辉,朱玉祥,等.工程制图教材中传统内容与三维CAD融合的研究[J].工程图学学报,2008(2)

[2]叶军,孙根正.三维建模引入制图课程的改革研究[J].工程图学学报,2008(2)

[3]杨梅,毛志松,姚继权.CAXA-3D三维造型在工程图学教学中的探索与应用[J].机械设计与制造,2005(1)