郑秀云

摘要：为了满足创新型机械应用型人才的培养需要，培养学生应用能力和创新能力，将Pro/E软件应用到传统机械专业课堂教学中。使学生学习过程中理论知识得到巩固、动手能力得到培养、创新思维得到训练，调动学生学习的积极性，锻炼学生解决实际工程问题的能力。

关键词：Pro/E;机械;应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）05-0042-01

0引言

3D建模技术课程是针对机械设计制造及其自动化专业方向开设的一门专业技术基础课程，是随着计算机发展起来的一门高新技术，是数字化、信息化、制造技术的基础。课程的核心内容是使学生能够依托3D建模这种数字化设计技术，了解机械设计中机构的运动原理，掌握对产品的造型、工艺设计、制造加工等一系列的流程和方法，拓宽学生的专业知识面，最终达到解决工程实际问题的能力。

3D是“3 Dimensions”的缩写，中文指的是三维、立体的，非平面的意思。3D建模的概念是指借助于计算机通过一种3D软件，构建出具有三维数据的虚拟样机模型，这个过程包括利用计算机软件完成产品的单个零件建模、零件装配成组件、机构仿真。

1ProlE建模软件的特点

常用的3D软件有Pro/E、UG、solidworks、Autocad、Ansys等等。根据不同专业情况，所学的软件有区别，机械设计制造及其自动化专业主要是学习Pro/E软件。所以主要针XCPro/E软件在机械类学科中的应用作介绍。

Pro/E是美国PTC公司开发的一款三维软件，是当前国内三维设计软件的主流产品。其应用领域设计机械、汽车、建筑和纺织等众多行业。该软件对加速工程和产品的开发、缩短产品设计制造周期、提高产品质量、降低成本、增强企业市场竞争能力与创新能力发挥着重要作用。Pro/E最新版本性能主要有以下几点。

1.1速度更快、更加直观的3D设计

Pro/E软件的最新版本的用户界面更加直观，可以更方便的调用命令和编辑模块;通过参数化编辑修改功能，可以随时修改;无中断设计功能可以更快捷、更轻松地处理设计变更，有效缩短了生产加工的周期。

1.2增强后的图形真实感

图形的渲染功能进一步增强，增加了反射、阴影、透视图等。可以调整在最佳光线条件下创建出逼真的环境，展示图片和动画。

1.3更为强大的仿真功能

机器的仿真比以往更为轻松陕捷。现在用户可创建各种函数形式的电机，设置运动环境并考虑构建的柔性因素，快速创建机构运动与动态耦合中3D接触模型和更多的高端分析功能。

1.4更好的互操性

借助数据的交换功能，通过转换成中间格式，不同软件之间也可以共享数据。

2Pro/E建模技术在机械专业中的应用

2.1 Pro/E建模技术在机械原理课程中的应用

机械原理是机械专业中一门很重要的专业课程，主要以机构为研究对象，对其进行结构分析、运动分析、力分析等等，这些理论分析比较抽象，公式也很多，使学生听起来觉得枯燥乏味，导致教学效果不好。如果我们在机构分析过程中，借用3D建模软件将机构以立体图做出来，模拟机构的真实运动情况，以动画形式展示，这样使教学过程变得更生动，教学效果也会更好。如图l所示的四连杆机构简图，四连杆机构分为双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构，在机械原理课程中讲述四杆机构中有曲柄必须满足两个条件：满足杆长之和条件、最短杆或者最短杆的邻杆为机架，这样讲述学生昕起来很枯燥无味。但是如果我们把四杆机构的不同杆长的杆件都通过PRO/E软件画出来，装配在一起，最后添加电动机，让四杆机构运动仿真，并录成动画，如图2N示，蓝色线条代表了杆的运动轨迹，绿色杆的运动轨迹是圆，红色杆的运动轨迹是圆弧，这样很容易判斷这个尺寸的四杆机构是曲柄摇杆机构，这样不仅提高了学生的学习兴趣，让学生可以更加直观地理解机械原理课程所教授的理论知识，达到提高教学质量的目的。

2.2 Pro/E建模技术在技能大赛中的应用

3D建模技术课程的核心内容是使学生能够依托3D这种数字化设计技术掌握对产品的造型、工艺设计、制造加工等一系列的流程和方法，拓宽学生的专业知识面，解决工程实际问题的能力。全国技能大赛提供了一个很好的检测学生专业知识储备和创新能力的一平台。根据机械专业的学生特点，利用技能大赛桥梁的作用，结合“以赛促学，以赛促教，以赛促改”的理念，使学生学习过程中的理论知识得到巩固、动手能力得到培养、创新思维得到训练，让学生能力和素质都得到本质提升。由此可见，3D建模技术成为机械专业学生必须掌握的一个重要工具，在学生参加全国技能大赛中，显得尤为重要。

2.3Pro/E建模技术在毕业设计中的应用

毕业设计是大学四年中总绪性的独立作业，旨在培养学生综合运用所学理论、知识和技能解决实际问题的能力。掌握了3D建模技术，学生可以针对某一课题，综合运用本专业有关理论和技术，加上创新，作出解决实际问题的能力。如图3所示，是一毕业生设计单车存储系统三维模型图。结合当前自行车以及共享单车保有量的快速增加，其场地相对缺乏和管理措施不完善导致的停放问题愈加明显这一现象，该生针对这一现状，通过收集了解市面上各种类型单车的尺寸，并参考国外类似系统，结合集合机械创新设计等多种现代科学方法，设计此款新型单车存取系统。这是一个利用3D建模技术完成的很有创意很有实用价值的毕业设计作品。

3结论

本文通过探索Pro/E建模技术在机械专业中的应用，将抽象的理论知识转换成生动的动画模式，这样可以加深学生对理论知识的理解。同时为了满足创新型机械应用型人才培养需要，将Pm/E建模技术应用于技能大赛和毕业设计中，有利于发挥学生的创造性，提高学生解决机械领域实际技术问题的能力，也对学生实践能力以及创新能力的培养具有积极的促进作用。