贾东庭

（长治市太行技工学校，山西 长治 046012）

基于三维软件的机械制图测绘教学实践初探

贾东庭

（长治市太行技工学校，山西 长治 046012）

文章分析了当前机械制图测绘中存在的问题，并联系当前机械制造领域的发展趋势，以齿轮泵为例，使用Pro/E软件对机械制图测绘实践课程进行了教学改革，效果理想。

测绘；三维CAD；Pro/E

机械制图测绘是机械制图课程后的一门实训课程。该课程就是对现有机器或部件进行实物拆装与分析，并选择合适的表达方式，绘制出零件图和装配图。在测绘过程中，学生可以把机械制图中所学的知识综合性地应用到测绘实践中，因此，机械制图测绘是工科院校的一个重要教学环节。

随着计算机技术在制造领域广泛而深入的应用，机械产品已进入数字化设计、分析与制造时代，先进的三维设计和数控加工技术，在越来越多的企业得到了应用，现代产品设计正朝着以三维实体建模为基础、面向集成制造的虚拟现实设计模式转变，而能够全面反映产品几何特性、物理特性和加工特性信息的三维实体模型正是CAD/CAE/CAPP/CAM及CIMS信息源的主要技术基础。因此，培养学生的计算机绘图能力和三维实体建模能力，是现代工程图学发展的必然趋势，也是数字化机械产品设计和制造对机械制图测绘提出的新要求。

一、存在的问题

传统机械制图教学中，老师主要以实物或挂图为教学工具，讲解工作原理、传动路线及零件图、装配图的表达方式，受各方面条件的影响，效果不甚理想。主要存在以下问题：

①由于实物较大、挂图较小，学生观察不清楚，难以理解。另外，由于实物多年使用，出现了缺少零件、无法正常工作的问题，给教学造成了更多的困难。对于实物模型，零件内部结构不可能看到，只能根据相配合的零件进行推测，造成疑惑。

②对于表达方案的选择、视图及表达方法，老师只局限于口头讲授，学生无法有感性的认识。

③对于装配关系，由于使用实物，而且学生人数多，每个学生不能进行多次拆装，对配合关系理解不够深入。另外，体会不到配合零件间尺寸不符时造成的后果，这样与工程实践无法紧密结合。

二、应用三维CAD解决问题

三维CAD技术不仅可以创建三维实体模型，而且可以进行模拟装配，并可以进行力/应变分析、质量属性分析、空间运动分析、装配干涉分析、模具设计、NC编程及可加工性分析、二维工程图的自动生成。

我们在机械制图测绘中引入三维CAD技术，构建每个零件的三维模型，通过实时放大、缩小、剖切等功能看到零件内部、外部等各细节，同时在进行剖切时，也帮助学生深入理解表达方式、视图选择的重要性。

应用三维CAD对零件进行装配，通过使用约束关系（匹配、对齐、插入、相切等）理解各零件之间的装配关系，也可以进行任意相邻零件之间的装配，并分析其自由度；还可以进行装配、拆卸的动画演示。

应用三维CAD，可以随时改变零件的尺寸，并在装配中进行干涉检查，充分理解装配关系。

该文以齿轮泵为例，使用Pro/E软件对机械制图测绘教学进行了实践探索。

三、教学实践

1.齿轮泵仿真

教师在完成装配体后，选择应用分析→机构，切换到机构分析模式，添加齿轮副，并设置相关属性，添加驱动器，把连接轴作为从动件，并设置速度，然后设置运动时间。完成后，使用动画可以看到随着主动齿轮的转动，从动齿轮轴也会转动。

使用Pro/E运动仿真可以让学生直观地看到它的运动，学生的感性认识会提高。

2.进行拆卸

选择应用程序→动画，进入动画的编辑模式，将每个零件设置为一个主体，然后拖动封装元件，进行动画演示。这样可以避免对实物的反复拆装，损坏实物，而且如果我们想要看到调整弹簧与钢球等内部的关系，可以使用隐藏功能把泵体隐藏。

3.观察各个零件

把各个零件图向学生演示。演示过程中，可以使用旋转、放大、局部放大、剖切等功能向学生演示各个方向及各细节处的结构。

为了更清晰地看到泵体螺纹孔等内部的结构，使用视图管理器，选择合适的剖切面进行剖切来进行演示。

4.进行装配

使用模板创建一个组件文档，选择添加元件按钮，选择零件，并选择约束关系，进行装配。例如在装入销钉时，要选择轴对齐和偏移两个约束，从而让学生明白螺纹孔与销钉之间的装配关系。

5.进行干涉检查

改变某个零件的基本尺寸，进行干涉检查，这样会让学生加深理解各零件之间的配合关系。

在实践教学中，采用三维CAD进行机械制图测绘实践，不仅解决了实物缺少、损坏、维护等问题，而且能够达到如下效果：学生对部件的工作原理的认识更为形象直观；学生对视图的选择、平面图形的绘制有了更为感性的认识，而不是空洞的想象；培养了学生使用三维软件的能力，提高了学生的工程实践能力。

［1］宋丽华.Pro/E三维设计软件在《机械制图测绘》中的应用［J］.中国科技信息，2008，（14）.

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