基于三维建模技术的机械制图教学方法研究

2015-11-07杨军

科技视界 2015年32期

杨军

（陕西能源职业技术学院机电工程系，陕西咸阳712000）

在计算机应用领域，三维建模技术是非常关键的一项技术，最近几年，我国的计算机整体发展水平呈上升趋势，同时作为计算机应用中的重要组成部分，三维建模技术也得到了十分普遍的应用。在机械专业当中，机械制图是一门基础性课程，但是这门课程所学的知识比较晦涩难懂，很多学生都无法很好的掌握相关的知识，而如果能够在教学的过程中采取三维建模技术，就可以提高知识本身的直观性，对学生掌握知识具有十分积极的作用。

1 传统机械制图教学存在的问题

《机械制图》是很多工科院校设置的一门必须掌握的基础性课程，这门课程主要是让学生对正投影法基本理论和国家制图标准的相关规定予以充分的了解。此外在教学的过程中还要不断的锻炼学生的思维，让学生通过学习充分的掌握绘图和读图的方法，而这些能力也是每一个工程技术从业者必须要具备的专业能力，但是这门课程一般都是在一年级的时候就开设，学生没有实践经验，而且课程内容又比较抽象，所以很多学生都无法正确的掌握知识的要点。在传统的教学中，上课的时候，教师会使用一些模型或者是平面图，这样就使得学生对图形有了更加全面的认识但是这些模型本身就比较笨重，这样一来就给教师上课带来了很大的不便，而且模型也不是很全，不能根据课程的实际需要对其进行变更和处理，这些模型的复杂程度较高，所以制作的时候也需要大量的资金投入，如果使用三维建模技术就可以很好的弥补这些方面存在的不足。

2 三维建模技术

机械制图当中主要研究的就是工程图样，它是通过一组平面图来对三维形体进行展现和阐述，很长时间以来，工程图样一般就是技术工人进行生产和技术交流的一个非常重要的辅助工具，同时对人们的生产和生活产生了非常积极的作用，工程样图在应用的过程中具有非常好的度量性，但是它不是非常的直观，以往所使用的方法是设计人员在自己的思维当中首先构造出产品的立体模型，之后将其用二维图形的模式展现出来，在经过了一定的加工和改进之后将其制作完成。当前我国的计算机科学技术不断的发展，同时绘图的质量和速度都有了非常大的提升，三维建模技术的应用使得整个设计的过程和模式都发生了非常大的变化，其自身的直观性和空间性更强，同时在设计的过程中也可以和其他的软件形成更加默契的配合。三维建模技术在近期有了非常明显的发展，同时其应用的范围也越来越广。

3 三维建模技术在教学领域的应用

在使用三维建模软件的过程中，其可以十分便捷的建立某一个物体的三维模型，在教学的过程中将其立体图展现给学生，同时还可以根据实际的需要对模型的质感以及颜色等进行适当的调整，从而也就使得模型和真正的实物完全一致，这样就可以使其在各种角度旋转之后还能对其采用不同的角度观察，同时还可以根据实际的情况对模型进行适当的调整。比如说可以在讲解截交线的时候将立体面的交线调整成其他的颜色，这样就能够将其突出的重点展现出来，学生也可以在这一过程中更好的对物体本来的形状进行了解，同时还能根据实际的情况对立体的大小尺寸以及其相应的位置进行适当的改变，在这一过程中也可以根据其实际的情况创建一个实体类的模型，借助一些组合的方式，教师就可以对整个切割的顺序进行全方位的演示，学生在这一过程中也可以看到每一步的演示过程，从而也对整个过程都有更加全面和深刻的了解，而这一部分如果依靠传统的方式是很难让学生理解的，所以使用三维建模的方式就可以十分有效的帮助学生理解这一部分的内容。在教学的过程中也可以将已经装配好的部件全部拆卸下来，这样就可以对其相对位置进行更加全面的了解，学生在这一过程中也可以对其运行的原理予以全面的控制。不断的改善学生作图和读图的能力。

大部分的三维建模软件都具备非常好的功能性，其可以很好的生成一些二维工程图，教师在讲解相正投影法的时候就可以用三维建模的方式对其进行演示，这样也就使得学生对三视图形成的过程有更加深刻和全面的理解。

三维建模软件制作的模型精度高、形象逼真、色彩丰富，可以及时根据教学内容的调整方便快捷地进行修改,满足教学中对模型种类及数量的需要，达到降低成本、提高教学质量的目的。利用这些软件在课堂上现场演示，一方面，可以加强教师与学生的交流，使抽象的问题具体化，加深学生对课堂知识的理解和掌握，有利于激发学生的观察力、想象力；另一方面，还可以提高学生对本课程的学习兴趣，使学生养成独立思考的习惯，逐渐提高学生的空间想象能力和空间分析能力，大大提高教学效率，并为后续的课程打下良好的基础。

零部件测绘是机械制图教学过程中不容忽视的一个重要的环节，它将以往所学的知识有机的结合在一起，所以在实际的教学中，教师完全可以使用三维建模软件对零部件的安装次序以及其作用的基本原理进行详细的介绍。

在组合体视图画法的教学中，题型多为补画第三视图和补缺线，要求学生由三视图想象出空间三维实体的形状，学生在学习过程中常常因想象困难而导致不愿想、想不清，不能完成视图补画及线条补画，而老师讲解起来也很困难，其结果就是学生很难画出正确的三视图。现在可以借助三维建模软件，方便快捷地建立物体的三维模型，逐步向学生演示组合体的形成过程，使他们建立起二维视图和实物模型之间的对应关系，逐步培养学生的空间思维能力。

在讲解截交线、相贯线时，可以直观地将立体表面的交线修改成其他的颜色，着重表示或者从立体上提取出来，加强学生对其形状的了解；也可利用三维建模软件的参数化功能，修改立体的尺寸或相对位置，观察截交线、相贯线的变化。

剖视图是表达机件内部形状和结构的常用方法，学生在学习中往往不知道如何合理选择剖切方法及剖切平面的剖切位置，在作图时搞不清哪些部分被剖切平面剖切，哪些地方要画剖面线。于是我们可以先对几何体造型，然后在不同位置对几何体进行剖切，并生成工程图，引导学生分析剖切位置对剖视图画法的影响，由学生发现最合理的方法，教师进行归纳总结，从而加深对剖视图画法的理解。