刘云志　张燕琴

【摘 要】针对目前在机械制图教学中的2D软件绘图的教学现状，提出了结合激光加工进行CAD制图教学的教学方法。不仅可以增加学生的学习兴趣，也能提高学生的动手能力。尤其重要的是，通过该方法的教学，可以促进学生对机械制图课程的理解与实际运用。

【关键词】激光加工;CAD制图;教学方法

中图分类号： G434;TU238.2-4  文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）29-0172-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.081

0 前言

CAD制图的教学主要是结合2D软件来进一步加强机械制图的教学，该方法不仅可以让学生掌握绘图软件的运用，同时也能通过CAD绘图加强识图技能。但如果在该基础上，结合激光加工的方法进行教学，效果会更加明显。

结合激光加工的CAD制图，就是在CAD制图教学的过程中，融入激光加工，使虚拟的图形变成一个具体的实物。从而来加强学生的理论学习和实际加工技能，进一步使学生对机械制图的课程有具体的认识和理解。

1 教学过程

图1 孙悟空图形绘制

首先可以选择合适的素材，进行2D图形的绘制，基本可以从两方面入手，一是要提高学习的趣味性，二是图形要有一定的绘图难度，绘制完成后可以提高绘图技能。鉴于以上原因，可以选择一些动画人物类的图形。在此，以孙悟空的动画形象为素材，要求学生进行CAD绘图，并用激光切割机加工成实物。

其次，分析该图形，线条复杂，轮廓曲折，绘制有一定的难度。在实际绘图中，学生采用了诸多方法进行绘制。而在CAD绘制过程中，不自觉的用到了许多命令、图层等，最后绘制图形如图1所示。

图2 孙悟空加工排版图

绘制完2D图形，就转成相应的dxf的格式，导入到激光加工的软件中，进行排版，设置参数，调整速度与功率，如图2所示。在该图中，至少要设置三个图层，第一层为加工外轮廓，取加工速度值为10，功率为30，第二层为图案阴影，取加工速度值为20，功率为20，第三层要进行分离切割，功率要大些，所以取加工速度值为5，功率为85。参数设置完成后，可以先进行模拟加工，然后选择亚克力板材，进行激光切割。最后加工实物图与CAD图，如图3所示。

图3 孙悟空CAD图形和激光加工实物图

2 教学拓展

对于激光切割加工，主要是加工线条，虽然可以根据情况进行线条深度切割的调节，但对图案阴影，如剖面，在加工中是不能够识别的。在CAD绘图软件里，可以进行剖面的表达，但转成dxf文件导入到激光加工软件中，却是失去图形元素，使图形的表达只剩下孤立的线条，填充的剖面图形特征已经丢失。如此一来，就意味着激光加工出来的图案不够丰富，层次不够鲜明，图形表达单调，且不完整。为了解决这一问题，进行了多种尝试，最后在原有的激光加工机器的情况下，预先在CAD设置中，将剖面图形的比例和角度设置到一个合适的值，并单独放置到一个剖面图层，再打散成线条，然后转成dxf，导入到激光切割软件中，就可以进行剖面图案的加工了。

在CAD的学习与激光加工的过程中，学生不仅克服了CAD操作的困难，也在激光加工的过程中，不断地探索一些新的加工方法。学生每完成一个产品，学习上就会有一个大的进步。而且在加工过程中，还需要进行材料的选择，针对不同的材料，不同的厚度，要设置不同的参数，而且激光的焦距也要进行调节，这些需要具备一个综合的知识。总之，通过激光加工与CAD相结合的方法，不仅加强了学生CAD的绘图技能，还能加强学生对材料的认识，另外通过对激光切割机参数的调试与机器的操作及保養，也具备了激光切割机器操作的技能。

通过一整套的包含CAD制图，材料选择，激光加工，最后做成实物的过程，学生不仅在2D软件操作上，得到了很大进步，同时也对机械制图的理解和运用也有了一个具体的认识。学生也意识到学好CAD制图的重要性与实用性，尤其在在机械制造与加工中所起到的关键作用，学生的学习兴趣浓厚，学习效果显著增强。

因为有了上述基础，学生后续又根据各自的兴趣爱好，选择了其它的一些有趣素材，独立完成CAD绘图，并加工成实物。

3 结语

本文以CAD绘图与激光加工的实例进行了过程分析，提出了CAD软件绘图与激光加工相结合的方法，不仅能提升学生的绘图技能，又能加强学生激光加工的动手能力。该教学方法的改进，提高了教学效率，增强了CAD制图的教学效果，推动了学生对机械制图课程的理解与运用，有效地促进了教学方法的改革。

【参考文献】

[1]包玉梅，周雁丰.机械制图与CAD基础习题集[M].机械工业出版社，2019.

[2]陈立亮.材料加工CAD/CAE/CAM技术基础[M].机械工业出版社，2019.

[3]郑启光，邵丹.激光加工工艺与设备[M].机械工业出版社，2019.