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三维制图范文1
三维模型库或称为3D虚拟模型库具有经济性、灵活性、直观性、可复制性等优点［3］。其在《工程制图》中的教学优势体现在：（1）替代并扩充传统的实物模型。它不仅可以完全取代传统的实物模型，消除实物模型携带不便的缺点，还可以根据教学内容的更新，及时扩充新的三维教学模型，克服传统教学模型数量有限、不能修改等缺点。（2）是教与学的辅助工具，师生互动的载体。不仅能在课堂上将教学内容生动形象地表现出来，更有益于教师对知识的讲授及学生的理解，以及师生的互动和讨论；三维模型库可作为一种载体将教学从课堂延伸到课后，以辅助学生完成课后练习，提高学生学习兴趣及学习效率。另外，三维模型库还有丰富实践性教学素材库等诸多优势，然而目前大多数应用于教学中的三维模型库还客观存在以下几个问题：（1）不完全开放，修改及更新能力差。目前绝大多数虚拟三维模型库一般是不能随意修改、扩充或删减的，这就大大地降低了这类三维模型库的利用率。（2）基于单一三维CAD软件，通用性差。为满足教学的需要，针对教师熟练掌握的某种三维CAD软件，如UG、Pro／E、SolidWorks、CATIA、SolidEdge等，纷纷建立了相应的虚拟三维模型库，在制图教学上也起到了提高教学效果的作用。但这类三维模型库最大的缺点是基于某一种CAD软件的，对不能熟练掌握该软件的教师来说大大提高了其应用难度［4］；另一方面，学生在使用这些三维模型时需要安装专业化的软件，而对于还未接触三维CAD软件的学生来说也是非常有难度的，这就大大降低了学生学习这类三维模型库的积极性。（3）非网络化，共享性差。三维模型库大多在单机环境下运行，其共享广度和方便程度是非常有限的。虽然也可将三维模型库载入网络共学生浏览，但这仍旧只是单一的传授模式，在信息技术高度发展和应用的今天，还缺乏一个教师实时与之教学及课后辅导内容高度一致的三维模型的通道，缺乏一个师生间实时互动与交流、三维模型资源高度共享的公共网络平台。综上所述，建立一种基于Web及异构三维CAD软件的三维模型资源共享平台是很有必要的，通过网络，不仅能提供大量的模型资源，整合教育资源，而且还为师生交流提供了一个互动平台，支持远程教育、网络化教学。
2Web三维模型共享平台的设计与实现
2．1总体架构设计
为克服目前模型库在工程制图教学中存在的缺点，Web三维模型共享平台采用了B／S模式，其总体架构如图1所示。系统大体设置了5个层次：用户界面层、业务逻辑／功能层、数据层、应用程序服务层和接口层。（1）用户界面层：用户界面为终端用户（教师和学生）提供对系统访问的工具。教师和学生只需通过Web浏览器，并安装一个简单的支持Web3D的三维模型可视化插件（如BSContactVRML）即可在线浏览平台中的各类三维模型，而无需安装专业化的软件。（2）业务逻辑／功能层：业务处理层是系统的核心，负责处理三维模型共享平台的核心功能，包括：三维模型的在线预览、在线参数化驱动设计、三维模型与知识交流、三维模型快速建库与扩展工具等。（3）数据层：数据库是三维模型共享平台的支撑，而三维模型资源库是最重要的数据来源。依据其来源不同分为基础模型库、扩展模型库和用户模型库等。（4）应用程序服务与接口层：该系统是基于异构三维CAD软件系统的，包括UGNX、Pro／E、SolidEdge、SolidWorks、CATIA等，它们通过接口予以连接，并以服务的形式来满足属于不同CAD软件用户的教师需求。
2．2面向工程制图教学的基础模型库建设与扩展
针对不同教师、教学对象及教学内容的多样性和复杂性特点，并为满足现代工程制图教学的要求，将共享平台中三维模型资源库分为3类：基础模型库、扩展模型库和用户模型库。三维模型资源库结构如图2所示。扩展模型库是教师根据自身教学、所教班级学生及不同专业的特点和要求，利用平台提供的快速建库和扩展工具，按需求对基础库进行的适时扩展和调整。用户模型库则是平台各用户为实现互动交流而实时上传至平台中的丰富的三维模型资源，这也是对三维模型资源库的一种有效扩充。学生在校园网上打开浏览器即可从各角度观察和控制三维模型，并针对模型进行评论和交流，能有效地提高学生主动学习的积极性，并能实现模型资源高度共享，扩展学生的知识面，进而达到提高教学质量的目的。
3在工程制图教学中的应用实践
Web三维模型共享平台是针对应用于工程制图教学中的大量三维模型资源进行开发的，集用户在线应用和在线管理于一体。教与学是教师和学生共同参与的过程，Web三维模型共享平台在工程制图教学中的应用如图3所示。（1）教师需以教师身份登录至系统访问首页或系统管理页。在课堂教学时，教师通过访问系统来浏览已有的三维模型辅助教学，通过强化学生对各种图形的感性认识来提高课堂理论教学效果；利用平台提供的在线参数化驱动设计功能，通过改变模型尺寸来更形象地展示图形的变化情况，如通过在线改变圆柱直径大小来展示两正交圆柱或圆柱与圆锥正交相贯线的趋势；利用平台提供的快速建库与扩展工具，对基础库中的模型进行调整和扩展，以满足教师自身教学的特殊需求。而这些扩展模型可以是任意一种三维CAD软件建立的模型，且可同基础库中的模型一样被教师和学生查看及参数化再设计。（2）学生需以学生身份登录至系统访问首页，依据自身需要选择相应的链接，而后进入三维模型的预览和参数化设计页，实现模型的查看和操作。一方面可对课堂知识进行温习和补充；更重要的是，通过查看习题模型库，可及时地校对所做练习的正确性，弥补了教师不能及时辅导的缺陷，也能有效地提高学生的学习兴趣和效率。
4结束语
三维制图范文2
【关键词】三维CAD技术；机械制图教学；应用
在机械制图中，三维CAD技术的应用可以保证图形能以更加立体的方式呈现出来，从而达到更加优良的图形效果，因此通过三维CAD技术，平面图形和立体图形的对应关系就一目了然，传统机械制图教学抽象难懂的问题就能迎刃而解，机械制图教学的效率和质量就会得到质的提升，因此，三维CAD技术在机械制图教学中的应用势在必得。
1.三维CAD技术对机械制图教学的影响
在传统的机械制图教学中总是以二维CAD为教学基础的，教师会首先让学生通过二维CAD绘制工件的三视图，然后再让学生通过平面图形对工件的立体形状进行想象，随后进行制图，但是在这个运用二维CAD制图中，因为其较低的动态性，导致若学生没有很强的抽象空间想象能力，工件的立体形象就无法被准确的绘制出来，学生的学习效率就会大打折扣，因此，从上述情况来看二维CAD在一定情况下会使得教师的教授和学生的接受无法产生对接，从而导致教与学产生极大的脱节。而三维CAD技术就可以突破这个问题，其动态性的绘图功能可以帮助学生在绘图过程中加强他们的空间思维能力。不仅如此，在教师在课堂上进行绘图演示的过程中，三维CAD技术也具有一定的优势，传统的二维CAD因为在空间上的限制，使得在教师演示的过程中无法将工件的立体感完全的展现出来，导致学生无法进行正确的空间想象，而三维CAD技术则可以将工件的实体造型以更完整的方式呈现给学生，另外，和二维CAD相比，三维CAD技术具有更加完整、水平更高的造型工具，因此，对于课堂上的各类测验练习，三维CAD技术都能更好的满足其需求，从而在根本上提升了机械制图教学的效率。
2.三维CAD技术在机械制图教学中的应用
2.1利用三维CAD技术组织教学内容和教学模式
三维CAD技术在机械制图教学中的应用可以极大的改变教学模式，在教学的具体内容中，教师可以先对三维CAD技术进行简单的介绍，让学生感受到三维CAD技术相较于二维CAD的优势，然后通过实体造型的引入来链接后续的知识点，通过这样的引导可以帮助学生以极其直观的方式对机械制图有一个整体的了解，从而对机械制图的方式和步骤都有一个清楚的认识，三维CAD技术在教学中的应用就能得到有效率的提升。
2.2深化课堂实践环节
在传统的机械制图教学中，因为技术原因上的限制，导致在工件的实体造型上无法进行有效化的体现，只能就简单的制图方法进行描述，随着教学的深入，一旦制图方法变得更加复杂，就无法通过简单的语言和二维CAD进行准确的描述和分析了，但是三维CAD技术就能在一定程度上解决这个问题，通过其先进的技术，教师可以在课堂上将机械制图的每一个环节、部分步骤上的重要细节等知识重点进行完善的体现，学生对于机械制图的理解也就更加直观。在实践的教学中，三维CAD技术的优势也能得到很好的体现，其强大的技术功能和浅显易懂的操作方法对不同层次水平的学生都能进行良好的适应，教师也就能够更好的采用差异化的训练方法对每个学生的学习能力进行强化，机械制图训练的过程就能实现效率最大化的提升，学生也就能在实践过程中对三维CAD技术进行熟练的掌握并提升绘图技术。
2.3与当前的教学方法进行契合
要想使得三维CAD技术能在机械制图中进行高效率的应用，与教学方法进行配合是最有效的方法之一，在日常的实践中，三维CAD技术的使用固然重要，但是在目前信息化时代的大背景下，互联网的发展越来越迅速，三维CAD技术与信息化的教学方法融合势在必得，因此，教师要注重在课堂的教学过程中，将计算机绘图技术训练的比重加大，并在训练的过程中逐步将三维CAD技术教授给学生，从而进一步促进学生空间想象能力，并在计算机绘图技术上能得到充分的体现，三维CAD技术也能在计算机绘图教学中得到有效的运用。
2.4从整体结构上充分优化教学结构
在传统的机械制图教学中，由于在课堂上需要用到较多的绘图工具，而且这些工具繁重又不易携带，这些硬件问题直接导致了机械制图教学在一定程度上受到了制约和限制，学生也无法通过这些绘图工具对于机械制图技术有一个充分的了解和认识，但是三维CAD技术就能突破这一禁锢，其多媒体载体的技术优势使得传统机械制图教学中繁杂的制图工具问题不复存在，从而减轻了学生的负担，因此，教师在机械制图的教学结构上可以删繁从简，利用三维CAD技术与机械制图教学进行有机结合，使得在课堂上对于各类型工件的立体分析能通过三维CAD技术进行全方位的解析，保证学生能在教师分析的阶段就能对工件的整体有一个清晰的认识，从而强化学生对于机械制图的三维设计理念和创新理念，这在一定程度上也能对教师的教学结构进行更进一步的拓展和深化。
总结
综上所述，三维CAD技术在机械制图教学中的应用已经成为了其发展的硬性需求，因此，机械制图教师需要转变思路，摈弃传统教学观念，将三维CAD技术与计算机绘图技术进行有机结合，保证学生能在教学的过程中实现空间思维能力的提升，本文就三维CAD技术在机械制图教学中的应用进行了分析，希望能给相关从业人员一些启示。
参考文献：
[1]秦聪.三维CAD技术在机械制图教学中的应用[J].内江科技,2015,36(4):56,66.
[2]周占红.三维CAD技术在机械制图教学中的合理运用[J].科技视界,2016,(4):231-231.
三维制图范文3
1．我们在学习工程制图当中，课本上出现最多的就是三视图以及投影的立体图，而这种图形主要表达的也是各个方位的基本形状，虽然对物体的形状不能进行正确的表达，却具有很强的直观性，这种方法可以帮助学生更好的创新想象力建立一种空间观念，通常情况下这些立体图一般是以斜二测轴测图为主，用来描绘一些物体形状，然而从学生的角度来看，这种测图技术是具有很大难度的，很难掌握，如果想对它有更深入的了解和应用是需要下很大功夫的。对此，根据产生的这个问题，首要解决的问题就是应让学生看懂立体图，掌握它的精华。所以，在工程制图的教学当中，就必须应用三维建模技术。老师在教学的过程当中可以制作一些立体模型，再用多媒体的方式展示给他们，再结合三维实体的方法让学生们一目了然地掌握其中的知识，由于立体模型有一定的质感，很真实，可以进行翻滚以及转动，与实物有很大的相似度，用来教学是非常方便的。让学生通过抽象的立体图再与实物做比较进行观察，此时会非常明显地看出哪些是竖直的，哪些是水平的，二者之间的关系又是怎样的，而学生在这种教学当中也能快速的接受，找出答案，得出结论。
2．在工程制图的教学当中，学习截交线技术时，我们在讲到四棱锥垂面截切这个观点时，就必须要具有丰富的想象力，在这个时候，可以让学生通过想象如果在进行截切时的整个过程，再通过制作一个截切的动画用来展示，相信在视觉加上相像学生们都会了解这个过程的，也可以更加有效地解决想象的困难，在脑海中呈现出这一画面。在制图课当中还一个问题就是学习回转体的截交线，要想让学生掌握这个技术，我们可以通过制作一个基本立体，把圆柱圆锥以及平面进行相交再做成一个长方体，从而在不同情况下可以找出截交线的形状，也可以更加明了地找到它的投影特征，如果它是曲线时，三视图的投影特征以及它位置的点在哪里，都可以更加明了，通过更加直观的讲解，可以让学生在整个过程当中更为快速地找到答案，用事实做出证明，通过显示三视图效果更加快速的解决学生的难题，也可以让学生快速地融入到想象的空间里。
3．在工科专业当中，机械制图是具有非常专业的实践性，也是最为基础的一门技术课程，重点就是要培养学生的制图能力以及掌握一定的读图能力。在工程制图教学当中，形体的读图是作为应用的难点和重点，在以往的教学当中，传统的读图方法一般是以线面以及形体分析法进行研究的。所应用的形体分析法一般会把主视图分为几个方面，它所代表的是不同的形体要求以及投影规律，从而来对其进行有效的分析，找出形体的左视图以及俯视图，进行相应的对照找到各个空间的形状，再想象出不同部分的形体后，找出相应的位置关系，最后构思出整个物体。由于进行读图时，并没有一个最真实的东西存在，所以就有可能想象出其他的形体，而忘记了最初的形体，对于这个问题就可以应用三维建模技术，这对于学生来说也是最为方便的。
4．我们在讲到剖视图这部分时，对于学生来讲这部分是具有很大难度的，想象不出剖切后的图形是怎样的，也不能完全理解剖开后连续台阶面的投影线是怎样的。此时，我们就可以制作一个较为复杂的形体模型，可以把一个平面在其对称位置进行剖开，这样就可以让学生更为直观地看到结果，学到剖视图这个部分时也是比较简单的了。
二、结语
三维制图范文4
[关键词]三维CAD 机械制图 教学方法
一、前言
随着工业社会向信息社会的转型，围绕提高产品设计制造的创新能力，三维CAD/CAE/CAM等现代设计制造技术迅速得到推广和应用，制造业信息化的发展成为必然趋势。制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管理技术与制造技术相结合，改善产品开发、生产制造和管理等环节，提高生产效率、提升创新能力，带动产品设计方法、设计工具、制造技术的创新和企业间协作关系的创新，从而实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数控化，全面提升我国制造业的竞争力。
二、机械制图的现状
受计算机技术发展的制约，传统机械设计、制造都是依据二维投影视图开展。然而设计构思开始于三维构形，制造的结果又是设计构思的三维实体再现。在设计的“开始”和制造的“结果”之间，却依靠二维投影视图特定的工程语言来传递信息、表达思想、指导 “三维”实体的制造，二维图的表达信息极不完整，而且绘图、读图要经过专门训练的人来进行，这实在是一种迫不得已的“翻译”。在这样的信息传递与转换过程中，表达内容抽象不具体、非专业技术人员看不懂，传递信息不准确，可能会导致信息传递的多义性、欠缺性等差错。
三维CAD技术符合人的设计思维习惯，整个设计过程完全可以在三维模型上讨论，能够让我们在平面显示器上构造出三维立体的设计模型，直观形象。而且三维CAD技术可以保留设计过程的中间结果，便于开展优化设计，进行应力/应变分析、质量属性分析、空间运动分析、装配干涉分析、NC编程及可加工性分析、二维工程图的自动生成、外观造型效果评价等工作。因而三维CAD技术才是真正意义上的计算机辅助设计技术。
三、三维CAD教学方法
《高等教育法》第五条规定人才的培养目标是：……培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。为此，在《机械制图》教学过程中引入了三维CAD技术，以“设计为指导、能力为目标”开展教学活动，不再以二维平面绘图为核心，增加特征技术、尺寸约束、参数化、变量化等三维建模的教学内容，重点培养学生的工程设计能力和创新实践能力，利于学生尽快掌握三维CAD技术。
如何将CAD技术思想和方法融入到传统机械制图的教学中，将计算机辅助设计的工具与课程教学有机结合起来，为培养学生的空间想象能力、创新能力和工程素质奠定基础，需要教师在授课过程之中，对传统机械制图教学的内容与三维CAD技术之间在名词术语、理论方法、空间思维过程等方面存在差异等问题进行联接和整合。为此，笔者在教学中进行了如下三个方面的探讨与实践：
（一）实体的二维投影平面与三维CAD坐标面的不一致
实体的二维投影视图，是根据投影规则形成的实体轮廓的平面视图。一个实体根据不同的投影方向有不同的二维视图，这些视图与实体模型的建立，并没有必然的联系。而在三维CAD技术中，将前、俯、右视面的三个投影面与X-Y-Z坐标面建立了直接的联系，该技术强调的是以这三个坐标面之一为基准面，按照实体在该面上的投影视图作为特征操作的基准轮廓，开展造型设计。因此应以坐标面引出投影面，使学生正确选择能够反映出实体特征的投影面，掌握特征建模的技术，加深对投影面的理解。
（二）传统尺寸的定义与三维尺寸约束的不一致
机械制图中的二维图形是通过确定基准、定形尺寸和定位尺寸来定义图形的，可是在三维建模的二维草图中，利用尺寸约束的概念进行尺寸标注，尺寸约束具有驱动几何图形改变的功能。
将形状和尺寸结合起来，通过变量化技术，改变尺寸约束实现对几何模型的形状控制，这是三维CAD技术的特征之一，是平面绘图工具所不具有的。但是在导出二维工程图的时候，必须按照制图规则，依据加工工艺的要求，准确定义基准尺寸、定形和定位尺寸，避免与尺寸标注的标准不一致，导致绘制的尺寸违背加工工艺的要求。
（三）形体分析与特征草图的不一致
机械制图的形体分析，是将复杂实体模型视为基本立体的叠加和挖切，而在三维建模的形体构成分析中，复杂实体模型基于特征操作完成的，比如通过拉伸、旋转、扫描、放样等特征操作，再经过布尔运算完成模型的建立。特征草图必须以完整的尺寸参数为出发点（全约束），不能漏标尺寸（欠约束），不能多标尺寸（过约束）。
四、总结
三维CAD 技术主要包括二维计算机绘图和三维建模技术。计算机绘图不仅仅只是利用绘图软件临摹、绘制出二维工程图纸的“甩图版”的工具，还要让学生通过三维软件的学习与应用，掌握计算机三维造型设计原理和方法，培养学生的创新思维能力。
三维制图范文5
本文应用CATIA三维设计软件辅助工程制图课程的教学，提高了课堂教学效率，激发了学生的学习兴趣；将最新的CAD三维技术融入应用实践，有效地推进了工程制图的教学工作。
关键字 CATIA 工程制图 应用
《工程制图 》是工科类各专业的一门重要的专业基础课，主要是培养学生的绘图和识图能力，空间思维能力和创新能力。长期以来，工程制图的教学一般是教师通过使用大量的挂图、实物模型来进行辅助教学，帮助学生理解教学内容。整个教学过程缺乏互动，学生在学习中感觉枯燥乏味，难以建立空间概念，从而失去了对该门课程的兴趣。
CAD技术的飞速发展，提供了优良的三维CAD软件，如UG， CATIA，Pro/E等为工程制图的教学提供了一个良好的平台[1]。若能将三维CAD 设计软件引入工程制图教学中，并与传统的CAI 课件有机地结合起来，逐步引导学生从三维设计的角度来分析问题，更直接、更真实地增强学生的空间概念，弥补学生空间想象力的不足，使学生对该门课的学习不再吃力，提高了课堂教学质量。下面，笔者将结合CATIA三维设计软件在工程制图课程教学中的应用做简要介绍。
1CATIA三维软件介绍
CATIA，是由法国 Dassault System 公司所开发的一款高端CAD/CAE/CAM一体化软件，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析运算、动态模拟与仿真、工程图输出、到生产加工成产品的全过程。CATIA这款三维软件广泛地应用在航天、汽车制造、造船、机械制造等行业，有效地缩短企业产品的开发周期，提高产品设计质量，降低了企业开发成本[2]。在工程制图的教学过程中，可以借助于CATIA软件中的部分模块与多媒体制作出动态演示画面，将一些抽象的概念形象化、具体化，一方面有利于学生空间概念的建立，同时也有助于学生了解三维的设计理论和造型过程。
2 CATIA软件在工程制图教学中的应用
(1)CATIA在截交线、相贯线教学中的应用
截交线、相贯线部分的内容一直是工程制图教学的难点之一。在截交线、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，了解各种情况下的截交线、相贯线。我们可以通过CATIA建立三维实体模型，如圆柱和圆锥正交相贯，相贯线便自动产生，实时动态演示给学生，这样表达直观清楚，学生比较容易理解。CATIA的参数化设计功能，通过对模型形状尺寸及位置尺寸的修改，实现模型重建，可以使学生观察到相贯线的动态变化规律，不仅启发学生归纳总结相贯线的画法，而且拓展了学生的思路。
(2) CATIA在组合体中的应用
组合体部分的内容是工程制图教学的重点，对于学生识图和制图的能力的培养起着至关重要的作用。在教学中利用CATIA 进行零件建模，可以有效地帮助学生理解基本体之间的组合方式、基准与尺寸关系、表面连接方式及组合体的空间形状，建立起二维视图和组合体模型之间的对应关系，逐步训练学生的空间思维能力。
(3) CATIA在剖视图中的应用
剖视图，是机件表达方法里面一种重要的表达方式，通常用于内、外结构形状复杂机件的表达，其形成过程是用假想的剖切面对机件进行剖切，通常学生对这种“假想”的剖切难以理解，弄不清剖切平面的剖切位置，不知道哪些实体被剖切平面剖切，哪些地方要画剖面线。在教学中采用CATIA特征分割的操作，即可将实体模型 “剖切 ”，有助于学生分析剖切位置对剖视图画法的影响，加深了对剖视图表达的理解。同时CATIA的工程模块里面，能够对视图编辑，产生半剖视图、局部剖视图、局部视图及断面图等，对于学生掌握相应的画法很有帮助，利于学生的学习。
(4)CATIA在零件图中的应用
零件图在实际生产中广泛应用。在教学中可以应用CATIA的零件设计模块，应用凸台、凹槽、旋转体建立板类或轴类零件，调用孔、抽壳、倾斜、肋板、螺旋、螺纹等操作完善零件局部特征的创建，零件模型建立完成后再通过工程图模块的视图生成、尺寸标注和文本编辑等操作功能建立完整的零件图。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及想象力。
(5)CATIA在装配图中的应用
装配图，是表示机器或部件的结构形状、装配关系、工作原理和技术要求的图样。传统的教学方式是展示给学生一张某部件的二维装配工程图，由于学生空间想象能力还没有完全建立，无法读懂装配图。为解决这个问题，可以借助于CATIA的数字化装配模块可以制作某机器或部件的装配动画及运动仿真，动态地演示给学生，可以让学生对机器或部件的结构和工作原理有直观的认识，进一步理解装配图中零件间的连接、定位及装配关系[3]。这种教学方法不仅增强了学生对知识的理解，而且突出了对知识的运用，是传统的教学方式无法比拟的。
结论
在工程制图课程中用CATIA三维软件辅助教学，可以创造一种形象、直观、高效、生动的教学气氛，提高了课堂教学的效率，激发了学生的学习兴趣和学习的主动性，有助于学生空间想象能力的建立；还可以培养学生三维造型能力，也能使CATIA软件成为学习工程制图知识的重要工具，为后续CATIA课程的学习奠定良好的基础；
在工程制图课程中引入CATIA三维软件，改变了传统的教学模式，构建二维与三维教学相结合的新教学模式[4]，实现了将课程经典理论与现代CAD技术有机结合,有效地推进了工程制图课程的教学工作。
参考文献
1．刘万强 汤黎明 张海英 基于三维绘图软件 Catia 的工程图学教学改革的实践
中国科技创新导刊
2009．34
2．邢 莉 惠学芹 冯 伟
浅谈CATIA在机械制图教学中的应用
2012 年 8 月第 22 期
科技视界
3．王桂录，张晓莹 .基于 CATIA 的“机械制图”动态演示教学研究[J].
中国电力教育，2012（7）：54-55．
4．林清夫 .引入三维几何建模的工程图学教学模式分析与比较 [J]. 工程图学学报 ,2006,(4):148-152.
作者简介：
李云平(1981-),女,河南南阳人,助教,硕士,主要从事CAD /CAM技术研究与开发
带上课题：
课题名称： 基于职业技能竞赛的教师实训培训与教学改革的研究
课题编号：ZJGA201332
课题单位：湖北省职业技术教育学会科学研究
三维制图范文6
一、机械制图教学中存在的问题
机械制图课程是一门实践性较强的专业基础课，它是钳工、机床实操和机械设计等专业课程的基础，机械制图课程要求学生具有较强的空间想象能力和空间转换能力，而中职生普遍存在空间立体感和空间转换能力不强的缺点，从而导致部分学生学习起来存在一定的困难，久而久之就失去了学习的动力和兴趣。而在传统教学模式中，授课老师多数通过多媒体教学手段，利用图片、视频展示几何体，或者在课堂上反复展示各种实体模型，以增强学生的空间想象能力，并通过大量的绘图练习提高学生的绘图能力，传统的教学方法耗时且效果不明显，而如今三维软件的出现为机械制图教学提供了新的教学方法。
二、Pro/E三维软件的特点
目前常用的三维设计软件有Pro/E、3DMAX、SolidWorks等，每款软件都有不同的侧重点，3DMAX是一款侧重于三维动画渲染和制作的软件，SolidWorks具有功能强大、易学易懂的特点，Pro/E则侧重于三维建模，是一款比较流行的CAD/CAM/CAE的应用软件，Pro/E具有参数化设计、特征构建实体等功能，可以实现三维建模直接转换为二维工程图的设计功能。
在众多三维软件中Pro/E软件的三维建模特点最能直观形象地展示几何体的成型过程，有利于学生空间想象能力的培养。例如Pro/E软件的三维建模有四个基本方法：拉伸、旋转、扫描和混合，我们可分别利用这四种方法对圆柱、轴承座、支架等基本几何体进行三维建模，Pro/E软件的建模过程直观展示了几何体模型如何从二维转换为三维立体的过程，若教师在课堂上用Pro/E软件展示几何体模型的建模过程，一方面能让学生直观地了解几何体的形成过程，另一方面可以快速培养学生的立体感。而且Pro/E软件的绘图功能能把几何体模型直接转换为三面投影的CAD平面图，相对于AutoCAD软件的平面图绘制，利用Pro/E软件的三维转二维功能，教师可快速生成几何体的平面图，节省了教师的时间，从而提高课堂效率。因此Pro/E软件相对其他三维设计软件更适用于机械制图课程的辅助教学。
三、Pro/E三维软件在机械制图教学中的应用方法
针对机械制图教学中学生存在的空间立体感培养的问题，结合Pro/E三维软件建模的特点，在机械制图课程中应用Pro/E软件进行辅助教学很有必要，下面将从基本几何体的表达与识读、组合体的表达与识读和装配图的识读三个方面分析Pro/E三维软件在机械制图教学中的应用方法。
1.基本几何体的表达与识读
基本几何体是机械零件的基本组成单元，了解和熟悉基本几何体的投影是培养学生建立空间想象能力的重要环节，也为组合体的表达与识读奠定基础。常见的基本几何体有：圆柱、圆锥、棱柱、球等，这些基本几何体可用Pro/E软件的拉伸、旋转、扫描和混合四种基本建模方法进行快速三维建模，通过建模展示让学生从中了解基本几何体的构造和投影。如在讲授圆柱几何体的知识时，教师可用Pro/E软件中的拉伸、旋转和扫描三种建模方法进行圆柱体建模，例如采用拉伸方法建模时，圆柱是由圆沿轴心方向拉伸成型的，若采用旋转的方法建模，则圆柱是由长方形沿着中心轴旋转一周形成的，不同的建模方法能让学生从不同的角度了解圆柱的成型。
2.组合体的表达与识读
组合体的表达与识读是机械制图课程的重点，组合体是由两个或两个以上的基本几何体构成。了解组合体的结构是识读几何体的关键。因此在绘制组合体前，首先对组合体进行结构分析，分析该组合体是由哪些基本几何体构成，了解这些基本几何体的相对位置关系，是否共面、相切还是相交等。
图1所示用Pro/E软件所建的轴承座组合体模型，它由底板、支承板、圆筒和肋板组成。轴承座是机械制图课程中一种典型的组合体，在传统教学中，教师首先需借助图片或者实物展示等方式进行轴承座的形体分析，然后讲授轴承座三面投影的画法，若用Pro/E三维软件进行辅助教学时，教师只需向学生展示用Pro/E软件进行轴承座组合体的模型过程，并辅以讲解其结构，这样的方法能让学生更直观地了解轴承座的结构。
首先利用Pro/E软件的拉伸命令画出底板和支承板，然后分析底板和支承板的接合面，底板的底面与支承板底面共面，接着同样用拉伸命令画出圆筒，圆筒的底面与支承板的侧面相交，最后画出肋板，肋板分别与底板、支承板和圆筒相交。通过边建模边分析的方法使学生更能弄清轴承座组合体的形体特征，对于后续三面投影的学习有很大帮助。
轴承座的三维模型建好后，教师可利用Pro/E软件中的drawing（绘图）模块讲解轴承座的三面投影画法，drawing（绘图）模块提供了三维模型直接转换为CAD二维图的功能，且通过drawing（绘图）模块能生成模型任何视图方向的投影，提高了学生对模型各方向投影的理解。如图2所示为运用Pro/E软件的drawing（绘图）模块将轴承座三维模型直接生成工程图。
3.装配图的识读
装配图是表达机器或者部件的图样，主要表达机械各零件间的相对位置、连接方式和装配关系，掌握各零件之间的装配关系是识读装配图的关键。Pro/E软件的装配模块是通过定义各零件模型之间的约束关系实现零件的装配，通过Pro/E软件组装的装配体能够清晰展示各零件模型之间的约束关系，且软件也提供了创建装配体爆炸视图的功能，教师可对创建好的装配体生成爆炸图，从而使学生可以直观地观察到装配体中各零件所在的位置。例如在讲解滑动轴承部件的识读时，教师首先把滑动轴承部件的各个零件进行建模，然后在课堂上向学生展示用Pro/E软件的装配模块把各零件模型按一定的约束关系进行装配，并辅以讲解其各零件间的约束P系，如图3所示为用Pro/E软件创建的滑动轴承部件的总装图，若学生还没有掌握各零件在部件的位置时，教师可把装配好的部件模型生成爆炸图，以加深学生的理解。图4为用Pro/E软件生成的滑动轴承部件爆炸图。
最后在讲解滑动轴承部件的三面投影画法时，同样可通过Pro/E软件的drawing（绘图）模块展示装配体的三面投影，使学生掌握滑动轴承部件的三面投影方法。
另外，对于一些零件存在相对运动的装配体如变速箱中的齿轮传动部件，可通过使用Pro/E软件中的模型分析工具，对传动部件进行运动仿真，并进行运动轨迹、位移等运动情况的分析，以便让学生更好地研究运动机构模型。
