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三维设计范文1
关键词：导卫装置；三维设计；
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
0 引言
轧制技术中，导卫在金属成形过程中起着重要作用。特别是在线材、棒材或型材轧制中，导卫安装在轧机的入口和出口处，辅助轧件按既定的方向和状态准确稳定地进入和导出孔型，减少轧制故障，保证人身和设备安全，改善轧件的工作条件。设计合理的导卫装置，能够保证轧制的顺利进行和避免对轧件表面的划伤，提高产品表面质量。在异型钢生产方面，由于其产品断面的复杂性和变形的不均匀性，合理的导卫设计在稳定轧制、保证产品质量方面显得尤为重要。
随着计算机辅助设计（CAD）技术的发展，三维技术在机械、电子、航空、航天以及建筑等部门得到广泛的应用，三维设计是工程设计的必然趋势，把三维设计应用到异型钢导卫装置设计中，可以实现真正意义上的工程方案优化及多方案的比较，对于提高工程的技术指标和品质、降低工程造价、缩短设计周期、提高设计质量均可以起到重要作用。
1 三维设计在导卫装置设计中的优势
在传统型钢导卫装置设计阶段，主要运用二维平面设计方法，导卫装置从构思到设计到成型过程中，需要三维到二维再到三维的转换，二维平面图作为传递设计信息的主要载体，设计中离不开繁重的二维绘图，同时二维设计一方面不能从多方位反应设计人员的设计思路，另一方面导卫装置工作过程中需要与轧辊装配，二维设计不能直观的直观得在现装配的空间位置及其相互关系。
三维设计方法使得产品从构思到成型就可不再经过二维的转换，直接由三维构想到三维设计、三维成形，运用三维设计能很直观的演示轧辊与导卫装置的装配，验证导卫设计中是否存在干涉等问题；也可以实现导卫装置的快速修改和CAD/CAE/CAM的集成化应用。这就使设计者能有更多的时间来发挥设计的创新能力，提高设计效率。同时，通过三维模型，还可以快速生成导卫的各种二维图形（标准三视图、剖视图等），便于导卫装置施工图的设计。
型钢产品开发不仅需要先进的技术，也需要先进的手段。三维设计能准确地表达技术人员的设计意图，更符合人们的思维方式和设计习惯，实现思维过程与设计过程的统一；三维设计具有二维设计所无可比拟的优点，越来越多的设计人员正在从三维入手进行工程设计。立体化、数字化的三维设计以其形象、直观、精确、快速、方便、易于掌握、便于修改、便于交流等特点得到企业的欢迎。随着越来越多的用户应用三维设计，将导致设计方法及手段的根本变革。
2 三维设计在异型钢导卫装置设计中的应用
当前应用比较广泛的三维设计软件有Pro/E、Solidworks、UG，下面将利用三维软件对履带钢某精轧孔型导卫装置进行三维设计。
根据设计要求，该孔型出口侧需要设置上下导板，三维设计步骤如下图：
（1）建立轧辊零件图。将孔型图导入到零件图的草图中，运用旋转工具建立孔型的三维轧辊模型。
（2）建立上下导板的初期模型零件图。根据现场导卫装置安装要求，建立上下导板的初期模型。
（3）建立装配模型。将轧辊零件图、上下导板导入到装配体，根据导卫的装配要求，将导卫装置与轧辊模型装配起来。
运用自顶向下设计方法，通过旋转切除工具利用上下轧辊的三维曲面对上下导板进行旋转切除，上下导卫板的舌尖与孔型会实现很好的吻合。
3 结论
（1）用这种计算机辅助设计方法进行机械设计，方法简单，结果合理可靠，所得图纸美观整洁。
三维设计范文2
北京朝外悠唐生活广场全部外立面设计，是由独立设计师邢豫元一个人完成的。甲方拿到设计结果时简直不敢相信自己的眼睛――该项目结构那么复杂，邢豫元竟然那么快就完成了设计，而且供应商还可以参考三维设计结果进行材料的生产。在建筑设计界，邢豫元名气不小。他经常是以一顶六，高效率、高品质地完成设计任务。除了自身的专业功底深厚以外，采用三维设计思维，以及灵活、熟练应用三维设计软件，也是其中很重要的原因。
从无可奈何到爱不释手
邢豫元与三维设计的缘份始于1999年。那时候他还是北京市建筑设计研究院二所的一名设计师，当时国内的建筑设计基本上都是采用二维方式来实现。
在北京望京的国际竹藤网络中心项目中，邢豫元所在的项目组遇到了一个麻烦。业主给了他们一个复杂的室外钢梯的草图，让他们做出施工图。这个钢梯的结构不同于常规的梯子，越往下越宽，越往上则越尖，施工图上钢梁到底该怎么接……采用传统的二维设计思维模式，基本上可以说是无解。这个项目的设计团队画了一个半月都没画出结果来。
在实在没有别的方法的情况下，邢豫元自告奋勇地用Bentley的设计平台MicroStation来进行三维建模以形成设计施工图。此时MicroStation的三维功能尚未完善，而国内的三维应用也主要是画效果图。
结果让人大喜过望。“除了保证设计的合理性以外，三维设计帮助我们解决了很多问题，比如说，能够让我们清楚地看到很多节点的情况，能够指导角钢的选择。”邢豫元回忆说，“自从做了那个钢梯后，我就一发不可收地喜欢上了三维设计。”
他介绍，以前北京市建筑设计研究院二所做一个项目要7个人，采用三维设计后只需负责外部设计和负责内部设计的两个人就够了，因为采用二维设计手段的话，7个人中可能有5个人都是负责结构上的碰撞检查的。“如果采用三维设计，这些都不是事儿，系统自动就可以检查。”邢豫元说。
邢豫元在设计中应用的三维设计软件，是由知名工程领域的软件公司Bentley提供的三维设计平台MicroStation。这是因为1993年他大学毕业后所就职的北京市建筑设计研究院规定采用设计软件就是Bentley的MicroStation，当时只是初步具备三维设计功能，后来随着MicroStation三维建模、设计功能的强大，他就一直沿用这个软件。在此过程中，他也接触过其他三维设计软件，因为学习起来不容易就放弃了。
软件影响思维模式
“现在我的思维方式都受到这个软件的影响，慢慢地形成了和软件一样的思维逻辑。”邢豫元说。
离开北京市建筑设计研究院二所后的邢豫元就像是建筑设计领域的一个独行侠，通常需要一个团队才能完成的项目，他一个人就能高效、高质量地完成。他出色完成了朝外悠唐生活广场、金融街北丰楼群、远洋万合公馆和唐山新世界中心的部分设计项目，并且获得了业主的高度评价。
邢豫元表示，正是因为采用三维设计思维在思考，采用三维设计手段来设计，所以他能够一抵六地完成设计工作。“如果我需要其他人来帮忙，只能请他帮忙在三维设计完成并出图以后，在图纸上写字。别的事情我觉得自己可以全干了。”邢豫元说。
他解释说，采用三维设计之后，从结构，到管线，再到外立面的设计都可以由一个人完成，不仅可以显著提高工作效率，节省人力，还能更加精确地表达设计思想，并指导施工。而传统二维设计流程是先打模型，然后画草图，图纸出错的概率取决于设计师的水平和职业道德，出错概率很大。如果项目规模庞大、结构复杂，情况就会更加糟糕。
因三维设计而与邢豫元认识并成为朋友的Bentley技术经理赵顺耐认识邢豫元已经七八年。他认为邢豫元的设计作品有两个特点：其一，与普通设计师的作品只是浅层次的效果图不一样，邢豫元的设计图通常做过深层次的思考，充分考虑到了设计对象与其他相关专业的配合，也就是充分考虑到了多专业协作;其二，相比很多建筑设计师的作品像女性的化妆一样不能反映建筑本来的面目不一样，邢豫元设计的建筑建成后和设计成果基本一致。
确实，记者看了北京金融街北丰楼群的实际照片，除了业主在施工时变更了幕墙的花纹以外，几乎和邢豫元的设计图完全一致。
值得一提的是，尽管业主没有对邢豫元的设计成果提出供施工参考的需求，但是他出于精益求精的考虑，通常都会在设计中将这些因素考虑进去。这也是为什么他的设计作品与实际建筑几乎一致的主要原因。
邢豫元补充说，对于施工队来说，相对于只有专业人士才能看得明白的二维图纸，三维设计要简单明了得多，不容易出错。
两大原因阻碍BIM推行
邢豫元说，当初他没费什么功夫就学会应用三维设计软件。而相比之下，当前我国的三维设计，或者说BIM（建筑信息模型）的推行情况并不理想。
多年的三维设计实践，使得邢豫元对于当前国内的三维设计，或者说BIM的推行有着深刻的见解。对此，邢豫元认为，这主要是因为两方面的因素：
其一，设计院采用三维设计或者推行BIM的意识不够。因为当前在整个行业内，二维设计还是比较普遍，而且我国的设计交付标准是基于二维图纸的。有些设计院即使采用三维设计手段，但是设计思维却还是二维的，因此在交付设计成果的时候还会遭遇三维设计转化成二维图纸的问题。他认为，这部分原因是因为设计院的负责人本身对三维设计缺乏全面的认识。相比之下，一些民营设计院的三维设计的推行情况则比较理想，因为这些后起之秀普遍已经认识到三维设计的好处。
其二，这是人才短缺导致的结果。据悉，由于历史遗留的问题，现在高校教学设计的老师通常缺乏系统的三维理论知识，因此学生接触的多是二维设计培训，所掌握的三维设计知识也是浅层面的。
在三维应用方面，当前业界普遍为一个问题头疼，即采用三维设计手段后，为了符合交付标准，不得不将成果转化为二维图纸。对此，邢豫元表示，“只要采用三维设计思维来设计，二维图纸转化就不是问题”。
三维设计范文3
关键词：双主轴
由于军用的需要，镗床在工业发展过程中一直都处在领先的地位。在近代社会发展的过程中，随着计算机技术的飞速发展和各种信息技术的逐步应用，镗床也逐步出现了跨越式发展过程。镗床的功能越来越强大更多的人青睐于采用有限单元法来研究机床主轴系统的动态性能。随着数控技术的出现，镗床主轴振动也开始了智能化控制古城，通过限制机床加工质量来提高生产效率。镗床主轴系统是在三向同频率简谐力的激励下振动，而与激振力密切相关的主轴滚动轴承的刚度又不是一个定值，而是载荷的函数它随载荷的增加而增长。为了能够更好的实现国产镗床的生产效率和生产质量问题，完善新机型和缩短产品开发周期是当前镗床设计和制造的主要任务。所以通过对数控镗床主轴系统动态特性分析 以便为其动态性能的进一步优化提供基础。
一、三维设计已广泛应用在镗床主轴设计中
目前国内机械产品的研发正逐步由以AutoCAD为代表的二维绘图软件转向以UG为代表的三维设计软件。组合机床主轴三维CAD系统选择三维设计软件UG为软件开发平台，采用了UG/OPEN API接口，Visual 编译环境，Windows 2000/XP操作系统，利用UG快速、灵活、方便的三维参数化造型功能，保证系统顺利进行设计，三维是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，是培育创新型人才的重要手段。在当前三维设计作品制造业全球化协作分工的大背景下，我国企业广泛、深入应用三维设计技术、院校加大三维创新设计方面的教育，已是大势所趋。三维技术普及化是必然的趋势，三维培训必须全面铺开。
1.机床主轴系统通常采用一根动力轴带动多根主轴的工作方式，由于各传动轴必须在有限的箱体空间内得到适宜的分布位置并避免干涉，且各轴的设计又必须保证其转速、转向、强度和刚度，因此多轴箱设计难度大、周期长，往往成为组合机床设计的瓶颈，改变这一局面的措施是采用计算机辅助模块化设计。模块化设计是一种标准化、组合化设计，它不是面向某一具体产品，而是面向某一类产品系统以至有相似功能的相邻产品系统，它不必对每种产品施以单独设计，而是精心设计出多种模块，用巧妙、灵活而多变的方式组合出多样化的产品。为此，我们开发了支持模块化设计的组合机床CAD系统，将CAD技术和模块化设计方法用于组合机床多轴箱的设计，不仅可以缩短多轴箱的设计和制造周期，降低成本，而且有助于保证多轴箱的质量，增强企业的竞争能力。
2.模块是产品、自然物或其混合物中，具有特定功能的基本单元，它具有标准化、系列化、互换性等特点。模块化设计是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的需求。在进行多轴箱模块化设计时，首先要把多轴箱划分成若干模块，由于多轴箱的具体结构取决于被加工零件的具体要求，如孔的数量、形状、分布位置以及被加工零件的数量等，因此它不属于通用件。但通过对多轴箱的组成零件进行分类，可以实现多轴箱零件的通用化，例如，多轴箱的箱体和前后盖是按轮廓尺寸和外形分类的;主轴按照用途分类，分为钻孔类、镗孔类、攻丝类等;齿轮则按照模数、齿数和孔径分类等，利用这些通用化的零件可以配置成各种不同结构形式的多轴箱。
二、镗床株主轴系统特点及注意事项
在镗床的施工过程中，主轴是加工产品的主要运输方式，是对将产品运进机床的辅助设备之一。因此在让床的设计过程中，主轴设计是其设计的重点。在机床的设计工作中，需要用到电主轴时，一般可以通过两种途径来获得电主轴：是通过数据控制系统来对镗床中的各个部件进行系统性的控制方法。其二是通过向其他商场直接购买成品电主轴，这样子的做法容易产生成本的浪费并且由于主轴与镗床型号的部队称等造成外观和施工效率中的影响。本机床采用第一种方案，电主轴(右主轴箱)自行开发设计．这样不仅可以使成本大为降低，同时还能满足机床的整体布局要求。因机床数控系统采用S主EMENS 840D，因此具体结构采用德国lPH2型电主轴，将其与主轴箱、主轴等零件组装在一起。通过转子与主轴的过盈配合，使动力直接作用在丰轴上。
2.在电主轴设计和制造过程中，需要解决两个技术难题，一是电主轴的动平衡问题，二是电主轴的发热问题。由力学原理可知，当电主轴运转过程中，其微小的不平衡量，都产生很大的离心力，造成机床的振动，使得加工精度和表面质量受到严重的影响。对电动主轴进行严格的动平衡变得十分必要。主轴及其部件的加工、装配和调校工作都得十分精密，这样才能使主轴组件动平衡精度达到0．3级以上的水平。
3.在设计多轴箱箱体时，要求用户选择多轴箱类型，多轴箱类型分为卧式和立式两种，其区别在于前盖的厚度，然后选择箱体尺寸，在主控程序中，提供了所有多轴箱的箱体尺寸，避免了查表，便于选择标准化多轴箱。
4.在设计电主轴时，要采取必要的措施，来保证主轴的动平衡，通过平衡环的设计达到这一效果。在一定方位上，转动平衡螺钟，并调整其深度，知道达到平衡精度，达到平衡精度后，利用氧化树脂将其固定。在采取必要措施的同时，还必须严格遵守结构对称性原则．机床主轴与电动机转子之闻扭矩的传递要通过过盈配合来实现，按照过盈量来计算所传递的扭矩，其值有时高达0．07―0．1lmm。在电主轴的内部装由电动机，这就使得电动机的散热成为一项亟待解决的难题，因电动机与主轴装在一起，电动机所散发的热量会直接影响轴承的工作精度，如果这个问题解决的不好，会降低机床的可靠性。为了解决这一问题，本机床设计了一套外循环水冷冷却系统。我们将带螺旋槽的冷却套套在主电动机定子的外，当机床工作时，在螺旋槽中连续流动冷却水会将主轴电机所产生的热量及时、迅速地带走。通过计算主电动机的发热量，确定冷却水的流量。
三维设计范文4
设计由二维向三维升级意味着整个设计平台的转变，而非单纯改变设计软件，在这个转换过程中，组织者要考虑：
为新体系建立组织构架，重新确定人员的角色和分工；
制定新的工作流程以最大限度利用软件满足公司业务需要；
使用哪些软件和模块，以构建高效的设计平台；
统一设计和管理标准，等等。
在上述工作中，平台的集成与组织构架的建立是需要优先完成的工作，也是建立工作流程的基础，而好的工作流程则是软件能否成功应用的关键，本文基于国内某冶炼厂铜冶炼主厂房设计实践，重点探讨这两个问题。
1、 组织构架建立
人员角色
如果抛开专业特点，在狭义的三维设计体系中（广义的设计体系应包括文控、项目控制等其他项目干系人），人员角色可以分为：设计经理、专业负责人、主要设计者、审核人员、绘图员、设计系统管理员。结合工作流程，简单的人员责任矩阵见表1：
表1 三维设计系统人员责任矩阵
需要注意的是:
人员角色和职责的确定，要基于充分的流程分析；
工作流程的制定必须有软件应用工程师、专业工程师和项目管理工程师同时参与；
Bentley软件基于西方的工程习惯和专业分工，中国工程公司集成这些软件时要注意弥合其中的差异，如专业分工、设计标准等。
工作流程
好的工作流程（Procedure）是软件应用成功的关键，建立工作流程，同样需要做详尽的流程分析，工作流程确定、人员角色和职责的确定不能一蹴而就，需要反复平衡以下几个竞争因素：
人员能力；
项目性质和项目要求；
以前的流程和项目干系人既有的工作习惯；
软件功能。
就一个设计项目来说，和三维设计相关的工作，是从项目规划阶段开始的，下面是一个简单的厂房施工图设计流程分析。
我们可以将施工图设计分为以下5个过程：
分析上面5个过程的输入、输出、参与人员，再参照现有人员的能力和工作习惯，就可以制定出更加详尽的工作流程：
以工艺计算及设计为例，分析见图1：
图1 对工艺设计与计算过程的分析
这个分析基于过程，更详细的分析可以基于角色 – 即每种角色在各个过程或节点的职责；也可以基于可交付文件 - 即每个可交付文件在各个过程要经过哪些干系人和节点。
所有过程和节点的工作列出来后，可以通过调整干系人职责来最终确定工作流程。
2、 设计平台集成
在笔者集成的Bentley三维设计系统中，设计平台由后台数据库、前台三维功能模块和协同软件三部分组成。
数据库是根据Bentley提供的各专业模块数据表，将管道、管件、型钢、电缆桥架、紧固件和阀门等标准录入数据库。用于建模、出图和材料统计。
注意：在录入中国国内标准时，会有标准参数和Bentley数据表字段对应不上或标准参数不全等问题，在遵循标准的前提下，还需要补充部分数据或重新根据需要定制数据表。
根据公司业务需要集成了以下功能模块:
Bentley PlantSpace Equipment - 基于 MicroStation 的三维机械设备建模
Bentley PlantSpace Isometrics V8i - 管道轴测图
Bentley PlantSpace Piping - 基于 MicroStation 的管道设计和建模
Bentley Structural - 结构建模
InRoads – 总图道路设计
Bentley Building Mechanical Systems - 暖通、给排水
Bentley Imodel – 封装模型
Bentley Navigator – 浏览模型和后期制作
Bentley Projectwise – 设计系统协同平台及文控
这些模块基本满足从总图、土建、设备、管道等的建模和出图需要。
统一平台是三维设计的基本要求，同时也会为设计管理带来极大的方便。统一平台的目的是协调管理各专业的设计工作，达到这个目的方式很多，从最简单的项目共享目录到设计协同软件。考虑到与Bentley其它应用软件的良好交互性，在三维设计项目中选用了Projectwise作为协同软件。
Projectwise目录结构对设计协同至关重要，在设计目录结构时，要考虑：
保证工作面的扩展性，即必要时保证工作分解到最小单元而不出现混乱；
文件的设置要便于出图、审核，因此一般在项目启动前各专业的文件都提前定义；
各专业目录内的文件要使用项目统一为各专业定制的种子文件，以保证出图标准统一。
图2为Projectwise中某铜冶炼项目3D文件的目录结构。
图2 某铜冶炼项目的3D目录结构
图3为某冶炼厂项目火法冶炼的3D标准文件：
图3 火法冶炼专业3D标准文件
设备、 不同介质管道和操作检修空间模型都分别建在不同的文件中，这些文件在项目启动前已经定义好，其它专业，如结构、电气都有定制好的标准目录。目的是在设计过程中，为浏览、审核、出图提供方便。
为满足上述要求。利用Projectwise 的参考功能，为项目设计了三级参考结构，图4是火法冶炼专业设备模型文件的参考关系：
图4 火法冶炼专业设备模型文件参考关系
各专业文件最终要参考到总模型文件中，图5为总模型文件的参考关系（局部）：
图5全厂模型参考关系（局部）
通过有效协同，上下游专业能够及时准确地利用模型交换信息，工作分合有序，尤其对于那些需要赶工的项目，有效地扩展了工作面，保证在短期大量增加人员的情况下，有序工作。
3、结语
三维设计范文5
关键词 零件三维设计及实训 课程建设 模具专业
中图分类号：G424 文献标识码：A
Construction and Implementation Part Three-dimensional
Design and Training Course
CHEN Chuan， FAN Jianbei， LV Yongfeng
（Zhejiang Institute of Mechanical & Electrical Engineering， Hangzhou， Zhejiang 310053）
Abstract This article discusses the "Part three-dimensional design and training" course construction and implementation of the curriculum orientation， curriculum design and implementation and the course features three areas. The curriculum design and manufacturing expertise of the professional core courses for hospital mold. Through this course construction， aims to improve the ability of students dimensional solid modeling， dimensional analysis， teamwork， etc.， to better meet the needs of today's professionals.
Key words part three-dimensional design and training； course construction； mold professional
高职教育作为技能教育的主线之一，肩负着培养技能应用型人才的重任。随着工程技术的发展与CAD技术的日益普及，社会对CAD技术人才需求与要求也日益增加。培养合格的技能型人才，成为许多高职院校迫切要求。
职业教育的特点在于其鲜明的职业属性，职业教育的专业不是学科专业，职业教育专业教学的最大特点是教学过程与相关领域的行动过程具有一致性。①因此，需要所授知识更加贴近岗位需求，更加符合以后的工作需要。另外，高职教育的能力培养更注重实践，对培养技能应用型人才而言，特别应当加强基本方法、基本技能和动手能力的培训，强调技术的应用能力或工程实践能力。②因此，针对我院模具设计及制造专业，构建更加具有职业属性的课程体系，③将该课程进行重新安排，把原先的CAD软件应用分为两门课程，第一门即零件三维设计及实训，并增加了实训环节，主要教授三维软件（UG）的实体建模、装配、出图等技术。
在教学过程中，教师不仅仅对学生进行技能教育，也要培养其学会分析、配合团队协作等能力的素质教育，在学习过程中，树立正确的价值观，毕业后在学校自我评价、社会评价和学生评价④⑤⑥三方面能都达到预期的目标。
1 课程定位
零件三维设计及实训是我院模具设计及制造专业的专业核心课程。作为模具设计与制造专业的学生，需要学习机械制图、AutoCAD、产品几何技术规范、塑料模具设计及实训、冲压模具设计及实训、模具CAE技术等课程，需要掌握二维制图、三维制图、塑料/冲压模具设计、制造工艺学等技术，毕业后可以从事模具设计师、模具制造工等工作。
图1 课程定位思路
图2 课程与前后置课程关系
零件三维设计及实训课程安排在机械制图、计算机绘图、产品几何技术规范等专业基础课程之后，要求学生掌握三维软件基本建模等操作技术，为模具CAD/CAM软件应用、模具CAE技术等后续软件课程打下基础；同时，在学习软件过程中，从零件设计角度深入理解三维零件造型、分析过程，是进一步学习塑料模具设计及实训、冲压模具设计及实训等后续课程的基础。课程定位思路、与前后课程关系分别如图1、图2所示。近年来，全国范围内尤其是浙江省内对模具人才要求的需求更加迫切，对专业技术的要求也日益提高。学习零件三维设计及实训，掌握三维设计软件操作技术，是学生胜任模具设计师岗位的前提。
2 课程设计与实施
本课程分为两个阶段实施，分别为教学与实训阶段。教学阶段主要以“教师讲，学生做”的形式教学，每次课需完成若干个零件三维设计；实训阶段以项目为载体，要求学生分组，每组成员分工合作，完成一套装配图图纸。
2.1 教学内容设计与实施
教学阶段主要讲解二维草图的绘制技巧、三维实体造型的基本方法、三维曲面造型的基本方法、三维零件的装配基本方法、三维软件出图等，并且每节课都安排学生上机实操，让学生理论与实践相结合，在学习理论知识的同时充分掌握软件实际应用。教学安排以2学时为一个单元，在机房内首先由教师进行“教学”，然后安排学生通过实际上机操作“学、练、做”以巩固所学知识，提升技能。教学阶段共26学时，2学时/周。
在教学过程中，应立足于加强培养学生的三维零件设计思路与三维软件操作能力。以实际三维设计零件为例引导学生学习，激发学生的成就动机，使学生“学中做、做中学”，在课堂练习的过程中不断提高三维设计的能力。
本课程的动手操作能力和综合性都较强，各部分的教学均应注意同学生的实际操作技能相结合。以典型实例教学为主，应用多媒体课件、网络教学为辅的教学方法，在引导学生制定三维设计思路的基础上，完成三维设计操作步骤。如图3为例，已知二维零件图图（a），要求学生在看懂零件图并想象出三维图的基础上，构造草图图（b），对草图进行拉伸、回转等命令后，如图（c）所示，最后进行打孔、边斜角等命令，完成如图（d）三维设计。
（a）已知二维零件图 （b）草图
（d）最终零件实体
图3 三维设计实例
2.2 实训内容设计与实施
实训阶段主要完成一个项目的三维总装图、零件图以及二维总装、零件图。实训开始时教师发放项目任务，学生分组后自行研究讨论、分析学习，完成各自的三维零件设计任务并出二维零件图，并以小组为单位完成三维装配并出二维装配图。最后，每组上交一个三维总装图、一套三维零件图、一个二维总装图以及一套二维非标零件的零件图。实训阶段共30学时，为期一周。
零件三维设计及实训课程采用齿轮油泵作为项目载体。零件包括左泵盖、右泵盖、泵体、齿轮、轴、键等，各零件设计难度不同，每组学生可自行分工合作。齿轮油泵实物图与学生完成装配图，对比如图4所示。另外，根据学生的实际学习情况，可以另外安排学生绘制其他实训项目载体。
（a）实训项目实物 （b）实训项目三维装配图
图4 实训实物图与学生完成装配图对比
3 课程特色
通过零件三维设计及实训课程建设与实施，有以下特色：（1）以专业方向与工作岗位为导向，将三维零件设计建模、三维零件装配与二维出图相结合，学生在课堂上完成了三维设计到二维出图的一套过程练习，有利于实现学校到岗位的“零距离”。（2）教学过程中以教师为主导，学生为主体，教师采用边讲边做的形式引导学生学习软件基本技术，学生也在“学中做、做中学”中掌握软件操作技巧；并且采用小组讨论的形式可以发散学生三维分析能力，提高三维构图能力。（3）通过小组形式完成实训安排的工作任务，每个学生各尽其职完成各自的零件图，并且合作完成装配图，不仅强化了专业能力，而且提高了职业素养和团队协作能力。（4）每节课以上机实例操作为主，将三维设计理论与实践相结合，学习理论知识的同时能学以致用，将三维设计理论融入于三维零件的实际设计中。
注释
① 姜大源.职业教育专业教学论初探[J].教育研究，2004（5）.
② 赵娅.面向应用的高职院校课程改革与实践[J].辽宁行政学院学报，2009（8）.
③ 隋学圃，颜玉凤.关于高职课程改革的思考[J].教育与职业，2005（21）.
④ 刘晓欢，刘骋.论职业教育的质量标准与质量评价[J].职业技术教育，2005（19）.
三维设计范文6
关键词：数字艺术设计；三维设计；融合式教学；实践教学环节
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1672-5913 (2007) 20-0115-03
21世纪被人们称为是数码时代、信息时代或e时代，三维数字设计是以计算机为技术平台的产物，具有科学性和艺术性。如何将现代技术应用于数字设计人才的培养已成为当前职业教育中的热点研究问题，三维设计是数字艺术设计的一个门类，我校将三维设计纳入专业课程，它分为建模、材质和渲染、角色设计技术、动画和后期合成等课程，那么三维设计的这些课程的教学究竟应如何规范？教师在教学中如何将理论教育与数字艺术设计实践相结合，才能因材施教最大程度地挖掘学生的潜能，从而培养出适应当前社会市场需求的人才？在总结了多年的教学经验并对国内及欧美国家的数字艺术教学进行比较后，笔者谈谈对三维数字设计教学的教学原则的探索。
1遵循激发兴趣的教学原则
兴趣是卓越完成某件事物的重要因素，学生对专业的兴趣和热爱是出色完成学业的前提。然而，国内传统的教育观、学习观是“输入―产出，即单纯追求知识的传递，追求教师如何把现成的知识输入到学生的头脑中，以求得高效产出。”[1]三维数字设计课程的教学同样面临着这样的问题，教师在教学中往往就一些概念原理性知识、软件使用方法等进行灌输式的讲解，然后上机做一些实例、布置作业，学生在上机完成作业的过程中，教师进行辅导和讲评，仅仅是笼统地启发学生去理解概念来灵活发挥，等到作业交上来之后，大部分是左搬右抄，根本谈不上作品有什么创意和想法，这种灌输式的教育使学生在学习的过程中缺乏主动性的观察、思考，学习的兴趣也会渐渐减退。这样的教学模式已不能适应社会的需求，它对学生的学习兴趣也有着不良的影响。如何有效的引导学生的兴趣并保持这样的兴趣来主动学习呢？
笔者在教学中发现，当今社会中，快节奏的生活方式笼罩了我们的有限生活，紧张、恐怖、悬念等特有的文化现象在流行文化中很普遍，例如好莱坞的高科技技术合成的电影，像《蜘蛛侠》、《变形金刚》等影片中用计算机这一高科技手段制作出紧张、刺激和眩目感的动感世界、刺激轻松的网络游戏都深深吸引着当今的年轻学生，可以说学生对这些娱乐的兴趣也就是对高科技手段下的流行文化的视觉方式的自觉认同和接受，教学中我们可把这种认同和接受因势利导地转化到三维设计的教学中，从而激发学生对专业的兴趣。
例如图一是电影《蜘蛛侠》和一个三维游戏的场景，它们的布光和材质的效果非常有特色，在材质和渲染课程的教学中，有一个内容是讲解大场景的材质灯光的布置来达到设计效果，授课时我将上述两个场景的布光借用到渲染课程的布光规律的教学中，不仅训练学生的观察与动手能力，而且丰富了学生对场景设计的表现手法和视觉语言，学生在学习中不仅兴趣很高，而且同时尝试结合以前的绘画知识来完成自己设计的三维场景。
可见，三维设计教学的任务不能是单一传授某种知识，而是以专业为主的“融合式教学”。在教学中通过融合和借鉴，可以有效培养学生对专业的学习兴趣，提高学生的学习效率，开拓学生的思路。
2培养学生思维创新的能力――观察、动手及思维的综合能力
三维数字设计的基本功应包括对学生的观察、思维和操作能力这三大环节的综合训练，教学中只有将这三大要素有机整合，形成一个良性互动的系统，才能收到良好的教学效果。［2］设计的根源在于创新，创新需要灵感，而灵感又来源于对生活的观察和认识。因而，如何培养学生的综合能力是教师要研究的问题。
与发达国家相比，国内学生的专业基础优于国外(这里指基础课程等内容的技能教育)。而国外学生的观察、动手，尤其是专业创新思维能力明显高于国内的学生，例如动画专业，国外不少学生进入学校并没有较好的专业绘画基础，但这并不影响他们将来成为优秀的动漫设计师。笔者认为这正是因为他们接受了成功的教育，即培养创造能力的良好教育。也就是说在三维设计的教学中，计算机是一个高科技的手段，教师不应在教授功能强大的三维动画软件的同时而忽视创新思维的培养。在教学中，学生学习软件的目的是进行相关数字艺术设计，如果学生只会单纯的使用计算机软件，那么这样的人才只能是一个软件使用者，而不能适应今后市场的发展。
例如图二是动画课程关于“用Maya的三维画笔制作植物生长的动画”的动态截图，这个课程的教学如果只讲解软件的命令而生成一个植物生长动画，学生会觉得很枯燥，而且不容易掌握，因为软件的命令比较多。那么在设计教学时，我把教学目标设定在让学生学会用软件命令来完成一个植物快速生长的动画的同时，培养学生运用空间想象力使这个动画过程符合美学和运动学的规律，启发学生学会观察，学会思考，学会运用所学的知识将生活中动态美操作于电脑中，启发学生的兴趣。在教学中引入一段植物生长的实拍影片和一段用Paint Effects做的大树生长的过程动画，将两段动画比较，和学生共同分析自然界中植物的生长规律，目的是训练学生的观察能力，引导学生从各个角度观察身边的事物，同时训练他们的空间思维能力，让学生懂得“视”与“思”是密不可分的。教学中，让学生理解植物生长是个动画过程，但同时符合自然规律，这个规律一是与时间有关，二是与自然界的风力有关，在教学中设计互动教学方式，师生共同探讨研究植物的生长规律，教师帮助学生完成自己设计的植物动画，在这样的教学过程中，教师的作用不仅仅是教授知识，而是以学生为本，与学生一起探索，一起研究的过程。同时，这个过程也是一个观察、思维和动手实现的过程。
因此，在我们的教学中在教会学生很多知识的同时更应注重培养学生的眼、脑、手的综合能力。
3注重实践项目教学环节
数字艺术设计是具有实践性和技能性的艺术，这不仅体现在数字艺术设计在教学中要穿插大量的实践或实际项目操作活动，更在于这种“实践”是与社会活动、生产加工相对应的实践体验，可以说数字艺术设计的职业特点决定了它的实践性要求。因此。对数字艺术设计专业而言，在专业教学过程中将理论与实践紧密结合，对培养适应社会需求的数字人才起到至关重要的作用。以欧美国家为例，实践是欧美国家艺术设计学院的课程灵魂，学生通过实践课程紧密结合社会需求从而很快进入职业轨道。在许多著名设计学院里，大量的教学课程采用了实践项目教学，例如英国著名的伯恩毛斯艺术学院的动画专业的项目式的教学模式很有特点，毕业班(三年级)的学生在的毕业设计是学生自己组合成团队完成一个3分钟的动画短片，整个方案学生自己设计，同时要根据设计方案招聘二年级的学生来协助他们完成。从这一点看，这样的实践项目完成起来就像一个小型的公司，学生在招聘与被招聘的角色互换中体验了职业角色的教育过程，而共同完成动画短片的过程也是一个团队合作的过程，这正是数字艺术人才所需求的精神。
因而，笔者认为国内的数字艺术教学可根据学科特点借鉴国外的教学模式，教师要从实际出发，在教学过程中注重与相关行业及企业的密切联系，充分利用这些资源为学生提供良好的实习条件，以不断增强其社会实践及应用能力。同时还可将学生参加国内外的数字设计大赛纳入教学计划，因为学生参加这样的大赛有着特别的意义，在形式上它是实践性教学，在具体内容方面可训练学生的创造力和综合分析问题，解决问题的能力，以我校组织学生参加全国大学生广告创意大赛为例，通过参加大赛，不仅能激发学生的求知欲，还能学到在平时课堂里学不到的东西，开阔了视野，同时也将以前学习的知识加以综合，对计算机软件的学习更是可以很灵活的综合运用了。这样的项目实践环节不仅能强调教学的实用性，同时也使教学具有实践性，而实践性教学是三维设计不可缺少的重要环节。经验是在实践中积累出来的，实际工作需要的是比较实际的技能和操作，学生必须接受实际制作过程的训练，当实践以一种学习力的概念出现的时候，颠覆了传统单纯以理论教学为主或单纯以软件操作为教学目的的教学模式。成熟的实践项目教学模式的出现，可以使得学生了解数字艺术创作的整个流程和创作细节，快速进入感性经验积累阶段。如动画教学的实践环节可让学生全面参与到项目的剧本写作、角色设计、原画设计、场景设计和实际的计算机制作中，这样的模式是以实践推动了学习，教学除了为学生提供丰富项目实践的机会之外，更重要的是传授给学员一种自我学习的能力，这也是优秀数字艺术人才可持续成长的必备素质。
4正确理解三维设计教学的科学性
教学是教育的主体，任何专业的教学都有其学科的科学性，三维设计的教学更有其科学性的原则，如何做到三维设计的科学性是摆在每位数字艺术专业教师面前的现实问题。那么什么是科学性？又如何正确理解数字设计教学的科学性呢？科学性不仅要具有规律和逻辑的性质，还要具有准确性和高效性，三维设计教学的科学性就是要从实际出发，充分运用各种科学手段和现代高科技手段，从而有效地培养出适应市场的数字艺术人才的教学。笔者认为，可从以下几个方面来着手：
1. 教学要有系统性和连续性。三维设计不同于纯艺术，它有着自身的特性和要求，它必须要考虑绘画知识、艺术感觉、物理学、数学、摄影学、动画学以及计算机技术技能等等的相关知识，因而教学要按照必要的步骤循序渐进，既要全面系统，又要有重点的进行科学的安排。三维设计的教学要建立在绘画等学科的基础上进行教学。例如三维设计中的角色技术的教学，角色的设计和制作都需要学生具有很强的绘画能力，这样才能完成角色人物的制作，学生可以按照自己的喜好设计角色和故事，这是需要一定的艺术创新思维和良好美术基础，而通过电脑完成角色的过程又需要按照计算机技术的相关规律，这样才能生动的完成电脑人物。可见，三维设计教学具有系统性和连续性，同时也使得教学更具有完整性。
2. 在具体的教学中既要规范，又要灵活，更要重在教学效果。所谓规范性就是教学要遵循教学大纲来实施教学，但是任何人为的规定都不是完美无缺的，是需要在实践中不断改进和完善，再者教师与教师也各不相同，各有特点，所以在教学中很多时候需要教师根据自己的具体情况正确发挥，扬长避短。只要有利于教学，达到良好的教学效果即可实施，这就是三维设计教学的灵活性。
3. 正确认识学生的培养目标。在教学中除了要掌握教学的系统性、连续性、规范性和灵活性外，还必须认清学生的培养目标，例如我校的培养目标是技能型和实用型人才，所以教学要面向社会、服务于社会。随着市场经济的发展，数字艺术是作为艺术形式而受到人们的欢迎，而技术则是实现艺术视觉化的一种手段，因此艺术更多是以一种整合力的概念出现，以艺术带动技术技能的整合，艺术贯穿教学的始终。技艺双修是对数字艺术人才和数字艺术教学的一种挑战，产业发展需要更多有项目规划能力和创作能力的“设计型人才”，而不是只会软件操作和纯技术面的“匠人型人才”。这也要求教师不仅要有娴熟的艺术与计算机的专业知识，同时还必须要具备专业以外的其它相关学科的知识。首先，在观念上不可把自己局限在专业的小圈子里，应当把相关学科的知识纳入自己的学习范围；其次，在教学中不可把教学内容局限在所谓的“专业王国”，应当在以专业为主的同时考虑其它相关学科的融合教育。
5结束语
任何一个学科在今天都不是相互独立存在的，它与其它学科有着无法分割的联系。在现今高度文明的时代，数字艺术作为一个产业有着广大的前景，产业发展，教育先行，而具有实践能力和技能型复合型的数字艺术人才更能适应社会，也更具有生存力和竞争力。所以，教学中我们努力探索培养这样的人才是我们每位教师不可推卸的责任。
参考文献
[1] (美)鲁道夫.阿恩海姆. 对美术教学的意见[M]. 湖南美术出版社，1993.
[2] 李向伟. 道器之间[M]. 安徽教育出版社，2004.
作者简介
陈晓群，北京东城职大艺术系讲师，专业方向为数字艺术设计。
通信地址：北京左家庄南里13楼1门102
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