工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中機(jī)械制圖的作用

時間:2022-09-09 11:40:30

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工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中機(jī)械制圖的作用

目前autodesk公司出品的inventor三維設(shè)計軟件已成為中國工程設(shè)計、模具制造、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中最重要的軟件之一,更是成為全國職業(yè)技能大賽計算機(jī)系列工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(cad)技術(shù)項目比賽中的指定軟件,其由于功能強(qiáng)大、易學(xué)、易用、界面友好、簡潔的特點,受到了廣大使用者的好評,但其對設(shè)計者的制圖水平要求特別嚴(yán)格,尤其是在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域。就此本人結(jié)合指導(dǎo)我校學(xué)生參加全省、全國職業(yè)技能大賽的些許經(jīng)驗,淺析機(jī)械制圖在inventor工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用。

一、Inventor工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)簡介

Inventor工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計是一門實踐性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程,涉及的內(nèi)容主要有以下幾方面:(1)零件設(shè)計。首先根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計方案和分析計算進(jìn)行概念化設(shè)計,然后再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計,是將幾何設(shè)計與零件設(shè)計融為一體。(2)裝配設(shè)計。AutodeskInventor的裝配設(shè)計完全支持各種設(shè)計流程,無論是自頂向下,還是自底向上設(shè)計,或者是混合設(shè)計,AutodeskInventor都可很方便地在零件環(huán)境和裝配環(huán)境中轉(zhuǎn)換。由于在裝配過程中采用了自適用技術(shù),所以,裝配設(shè)計是基于裝配關(guān)系的關(guān)聯(lián)設(shè)計,從而使得設(shè)計流程更加順暢。(3)表達(dá)視圖。表達(dá)視圖演示了在整個裝配的過程及裝配體的具體組成,整個分解過程可以錄制并保存動畫。這樣,可使學(xué)生很好地理解裝配體的安裝及拆解過程,更好地讀懂裝配體。(4)二維工程圖。AutodeskInventor軟件中二維工程圖是由三維實體模型直接生成的,包括基準(zhǔn)視圖、軸測圖、剖視圖、輔助視圖、投影視圖和局部放大視圖等。二維工程圖與對應(yīng)的零件模型或裝配體模型具有全相關(guān)性,其二維工程圖可以保存為其他格式,便于和其他軟件交流。而機(jī)械制圖課程是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力、空間分析能力和對空間形體的表達(dá)能力。由“體”到“面”、再由“面”到“體”即由“三維實體”到“二維圖形”、再由“二維圖形”到“三維實體”是其教學(xué)的主要過程,這一過程與傳統(tǒng)的設(shè)計過程是一致的,即設(shè)計者在設(shè)計過程中首先構(gòu)思出整個產(chǎn)品的三維模型,再根據(jù)一定的投影原理,表達(dá)成二維圖形;看圖者根據(jù)二維圖形想象出產(chǎn)品的三維形狀。

二、機(jī)械制圖在inventor教學(xué)中的應(yīng)用

1.在“物體三視圖”教學(xué)中的應(yīng)用

“物體三視圖”是機(jī)械制圖教學(xué)中最重要、最基本的教學(xué)內(nèi)容,它是教導(dǎo)學(xué)生怎樣利用二維平面圖形來表達(dá)空間物體的三維形狀。由于現(xiàn)在教學(xué)時間的減少,對于點、線、面的投影往往省略,從正投影的基本性質(zhì)直接進(jìn)入到物體的三視圖的畫法當(dāng)中。而在這一學(xué)習(xí)的過程中,很多學(xué)生無法搞清物體的表面對投影面的位置關(guān)系以及對投影面的投影特性,因此,繪制出來的物體的三視圖往往是不正確的?,F(xiàn)在利用inventor進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計,我們可以利用其提供的功能,來解決這一難題。具體的實現(xiàn)過程是:首先依次選擇三個平面作為三個投影面,在右鍵菜單選擇“新建草圖”,進(jìn)入到繪制草圖狀態(tài),再選擇“投影幾何圖元”的功能,依次選擇物體的各個表面并加以確認(rèn),結(jié)果,物體在投影面上的投影(視圖)就自動創(chuàng)建了。這一過程直觀地顯示出,物體的表面與投影面的位置關(guān)系及其投影特性。“投影幾何圖元”的功能相當(dāng)于畫法幾何中的“正投影”。

2.在“相貫線”教學(xué)中的應(yīng)用

在機(jī)械制圖教學(xué)過程中“,過渡線”是教學(xué)的重點也是難點,尤其是一些稍微復(fù)雜的形體相交產(chǎn)生相貫線(包括過渡線),特別是對于特殊的相貫線,由于沒有比較直觀、逼真的實體模型,學(xué)生在理解上非常困難。即便是花費了大量的時間,有的學(xué)生僅停留在對于兩個較簡單形體相交產(chǎn)生的外部相貫線的理解上,但對于較復(fù)雜形體相交、多個形體相交、形體空腔內(nèi)部的相貫線以及過渡線卻束手無策。利用inventor進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計時繪制泵體的實體模型。它不僅清楚地將泵體外部相互接觸的形體產(chǎn)生的相貫線(過渡線)顯示出來,而且還可以利用它提供的分割工具,將泵體從中間分開,則泵體內(nèi)部孔與孔之間的相貫線也一覽無余,還可根據(jù)不同要求變換各種位置,做各個方向的投影和軸測圖,更優(yōu)秀的是它的參數(shù)化功能,通過改變相交形體的形狀和尺寸,來觀察相貫線的變化情況。這樣學(xué)生可以從不同角度觀察形體,極大地增強(qiáng)了空間想象力。

3.在“裝配圖”教學(xué)中的應(yīng)用

裝配圖的繪制是學(xué)生學(xué)完《機(jī)械制圖》課程后的一個大型作業(yè)。學(xué)生要完成裝配圖的繪制,首先,必須對裝配體本身的結(jié)構(gòu)和功能比較了解,同時還必須了解裝配體的拆卸、裝配順序。在教學(xué)過程中,對于裝配體的結(jié)構(gòu)和拆卸、裝配順序一般是通過掛圖進(jìn)行講解,由于在掛圖中組成裝配體的各個零件是“死”的,雖然它能反映出各零件間相互位置關(guān)系,但是對于其具體的裝配過程,特別是對于復(fù)雜的裝配體的裝配過程,很多學(xué)生還是無法弄清楚。我們在利用inventor進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計教學(xué)時可利用提供的表達(dá)視圖來解決這一問題。它能夠動態(tài)地演示出銑刀頭裝配體詳細(xì)的拆卸、裝配順序,同時還能夠清楚地將各個零件之間的裝配位置關(guān)系表達(dá)出來。我們在利用Inventor進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計時,軟件強(qiáng)大的參數(shù)化幾何建模功能及實時、逼真的三維顯示的功能應(yīng)用于機(jī)械制圖教學(xué),不僅豐富了教師的教學(xué)手段,還可以使學(xué)生直觀、形象地學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的基本知識,同時也可極大地提高學(xué)生的空間想象能力和空間思維能力,并且還可以初步了解一些設(shè)計和制造的知識,為后續(xù)的專業(yè)課程做好鋪墊。