UG三维软件在“机械制图”教学中的应用与探讨

发布时间:2021-06-24 04:01:52

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn UG 三维软件在“机械制图”教学中的应用与 探讨 作者:白谕幸 来源:《无线互联科技》2018 年第 02 期 摘 要:文章通过介绍 UG_维建模软件的三维造型功能实现“机械制图”教学中零件的实体 建模、创建模型零件库和出工程图的实际运用,在降低教学难度、提高学*兴趣和积极性、丰 富课堂内容等方面起到明显促进作用。实践证明,运用 UG_维软件在“机械制图”教学改革中具 备可行性。 关键词:机械制图;教学改革;UG_维软件 机械制图是一种用于表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件,常被称为工程界 的语言。作为一名工程技术人员,必须掌握这种基本的技术语言,需要具备画图和看图的能 力。因此,培养高级工程科学技术人员的高等工科院校,在教学中把“机械制图”作为一门重要 的技术基础课‘1]。 “机械制图”课程学*要求学*者具备一定的空间想象力和三维思维能力,对学生的空间想 象能力要求较高。在传统的教学中,教师使用圆规和三角板在黑板上绘图、CAI 课件零件实物 图片展示、实体模型、多媒体动画等方式来帮助学生建立三维空间能力。因为教学资源有限、 显现的方式固定和无法根据教学需要随意改变,导致教学过程缺乏互动,教学效果不理想 ‘2]。因此,对目前的教学形式进行重组、优化和改革十分必要。新的教学方式通过利用 UG_ 维建模软件建立零件的三维实体,将书本上的内容以立体、有色的生动画面展现立体模型和零 部件。对于复杂的型腔零件的内部构造,通过实体剖切和改变其透明度的方法让学生进行观 察,并且根据不同的教学内容进行不断修改和实时更新现有的教学模型。将课堂上抽象的内容 采用最直观的方式展示给学生,让学生的*面思维转换到立体空间的空间思维,利用物体的* 面图形的投影与实际零件实体紧密联系起来的教学方法来降低教学难度,提高学生学*能力、 创新思维对同时对“机械制图”课程的教学改革具有重要意义。 1 UG 三维设计软件应用于“机械制图”教学中的优点 UG 是 Siemens PLM Software 公司开发的一款集 CAD/CAM/CAE-体操作软件。其软件功 能强大,能实现实体建模、生成曲面、虚拟装配和出工程图等设计功能[3]。同时操作方便而 简单,零件参数修改应用于“机械制图”教学中具有明显优势。 (1)UG 三维软件具备良好的用户界面,绝大多数操作都可通过图标建模,使用对象操 作时,具有自动推理功能。同时在操作过程中都有相应的提示信息,方便用户做出正确的选 择。对零件透明度调节、实体剖切、缩放以及旋转都有指定的图标,操作简单方便。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn (2)UG 具备特征建模功能,如孑 L、凸台、型胶、槽沟、倒角等可直接作为实体造型基 础,其图标形象直观,在建模过程中能采用参数驱动。 (3) UG 还具备出工程图功能,可直接从三维实体模型直接生成二维工程图。并且能对 实体进行旋转剖、阶梯剖和轴测图剖切后直接生成相应剖视图,同时可以根据教学需要,随时 在三维模型和二维视图之间进行切换。能实现形象化的读图过程,减轻了学生空间思维负担, 明显提升教学效果。 2 UG 在“机械制图”教学中的应用实例 “机械制图”在教学的过程中通过 UG_维软件对零件建模、剖切、视图转换和制作分解动画 等辅助教学。 2.1 建立基本体教学模型的应用 *面投影是“机械制图”最基本的内容,投影作图主要是通过圆柱、圆锥、棱台等基本体进 行学*。在教学中使用 UG_维软件对基本体零件进行实体建模,利用旋转、只显示线框等方 式让学生能快速建立基本体的三维空间的思维能力和了解投影作用的基本原理。同时 UG 零件 库的功能建立大量实体在教学的过程中能快速、方便调用,常用基本体的教学模型如图 1 所 示。 2.2 在截交线中的应用 截交线和相贯线是教学中的难点内容,要求学*者具有很高的空间想象能力,教学过程中 往往学生对其内容很难掌握。为了让学生对其内容更好地掌握,利用 UG_维软件进行实体建 模创建不同的*矫胬吹玫较嘤Φ慕亟幌摺Mü慵こ掏冀醒橹ぃ庵种惫鄣 方法让学生快速掌握*矫婧徒亟幌呦喙啬谌菅*。不*矫嬗朐沧断嗲惺堤迨辈煌慕 交线(见图 2)。 2.3 在组合体中的应用 组合体主要通过基本体经过叠加、切割或打孔等方式组合而成。组合体画三视图时要求学 生通过分析其组合形式和相对位置,判断形体相邻表面是否存在共面、相切或相关的关系,然 后逐个画出各基本形体的三视图。旧的教学方式讲授时需要采用大量时间来讲解各组合体的连 接以及其投影关系,学生的学*效果不好。 在教学过程中如果采用 UG_维软件实体建模方法进行讲解,不仅能让学*者直观理解组 合体的建模过程,而且将基本体之间的组合形式和连接方法得到充分体现。教师在讲解的过程 中也可以通过不同的视角、旋转等方法让学生对其深 入了解。通过将零件转变三维视图的方 法,让学生快速掌握其 投影关系,提高教学效率。如图 3 所示,通过叠加、切割方法做 出的 组合体,并且通过三维转二维视图的方法导出工程图。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2.4 在剖视图中的应用 剖视图就是用假设的剖切面,在合适的位置剖开机件,将处在观察者与剖切面之间的实体 移去,其余实体向投影面投射所得的图样(见图 4)。剖视图的传统教学方法主要通过引入 “假想剖切面”的概念,借助一些实体模型、课本上的零件剖切图等方法进行教学。因此,在剖 视图的学*过程中,要求学生采用逻辑思维想象出剖开后物体的结构进行画图,对学生的空间 思维能力具有较高要求,学*的过程中存在较高的难度。为了降低教学难度,使得剖视图知识 更为直观、形象化的方法在课堂上讲授。在教学的过程中采用 UG_维软件,使用建立实体模 型方法,构建剖切*面和实体切割等方面进行演示,让学生深入了解剖视图中的“假想剖切 面”、移去的实体以及其余部分形

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