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机械制图类有关论文范文数据库,与机械制图中三维CAD教学方法的相关论文答辩开场白
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[摘 要]三维CAD技术的教学,不仅是让学生掌握绘制二维
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[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.
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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.
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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：等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.
*[基金项目]安徽高等学校省级教学研究项目：面向3D技术探索机械专业毕业设计创新实践（NO.20100440）
（作者单位：安徽理工大学机械工程学院安徽淮南）
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