工業產品設計中機械制圖的作用

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目前autodesk公司出品的inventor三維設計軟件已成為中國工程設計、模具制造、工業產品設計中最重要的軟件之一，更是成為全國職業技能大賽計算機系列工業產品設計（cad）技術項目比賽中的指定軟件，其由于功能強大、易學、易用、界面友好、簡潔的特點，受到了廣大使用者的好評，但其對設計者的制圖水平要求特別嚴格，尤其是在工業產品設計領域。就此本人結合指導我校學生參加全省、全國職業技能大賽的些許經驗，淺析機械制圖在inventor工業產品設計教學中的應用。

一、Inventor工業產品設計教學簡介

Inventor工業產品設計是一門實踐性較強的專業技術課程，涉及的內容主要有以下幾方面：（1）零件設計。首先根據產品的設計方案和分析計算進行概念化設計，然后再進行詳細設計，是將幾何設計與零件設計融為一體。（2）裝配設計。AutodeskInventor的裝配設計完全支持各種設計流程，無論是自頂向下，還是自底向上設計，或者是混合設計，AutodeskInventor都可很方便地在零件環境和裝配環境中轉換。由于在裝配過程中采用了自適用技術，所以，裝配設計是基于裝配關系的關聯設計，從而使得設計流程更加順暢。（3）表達視圖。表達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。二維工程圖與對應的零件模型或裝配體模型具有全相關性，其二維工程圖可以保存為其他格式，便于和其他軟件交流。而機械制圖課程是培養學生的空間想象能力、空間分析能力和對空間形體的表達能力。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”是其教學的主要過程，這一過程與傳統的設計過程是一致的，即設計者在設計過程中首先構思出整個產品的三維模型，再根據一定的投影原理，表達成二維圖形；看圖者根據二維圖形想象出產品的三維形狀。

二、機械制圖在inventor教學中的應用

1.在“物體三視圖”教學中的應用

“物體三視圖”是機械制圖教學中最重要、最基本的教學內容，它是教導學生怎樣利用二維平面圖形來表達空間物體的三維形狀。由于現在教學時間的減少，對于點、線、面的投影往往省略，從正投影的基本性質直接進入到物體的三視圖的畫法當中。而在這一學習的過程中，很多學生無法搞清物體的表面對投影面的位置關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在利用inventor進行工業產品設計，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”，進入到繪制草圖狀態，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，結果，物體在投影面上的投影（視圖）就自動創建了。這一過程直觀地顯示出，物體的表面與投影面的位置關系及其投影特性?！巴队皫缀螆D元”的功能相當于畫法幾何中的“正投影”。

2.在“相貫線”教學中的應用

在機械制圖教學過程中“，過渡線”是教學的重點也是難點，尤其是一些稍微復雜的形體相交產生相貫線（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，學生在理解上非常困難。即便是花費了大量的時間，有的學生僅停留在對于兩個較簡單形體相交產生的外部相貫線的理解上，但對于較復雜形體相交、多個形體相交、形體空腔內部的相貫線以及過渡線卻束手無策。利用inventor進行工業產品設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，則泵體內部孔與孔之間的相貫線也一覽無余，還可根據不同要求變換各種位置，做各個方向的投影和軸測圖，更優秀的是它的參數化功能，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。這樣學生可以從不同角度觀察形體，極大地增強了空間想象力。

3.在“裝配圖”教學中的應用

裝配圖的繪制是學生學完《機械制圖》課程后的一個大型作業。學生要完成裝配圖的繪制，首先，必須對裝配體本身的結構和功能比較了解，同時還必須了解裝配體的拆卸、裝配順序。在教學過程中，對于裝配體的結構和拆卸、裝配順序一般是通過掛圖進行講解，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系，但是對于其具體的裝配過程，特別是對于復雜的裝配體的裝配過程，很多學生還是無法弄清楚。我們在利用inventor進行工業產品設計教學時可利用提供的表達視圖來解決這一問題。它能夠動態地演示出銑刀頭裝配體詳細的拆卸、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系表達出來。我們在利用Inventor進行工業產品設計時，軟件強大的參數化幾何建模功能及實時、逼真的三維顯示的功能應用于機械制圖教學，不僅豐富了教師的教學手段，還可以使學生直觀、形象地學習機械制圖的基本知識，同時也可極大地提高學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計和制造的知識，為后續的專業課程做好鋪墊。