三维Pro/E软件在《机械制图》教学中的应用

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摘 要：利用Pro/E软件自身的特点结合机械制图课程的特殊性可提高学生的立体感,为此,以组合体三视图、视图表达方式、零件图、立体的截交线和相贯线等制图教学内容为例,探讨如何用Pro/E在机械制图教学中强化三维设计思想,增强课堂教学效果和教学方法等方面做转型研究.

关 键 词：Pro/E软件；机械制图；三维建模；零件设计

中图分类号：G4

文献标识码：A

文章编号：1672.3198（2013）04.0127.02

1引言

机械制图教学过程是我们中等职业学校教学存在最大的问题,这门课程相对于中等职业学校的学生而言比较抽象难懂,空间立体感也很难建立,所以学生很想学但是不知道这么学,老师在教学过程中也不知道用这样的教学方法让学生产生兴趣和提高空间想象力.如何来改变传统教育模式,在教学过程中教师一般采用多媒体教学,利用挂图进行教学展示,或者利用各种类型的实物模型,增强学生的立体感.现在结合Pro/E软件,他是一套CAD/CAM/CAE的应用软件,具备参数化设计、特征建构实体及模具设计和数控加工等功能,完全可以实现概念设计——三维建模——二维工程图的产品设计流程.

结合Pro/E软件进行教学大大缩短理论授课时间,增强学生的立体感,能为后续机械设计、数控编程等课程教学提供有利的条件.

本文探讨了Pro/E在机械制图教学中三维建模和视图表达和装配图的生存有机结合的几点应用,系统的了解组合体的组合形式,三视图的形成,零件的造型,装配图的生存和爆炸等方面讲述.

2Pro/E在三维建模与组合体、视图表达有机结合中的应用充分利用Pro/E所具有的四个基本特征：拉伸、旋转、扫描、混合和六工程特征命令：孔、拔模、壳、筋、倒圆角、倒角可以快速有效地创建三维实体造型,很方便的培养学生的立体感.

从形体的角度来看,组合体可以理解为是把模型进行拆分,将模型看作由若干个基本几何体组成.所以学习组合体的投影分析为以后学习零件图的绘制提供了基本的保障,即形体分析法和线、面分析法读图,就是运用投影规律,通过对模型表面的线、面等几何要素进行分析,确定模型的是否是叠加、相切、相交等关系,从而想象出模型的整体形状.所以形体分析法的组合体我们用Pro/E拉伸、旋转、扫描、混合等加材料选项,线面分析法的组合体我们用Pro/E拉伸、旋转、扫描、混合去除材料选项对零件进行建模.

结合Pro/E软件在机械制图中教学是培养学生画图读图过程中具有很强的空间立体感.立体感的建立是画图和读图的关键环节.组合体视图部分,开始由投影表达转为视图表达.保证“组合体的视图”的教学效果,对实现《机械制图》后续课题的教学目的起着重要作用.

（1）结合Pro/E软件进行组合体三视图的实体建模,建立物体三维实体模型,如图1所示.

（2）组合体组合的方式进行分析.

画图前,首先应对组合体进行形体分析,分析该组合体是由哪些基本体所组成的,了解它们之间的相对位置关系,是否共面、不共面、相切还是相交等特点的分析.

如图1所示的支座由大圆筒、小圆筒、底板、和肋板组成,从图中可以看出大圆筒与底板接合,底板的底面与大圆筒底面共面,底板的侧面与大圆筒的外圆柱面相切；肋板叠加在底板的上表面上,右侧与大圆筒相交,其表面交线为A、B、C、D,其中D为肋板斜面与圆柱面相交而产生的椭圆弧；大圆筒与小圆筒的轴线正交,两圆筒相贯连成一体,因此两者的内外圆柱面相交处都有相贯线.通过对支座进行这样的分析,弄清它的形体特征,对于画图有很大帮助.

在具体画图时,可以按各个部分的相对位置,逐个画出它们的投影以及它们之间的表面连接关系,综合起来即得到整个组合体的视图.

（3）选择好主视图,运用Pro/E的drawing（绘图）模块可以将实体零件直接生成工程图.在drawing下：

①单击主菜单中【插入】→【绘图视图】→【一般视图】命令,生存俯视图.

②单击主菜单中【插入】→【绘图视图】→【投影视图】命令.生存主、左视图,见图2所示.

通过Pro/E软件自动生成三视图的过程讲解,可以很清晰了解“长对正、高平起、宽相等”这一投影规律的理解,只要你的三维模型建立没有问题Pro/E软件生存的三视图就没有一点问题.大大提高了学生对组合体的认识,在教学中收到很好的教学效果.

ro/E软件在装配图应用中实践效果

零件装配是通过定义零件模型之间的装配约束来实现的,也就是在各个零件之间建立一定的链接关系,从而确定各零件在空间的具体位置关系.零件和装配体是关联的,当修改零件或装配体上对应的零件时,在他们之间相互发生相应的变化.此外,用户可以对创建的装配体生成爆炸视图,从而可以直观地观察到各零件之间的设计关系,并且可以对装配体生成工程图.

装配中,使用模型分析工具,可以对装配模型进行零件间的间隙与干涉分析,辅助对产品设计的检验；还可以对机构进行运动仿真,进行运动轨迹、位移、运动干涉情况的分析,以便研究机构模型.

应用实例：

应利用Pro/E所具有的四个基本特征6个工程特征命令快速有效地创建三维实体特征,进行装配,装配完成进行爆炸出图工作,大大提高了绘图效率.

教学实践证明,Pro/E软件应用到机械制图教学中,既加大了课程的信息量,又可以提高学生对本课程内容的理解与掌握,锻炼学生解决实际问题的能力,同时也极大地调动了学生学习专业课的积极性和创造性,对学生形象思维和创思维的培养、审美能力和心理素质的提高发挥特殊的作用.

4结束语

通过Pro/E在机械制图中的学习,学生的画图、读图能力得到明显提高,并为后续机械设计等课程的学习打下坚实的基础.Pro/E简单方便的操作,灵活的装配、拆卸过程,大大加深了学生对装配体的理解,加强学生空间立体感的概念,更主要的是培养学生有工程设计的意识,以适应企业需求培养更好的人才.