利用NX软件助力机械制图教学

    

    

    

    摘 ?要 针对学习者在学习机械制图时读图及画图的困难，利用NX软件的强大造型设计功能，结合组合体三视图的教学实例，设计直观的教学模型素材，有效地引导学习者由易到难逐步掌握识读及绘制组合体三视图的方法和技巧。教学素材可以以图片形式展现，也可利用NX做出三维动画，还可以利用NX软件直接操作模型进行辅助教学。

    关键词 NX软件;机械制图;三视图;教学模型

    中图分类号：G712 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）14-0029-02

    Abstract Aiming at the difficulty of learners in reading and drawing patterns when learning mechanical drawing， the intuitive teaching model material is designed by using the powerful modeling design function of NX software and the teaching examples of three views. This model effectively guides the learners gradually grasps the me-thods and skills of reading and drawing three views complex. Tea-ching materials can be displayed in the form of pictures， three-dimen-sional animation made by NX. NX software can also be used to ope-rate the model directly to assist teaching.

    Key words NX software; mechanical drawing; three views; tea-ching model

    1 引言

    机械制图是关于绘制和阅读机械图样的一门技术基础课程，是机电一体化技术、模具设计与制造、冶金技术及数控技术等制造大类专业人才培养方案中一门非常重要的课程。机械图样是表达和交流技术思想的重要工具，是工程技术部门的一项重要件，被称为“工程师的语言”。

    但由于机械制图借助二维图形来表达三维形体，对学习者的空间思维想象能力有较高的要求。由于初学者空间想象力不强，因此感觉机械制图课程的学习比较困难。特别是刚接触组合体的三视图时，感觉突然比原来学习的基本形体的三视图复杂了许多，不知道如何去看图和画图。所以，很有必要找到有效的教学手段，引导学生掌握组合体三视图的读图和画图方法。笔者通过教学实践，体会到利用三维软件的强大形体设计功能，设计直观的教学模型素材，能有效地引导学习者由易到难，逐步掌握识读及绘制组合体三视图的方法和技巧。下面结合实例来说明运用功能强大的NX三维软件进行机械制图辅助教学的方法。

    2 组合体及其组合形式

    任何复杂的形体都可以看成由若干基本形体（棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、圆球等）按照一定的方式组合而成。由两个或两个以上的基本体组合构成的整体叫作组合体。组合体的组合形式可分为叠加型、切割型及综合型，如图1所示。

    3 利用NX辅助机械制图授课应用实例

    对于初学者，如果要求画出如图2所示组合体模型的三视图，他们往往不知怎么进行绘制。根据以往的教学观察，很多学生把组合体当作一个物体，试图一下子画出它的整体的三个视图，但在绘图过程中因为不清楚各个线条的关系，经常出现多线、漏线及线条的长度与位置不知怎么确定的情况。出现这种情况的根本原因在于初学者没有将组合体拆分成基本体的意识，没有掌握拆分组合体的方法。

    Siemens NX软件是来自Siemens PLM Software旗下的CAD软件，是一款既灵活又功能十分强大的集成式解决方案。NX支持产品开发中从概念设计到工程和制造的各个方面，提供了一套集成的工具集。在产品设计方面，利用NX建模功能，设计师能够迅速地建立复杂的产品形状，在机械设计、模具设计及数控编程加工等方面广泛应用。

    为了引导学生养成形体分解分析的习惯，笔者利用Sie-mens NX软件进行教学模型设计，采用逐步改变模型，要求学生逐步画出三视图的方式。将绘制组合体的三视图的方法及注意事项分步向学生介绍，让学生在亲身参与过程中有很直观具体的体会，比空洞地将一套理论灌输给他们有效得多。

    首先给出表1所示的序号为1的三维长方体，要求学生画出其三视图。这一步很简单，学生基本能很快画出。和学生互动，强调要保证形体的“长对正，高平齐，宽相等”。

    然后给出序号为2的模型，要求学生在刚才画出的三视图的基础上继续绘制三视图。通过自己画图，以及和老师、同学之间的互动讨论交流，学生知道去分析上板和下面底板之间的上下、左右及前后的相互方位关系，知道底板和上板都符合自身的“长对正，高平齐，宽相等”;知道基本体之间共面时不画线，不共面时过渡处要画线;知道可见轮廓线要画成实线，不可见轮廓线要画成虚线。

    然后给出序号为3的三维模型，通过让学生接着上一步的三视图画切割方槽的三视图，告诉学生在画三视图时要优先画出形状特征明显的视图，再根据三等关系画出其余视图。方槽虽然是被切除的部分，但可以把它看成“虚体”，同样要符合三等关系。

    最后给出序号为4的三维模型，通过学生画图及师生互动讨论交流，引导学生同样要从形状特征明显的俯视图开始绘图;另外，结合圆柱面和方槽的侧面相交形成两条铅垂线，指导学生如何进行线面分析。

    在经过上述教学过程后，给出图3所示组合过程图，引导学生分析组合体的构成体素及组合方式：组合体可以看成哪几个基本体组合而成？经过了什么样的“加加减减”组合过程？各个基本体之间的方位关系怎样？建议学生按照先加后减、先大后小（即先考虑大的形体关系，再考虑小的形体关系）的分析方式，他们会对组合体的分析更有感觉。

    通过这样的教学过程，学生体会到，只要能搞清组合体的基本体素及组合方式，在画三视图时，分步分别画各个基本体素的三视图，同时考虑各个体素之间的相互关系，画组合体的三视图其实还是很简单的。

    4 结语

    前面给出的是用NX软件制作出的三维模型的图片素材，可以放在PPT课件里按照教学设计依次展现，进行辅助教学。其实利用NX软件的动画功能，还可以将图中的A、B、C、D的三维模型的加加减减过程做成三维动画来进行辅助教学。还可以直接利用电脑里的NX软件直接操作三维模型进行辅助教学，让学生直观地感受到组合体的组合过程，从各个角度去观察模型，这对学生的空间思维能力的培养是很有好处的。在机械制图教学中，充分利用NX软件的强大模型设计及显示控制功能，根据教学内容的需要设计出有效的教学素材，再结合合理的教学语言和教学过程安排，定能有效助力机械制图课程教学，提升教学质量。

    参考文献

    [1]丁刚，彭晓南.利用“CAXA制造工程师”软件提高产品设计加工效率[J].装备制造技术，2006（3）：66-67.

    [2]展迪优.UG NX8.0数控编程教程[M].機械工业出版社，2012.

    [3]丁刚，张学明.多媒体在数控技术专业教学中的合理运用[J].科技创新与生产力，2014（8）：39-40.