“拉伸体”在中职机械制图中的应用探讨.docVIP

“拉伸体”在中职机械制图中的应用探讨 　　摘 要：机械制图是中职机械类专业的一门技术基础课，该课程要求学生具备较强的空间思维能力。中职学生年龄偏小，基础差，学习兴趣、学习习惯差，造成长期以来该课程教学质量一直不高。随着CAD/CAM/CAE技术的飞速发展，机械制图的教学内容、方法有了较大变化，教学质量也有了提升的空间。本文将CAD三维建模方法的概念引入机械制图教学中，提出了“拉伸体”的概念，正确应用“拉伸体”的概念对提高中职学生的读图能力具有积极的意义。 　　关键词：机械制图 教学质量 拉伸体 读图能力 　　随着CAD/CAM/CAE技术的广泛应用，机械零件的设计与加工有了很大的变化，机械制图的教学内容与教学方法也随之有了很大变化。变化之一就是在机械制图教学中增加了计算机绘图（CAD）的内容。 　　但目前中等职业学校机械制图与计算机绘图教学还存在如下误区：计算机绘图（CAD）教学侧重于介绍软件的使用；一般放在机械制图课程之后进行；或把计算机制作的三维模型作为教具进行直观教学。在教师的观念中，认为只有学好了机械制图，学生才能学好CAD。事实也确实如此，机械制图成绩好的学生，CAD必然学得好；机械制图成绩差的学生，CAD学得也必然差。产生这一现象的原因在于学生空间思维能力的差异。因为CAD只是一种绘图工具，机械制图学得好的同学，空间思维能力强，就容易掌握使用CAD绘制视图、建三维模型；而机械制图学得不好的同学，空间思维能力较弱，读图困难，无法形成空间结构，使用CAD构建三维模型就必然感到无从下手。因此，笔者认为提高中职学校机械制图教学质量的关键在于提高学生的空间思维能力。 　　一、机械制图传统教学方式 　　1.加强点、线、面等基础投影学习 　　大学画法几何就采用这一种方式，但这种方式对中职类学生几乎无效。一方面是因为课时不足；另一方面是因为画法几何本身具有较强的理论性，中职学生几乎无法理解。 　　2.加强直观性练习 　　采用轴测图、教模、挂图、切橡皮泥，切萝卜等方式，并大量采用补图、补线、画轴测图等方式进行练习。由于教模、切橡皮泥等手段所受限制较多，因此大量的练习、考核均以补图、补线、画轴测图等方式出现，学生有较大的畏难情绪。随着中职生源质量的下降，很多老师直接给出轴测图，然后参照轴测图补图、补线，以应付考试。这种方式的效果很明显：学生在学校考试成绩不错，到企业后却连很简单的图样也看不懂。 　　3.利用计算机绘制大量的三维图替代轴测图 　　该教学模式仍以补图、补线为主，在一定程度上可弥补教模等的不足，提高学生的读图能力，但效果不明显。 　　二、将CAD三维建模过程引入机械制图教学 　　笔者在实际教学中发现，CAD的三维建模过程有助于学生空间思维能力的培养，尤其用常用的拉伸建模、旋转建模方式能帮助学生形成较强的空间概念。因此，笔者在制图教学中引入拉伸、旋转等概念，取得了较好的效果。 　　1.在投影教学中增加拉伸体、旋转体等基本体 　　首先，在基本几何体的投影教学中，基本几何体的分类除常规的分类方法外，增加了以三维建模方法分类的拉伸体、旋转体等基本体，以拉伸体为主。拉伸体涵盖了棱柱、圆柱及其他形体，如图1所示。 　　图1 拉伸体 　　拉伸体的共同形体特征是以一个多边形（由直线或曲线组成的封闭平面）面沿一定方向拉伸（只讲90°垂直拉伸，无倾斜角）一定的厚度得到。拉伸体的两端面（顶面和底面）平行于某一投影面，其余棱面垂直于该投影面。 　　图2 拉伸体视图 　　图2为拉伸体的视图。从图中可以发现，拉伸体的三视图的共同特点是：平行于顶面和底面的视图是反映实形的多边形，该视图也称特征视图；其余视图是一个或几个长方形组合。根据拉伸体的视图特征，拉伸体三视图绘制方法如下：先绘制底面特征视图，其余两图先绘出两底面位置，其余线条按长对正、高平齐、宽相等的方式画出（见图3，注意轮廓线的虚线与实线之分）。 　　图3 拉伸体三视图的作图步骤 　　构思拉伸体时，可徒手绘制轴测图，先绘制顶面或底面多边形，再沿拉伸方向画平行线（棱线，注意可见性），再绘制另一端面即可。如图4、图5所示。 　　图4 图5 　　绘制轴测图的一个目的是培养学生将抽象的空间思维转换为直观形象的物体的能力，另一目的是培养学生徒手绘图的能力，为今后绘制零件草图做准备。 　　2.在组合体教学阶段，运用拉伸体概念对组合体进行形体分析 　　a b c 　　图6 形体分析法 　　如图6a所示，原形体分析拆分形体时分为长方体、圆柱、三棱柱叠加后切割左右两形体，以及中间圆柱（图6b）。由于拆分形体较多，相互间的交线、连接关系复杂，学生容易产生错误。而用拉伸体概念进行拆分时，可缩至三个形体（图6c），绘制三视图过程如下（见图7）。 　　图7 　　在组