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中职机械制图教学中采用inventor软件提升教学效果的实践
中职机械制图教学中采用inventor软件提升教学效果的实践
重庆市立信职业教育中心 余光跃
【摘 要】 机械制图是中职机械专业必学的专业基础课，这门课的教学中存在着老师难教好，学生难学好的情况，尝试采用inventor软件为载体，以项目任务驱动为手段，通过二维草图和三维造型的训练，寻找二维和三维之间的联系，提高学生对制图课程的兴趣和专业水平，能够利用软件绘制二维工程图和三维造型，形成一定的应用能力。
【关键词】中职；机械制图；inventor；项目任务驱动
INVENTOR软件具有CAD／CAM／CAE的机械软件，具备参数化设计、利用特征工具建构实体等功能，完全可以实现概念设计到三维建模到二维工程图的产品设计流程。Autodesk Inventor的零件设计功能是基于特征的三维参数化实体造型技术。Autodesk Inventor软件与Autocad都是美国AUTODESK公司旗下的软件，所以可以与Autocad完美兼容，能够快捷方便实现三维数据和二维图纸之间的转换[1]。Inventor具有强大的参数化几何建模功能及实时、逼真的三维显示功能、人性化的操作界面和简单易学的特点，可以广泛应用于机械制图的教学工作中。
机械制图是机械专业的一门技术基础课程。本课程的主要任务是：培养学生具有一定的读图能力、空间想象能力和思维能力以及基本的绘图技能，为提高学生全面素质，形成综合职业能力和继续学习打下基础。如果老师只指导按照教材顺序，枯燥地讲解，学生的兴趣会随着时间的推移，难度的增加，逐渐降低。怎样调动学生的兴趣点，发掘其空间想像能力和思维能力？笔者从教学实践出发，利用inventor软件进行如下的项目教学法实践。
一、运用Inventor软件，完成零件建模，再完成零件图的表达，不但能提高学生对组合体视图的理解，而且能够有效提高学生对零件图的掌握水平
组合体是机械制图课程的核心内容之一，前承投影理论和机械作图基础，是两者的深化和提高，同时组合体可以视为简化的零件，就成为了视图表达主干线上承上启下的最关键一环。
基础体通过叠加、切割、变换等形式成为组合体零件，这个过程如果只通过语言表达是空泛的，我们可以利用三维软件来绘制，从而模拟这个过程。
通过Inventor软件，绘制草图，使用拉伸、旋转等特征成型命令将组合体零件的三维造型绘制出来，再使用工程图模块进行工程图的绘制，完成三视图的表达，并且再完成标注。(www.fwsir.com)通过强化练习，整个流程走下来，我们的学生不但能够读的懂图，而且能够绘制正确的二维零件图，还能通过二维工程图验证三维的造型是否正确。
Inventor软件中二维工程图是由三维实体模型直接生成的，包括基准视图、轴测图、剖视图、辅助视图、投影视图和局部放大视图等，并且可以自动或者手动的标注尺寸，标注形位公差和技术参数。二维工程图与对应的零件模型或装配体模型具有全相关性。学习二维工程图出零件图，很容易掌握，让学生自己完成再由二维到三维的建模，再完成由三维到二维的工程图绘制，更好的解决了学生空间想像能力不足，思维水平不同的限制，从而提到了学生的读图、制图能力和思维水平，为以后的工作打下一定的专业基础，形成良好的专业素质。
二、通过Inventor软件进行二维工程图绘制训练，有效的促进学生对于图样的基本表示方法的掌握和应用
对于中职的机械专业学生，不要求把所有的图样表示法都熟练掌握和应用，但至少要能读得懂图，对于常用的表达方法能够熟练掌握。《机械制图 图样画法 视图》国标中规定的视图分为基础视图、向视图、局部视图和斜视图。如何理解和使用这些方法是没有一个固定模式的，教学中可以通过典型零件的绘制进行分析，通过完成这些训练任务，从而理解和掌握这些方法。完成这个过程首先通过软件将零件的三维造型绘制出来，再通过三维视图转换会二维的工程图。工程图的绘制第一步就要考虑图样的表达方法，简单零件可以通过基础视图和投影视图这两个模块完成零件的视图表达。
如果零件的内、外形状比较复杂图上就可能会出现虚实线相互重叠，读图、画图和标注都会很不方便。机械制图中就会采用剖视图表达。教学中发现，其中剖视图的表达最难理解，不容易正确使用和掌握。而Autodesk inventor提供的视图表达方法，可以帮助学生理解和掌握机械制图图样的基本表示方法。即使是比较难以掌握的剖视图，在三维生成二维零件图的过程，通过各种不同零件图的表达，逐步了解和掌握全剖视图、半剖视图和局部剖视。剖视图的表达方法，学生在手工制图的过程中难以掌握和理解，错误频出，有效时间内完成制图训练的数量和质量都较低，如果通过学习，借助 Inventor软件辅助完成的工程图图样表达，大大提升了学习的效率和效果。学生还可以通过软件完成其他表示方法表达，比如局部放大、简化画法等，学以致用，让课本上枯燥的文字变成现实。
三、采用Autodesk inventor软件配合项目任务驱动教学法，提升学生对装配图的掌握水平，提升机械制图综合能力
在产品的装配设计模块，Autodesk inventor 提供了自底而上的装配模式，学生可以将绘制完成的零件通过约束将所有零件装配在一起，形成能实现一定的功能的机构。在教学实践中，我们把这一部分按照项目任务驱动的方式去做。首先将图纸和任务发放给学习小组，由组长进行任务分配和工作计划的制定。要求每个小组不但要完成所有零件三维造型，二维工程图的绘制，还要完成装配图爆炸图的表达。以右图为例，每个小组要完成钳身、活动钳身、钳口板等零件的三维造型，再将标准件以外的零件的工程图制出来，最后完成手动虎钳的装配图和爆炸。在软件中可以记录装配体详细的拆卸、装配顺序，还可以将各个零件之间的装配位置关系表达清楚。
在Inventor的表达视图中，可以创建装配动画，利用该装配体详细的拆卸、装配顺序，同时还能够清楚地将各个零件之间的装配位置关系表达出来。
见图。此功能以动画的形式模拟装配体的装配过程，更加形象逼真。制作的动画可以通过一般的动画软件播放。小组在完成的项目最终以小组为单位上交，项目文件完成的情况以小组为单位进行评价，小组之间互相比较和促进，从而提升学生的学习兴趣和主动性。
借助inventor软件的强大功能，让学生充分参与到教学过程中去，让学生参与图纸的分析，动手解决制图中遇到的各种问题，提升学生的空间想像能力，提高学生机械制图的基础能力和专业水平。学生不但可以直观、形象的学习工程制图的基本知识，而且可以掌握三维设计软件的应用，为以后的职业道路打下良好基础。
【参考文献】
[1]陈伯雄。Inventor机械设计应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2002，86-88
[2]王幼龙。机械制图[M].北京：高等教育出版社，2007，90
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