AutoCAD辅助《机械制图》的案例教学

马培勇 刘文静

摘要：本文针对高职院校机电专业学生的学习反馈情况，在传统教学基础上，用AutoCAD绘图功能辅助讲解《机械制图》课程中的教学内容，改革传统的《机械制图》教学模式，使抽象的知识形象、直观，提高授课效率，激发学生的求知欲。

Abstract： This paper aims at the learning feedback of mechanical and electrical students in higher vocational colleges，on the basis of traditional teaching，using AutoCAD drawing function to help explain the teaching content of mechanical drawing course，reform the traditional teaching mode of mechanical drawing，make abstract knowledge vivid and intuitive，improve teaching efficiency and stimulate students' thirst for knowledge.

关键词：机械制图;AutoCAD;教学效果;建模

Key words： mechanical drawing;AutoCAD;teaching effect;modeling

中图分类号：G718.3                                  文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）19-0249-02

1  概述

传统的《机械制图》教学，教师多运用挂图、模型及含平面图片的多媒体的教学方式。教学中，一方面由于模型的数量及种类不全;另一方面，大部分学生初次接触，脑海中的机械结构立体概念较少，在学习中有一定的局限性、不直观，由二维平面投影想不出物体的立体三维形状，而且不利于合堂教学，教学效果不够理想。另外，在讲解课程内容的零件图、装配图复杂图形时，很难在黑板上绘制图样进行表达，极大地影响授课质量和教学进度。传统的教学方法不利于有效地完成教学任务，提高授课质量，亟需在传统教学的基础上做课程教学方法改革。于是，笔者对《机械制图》教学方法的创新进行了研究。下面笔者就以“开门见山”的方式简单地把在课堂教学中的做法与同仁们商榷。AutoCAD作为一款绘图软件，在一定程度上替代了传统的手绘，改革创新了传统的《机械制图》教学模式，方便了教师的教和学生的学。下面以举例的形式，用AutoCAD的绘图功能来辅助讲解《机械制图》课程中内容和习题，通过实例来说明AutoCAD在《机械制图》教学中的实际应用。

2  AutoCAD案例讲解《机械制图》中的理论知识

2.1 平面图形的画法  平面图形由各种线段连接组成的，线段之间的连接关系和相对位置连是由给定的已知尺寸来确定。在平面图形中，有的尺寸全部给全，能够直接绘制图形;有的尺寸没有全给，要按照相切的连接关系才绘制出。绘制图形时，先读图搞懂尺寸和线段间的连接关系，才能确定绘制平面图形时按什么顺序，从何处着手作图。

在讲解平面图形圆弧连接内容时，存在课本内容实例和习题集中的练习题尺寸较大，木制圆规满足不了、且传统授课方式存在绘图效率低、误差大等问题。在用传统授课经验讲解理论知识的基础上，按照绘图步骤采用AutoCAD绘图工具栏中的圆命令中的切点、切点、半径（T）功能，可快速、准确地完成图样，再标示出求圆心的做法，让同学们反思做题步骤，提高授课质量和效率。

2.2 轴测图的画法  通过正投影法获得的多面投影视图的优点是能正确地反映物体的结构形状，好度量，作图也简便;缺点是不直观、不形象，必须具备一定的读图能力才能看懂。为方便读图，工程上常采用有一定立体感的轴测投影视图来表示形体结构来帮助读图。轴测投影图虽然直观性好，但缺点度量性差，作图有些复杂，所以一般作为辅助性图样来使用。在讲解正等轴测图内容时，圆的画法变成了“椭圆”，用“菱形四心法”手绘椭圆讲解习题效率太低（特别是圆、圆弧较多的复杂图形）。另外，在做关于“补视图和补缺线”相关内容有难度的习题时，大部分同学根据给定的已知条件很难想像出立体形状，不知如何做题，虽然学生们懂得三视图的投影规律：主、俯视图长对正;主、左视图高平齐;俯、左视图宽相等，也很难做题，因想不出立体形状，用三视图投影规律连线画不出正确的形状，故经常用AutoCAD绘制轴测图的方式辅助讲解。在传统授课经验的基础上，采用AutoCAD绘制轴测图，椭圆可直接生成，再加上复制功能较快地绘制出正等轴测图，辅助讲解空间结构形状复杂的补缺线、补视图习题，可极在地提高授课效率，同时，激发学生的求知欲。轴测图的绘制是也是培养学生空间思维能力的重要手段之一。

2.3 切割类组合体的画法  在做切割类组合体的习题内容时，学生很难把基本体被切割而生成的切割線轮廓结构想像出来并绘制。在传统授课经验的基础上，用AutoCAD结合传统的绘图步骤，用AutoCAD绘制的三维切割模型加之三维动态观察和六视图生成功能进行对比辅助讲解，真正理解了平面几何体和曲面几何体求点的规律以及可见性的辨别，培养了学生空间想像能力，加深了理解。如图1所示。

2.4 断面图的画法  在学习断面图内容时，通过二维图形想象出断面处的三维结构形状有些困难，而且很容易把断面图与剖视图混淆。在传统授课方式的基础上，用AutoCAD建模通过切割、旋转等功能一步步用多媒体辅助讲解，更形象直观、加深了印象和理解，解决了传统授课模型不易观察且有局限性等问题。如图2所示。

2.5 相贯线组合体的画法  在讲解相贯线内容对于在比较抽象的回转体上求相贯线时，在传统授课经验的基础上，用AutoCAD绘制出的立体图并演示生成步骤加深想象，与二维图形进行比较，分别用不同颜色的线来表示出特殊点和一般点，完成绘图去掉多余线条，再用AutoCAD的动态观察和六视图生成功能辅助讲解清晰易懂。如图3所示。

2.6 剖视图（全剖、半剖、局部剖）内容的画法  在讲解剖视图内容时，初学者对剖视图内部结构的形状很难想清楚，在传统授课经验的基础上，通过AutoCAD绘制立体图，然后使用AutoCAD的“差集和并集”功能进行切割，用不同的颜色标示出绘制剖面符号的剖切面，直观地显示出机件的内部结构，三维与二维图形的比较，一目了然，理解的更深刻，也有利于习题集全剖、半剖和局部剖练习题内容的讲解，同时也培养了学生的空间思维能力。

2.7 尺寸标注内容及习题的讲解  尺寸标注内容相对繁琐，传统的授课方式效率低且不便于习题的讲解，尤其是尺寸较大、圆弧连接的图形，利用多媒体课件讲解印象不是很深刻。在传统授课经验基础上，使用AutoCAD的尺寸标注功能来辅助讲解线性、半径和直径等标注习题，可大大提高授课效率，清楚明了，印象也深刻。如图4所示。

2.8 组合体视图  在讲解组合体的内容时，传统的授课方式不利于讲清组合体的表面连接关系和可见性的判别。使用AutoCAD画出基本体，然后进行叠加或切割就能直观地看到基本体之间的表面连接关系和可见性。同时，使用AutoCAD软件的动态观察功能，根据组合体视图中主视图的确定原则进行形体分析，从而确定主视图的投影方向。科学技术的飞速发展，AutoCAD被广泛应用，在机械设计制造及其它领域中产生了广泛而深远的影响，已经成为工业生产中机械设计制造的基础，在工业生产中得到了广泛的应用，AutoCAD绘图技术越来越体现出与现实生活、工作、学习密不可分的关系，特别是在学校教育教学过程中，其技术的作用与地位，更能表现出教师在实施教育教学过程中教育技术所占的地位，已成为教师实施教育教学内容的重要手段。

参考文献：

[1]庞正刚.机械制图[M].同济大学出版社，2017.

[2]胡建生.机械制图[M].机械工业出版社，2014.

[3]刘柏海，张宗彩，张伟.AutoCAD教程[M].北京航空航天大學出版社，2013.

[4]刘玉莹，陈爱荣.AutoCAD2008项目化实例教程[M].北京理工大学出版社，2011.