摘 要 針對學習者在學習機械製圖時讀圖及畫圖的困難，利用NX軟體的強大造型設計功能，結合組合體三視圖的教學實例，設計直觀的教學模型素材，有效地引導學習者由易到難逐步掌握識讀及繪製組合體三視圖的方法和技巧。教學素材可以以圖片形式展現，也可利用NX做出三維動畫，還可以利用NX軟體直接操作模型進行輔助教學。
關鍵詞 NX軟體;機械製圖;三視圖;教學模型
中圖分類號：G712 文獻標識碼：B
文章編號：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
機械製圖是關於繪製和閱讀機械圖樣的一門技術基礎課程，是機電一體化技術、模具設計與製造、冶金技術及數控技術等製造大類專業人才培養方案中一門非常重要的課程。機械圖樣是表達和交流技術思想的重要工具，是工程技術部門的一項重要件，被稱為「工程師的語言」。
但由於機械製圖藉助二維圖形來表達三維形體，對學習者的空間思維想像能力有較高的要求。由於初學者空間想像力不強，因此感覺機械製圖課程的學習比較困難。特別是剛接觸組合體的三視圖時，感覺突然比原來學習的基本形體的三視圖複雜了許多，不知道如何去看圖和畫圖。所以，很有必要找到有效的教學手段，引導學生掌握組合體三視圖的讀圖和畫圖方法。筆者通過教學實踐，體會到利用三維軟體的強大形體設計功能，設計直觀的教學模型素材，能有效地引導學習者由易到難，逐步掌握識讀及繪製組合體三視圖的方法和技巧。下面結合實例來說明運用功能強大的NX三維軟體進行機械製圖輔助教學的方法。
2 組合體及其組合形式
任何複雜的形體都可以看成由若干基本形體（稜柱、稜錐、圓柱、圓錐、圓球等）按照一定的方式組合而成。由兩個或兩個以上的基本體組合構成的整體叫作組合體。組合體的組合形式可分為疊加型、切割型及綜合型，如圖1所示。
3 利用NX輔助機械製圖授課應用實例
對於初學者，如果要求畫出如圖2所示組合體模型的三視圖，他們往往不知怎麼進行繪製。根據以往的教學觀察，很多學生把組合體當作一個物體，試圖一下子畫出它的整體的三個視圖，但在繪圖過程中因為不清楚各個線條的關係，經常出現多線、漏線及線條的長度與位置不知怎麼確定的情況。出現這種情況的根本原因在於初學者沒有將組合體拆分成基本體的意識，沒有掌握拆分組合體的方法。
Siemens NX軟體是來自Siemens PLM Software旗下的CAD軟體，是一款既靈活又功能十分強大的集成式解決方案。NX支持產品開發中從概念設計到工程和製造的各個方面，提供了一套集成的工具集。在產品設計方面，利用NX建模功能，設計師能夠迅速地建立複雜的產品形狀，在機械設計、模具設計及數控編程加工等方面廣泛應用。
為了引導學生養成形體分解分析的習慣，筆者利用Sie-mens NX軟體進行教學模型設計，採用逐步改變模型，要求學生逐步畫出三視圖的方式。將繪製組合體的三視圖的方法及注意事項分步向學生介紹，讓學生在親身參與過程中有很直觀具體的體會，比空洞地將一套理論灌輸給他們有效得多。
首先給出表1所示的序號為1的三維長方體，要求學生畫出其三視圖。這一步很簡單，學生基本能很快畫出。和學生互動，強調要保證形體的「長對正，高平齊，寬相等」。
然後給出序號為2的模型，要求學生在剛才畫出的三視圖的基礎上繼續繪製三視圖。通過自己畫圖，以及和老師、同學之間的互動討論交流，學生知道去分析上板和下面底板之間的上下、左右及前後的相互方位關係，知道底板和上板都符合自身的「長對正，高平齊，寬相等」;知道基本體之間共面時不畫線，不共面時過渡處要畫線;知道可見輪廓線要畫成實線，不可見輪廓線要畫成虛線。
然後給出序號為3的三維模型，通過讓學生接著上一步的三視圖畫切割方槽的三視圖，告訴學生在畫三視圖時要優先畫出形狀特徵明顯的視圖，再根據三等關係畫出其餘視圖。方槽雖然是被切除的部分，但可以把它看成「虛體」，同樣要符合三等關係。
最後給出序號為4的三維模型，通過學生畫圖及師生互動討論交流，引導學生同樣要從形狀特徵明顯的俯視圖開始繪圖;另外，結合圓柱面和方槽的側面相交形成兩條鉛垂線，指導學生如何進行線面分析。
在經過上述教學過程後，給出圖3所示組合過程圖，引導學生分析組合體的構成體素及組合方式：組合體可以看成哪幾個基本體組合而成？經過了什麼樣的「加加減減」組合過程？各個基本體之間的方位關係怎樣？建議學生按照先加後減、先大後小（即先考慮大的形體關係，再考慮小的形體關係）的分析方式，他們會對組合體的分析更有感覺。
通過這樣的教學過程，學生體會到，只要能搞清組合體的基本體素及組合方式，在畫三視圖時，分步分別畫各個基本體素的三視圖，同時考慮各個體素之間的相互關係，畫組合體的三視圖其實還是很簡單的。
4 結語
前面給出的是用NX軟體製作出的三維模型的圖片素材，可以放在PPT課件里按照教學設計依次展現，進行輔助教學。其實利用NX軟體的動畫功能，還可以將圖中的A、B、C、D的三維模型的加加減減過程做成三維動畫來進行輔助教學。還可以直接利用電腦里的NX軟體直接操作三維模型進行輔助教學，讓學生直觀地感受到組合體的組合過程，從各個角度去觀察模型，這對學生的空間思維能力的培養是很有好處的。在機械製圖教學中，充分利用NX軟體的強大模型設計及顯示控制功能，根據教學內容的需要設計出有效的教學素材，再結合合理的教學語言和教學過程安排，定能有效助力機械製圖課程教學，提升教學質量。
參考文獻
[1]丁剛，彭曉南.利用「CAXA製造工程師」軟體提高產品設計加工效率[J].裝備製造技術，2006（3）：66-67.
[2]展迪優.UG NX8.0數控編程教程[M].機械工業出版社，2012.
[3]丁剛，張學明.多媒體在數控技術專業教學中的合理運用[J].科技創新與生產力，2014（8）：39-40.
關鍵詞 NX軟體;機械製圖;三視圖;教學模型
中圖分類號：G712 文獻標識碼：B
文章編號：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
機械製圖是關於繪製和閱讀機械圖樣的一門技術基礎課程，是機電一體化技術、模具設計與製造、冶金技術及數控技術等製造大類專業人才培養方案中一門非常重要的課程。機械圖樣是表達和交流技術思想的重要工具，是工程技術部門的一項重要件，被稱為「工程師的語言」。
但由於機械製圖藉助二維圖形來表達三維形體，對學習者的空間思維想像能力有較高的要求。由於初學者空間想像力不強，因此感覺機械製圖課程的學習比較困難。特別是剛接觸組合體的三視圖時，感覺突然比原來學習的基本形體的三視圖複雜了許多，不知道如何去看圖和畫圖。所以，很有必要找到有效的教學手段，引導學生掌握組合體三視圖的讀圖和畫圖方法。筆者通過教學實踐，體會到利用三維軟體的強大形體設計功能，設計直觀的教學模型素材，能有效地引導學習者由易到難，逐步掌握識讀及繪製組合體三視圖的方法和技巧。下面結合實例來說明運用功能強大的NX三維軟體進行機械製圖輔助教學的方法。
2 組合體及其組合形式
任何複雜的形體都可以看成由若干基本形體（稜柱、稜錐、圓柱、圓錐、圓球等）按照一定的方式組合而成。由兩個或兩個以上的基本體組合構成的整體叫作組合體。組合體的組合形式可分為疊加型、切割型及綜合型，如圖1所示。
3 利用NX輔助機械製圖授課應用實例
對於初學者，如果要求畫出如圖2所示組合體模型的三視圖，他們往往不知怎麼進行繪製。根據以往的教學觀察，很多學生把組合體當作一個物體，試圖一下子畫出它的整體的三個視圖，但在繪圖過程中因為不清楚各個線條的關係，經常出現多線、漏線及線條的長度與位置不知怎麼確定的情況。出現這種情況的根本原因在於初學者沒有將組合體拆分成基本體的意識，沒有掌握拆分組合體的方法。
Siemens NX軟體是來自Siemens PLM Software旗下的CAD軟體，是一款既靈活又功能十分強大的集成式解決方案。NX支持產品開發中從概念設計到工程和製造的各個方面，提供了一套集成的工具集。在產品設計方面，利用NX建模功能，設計師能夠迅速地建立複雜的產品形狀，在機械設計、模具設計及數控編程加工等方面廣泛應用。
為了引導學生養成形體分解分析的習慣，筆者利用Sie-mens NX軟體進行教學模型設計，採用逐步改變模型，要求學生逐步畫出三視圖的方式。將繪製組合體的三視圖的方法及注意事項分步向學生介紹，讓學生在親身參與過程中有很直觀具體的體會，比空洞地將一套理論灌輸給他們有效得多。
首先給出表1所示的序號為1的三維長方體，要求學生畫出其三視圖。這一步很簡單，學生基本能很快畫出。和學生互動，強調要保證形體的「長對正，高平齊，寬相等」。
然後給出序號為2的模型，要求學生在剛才畫出的三視圖的基礎上繼續繪製三視圖。通過自己畫圖，以及和老師、同學之間的互動討論交流，學生知道去分析上板和下面底板之間的上下、左右及前後的相互方位關係，知道底板和上板都符合自身的「長對正，高平齊，寬相等」;知道基本體之間共面時不畫線，不共面時過渡處要畫線;知道可見輪廓線要畫成實線，不可見輪廓線要畫成虛線。
然後給出序號為3的三維模型，通過讓學生接著上一步的三視圖畫切割方槽的三視圖，告訴學生在畫三視圖時要優先畫出形狀特徵明顯的視圖，再根據三等關係畫出其餘視圖。方槽雖然是被切除的部分，但可以把它看成「虛體」，同樣要符合三等關係。
最後給出序號為4的三維模型，通過學生畫圖及師生互動討論交流，引導學生同樣要從形狀特徵明顯的俯視圖開始繪圖;另外，結合圓柱面和方槽的側面相交形成兩條鉛垂線，指導學生如何進行線面分析。
在經過上述教學過程後，給出圖3所示組合過程圖，引導學生分析組合體的構成體素及組合方式：組合體可以看成哪幾個基本體組合而成？經過了什麼樣的「加加減減」組合過程？各個基本體之間的方位關係怎樣？建議學生按照先加後減、先大後小（即先考慮大的形體關係，再考慮小的形體關係）的分析方式，他們會對組合體的分析更有感覺。
通過這樣的教學過程，學生體會到，只要能搞清組合體的基本體素及組合方式，在畫三視圖時，分步分別畫各個基本體素的三視圖，同時考慮各個體素之間的相互關係，畫組合體的三視圖其實還是很簡單的。
4 結語
前面給出的是用NX軟體製作出的三維模型的圖片素材，可以放在PPT課件里按照教學設計依次展現，進行輔助教學。其實利用NX軟體的動畫功能，還可以將圖中的A、B、C、D的三維模型的加加減減過程做成三維動畫來進行輔助教學。還可以直接利用電腦里的NX軟體直接操作三維模型進行輔助教學，讓學生直觀地感受到組合體的組合過程，從各個角度去觀察模型，這對學生的空間思維能力的培養是很有好處的。在機械製圖教學中，充分利用NX軟體的強大模型設計及顯示控制功能，根據教學內容的需要設計出有效的教學素材，再結合合理的教學語言和教學過程安排，定能有效助力機械製圖課程教學，提升教學質量。
參考文獻
[1]丁剛，彭曉南.利用「CAXA製造工程師」軟體提高產品設計加工效率[J].裝備製造技術，2006（3）：66-67.
[2]展迪優.UG NX8.0數控編程教程[M].機械工業出版社，2012.
[3]丁剛，張學明.多媒體在數控技術專業教學中的合理運用[J].科技創新與生產力，2014（8）：39-40.
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