工业产品设计中机械制图的作用

目前autodesk公司出品的inventor三维设计软件已成为中国工程设计、模具制造、工业产品设计中最重要的软件之一，更是成为全国职业技能大赛计算机系列工业产品设计（cad）技术项目比赛中的指定软件，其由于功能强大、易学、易用、界面友好、简洁的特点，受到了广大使用者的好评，但其对设计者的制图水平要求特别严格，尤其是在工业产品设计领域。就此本人结合指导我校学生参加全省、全国职业技能大赛的些许经验，浅析机械制图在inventor工业产品设计教学中的应用。

一、Inventor工业产品设计教学简介

Inventor工业产品设计是一门实践性较强的专业技术课程，涉及的内容主要有以下几方面：（1）零件设计。首先根据产品的设计方案和分析计算进行概念化设计，然后再进行详细设计，是将几何设计与零件设计融为一体。（2）装配设计。AutodeskInventor的装配设计完全支持各种设计流程，无论是自顶向下，还是自底向上设计，或者是混合设计，AutodeskInventor都可很方便地在零件环境和装配环境中转换。由于在装配过程中采用了自适用技术，所以，装配设计是基于装配关系的关联设计，从而使得设计流程更加顺畅。（3）表达视图。表达视图演示了在整个装配的过程及装配体的具体组成，整个分解过程可以录制并保存动画。这样，可使学生很好地理解装配体的安装及拆解过程，更好地读懂装配体。（4）二维工程图。AutodeskInventor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。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，其二维工程图可以保存为其他格式，便于和其他软件交流。而机械制图课程是培养学生的空间想象能力、空间分析能力和对空间形体的表达能力。由“体”到“面”、再由“面”到“体”即由“三维实体”到“二维图形”、再由“二维图形”到“三维实体”是其教学的主要过程，这一过程与传统的设计过程是一致的，即设计者在设计过程中首先构思出整个产品的三维模型，再根据一定的投影原理，表达成二维图形；看图者根据二维图形想象出产品的三维形状。

二、机械制图在inventor教学中的应用

1.在“物体三视图”教学中的应用

“物体三视图”是机械制图教学中最重要、最基本的教学内容，它是教导学生怎样利用二维平面图形来表达空间物体的三维形状。由于现在教学时间的减少，对于点、线、面的投影往往省略，从正投影的基本性质直接进入到物体的三视图的画法当中。而在这一学习的过程中，很多学生无法搞清物体的表面对投影面的位置关系以及对投影面的投影特性，因此，绘制出来的物体的三视图往往是不正确的。现在利用inventor进行工业产品设计，我们可以利用其提供的功能，来解决这一难题。具体的实现过程是：首先依次选择三个平面作为三个投影面，在右键菜单选择“新建草图”，进入到绘制草图状态，再选择“投影几何图元”的功能，依次选择物体的各个表面并加以确认，结果，物体在投影面上的投影（视图）就自动创建了。这一过程直观地显示出，物体的表面与投影面的位置关系及其投影特性。“投影几何图元”的功能相当于画法几何中的“正投影”。

2.在“相贯线”教学中的应用

在机械制图教学过程中“，过渡线”是教学的重点也是难点，尤其是一些稍微复杂的形体相交产生相贯线（包括过渡线），特别是对于特殊的相贯线，由于没有比较直观、逼真的实体模型，学生在理解上非常困难。即便是花费了大量的时间，有的学生仅停留在对于两个较简单形体相交产生的外部相贯线的理解上，但对于较复杂形体相交、多个形体相交、形体空腔内部的相贯线以及过渡线却束手无策。利用inventor进行工业产品设计时绘制泵体的实体模型。它不仅清楚地将泵体外部相互接触的形体产生的相贯线（过渡线）显示出来，而且还可以利用它提供的分割工具，将泵体从中间分开，则泵体内部孔与孔之间的相贯线也一览无余，还可根据不同要求变换各种位置，做各个方向的投影和轴测图，更优秀的是它的参数化功能，通过改变相交形体的形状和尺寸，来观察相贯线的变化情况。这样学生可以从不同角度观察形体，极大地增强了空间想象力。

3.在“装配图”教学中的应用

装配图的绘制是学生学完《机械制图》课程后的一个大型作业。学生要完成装配图的绘制，首先，必须对装配体本身的结构和功能比较了解，同时还必须了解装配体的拆卸、装配顺序。在教学过程中，对于装配体的结构和拆卸、装配顺序一般是通过挂图进行讲解，由于在挂图中组成装配体的各个零件是“死”的，虽然它能反映出各零件间相互位置关系，但是对于其具体的装配过程，特别是对于复杂的装配体的装配过程，很多学生还是无法弄清楚。我们在利用inventor进行工业产品设计教学时可利用提供的表达视图来解决这一问题。它能够动态地演示出铣刀头装配体详细的拆卸、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。我们在利用Inventor进行工业产品设计时，软件强大的参数化几何建模功能及实时、逼真的三维显示的功能应用于机械制图教学，不仅丰富了教师的教学手段，还可以使学生直观、形象地学习机械制图的基本知识，同时也可极大地提高学生的空间想象能力和空间思维能力，并且还可以初步了解一些设计和制造的知识，为后续的专业课程做好铺垫。