基于solidworks机械cad-cam课程教学改革策略探究

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1、基于Solidworks机械CAD/CAM课程教学改革策略探究　　摘要：机械CAD/CAM课程特别注重理论和实践相结合，机械CAD/CAM离不开硬件和软件。Solidworks易学易用，设计建模、工程分析、辅助制造等模块齐全。将基本概念、基本原理和Solidworks软件结合起来讲授，形象生动，直观易懂，提高了学生学习的兴趣，取得了良好的教学效果。关键词：CAD/CAM；Solidworks；教学改革中图分类号：TP434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）010-0182-03基

2、金项目：湖南农业大学教学改革项目（B2010063）作者简介：杨文敏（1968-），男，硕士，湖南农业大学工学院副教授，研究方向为农业机械创新设计、机械CAD/CAE教学与研究。0引言10随着计算机技术的不断发展，计算机软件和硬件不断升级和更新。机械CAD/CAM课程教学也与时俱进，除了讲授CAD/CAM的基本原理和方法外，结合市场上的主流CAD/CAM软件，传授CAD/CAM的具体应用技能，将学生培养成能解决实际问题的有用之才。而配套软件的选用，不同高校各有千秋。例如，国内广泛应用的三维机械设计软

3、件有PRO/E、UG、Solidedge、CATIA、Solidworks、Inventor等，机械系统动力学仿真分析软件有ADAMS、Patra&Nastran、DADS、SIMPACK等，有限分析软件有ANSYS、ABAQUS、Patra&Nastran、Marc等，CAM软件有MasterCAM、Cimatron、UGNX、SolidCAM等。由于学时有限，在机械CAD/CAM课程中讲授多个软件的操作方法和技能是不现实的。选用一两个软件，配套讲解CAD/CAM的原理和方法，再在实践教学环节强化

4、训练，不失为一种好的选择。Solidworks软件具备从机械设计、分析、辅助制造到PDM的完整解决方案，并且易学易用，界面友好，操作过程直观简单，企业中应用广泛。因此，选用Solidworks软件作为配套课程讲授的主要三维软件。利用其核心模块讲解机械零部件三维特征造型和二维工程图的生成，利用COSMOSMontion插件讲解机构运动仿真分析，利用COSMOSWorks插件讲解有限元分析及优化设计，利用SolidCAM插件讲解数控加工自动编程，以Solidworks的二次开发为例讲解专业应用软件的开发

5、技术。学生在理解CAD/CAM原理的同时，也练就用Solidworks软件解决机械CAD/CAE/CAM的基本技能。课外学习其它软件时也会举一反三、融汇贯通。1基于Solidworks的机械CAD/CAM课程教学策略1.1基于Solidworks的三维特征建模及图形处理技术10计算机图形处理技术和几何造型是CAD/CAM技术的重要基础。计算机图形处理技术主要研究用计算机和图形设备来输入、表示、变换、运算和输出图形的原理、算法及系统，其主要内容包括：①基本图形的生成、几何变换、投影变换、窗口剪裁等；②

6、三维图形的处理，如线框和实体的表示方法、求交和消隐等；③曲线曲面的表示、插值、分割、光顺处理等；④分析计算结果的可视化；⑤分形和混沌算法；⑥图像处理技术。几何造型是指将物体的形状及其属性存储在计算机内，形成物体的三维几何模型。上述图形处理的原理和算法比较抽象，有的涉及到较复杂的矩阵运算，有的要经过多次变换运算后才能得到最终结果。为了将复杂的算法运算讲得通俗易懂，我们借助Solidworks的相关功能模块进行讲解和演示，从而起到事半功倍的效果。例如，在讲授投影变换时，在Soliworks中先用特征造型

7、工具制作好一个典型的零件模型，再用标准视图工具直接显示该零件的主视图、俯视图、左视图等标准视图，视图变换时有变换动画，直观清晰。还可利用工程图模块，方便生成标准三视图和等轴测视图，直观显示变换矩阵运算的结果。通过设置图纸属性中的投影类型，还可对比显示第一视角和第三视角的不同结果。10再如，在讲授B样条曲线的生成、性质、分割和拼接时，利用Solidworks草图模块的样条曲线工具，用鼠标在绘图窗口指点一系列的型值点，即时生成样条曲线；利用曲线工具可显示曲率、曲率半径、拐点等属性，还可插入型值点；利用分

8、割实体工具，可将一条样条曲线分割成两条或多条，并在分割时显示相切控标；反过来，利用套合样条曲线工具，可将两条或多条样条曲线，拼接成一条样条曲线。通过这些演示，可透彻理解样条曲线的生成方法、性质、分割和拼接原理，分清特征点、型值点、插值点等几个容易混淆的基本概念。在讲授曲面时同样可利用Solidworks的曲面工具，讲解各种曲面的生成方法，曲面的剪裁和缝合。生成时有动画显示，一目了然。这样的例子还有很多，不再一一列举。1.2基于COSMOSMontion的机械系统运动学