浅谈ｕｇ三维建模在《机械制图》教学中的应用

《浅谈ｕｇ三维建模在《机械制图》教学中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、浅谈ＵＧ三维建模在《机械制图》教学中的应用　　摘要：UG是由美国UGS公司开发的CAD/CAM一体化的软件，它具有强大的三维造型功能，可使复杂的建模与工程制图工作变得简单、明了。因此，将它应用到《机械制图》教学中，非常有利于学生对空间形体的分析，可逐步培养学生的空间想象能力、空间分析能力以及对多种图样的绘制和阅读能力。　　关键词：UG；建模；空间想象能力；空间分析能力　　　　《机械制图》是机械类专业重要的专业技术基础课，对于刚步入技工学校校门的学生而言，是一门全新的课程。由于空间概念薄弱，又缺乏必要的生产实践经验，学生在学习上遇到的困难较多

2、。传统教学法多以模型辅助，但模型数量有限，特别是复杂结构的模型更是稀缺。在截割与相贯、复杂组合体的投影这些难点内容的教学中，学生反映很难理解。UG三维实体的建模功能，可在计算机上虚拟建立立体模型并附以颜色，以动态显示，把截交线的形成、相贯线的产生以及立体内部的复杂情形表现得淋漓尽致。不但可以加强学生对物体的感性认识，扩展和培养学生的空间构思能力，激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性和主动性，而且可以强化教师和学生的计算机应用能力。此外，还可以为学生以后学习计算机辅助制造等后续课程打下良好的基础。下面运用实例讨论一下UG建模的教学应用。　

3、　实例一：求正六棱柱的截交线　　如图1所示，正六棱柱被水平面P和正垂面Q截切后产生缺口，求截割体的投影。　　传统教学过程为：（1）演示六棱柱模型，选择棱面垂直于水平面，且两棱面为正平面位置放置。（2）将未切割的六棱柱的三投影做出。（3）在六棱柱模型上解释切割情况，并分析：水平面上截交线的水平投影反映实形，正面投影和侧面投影积聚为一条直线，正垂面上截交线的正面投影积聚为一条直线，而另外两个投影是类似的缩小图形。（4）在主视图上做出切割的特征视图。（5）在左视图和俯视图上利用点线的投影关系做出截交线的投影。　　　　图1拉伸成的六棱柱和三棱柱　　

4、　　传统教学的缺陷与不足是：（1）由于模型不容破坏，切割只能用语言表达，不够直观。（2）学生对切割过程的认识缺乏动感，对培养和提高学生的空间想象能力显得帮助不够。（3）由于对切割过程认识的不足，当缺乏模型演示或说明的时候，学生往往感到不知该如何分析，造成了学习上更大的困难，甚至丧失学习的信心。　　用UG辅助教学的过程如下：　　1.模型的制作：（1）在二维草图上调用“基本曲线”命令，画出正六边形。（2）在三维模式下，调用“拉伸”命令拉伸成正六棱柱。（3）移动WCS。（4）选取正六棱柱欲要挖切的平面，在二维草图上调用“基本曲线”命令，画出一个三

5、角形。（5）在三维模式下，调用“拉伸”命令拉伸成三棱柱（如图1）。（6）调用“布尔运算”中的“差集”命令，选取三棱柱，完成带缺口的正六棱柱（如图2）。　　　　图2被挖切的六棱柱　　　　2.演示设计：（1）以动画方式演示正六边形拉伸为正六棱柱的过程，并设正六边形为水平放置，则六条棱与水平面垂直，故六棱面的水平投影积聚为正六边形。（2）以动画方式分别演示用水平面和正垂面切割六棱柱，观察六棱柱的变化，如割面（棱面）出线、割线（棱线）出点，加深学生对物体由于切割产生形状变化的认识。（3）以动画方式反复演示三角形拉伸成三棱柱的过程，要求学生注意观察切

6、割过程，再次理解割面（棱面）出线、割线（棱线）出点。　　3.思维设计：（1）在动画演示切割后要求学生将该切割过程在脑中自行完成演示，如割线、割面、割体，建立形象思维。（2）出示一截割体的切割特征视图，先初步分析，后要求学生在脑中思考切割过程并进行描述，如割到了哪个面？哪根线？截交线的形状如何？等等。（3）假设缺口水平向右扩大，即六棱柱有五条棱线被切割，此时截交线形状有何变化？要求学生在脑中自行完成切割过程并能描述，展开认识互动，最后总结出切割范围的变化必将引起截交线形状的变化，进一步认识截交线形状与切割的关系。　　4.物体截割用UG辅助教学

7、的优点：（1）动态观察带缺口的正六棱柱，使学生初步了解立体截切后的形状及各平面与投影面之间的位置关系。（2）UG能把三维建模图形自动生成6个基本视图和1个轴测图，可根据需要筛选。如图3所示，只选用最常用的基本三视图。（3）UG还可以把同一类型题，如求截交线问题，可求不同物体的截交线，只需要在历史树上加以修改，即只需要在“草图1”、“草图2”上画不同的图形，自动生成不同的截交体及截交线。（4）利用UG三维建模来帮助学生弄清投影图中各图线与立体图表面交线的对应关系，进行平面与立体之间的双向思维，逐步培养学生的空间想象能力。　　　　图3投影三视图

8、　　　　实例二：组合体的建模及剖析　　对于组合体，特别是复杂的组合体，应用UG进行教学更是传统手段无法相比的。UG是一个参数化软件，它的二维平面图与三维立体图是相互关联的。也就是