计算机绘图在机械行业中的现状与发展

计算机绘图在机械行业中的现状与发展

一、现状

随着计算机技术的和计算机的普及, 传统的手工绘图方式逐渐由计算机绘图所取代，计算机辅助设计、制造已广泛应用于我国的各个领域。与手工绘图相比，计算机绘图具有高效率、高质量的特点；同时，利用相关的三维造型软件可以直接绘制出零件的三维图形，对对象的表现更加具体和直接。因此作为工科，特别是机械专业的学生而言，能够利用计算机及相关绘图软件（包括二维绘图软件和三维绘图软件）是最基本的技能。

但是从实际情况来看，很多机械专业的学生在计算机绘图上存在不足。对于二维计算机绘图而言，目前主要应用的是AUTOCAD，学生通过课堂的学习，知道基本的操作，但是所绘制的图形往往存在这样和那样的问题：零件表示不清，空间结构错误；图纸没有分层，线型用法错误；缺少技术要求，公差配合和相关粗糙度；标准件的画法（特别是螺纹连接）错误等等。至于三维绘图软件，大多数机械专业的学生只知道名称，在具体操作上都存在问题。

二、原因分析

1.学时过短、实践不足

制图规范及制图标准基本是在大一开设的机械制图课程中讲授的，在短时间内将每个标准的用法都讲清楚，让学生知道在什么情况下选择什么样的标准是十分困难的。在制图中需要注意的地方太多，学生所记忆的东西容易忘记、混淆；再加上他们没有养成查阅资料的习惯，导致所绘制工程图漏洞百出。大多数院校是在所开设的机械制图课程中分出20个左右的课时，学生讲解AUTOCAD的相关绘图知识。在这个时间内，仅仅能够为学生讲解AUTOCAD的一些基本功能，相关操作指令以及一些注意事项，同时让学生画一些简单的零件图。对于绘图中的一些小技巧，绘图中遇到问题如何解决，如何绘制复杂的零件图或者装配图，就需要学生自己去摸索。计算机绘图的技能是在不断实践中得到提升的。但是因为课程的要求，在学完机械制图课程后，除了课程设计和毕业设计，一般很少再机械专业的学生要求进行计算机绘图。课堂上和书书中的零件绘制相对简单，学生难以得到充分锻炼。由于缺少实践，即使学生能够绘制出正确的图纸，但是方法烦琐，花费时间过多，效率底下。

2.机械制图课程和专业课程脱节

一副完整的机械零件图纸有时应该包括技术要求、公差配合、形位公差以及粗糙度的要求等，这些涉及到的专业知识比较多，是大二、大三专业课里面即将学到的。而绝大多数的机械专业是在大一开设的机械制图课程，在讲课的时候虽然告诉学生要在图纸上注明这些内容，但是因为学生不了解相关内容，无从下手；即使在后面的专业课中学到了相应的内容，也可能因为教学环节的脱节或者是没有实际工作经验而出现错误。以尺寸的标注为例，在机械制图中专门讲到了这一部分，但是学生还是不理解为什么有时要连续标注，有时要从同一条线开始，这

里面就牵涉到机械制造工艺学中的基准和尺寸链的相关问题；在讲授机械制造工艺学中，老师可能会强调基准和尺寸链的重要性，但往往很少把它们和绘图联系起来。 3.缺乏正确指导

老师想让学生的绘图能力等到迅速提高，但是由于缺少时间和交流，不知道该从哪个地方讲起。而学生在学习机绘图上，由于缺乏正确的指导，导致其在计算机绘图上存在困难。学生通常是去找一本软件使用的辅导书，对着书上的步骤依次进行，然后把图纸画出来，至于其中的思路和道理，可能没有思考过，仅仅是学会了基本的明知操作，换了一个新的零件就不知道该怎么做了。还有时候是缺乏绘图的对象，不知道应该画写什么图纸，即使找到了对象，绘制出了图纸，可可能因为没有人检查，出现了错误也不知道。还有些学生就是忽略了计算机绘图的重要性。

三、意义

因此，机械专业的学生应该加强计算机绘图学习，具体来说，有下面几个方面的意义：

1．计算机绘图对机械专业的学生而言是一项基本技能，无论是走向工作岗位还是进一步学习深造都是需要掌握的。同时，在学习计算机绘图的过程中，能够对互换性、机械制造等专业课有更进一步的理解和认识。

2．计算机绘图是学习其它相关软件的基础。机械专业的学生在学习和工作中，可能会遇到其它的问题，例如分析一个机械产品的受力问题，找出设计中的薄弱环节，对其进行优化；或者是分析一个机构的运动；或者是编制某个复杂零件的数控加工程序等等，单纯依靠手算是无法解决问题的，需要借助相关的计算机软件，例如Ansys，Adms、CAXA制造工程师等等。但是在使用这些软件的主要功能之前，都无可避免的牵涉到建模的问题，为了解决这个问题，一方面可以利用软件之间的兼容性，将PRO/E中的模型导入相应的程序；另一方面，根据三维建模思想的一致性，直接在该软件下建模，学会PRO/E的使用之后，上手比较容易。

3．可以在学习相关绘图软件的同时了解先进的设计理论。以PRO/E软件为例，在PRO/E绘图软件中，可以了解并学习到TOP-DOWN的设计理论，又称为自顶向下设计，即先有装配再有零件的设计模式。但是在实际应用中是先有零件再有装配，没有零件图谈何装配图，没有装配图TOP-DOWN的设计理论就很难深层次的应用下去。在三维软件中介入了一个非常重要的概念——骨架

（Skeleton），就是用点、线、面等三维元素勾勒出的包含装配组件中零部件的关键的位置、形状和约束信息的框架。其实质就是虚拟装配，只有了解了相关的绘图方法，才有可能真正了解这个设计理论。

4．在三维绘图软件中可以直观的发现二维设计中一些尺寸不一致的问题，大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计与相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大的应用价值。运用其中的虚拟装配功能，当装配中某个零件发生变化时，很容易的在三维图和二维图上进行修改。

5．学生绘制了大量的图纸后，能够了解机械设计中一些经典的结构，吸收图纸中的设计思想和设计经验。这些正确的图纸能够为学生进行相关设计提供大量的素材，为学生走向工作岗位奠定了基础。

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