SolidWorks在機(jī)械拆裝實訓(xùn)中的應(yīng)用

謝業(yè)東 農(nóng) 琪

（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530001）

SolidWorks在機(jī)械拆裝實訓(xùn)中的應(yīng)用

謝業(yè)東 農(nóng) 琪

（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530001）

應(yīng)用SolidWorks軟件創(chuàng)建裝配體、對裝配體爆炸、運(yùn)行SolidWorks插件Animator錄制和解除爆炸、生成并保存動畫，在實訓(xùn)教學(xué)中進(jìn)行動畫演示，提高實訓(xùn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。

Solidworks；拆裝；虛擬裝配；仿真

（一）機(jī)械拆裝實訓(xùn)教學(xué)模式存在的問題

隨著機(jī)械制造業(yè)的迅猛發(fā)展，企業(yè)對畢業(yè)生綜合素質(zhì)要求不斷提高，既要求畢業(yè)生有一定的理論基礎(chǔ)，又要有熟練的實踐操作能力，機(jī)械拆裝實訓(xùn)就是培養(yǎng)學(xué)生拆卸和裝配能力的一門綜合性實踐課。但是，許多職業(yè)院校目前仍在采用比較傳統(tǒng)的教學(xué)模式，學(xué)生對機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理難以理解，實訓(xùn)效率低、實訓(xùn)質(zhì)量差，學(xué)生慢慢地也就失去了學(xué)習(xí)的興趣。據(jù)調(diào)查，傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)模式主要存在兩個問題：1.由于缺少掛圖、模型、多媒體等輔助教學(xué)設(shè)備，指導(dǎo)教師基本上是用內(nèi)容比較抽象的教科書給學(xué)生進(jìn)行講解，即使是有一臺機(jī)器現(xiàn)場講解，一個班幾十個學(xué)生圍著一臺機(jī)器和指導(dǎo)教師，效果不理想。2.指導(dǎo)教師與參加實訓(xùn)學(xué)生比例嚴(yán)重失調(diào)、可供拆裝的機(jī)器設(shè)備套數(shù)以及場地不足，學(xué)生輪空的人數(shù)超過半數(shù)，輪空的時間過長，盡管實訓(xùn)的課時安排不少，但是實訓(xùn)結(jié)束，學(xué)生感覺能掌握的知識和操作技能比他們的預(yù)期要低得多。

（二）機(jī)械拆裝實訓(xùn)教學(xué)模式改革的思路和方法

1.機(jī)械拆裝實訓(xùn)教學(xué)模式改革的思路。利用Solidworks軟件，進(jìn)行多媒體輔助教學(xué)。以拆裝一臺油泵為例進(jìn)行說明（如圖1）。（1）實訓(xùn)前，指導(dǎo)教師用Solidworks軟件對油泵的各零部件進(jìn)行建模，再用其虛擬裝配設(shè)計功能進(jìn)行油泵的裝配流程、爆炸圖和動畫演示制作。（2）現(xiàn)場拆裝前，教師用多媒體教學(xué)手段講解油泵的裝配流程，進(jìn)行爆炸圖和模擬動畫的演示。（3）在拆裝現(xiàn)場，指導(dǎo)教師結(jié)合爆炸圖和模擬動畫對油泵實體進(jìn)行油泵的拆裝教學(xué)示范。（4）學(xué)生在教師指導(dǎo)下對照爆炸圖和模擬動畫對油泵實體進(jìn)行油泵的拆卸和裝配操作。

2.機(jī)械拆裝實訓(xùn)教學(xué)模式改革的方法?？衫肧olidWorks軟件的裝配過程仿真功能，其步驟如下：創(chuàng)建裝配體—→對裝配體爆炸—→運(yùn)行Animator—→錄制爆炸和解除裝配—→保存動畫。（1）在SolidWorks軟件環(huán)境下，分別創(chuàng)建油泵的零部件實體模型，然后利用SolidWorks的裝配模塊將各零件的實體模型裝配成部件，進(jìn)而裝配成整個油泵裝配體。（2）對裝配體爆炸。在SolidWorks的裝配環(huán)境中，將裝配體的零部件依次按一定方向和路徑移開，生成裝配體的的爆炸視圖，利用裝配體爆炸圖的生成和解除，展示裝配體中零部件的裝配關(guān)系。如圖1是油泵的裝配模型和爆炸圖。裝配體爆炸視圖可以分離零部件，以形象地分析它們之間的相互關(guān)系，每個爆炸視圖可以包括一個或多個爆炸步驟，每個爆炸視圖保存于所生成的裝配體配置中。（3）運(yùn)行Animator。使用SolidWorks Animator可以將三維設(shè)計實現(xiàn)動態(tài)的可視化，攝制機(jī)器的模擬裝配過程、模擬拆卸過程和模擬機(jī)器的運(yùn)行過程。（4）錄制爆炸和解除裝配。利用Animator的動畫向?qū)Э梢孕D(zhuǎn)零件或裝配體、爆炸或解除爆炸裝配體、生成物理模擬。（5）保存動畫。保存動畫，以后可以反復(fù)播放使用。另外，除了通過改變裝配體外部零部件的透明度等方法來對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá)外，SolidWorks還提供了切除和鉆孔兩個裝配體獨(dú)有的特征，通過對裝配體進(jìn)行剖切和鉆孔來對裝配體內(nèi)部特征進(jìn)行更明確的表達(dá)。如圖2是油泵的裝配模型和剖切視圖。

圖1 油泵的裝配模型和爆炸圖

圖2 差速器的裝配模型和剖切視圖

（三）機(jī)械拆裝實訓(xùn)教學(xué)改革的實踐和總結(jié)

1.機(jī)械拆裝實訓(xùn)教學(xué)改革的實踐。在拆裝實訓(xùn)中，運(yùn)用多媒體教學(xué)手段講解油泵的裝配流程，進(jìn)行爆炸圖和模擬動畫的演示，可以避免傳統(tǒng)教學(xué)模式用黑板和掛圖進(jìn)行的抽象講解，爆炸圖和動畫要比原來的黑板講解和掛圖更加直觀，并且更容易理解，軟件生成的三維模型形象逼真，立體感強(qiáng)。學(xué)生通過零部件和模型的旋轉(zhuǎn)、爆炸圖的生成和解除、模擬動畫，可以比較全面地了解零部件的結(jié)構(gòu)和工作原理。對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的設(shè)備還可以把其中的某些零件生成透明體，便于觀察構(gòu)件的裝配關(guān)系以及運(yùn)動關(guān)系。學(xué)生在實訓(xùn)過程中，也可通過反復(fù)觀看模擬動畫和獨(dú)立思考，解決動手拆裝過程遇到的一般性問題，指導(dǎo)教師可以更加專注解決拆裝的關(guān)鍵性問題。

2.機(jī)械拆裝實訓(xùn)教學(xué)改革的總結(jié)。運(yùn)用SolidWorks軟件，可以避免和緩解傳統(tǒng)機(jī)械拆裝實訓(xùn)教學(xué)模式存在的兩個問題：（1）利用虛擬三維模型和多媒體等輔助教學(xué)設(shè)備，把機(jī)器的模擬裝配過程、模擬拆卸過程和模擬運(yùn)行過程投影到屏幕上，指導(dǎo)教師的講解更容易理解，教師指導(dǎo)學(xué)生拆裝的效率也更高。（2）利用SolidWorks軟件進(jìn)行裝配過程的仿真，可以緩解指導(dǎo)教師與參加實訓(xùn)學(xué)生比例嚴(yán)重失調(diào)，學(xué)生輪空的人數(shù)過多和輪空的時間過長等問題，同樣的實訓(xùn)課時，教師指導(dǎo)學(xué)生拆裝的的效率提高，學(xué)生也就能學(xué)到更豐富的實踐知識，掌握更熟練的操作技能。另外，值得一提的是，只要掌握SolidWorks軟件基本操作，制作各種機(jī)器設(shè)備的三維模型以及模擬動畫并不困難，指導(dǎo)教師甚至可以帶領(lǐng)學(xué)生自己動手，制作教學(xué)用的各種機(jī)器的三維模型以及模擬動畫，一方面，可以節(jié)約實踐教學(xué)成本，另一方面，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

在機(jī)械制造業(yè)中，許多大型企業(yè)和跨國公司已經(jīng)把SolidWorks軟件的操作作為必備的基本技能，SolidWorks在零件參數(shù)化設(shè)計、虛擬裝配設(shè)計、工程圖、虛擬樣機(jī)設(shè)計、計算機(jī)輔助工程、計算機(jī)輔助制造應(yīng)用越來越廣泛。

[1] 陸利鋒,江洪,伍錦輝,等.SolidWorks工程師高級教程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[2] 商躍進(jìn),曹茹.SolidWorks三維設(shè)計及應(yīng)用教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

G424.1

A

1008-1151(2010)04-0165-01

2010-01-21

2009年廣西教育廳科研項目（200911MS336）

謝業(yè)東（1966－），男，廣西邕寧人，廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，碩士，研究方向為壓力容器設(shè)計與制造。