扈立峰

摘 要：CAD技術(shù)的高速發(fā)展和在各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用，深刻地改變著傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)方式和制造水平，同時(shí)也改變了鉗工專業(yè)傳統(tǒng)的教學(xué)方法。實(shí)踐證明，在學(xué)院鉗工專業(yè)中開設(shè)CAD課程能夠取得較好的實(shí)用價(jià)值和實(shí)踐效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù) 鉗工教學(xué) CAD技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)就是利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作（Computer Aided Design，簡稱CAD）。隨著CAD技術(shù)的高速發(fā)展和在各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用，CAD技術(shù)已應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造的各個(gè)領(lǐng)域，正在迅猛深刻地改變著傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)方式和制造水平。為此，職業(yè)教育必須與時(shí)俱進(jìn)地引進(jìn)新的教育技術(shù)，不斷革新教學(xué)內(nèi)容。筆者所在學(xué)院鉗工專業(yè)為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，在教學(xué)中探索開設(shè)CAD課程取得了較好的實(shí)用價(jià)值和實(shí)踐效果。

一、CAD市場狀況及主流軟件產(chǎn)品

隨著CAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種CAD軟件層出不窮，在2D市場上占絕對優(yōu)勢的是Autodesk公司的AutoCAD軟件。3D市場的主流仍然是SolidWorks軟件和UG、Pro/E等產(chǎn)品。

1.AutoCAD軟件

AutoCAD是Autodesk公司于1982年首次開發(fā)的自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)。現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。

2.SolidWorks軟件

SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。

二、開設(shè)CAD課程后學(xué)生理論和實(shí)訓(xùn)能力顯著提高

考慮到CAD軟件的市場占有率和技師院校學(xué)生的接受能力，學(xué)院的鉗工專業(yè)學(xué)生在中技階段主要學(xué)習(xí)以二維造型為主的AutoCAD軟件，在高技階段學(xué)習(xí)以三維造型為主的Solidworks軟件。

1.通過學(xué)習(xí)CAD軟件提高鉗工學(xué)生的制圖和識(shí)圖能力

要想成為一名合格的鉗工擁有良好的制圖和識(shí)圖能力是非常重要的。筆者所在學(xué)院曾經(jīng)對幾十家用人單位做過一項(xiàng)調(diào)查，調(diào)查的內(nèi)容是“現(xiàn)代企業(yè)對于學(xué)院培養(yǎng)的畢業(yè)生最看重的專業(yè)能力是什么？”在鉗工畢業(yè)生的問卷調(diào)查中用人單位最看重的是學(xué)生的制圖和識(shí)圖能力。機(jī)械制圖是機(jī)械行業(yè)的語言，是設(shè)計(jì)和制造之間的橋梁。鉗工通過對圖樣的讀識(shí)，可以加工出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品。因此，學(xué)院培養(yǎng)鉗工學(xué)生具有良好的機(jī)械制圖能力是非常重要的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及和飛速發(fā)展現(xiàn)代企業(yè)早已拋棄了手工尺規(guī)畫圖，而被計(jì)算機(jī)繪圖取而代之，因此鉗工學(xué)生為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展必須學(xué)習(xí)CAD軟件。學(xué)習(xí)CAD軟件不僅能夠使學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，同時(shí)也能夠提高學(xué)生的制圖識(shí)圖能力。機(jī)械制圖中的大部分概念和規(guī)律是建立在對空間形體分析的基礎(chǔ)上得出來的。培養(yǎng)學(xué)生的三維空間能力則是學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的根基所在。通過學(xué)習(xí)AutoCAD 和Solidworks等三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件，在三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件中繪制實(shí)體圖形通過逆向思維回到點(diǎn)、線、面。起初我們可以直接用軟件展示實(shí)體每個(gè)面的投影，分析從三維到二維的過程，然后將抽象的二維轉(zhuǎn)化成形象的三維，從而實(shí)現(xiàn)了物與圖的熟練轉(zhuǎn)化。在軟件的三維空間中學(xué)生可以認(rèn)識(shí)和感知空間中的幾何元素，增強(qiáng)空間想象能力和空間分析

能力。

2.CAD技術(shù)在鉗工實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

（1）CAD技術(shù)在鉗工基本功實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用。鉗工專業(yè)學(xué)生進(jìn)入高技學(xué)習(xí)階段后，在實(shí)習(xí)中遇到練習(xí)的工件大多數(shù)都是一些既有對稱要求，又有互相配合的組合件。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師一般用靜態(tài)的平面圖講解工藝要求和測量方法，因此需要依靠學(xué)生豐富的空間想象能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中對各個(gè)零件及裝配關(guān)系難以理解。學(xué)生利用所學(xué)的CAD軟件如Solidworks軟件對組合件進(jìn)行三維實(shí)體造型后，利用Solidworks軟件把組合件的各個(gè)零件裝配成一個(gè)裝配圖，這樣就可以得到直觀的感性認(rèn)識(shí)，更好地理解空間形體。一般組合件的裝配精度較高，這勢必提高了各個(gè)零件的形狀和位置精度，使零件精度較難控制，不易保證尺寸。如果各個(gè)零件的關(guān)鍵尺寸采用正弦規(guī)和量塊組合用杠桿百分表測量，則必須準(zhǔn)確地計(jì)算出各測量表的尺寸。如果用常規(guī)方法計(jì)算出各零件的關(guān)鍵尺寸后再進(jìn)行劃線、加工，計(jì)算工作量較大，對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不是很好的學(xué)生來說更加容易出錯(cuò)。在Solidworks軟件中學(xué)生用三維草圖畫出各個(gè)零件圖既方便快捷又可以利用草圖中的“智能尺寸”命令對各個(gè)關(guān)鍵的尺寸進(jìn)行測量，這樣就保證了在加工組合件時(shí)不會(huì)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤。

（2）CAD技術(shù)在鉗工裝配實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用。學(xué)院的鉗工學(xué)生進(jìn)入到高技階段后，為了適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的用人需求還要進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)訓(xùn)練。在學(xué)院的實(shí)習(xí)工廠中，自己的機(jī)器產(chǎn)品主要是生產(chǎn)鋼筋調(diào)直機(jī)和鋼筋切斷機(jī)。在講授Solidworks中的裝配圖時(shí)，為了適應(yīng)產(chǎn)教結(jié)合，教師通常以學(xué)院實(shí)習(xí)工廠生產(chǎn)機(jī)器中的一些部件為例進(jìn)行講解和練習(xí)。如以鋼筋調(diào)直機(jī)中的牽引箱或變速箱等部件進(jìn)行裝配圖的講解和練習(xí)。Solidworks具有強(qiáng)大的裝配功能，它還可以對裝配體進(jìn)行動(dòng)態(tài)的工作過程的運(yùn)動(dòng)模擬。學(xué)生在Solidworks中通過對這些機(jī)構(gòu)的裝配圖的繪制，能夠很好地理解這些機(jī)構(gòu)中各個(gè)零件的相互位置關(guān)系、裝配方法。這樣，學(xué)生在實(shí)際裝配這些機(jī)構(gòu)的時(shí)候與裝配圖結(jié)合分析，可以輕松地完成這些機(jī)構(gòu)部件的生產(chǎn)裝配訓(xùn)練。

（3）CAD技術(shù)在學(xué)習(xí)鉗工鈑金展開中的應(yīng)用。在鉗工工作中經(jīng)常將一些薄板板料制作成各種曲面形狀鈑金結(jié)構(gòu)或制件，如圓柱曲面、圓錐曲面、圓臺(tái)曲面、異形曲面，各種球面、圓管與矩形管連接件的表面（天圓地方體或天方地圓體等）、各類偏心管件表面、曲面等鈑金冷作件。加工過程中，鉗工需要對這些鈑金冷作件的曲面進(jìn)行展開放樣，即由圖樣得到平面圖形，然后按平面圖形下料、劃線、成型。鈑金冷作件的展開方法基本上有兩種：一是傳統(tǒng)的展開方法，如作圖法、計(jì)算法、系數(shù)法等。它從展開計(jì)算到下料、排樣等都是通過手工完成，周期長，勞動(dòng)強(qiáng)度大，精度低。二是利用軟件展開方法。教師可以直接利用CAD軟件中包含的鈑金設(shè)計(jì)模塊，如Pro/E、UG、SolidWorks等。這類軟件中的鈑金設(shè)計(jì)模塊一般只包括平板沖壓件的輔助設(shè)計(jì)，而沒有彎曲成形的管類鈑金構(gòu)件的設(shè)計(jì)與展開功能。教師還可以利用三維CAD軟件中強(qiáng)大的三維造型功能，對構(gòu)件空間線段進(jìn)行測量，依據(jù)測量尺寸繪制出構(gòu)件在平面上展開的圖形。并可利用三維CAD鈑金展開放樣代替?zhèn)鹘y(tǒng)的作圖法和計(jì)算法求解構(gòu)件線段實(shí)長的方法，這樣只要構(gòu)件造型準(zhǔn)確，計(jì)算機(jī)就可以快速測量出構(gòu)件展開所需的尺寸，其過程簡單、快捷、準(zhǔn)確。

實(shí)踐證明，筆者所在學(xué)院鉗工專業(yè)通過開設(shè)CAD課程，改變了鉗工專業(yè)傳統(tǒng)的教學(xué)方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了教學(xué)效率。

（作者單位：河北省秦皇島技師學(xué)院）endprint