淺談Pro/E軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

劉松玲

（河南省南陽(yáng)工業(yè)學(xué)校   河南  南陽(yáng)   473035）

Pro/ENGINEER作為CAD/CAM/CAE系統(tǒng)集成軟件，為用戶提供了全方位的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)功能，集零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組裝、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工、工程圖繪制等功能于一體，可為用戶構(gòu)成十分便捷、功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)及分析工作平臺(tái)，解決大量原本看來(lái)可能較為棘手的工程問(wèn)題。

在《機(jī)械制圖課程》課程教學(xué)中，Pro/E軟件的應(yīng)用是全面的。例如：運(yùn)用Pro/E的format模塊幫助學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課中“國(guó)標(biāo)圖幅或標(biāo)題欄”等；用曲面創(chuàng)建功能來(lái)輔助三維投影面的教學(xué)；用實(shí)體造型輔助點(diǎn)、線、面的投影規(guī)律教學(xué)；用part模塊和drawing模塊輔助三視圖投影教學(xué)和根據(jù)投影想象實(shí)體的訓(xùn)練；用Pro/E的裝配模塊結(jié)合動(dòng)畫、機(jī)械模擬模式輔助裝配圖教學(xué)和組合體視圖教學(xué)等。

下面主要介紹在三視圖投影知識(shí)教學(xué)中運(yùn)用Pro/E軟件功能的情況，可以從中體會(huì)全面運(yùn)用該軟件的方法及產(chǎn)生的教學(xué)效果。

1.教學(xué)中可以運(yùn)用Pro/E對(duì)課本上及習(xí)題集中二維圖形所對(duì)應(yīng)的實(shí)體模型進(jìn)行制作，上課時(shí)可以結(jié)合投影設(shè)備演示翻轉(zhuǎn)、修改、再生等過(guò)程；對(duì)零件及裝配關(guān)系也可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。通過(guò)實(shí)體模型和動(dòng)態(tài)仿真使學(xué)生能夠更直觀地進(jìn)入真實(shí)的三維空間，從感性上理解了三維實(shí)體的結(jié)構(gòu)與相對(duì)位置。同時(shí)也架起了投影視圖與實(shí)體之間的橋梁，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握，有效地培養(yǎng)學(xué)生思維、想象、創(chuàng)造、構(gòu)形的能力。

由于學(xué)生的空間想象能力需要比較長(zhǎng)時(shí)間的鍛煉才能形成，開(kāi)始階段很難直接掌握利用三視圖想象出空間實(shí)體，或者僅憑投影規(guī)律完成由三維零件繪制出正確的零件三視圖。如果不能采取有效方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與學(xué)習(xí)興趣，就會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)本課程的厭惡感、恐懼感，這是專業(yè)課教學(xué)過(guò)程中最忌諱的問(wèn)題，也是老師最不愿意碰到的情況。

2.隨著教學(xué)的深入，學(xué)生的學(xué)習(xí)困難會(huì)集中到：不會(huì)將若干個(gè)基本形體組合成組合形體等問(wèn)題上，這時(shí)也需要利用三維模型來(lái)輔助他的思維過(guò)程。比如各個(gè)基本形體之間的交線（相貫線或截交線）形成與繪制，這部分是教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，通常學(xué)生是很難想象的，但是利用 Pro/E 在計(jì)算機(jī)上制作模型時(shí)，就已經(jīng)自動(dòng)完成各個(gè)形體的相貫和截交。整個(gè)過(guò)程都自動(dòng)完成，直觀而又方便。雖然這部分工作是由老師完成的，但利用 Pro/E 來(lái)輔助學(xué)生的空間想象思維，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)就是降低了學(xué)習(xí)的困難程度，提高了學(xué)生對(duì)形體組合的空間想象能力。這樣，利用 Pro/E 進(jìn)行制圖課程教學(xué)，就可以收到費(fèi)時(shí)少、見(jiàn)效快的效果。 下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，來(lái)了解 Pro/E在機(jī)械制圖課教學(xué)中的應(yīng)用。

（圖一）                      （圖二）

圖    圖中的組合體為圓錐和圓柱疊加，并有兩個(gè)圓柱相貫線，同時(shí)圓錐中切割了圓柱孔。圖一和圖三表達(dá)的是不同直徑圓柱相交的相貫線情況；圖二表達(dá)的是兩圓柱直徑相等時(shí)相交得到相貫線的情況。由以上3 個(gè)圖對(duì)比，就可以很清楚地理解柱柱相交和柱錐相交的相貫線的情況，     （圖三）

很容易理解當(dāng)直徑相等時(shí)，主視圖的相貫線表現(xiàn)為直線，而當(dāng)直徑不等時(shí)，相貫線總是趨于拱向直徑大的幾何形體。而這些變化過(guò)程只需要在Pro/E中修改相應(yīng)圓柱的值，就可以很容易地得到變化。學(xué)生也可以很清晰地通過(guò)動(dòng)態(tài)變化來(lái)理解這一部分內(nèi)容。                         

3.在Pro/E中由零件圖可直接生成三視圖，并在調(diào)節(jié)三視圖時(shí)，當(dāng)移動(dòng)主視圖時(shí)，其他兩視圖一起相應(yīng)的移動(dòng)，而移動(dòng)其他兩視圖時(shí)，俯視圖只能相對(duì)于主視圖上下移動(dòng)，左視圖只能相對(duì)于主視圖左右移動(dòng)。這同時(shí)也進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)于視圖的形成，以及主俯視圖“長(zhǎng)對(duì)正” ，主左視圖 “高平齊”，俯左視圖“寬相等” 這一視圖的投影規(guī)律的理解。

在《模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中Pro/E提供了專門的工具進(jìn)行模具設(shè)計(jì)， 并提供了設(shè)計(jì)模具的的一般方法。通過(guò) Pro/E可以讓學(xué)生直觀地體會(huì)什么是“拔模斜度”，什么是“分模”等， 金屬工藝學(xué)的理論和金工實(shí)習(xí)的實(shí)踐，可以讓學(xué)生初步了解鑄造車間的主要工作流程和鑄造件形成的步驟，學(xué)習(xí)如何合理地對(duì)鑄造件進(jìn)行分模，以及澆口和冒口的合理設(shè)置，還可以運(yùn)用 Pro/E的模具設(shè)計(jì)功能來(lái)模擬，通過(guò)模擬設(shè)計(jì)某一鑄件的模具，加深學(xué)生對(duì)模具設(shè)計(jì)理論的理解，提高學(xué)生實(shí)際運(yùn)用知識(shí)的能力。

在《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)中，將平面的、靜止的研究對(duì)象(如凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)、等)，清晰、生動(dòng)、形象地展示在我們面前，難點(diǎn)也變得容易理解。運(yùn)動(dòng)仿真可將靜止抽象的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)化和具體化，平面四桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)效果在Pro/E環(huán)境中得以淋漓盡致發(fā)揮，不僅可以觀察到各構(gòu)件的組裝情況，還可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和運(yùn)動(dòng)分析，是《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)與Pro/E軟件CAE功能應(yīng)用的完美結(jié)合。

通過(guò)Pro/E軟件，可以提高學(xué)生對(duì)很多課程內(nèi)容的理解和掌握，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的積極性和創(chuàng)造性,對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了積極的促進(jìn)作用。

   劉松玲