計算機輔助設計相關論文(2)
計算機輔助設計相關論文篇二
《“計算機輔助設計”技能訓練探索》
[摘 要]“計算機輔助設計”為全國中職技能比賽的項目之一，該項目要求學生除了具有熟練的軟件操作技能外，還要具備產(chǎn)品外形的設計生產(chǎn)能力及產(chǎn)品內(nèi)在結構的組裝能力。我結合指導學生參加比賽的經(jīng)驗，進行了計算機輔助設計技能訓練方法的探索與研究。
[關鍵詞]計算機輔助設計 中職技能比賽 訓練方案
一、“計算機輔助設計”項目現(xiàn)狀
2010年全國職業(yè)院校技能大賽新增了“工業(yè)產(chǎn)品設計CAD”項目，隨后在天津市中職比賽中出現(xiàn)該項目。在2013年該項目更改為“計算機輔助設計”項目。
該項目除了要求學生具有熟練的軟件操作技能外，還要具備產(chǎn)品外形的設計能力及產(chǎn)品內(nèi)在結構的組裝能力。因此，該項目并不只是單一的軟件操作或產(chǎn)品設計，而是一項綜合性很強的競技項目。
計算機輔助設計競賽項目是采用Inventor設計軟件進行零部件的建模及裝配。Inventor軟件是Autodesk公司新推出的一個工業(yè)產(chǎn)品設計軟件，美國Autodesk公司繼Autocad，MDT后，推出了一款擁有17項核心專利的三維實體模擬軟件inventor。與其他同類產(chǎn)品相比inventor具有簡單而直觀的設計環(huán)境，快速裝配顯示，自適應裝配，輔助協(xié)作設計和易學易用的特點。inventor主要由零件造型，部件裝配，鈑金，焊接，視圖表達和工程圖紙及渲染等模塊組成，是一個比較完整且相互關聯(lián)的三維設計系統(tǒng)。目前在國內(nèi)還不是主流軟件，因此相關教材較少，在互聯(lián)網(wǎng)上也很難找到相關的學習資料，競賽輔導基本是從零開始的。
二、競賽試題分析
1、軟件應用分析
通過分析近三年全國及天津市職業(yè)學校計算機輔助設計技能大賽試題，在三到四個小時之內(nèi)要完成零件建模，裝配及創(chuàng)意設計，時間非常緊張，不少學生來不及完成。如果在軟件應用上不能做到非常熟練，是不可能取得好成績的。從題目涉及到的inventor軟件知識點來看，實體建模，曲面造型，特征放置，部件裝配，資源中心，工程圖，爆炸圖，場景渲染等方面都有涉及，因此，對inventor軟件這些功能的掌握必需全面，熟練和精準。
2、競賽試題類型分析
工業(yè)產(chǎn)品設計技術技能競賽試題分為基礎設計和設計創(chuàng)新二個模塊，比賽形式均為現(xiàn)場操作。其中，基礎設計模塊要求參賽選手在比賽現(xiàn)場根據(jù)給出的設計圖完成現(xiàn)有產(chǎn)品模型建立與設計表達。需提交的文件包括產(chǎn)品的零部件立體模型、工程圖及渲染效果圖等;設計創(chuàng)新模塊，要求參賽選手在比賽現(xiàn)場根據(jù)給定的設計要求，完成產(chǎn)品的設計創(chuàng)新、模型建立與設計表達。
三、參賽學生的挑選
由于我校沒有對口的專業(yè)，只能在工科專業(yè)中選拔參賽選手。我認為5年制的學生，應該是技能小組挑選學生的重點班級。去年本小組6名停課訓練的學生，今年有4名可以繼續(xù)參加比賽，為以后比賽打下了堅實的基礎。
挑選比賽學生的四個階段：
階段一，加大本小組的宣傳力度，讓盡可能多的學生參與進來，基數(shù)大了才容易找到合適的學生。期間各專業(yè)課老師給予了很大的幫助，初期人數(shù)有60人報名，經(jīng)過能力測試淘汰了30人。
階段二，測試淘汰階段。每兩周進行一次測驗，淘汰30%。經(jīng)過兩次的算選剩余12人。
階段三，自然淘汰階段。經(jīng)過高強度，高難度的練習，意志力較差的學生自然退出，這一階段對學生的了解更加深刻。確定停課訓練的學生。
階段四，模擬競賽階段。賽前通過多次模擬競賽，鍛煉學生的比賽經(jīng)驗，最終根據(jù)成績確定參賽學生。
四、訓練的方式方法
1、嚴抓、廣抓基礎知識。由于該項目是一個新項目，參考資料較少。因此，要先熟悉軟件的命令，從軟件自帶的“幫助”文件著手，逐個命令、逐個參數(shù)進行研究，對軟件熟悉后，再運用命令進行產(chǎn)品的設計。在這期間，和學生通過相互提問各種產(chǎn)品的造型、建模、修飾的方法，再用Inventor軟件進行求證，操作水平得到了很大的提高，也夯實了知識基礎。另外由于該項目涉及了機械方面的基礎知識，特別是機械制圖，因此加入了機械相關基礎的講解。
2、產(chǎn)品分類，舉一反三進行訓練。在熟悉軟件操作后，第二階段就是進行產(chǎn)品的制作。在比賽規(guī)程中，給定了產(chǎn)品的范圍，但時間有限，不可能對范圍內(nèi)的產(chǎn)品都進行練習。于是，我們采用產(chǎn)品分類的方法，舉一反三進行訓練，先把產(chǎn)品以建模的方法進行分類，在每個類別中，再挑選一些構造相對復雜的產(chǎn)品進行練習，這樣，使收到的訓練效果更佳。
3、培養(yǎng)學生的設計意念。對產(chǎn)品的模仿制作達到一定程度后，就進入了競賽訓練的第三個階段，側重培養(yǎng)學生的設計能力。我通過網(wǎng)絡等渠道給學生提供一些優(yōu)秀的工業(yè)產(chǎn)品圖片供學生欣賞，通過這種逐步滲透式的輔導方法，讓學生建立一套自己的審美評判標準。這部分訓練，雖然在本次比賽中未涉及，但我認為這應是該項目今后比賽的發(fā)展趨勢。
4、模擬競賽，提高學生心理素質(zhì)以及臨場應變能力。首先是模擬競賽規(guī)程中規(guī)定的比賽的環(huán)境，讓學生適應;其次是通過請教師來監(jiān)考比賽，增加模擬競賽的緊張氣氛，培養(yǎng)學生臨場不驚的良好心理素質(zhì);還要讓學生在規(guī)定時間內(nèi)完成超量的題目，讓其在時間不足的情況下學會對題目的取舍及鍛煉從容淡定的心理素質(zhì)。
五、訓練方案設計
用inventor軟件設計小型消費電子產(chǎn)品的零件造型，主要采用項目教學法。為了充分發(fā)揮學生的設計才能，我要求每個學生提出自己的設計方案并徒手畫出設計草圖。其目的是培養(yǎng)學生的審美能力，并提醒學生在運用計算機輔助設計技術的同時必須首先注重創(chuàng)意和革新。以除濕器為例，教學時間為四周，安排如下：
第一周，要求學生掌握參數(shù)化實體模擬的技能。這些技能包括制作和修改草圖，制作由拉伸，旋轉，放樣，掃移，穿孔，挖殼及環(huán)圈實體特征構成的零件。并在零件上放置圓邊，倒角，斜面，線性陣列，環(huán)形陣列，鏡向重復特征。在零件制作的過程中特別強調(diào)工作點，工作軸和工作面的建立和使用，以培養(yǎng)學生的空間概念及構造復雜零件的能力。
第二周，要求學生熟練掌握四種基本裝配約束條件的應用，這四種裝配約束條件包括結合，角度，切面和插入。在這個基礎上，進一步要求學生了解導出的約束條件的使用及在裝配的狀態(tài)下制作新的零件，在此基礎上!學生可進一步理解自適應技術的重要性。
第三周，要求學生掌握工程圖和爆炸圖的制圖技能。inventor提供了創(chuàng)建二維工程圖，零件圖和裝配圖的功能，而且可以做到二維與三維相關聯(lián)更新，但是工程圖中有大量的人為規(guī)定。例如簡化畫法，縱向筋按不剖處理，以及過渡線的處理。目前的三維軟件都不能很完美地生成各種視圖!這就要求我們利用inventor在工程圖環(huán)境下進入草圖模式對工程圖進行修改，對視圖進行改造，以符合我國的制圖標準和行業(yè)標準。這一階段，學生需要學習大量制圖的有關規(guī)定。
第四周，讓學生熟悉inventor studio是inventor的一個附加模塊。具有獨特的環(huán)境。它能夠對inventor創(chuàng)建的零件及裝配進行渲染和制作動畫，生成具有真實效果的渲染圖片及裝配動畫效果的多媒體文件。我們主要是依照真實物體進行拆解，測繪，完成物體的抄畫。
除了認真研究比賽試題，嚴格挑選學生，嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度，做好教學計劃之外，要獲得更好的比賽成績，老師和學生還要付出更多的努力。
參考文獻
[1] 劉永翔，蔡碩.計算機輔助產(chǎn)品造型設計.機械工業(yè)出版社.2009.7.
[2] 楊熊炎.計算機輔助工業(yè)設計教學實踐思考.廣西輕工業(yè).2011.3.
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