第一篇：淺談三維CAD技術(shù)在教學(xué)和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

淺談三維CAD技術(shù)在教學(xué)和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

湖南省勞動(dòng)人事學(xué)校張志明

摘要：CAD技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等領(lǐng)域中最有影響的一項(xiàng)高新應(yīng)用技術(shù)。CAD系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法與生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的變化，已經(jīng)產(chǎn)生、必然繼續(xù)產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù)；設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一體化；教學(xué)與設(shè)計(jì)

現(xiàn)代化教學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新是21世紀(jì)職業(yè)學(xué)校和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之所在，而產(chǎn)品創(chuàng)新既是技術(shù)創(chuàng)新的主要組成部分，也是技術(shù)創(chuàng)新的物化成果和集中體現(xiàn)，同時(shí)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵。

一、CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

了解CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)推廣應(yīng)用技術(shù)是十分重要的，有利于CAD方案設(shè)計(jì)、選型適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。總的來(lái)說(shuō)，CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾方面：

(1)基于32/64位微機(jī)的Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)的CAD系統(tǒng)倍受歡迎，象Pro/E、I-DEAS等運(yùn)行于工作站的軟件也紛紛推出微機(jī)版。

(2)二維繪圖與三維實(shí)體建模一體化，基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件應(yīng)當(dāng)是CAD系統(tǒng)的主要功能要求。同時(shí)要求CAD與CAPP、CAM、CAE信息集成，提供符合IGES、STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技術(shù)解決方案是當(dāng)前CAD軟件的一個(gè)重要特點(diǎn)，也就是要求CAD軟件能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下支持協(xié)同設(shè)計(jì)、異地設(shè)計(jì)和信息共享。

(4)支持并行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品數(shù)字管理(PDM)一體化集成。

(5)CAD系統(tǒng)的智能化、可視化和標(biāo)準(zhǔn)化。

二、現(xiàn)代化教學(xué)已充分認(rèn)識(shí)到多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，并使之廣泛應(yīng)用，而三維CAD技術(shù)對(duì)教學(xué)也有很大的幫助

1、在教學(xué)很多課程需要實(shí)物模型幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式是利用實(shí)物或者教師自制簡(jiǎn)單模型。存在的問(wèn)題是實(shí)物攜帶困難，根據(jù)教學(xué)需要更改模型的可操作性也不大，自制模型簡(jiǎn)單，缺少變化，并且要花費(fèi)教師的很多時(shí)間，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的年輕教師完成這項(xiàng)工作也有困難。如果沒(méi)有模型，僅僅依靠講解，這樣要想把一個(gè)立體結(jié)構(gòu)講清楚又是很困難的事情，對(duì)于缺少對(duì)實(shí)物感官認(rèn)識(shí)的學(xué)生理解沒(méi)有模型的講解不是一個(gè)簡(jiǎn)單的事情，這個(gè)過(guò)程很容易出現(xiàn)偏差。

2、教學(xué)中存在的另一個(gè)問(wèn)題是傳統(tǒng)的教學(xué)模型更新?lián)Q代的速度慢，而幾十年不變的教學(xué)模型已不能滿足教學(xué)和科技時(shí)代不斷進(jìn)步的需要，傳統(tǒng)教學(xué)模型基本上不能夠修改，更換時(shí)的問(wèn)題是新模型或?qū)嵨锍杀靖撸f模型基本沒(méi)有再利用的價(jià)值。

3、三維CAD技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用完全可以避免傳統(tǒng)教具的缺點(diǎn)，它在具有實(shí)物教具直觀，容易理解的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，克服了傳統(tǒng)教具的不足，避免了攜帶困難，模型修改方便，添加新模型的成本低（計(jì)算機(jī)建模），學(xué)生根據(jù)自己的理解也可自己和建立新模型，達(dá)到降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。另一方面，使學(xué)生在學(xué)習(xí)階段就能不斷了解新技術(shù)，也為之將來(lái)走向社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。

三、三維CAD設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)

1、設(shè)計(jì)手段的計(jì)算機(jī)化。現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)已離不開(kāi)計(jì)算機(jī)的參與和支持，計(jì)算機(jī)已成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的必備工具，這一點(diǎn)已經(jīng)被現(xiàn)代企業(yè)、學(xué)校在計(jì)算機(jī)應(yīng)用的實(shí)際情況所證實(shí)。三維CAD技術(shù)正是充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)優(yōu)勢(shì)的有力工具。

2、設(shè)計(jì)范疇的擴(kuò)大化。現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念已不僅是產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)、性能、工藝等的設(shè)計(jì)，還應(yīng)包括與之相關(guān)的一切過(guò)程。而三維CAD技術(shù)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的CAE（計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)）；CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)）；NCP（數(shù)控編程系統(tǒng)）；PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)）等提供完整統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息，大大地簡(jiǎn)化后續(xù)工作，優(yōu)化整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

3、設(shè)計(jì)過(guò)程的并行化和智能化。局域網(wǎng)和INTERNET的普及，已使絕大多數(shù)人認(rèn)識(shí)到，網(wǎng)絡(luò)將是二十一世紀(jì)發(fā)展的首選工具。一個(gè)大中

型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不是一個(gè)人或少數(shù)幾個(gè)人就能夠完成的，而網(wǎng)絡(luò)將這種設(shè)計(jì)任務(wù)的并行性的可能性大大提高。三維CAD技術(shù)使得設(shè)計(jì)人員之間的交流更容易，減少了交流過(guò)程中的不必要錯(cuò)誤，網(wǎng)絡(luò)交流更直觀。

（1）設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一體化。計(jì)算機(jī)技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已從以往的計(jì)算、繪圖和制造發(fā)展到當(dāng)今的三維建模、虛擬制造、智能設(shè)計(jì)及CAD／CAE／CAM集成階段。三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件作為當(dāng)今最先進(jìn)的CAD軟件，在發(fā)達(dá)國(guó)家與工程設(shè)計(jì)有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。比如：美國(guó)福特公司為迎接21世紀(jì)而制定的革命性的技術(shù)發(fā)展計(jì)劃《FORD2000》，應(yīng)用三維CAD技術(shù)后將新型汽車開(kāi)發(fā)周期從18個(gè)月壓縮到12個(gè)月，減少了90％的實(shí)物模型，減少新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更改50％以上，減少新汽車試制成本50％，提高投資收益30％。波音公司新一代777客機(jī)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了“無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)”，其先進(jìn)的CAD／CAM技術(shù)，走在了全世界的前面。

（2）強(qiáng)調(diào)顧客參與化。新世紀(jì)需求的產(chǎn)品內(nèi)涵是一組能滿足消費(fèi)需求的理解，需求是產(chǎn)品存在和發(fā)展的先決條件。那么一個(gè)優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮消費(fèi)者的意見(jiàn)，應(yīng)盡力讓消費(fèi)者參與到設(shè)計(jì)中來(lái)，這樣就必須讓消費(fèi)者充分理解設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖，而一個(gè)消費(fèi)者大多數(shù)不具備理解產(chǎn)品圖紙的專業(yè)知識(shí)，這時(shí)設(shè)計(jì)的直觀性就顯得非常重要。

（3）追求產(chǎn)品的精神功能和環(huán)保性。這一點(diǎn)是在設(shè)計(jì)者思想重視的同時(shí)，依靠設(shè)計(jì)能力的和設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高來(lái)保證的。

（4）分行業(yè)進(jìn)行基礎(chǔ)件、標(biāo)準(zhǔn)通用件的二維和三維建庫(kù)工作。目前，二維建庫(kù)的工作已較成熟，三維實(shí)體設(shè)計(jì)是發(fā)展方向，二維與三維相互結(jié)合應(yīng)是國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)用CAD的一種模式。

四、對(duì)CAD應(yīng)用人才的培養(yǎng)

CAD技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵在于人才。企業(yè)應(yīng)首先注意加強(qiáng)CAD技術(shù)應(yīng)用人才的培養(yǎng)。企業(yè)人才培養(yǎng)的重點(diǎn)是應(yīng)用好軟件，解決實(shí)際問(wèn)題。高等院校和科研單位的人才重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)。一般來(lái)說(shuō)，中小型企業(yè)自己培養(yǎng)CAD技術(shù)的開(kāi)發(fā)人才是不適宜的。應(yīng)走合作開(kāi)發(fā)應(yīng)用的道路。

現(xiàn)代三維CAD技術(shù)正逐步走向成熟，微機(jī)平臺(tái)技術(shù)也已開(kāi)始在實(shí)踐中發(fā)揮作用，并且以其對(duì)硬件要求不高，操作簡(jiǎn)便，容易上手，價(jià)格較

低（國(guó)產(chǎn)“金銀花“MDA系統(tǒng)價(jià)格已低于￥5000）等優(yōu)點(diǎn)，已被學(xué)校和中小型企業(yè)接受，希望這種技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)校和企業(yè)帶來(lái)效益，提高學(xué)校和企業(yè)的整體設(shè)計(jì)能力，在二十一世紀(jì)的技術(shù)創(chuàng)新中發(fā)揮作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 路清獻(xiàn)AUTOCAD2004教程電子工業(yè)出版社，2006.[2] 張小寧深化推廣應(yīng)用CAD技術(shù)存在的問(wèn)題郵電出版社，2003.作者簡(jiǎn)介：張志明、執(zhí)教于湖南省勞動(dòng)人事學(xué)校（湖南技師學(xué)院），中專高講、省級(jí)專業(yè)帶頭人、國(guó)家級(jí)骨干教師、赴德進(jìn)修教師。研究方向：機(jī)械制造、設(shè)計(jì)、模具及數(shù)控。

第二篇：基于Inventor三維設(shè)計(jì)在教學(xué)中的應(yīng)用

基于Inventor三維設(shè)計(jì)在教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：基于Inventor三維設(shè)計(jì)的教學(xué)應(yīng)用，可以提高教師的教學(xué)水平和學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，使學(xué)校能夠培養(yǎng)更多適合現(xiàn)代生產(chǎn)方式和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的技能型創(chuàng)新人才。

關(guān)鍵詞：Inventor三維設(shè)計(jì)；教學(xué)；應(yīng)用

一、Inventor

Inventor是美國(guó)AutoDesk公司研發(fā)的三維可視化實(shí)體模擬軟件，目前主要有基于AutoCAD的二維制圖軟件；三維設(shè)計(jì)軟件；另外還包括束線和纜線設(shè)計(jì)、PCBIDF文件輸入、管道設(shè)計(jì)、基于ANSYS技術(shù)的FEA功能模塊。Inventor是基于裝配和工程制圖以及三維參數(shù)化零件制作的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，其與AutoCAD相互兼容，具有草繪功能，快速智能的2D自適應(yīng)布局，能夠簡(jiǎn)便地從三維向二維轉(zhuǎn)換，且自動(dòng)尺寸標(biāo)注能夠?qū)θ筷P(guān)鍵尺寸標(biāo)注進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注，包括機(jī)械零件庫(kù)。Inventor具有掃掠特征、拉伸與旋轉(zhuǎn)、螺旋體成型等方法，具有金屬盒多種機(jī)械零件、工程圖與零件表、生成組合與展示的功能。

二、Inventor的特征

特征是裝配模型和三維零件模型的基礎(chǔ)單元，Inventor的特征主要分為：零件特征、基礎(chǔ)特征、放置特征、草圖特征、定位特征。零件特征是指零件幾何數(shù)據(jù)和幾何造型的表達(dá)；定位特征是創(chuàng)建和坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，例如：工作點(diǎn)、工作軸、工作面，分別對(duì)應(yīng)幾何概念中的坐標(biāo)原點(diǎn)，坐標(biāo)軸、標(biāo)平面；草圖特征是指首先創(chuàng)建草圖，再使用相關(guān)聯(lián)的特征建立功能，從而根據(jù)草圖生成實(shí)體。

三、在教學(xué)中的應(yīng)用

Inventor三維設(shè)計(jì)在教學(xué)中的應(yīng)用，可以有效加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際工程的設(shè)計(jì)能力，可以強(qiáng)力促進(jìn)機(jī)械制造專業(yè)的發(fā)展，可以大力培養(yǎng)高技能的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。以某學(xué)院基于三維設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的模式為例。

1.AutoCAD和Inventor的無(wú)縫過(guò)渡。利用AutoCAD的兼容快捷功能、Inventor的可識(shí)別圖標(biāo)、光標(biāo)提示和設(shè)計(jì)環(huán)境，在基于三維設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力培養(yǎng)中，可以實(shí)現(xiàn)AutoCAD和Inventor三維設(shè)計(jì)的無(wú)縫過(guò)渡。

2.Inventor以視覺(jué)語(yǔ)集加快建模速度。通過(guò)Inventor界面的視覺(jué)語(yǔ)集和設(shè)計(jì)要求對(duì)減速器三維模型進(jìn)行創(chuàng)建，這樣可以有效促進(jìn)學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)，可以加快建模速度和節(jié)省建模時(shí)間，從而使學(xué)生有更多精力專注于創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3.通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬對(duì)工作原理進(jìn)行體驗(yàn)。學(xué)生在設(shè)計(jì)初期難以預(yù)先了解設(shè)計(jì)思維是否合理，而Inventor的運(yùn)動(dòng)約束功能可以通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)模擬的演示，使學(xué)生快速明白減速器的工作原理；利用Inventor的分析裝配約束，可以識(shí)別剛體和轉(zhuǎn)換仿真運(yùn)動(dòng)連接；利用Inventor草圖修改工具和草圖繪制中幾何約束的功能，可以使學(xué)生在裝配模型和創(chuàng)建零件之前，評(píng)估設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)材質(zhì)顏色完整表達(dá)設(shè)計(jì)思想。

4.提供全方位數(shù)字樣機(jī)的方案。利用Inventor Professional提供的設(shè)計(jì)工具，可以使學(xué)生創(chuàng)建精確度較高的三維數(shù)字樣機(jī)，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)初期的設(shè)計(jì)裝配、外型、功能等進(jìn)行驗(yàn)證。另外，Inventor的應(yīng)力分析和運(yùn)動(dòng)仿真功能可以幫助學(xué)生驗(yàn)證和優(yōu)化設(shè)計(jì)。由此可見(jiàn)，Inventor給學(xué)生提供良好的三維設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境，可以有效加速學(xué)生設(shè)計(jì)思想的實(shí)踐過(guò)程，和提高學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)能力和課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)效率。

四、歐特克應(yīng)用

學(xué)校通過(guò)歐特克技術(shù)產(chǎn)品與先進(jìn)理念的展示與整合，教學(xué)和科研項(xiàng)目的實(shí)施，加強(qiáng)了老師技術(shù)研發(fā)、技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)咨詢、服務(wù)推廣等方面的能力；通過(guò)“歐特克應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室”加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)際的設(shè)計(jì)能力和促進(jìn)了學(xué)院工程建筑與機(jī)械制造專業(yè)的發(fā)展。為了提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和拓展學(xué)院的建筑教學(xué)，學(xué)院在歐特克應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室下開(kāi)發(fā)了“設(shè)計(jì)創(chuàng)意教學(xué)中心”和“建筑工程設(shè)計(jì)中心”。通過(guò)“設(shè)計(jì)創(chuàng)意教學(xué)中心”的實(shí)踐，學(xué)院的學(xué)習(xí)環(huán)境和企業(yè)文化都得到了有效改善。例如：歐特克技術(shù)的應(yīng)用使學(xué)生可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)字視覺(jué)化的渲染，這樣不僅節(jié)約了設(shè)計(jì)實(shí)踐的投入，還提高了課程設(shè)計(jì)教學(xué)的專業(yè)性。而學(xué)生的設(shè)計(jì)成果大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)激情，使學(xué)生在技術(shù)服務(wù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、營(yíng)銷管理等內(nèi)容學(xué)習(xí)上更有激情。另外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)也獲得了大量的科研成果，并在國(guó)家自然科學(xué)基金的項(xiàng)目方面發(fā)表了很多高品質(zhì)和高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文。

利用Inventor平臺(tái)實(shí)行信息化的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以形成交互式的教學(xué)氛圍和數(shù)字化的教學(xué)資源，從而實(shí)現(xiàn)教育資源的共享和對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)具有針對(duì)性教學(xué)方法與信息化建設(shè)的教學(xué)理念，這樣不僅可以變革教學(xué)模式，還能加強(qiáng)教師的信息化素養(yǎng)和學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。Inventor課程的教學(xué)中使用模塊化教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容主要有學(xué)生練習(xí)、課堂筆記、數(shù)據(jù)庫(kù)，建筑信息模型、數(shù)字原型樣機(jī)技術(shù)。通過(guò)Inventor的教學(xué)，為設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具的探索提供了研究平臺(tái)，為學(xué)生設(shè)計(jì)能力和思維能力的提升提供了鍛煉平臺(tái)。

“設(shè)計(jì)創(chuàng)意教學(xué)中心”匯集了多領(lǐng)域的專家和跨學(xué)科的教學(xué)方法探討機(jī)械，并在課程設(shè)計(jì)教學(xué)中全面使用Inventor三維設(shè)計(jì)的教學(xué)方案。目前，3D技術(shù)已經(jīng)逐漸成為課程開(kāi)發(fā)和學(xué)生學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。每位學(xué)生要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，而歐特克方案可以使學(xué)生通過(guò)3D建模有效展示設(shè)計(jì)模型，并對(duì)模型進(jìn)行視覺(jué)化渲染和零件變化的模擬分析，另外，通過(guò)歐特克3D設(shè)計(jì)課件和設(shè)計(jì)工具，學(xué)生可以在設(shè)計(jì)方案的探索中預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)可行度。由此可見(jiàn)，3D技術(shù)不僅豐富了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)還貼近了行業(yè)要求。由于歐特克實(shí)驗(yàn)室提供了創(chuàng)新環(huán)境，而在基于創(chuàng)新環(huán)境下的課程設(shè)計(jì)教學(xué)中，老師可以模擬真實(shí)案例，學(xué)生可以進(jìn)行小組合作，因此學(xué)生的制圖水平逐漸提高，制圖細(xì)節(jié)更加清晰，思想能力和評(píng)價(jià)能力更有科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張憲立.基于Inventor三維設(shè)計(jì)在教學(xué)中的應(yīng)用[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2013，26（3）：174-175.[2]楊崇英，楊宏濤.基于Inventor的工程制圖教學(xué)方法的探索和研究[J].北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，29.[3]王侃.用Inventor進(jìn)行三維設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，2000，12.[4]唐明晰，鄭繼昌.Inventor在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)及科研中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2000，S1.[5]邢艷秋.淺談三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2013（13）：102.DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2013.13.052.（作者單位：蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校）

第三篇：淺談CAD在教學(xué)中的應(yīng)用（推薦）

淺談CAD在教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：CAD在最近幾十年使用較多，作為一種機(jī)械繪圖軟件被廣泛用于機(jī)械加工中，使用CAD軟件能夠大大的縮短我們繪圖時(shí)間，而且能解決很多生產(chǎn)中面對(duì)的問(wèn)題。本文主要對(duì)CAD在教學(xué)中的應(yīng)用情況，講述了CAD發(fā)展的意義，接著講述了CAD在教學(xué)中的使用，然后對(duì)其在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展進(jìn)行綜述，最后對(duì)CAD在教學(xué)中的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：CAD；教學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.223

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，CAD軟件在機(jī)械、建筑、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域被廣泛使用。隨著CAD技術(shù)的不斷普及，很多專業(yè)都把CAD和教學(xué)相結(jié)合，如何在教學(xué)中。

隨著計(jì)算技術(shù)在我國(guó)的飛速發(fā)展和應(yīng)用，社會(huì)正在不斷淘汰以前的劣質(zhì)產(chǎn)品，并且著重效率的發(fā)展，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上。CAD在教學(xué)中的使用越來(lái)越廣泛，尤其是近幾年更是越加普及，CAD的聯(lián)合教學(xué)能夠使學(xué)生更加容易社會(huì)，而且能夠創(chuàng)造更多的價(jià)值，CAD在很多機(jī)械企業(yè)和建筑企業(yè)是一個(gè)不可缺少的軟件，因此讓學(xué)生能夠快速學(xué)會(huì)并且熟練使用CAD非常重要，CAD具有的功能繁多，快捷鍵很多，很多都是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摸索出來(lái)的。

1.1 CAD在教學(xué)中的應(yīng)用

CAD作為輔助設(shè)計(jì)軟件側(cè)重于操作技能而不是我們對(duì)書(shū)名的抄襲，一種圖可能通過(guò)不同的人其畫(huà)法不同。這就要求學(xué)生根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況靈活地使用這些命令。傳統(tǒng)的教學(xué)方法一般是以教材為依據(jù)的學(xué)生，老師解釋了幾個(gè)命令，然后讓學(xué)生練習(xí)在計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容完成一個(gè)單元，然后全面實(shí)踐，得出一個(gè)或兩個(gè)例子。這使得教學(xué)秩序和實(shí)踐上分別，不及時(shí)繪制和結(jié)合案例，學(xué)生往往可以理解和實(shí)踐，但真正畫(huà)出一個(gè)完整的例子圖，但不是針對(duì)柔性的實(shí)際應(yīng)用狀況了解的命令，有的甚至學(xué)了忘了前面和后面。同時(shí)，由于講課過(guò)程中沒(méi)有結(jié)合實(shí)例，學(xué)生的積極性不夠高，實(shí)踐中也缺乏興趣。

1.2 CAD發(fā)展的領(lǐng)域

1.2.1 工業(yè)制造領(lǐng)域

CAD在傳統(tǒng)制造業(yè)中可以能夠促進(jìn)產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)，同時(shí)也能提高其高效率，如汽很多制造業(yè)，像富士康和汽車生產(chǎn)線大量使用CAD軟件，很多自動(dòng)化生產(chǎn)線也需要使用CAD去規(guī)劃。

1.2.2 教學(xué)領(lǐng)域

CAD軟件的運(yùn)用現(xiàn)在在機(jī)械化和自動(dòng)化這個(gè)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一門(mén)必須課。CAD軟件具有很多的快捷命令，而且其繪圖標(biāo)準(zhǔn)和我們手工繪圖圖紙的標(biāo)準(zhǔn)是一樣的，所以在繪圖時(shí)，我們根據(jù)其具體模型對(duì)其長(zhǎng)寬高線寬等要求進(jìn)行設(shè)置，形位公差的要求，一定要一一注明，我們畫(huà)好的圖大多時(shí)候是要那去加工的，如果不按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，加工中就看不懂圖紙。

CAD在建筑方面的使用，尤其是房子的框架等，每一個(gè)行業(yè)的CAD要求不一樣，線寬要求也不一樣，因此在設(shè)置時(shí)一定根據(jù)不同的專業(yè)對(duì)格式要求進(jìn)行確定，CAD繪圖講究嚴(yán)謹(jǐn)性。CAD軟件的使用大大的降低了繪圖所用的時(shí)間，它的特點(diǎn)是通過(guò)編程來(lái)完成預(yù)期的各種任務(wù)，在結(jié)構(gòu)和性能上的人和機(jī)的優(yōu)勢(shì)，特別是反映了人類的智力和適應(yīng)性。CAD的普及加快了其在各個(gè)領(lǐng)域的使用，同時(shí)其創(chuàng)造的價(jià)值也是不可估量的。CAD教學(xué)的方式

CAD教學(xué)應(yīng)該采用案例教學(xué)發(fā)，案例教學(xué)法就是一個(gè)已經(jīng)存在的模型對(duì)其進(jìn)行實(shí)例講解，并且在分析案例的時(shí)候始終把握以教學(xué)為中心，把CAD的一些命令操作結(jié)合案例進(jìn)行講解這樣學(xué)生更加容易接受，而不是空洞的講，這樣效果也明顯，在案例講完之后，給每個(gè)組發(fā)一個(gè)類似的模型，要他們?cè)谡n堂上對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行消化，并對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行畫(huà)圖和標(biāo)注，然后再進(jìn)行檢查評(píng)分，這樣就能達(dá)到更加好的效果。主要特點(diǎn)：（1）教學(xué)過(guò)程要從這個(gè)專業(yè)角度去講，而不能拿著土木的圖紙對(duì)機(jī)械相關(guān)的學(xué)生進(jìn)行講解。（2）在教學(xué)的過(guò)程中要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于軟件的熱愛(ài)之情。（3）時(shí)不時(shí)發(fā)布討論會(huì)，讓學(xué)生講自己遇到的困難和難題然后給出解決方案。

案例教學(xué)法的前提是選擇適當(dāng)?shù)那闆r下，根據(jù)不同的專業(yè)選擇不同的案例進(jìn)行講解，從“現(xiàn)代工程制圖課程”，國(guó)家CAD技術(shù)水平（計(jì)算機(jī)圖形學(xué)部門(mén)）選擇測(cè)試或CAD材料，也可以由繪制由教師自己根據(jù)其工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇。在模型的選擇時(shí)主要圍繞以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)于不同階段的學(xué)生要求不一樣。

二、示例圖的難度應(yīng)是漸進(jìn)的，且有一定的遞進(jìn)關(guān)系。第三、每個(gè)案例圖應(yīng)該有區(qū)別和共同點(diǎn)，可以用不同的順序做，讓學(xué)生了解CAD的奧秘。如何實(shí)踐

實(shí)踐一直是我們考慮的重點(diǎn)，也是我們多所學(xué)知識(shí)的一次利用，CAD軟件的學(xué)習(xí)也是如此，不管你理解如何都是要?⒗礪圩?化為實(shí)踐。案例教學(xué)法的第一個(gè)也是最重要的部分是教師的講課。老師在每一個(gè)指令后立即讓學(xué)生做練習(xí)。這樣做的好處是學(xué)生可以及時(shí)掌握命令的操作。如果老師在CAD教學(xué)講解完之后，學(xué)生能夠理解，這樣就會(huì)給學(xué)生很容易引起“學(xué)一堆命令，說(shuō)得嚴(yán)密說(shuō)理，爭(zhēng)論得相當(dāng)莫名其妙”的現(xiàn)象，教學(xué)效果會(huì)大打折扣。

案例法的另一個(gè)重要方面是計(jì)算機(jī)上的實(shí)踐。計(jì)算機(jī)實(shí)踐不僅可以提高學(xué)生的實(shí)踐能力，而且有機(jī)會(huì)檢驗(yàn)教學(xué)效果，發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問(wèn)題。學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中需要做大量的案例練習(xí)，實(shí)踐中也存在許多問(wèn)題，老師應(yīng)該當(dāng)場(chǎng)回答。針對(duì)學(xué)生作業(yè)存在的問(wèn)題，要?dú)w納總結(jié)，找出根本原因并當(dāng)場(chǎng)講評(píng)。總結(jié)

本文主要對(duì)CAD在工業(yè)中的應(yīng)用情況以及其使用范圍進(jìn)行了該市，講述了CAD發(fā)展的意義，在電腦教學(xué)的過(guò)程中，應(yīng)用了很多電腦應(yīng)用軟件如AUTOCAD、WORD文檔、Protel DXP它們的功能強(qiáng)大應(yīng)用范圍廣，很大地提高了工作效率。

學(xué)生通過(guò)使用CAD的鍛煉和誰(shuí)，讓他們對(duì)CAD和Word以及Protel DXP的應(yīng)用水平有了許多進(jìn)步，也了解了很多標(biāo)準(zhǔn)件的畫(huà)法。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：三維CAD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是什么

三維CAD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是什么、是否要用三維CAD替代二維CAD系統(tǒng)？ 隨著CAD基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)CAD系統(tǒng)的功能要求也越來(lái)越高。設(shè)計(jì)人員不再僅僅滿足于借助CAD系統(tǒng)來(lái)達(dá)到“甩圖版”的目的。而是希望它能從本質(zhì)上減輕大量簡(jiǎn)單煩瑣的工作量，使他們能集中精力于那些富有創(chuàng)造性的高層次思維活動(dòng)中。由于三維CAD系統(tǒng)具有可視化好、形象直觀、設(shè)計(jì)效率高、以及能為企業(yè)數(shù)字化的各類應(yīng)用環(huán)節(jié)提供完整的設(shè)計(jì)、工藝、制造信息等優(yōu)勢(shì)，使其取代傳統(tǒng)的純二維CAD系統(tǒng)已成為歷史發(fā)展的必然。

通過(guò)對(duì)二維和三維CAD系統(tǒng)的分析，可以看到：三維CAD系統(tǒng)有較好的造型工具，能實(shí)現(xiàn)“自頂向底”和“自底向頂”等設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)裝配等復(fù)雜設(shè)計(jì)過(guò)程，使設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程；隨著零件復(fù)雜程度的增加，用三維造型系統(tǒng)來(lái)表達(dá)零件的難度遠(yuǎn)比用二維圖形系統(tǒng)增加得快；三維造型系統(tǒng)能方便地與CAE系統(tǒng)相連，進(jìn)行仿真分析；能提供數(shù)控加工所需的信息，實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。由于三維CAD系統(tǒng)有其自身巨大的優(yōu)越性，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的發(fā)展，性能價(jià)格比的不斷上升，這種優(yōu)越性會(huì)越來(lái)越明顯。

工程設(shè)計(jì)不只是一個(gè)圖形表達(dá)問(wèn)題。還有尺寸，公差，相互位置，工藝等技術(shù)表達(dá)。三維造型也是先從二維草圖開(kāi)始，進(jìn)行各種處理形成三維造型，為了制造部門(mén)進(jìn)行生產(chǎn)還要再轉(zhuǎn)變到二維工程圖，多繞了一個(gè)圈子，肯定不如直接做二維圖方便。除非你全部是加工中心。我認(rèn)為三維設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)控加工，有限元分析，裝配干涉檢查。如果不進(jìn)行上面工作，就沒(méi)必要上三維軟件。

第五篇：三維設(shè)計(jì)軟件在課堂教學(xué)中的應(yīng)用探討

BIM三維動(dòng)畫(huà)演示技術(shù)在高職高專建筑專業(yè)課堂教學(xué)中的應(yīng)用 孫煜

摘要：通過(guò)BIM建筑信息模型技術(shù)，使用Autodesk revit軟件進(jìn)行建筑真實(shí)場(chǎng)景模擬操作。在建筑專業(yè)的相關(guān)課程上，使學(xué)生直接看到在電腦中虛擬的實(shí)際場(chǎng)景，將會(huì)是課程教學(xué)模式的一種變革。

關(guān)鍵詞：BIM revit 教學(xué)模式

高職高專

一、BIM簡(jiǎn)介

BIM建筑信息模型(Building Information Modeling)，是一種全新的建筑設(shè)計(jì)、施工、管理的方法，以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，將規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、營(yíng)運(yùn)等各階段的數(shù)據(jù)資料，全部包含在3D模型之中，讓建筑物整個(gè)生命周期中任何階段的工作人員在使用該模型時(shí)，都能擁有精確完整的數(shù)據(jù)，是一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。目前BIM核心建模軟件主要有Autodesk公司的Revit系列(廣泛應(yīng)用于民用建筑領(lǐng)域)。

二、revit系列軟件簡(jiǎn)介。

Revit是Autodesk公司一套系列軟件的名稱。Revit系列軟件是專為建筑信息模型(BIM)構(gòu)建的。主要分為以下幾個(gè)模塊：

（一）revit的Architecture模塊。

主要用于建筑外形方面的設(shè)計(jì)，包括體量模型，地形場(chǎng)地構(gòu)建，建筑墻體、門(mén)、窗、樓板、樓梯、屋頂?shù)然緲?gòu)件的三維設(shè)計(jì)，支持渲染及動(dòng)畫(huà)展示。

（二）revit的Structure模塊。

主要用于建筑結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，包括基礎(chǔ)、柱、梁、板、鋼筋等基本構(gòu)件的三維設(shè)計(jì)及動(dòng)畫(huà)展示。

（三）revit的MEP模塊。主要用于建筑設(shè)備方面的設(shè)計(jì)，包括暖通空調(diào)設(shè)備，電氣設(shè)備及給排水設(shè)備的三維設(shè)計(jì)及動(dòng)畫(huà)展示。

revit不僅是三維設(shè)計(jì)軟件，同樣也支持平面圖紙的出圖要求，可以完成平面圖紙上的標(biāo)注、大樣等功能。目前已升級(jí)到2014版本。

三、在課堂教學(xué)中revit系列軟件的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）revit系列軟件展示上的優(yōu)勢(shì)

1.三維動(dòng)畫(huà)演示比傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

在傳統(tǒng)的建筑專業(yè)課堂教學(xué)中，大部分還是通過(guò)板書(shū)及圖片PPT進(jìn)行演示的形式。學(xué)生通過(guò)文字和簡(jiǎn)單靜態(tài)圖片的描述很難形成印象。通過(guò)revit系列軟件，對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行虛擬模擬，全方位展示建筑的虛擬畫(huà)面。使學(xué)生有身臨其境的感覺(jué)，加深對(duì)建筑的認(rèn)識(shí)。

2.可以用revit進(jìn)行展示的建筑專業(yè)課程。

（1）《建筑制圖》課程，包括土建、電氣、給排水等的制圖課程。通過(guò)對(duì)三維模型和平面圖紙上的一一對(duì)應(yīng)，使學(xué)生更加明確在平面圖紙上的各種符號(hào)及圖例的意義。

（2）《工程預(yù)算》課程，包括土建、設(shè)備安裝的預(yù)算課程。通過(guò)三維模型的展示，使學(xué)生明確工程量計(jì)算的實(shí)物及工程量計(jì)算規(guī)則的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（3）《建筑設(shè)計(jì)》課程，包括建筑學(xué)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電氣、給排水、暖通空調(diào)的專業(yè)課程，通過(guò)形象的三維全方位演示，使學(xué)生有空間上的認(rèn)識(shí)。

（4）《工程施工管理》課程。revit軟件和AutodeskNavisworks軟件搭配，進(jìn)行建筑構(gòu)件的四維模擬，形成施工過(guò)程的動(dòng)畫(huà)演示，使學(xué)生對(duì)于施工順序，操作工藝等方面更加深入了解。（5）其他相關(guān)CAD實(shí)訓(xùn)課程。在高校的建筑CAD實(shí)訓(xùn)課程中，傳統(tǒng)是進(jìn)行AutoCAD軟件的平面繪制，可以增加三維設(shè)計(jì)的軟件實(shí)訓(xùn)操作。

3.revit在課堂的應(yīng)用實(shí)例

在學(xué)校建筑電氣專業(yè)開(kāi)設(shè)的《建筑概論》課程，通過(guò)revit軟件進(jìn)行建筑的三維模擬演示，使學(xué)生更好的理解建筑的外形、功能及相關(guān)技術(shù)要求。在講解建筑的平面及剖面設(shè)計(jì)方面，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)及三維演示觀察。相關(guān)的案例圖片如下：

圖1 建筑概論課程演示建筑整體效果

圖2 建筑概論課程演示樓梯部分

（二）目前存在的問(wèn)題及發(fā)展方向

1.在學(xué)校多媒體演示硬件上的不足。

目前多數(shù)學(xué)校均已配置電腦和投影儀進(jìn)行多媒體教學(xué)，但三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)硬件的要求比較高，如果電腦配置過(guò)低，則會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行緩慢等問(wèn)題，但隨著電腦行業(yè)的快速發(fā)展，會(huì)逐漸解決這個(gè)問(wèn)題。

2.在學(xué)校多媒體演示其他相關(guān)問(wèn)題

目前學(xué)校師資力量有所不足，大部分的教師屬于專業(yè)教學(xué)，對(duì)這一款偏向設(shè)計(jì)方向的軟件沒(méi)有掌握，需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的培訓(xùn)，這對(duì)一部分電腦操作不熟悉的教師來(lái)說(shuō)是個(gè)問(wèn)題。

目前使用revit繪制的模型設(shè)計(jì)院視為知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不會(huì)輕易拿出。所以課程的案例來(lái)源及素材也比較緊缺。

小結(jié)

在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，三維設(shè)計(jì)軟件逐漸成為一種趨勢(shì)。BIM同樣影響著傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使在現(xiàn)實(shí)生活或者現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)才能看到的東西，直接虛擬顯示講解。使學(xué)生脫離無(wú)法把紙面與實(shí)際一一對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)課堂教學(xué)。這將會(huì)是教學(xué)模式的一種巨大的變化。

參考文獻(xiàn)：

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