Inventor軟件在機械教學中的應用

張靈富

摘 要：機械專業是當前大部分中職學校設置的專業，機械專業包含《機械識圖》、《車工工藝》、《機械基礎》、《數控銑》等課程。如機械制圖是培養和訓練學生空間想象能力，中職學生的想象力培養，需要不斷訓練，我們可以使用Inventor軟件和機械制圖的繪制，來提高相應的鍛煉效果;通過使用Inventor軟件三維建模各種參數化車刀，讓學生更加理性的理解車刀的立體結構;零件三維建模之后，可以用于強度分析、3D打印、數控銑編程、裝配圖和運動仿真等。那么如何使用Inventor軟件在機械識圖、車工工藝等課程，對學生的能力進行提高？

關鍵詞：Inventor;機械教學;應用

一、在《機械識圖》課程中的應用

1.三維輔助直觀化

以往學生在進行機械制圖這門課程的學習中，由于缺乏空間想象能力，所以很難對復雜三維圖形有一個直觀的了解，如圖1-1的復雜三視圖。我們可以借助Inventor三維建模軟件，學生在通過對這些軟件學習后，就能自主進行三維模型的構建。針對不同的學習內容，來構建不同的模型，通過對模型進行構建和使用，能夠幫助學生的想象能力從二維到三維的視角變換，同時也能夠幫助學生在繪制創建過程中，提高對三維圖形特征點的認識。機械識圖這門課程與其他課程相比，最大的特點在于這門課程的推動完全是以學生的空間想象能力作為基礎的，在此過程中，教師無論使用哪種教學技巧，都無法在短時間內幫助學生，完成這一過程的過渡，只有學生通過長時間的練習或者其他的學習過程慢慢培養起較好的空間想象能力，才能夠完成對后續課程內容的學習和掌握。三維模型的構建，可以讓學生能夠真正參與到三維圖形的內部結構設計中，想要完成三維模型的構建學生首先需要從表面對三維圖形的各種特點有所了解，并在繪制構建的過程中將這些特點一一落實，在這一過程中，學生一方面能夠對一些特殊三維模型的特征有更加深刻的印象，另一方面學生通過進行模型的構建也能夠逐漸培養對三維物體的感官習慣。隨著三維模型的構建，學生對于三維物體的空間想象能力會得到持續的提高，且在整個過程中學生都是唯一的參與者和受益者，有助于持續激發學生的學習興趣，讓其能夠在不斷獲得成果的基礎上獲得自信，進行下一階段的練習，不斷鞏固空間想象能力的訓練效果。

2.實現高效的二維三維二維互動教學過程

與傳統教學方法相比，采用三維軟件輔助教育的方式，能夠讓學生更加明確的掌握各種三維物體的結構特點，并且，學生可以在這一過程中，親身參與到模型的構建，并通過進行拉伸旋轉等動作，完成一些特定物體的構建，學生通過二維的草圖來繪制三維物體，從而在腦海中對二維物體和三維物體之間的過渡有了一個完整的過程演算，使學生能夠在未來的學習過程中，熟練于將二維圖紙與三維物體進行聯系。

教師在上課過程中，當學生有不理解的結構，或者是二維空間想象有困難的時候，教師可以馬上進行二維到三維建模，如圖1-1是學生上課有困難的圖紙，相貫線在哪里，什么方向搞不定，圖1-2就是教師借用inventor軟件進行三維建模，并且生成二維圖紙，整個過程都是學生在觀察，非常有利于學生理解各種結構。

3.能夠輔助學生讀懂裝配圖

利用軟件可以非?？旖莸?，對三維物體進行拆解，整個拆解過程非常的直觀便捷，學生能夠通過反復觀察對三維物體的拆解，形成對三維物體內部結構的認識，這與在課堂中進行教具拆解相比，具有更加的直觀性，且對教室環境沒有過多的要求，學生可以隨時在軟件上進行相應的操作，一般來說，為了讓學生能夠掌握三維物體內部特征，需要進行不同三維物體的構建和拆解，而采用傳統方式就需要學校提供數量不少于2套的相應教具，隨著教具數量的增加，學校的教育成本投入也越大，而采用軟件，進行相應的操作教育成本投入增加值為零。

二、在《車工工藝》課程中的應用

車工角度的講解是車工工藝這門課的難點和重點，如果借用Inventor軟件來模擬各種角度實現參數化設計，那學生就能很快理解各個角度和名稱的定義，如圖2-1。

三、在《數控銑》課程中的應用

CAD/CAM的一體化是實現加工自動化的重要基礎，中職學生利用Inventor軟件，先進行零件三維建模，然后設置毛坯，生成加工軌跡，最后生成CNC加工程序，這個過程以前都是高大上的知識，但是現在我們中職學生就能熟練掌握。

四、在《3D打印》課程中的應用

三維建模是3D打印的前期準備工作，將3D打印技術應用于三維建模課程教學，通過三維模型的3D打印，真正實現了“所想即所得”，不僅激發了學生的想象力和創造力，還提高了學生的學習興趣。教學實踐證明，將3D打印技術應用于三維建模課程，能提高課程的教學質量，改進課堂教學模式，創新教學方法，讓枯燥難學的建模過程變得生動有趣，這是數字化技術帶來的變革。

五、在《機械基礎》課程中的應用

中職的機械基礎機構講解、運動演示都比較不容易，而Inventor軟件自帶的強大的運動仿真功能，可以實現教師上課的所需要各種機構運動演示，還可以實現機構的速度的計算和強度分析。

總結而言，傳統的二維繪圖模式已經逐步被三維設計所替代，而在機械教學中應用Inventor三維設計軟件，不僅能夠提升教師的教學質量和效率，還能夠培養學生在設計相應產品時自然而然地產生三維設計思想，同時其也屬于一種創新型的可行性教學模式，具有廣泛的發展前景。因此教師可以對其進行科學合理的應用，以此來協助學生充分理解專業知識，并能夠將所學知識良好應用到實踐中去。

參考文獻：

[1]曹峰，宋小紅.Autodesk Inventor在《機械制圖》多維學中的應用[J].經濟研究導刊，2015，（01）：228.

[2]官云琴.3D打印技術在三維建模課程中的應用[J].職業教育，2018，（03）：169.

[3]劉海寧，趙國慶，王潔園.Autodesk Inventor在機械制圖教學中的應用價值研究[J].中國校外教育，2020，（06）：73.

[4] 王紹華.淺談三維設計軟件在機械教學中的應用[J].互聯網+教育，2020，（05）：202.