SolidWorks在机械拆装实训中的应用

谢业东 农 琪

（广西工业职业技术学院，广西 南宁 530001）

SolidWorks在机械拆装实训中的应用

谢业东 农 琪

（广西工业职业技术学院，广西 南宁 530001）

应用SolidWorks软件创建装配体、对装配体爆炸、运行SolidWorks插件Animator录制和解除爆炸、生成并保存动画，在实训教学中进行动画演示，提高实训教学的效率和质量。

Solidworks；拆装；虚拟装配；仿真

（一）机械拆装实训教学模式存在的问题

随着机械制造业的迅猛发展，企业对毕业生综合素质要求不断提高，既要求毕业生有一定的理论基础，又要有熟练的实践操作能力，机械拆装实训就是培养学生拆卸和装配能力的一门综合性实践课。但是，许多职业院校目前仍在采用比较传统的教学模式，学生对机械设备的结构和原理难以理解，实训效率低、实训质量差，学生慢慢地也就失去了学习的兴趣。据调查，传统实训教学模式主要存在两个问题：1.由于缺少挂图、模型、多媒体等辅助教学设备，指导教师基本上是用内容比较抽象的教科书给学生进行讲解，即使是有一台机器现场讲解，一个班几十个学生围着一台机器和指导教师，效果不理想。2.指导教师与参加实训学生比例严重失调、可供拆装的机器设备套数以及场地不足，学生轮空的人数超过半数，轮空的时间过长，尽管实训的课时安排不少，但是实训结束，学生感觉能掌握的知识和操作技能比他们的预期要低得多。

（二）机械拆装实训教学模式改革的思路和方法

1.机械拆装实训教学模式改革的思路。利用Solidworks软件，进行多媒体辅助教学。以拆装一台油泵为例进行说明（如图1）。（1）实训前，指导教师用Solidworks软件对油泵的各零部件进行建模，再用其虚拟装配设计功能进行油泵的装配流程、爆炸图和动画演示制作。（2）现场拆装前，教师用多媒体教学手段讲解油泵的装配流程，进行爆炸图和模拟动画的演示。（3）在拆装现场，指导教师结合爆炸图和模拟动画对油泵实体进行油泵的拆装教学示范。（4）学生在教师指导下对照爆炸图和模拟动画对油泵实体进行油泵的拆卸和装配操作。

2.机械拆装实训教学模式改革的方法。可利用SolidWorks软件的装配过程仿真功能，其步骤如下：创建装配体—→对装配体爆炸—→运行Animator—→录制爆炸和解除装配—→保存动画。（1）在SolidWorks软件环境下，分别创建油泵的零部件实体模型，然后利用SolidWorks的装配模块将各零件的实体模型装配成部件，进而装配成整个油泵装配体。（2）对装配体爆炸。在SolidWorks的装配环境中，将装配体的零部件依次按一定方向和路径移开，生成装配体的的爆炸视图，利用装配体爆炸图的生成和解除，展示装配体中零部件的装配关系。如图1是油泵的装配模型和爆炸图。装配体爆炸视图可以分离零部件，以形象地分析它们之间的相互关系，每个爆炸视图可以包括一个或多个爆炸步骤，每个爆炸视图保存于所生成的装配体配置中。（3）运行Animator。使用SolidWorks Animator可以将三维设计实现动态的可视化，摄制机器的模拟装配过程、模拟拆卸过程和模拟机器的运行过程。（4）录制爆炸和解除装配。利用Animator的动画向导可以旋转零件或装配体、爆炸或解除爆炸装配体、生成物理模拟。（5）保存动画。保存动画，以后可以反复播放使用。另外，除了通过改变装配体外部零部件的透明度等方法来对内部结构进行表达外，SolidWorks还提供了切除和钻孔两个装配体独有的特征，通过对装配体进行剖切和钻孔来对装配体内部特征进行更明确的表达。如图2是油泵的装配模型和剖切视图。

图1 油泵的装配模型和爆炸图

图2 差速器的装配模型和剖切视图

（三）机械拆装实训教学改革的实践和总结

1.机械拆装实训教学改革的实践。在拆装实训中，运用多媒体教学手段讲解油泵的装配流程，进行爆炸图和模拟动画的演示，可以避免传统教学模式用黑板和挂图进行的抽象讲解，爆炸图和动画要比原来的黑板讲解和挂图更加直观，并且更容易理解，软件生成的三维模型形象逼真，立体感强。学生通过零部件和模型的旋转、爆炸图的生成和解除、模拟动画，可以比较全面地了解零部件的结构和工作原理。对于内部结构比较复杂的设备还可以把其中的某些零件生成透明体，便于观察构件的装配关系以及运动关系。学生在实训过程中，也可通过反复观看模拟动画和独立思考，解决动手拆装过程遇到的一般性问题，指导教师可以更加专注解决拆装的关键性问题。

2.机械拆装实训教学改革的总结。运用SolidWorks软件，可以避免和缓解传统机械拆装实训教学模式存在的两个问题：（1）利用虚拟三维模型和多媒体等辅助教学设备，把机器的模拟装配过程、模拟拆卸过程和模拟运行过程投影到屏幕上，指导教师的讲解更容易理解，教师指导学生拆装的效率也更高。（2）利用SolidWorks软件进行装配过程的仿真，可以缓解指导教师与参加实训学生比例严重失调，学生轮空的人数过多和轮空的时间过长等问题，同样的实训课时，教师指导学生拆装的的效率提高，学生也就能学到更丰富的实践知识，掌握更熟练的操作技能。另外，值得一提的是，只要掌握SolidWorks软件基本操作，制作各种机器设备的三维模型以及模拟动画并不困难，指导教师甚至可以带领学生自己动手，制作教学用的各种机器的三维模型以及模拟动画，一方面，可以节约实践教学成本，另一方面，可以激发学生的学习热情。

在机械制造业中，许多大型企业和跨国公司已经把SolidWorks软件的操作作为必备的基本技能，SolidWorks在零件参数化设计、虚拟装配设计、工程图、虚拟样机设计、计算机辅助工程、计算机辅助制造应用越来越广泛。

[1] 陆利锋,江洪,伍锦辉,等.SolidWorks工程师高级教程[M].北京:化学工业出版社,2006.

[2] 商跃进,曹茹.SolidWorks三维设计及应用教程[M].北京:机械工业出版社,2008.

G424.1

A

1008-1151(2010)04-0165-01

2010-01-21

2009年广西教育厅科研项目（200911MS336）

谢业东（1966－），男，广西邕宁人，广西工业职业技术学院副教授，硕士，研究方向为压力容器设计与制造。