用三維CAD推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)課程改革

羅 聲 葛衛(wèi)麗

摘 要 本文探討了CAD的發(fā)展與現(xiàn)狀,認(rèn)為用三維CAD推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系改革迫在眉睫。

關(guān)鍵詞 CAD 機(jī)械設(shè)計(jì) 課程改革

中圖分類號(hào):G420文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1 CAD的發(fā)展

CAD是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平,技術(shù)水平的重要標(biāo)志。今天,三維設(shè)計(jì),e設(shè)計(jì)等理念已被歐、美如西門子、諾基亞、波音、通用等大公司全面使用。在美國(guó)已全面普及使用三維CAD、PRO/E、SOUDWOLD進(jìn)行設(shè)計(jì)。

當(dāng)前我國(guó)的應(yīng)用狀況是,國(guó)有大企業(yè),如一汽集團(tuán)于2002年開始應(yīng)用PRO/E設(shè)計(jì)出具有世界水平的J6重卡,而中外合資的大型企業(yè)如:一汽大眾、上海通用,愛立信、大唐、三一重工等已全面推廣使用三維CAD設(shè)計(jì),沿海等地的外資和部分民營(yíng)企業(yè)也大量采用PRO/E、SOLIDWORK等進(jìn)行三維設(shè)計(jì),市場(chǎng)需求并呼喚掌握三維CAD的人才。但應(yīng)指出,在我國(guó)高校三維CAD教學(xué)和應(yīng)用勢(shì)頭卻遠(yuǎn)不如當(dāng)年普及二維CAD時(shí)那樣的迫切。目前只有哈工大、清華等幾所重點(diǎn)高校對(duì)本科學(xué)生開設(shè)三維CAD等相關(guān)課程,浙大、上海交大、西安交大、西工大等也開始著手開設(shè)三維CAD的教學(xué)。如果我校能及時(shí)抓住時(shí)機(jī)開設(shè)三維CAD的教學(xué),必能為我?？s小與西安交大、西工大等重點(diǎn)高校在基礎(chǔ)教學(xué)中的差距,與名校并駕齊驅(qū)。

2 我校CAD的現(xiàn)狀

我校于1998年開始開設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)CAD技術(shù)基礎(chǔ)課程,隨著CAD技術(shù)的發(fā)展,我校CAD教學(xué)不斷深入。2004年開始介紹AutoCAD的三維實(shí)體設(shè)計(jì)。2008年在教師和研究生中普及和推廣PRO/E、SOLIDWORD等。三維實(shí)體設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)以三維進(jìn)行思維,創(chuàng)意,并以三維實(shí)體表達(dá),符合設(shè)計(jì)者思維意識(shí)流的連續(xù)性,避免了學(xué)生用三維空間來(lái)思維,用二維平面來(lái)表達(dá)圖形的煩惱;三維實(shí)體設(shè)計(jì)改變了二維圖形只能面向生產(chǎn),難以面向用戶的缺點(diǎn),通過材料、燈光、渲染等手段,可以生成具有真實(shí)照片感的立體圖像,使設(shè)計(jì)直接面向用戶,用戶可以對(duì)設(shè)計(jì)發(fā)表意見,參與設(shè)計(jì),這在崇尚個(gè)性化設(shè)計(jì)的互聯(lián)時(shí)代是十分重要的,三維實(shí)體設(shè)計(jì)又可自動(dòng)生成在教學(xué)或企業(yè)生產(chǎn)時(shí)所熟用的二維圖形,極大地方便了教學(xué)與生產(chǎn)。

3 思考與啟示

CAD是設(shè)計(jì)工具,解決“工欲善其事,必先利其器”中的“器”,只起輔助作用,不能代替人。CAD教學(xué)的目的或教學(xué)重點(diǎn)是:使學(xué)生掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)工具,掌握CAD的思維方法和工作方法,來(lái)表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)思想,完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于創(chuàng)新,在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)者先構(gòu)思,然后將其構(gòu)思表達(dá)為三維圖形。三維圖形比二維圖形直觀,使用起來(lái)要順手,適應(yīng)了設(shè)計(jì)師的需要,也符合學(xué)生的思維學(xué)習(xí)習(xí)慣,教師好教,學(xué)生易懂。這是三維機(jī)械CAD蓬勃興起的原因之一。原因之二是隨著Internet和電子商務(wù)的普及,用戶追求產(chǎn)品個(gè)性化,參與設(shè)計(jì)的欲望日益強(qiáng)烈,三維CAD適應(yīng)了這一需求。原因之三是日益激烈的全球化經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的需要。在歐美等國(guó)一些制造業(yè),特別是IT產(chǎn)業(yè),早在10年前就已經(jīng)做到了“三個(gè)一”,即產(chǎn)品生命周期為三年,產(chǎn)品的制造周期為三月,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期為三周,而目前在我國(guó)中型企業(yè)的產(chǎn)品的平均生命周期為l 0.5年,平均開發(fā)周期為18個(gè)月,產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng),質(zhì)量不高,競(jìng)爭(zhēng)力差。究其原因是歐美早已把三維CAD作為主要設(shè)計(jì)工具普及化,而我國(guó)剛剛普及二維CAD,急需三維CAD的普及和掌握PRO/E,SOLIDWORK等三維設(shè)計(jì)能力的技術(shù)人才。三維CAD已經(jīng)不僅是純?cè)O(shè)計(jì)技術(shù)問題,而是涉及企業(yè)生存的問題,關(guān)系到國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的大問題。

教育必須面對(duì)未來(lái)市場(chǎng)之需求,作為教育產(chǎn)出的學(xué)生能否具有市場(chǎng)所急需的技能與素質(zhì),直接反映了學(xué)校聲譽(yù)。今年我們機(jī)電學(xué)院首次被三一重工設(shè)計(jì)院錄用的兩位研究生就是因?yàn)槭炀氄莆樟薖RO/E、SOLIDWORK等三維CAD的設(shè)計(jì)技能而深受三一重工的歡迎。

在2009年全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)研討會(huì)期間,我們參觀了東南大學(xué)學(xué)生用PRO/E等軟件設(shè)計(jì)的產(chǎn)品并在數(shù)控切割機(jī)、數(shù)控加工中心等設(shè)備上加工生產(chǎn)出的實(shí)物樣品,對(duì)此我們深有感觸,在本科教育中增設(shè)三維CAD,關(guān)系到學(xué)生未來(lái)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和學(xué)校的名譽(yù)。通過我們?cè)贏utoCAD的講授和2009年全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)研討會(huì)的參加,給了我們?nèi)缦聠⑹?(1)從CAD軟件的發(fā)展和應(yīng)用,可以感覺到發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展之快,及其所處的優(yōu)勢(shì)狀態(tài),感到我國(guó)差距之大;更感受我校與名校之差距。(2)既有差距,又有機(jī)遇,只要馬上動(dòng)手,我校將在機(jī)械設(shè)計(jì)CAD教學(xué)上與國(guó)內(nèi)名校將同處同一個(gè)起點(diǎn)。(3)CAD涉及國(guó)家工業(yè)水平,涉及國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力,對(duì)我國(guó)CAD應(yīng)用之現(xiàn)狀和我校CAD教學(xué)現(xiàn)狀有長(zhǎng)矛對(duì)火槍之痛感,但三維CAD必為發(fā)展的方向,需馬上進(jìn)行,時(shí)不我待。(4)經(jīng)濟(jì)全球化下的機(jī)械設(shè)計(jì)教育,教學(xué)只講零件,不講設(shè)計(jì)方法,不講設(shè)計(jì)工具,設(shè)計(jì)手段是跟不上世界潮流的,二維CAD主要解決了機(jī)械制圖中電子化的問題,而三維CAD必將帶來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)方法、理念和手段的全面更新,從這個(gè)側(cè)面看,三維CAD必將推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系的改革。

注釋

① 榮涵銳.新編機(jī)械設(shè)計(jì)CAD技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002:1～2.