Инженерная графика на компьютере или нет

Обновлено: 30.06.2024

Инженерная графика - одна из немногих учебных дисциплин, которая идеально интегрируется в компьютерные технологии и предполагает возможность широкого использования интерактивных дидактических средств, автоматизированных обучающих систем, мультимедийных средств представления информации, тестового контроля.

Вложение	Размер
Выполнение чертежей в программе КОМПАС	35.12 КБ

Предварительный просмотр:

Игнатова Елена Викторовна

«Компьютерное моделирование на уроках инженерной графики»

ГБПОУ «Армавирский механико-технологический техникум»

Вся гордость учителя в учениках, в росте посеянных им семян.

Средства визуального отображения графической информации широко используются во всех сферах жизни общества. Перестройка проектно-конструкторской деятельности предприятий на основе новых информационных технологий требует от средних специальных учебных заведений подготовки специалистов, владеющих средствами компьютерной графики и автоматизированного проектирования изделий.

У студентов техникума должно быть сформировано целостное представление о возможностях компьютерной графики. Необходимо эффективно сочетать технологии выполнения чертежей ручным и машинным способом. Инженерная графика - одна из самых сложных и трудоемких дисциплин общетехнического цикла. Перспективы использования компьютеров на уроках инженерной графики давно находятся в центре внимания. Не секрет, что студенты с большим удовольствием работают на компьютере, чем выполняют чертежи вручную. Наша задача - заинтересовать учащихся, дать им возможность получить первоначальные навыки выполнения чертежей на компьютере.

Но к моменту освоения машинной графики студент должен достичь определенного уровня знаний по теории инженерной графики, иметь твердые навыки выполнения чертежей. Кроме того, необходимы базовые знания по информатике.

Для выполнения чертежей на компьютере необходимы следующие средства:

1. Компьютерный класс;

2. Программное обеспечение (для реализации такого курса используется КОМПАС-3D LТ V12)

3. Периферийные устройства - принтеры А4 формата.

В 2007 году нами были разработаны «Практические занятия с использованием информационных технологий». Такая форма проведения занятий помогает развить пространственное мышление, приобрести знания и умения выполнения чертежей на основе современных технологий. Кроме того, эти знания в дальнейшем могут быть использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Такая форма практического занятия с использованием информационных технологий была продемонстрирована на открытом уроке на тему: «Неразъемные соединения».

Современные электронно-вычислительные машины позволяют перейти от традиционных, ручных методов разработки конструкторской документации к новым информационным технологиям с использованием специализированных программных средств. При этом полученная документация полностью соответствует стандартам ЕСКД по качеству исполнения документов. При таком подходе к конструированию применение компьютеров не устраняет чертеж как основу конструирования, а компьютер служит «электронным кульманом» значительно ускоряющим процесс создания новых изделий. Создание трехмерных геометрических моделей проектируемых изделий обеспечивает переход на более высокий качественный уровень конструирования.

КОМПАС-ГРАФИК является наиболее простой и удобной программой при выполнении чертежей.

Использование компьютера на уроках инженерная графика позволяет:

- улучшить результаты работы, используя индивидуальный подход ;

- воспитать самостоятельность, наблюдательность, точность в построениях;

- активизировать самостоятельную работу студентов;

- повысить их мотивацию к учению, его качество, успеваемость;

- растет профессионализм преподавателя.

В настоящее время результаты деятельности людей в большой степени зависят от информированности и способности эффективно использовать новую информацию.

Невозможно представить современное промышленное предприятие или проектно-конструкторское бюро без компьютеров и специальных программ, предназначенных для разработки конструкторской документации или проектирования. Применение вычислительной техники в области проектирования стало свершившимся фактом и доказало свою высокую эффективность. Рыночные отношения и жесткая конкуренция заставляют руководителей предприятий и специалистов заниматься вопросами автоматизации проектно-конструкторских и технологических отделов.

Это определило актуальность нашей темы, которая заключается в необходимости широкого внедрения современных информационных технологий в различных сферах деятельности студентов. Умение правильно, оптимально и безвредно применять компьютер в обучении в целом.

Задачи обучения компьютерной графике:

1. Формирование творческого воображения, образно-графического и технического мышления.

2. Овладение компьютерными технологиями для получения графических изображений.

3. Значительное ускорение процесса создания чертежей.

4. Повышение инженерно-информационной культуры студента.

Переход на автоматизированное проектирование позволило сократить не только сроки разработки конструкторской и технологической документации, но и существенно повысить качество создаваемых изделий и выпускаемых документов. Компьютерные программы становятся необходимой частью учебного процесса.

На краевой конкурс «Лучшая научно-исследовательская, экспериментально-конструкторская, творческая работа» студентами Лагойдой Виталием, Сазоновым Олегом было представлено исследование на тему: «Применение программы «КОМПАС-ГРАФИК» при выполнении чертежей неразъемных соединений» в номинации: информационные технологии в профессиональной деятельности. В ходе работы студенты изучили программу «КОМПАС-ГРАФИК», научились выполнять объемные изображения сварных изделий, узнали способы создания ассоциативных чертежей трехмерных деталей. Они определили информированность студентов о компьютерном способе выполнения чертежей, изучили отношение студентов к различным способам выполнения чертежей.

Проделав работу, исследователи пришли к следующим выводам:

Более половины учащихся интересуются компьютерными технологиями выполнения чертежей, обеспечивающие создание, редактирование, хранение и тиражирование графических работ. Самый предпочтительный способ выполнения чертежей - машинный способ. Преимущества очевидны: точность, аккуратность, меньшая трудоемкость выполнения чертежа, творческий процесс выполнения объемных моделей, большие возможности программы, например: создание видов, разрезов, сечений по аксонометрическим проекциям.

Необходимо уметь выполнять чертежи на компьютере - считают около 80% студентов нашего техникума. К сожалению, меньше всего учащиеся знают о всех возможностях и преимуществах программы «КОМПАС-ГРАФИК», т. к. необходимо иметь возможность и дома работать в этой программе. Большинство студентов приезжие (около 80%), живут на квартире, в общежитии и компьютерный зал отсутствует.

Более половины студентов нашего техникума умеют чертить на компьютере, оформлять пояснительные записки, выполнять схемы. При этом 42% учащихся АМТТ считают, что необходимо увеличить количество уроков с использованием компьютерных технологий. Это развивает у студентов интерес, желание усовершенствоваться, поднять свои знания на более высокий уровень.

Студенты, изучившие основы трехмерного моделирования, становятся специалистами высокого класса, обладающими всеми необходимыми в современных условиях профессиональными навыками. Это необходимо для того, чтобы молодой специалист пришел на производство, в конструкторское или технологическое бюро, подготовленным для эффективного использования современных методов автоматизированного проектирования.

На уроках «Инженерной графики» работа ручная должна быть совмещена с машинной. В техникуме на современном этапе стоят следующие учебно-воспитательные задачи: формирование основ компьютерной инженерной графики, умение составлять чертежно-графическую документацию с помощью САПР проектирования, трудовая и профессиональная подготовка студентов к условиям современного производства, а для этого студентов необходимо научить чертить как вручную, так и на компьютере.

Но творческий потенциал человека никакой вычислительной техникой не заменить. Поэтому разработка свежих идей и концепций создания новой техники остается прерогативой будущих техников и инженеров.

Так, например, студентами третьего курса выполняются, с помощью компьютерной графики, курсовые работы по дисциплине «Детали машин» на тему «Привод технологической машины». В двух проекциях вычерчивается в программе КОМПАС-3D LТ V12 сборочный чертеж редуктора и составляется спецификация. В текстовом редакторе КОМПАС оформляется пояснительная записка. Знания по инженерной графике находят достойное применение на других дисциплинах. Студентами создаются и сохраняются фрагменты сборочных единиц изделий, используется библиотека программы КОМПАС стандартных изделий: подшипников, шпонок, крепежных изделий и т.д. Мастерствстудентов растет из года в год.

По новой программе в федеральном государственном образовательном стандарте СПО предусмотрен предмет «Компьютерная графика» для специальности 151031 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования». В результате возможности студентов растут, и они могут выйти на новый уровень выполнения дипломного проекта.

Стремительное развитие информационных технологий непосредственно влияет на изменение содержания, методов и организационных форм образования. При этом перед педагогами встает вопрос соотношения применения традиционных составляющих учебного процесса и новых информационных технологий. Бесспорно то, что использование информационных технологий обучения открывает значительные возможности для стимулирования познавательного интереса, повышения познавательной активности студентов, индивидуализации и дифференциации обучения, возрастания эффективности самостоятельной работы, что приводит к существенному повышению качества подготовки студентов. Но нельзя забывать и о том, что информационные технологий в образовании необходимо применять только в тех случаях, когда это дает реальные преимущества перед традиционными формами обучения.

Для повышения познавательного интереса к дисциплине «Инженерная графика» каждый год в рамках месяца механика проводятся различные мероприятия: с использованием средств мультимедиа, компьютера. Например, разнообразные игры: интеллектуальная игра «Слабое звено», деловая игра «Ворошиловский стрелок», логическая игра «Балда» и т.д.

Любая игра в той или иной форме создают студенту пространство для самовыражения. При этом плоды их творчества могут оказаться доступными и востребованными. И это тоже очень важно. Кстати, факт востребованности вызывает у студентов и повышенное чувство ответственности за выполняемую работу.

Таким образом, игра в практико-ориентированных технологиях подготовки студентов фактически становится основной и необходимой с точки зрения потребления новых знаний, способствует повышению профессионального уровня, а в конечном итоге является одним из основных методов активизации самостоятельной работы. «Знать - это значит уметь применять знания, которые должны быть активными, развивающимися» -говорил еще В.А. Сухомлинский. При таком подходе знания студентов не являются конечной целью, а служат лишь средством для их дальнейшего развития. Применение деловых, логических, интеллектуальных игр в процессе подготовки технологов, механиков способствует, по нашему мнению, саморазвитию и самоорганизации, как студентов, так и преподавателей.
Не подлежит сомнению, что успешное освоение инженерной графики, способствует более легкому изучению других дисциплин графического цикла.

При уменьшении часов аудиторных занятии постоянно растет объем предлагаемых студентам знаний, что требует оптимизации времени учебного процесса. На самостоятельную подготовку студентов отводится все больше часов, что является возможным благодаря компьютерным технологиям, на основе которых постоянно совершенствуются средства обучения, частично заменяющие преподавателя, которому ранее полностью принадлежала обучающая функция.

На уроках инженерной графики после изучения каждого раздела учебного материала проводится АСТ тестирование. Адаптивная система тестирования позволяет проверить знания учащихся, выявить пробелы в теоретическом материале и вовремя принять меры студентам и преподавателям.

Одним из главных критериев готовности специалиста к профессиональной деятельности является самостоятельная работа и творческое использование приобретенных знаний.

Студенты активно участвуют в интернет - экзаменах по дисциплине «Инженерная графика» и дают результат 90-95% знания предмета.

Также у нас есть видео уроки по обучению компьютерной графики в программе АВТОCAD и КОМПАС. Проводятся консультации для лучшего усвоения материала и использования компьютерных технологий. Для обмена новой информацией в области черчения работает кружок «ГРАФИКИ».

Главное преимущество электронного учебника это возможность интерактивного взаимодействия между студентом и элементами учебника. Уровни ее проявления изменяются от низкого и умеренного, при перемещении по ссылкам, до высокого при тестировании и личном участии студента в моделировании процессов.

Очевидно, что использование новых технологий обучения студентов, возможность создания мультимедийных учебников, электронных книг и интерактивных энциклопедий способствует индивидуализации учебного процесса с учетом уровня подготовки студентов и их способностей, а также способствует повышению эффективности и наглядности учебного процесса.

Применение современных компьютерных технологий предоставляет большие возможности, как преподавателю, так и студентам, позволяет решать широкий круг задач, таких как высвобождение преподавателя, осуществление индивидуального подхода, содействие самостоятельной и творческой работе студента, поддержка коллективной работы.

В заключение следует отметить, что использование компьютерных технологий в инженерном образовании стало социально-экономической потребностью, а инженерное графическое образование, реализуемое без применения информационных технологий, не может считаться современным.

Инженерная и компьютерная графика — это специализированное направление, которое изучает методику формирования изображений на плоскости.

Типы двумерной компьютерной графики (2D)

Двумерную компьютерную графику можно классифицировать по виду выражения графических информационных данных, и вытекающими из этого типами алгоритмом работы с изображениями на:

Растровая графика.
Векторная графика.
Фрактальная графика.

Их отличия заключаются в методах построения изображения на дисплее или при распечатке на бумажных носителях. При растровом способе осуществляется формирование картинки при помощи комплекта разноцветных точек. Растровая графика используется при конструировании мультимедийного изображения и изданий полиграфии. Изображения, сформированные растровыми инструментами, почти никогда не делаются вручную при посредстве программных приложений. Как правило, в растровой графике применяют сканы с иллюстраций, которые подготовлены художниками, или сканы с фотографий. Часто растровые изображения считываются с цифровых фото или видео камер. Практически все графические редакторы, которые служат для обработки растровых иллюстраций, направлены не на формирование картинок, а на их коррекцию. На интернет-сайтах в основном используются лишь растровые форматы изображений.

Векторным методом является формирование картинок из набора отрезков прямых и дугообразных линий. Здесь под вектором понимается комплекс информационных данных, которые характеризуют выбранный объект. Программные приложения для обработки векторной графики служат, прежде всего, для формирования собственно картинок и совсем немного для их коррекции. Такие программы часто применяются в рекламных фирмах, компаниях, занимающихся дизайном, в редакционных и издательских организациях. Выполнение работ по оформлению, которые основаны на использовании шрифтов и самых простых элементов геометрии, можно сделать намного быстрее и проще при помощи средств векторной графики.

Программы для обслуживания фрактальной графики направлены на автоматическое генерирование иллюстраций посредством математических вычислений. Конструирование фрактальных художественных иллюстраций заключается не в том, чтобы их нарисовать или выполнить их оформление, а в написании соответствующих программ. Фрактальная графика является аналогично векторной вычисляемой графикой, но имеет отличие, которое заключается в том, что сконструированные картинки не нужно хранить в их конечном виде в компьютерной памяти. Картина формируется при работе программы согласно заданному математическому выражению или системе уравнений. То есть ничего, за исключением полученной ранее формулы, сохранять не нужно. Для изменения изображения в нужную сторону, требуется всего лишь поменять некоторые константы (коэффициенты) в формуле. Свойство фрактальной графики создавать прообразы природных картин математическими формулами, не редко применяют для генерирования в автоматическом режиме нетривиальных картинок.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Растровая графика

В растровой графике часто применяются двумерные массивы пикселей или матрицы. Каждый пиксель имеет набор параметров, таких как яркость, цветовой окрас, прозрачность, а иногда и комбинацию из этих параметров. Растровое изображение состоит из определённого количества строчек и столбцов. Без существенной потери качества растровые картинки возможно лишь уменьшать, но и при этом отдельные его фрагменты могут полностью удалиться, чего не будет при использовании векторной графики.

Векторная графика

В векторной графике картинки формируются в виде набора геометрически примитивных фигур. Как правило, такими фигурами являются точки, отрезки прямых и кривых линий, окружностей, прямоугольников и так далее. В качестве параметров изображения имеют некие атрибуты, к примеру, толщину линий, цветовое наполнение. Изображение сохраняется в виде комплекта координат, векторных и других величин, которые характеризуют комплект примитивных фигур. Когда воспроизводятся перекрывающиеся объекты, очень важно, в каком порядке они расположены. Картинки, построенные из набора векторов, очень удобны при их редактировании. Такие изображения можно вращать, деформировать, изменять масштаб без потери качества, и, кроме того, можно имитировать трёхмерное изображение. Все эти операции выполняются существенно проще в векторной графике по сравнению с растровой. Это объясняется тем, что все эти метаморфозы по факту совершаются удалением строй картинки или её фрагмента, а вместо неё формируется новое изображение. Математическое выражение, описывающее векторный рисунок, не изменяется, меняются лишь величины отдельных переменных или их коэффициенты. При коррекции изображения в растровом формате, начальными данными выступают лишь характеристики пиксельного комплекта, почему и появляется проблематика подмены малого количества пикселей на их большое количество при увеличении масштаба, или, наоборот, при обратной процедуре.

Самым простым способом может быть подмена одного пикселя их некоторым количеством такого же цветового окраса. Наиболее продвинутые способы применяют интерполяционные алгоритмы, в которых вновь добавляемым пикселям присваивают определённый цвет. Код этого цвета рассчитывается на базе цветовых кодов соседних точек. С помощью такой методики осуществляется изменение масштаба изображения в редакторе Adobe Photoshop, которая называется билинейной и бикубической интерполяцией. Необходимо заметить, что не любые картинки возможно преобразовать в набор примитивных фигур. Этот метод удобно применять при построении схем, создании шрифтов с возможностью масштабирования, графики делопроизводства. Он также применяется при прорисовывании мультфильмов и простых видеороликов различного назначения.

К рабочим чертежам деталей предъявляются требования, которые устанавливаются согласно ГОСТ 2 .109−73. Согласно ему, каждый элемент требуется чертить на отдельном листе бумаги с соблюдением формата. При этом технический чертеж инженерной графики, согласно современным методичкам, должен содержать в рамке и целом:

Достаточное число изображений (виды, сечения, перспективы, разрезы), которые смогут раскрыть форму деталей.
Необходимые размеры как главные, так и вспомогательные.
Сведения о материале изготавливаемой детали.
Требования технического характера.

После установления количества изображений и выбора главного вида необходимо рациональное заполнение чертежа по основам инженерной графики. Решить вопрос в лекциях помогает выбор правильного масштаба рисунка согласно ГОСТ 2 .301−68.

При наличии внутренних расточек, которые делают в том числе при хонинговании, на продольном разрезе изображать ее в примере следует для того, чтобы наибольший диаметр располагался фронтальным и справа. Отверстия для соединения деталей наносятся на сборочные чертежи, где деталь является составной частью изделия.

Условности и упрощения

Выполнение чертежей сложных деталей представляет достаточно объемную и трудоемкую работу. Поэтому на чертежах допускается ряд упрощений без потери важной информации:

Вычерчивание половины вида допускается в том случае, если деталь полностью симметрична. Половина вида рисуется сверху, а другая слева.
Соединение между собой половин вида и разреза. Симметричные разрезы допускают соединение половины вида и половины разреза с разграничительной линией в виде оси симметрии.
Вычерчивание больше половины вида необходимо производить в тех случаях, когда одно из ребер детали совпадает с осью симметрии. Также это актуально, когда на половине изображения трудно задать размеры в перспективе.
Введение в плоскость разреза отверстий и выступов, которые не попадают в секущую плоскость. Если на торцах цилиндрических и конических деталей имеется секущая плоскость и она не проходит через ось ни одного из имеющихся отверстий. Тогда одно отверстие условно вводят в плоскость разреза.
Определение рифления на чертеже можно указывать с упрощениями. Оно сопровождается надписями с указанием вида рифления и номер стандарта, который определяет его размеры.

Помимо указанных выше упрощений в различных видах инженерной графики, также допускается сопряжение разных размеров элементов с учетом смещения на такой угол, при котором подобная разница будет заметной. Отображение отверстий в ступицах шкивов или ступенчатых колес нужно чертить лишь контуры на эскизах.

Нанесение размеров

Термин размер означает числовое значение угловой или линейной величины в заданных единицах. Числовые значения являются стандартными и подбираются из ряда предпочтительных чисел. Размеры чертежа модели должны указываться соответствующими числами и размерными линиями согласно ГОСТ 2 .307−68.

Чтобы указать размеры прямолинейного отрезка, линию следует проводить параллельно ему. Указание длины дуги окружности требует нанесения концентрично окружности, а указание размера угла сопровождается нанесением дуги с центром при вершине заданного угла.

Ограничивающие размерные линии стрелки должны упираться острием в соответствующие линии фигуры. Иногда наносятся точки, где обязательно перед размерным числом радиуса следует ставить букву R.

В случае наличия нескольких параллельных линий необходимо избегать их пересечения между собой. Размерные линии не могут являться продолжением контура или оси. Допустимо проводить такие линии с обрывом вне зависимости от того, полностью изображена окружность или нет.

Поверхности вращения всегда должны обозначаться с указанием диаметров. Их нужно наносить на продольных разрезах и видах. Размещение отверстий устанавливается размерами, определяющими положение их центра.

Для элементов деталей

Наносимые на чертеж размеры делятся на линейные и угловые. Первые составляют большую часть числовых характеристик деталей. По назначению практические размеры деталей могут быть:

Сопряженные определяют форму сопрягаемой поверхности одной детали относительно другой.
Свободные характеризуют положение свободных, не сопрягаемых между собой поверхностей.
Конструктивные обуславливаются расчетом и условиям работы каждого элемента в определенной конструкции.
Технологические могут обеспечиваться при применении типовых технологических методов обработки каждой отдельной детали.

Выбор размеров обосновывается геометрией форм, составляющих деталь. Анализ структуры детали определяет порядок построения проекций, простановки размеров формы элементов и их вероятного расположения.

Любое из простых тел можно изобразить при помощи двух проекций геометрических тел инженерной графики прямоугольного типа. Если нанести на геометрическое изображение тел размеры, то будет достаточно одной проекции на параллельную оси вращения плоскость, в том числе для случая тел вращения.

Размещение на чертеже

Быстрое и правильное чтение чертежа сопровождается правильным выполнением размещением на поле чертежа. Каждое изображение должно иметь те элементы деталей, для выявления каких они были сделаны. Размеры одного элемента должны группироваться на том участке, где такой элемент показан наиболее понятно.

Рабочие чертежи рекомендуют использовать группу конструкторских баз, куда относят основную и вспомогательную. Первая отвечает за задание положения самой детали, а вторая определяет задачу положения соединяемых деталей.

Именно от них при обработке и контроле ведется замер детали.

В определенных случаях не все элементы могут потребовать отсчета от одной готовой базы, поскольку их размеры удобно отсчитывать от вспомогательных баз в связке с основными. Использование таковых помогает замерять размеры элементов и непосредственно без таблиц и промежуточных вычислений для упрощения контроля.

Обозначение резьбы

Резьбы подразделяются на общие и специальные. При этом для первых выделяют крепежные и ходовые разновидности. Важно отметить, что метрическая резьба выполняется с крупным шагом и мелким, который может быть представлен в нескольких вариациях.

Так, для диаметра 20 миллиметров крупный шаг всегда 2 с половиной миллиметра, а мелкий варьируется от 0,5 до 2 миллиметров. Потому крупный не указывают, а мелкий обязательно обозначается. Здесь всегда участвует наружный диаметр, который наносится любым указанным в стандартах способом, который подходит по условиям работы с чертежами.

Соединения частей, принадлежащих машинам и конструкциям, исполняют при помощи стандартных крепежных болтов по типу гаек, винтов или шпилек. Такие детали изображены на чертеже полностью или упрощенно. В первом случае, размеры подбираются согласно стандартам, а во втором по условным соотношениям, исходя из диаметра. Правила изображения крепежных элементов находятся в соответствующих стандартах.

Достаточное число изображений (виды, сечения, перспективы, разрезы), которые смогут раскрыть форму деталей.
Необходимые размеры как главные, так и вспомогательные.
Сведения о материале изготавливаемой детали.
Требования технического характера.