胡鵬飛 李開勇

[摘 要] Pro/E軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司開發(fā)的高檔三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一個(gè)CAD/CAM/CAE軟件，其功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛、使用方便，得到廣大用戶的一致認(rèn)可。基于此，Pro/E課程也被眾多院校一些專業(yè)設(shè)置為專業(yè)必修課程，并在整體課程培養(yǎng)體系中占有非常重要的地位。根據(jù)多年P(guān)ro/E課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)初學(xué)者學(xué)習(xí)此課程時(shí)遇到的困惑與不解，針對(duì)性地提出了行之有效的教學(xué)改革對(duì)策，取得了較好的教學(xué)效果，希望這些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)?zāi)転镻ro/E初學(xué)者及教學(xué)工作者提供借鑒和幫助。

[關(guān)鍵詞] Pro/E課程;困惑;教學(xué)對(duì)策

[基金項(xiàng)目] 2019年度洛陽理工學(xué)院教育教研改革工程項(xiàng)目“Pro/E應(yīng)用型課程教學(xué)設(shè)計(jì)與改革探索”（JY2019-135）

[作者簡介] 胡鵬飛（1978—），男，河南沁陽人，博士，洛陽理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院講師，主要從事材料表面工程研究;李開勇（1979—），男，重慶人，博士，洛陽理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院講師，主要從事高分子材料成型技術(shù)研究。

[中圖分類號(hào)] TH128? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）34-0067-04? ? [收稿日期] 2020-12-23

一、引言

Pro/E軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）開發(fā)的集CAD/CAM/CAE為一體的大型三維軟件。相比于其他三維造型軟件，Pro/E軟件有自己的特點(diǎn)，比如參數(shù)化建模、邏輯性強(qiáng)、造型過程嚴(yán)謹(jǐn)、某些模塊（如模具設(shè)計(jì)模塊）的功能非常強(qiáng)大，因此，Pro/E軟件是世界應(yīng)用最廣的三維造型軟件之一[1] （P1）。Pro/E軟件于20世紀(jì)90年代初傳入我國，但初期發(fā)展較為緩慢。個(gè)人電腦及Windows操作系統(tǒng)的出現(xiàn)大大促進(jìn)了該軟件的快速發(fā)展，目前很多企業(yè)采用Pro/E進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)。許多高校特別是一些應(yīng)用型本科院校、高職高專、職業(yè)技術(shù)學(xué)校的一些專業(yè)都將Pro/E作為重要的必修課之一[2-4]。

Pro/E課程安排在Autocad課程之后進(jìn)行學(xué)習(xí)，初學(xué)者在學(xué)習(xí)時(shí)往往會(huì)習(xí)慣性照搬學(xué)習(xí)Autocad課程的經(jīng)驗(yàn)方法來學(xué)習(xí)Pro/E課程，這樣會(huì)給初學(xué)者造成一定的困難。筆者結(jié)合多年的Pro/E教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在上機(jī)練習(xí)過程中針對(duì)學(xué)生經(jīng)常遇到的困惑，針對(duì)性地提出了一些教學(xué)對(duì)策。經(jīng)過教學(xué)效果驗(yàn)證，這些教學(xué)對(duì)策還是比較可行的，對(duì)初學(xué)者的學(xué)習(xí)能起到積極的作用，希望這些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)?zāi)転镻ro/E課程的教學(xué)工作者提供一些幫助和借鑒。下面就列舉幾個(gè)筆者授課及實(shí)踐教學(xué)過程中初學(xué)者經(jīng)常遇到的問題，并給出一些相應(yīng)的教學(xué)對(duì)策。

二、初學(xué)者常見困惑

（一）思路不清，無從下手

初學(xué)者接觸Pro/E課程的第一部分是參數(shù)化草圖繪制，這一部分屬于二維截面圖形的繪制，初學(xué)者同樣遇到各種各樣的障礙，下面針對(duì)Pro/E的核心學(xué)習(xí)內(nèi)容三維實(shí)體造型展開敘述。當(dāng)初學(xué)者學(xué)習(xí)完最初的幾個(gè)創(chuàng)建三維特征的命令，包括拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描，在進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐練習(xí)時(shí)，面對(duì)看似簡單的例子，卻無從下手。圖1是一個(gè)非常簡單的例子，兩次使用拉伸命令即可完成，但是對(duì)于第一次上機(jī)的初學(xué)者，在完成此練習(xí)時(shí)并非很順利，思路不清晰，不知從何下手。對(duì)于此類困惑，授課教師應(yīng)從Pro/E軟件的特點(diǎn)入手，向初學(xué)者傳達(dá)Pro/E軟件的核心設(shè)計(jì)思想。Pro/E軟件是基于特征建模，一個(gè)三維模型是由多個(gè)特征按照一定的位置關(guān)系疊加（或切除）形成的。因此，面對(duì)實(shí)際的例子，首先應(yīng)該分析這個(gè)模型大概由多少個(gè)特征組成，創(chuàng)建這些特征的先后順序是什么，心中要有一個(gè)較清晰的思路。下面以圖1為例進(jìn)行分析。圖1右邊是需要完成的三維造型，左邊分別是三維造型的主視圖、俯視圖和側(cè)視圖。這三個(gè)視圖的作用僅僅是向作圖者傳遞這個(gè)三維造型的相關(guān)尺寸信息，與我們創(chuàng)建特征時(shí)所繪制的草繪截面沒有絲毫關(guān)系，這點(diǎn)要向初學(xué)者著重強(qiáng)調(diào)。有相當(dāng)一部分初學(xué)者在啟用拉伸命令創(chuàng)建拉伸特征時(shí)，照著圖1將左邊的三個(gè)視圖畫出來以期望其能直接生成右邊的三維造型，這樣整個(gè)思路就錯(cuò)了。

對(duì)于圖1的例子，正確的創(chuàng)建過程如下：第一步創(chuàng)建圖1中三維實(shí)體造型中的拉伸特征1。任選一個(gè)基準(zhǔn)平面（如選Top面）作為草繪平面，繪制截面如圖2所示，定義此截面的拉伸距離為6，得到拉伸特征1，如圖3。第二步以圖3中拉伸特征1的A面為草繪平面，繪制圖1中拉伸特征2所對(duì)應(yīng)的截面，如圖4所示。定義拉伸距離為6，得到拉伸特征2，這兩個(gè)拉伸特征按照特定位置關(guān)系疊加在一起，完成了最終的圖1中的三維零件造型。

（二）不知如何合理確定第一個(gè)特征截面相對(duì)位置

在創(chuàng)建三維造型的第一個(gè)特征時(shí)，需要選定一個(gè)面作為草繪平面繪制特征的截面。從理論上講，因?yàn)槭堑谝惶卣鳎孛胬L制在所選草繪面的任何位置都是可行的，都能順利創(chuàng)建出第一個(gè)特征;但是繪制這個(gè)截面時(shí)如果相對(duì)位置選擇不合適，會(huì)直接影響到創(chuàng)建的特征與三個(gè)基準(zhǔn)面，以及基準(zhǔn)坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系，最終會(huì)直接影響后續(xù)特征創(chuàng)建的便利性，這也是一個(gè)困擾Pro/E初學(xué)者的一個(gè)關(guān)鍵問題。由于初學(xué)Pro/E時(shí)對(duì)于創(chuàng)建三維造型的先后順序、特征與特征的位置關(guān)系、特征與基準(zhǔn)平面之間的位置關(guān)系，以及截面與參照線之間的位置關(guān)系不是特別了解，會(huì)出現(xiàn)各種各樣不合理的現(xiàn)象。針對(duì)這種情況，授課教師應(yīng)該與初學(xué)者多溝通，結(jié)合實(shí)際例子的創(chuàng)建過程，講解每個(gè)過程的關(guān)鍵點(diǎn)及一些被忽視的細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)往往對(duì)后續(xù)創(chuàng)建過程影響很大。

下面仍以圖1為例說明特征截面在草繪平面中相對(duì)位置的重要性。在創(chuàng)建特征1時(shí)，選擇Top面作為草繪平面繪制特征1的截面。由Pro/E軟件的基礎(chǔ)知識(shí)可知Top、Right、Front這三個(gè)兩兩相互垂直的面形成了基準(zhǔn)坐標(biāo)系（三個(gè)面的交點(diǎn)為基準(zhǔn)坐標(biāo)系原點(diǎn)）和X軸、Y軸和Z軸（兩個(gè)面相交形成一個(gè)坐標(biāo)軸）。當(dāng)Top面平行于屏幕對(duì)著繪圖者時(shí)，Right和Front面看上去是兩個(gè)線，這就分別產(chǎn)生了圖2中的參照線1和參照線2。在繪制特征1的截面時(shí)，怎樣確定這個(gè)截面的相對(duì)位置是很多初學(xué)者困惑的地方，甚至這個(gè)困惑會(huì)在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)一直困擾學(xué)生，因此，授課教師應(yīng)盡早為初學(xué)者講解明白，消除困惑。