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三維設計范文1
關鍵詞：導衛裝置；三維設計；
中圖分類號：TP 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）08-01-01
0 引言
軋制技術中，導衛在金屬成形過程中起著重要作用。特別是在線材、棒材或型材軋制中，導衛安裝在軋機的入口和出口處，輔助軋件按既定的方向和狀態準確穩定地進入和導出孔型，減少軋制故障，保證人身和設備安全，改善軋件的工作條件。設計合理的導衛裝置，能夠保證軋制的順利進行和避免對軋件表面的劃傷，提高產品表面質量。在異型鋼生產方面，由于其產品斷面的復雜性和變形的不均勻性，合理的導衛設計在穩定軋制、保證產品質量方面顯得尤為重要。
隨著計算機輔助設計（CAD）技術的發展，三維技術在機械、電子、航空、航天以及建筑等部門得到廣泛的應用，三維設計是工程設計的必然趨勢，把三維設計應用到異型鋼導衛裝置設計中，可以實現真正意義上的工程方案優化及多方案的比較，對于提高工程的技術指標和品質、降低工程造價、縮短設計周期、提高設計質量均可以起到重要作用。
1 三維設計在導衛裝置設計中的優勢
在傳統型鋼導衛裝置設計階段，主要運用二維平面設計方法，導衛裝置從構思到設計到成型過程中，需要三維到二維再到三維的轉換，二維平面圖作為傳遞設計信息的主要載體，設計中離不開繁重的二維繪圖，同時二維設計一方面不能從多方位反應設計人員的設計思路，另一方面導衛裝置工作過程中需要與軋輥裝配，二維設計不能直觀的直觀得在現裝配的空間位置及其相互關系。
三維設計方法使得產品從構思到成型就可不再經過二維的轉換，直接由三維構想到三維設計、三維成形，運用三維設計能很直觀的演示軋輥與導衛裝置的裝配，驗證導衛設計中是否存在干涉等問題；也可以實現導衛裝置的快速修改和CAD/CAE/CAM的集成化應用。這就使設計者能有更多的時間來發揮設計的創新能力，提高設計效率。同時，通過三維模型，還可以快速生成導衛的各種二維圖形（標準三視圖、剖視圖等），便于導衛裝置施工圖的設計。
型鋼產品開發不僅需要先進的技術，也需要先進的手段。三維設計能準確地表達技術人員的設計意圖，更符合人們的思維方式和設計習慣，實現思維過程與設計過程的統一；三維設計具有二維設計所無可比擬的優點，越來越多的設計人員正在從三維入手進行工程設計。立體化、數字化的三維設計以其形象、直觀、精確、快速、方便、易于掌握、便于修改、便于交流等特點得到企業的歡迎。隨著越來越多的用戶應用三維設計，將導致設計方法及手段的根本變革。
2 三維設計在異型鋼導衛裝置設計中的應用
當前應用比較廣泛的三維設計軟件有Pro/E、Solidworks、UG，下面將利用三維軟件對履帶鋼某精軋孔型導衛裝置進行三維設計。
根據設計要求，該孔型出口側需要設置上下導板，三維設計步驟如下圖：
（1）建立軋輥零件圖。將孔型圖導入到零件圖的草圖中，運用旋轉工具建立孔型的三維軋輥模型。
（2）建立上下導板的初期模型零件圖。根據現場導衛裝置安裝要求，建立上下導板的初期模型。
（3）建立裝配模型。將軋輥零件圖、上下導板導入到裝配體，根據導衛的裝配要求，將導衛裝置與軋輥模型裝配起來。
運用自頂向下設計方法，通過旋轉切除工具利用上下軋輥的三維曲面對上下導板進行旋轉切除，上下導衛板的舌尖與孔型會實現很好的吻合。
3 結論
（1）用這種計算機輔助設計方法進行機械設計，方法簡單，結果合理可靠，所得圖紙美觀整潔。
三維設計范文2
北京朝外悠唐生活廣場全部外立面設計，是由獨立設計師邢豫元一個人完成的。甲方拿到設計結果時簡直不敢相信自己的眼睛――該項目結構那么復雜，邢豫元竟然那么快就完成了設計，而且供應商還可以參考三維設計結果進行材料的生產。在建筑設計界，邢豫元名氣不小。他經常是以一頂六，高效率、高品質地完成設計任務。除了自身的專業功底深厚以外，采用三維設計思維，以及靈活、熟練應用三維設計軟件，也是其中很重要的原因。
從無可奈何到愛不釋手
邢豫元與三維設計的緣份始于1999年。那時候他還是北京市建筑設計研究院二所的一名設計師，當時國內的建筑設計基本上都是采用二維方式來實現。
在北京望京的國際竹藤網絡中心項目中，邢豫元所在的項目組遇到了一個麻煩。業主給了他們一個復雜的室外鋼梯的草圖，讓他們做出施工圖。這個鋼梯的結構不同于常規的梯子，越往下越寬，越往上則越尖，施工圖上鋼梁到底該怎么接……采用傳統的二維設計思維模式，基本上可以說是無解。這個項目的設計團隊畫了一個半月都沒畫出結果來。
在實在沒有別的方法的情況下，邢豫元自告奮勇地用Bentley的設計平臺MicroStation來進行三維建模以形成設計施工圖。此時MicroStation的三維功能尚未完善，而國內的三維應用也主要是畫效果圖。
結果讓人大喜過望?！俺吮ＷC設計的合理性以外，三維設計幫助我們解決了很多問題，比如說，能夠讓我們清楚地看到很多節點的情況，能夠指導角鋼的選擇?！毙显ピ貞浾f，“自從做了那個鋼梯后，我就一發不可收地喜歡上了三維設計。”
他介紹，以前北京市建筑設計研究院二所做一個項目要7個人，采用三維設計后只需負責外部設計和負責內部設計的兩個人就夠了，因為采用二維設計手段的話，7個人中可能有5個人都是負責結構上的碰撞檢查的?！叭绻捎萌S設計，這些都不是事兒，系統自動就可以檢查。”邢豫元說。
邢豫元在設計中應用的三維設計軟件，是由知名工程領域的軟件公司Bentley提供的三維設計平臺MicroStation。這是因為1993年他大學畢業后所就職的北京市建筑設計研究院規定采用設計軟件就是Bentley的MicroStation，當時只是初步具備三維設計功能，后來隨著MicroStation三維建模、設計功能的強大，他就一直沿用這個軟件。在此過程中，他也接觸過其他三維設計軟件，因為學習起來不容易就放棄了。
軟件影響思維模式
“現在我的思維方式都受到這個軟件的影響，慢慢地形成了和軟件一樣的思維邏輯?！毙显ピf。
離開北京市建筑設計研究院二所后的邢豫元就像是建筑設計領域的一個獨行俠，通常需要一個團隊才能完成的項目，他一個人就能高效、高質量地完成。他出色完成了朝外悠唐生活廣場、金融街北豐樓群、遠洋萬合公館和唐山新世界中心的部分設計項目，并且獲得了業主的高度評價。
邢豫元表示，正是因為采用三維設計思維在思考，采用三維設計手段來設計，所以他能夠一抵六地完成設計工作?！叭绻倚枰渌藖韼兔Γ荒苷埶麕兔υ谌S設計完成并出圖以后，在圖紙上寫字。別的事情我覺得自己可以全干了。”邢豫元說。
他解釋說，采用三維設計之后，從結構，到管線，再到外立面的設計都可以由一個人完成，不僅可以顯著提高工作效率，節省人力，還能更加精確地表達設計思想，并指導施工。而傳統二維設計流程是先打模型，然后畫草圖，圖紙出錯的概率取決于設計師的水平和職業道德，出錯概率很大。如果項目規模龐大、結構復雜，情況就會更加糟糕。
因三維設計而與邢豫元認識并成為朋友的Bentley技術經理趙順耐認識邢豫元已經七八年。他認為邢豫元的設計作品有兩個特點：其一，與普通設計師的作品只是淺層次的效果圖不一樣，邢豫元的設計圖通常做過深層次的思考，充分考慮到了設計對象與其他相關專業的配合，也就是充分考慮到了多專業協作;其二，相比很多建筑設計師的作品像女性的化妝一樣不能反映建筑本來的面目不一樣，邢豫元設計的建筑建成后和設計成果基本一致。
確實，記者看了北京金融街北豐樓群的實際照片，除了業主在施工時變更了幕墻的花紋以外，幾乎和邢豫元的設計圖完全一致。
值得一提的是，盡管業主沒有對邢豫元的設計成果提出供施工參考的需求，但是他出于精益求精的考慮，通常都會在設計中將這些因素考慮進去。這也是為什么他的設計作品與實際建筑幾乎一致的主要原因。
邢豫元補充說，對于施工隊來說，相對于只有專業人士才能看得明白的二維圖紙，三維設計要簡單明了得多，不容易出錯。
兩大原因阻礙BIM推行
邢豫元說，當初他沒費什么功夫就學會應用三維設計軟件。而相比之下，當前我國的三維設計，或者說BIM（建筑信息模型）的推行情況并不理想。
多年的三維設計實踐，使得邢豫元對于當前國內的三維設計，或者說BIM的推行有著深刻的見解。對此，邢豫元認為，這主要是因為兩方面的因素：
其一，設計院采用三維設計或者推行BIM的意識不夠。因為當前在整個行業內，二維設計還是比較普遍，而且我國的設計交付標準是基于二維圖紙的。有些設計院即使采用三維設計手段，但是設計思維卻還是二維的，因此在交付設計成果的時候還會遭遇三維設計轉化成二維圖紙的問題。他認為，這部分原因是因為設計院的負責人本身對三維設計缺乏全面的認識。相比之下，一些民營設計院的三維設計的推行情況則比較理想，因為這些后起之秀普遍已經認識到三維設計的好處。
其二，這是人才短缺導致的結果。據悉，由于歷史遺留的問題，現在高校教學設計的老師通常缺乏系統的三維理論知識，因此學生接觸的多是二維設計培訓，所掌握的三維設計知識也是淺層面的。
在三維應用方面，當前業界普遍為一個問題頭疼，即采用三維設計手段后，為了符合交付標準，不得不將成果轉化為二維圖紙。對此，邢豫元表示，“只要采用三維設計思維來設計，二維圖紙轉化就不是問題”。
三維設計范文3
關鍵詞：雙主軸
由于軍用的需要，鏜床在工業發展過程中一直都處在領先的地位。在近代社會發展的過程中，隨著計算機技術的飛速發展和各種信息技術的逐步應用，鏜床也逐步出現了跨越式發展過程。鏜床的功能越來越強大更多的人青睞于采用有限單元法來研究機床主軸系統的動態性能。隨著數控技術的出現，鏜床主軸振動也開始了智能化控制古城，通過限制機床加工質量來提高生產效率。鏜床主軸系統是在三向同頻率簡諧力的激勵下振動，而與激振力密切相關的主軸滾動軸承的剛度又不是一個定值，而是載荷的函數它隨載荷的增加而增長。為了能夠更好的實現國產鏜床的生產效率和生產質量問題，完善新機型和縮短產品開發周期是當前鏜床設計和制造的主要任務。所以通過對數控鏜床主軸系統動態特性分析 以便為其動態性能的進一步優化提供基礎。
一、三維設計已廣泛應用在鏜床主軸設計中
目前國內機械產品的研發正逐步由以AutoCAD為代表的二維繪圖軟件轉向以UG為代表的三維設計軟件。組合機床主軸三維CAD系統選擇三維設計軟件UG為軟件開發平臺，采用了UG/OPEN API接口，Visual 編譯環境，Windows 2000/XP操作系統，利用UG快速、靈活、方便的三維參數化造型功能，保證系統順利進行設計，三維是新一代數字化、虛擬化、智能化設計平臺的基礎，是培育創新型人才的重要手段。在當前三維設計作品制造業全球化協作分工的大背景下，我國企業廣泛、深入應用三維設計技術、院校加大三維創新設計方面的教育，已是大勢所趨。三維技術普及化是必然的趨勢，三維培訓必須全面鋪開。
1.機床主軸系統通常采用一根動力軸帶動多根主軸的工作方式，由于各傳動軸必須在有限的箱體空間內得到適宜的分布位置并避免干涉，且各軸的設計又必須保證其轉速、轉向、強度和剛度，因此多軸箱設計難度大、周期長，往往成為組合機床設計的瓶頸，改變這一局面的措施是采用計算機輔助模塊化設計。模塊化設計是一種標準化、組合化設計，它不是面向某一具體產品，而是面向某一類產品系統以至有相似功能的相鄰產品系統，它不必對每種產品施以單獨設計，而是精心設計出多種模塊，用巧妙、靈活而多變的方式組合出多樣化的產品。為此，我們開發了支持模塊化設計的組合機床CAD系統，將CAD技術和模塊化設計方法用于組合機床多軸箱的設計，不僅可以縮短多軸箱的設計和制造周期，降低成本，而且有助于保證多軸箱的質量，增強企業的競爭能力。
2.模塊是產品、自然物或其混合物中，具有特定功能的基本單元，它具有標準化、系列化、互換性等特點。模塊化設計是在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品，以滿足市場的需求。在進行多軸箱模塊化設計時，首先要把多軸箱劃分成若干模塊，由于多軸箱的具體結構取決于被加工零件的具體要求，如孔的數量、形狀、分布位置以及被加工零件的數量等，因此它不屬于通用件。但通過對多軸箱的組成零件進行分類，可以實現多軸箱零件的通用化，例如，多軸箱的箱體和前后蓋是按輪廓尺寸和外形分類的;主軸按照用途分類，分為鉆孔類、鏜孔類、攻絲類等;齒輪則按照模數、齒數和孔徑分類等，利用這些通用化的零件可以配置成各種不同結構形式的多軸箱。
二、鏜床株主軸系統特點及注意事項
在鏜床的施工過程中，主軸是加工產品的主要運輸方式，是對將產品運進機床的輔助設備之一。因此在讓床的設計過程中，主軸設計是其設計的重點。在機床的設計工作中，需要用到電主軸時，一般可以通過兩種途徑來獲得電主軸：是通過數據控制系統來對鏜床中的各個部件進行系統性的控制方法。其二是通過向其他商場直接購買成品電主軸，這樣子的做法容易產生成本的浪費并且由于主軸與鏜床型號的部隊稱等造成外觀和施工效率中的影響。本機床采用第一種方案，電主軸(右主軸箱)自行開發設計．這樣不僅可以使成本大為降低，同時還能滿足機床的整體布局要求。因機床數控系統采用S主EMENS 840D，因此具體結構采用德國lPH2型電主軸，將其與主軸箱、主軸等零件組裝在一起。通過轉子與主軸的過盈配合，使動力直接作用在豐軸上。
2.在電主軸設計和制造過程中，需要解決兩個技術難題，一是電主軸的動平衡問題，二是電主軸的發熱問題。由力學原理可知，當電主軸運轉過程中，其微小的不平衡量，都產生很大的離心力，造成機床的振動，使得加工精度和表面質量受到嚴重的影響。對電動主軸進行嚴格的動平衡變得十分必要。主軸及其部件的加工、裝配和調校工作都得十分精密，這樣才能使主軸組件動平衡精度達到0．3級以上的水平。
3.在設計多軸箱箱體時，要求用戶選擇多軸箱類型，多軸箱類型分為臥式和立式兩種，其區別在于前蓋的厚度，然后選擇箱體尺寸，在主控程序中，提供了所有多軸箱的箱體尺寸，避免了查表，便于選擇標準化多軸箱。
4.在設計電主軸時，要采取必要的措施，來保證主軸的動平衡，通過平衡環的設計達到這一效果。在一定方位上，轉動平衡螺鐘，并調整其深度，知道達到平衡精度，達到平衡精度后，利用氧化樹脂將其固定。在采取必要措施的同時，還必須嚴格遵守結構對稱性原則．機床主軸與電動機轉子之聞扭矩的傳遞要通過過盈配合來實現，按照過盈量來計算所傳遞的扭矩，其值有時高達0．07―0．1lmm。在電主軸的內部裝由電動機，這就使得電動機的散熱成為一項亟待解決的難題，因電動機與主軸裝在一起，電動機所散發的熱量會直接影響軸承的工作精度，如果這個問題解決的不好，會降低機床的可靠性。為了解決這一問題，本機床設計了一套外循環水冷冷卻系統。我們將帶螺旋槽的冷卻套套在主電動機定子的外，當機床工作時，在螺旋槽中連續流動冷卻水會將主軸電機所產生的熱量及時、迅速地帶走。通過計算主電動機的發熱量，確定冷卻水的流量。
三維設計范文4
設計由二維向三維升級意味著整個設計平臺的轉變，而非單純改變設計軟件，在這個轉換過程中，組織者要考慮：
為新體系建立組織構架，重新確定人員的角色和分工；
制定新的工作流程以最大限度利用軟件滿足公司業務需要；
使用哪些軟件和模塊，以構建高效的設計平臺；
統一設計和管理標準，等等。
在上述工作中，平臺的集成與組織構架的建立是需要優先完成的工作，也是建立工作流程的基礎，而好的工作流程則是軟件能否成功應用的關鍵，本文基于國內某冶煉廠銅冶煉主廠房設計實踐，重點探討這兩個問題。
1、 組織構架建立
人員角色
如果拋開專業特點，在狹義的三維設計體系中（廣義的設計體系應包括文控、項目控制等其他項目干系人），人員角色可以分為：設計經理、專業負責人、主要設計者、審核人員、繪圖員、設計系統管理員。結合工作流程，簡單的人員責任矩陣見表1：
表1 三維設計系統人員責任矩陣
需要注意的是:
人員角色和職責的確定，要基于充分的流程分析；
工作流程的制定必須有軟件應用工程師、專業工程師和項目管理工程師同時參與；
Bentley軟件基于西方的工程習慣和專業分工，中國工程公司集成這些軟件時要注意彌合其中的差異，如專業分工、設計標準等。
工作流程
好的工作流程（Procedure）是軟件應用成功的關鍵，建立工作流程，同樣需要做詳盡的流程分析，工作流程確定、人員角色和職責的確定不能一蹴而就，需要反復平衡以下幾個競爭因素：
人員能力；
項目性質和項目要求；
以前的流程和項目干系人既有的工作習慣；
軟件功能。
就一個設計項目來說，和三維設計相關的工作，是從項目規劃階段開始的，下面是一個簡單的廠房施工圖設計流程分析。
我們可以將施工圖設計分為以下5個過程：
分析上面5個過程的輸入、輸出、參與人員，再參照現有人員的能力和工作習慣，就可以制定出更加詳盡的工作流程：
以工藝計算及設計為例，分析見圖1：
圖1 對工藝設計與計算過程的分析
這個分析基于過程，更詳細的分析可以基于角色 – 即每種角色在各個過程或節點的職責；也可以基于可交付文件 - 即每個可交付文件在各個過程要經過哪些干系人和節點。
所有過程和節點的工作列出來后，可以通過調整干系人職責來最終確定工作流程。
2、 設計平臺集成
在筆者集成的Bentley三維設計系統中，設計平臺由后臺數據庫、前臺三維功能模塊和協同軟件三部分組成。
數據庫是根據Bentley提供的各專業模塊數據表，將管道、管件、型鋼、電纜橋架、緊固件和閥門等標準錄入數據庫。用于建模、出圖和材料統計。
注意：在錄入中國國內標準時，會有標準參數和Bentley數據表字段對應不上或標準參數不全等問題，在遵循標準的前提下，還需要補充部分數據或重新根據需要定制數據表。
根據公司業務需要集成了以下功能模塊:
Bentley PlantSpace Equipment - 基于 MicroStation 的三維機械設備建模
Bentley PlantSpace Isometrics V8i - 管道軸測圖
Bentley PlantSpace Piping - 基于 MicroStation 的管道設計和建模
Bentley Structural - 結構建模
InRoads – 總圖道路設計
Bentley Building Mechanical Systems - 暖通、給排水
Bentley Imodel – 封裝模型
Bentley Navigator – 瀏覽模型和后期制作
Bentley Projectwise – 設計系統協同平臺及文控
這些模塊基本滿足從總圖、土建、設備、管道等的建模和出圖需要。
統一平臺是三維設計的基本要求，同時也會為設計管理帶來極大的方便。統一平臺的目的是協調管理各專業的設計工作，達到這個目的方式很多，從最簡單的項目共享目錄到設計協同軟件?？紤]到與Bentley其它應用軟件的良好交互性，在三維設計項目中選用了Projectwise作為協同軟件。
Projectwise目錄結構對設計協同至關重要，在設計目錄結構時，要考慮：
保證工作面的擴展性，即必要時保證工作分解到最小單元而不出現混亂；
文件的設置要便于出圖、審核，因此一般在項目啟動前各專業的文件都提前定義；
各專業目錄內的文件要使用項目統一為各專業定制的種子文件，以保證出圖標準統一。
圖2為Projectwise中某銅冶煉項目3D文件的目錄結構。
圖2 某銅冶煉項目的3D目錄結構
圖3為某冶煉廠項目火法冶煉的3D標準文件：
圖3 火法冶煉專業3D標準文件
設備、 不同介質管道和操作檢修空間模型都分別建在不同的文件中，這些文件在項目啟動前已經定義好，其它專業，如結構、電氣都有定制好的標準目錄。目的是在設計過程中，為瀏覽、審核、出圖提供方便。
為滿足上述要求。利用Projectwise 的參考功能，為項目設計了三級參考結構，圖4是火法冶煉專業設備模型文件的參考關系：
圖4 火法冶煉專業設備模型文件參考關系
各專業文件最終要參考到總模型文件中，圖5為總模型文件的參考關系（局部）：
圖5全廠模型參考關系（局部）
通過有效協同，上下游專業能夠及時準確地利用模型交換信息，工作分合有序，尤其對于那些需要趕工的項目，有效地擴展了工作面，保證在短期大量增加人員的情況下，有序工作。
3、結語
三維設計范文5
關鍵詞 零件三維設計及實訓 課程建設 模具專業
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
Construction and Implementation Part Three-dimensional
Design and Training Course
CHEN Chuan， FAN Jianbei， LV Yongfeng
（Zhejiang Institute of Mechanical & Electrical Engineering， Hangzhou， Zhejiang 310053）
Abstract This article discusses the "Part three-dimensional design and training" course construction and implementation of the curriculum orientation， curriculum design and implementation and the course features three areas. The curriculum design and manufacturing expertise of the professional core courses for hospital mold. Through this course construction， aims to improve the ability of students dimensional solid modeling， dimensional analysis， teamwork， etc.， to better meet the needs of today's professionals.
Key words part three-dimensional design and training； course construction； mold professional
高職教育作為技能教育的主線之一，肩負著培養技能應用型人才的重任。隨著工程技術的發展與CAD技術的日益普及，社會對CAD技術人才需求與要求也日益增加。培養合格的技能型人才，成為許多高職院校迫切要求。
職業教育的特點在于其鮮明的職業屬性，職業教育的專業不是學科專業，職業教育專業教學的最大特點是教學過程與相關領域的行動過程具有一致性。①因此，需要所授知識更加貼近崗位需求，更加符合以后的工作需要。另外，高職教育的能力培養更注重實踐，對培養技能應用型人才而言，特別應當加強基本方法、基本技能和動手能力的培訓，強調技術的應用能力或工程實踐能力。②因此，針對我院模具設計及制造專業，構建更加具有職業屬性的課程體系，③將該課程進行重新安排，把原先的CAD軟件應用分為兩門課程，第一門即零件三維設計及實訓，并增加了實訓環節，主要教授三維軟件（UG）的實體建模、裝配、出圖等技術。
在教學過程中，教師不僅僅對學生進行技能教育，也要培養其學會分析、配合團隊協作等能力的素質教育，在學習過程中，樹立正確的價值觀，畢業后在學校自我評價、社會評價和學生評價④⑤⑥三方面能都達到預期的目標。
1 課程定位
零件三維設計及實訓是我院模具設計及制造專業的專業核心課程。作為模具設計與制造專業的學生，需要學習機械制圖、AutoCAD、產品幾何技術規范、塑料模具設計及實訓、沖壓模具設計及實訓、模具CAE技術等課程，需要掌握二維制圖、三維制圖、塑料/沖壓模具設計、制造工藝學等技術，畢業后可以從事模具設計師、模具制造工等工作。
圖1 課程定位思路
圖2 課程與前后置課程關系
零件三維設計及實訓課程安排在機械制圖、計算機繪圖、產品幾何技術規范等專業基礎課程之后，要求學生掌握三維軟件基本建模等操作技術，為模具CAD/CAM軟件應用、模具CAE技術等后續軟件課程打下基礎；同時，在學習軟件過程中，從零件設計角度深入理解三維零件造型、分析過程，是進一步學習塑料模具設計及實訓、沖壓模具設計及實訓等后續課程的基礎。課程定位思路、與前后課程關系分別如圖1、圖2所示。近年來，全國范圍內尤其是浙江省內對模具人才要求的需求更加迫切，對專業技術的要求也日益提高。學習零件三維設計及實訓，掌握三維設計軟件操作技術，是學生勝任模具設計師崗位的前提。
2 課程設計與實施
本課程分為兩個階段實施，分別為教學與實訓階段。教學階段主要以“教師講，學生做”的形式教學，每次課需完成若干個零件三維設計；實訓階段以項目為載體，要求學生分組，每組成員分工合作，完成一套裝配圖圖紙。
2.1 教學內容設計與實施
教學階段主要講解二維草圖的繪制技巧、三維實體造型的基本方法、三維曲面造型的基本方法、三維零件的裝配基本方法、三維軟件出圖等，并且每節課都安排學生上機實操，讓學生理論與實踐相結合，在學習理論知識的同時充分掌握軟件實際應用。教學安排以2學時為一個單元，在機房內首先由教師進行“教學”，然后安排學生通過實際上機操作“學、練、做”以鞏固所學知識，提升技能。教學階段共26學時，2學時/周。
在教學過程中，應立足于加強培養學生的三維零件設計思路與三維軟件操作能力。以實際三維設計零件為例引導學生學習，激發學生的成就動機，使學生“學中做、做中學”，在課堂練習的過程中不斷提高三維設計的能力。
本課程的動手操作能力和綜合性都較強，各部分的教學均應注意同學生的實際操作技能相結合。以典型實例教學為主，應用多媒體課件、網絡教學為輔的教學方法，在引導學生制定三維設計思路的基礎上，完成三維設計操作步驟。如圖3為例，已知二維零件圖圖（a），要求學生在看懂零件圖并想象出三維圖的基礎上，構造草圖圖（b），對草圖進行拉伸、回轉等命令后，如圖（c）所示，最后進行打孔、邊斜角等命令，完成如圖（d）三維設計。
（a）已知二維零件圖 （b）草圖
（d）最終零件實體
圖3 三維設計實例
2.2 實訓內容設計與實施
實訓階段主要完成一個項目的三維總裝圖、零件圖以及二維總裝、零件圖。實訓開始時教師發放項目任務，學生分組后自行研究討論、分析學習，完成各自的三維零件設計任務并出二維零件圖，并以小組為單位完成三維裝配并出二維裝配圖。最后，每組上交一個三維總裝圖、一套三維零件圖、一個二維總裝圖以及一套二維非標零件的零件圖。實訓階段共30學時，為期一周。
零件三維設計及實訓課程采用齒輪油泵作為項目載體。零件包括左泵蓋、右泵蓋、泵體、齒輪、軸、鍵等，各零件設計難度不同，每組學生可自行分工合作。齒輪油泵實物圖與學生完成裝配圖，對比如圖4所示。另外，根據學生的實際學習情況，可以另外安排學生繪制其他實訓項目載體。
（a）實訓項目實物 （b）實訓項目三維裝配圖
圖4 實訓實物圖與學生完成裝配圖對比
3 課程特色
通過零件三維設計及實訓課程建設與實施，有以下特色：（1）以專業方向與工作崗位為導向，將三維零件設計建模、三維零件裝配與二維出圖相結合，學生在課堂上完成了三維設計到二維出圖的一套過程練習，有利于實現學校到崗位的“零距離”。（2）教學過程中以教師為主導，學生為主體，教師采用邊講邊做的形式引導學生學習軟件基本技術，學生也在“學中做、做中學”中掌握軟件操作技巧；并且采用小組討論的形式可以發散學生三維分析能力，提高三維構圖能力。（3）通過小組形式完成實訓安排的工作任務，每個學生各盡其職完成各自的零件圖，并且合作完成裝配圖，不僅強化了專業能力，而且提高了職業素養和團隊協作能力。（4）每節課以上機實例操作為主，將三維設計理論與實踐相結合，學習理論知識的同時能學以致用，將三維設計理論融入于三維零件的實際設計中。
注釋
① 姜大源.職業教育專業教學論初探[J].教育研究，2004（5）.
② 趙婭.面向應用的高職院校課程改革與實踐[J].遼寧行政學院學報，2009（8）.
③ 隋學圃，顏玉鳳.關于高職課程改革的思考[J].教育與職業，2005（21）.
④ 劉曉歡，劉騁.論職業教育的質量標準與質量評價[J].職業技術教育，2005（19）.
三維設計范文6
關鍵詞：數字藝術設計；三維設計；融合式教學；實踐教學環節
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 20-0115-03
21世紀被人們稱為是數碼時代、信息時代或e時代，三維數字設計是以計算機為技術平臺的產物，具有科學性和藝術性。如何將現代技術應用于數字設計人才的培養已成為當前職業教育中的熱點研究問題，三維設計是數字藝術設計的一個門類，我校將三維設計納入專業課程，它分為建模、材質和渲染、角色設計技術、動畫和后期合成等課程，那么三維設計的這些課程的教學究竟應如何規范？教師在教學中如何將理論教育與數字藝術設計實踐相結合，才能因材施教最大程度地挖掘學生的潛能，從而培養出適應當前社會市場需求的人才？在總結了多年的教學經驗并對國內及歐美國家的數字藝術教學進行比較后，筆者談談對三維數字設計教學的教學原則的探索。
1遵循激發興趣的教學原則
興趣是卓越完成某件事物的重要因素，學生對專業的興趣和熱愛是出色完成學業的前提。然而，國內傳統的教育觀、學習觀是“輸入―產出，即單純追求知識的傳遞，追求教師如何把現成的知識輸入到學生的頭腦中，以求得高效產出?！盵1]三維數字設計課程的教學同樣面臨著這樣的問題，教師在教學中往往就一些概念原理性知識、軟件使用方法等進行灌輸式的講解，然后上機做一些實例、布置作業，學生在上機完成作業的過程中，教師進行輔導和講評，僅僅是籠統地啟發學生去理解概念來靈活發揮，等到作業交上來之后，大部分是左搬右抄，根本談不上作品有什么創意和想法，這種灌輸式的教育使學生在學習的過程中缺乏主動性的觀察、思考，學習的興趣也會漸漸減退。這樣的教學模式已不能適應社會的需求，它對學生的學習興趣也有著不良的影響。如何有效的引導學生的興趣并保持這樣的興趣來主動學習呢？
筆者在教學中發現，當今社會中，快節奏的生活方式籠罩了我們的有限生活，緊張、恐怖、懸念等特有的文化現象在流行文化中很普遍，例如好萊塢的高科技技術合成的電影，像《蜘蛛俠》、《變形金剛》等影片中用計算機這一高科技手段制作出緊張、刺激和眩目感的動感世界、刺激輕松的網絡游戲都深深吸引著當今的年輕學生，可以說學生對這些娛樂的興趣也就是對高科技手段下的流行文化的視覺方式的自覺認同和接受，教學中我們可把這種認同和接受因勢利導地轉化到三維設計的教學中，從而激發學生對專業的興趣。
例如圖一是電影《蜘蛛俠》和一個三維游戲的場景，它們的布光和材質的效果非常有特色，在材質和渲染課程的教學中，有一個內容是講解大場景的材質燈光的布置來達到設計效果，授課時我將上述兩個場景的布光借用到渲染課程的布光規律的教學中，不僅訓練學生的觀察與動手能力，而且豐富了學生對場景設計的表現手法和視覺語言，學生在學習中不僅興趣很高，而且同時嘗試結合以前的繪畫知識來完成自己設計的三維場景。
可見，三維設計教學的任務不能是單一傳授某種知識，而是以專業為主的“融合式教學”。在教學中通過融合和借鑒，可以有效培養學生對專業的學習興趣，提高學生的學習效率，開拓學生的思路。
2培養學生思維創新的能力――觀察、動手及思維的綜合能力
三維數字設計的基本功應包括對學生的觀察、思維和操作能力這三大環節的綜合訓練，教學中只有將這三大要素有機整合，形成一個良性互動的系統，才能收到良好的教學效果。［2］設計的根源在于創新，創新需要靈感，而靈感又來源于對生活的觀察和認識。因而，如何培養學生的綜合能力是教師要研究的問題。
與發達國家相比，國內學生的專業基礎優于國外(這里指基礎課程等內容的技能教育)。而國外學生的觀察、動手，尤其是專業創新思維能力明顯高于國內的學生，例如動畫專業，國外不少學生進入學校并沒有較好的專業繪畫基礎，但這并不影響他們將來成為優秀的動漫設計師。筆者認為這正是因為他們接受了成功的教育，即培養創造能力的良好教育。也就是說在三維設計的教學中，計算機是一個高科技的手段，教師不應在教授功能強大的三維動畫軟件的同時而忽視創新思維的培養。在教學中，學生學習軟件的目的是進行相關數字藝術設計，如果學生只會單純的使用計算機軟件，那么這樣的人才只能是一個軟件使用者，而不能適應今后市場的發展。
例如圖二是動畫課程關于“用Maya的三維畫筆制作植物生長的動畫”的動態截圖，這個課程的教學如果只講解軟件的命令而生成一個植物生長動畫，學生會覺得很枯燥，而且不容易掌握，因為軟件的命令比較多。那么在設計教學時，我把教學目標設定在讓學生學會用軟件命令來完成一個植物快速生長的動畫的同時，培養學生運用空間想象力使這個動畫過程符合美學和運動學的規律，啟發學生學會觀察，學會思考，學會運用所學的知識將生活中動態美操作于電腦中，啟發學生的興趣。在教學中引入一段植物生長的實拍影片和一段用Paint Effects做的大樹生長的過程動畫，將兩段動畫比較，和學生共同分析自然界中植物的生長規律，目的是訓練學生的觀察能力，引導學生從各個角度觀察身邊的事物，同時訓練他們的空間思維能力，讓學生懂得“視”與“思”是密不可分的。教學中，讓學生理解植物生長是個動畫過程，但同時符合自然規律，這個規律一是與時間有關，二是與自然界的風力有關，在教學中設計互動教學方式，師生共同探討研究植物的生長規律，教師幫助學生完成自己設計的植物動畫，在這樣的教學過程中，教師的作用不僅僅是教授知識，而是以學生為本，與學生一起探索，一起研究的過程。同時，這個過程也是一個觀察、思維和動手實現的過程。
因此，在我們的教學中在教會學生很多知識的同時更應注重培養學生的眼、腦、手的綜合能力。
3注重實踐項目教學環節
數字藝術設計是具有實踐性和技能性的藝術，這不僅體現在數字藝術設計在教學中要穿插大量的實踐或實際項目操作活動，更在于這種“實踐”是與社會活動、生產加工相對應的實踐體驗，可以說數字藝術設計的職業特點決定了它的實踐性要求。因此。對數字藝術設計專業而言，在專業教學過程中將理論與實踐緊密結合，對培養適應社會需求的數字人才起到至關重要的作用。以歐美國家為例，實踐是歐美國家藝術設計學院的課程靈魂，學生通過實踐課程緊密結合社會需求從而很快進入職業軌道。在許多著名設計學院里，大量的教學課程采用了實踐項目教學，例如英國著名的伯恩毛斯藝術學院的動畫專業的項目式的教學模式很有特點，畢業班(三年級)的學生在的畢業設計是學生自己組合成團隊完成一個3分鐘的動畫短片，整個方案學生自己設計，同時要根據設計方案招聘二年級的學生來協助他們完成。從這一點看，這樣的實踐項目完成起來就像一個小型的公司，學生在招聘與被招聘的角色互換中體驗了職業角色的教育過程，而共同完成動畫短片的過程也是一個團隊合作的過程，這正是數字藝術人才所需求的精神。
因而，筆者認為國內的數字藝術教學可根據學科特點借鑒國外的教學模式，教師要從實際出發，在教學過程中注重與相關行業及企業的密切聯系，充分利用這些資源為學生提供良好的實習條件，以不斷增強其社會實踐及應用能力。同時還可將學生參加國內外的數字設計大賽納入教學計劃，因為學生參加這樣的大賽有著特別的意義，在形式上它是實踐性教學，在具體內容方面可訓練學生的創造力和綜合分析問題，解決問題的能力，以我校組織學生參加全國大學生廣告創意大賽為例，通過參加大賽，不僅能激發學生的求知欲，還能學到在平時課堂里學不到的東西，開闊了視野，同時也將以前學習的知識加以綜合，對計算機軟件的學習更是可以很靈活的綜合運用了。這樣的項目實踐環節不僅能強調教學的實用性，同時也使教學具有實踐性，而實踐性教學是三維設計不可缺少的重要環節。經驗是在實踐中積累出來的，實際工作需要的是比較實際的技能和操作，學生必須接受實際制作過程的訓練，當實踐以一種學習力的概念出現的時候，顛覆了傳統單純以理論教學為主或單純以軟件操作為教學目的的教學模式。成熟的實踐項目教學模式的出現，可以使得學生了解數字藝術創作的整個流程和創作細節，快速進入感性經驗積累階段。如動畫教學的實踐環節可讓學生全面參與到項目的劇本寫作、角色設計、原畫設計、場景設計和實際的計算機制作中，這樣的模式是以實踐推動了學習，教學除了為學生提供豐富項目實踐的機會之外，更重要的是傳授給學員一種自我學習的能力，這也是優秀數字藝術人才可持續成長的必備素質。
4正確理解三維設計教學的科學性
教學是教育的主體，任何專業的教學都有其學科的科學性，三維設計的教學更有其科學性的原則，如何做到三維設計的科學性是擺在每位數字藝術專業教師面前的現實問題。那么什么是科學性？又如何正確理解數字設計教學的科學性呢？科學性不僅要具有規律和邏輯的性質，還要具有準確性和高效性，三維設計教學的科學性就是要從實際出發，充分運用各種科學手段和現代高科技手段，從而有效地培養出適應市場的數字藝術人才的教學。筆者認為，可從以下幾個方面來著手：
1. 教學要有系統性和連續性。三維設計不同于純藝術，它有著自身的特性和要求，它必須要考慮繪畫知識、藝術感覺、物理學、數學、攝影學、動畫學以及計算機技術技能等等的相關知識，因而教學要按照必要的步驟循序漸進，既要全面系統，又要有重點的進行科學的安排。三維設計的教學要建立在繪畫等學科的基礎上進行教學。例如三維設計中的角色技術的教學，角色的設計和制作都需要學生具有很強的繪畫能力，這樣才能完成角色人物的制作，學生可以按照自己的喜好設計角色和故事，這是需要一定的藝術創新思維和良好美術基礎，而通過電腦完成角色的過程又需要按照計算機技術的相關規律，這樣才能生動的完成電腦人物?？梢姡S設計教學具有系統性和連續性，同時也使得教學更具有完整性。
2. 在具體的教學中既要規范，又要靈活，更要重在教學效果。所謂規范性就是教學要遵循教學大綱來實施教學，但是任何人為的規定都不是完美無缺的，是需要在實踐中不斷改進和完善，再者教師與教師也各不相同，各有特點，所以在教學中很多時候需要教師根據自己的具體情況正確發揮，揚長避短。只要有利于教學，達到良好的教學效果即可實施，這就是三維設計教學的靈活性。
3. 正確認識學生的培養目標。在教學中除了要掌握教學的系統性、連續性、規范性和靈活性外，還必須認清學生的培養目標，例如我校的培養目標是技能型和實用型人才，所以教學要面向社會、服務于社會。隨著市場經濟的發展，數字藝術是作為藝術形式而受到人們的歡迎，而技術則是實現藝術視覺化的一種手段，因此藝術更多是以一種整合力的概念出現，以藝術帶動技術技能的整合，藝術貫穿教學的始終。技藝雙修是對數字藝術人才和數字藝術教學的一種挑戰，產業發展需要更多有項目規劃能力和創作能力的“設計型人才”，而不是只會軟件操作和純技術面的“匠人型人才”。這也要求教師不僅要有嫻熟的藝術與計算機的專業知識，同時還必須要具備專業以外的其它相關學科的知識。首先，在觀念上不可把自己局限在專業的小圈子里，應當把相關學科的知識納入自己的學習范圍；其次，在教學中不可把教學內容局限在所謂的“專業王國”，應當在以專業為主的同時考慮其它相關學科的融合教育。
5結束語
任何一個學科在今天都不是相互獨立存在的，它與其它學科有著無法分割的聯系。在現今高度文明的時代，數字藝術作為一個產業有著廣大的前景，產業發展，教育先行，而具有實踐能力和技能型復合型的數字藝術人才更能適應社會，也更具有生存力和競爭力。所以，教學中我們努力探索培養這樣的人才是我們每位教師不可推卸的責任。
參考文獻
[1] (美)魯道夫.阿恩海姆. 對美術教學的意見[M]. 湖南美術出版社，1993.
[2] 李向偉. 道器之間[M]. 安徽教育出版社，2004.
作者簡介
陳曉群，北京東城職大藝術系講師，專業方向為數字藝術設計。
通信地址：北京左家莊南里13樓1門102
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