CAXA實體設(shè)計教案

1、caxa實體設(shè)計教案教學課題：設(shè)計支架類零件 典型的支架類設(shè)計授課教師：洪偉偉紹興市中等專業(yè)學校2011年10月教學課題：設(shè)計支架類零件典型的支架類設(shè)計教學設(shè)計背景：教材分析：本課程的教程是caxa實體設(shè)計，它獨一無二地將可視化的自由設(shè)計與精確設(shè)計手段結(jié)合在一起，是唯一集創(chuàng)新設(shè)計、工程設(shè)計、協(xié)同設(shè)計、二維cad設(shè)計于一體的新一代三維cad系統(tǒng)解決方案。caxa實體設(shè)計為創(chuàng)新設(shè)計提供了飛翔的翅膀，方向的舵手。本次課是設(shè)計支架類零件，該課題主要的內(nèi)容是利用元素庫的元素、草圖功能及其三維球的運用等一些列基礎(chǔ)命令運用的結(jié)合使用，突出了本課題的綜合性，為以后的箱殼類設(shè)計、曲面零件設(shè)計、裝配設(shè)計、渲染設(shè)計

2、等打下扎實的基礎(chǔ)。學情分析：上課對象為數(shù)控專業(yè)一年級第二學期的學生。該班在上一學期就已學過了機械制圖、autocad軟件等專業(yè)知識，對二維的已有了更直觀的認識；在本學期開始就學習caxa實體設(shè)計這門三維軟件，在前幾次課中，該班學生對caxa實體設(shè)計有了足夠的認識，對其基本命令也進行了系統(tǒng)地學習，能合理地運用元素庫中的元素、三維球的使用、草圖的編輯等指令，所以通過本次課的學習可以進一步提高本班學生的caxa實體設(shè)計的使用能力。學生分析：本次授課對象是中職一年級學生。學生的學習特點是動手能力強于思維能力，所以本次課對于這些學生是非常合適，其理論內(nèi)容只是輔助功能，實踐操作才是主要功能。通過實踐操作，

3、學生有著很高的學習激情，對于學習效果是很明顯，由此學生由被學的學習態(tài)度轉(zhuǎn)變?yōu)橐獙W的學習態(tài)度。教學設(shè)計思想：本次教學采用項目教學法進行。通過設(shè)定任務目標、明確任務內(nèi)容、指導操作方法、學生實踐操練、多元過程評價、任務成果展示等階段來完成本課教學。通過上次課的遺留的任務，本次課由學生上臺展示，并利用引出本次課內(nèi)容。本次課是典型的支架類零件設(shè)計，其思路如下：教師拿出實物，對學生進行理論的講解（讓學生在理論的基礎(chǔ)上學習軟件的操作，這樣能更有效的達到說與做的結(jié)合），通過實物及其實物的要求，由學生組隊進行討論分析設(shè)計方案（能讓學生意識到團隊的重要性），并對方案進行評比得出最終設(shè)計方案，然后選5名同學根據(jù)最終

4、設(shè)計方案上臺試練繪制每個步驟并進評比，使5個步驟順利的完成達到設(shè)計效果。（這部分內(nèi)容在后面的教學流程中已經(jīng)展示,這里是否有必要詳述？）在這環(huán)節(jié)中，學生根據(jù)任務能有效的自主的學習，使學生課上操作練習更具目的性；教師利用多媒體進行講授、演示等教學手段，使學生能在課堂有限的時間里更直接有效的接受新內(nèi)容；學生自主練習，在練習中尋找問題答案，教師在旁巡回指導；最后對學生的新課內(nèi)容的總結(jié)、分析、指出不足之處并給學生布置課后作業(yè)，使學生養(yǎng)成在課后進行專業(yè)內(nèi)容的討論習慣。本次課關(guān)鍵在于教師的知識儲備與技能的演示，師生之間的教學互動，促進學生自主學習能力的提升并加以指導，使學生由被動的接受知識轉(zhuǎn)變成主動的學習知

5、識，更能有效的促進學生對專業(yè)知識的掌握和運用。教學目標:知識目標：通過本次課學習，使學生了解掌握caxa實體設(shè)計元素庫的圖素使用和三維球的正確使用。能力目標：通過本次課學習，能靈活運用caxa實體設(shè)計中的指令和動能，結(jié)合生活和學習中的產(chǎn)物，設(shè)計出所需的實體，達到學在學校，用在生活的創(chuàng)新設(shè)計能力。職業(yè)目標: 通過caxa實體設(shè)計的學習，讓學生對三維軟件的有濃厚的興趣，能學會獨立思考、分析、解決問題。其為以后就業(yè)方向打下良好基礎(chǔ)，三維設(shè)計是工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展最強大的學科之一，國家非常重視工業(yè)軟件的發(fā)展，在caxa實體設(shè)計的學習中，讓我們能更好的認識三維軟件，運用三維軟件。 教學重點與難點:教學重點：典型

6、的支架類零件設(shè)計方案和實體的組合。教學難點：三維球的靈活運用及元素的編輯。教學方法：項目教學法（運用了講授法學習了本任務的理論知識；通過小組形式使用了小組討論法，得出最終設(shè)計方案；在內(nèi)容的講解上使用了學生展示法和教師演示法，完成本次任務）教學用具：50臺電腦（裝有caxa實體設(shè)計2009軟件和凌波多媒體教學軟件）典型的支架類實物教學流程： 一、回顧上次課任務并繪制，根據(jù)上次任務引出本次任務內(nèi)容（預計5 min）二、對本次任務進行一定的理論了解 （預計5min） （通過實物直觀的認識本次任務）三、根據(jù)本次任務內(nèi)容，討論設(shè)計方案（預計5 min） 1.完成任務步驟1（構(gòu)造底部和圓筒） 典 （預計1

7、0 min） 型 2.完成任務步驟2（構(gòu)造支撐板） 的 （預計15 min） 支 四、繪制本次任務課題 3.完成任務步驟3（構(gòu)造肋板） 架 （根據(jù)以往所學內(nèi)容 （預計12min）類 嘗試性的完成本次任務設(shè)計） 4.完成任務步驟4（構(gòu)造凸臺） 設(shè) （預計18 min）計 5.完成任務步驟5（構(gòu)造鑄造圓角） （預計7 min） 6.完成任務步驟6（削同學進行評價） (預計5 min)五、任務總結(jié) (預計5 min) 六、課后思考題、作業(yè) (預計3 min)七、任務反思 教學課題設(shè)計支架類零件典型的支架類設(shè)計教學對象10數(shù)控（2）課時數(shù)2課時教 學 安 排教學思路l 展示上次課堂任務 根據(jù)該任務，回

8、答問題：1元素庫的什么元素？2運用到三維球的什么功能？ l 根據(jù)上面的任務的功能，我們完成本次任務：支架類零件在機械設(shè)計之中也是非常常用的零件。在產(chǎn)品中，它主要功能是支承和連接。在構(gòu)形上常有底板、支承孔和肋板等結(jié)構(gòu)。其在創(chuàng)建過程之中也是以拉伸為主。本次課以圖1-1所示支架為例介紹支架類零件的構(gòu)形方法。本次課將介紹典型支架類零件的構(gòu)形方法。一、任務：設(shè)計支架類零件典型的支架類設(shè)計圖1-1典型的支架類零件引導問題：1) 結(jié)合上次任務，設(shè)計出本次任務；2) 在設(shè)計本次任務前，分析該產(chǎn)品的設(shè)計步驟；3) 每個步驟都由同學上臺展示；二、分組討論，制定設(shè)計方案1.6人一組，共八組，每組確定一位組長，進行討

9、論，初步制定設(shè)計方案，然后由各組組長陳述討論的方案或設(shè)計的主要步驟。組與組之間可互相質(zhì)疑與爭論。2.6個組分別得出不同結(jié)論，評論出c組的設(shè)計方案為最佳。 記錄表如下：分組 問題最佳設(shè)計方案最富有想象方案評價第1組第2組第3組第4組第5組第6組第7組第8組3.與同學們共同討論，得出最終方案：1) 構(gòu)造底板和圓筒；2) 構(gòu)造支撐板；3) 構(gòu)造肋板；4) 構(gòu)造凸臺；5) 構(gòu)造鑄造圓角。三、學生上臺展示，教師指點并演示運用學生展示法，由同學上來完成上次課堂任務（預計5 min）由同學說出答案，并引出本次任務的內(nèi)容通過上個環(huán)節(jié)的問題答案，引出本次內(nèi)容（預計3min）本次任務內(nèi)容（展示實物，使學生更直接直

10、觀的接觸所設(shè)計的實物）教師根據(jù)本次任務，導出問題，學生回答問題及要求（預計2min）本環(huán)節(jié)采用小組討論法，教師評價每組的設(shè)計方案，并進行評價（預計5 min）教師分析得出最終設(shè)計方案教學安排教學思路步驟1構(gòu)造底部和圓筒（做前提出該步驟的關(guān)鍵是如何解決圓筒與底板支架的定位問題）1.由a同學上臺展示操作設(shè)計步驟1。（a同學對caxa實體設(shè)計有良好的基礎(chǔ)）2.a同學在操作時，如有錯誤或指令運用不當，教師加于指導并令其改正。在此環(huán)節(jié)中，可能會碰到學生操作圓筒和地板的定位步驟較為繁瑣。3教師演示（1）從設(shè)計元素庫的“圖素”中拖動出一個長方體圖素，并將其長度、寬度和高度分別為30，90和10，形成底板形狀

11、，如圖1-2（a）所示。（2）從設(shè)計元素庫“圖素”中拖動出一個圓柱體圖素，將其定位于長方體左下棱的中點a處，如圖1-2（b）所示。（3）將圓柱體長度和寬度均設(shè)定為30,。利用智能捕捉，將圓柱體左、右端面分別與底板的左、右端面對齊，如圖1-2（c）所示。（4）利用三維球?qū)A柱體沿手柄a的方向向上移動40，沿手柄b的方向向右移5，從而完成圓柱體的定位。其結(jié)果如圖1-2（d） a (a)底板形狀 （b）將圓柱體圖素定位 （c）設(shè)定圓柱體尺寸及位置 （d）利用三維完成圓柱體最終定位 環(huán)節(jié)一：本環(huán)節(jié)采用學生展示法，教師演示法。根據(jù)設(shè)計方案，以良好扎實的功底為基礎(chǔ)，先由一個同學上臺展示本任務設(shè)計方案的步驟

12、1，教師指出不足加以指導，并演示步驟1。在此環(huán)節(jié)預碰問題：拉伸的步驟較為繁瑣。（預計10 min）教師演示分析步驟1（運用ppt或凌波教學多媒體網(wǎng)絡系統(tǒng)）教學安排教學思路 圖1-2圓柱體與底板定位（5）在圓柱體的中心添加一個直徑16，高度30的孔，如圖1-3所示。（6）從設(shè)計元素庫的“圖素”中拖動出孔類長方體，在底板下部構(gòu)造出寬35,、高2的通槽，如圖1-3所示。圖1-3生成圓孔和凹槽步驟2構(gòu)造支撐板1.支撐板的說明支撐板也稱加強板、肋板或加強筋，主要作用是增強結(jié)構(gòu)強度和剛度，本例中支撐板的特點是：與底板后表面對齊，并與圓筒表面相切。采用拉伸特征可以方便的將其構(gòu)造出來。2.由b同學上臺展示操作

13、設(shè)計步驟1。（b同學對caxa實體設(shè)計有良好的基礎(chǔ)）3.b同學在操作時，如有錯誤或指令運用不當，教師加于指導并令其改正。在此環(huán)節(jié)中，可能會碰到草圖完成后特征中的拉伸方向不正確。4.對b同學的操作及成果進行記錄的評價。5.教師演示（1）單擊“指定面”按鈕，指定底板的后面。（2）單擊“拉伸特征”按鈕，智能拾取底板的中點，在接續(xù)出現(xiàn)的兩個對話框中均采用默認的設(shè)置，在“拉伸特征向?qū)У?步”中設(shè)置距離為8。（3）繪制支撐板截面圖形，如圖1-4（a）所示，其中底板長度為45。在繪制過程中，可以通過“投影約束”工具將圓柱端面的大圓、底板上棱邊（運用ppt或凌波教學多媒體網(wǎng)絡系統(tǒng)）環(huán)節(jié)二：本環(huán)節(jié)采用學生展示法

14、，教師演示法。根據(jù)設(shè)計方案，以良好扎實的功底為基礎(chǔ)，先由一個同學上臺展示本任務設(shè)計方案的步驟1，教師指出不足加以指導，并演示步驟1。在此環(huán)節(jié)預碰問題：拉伸的步驟較為繁瑣。（預計15 min）教師演示分析步驟2教學安排教學思路進行投影，并用相切約束功能做圓，然后將多余的線條修剪掉。（4）完成造型后的結(jié)果如圖1-4（b）所示。 （a）繪制支撐板的截面圖形 （b）完成造型圖1-4 生產(chǎn)支撐板步驟3構(gòu)造肋板1. 肋板的說明支架肋板的基本形狀是一個直角梯形，其上方與圓柱體相交。為此，可以先構(gòu)造一個圓柱體底部相交的梯形，并以此來控制肋板的基本形狀和尺寸，然后再利用表面匹配功能，是肋板與圓柱體相交。2.由c

15、同學上臺展示操作設(shè)計步驟1。（c同學對caxa實體設(shè)計有較好的基礎(chǔ)）3.c同學在操作時，如有錯誤或指令運用不當，教師加于指導并令其改正。在此環(huán)節(jié)中，可能會碰到草圖完成后特征中的拉伸方向不正確，以及表面匹配會出現(xiàn)問題。4.對c同學的操作及成果進行記錄的評價。4.教師演示（1）以圖1-5（a）中支撐板下棱邊中點a為定位點，利用“拉伸特征”構(gòu)造形狀。（2）在指定面上繪制如圖1-5（b）所示直角梯形，完成造型后結(jié)果如圖1-5（c）所示，其為雙向拉伸8。此時，肋板的頂面為平面，且與圓柱體相交。（運用ppt或凌波教學多媒體網(wǎng)絡系統(tǒng)）環(huán)節(jié)三：本環(huán)節(jié)采用學生展示法，教師演示法。根據(jù)設(shè)計方案，以良好扎實的功底為

16、基礎(chǔ)，先由一個同學上臺展示本任務設(shè)計方案的步驟3，教師指出不足加以指導，并演示步驟1。在此環(huán)節(jié)預碰問題：拉伸的步驟較為繁瑣。（預計12 min）教師演示分析步驟3教學安排教學思路 a (a)選擇點位點 （b）繪制直角梯形截面圖 （a）繪制支撐板的截面圖形 （b）完成造型圖1-4 生產(chǎn)支撐板步驟4構(gòu)造凸臺1. 凸臺的說明。在底板上有兩個帶孔的凸臺，生成這兩個凸臺的方法是：先做出其中一個，然后通過鏡像工具得到另一個。在圓筒頂部有一個凸臺，這個凸臺可以通過表面匹配。2.由d同學上臺展示操作設(shè)計步驟1。（d同學對caxa實體設(shè)計有較好的基礎(chǔ)）3.d同學在操作時，如有錯誤或指令運用不當，教師加于指導并令

17、其改正。在此環(huán)節(jié)中，可能會碰到三維球鏡像錯誤，三維球定位錯誤。4對d同學的操作及成果進行記錄的評價。（運用ppt或凌波教學多媒體網(wǎng)絡系統(tǒng)）環(huán)節(jié)四：本環(huán)節(jié)采用學生展示法，教師演示法。根據(jù)設(shè)計方案，以良好扎實的功底為基礎(chǔ)，先由一個同學上臺展示本任務設(shè)計方案的步驟4，教師指出不足加以指導，并演示步驟1。在此環(huán)節(jié)預碰問題：拉伸的步驟較為繁瑣。（預計16 min）教學安排教學思路5. 教師演示1) 構(gòu)造底板上的凸臺，具體操作方法如下所述：（1）如圖1-6（a）所示所示，在底板上適當位置構(gòu)造一個直徑13，高度2的圓柱體。并在圓柱體中心構(gòu)造一個直徑6、高度12的孔。（2）在智能圖素編輯狀體下同時選中剛剛生成

18、的圓柱體，然后激活三維球，并將三維球中心移動到圓筒的中心，如圖1-6（b）所示。（3）右擊三維球定向控制柄a，在彈出的對話框中單擊“鏡像”“拷貝”，圓柱體將相對于圓筒中心作鏡像復制，結(jié)果如圖1-6（c）所示。（4）參照（2）、（3）步驟，將直徑為6的孔也做鏡像復制，結(jié)果如圖1-6（d）所示。（a）構(gòu)造指定圓柱體 （b）激活三維球 （c）利用三維球復制生成對稱圓柱體 （d）制作結(jié)果 圖1-6 生成凸臺2) 構(gòu)造圓筒上頂部的凸臺，具體操作方法如下所述：（1）在圓筒頂部適當位置構(gòu)造一個直徑為10，高度為3,的圓柱體作為凸臺，并使其底面與圓筒相切，如圖1-7（a）所示。（2）參照構(gòu)造肋板的功能，將凸臺

19、底面與圓筒表面進行匹配，結(jié)果如圖1-7（b）。教師演示分析步驟4（運用ppt或凌波教學多媒體網(wǎng)絡系統(tǒng)）教學安排教學思路（3）利用元素庫中“孔類圓柱體”元素，拉至圓筒上的凸臺上，進行定位，其直徑為8的凸臺通孔，結(jié)果如圖1-7(c)所示。 （a）生成一個圓柱體 （b）進行表面匹配 圖1-7（c）生成凸臺內(nèi)孔圖1-7 生成圓筒頂部凸臺步驟5構(gòu)造鑄造圓角構(gòu)造圓角說明：鑄造圓角是鑄造零件上常見的結(jié)構(gòu)要素。本例中底板的四個角都是半徑為7的圓角，其他位置也有多處半徑為2的鑄造圓角。這些圓角都可以利用“圓角過渡”工具構(gòu)造出來。1. 凸臺的說明。在底板上有兩個帶孔的凸臺，生成這兩個凸臺的方法是：先做出其中一個，

20、然后通過鏡像工具得到另一個。在圓筒頂部有一個凸臺，這個凸臺可以通過表面匹配。2.由e同學上臺展示操作設(shè)計步驟1。（e同學對caxa實體設(shè)計有較好的基礎(chǔ)）3.e同學在操作時，如有錯誤或指令運用不當，教師加于指導并令其改（運用ppt或凌波教學多媒體網(wǎng)絡系統(tǒng)）環(huán)節(jié)五：本環(huán)節(jié)采用學生展示法，教師演示法。根據(jù)設(shè)計方案，以良好扎實的功底為基礎(chǔ)，先由一個同學上臺展示本任務設(shè)計方案的步驟1，教師指出不足加以指導，并演示步驟5。在此環(huán)節(jié)預碰問題：拉伸的步驟較為繁瑣。（預計10 min）教 學 安 排教學思路正。在此環(huán)節(jié)中，可能會碰到三維球鏡像錯誤，三維球定位錯誤。4. 對e同學的操作及成果進行記錄的評價。5. 教師演示1）.構(gòu)造底板上的圓角，通過下述步驟可以方便的生成底板上的圓角：（1）單擊“特征”中的圓角過渡按鈕。（2）將“圓角過渡”類型選設(shè)置為“等半徑”，半徑值為7。 （3）依次拾取地板上的四條測棱。（4）單擊“勾”按鈕，其造型結(jié)果如圖1-8（a）所示。2）構(gòu)造鑄造圓角，再次利用“圓角過渡”工具，以等半徑2生成鑄造圓角，結(jié)果如圖1-8（b） （a）構(gòu)造地板上的圓角 （b）