9-12周《UG》教案.doc

项目四：创建扫掠特征 （4课时）项目目标：能够利用扫掠特征创建简单的实体模型。重点难点：掌握扫掠特征的创建步骤，能够在建模过程中灵活运用扫掠特征命令。教学对象：高二数控专业的学生已经具备一定的看图能力，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择不同的指令创建实体。教学方法：根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。前置作业：1.扫掠特征的原理是什么？（原理是沿着由一个或一系列曲线、边或面构成的引导线串（路径）拉伸开放的或封闭的边界草图、曲线、边或面来生成单个体。）2.思考下图中模型的建模步骤。 课堂活动：1. 新课导入：教师通过分析生活中一些常见的扫掠体，如弯曲水管，手镯等，分析其成型方法，引出扫掠特征的概念与原理。教师再通过演示下图实例的绘制过程，引发学生的学习兴趣。2解决前置作业 沿导引线扫掠特征介绍：此选项让用户通过沿着由一个或一系列曲线、边或面构成的引导线串（路径）拉伸开放的或封闭的边界草图、曲线、边或面来生成单个体。 学生通过下面两个简单的实例熟悉沿导引线扫掠特征的建模步骤。注意：1.在“沿导线扫掠”特征中，允许用户只选择一条有或没有光顺的引导对象的截面线串和引导线串。 2.“体类型”建模设置决定生成实体还是生成片体。如果设定为“片体”，系统生成由多个面组成的单个片体，并且不遮盖“沿导线扫掠”特征的末端。 沿导引线扫掠特征的创建步骤：1.选择一条截面线串。2.选择一条引导线串。3.输入偏置值。4.选择一种布尔运算。以下通过解决前置作业来巩固沿导引线扫掠特征的创建步骤。创建杯子主要思路：杯子主要由两部分组成，其中，主体部分可利用回转特征生成，杯耳部分则利用沿导引线扫掠特征生成。创建一条回转轴1.利用回转特征创建杯身。如下图所示。回转截面2.绘制杯耳。（1）利用草图功能创建引导线及扫描截面，如下图所示。注意：引导线的绘制嵌入至杯身中。扫描截面垂直于引导线。引导线扫描截面 （2）沿引导线扫掠。生成杯耳，如下图所示。 注意：杯耳和杯身采用“求和”布尔运算。偏置值为0.提示和技巧：1）截面曲线通常应该位于（相对于引导曲线）开放式引导路径的起点附近或封闭式引导路径的任意曲线的端点附近。如果截面曲线距离引导曲线太远，则会得到无法估计的结果。2）如果截面对象有多个环，如下图所示，则引导线串必须由线/圆弧构成。3）如果引导路径上两条相邻的线以锐角相交，或者如果引导路径中的圆弧半径对于截面曲线来说太小，则不会发生扫掠面操作。换言之，路径必须是光顺的、切向连续的。3练习：根据下图进行沿引导线扫掠建模。4.学生学习成果展示(1)小组合作探究、讨论交流，汇报学习情况。 (2)小组演示以上两题的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对基准特征的绘制方法有更深刻的认识。（3）观众组向展示组质凝。展示组解答，答不出的再由其它组成员进行补答。（4）教师点评或示范：教师根据学生的知识掌握情况，再次补充、讲解理论、集体修改学生在操作或讲述中的错误；教师可以再简单的示范零件加工的步骤，并强调相关应特别注意的地方（见上创建步骤）。5.课堂小结：对于创建一个扫掠体，关键是创建合适的扫掠线和扫掠截面。布置作业：1.整理杯子的创建步骤。学生质凝：由学生当场向教师提问不明之处，再由教师视情况而定，采用集中讲解，还是小部分讲解或课后辅助的形式均可。项目小结: 通过学生的“先做” “后学” “产品展示” “再学”这样的一条逆向式的学习流程，让学生更有兴趣的去主动学习那些想学的知识点，从而更有助学生对知识面的掌握，思考问题。教学反思: 针对学生基础比较差的特点，教学过程中设置的任务要由浅入深，由最基础的做起，引发学生的兴趣，建立自信。学生绘图过程中，问题比较多，教师未能第一时间对每个学生进行辅导，因此，请一些能力较强的学生协助教师，对其他同学进行指导。对于无心向学，上课经常睡觉的学生，教师要多花心思在他们身上。本课程的教学项目，教学方法还有待进一步加强。安全与环保: 1.遵守机房管理制度，学生不得在机房内追逐打闹，乱丢纸张。2.每位学生管理好自己的电脑，爱惜电脑，电脑不用时应处于待机状态。项目教学评价表评价项目评价标准满分得分自评教师评课前准备掌握的资料搜集渠道广，并对解决本项目所要解决问题有所帮助。 15合作探究分工合理，小组探究气氛浓厚，能够互相帮助探讨各种绘图方法。20实践操作能力在实操过程中的熟练程度、电脑的正确使用、绘图的正确性。15举手发言在课堂教学过程中能积极举手，并踊跃发言。10完成作品质量绘图的正确性。25安全性及环保是否符合操作规程？是否正确操作电脑？电脑台是否有污渍？15总分100项目五：成型特征（4课时）项目目标：能够利用成型特征创建简单的实体模型。重点难点：掌握几种常见成型特征的创建步骤，能够在建模过程中灵活运用成型特征命令。教学对象：高二数控专业的学生已经具备一定的看图能力，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择不同的指令创建实体。教学方法：根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。前置作业：1.分析孔、键槽、沟槽、腔体、圆台和凸台等成型特征的创建步骤？2.孔的类型有哪几种？槽的类型有哪几种？课堂活动： 1.新课导入。孔的创建方法有很多种，让学生通过利用拉伸功能（去除材料）创建一通孔，引出问题：“在UG4.0是否有其他方法创建通孔？对于简单孔，沉头孔等又该如何创建？”。从而引出成型特征的概念，成型方法等。2.解决前置作业：创建成型特征的一般步骤是：1）选择平的放置面。2）需要的话，选择水平参考 。3）需要的话，选择一个或多个通过面 。4）输入特征参数的值。5）定位特征。下面将重点介绍孔、键槽、腔体等常用的成型特征的创建。孔特征。孔选项让用户在实体上生成一个简单的孔、沉头孔或埋头孔。对于所有的孔生成选项，深度值必须是正的。简单的 - 让用户以指定的直径、深度和顶点的顶尖角生成一个简单的孔。沉头孔 - 让用户以指定的孔直径、孔深度、顶尖角、沉头直径和沉头深度的沉头孔。埋头孔 - 让用户以指定的孔直径、孔深度、顶尖角、埋头直径和埋头角度的埋头孔。点击图标或者选择菜单条中的【插入】【成型特征】【孔】，弹出如5.1图所示构造孔对话框。首先指定孔的类型，然后选择实体表面或基准平面作为孔放置平面和通孔平面，再设置孔的参数及打通方向，最后确定孔在实体上的位置，这样就可以创建所需要的孔。以创建简单孔为例，说明创建孔特征过程中的一般问题。在图5.1所示的构造孔对话框中选择该选项，按照选择步骤选择孔放置平面，孔放置平面可以示实体表面也可以是基准平面，然后在孔参数文本框中输入相应参数。确定打孔方向，单击确定，弹出如图5.2所示选择定位方式对话框。图5.1 【构造孔】对话框这是创建孔过程中的一个重点难点问题。下面将对常用的定位方式作说明。图5.2 【选择定位方式】对话框l 水平定位该方式通过在目标实体与工具实体上分别指定一点，再以这两点沿水平参考方向的距离进行定位。l 垂直定位该方式通过在目标实体与工具实体上分别指定一点，以这两点沿垂直参考方向的距离进行定位。l 平行定位该方式指的是在与工作平面平行的平面中测量在目标实体与工具实体上分别指定点的距离。l 两点重合定位该方式通过在工具实体与目标实体上分别指定一点，使两点重合进行定位。可以认为两点重合定位，是平行定位的特例，即在平行定位中的距离为零时，就是两点重合。练习：学生在长方体上创建不同类型的孔。槽特征。此选项让用户生成一个直槽的通道通过实体或通到实体里面。在当前目标实体上自动执行减去操作。所有槽类型的深度值按垂直于平面放置面的方向测量。槽的类型：矩形的让用户沿着底面生成有尖锐边缘的槽。球形让用户生成一个有完整半径底面和拐角的槽。U 型槽让用户生成一个 U 字形（圆形的拐角和底面半径）的槽。T 型槽让用户生成一个槽，它的横截面是一个倒转的 T 字形。燕尾让用户生成一个“燕尾”形（尖锐的拐角和成角度的墙）的槽。练习：学生在长方体上创建不同类型的槽。如下图所示。 通槽 矩形槽 球形槽 T形槽、 U形槽 燕尾槽腔体特征。过使用以下方法之一，可以使用“腔体”选项在现有体上生成一个型腔。下面将重点讲解矩形行腔的创建过程。定义一个矩形的腔体，按照指定的长度、宽度和深度，按照拐角处和底面上的指定的半径，具有直边或锥边。注意：拐角半径必须大于或等于底半径。矩形行腔的参数说明练习：学生自行练习圆柱形腔体的创建过程，如下图所示。3.学生学习成果展示(1)小组合作探究、讨论交流，汇报学习情况。 (2)小组演示以上两题的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对基准特征的绘制方法有更深刻的认识。（3）观众组向展示组质凝。展示组解答，答不出的再由其它组成员进行补答。（4）教师点评或示范：教师根据学生的知识掌握情况，再次补充、讲解理论、集体修改学生在操作或讲述中的错误；教师可以再简单的示范零件加工的步骤，并强调相关应特别注意的地方（见上创建步骤）。4.课堂小结：成型特征模块提供了块体、柱体、锥体、球体、管体、孔、圆形凸台、型腔、凸垫、键槽、环形槽。另外特征操作模块和编辑特征模块可以对实体进行各种操作和编辑。将复杂的实体造型大大简化。实际的实体造型都可以分解为这些简单的特征建模，因此特征建模部分是实体造型的基础。布置作业：1.整理简单孔、矩形槽、矩形腔等成型特征的创建步骤。学生质凝：由学生当场向教师提问不明之处，再由教师视情况而定，采用集中讲解，还是小部分讲解或课后辅助的形式均可。项目小结: 通过学生的“先做” “后学” “产品展示” “再学”这样的一条逆向式的学习流程，让学生更有兴趣的去主动学习那些想学的知识点，从而更有助学生对知识面的掌握，思考问题。教学反思: 针对学生基础比较差的特点，教学过程中设置的任务要由浅入深，由最基础的做起，引发学生的兴趣，建立自信。学生绘图过程中，问题比较多，教师未能第一时间对每个学生进行辅导，因此，请一些能力较强的学生协助教师，对其他同学进行指导。对于无心向学，上课经常睡觉的学生，教师要多花心思在他们身上。本课程的教学项目，教学方法还有待进一步加强。安全与环保: 1.遵守机房管理制度，学生不得在机房内追逐打闹，乱丢纸张。2.每位学生管理好自己的电脑，爱惜电脑，电脑不用时应处于待机状态。项目教学评价表评价项目评价标准满分得分自评教师评课前准备掌握的资料搜集渠道广，并对解决本项目所要解决问题有所帮助。 15合作探究分工合理，小组探究气氛浓厚，能够互相帮助探讨各种绘图方法。20实践操作能力在实操过程中的熟练程度、电脑的正确使用、绘图的正确性。15举手发言在课堂教学过程中能积极举手，并踊跃发言。10完成作品质量绘图的正确性。25安全性及环保是否符合操作规程？是否正确操作电脑？电脑台是否有污渍？15总分100项目六：特征操作（4课时）项目目标：能够利用各种特征操作指令编辑实体模型。重点难点：掌握几种常见的特征操作指令，能够在建模过程中灵活运用各种特征操作指令。教学对象：高二数控专业的学生已经具备一定的看图能力，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择不同的指令创建实体。教学方法：根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。前置作业：1.拔模，抽壳等特征操作指令的创建步骤是怎样的？2.学生尝试利用UG4.0创建以下实体。课堂活动：1.新课导入：老师让学生利用拉伸特征创建一长方体或圆柱体（复习拉伸操作的步骤），拔模特征只是在其基础上添加一拔模角度，改变实体的形状，从而引出拔模特征的概念及作用。抽壳特征只是把原来的实体变成具有一定厚度的箱体类零件，通过分析一些箱体类零件的成型方法，引出抽壳特征的概念及作用。2.解决前置作业：拔模。让您将拔模相对于指定矢量应用于面或边。拔模矢量（即开模方向）必须这样定义，使它能根据您所希望的拔模而有正确的指向。拔模角是相对于矢量方向应用的。为了帮助您形象化这个概念，可想像一个位于实体中心指向适当方向的矢量。正的角度使系统将选中的面向内（朝向矢量或体的中心）倾斜；负的角度使系统将选中的面向外（离开矢量）倾斜。拔模的一般步骤：1. 要拔模的面。2. 参考边。3. 开模方向。4. 参考点。实例练习：通过拔模指令创建以下实体。进阶练习：创建以下实体模型。重点难点：1） 学会看三视图，分析外形尺寸。2） 利用拔模指令创建主体部分。3） 利用圆柱形腔，凸台等成型特征绘制凹凸部分。4） 圆柱形腔，凸台特征的定位。抽壳。根据指定的厚度值在单个实体周围抽出或生成壳。可以单独地指定面的厚度并选择在抽壳过程中抽空的面的区域。下面将重点讲解体类型抽壳指令。其一般步骤是：1.选择要抽空的体。2.选择一个或多个偏置面（可选）。对于每个指定的偏置面，会在偏置面可变窗口中出现一个条目，内有一个标识符和缺省厚度值（如，f63 0.1）。可以通过在列表框中选择偏置面的条目并在可变厚度字段中输入新值来改变单个偏置面的厚度。用户在列表框中选择的偏置面在图形窗口中以青色高亮显示。3.如果想要的话，修改抽壳公差（可选）。4.点击“应用”或“确定”。实例练习：通过对长方体进行抽壳，熟悉抽壳指令。原长方体 抽壳成型后的长方体抽壳指令对话框抽壳过程中，修改各个偏置值 注意：1. 辑“抽壳”特征时，任何选作偏置面（可变厚度的基础）的面都不能选作开口的面，反过来，开口的面也不能选作偏置面。2. 如果任意要打开的面和一个相切面相邻（如圆角），并且用户使用一个小于圆角半径的厚度值，则抽壳操作会失败。进阶练习：创建以下实体。重点难点：1） 分析实体的外形尺寸。2） 利用沿引导线扫掠命令创建实体上部分。3） 实体两部分创建完后再一次抽壳成型。 2.学生学习成果展示(1)小组合作探究、讨论交流，汇报学习情况。 (2)小组演示以上两题的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对基准特征的绘制方法有更深刻的认识。（3）观众组向展示组质凝。展示组解答，答不出的再由其它组成员进行补答。（4）教师点评或示范：教师根据学生的知识掌握情况，再次补充、讲解理论、集体修改学生在操作或讲述中的错误；教师可以再简单的示范零件加工的步骤，并强调相关应特别注意的地方（见上创建步骤）。3.课堂小结：1）对于拔模特征，关键是掌握拔模方向，拔模基准面，拔模面的选择。2）对于抽壳特征，关键是懂得看图，分析清楚箱体类零件的壁厚。在抽壳之前一般把零件的外观绘制好先。布置作业：1.整理两个进阶练习的建模步骤。学生质凝：由学生当场向教师提问不明之处，再由教师视情况而定，采用集中讲解，还是小部分讲解或课后辅助的形式均可。项目小结: 通过学生的“先做” “后学” “产品展示” “再学”这样的一条逆向式的学习流程，让学生更有兴趣的去主动学习那些想学的知识点，从而更有助学生对知识面的掌握，思考问题。教学反思: 针对学生基础比较差的特点，教学过程中设置的任务要由浅入深，由最基础的做起，引发学生的兴趣，建立自信。学生绘图过程中，问题比较多，教师未能第一时间对每个学生进行辅导，因此，请一些能力较强的学生协助教师，对其他同学进行指导。对于无心向学，上课经常睡觉的学生，教师要多花心思在他们身上。本课程的教学项目，教学方法还有待进一步加强。安全与环保: 1.遵守机房管理制度，学生不得在机房内追逐打闹，乱丢纸张。2.每位学生管理好自己的电脑，爱惜电脑，电脑不用时应处于待机状态。项目教学评价表评价项目评价标准满分得分自评教师评课前准备掌握的资料搜集渠道广，并对解决本项目所要解决问题有所帮助。 15合作探究分工合理，小组探究气氛浓厚，能够互相帮助探讨各种绘图方法。20实践操作能力在实操过程中的熟练程度、电脑的正确使用、绘图的正确性。15举手发言在课堂教学过程中能积极举手，并踊跃发言。10完成作品质量绘图的正确性。25安全性及环保是否符合操作规程？是否正确操作电脑？电脑台是否有污渍？15总分100项目七：装配（4课时）项目目标：学会装配简单的实体模型。重点难点：装配中各种约束指令的灵活应用。教学对象：高二数控专业的学生已经具备一定的看图能力，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择不同的约束指令装配实体。教学方法：根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。前置作业：1. 装配有什么好处？2. 装配中的约束指令有哪些？每种约束指令的概念是什么？课堂活动：1新课导入。之前学习的UG4.0操作指令主要都是针对单个零件，如果对于大型的零件，可否一次性成型，如果可以，有什么好处，有什么坏处？如果不行，我们该怎么做？教师通过此问题的导入，引出“一般大型零件都是由几个小部件组成，我们可以把画好的小部件装配起来组成大零件，这样的好处是，当发现问题需要修改的时候，只需要修改其小部件就可以，同时不影响到其他部件的结构尺寸。”教师通过举例：轴与齿轮的配合，引出装配的重要性及其操作方法。2.解决前置作业。几种常见的装配约束类型。1）装配。该关联类型定位两个同类对象相一致。对于平面对象，用装配约束时，它们共面且法线方向相反。对于锥体，系统首先检查其角度是否相等，如果相等，则对齐其轴线。对于曲面，系统先检验两个面的内外直径是否相等，若相等则对齐两个面的轴线和位置。对于圆柱面，要求相配组件直径相等才能对齐轴线。装配过程2）对齐。该关联类型对齐相关联象。当对齐平面时，使两个表面共面且法线方向相同。注意：当对齐边缘和线时，是使两者共线。需求注意的是Align（对齐）与Mate（装配）不同，当对齐圆柱、圆锥和圆环面时，不要求相关联对象直径相同。3）距离。该关联类型用于指定两个相关联象间的最小三维距离，距离可以是正值也可以是负值，正负号确定相关联象是在目标对象的哪一边。“距离”装配约束过程3.练习：将以下几个组件装配成一个实体。装配过程：1）先把侧板和底板装配起来。关键在于两个孔的中心线“对正”，如下图所示。2）装配轴。轴的中心线与侧板孔的中心线“对正”。3）装配滚轮。方法与装配轴一样。完成装配。4.学生学习成果展示(1)小组合作探究、讨论交流，汇报学习情况。 (2)小组演示以上两题的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对基准特征的绘制方法有更深刻的认识。（3）观众组向展示组质凝。展示组解答，答不出的再由其它组成员进行