CAXA实体设计教案

1、caxa实体设计教案教学课题：设计支架类零件 典型的支架类设计授课教师：洪伟伟绍兴市中等专业学校2011年10月教学课题：设计支架类零件典型的支架类设计教学设计背景：教材分析：本课程的教程是caxa实体设计，它独一无二地将可视化的自由设计与精确设计手段结合在一起，是唯一集创新设计、工程设计、协同设计、二维cad设计于一体的新一代三维cad系统解决方案。caxa实体设计为创新设计提供了飞翔的翅膀，方向的舵手。本次课是设计支架类零件，该课题主要的内容是利用元素库的元素、草图功能及其三维球的运用等一些列基础命令运用的结合使用，突出了本课题的综合性，为以后的箱壳类设计、曲面零件设计、装配设计、渲染设计

2、等打下扎实的基础。学情分析：上课对象为数控专业一年级第二学期的学生。该班在上一学期就已学过了机械制图、autocad软件等专业知识，对二维的已有了更直观的认识；在本学期开始就学习caxa实体设计这门三维软件，在前几次课中，该班学生对caxa实体设计有了足够的认识，对其基本命令也进行了系统地学习，能合理地运用元素库中的元素、三维球的使用、草图的编辑等指令，所以通过本次课的学习可以进一步提高本班学生的caxa实体设计的使用能力。学生分析：本次授课对象是中职一年级学生。学生的学习特点是动手能力强于思维能力，所以本次课对于这些学生是非常合适，其理论内容只是辅助功能，实践操作才是主要功能。通过实践操作，

3、学生有着很高的学习激情，对于学习效果是很明显，由此学生由被学的学习态度转变为要学的学习态度。教学设计思想：本次教学采用项目教学法进行。通过设定任务目标、明确任务内容、指导操作方法、学生实践操练、多元过程评价、任务成果展示等阶段来完成本课教学。通过上次课的遗留的任务，本次课由学生上台展示，并利用引出本次课内容。本次课是典型的支架类零件设计，其思路如下：教师拿出实物，对学生进行理论的讲解（让学生在理论的基础上学习软件的操作，这样能更有效的达到说与做的结合），通过实物及其实物的要求，由学生组队进行讨论分析设计方案（能让学生意识到团队的重要性），并对方案进行评比得出最终设计方案，然后选5名同学根据最终

4、设计方案上台试练绘制每个步骤并进评比，使5个步骤顺利的完成达到设计效果。（这部分内容在后面的教学流程中已经展示,这里是否有必要详述？）在这环节中，学生根据任务能有效的自主的学习，使学生课上操作练习更具目的性；教师利用多媒体进行讲授、演示等教学手段，使学生能在课堂有限的时间里更直接有效的接受新内容；学生自主练习，在练习中寻找问题答案，教师在旁巡回指导；最后对学生的新课内容的总结、分析、指出不足之处并给学生布置课后作业，使学生养成在课后进行专业内容的讨论习惯。本次课关键在于教师的知识储备与技能的演示，师生之间的教学互动，促进学生自主学习能力的提升并加以指导，使学生由被动的接受知识转变成主动的学习知

5、识，更能有效的促进学生对专业知识的掌握和运用。教学目标:知识目标：通过本次课学习，使学生了解掌握caxa实体设计元素库的图素使用和三维球的正确使用。能力目标：通过本次课学习，能灵活运用caxa实体设计中的指令和动能，结合生活和学习中的产物，设计出所需的实体，达到学在学校，用在生活的创新设计能力。职业目标: 通过caxa实体设计的学习，让学生对三维软件的有浓厚的兴趣，能学会独立思考、分析、解决问题。其为以后就业方向打下良好基础，三维设计是工业领域发展最强大的学科之一，国家非常重视工业软件的发展，在caxa实体设计的学习中，让我们能更好的认识三维软件，运用三维软件。 教学重点与难点:教学重点：典型

6、的支架类零件设计方案和实体的组合。教学难点：三维球的灵活运用及元素的编辑。教学方法：项目教学法（运用了讲授法学习了本任务的理论知识；通过小组形式使用了小组讨论法，得出最终设计方案；在内容的讲解上使用了学生展示法和教师演示法，完成本次任务）教学用具：50台电脑（装有caxa实体设计2009软件和凌波多媒体教学软件）典型的支架类实物教学流程： 一、回顾上次课任务并绘制，根据上次任务引出本次任务内容（预计5 min）二、对本次任务进行一定的理论了解 （预计5min） （通过实物直观的认识本次任务）三、根据本次任务内容，讨论设计方案（预计5 min） 1.完成任务步骤1（构造底部和圆筒） 典 （预计1

7、0 min） 型 2.完成任务步骤2（构造支撑板） 的 （预计15 min） 支 四、绘制本次任务课题 3.完成任务步骤3（构造肋板） 架 （根据以往所学内容 （预计12min）类 尝试性的完成本次任务设计） 4.完成任务步骤4（构造凸台） 设 （预计18 min）计 5.完成任务步骤5（构造铸造圆角） （预计7 min） 6.完成任务步骤6（削同学进行评价） (预计5 min)五、任务总结 (预计5 min) 六、课后思考题、作业 (预计3 min)七、任务反思 教学课题设计支架类零件典型的支架类设计教学对象10数控（2）课时数2课时教 学 安 排教学思路l 展示上次课堂任务 根据该任务，回

8、答问题：1元素库的什么元素？2运用到三维球的什么功能？ l 根据上面的任务的功能，我们完成本次任务：支架类零件在机械设计之中也是非常常用的零件。在产品中，它主要功能是支承和连接。在构形上常有底板、支承孔和肋板等结构。其在创建过程之中也是以拉伸为主。本次课以图1-1所示支架为例介绍支架类零件的构形方法。本次课将介绍典型支架类零件的构形方法。一、任务：设计支架类零件典型的支架类设计图1-1典型的支架类零件引导问题：1) 结合上次任务，设计出本次任务；2) 在设计本次任务前，分析该产品的设计步骤；3) 每个步骤都由同学上台展示；二、分组讨论，制定设计方案1.6人一组，共八组，每组确定一位组长，进行讨

9、论，初步制定设计方案，然后由各组组长陈述讨论的方案或设计的主要步骤。组与组之间可互相质疑与争论。2.6个组分别得出不同结论，评论出c组的设计方案为最佳。 记录表如下：分组 问题最佳设计方案最富有想象方案评价第1组第2组第3组第4组第5组第6组第7组第8组3.与同学们共同讨论，得出最终方案：1) 构造底板和圆筒；2) 构造支撑板；3) 构造肋板；4) 构造凸台；5) 构造铸造圆角。三、学生上台展示，教师指点并演示运用学生展示法，由同学上来完成上次课堂任务（预计5 min）由同学说出答案，并引出本次任务的内容通过上个环节的问题答案，引出本次内容（预计3min）本次任务内容（展示实物，使学生更直接直

10、观的接触所设计的实物）教师根据本次任务，导出问题，学生回答问题及要求（预计2min）本环节采用小组讨论法，教师评价每组的设计方案，并进行评价（预计5 min）教师分析得出最终设计方案教学安排教学思路步骤1构造底部和圆筒（做前提出该步骤的关键是如何解决圆筒与底板支架的定位问题）1.由a同学上台展示操作设计步骤1。（a同学对caxa实体设计有良好的基础）2.a同学在操作时，如有错误或指令运用不当，教师加于指导并令其改正。在此环节中，可能会碰到学生操作圆筒和地板的定位步骤较为繁琐。3教师演示（1）从设计元素库的“图素”中拖动出一个长方体图素，并将其长度、宽度和高度分别为30，90和10，形成底板形状

11、，如图1-2（a）所示。（2）从设计元素库“图素”中拖动出一个圆柱体图素，将其定位于长方体左下棱的中点a处，如图1-2（b）所示。（3）将圆柱体长度和宽度均设定为30,。利用智能捕捉，将圆柱体左、右端面分别与底板的左、右端面对齐，如图1-2（c）所示。（4）利用三维球将圆柱体沿手柄a的方向向上移动40，沿手柄b的方向向右移5，从而完成圆柱体的定位。其结果如图1-2（d） a (a)底板形状 （b）将圆柱体图素定位 （c）设定圆柱体尺寸及位置 （d）利用三维完成圆柱体最终定位 环节一：本环节采用学生展示法，教师演示法。根据设计方案，以良好扎实的功底为基础，先由一个同学上台展示本任务设计方案的步骤

12、1，教师指出不足加以指导，并演示步骤1。在此环节预碰问题：拉伸的步骤较为繁琐。（预计10 min）教师演示分析步骤1（运用ppt或凌波教学多媒体网络系统）教学安排教学思路 图1-2圆柱体与底板定位（5）在圆柱体的中心添加一个直径16，高度30的孔，如图1-3所示。（6）从设计元素库的“图素”中拖动出孔类长方体，在底板下部构造出宽35,、高2的通槽，如图1-3所示。图1-3生成圆孔和凹槽步骤2构造支撑板1.支撑板的说明支撑板也称加强板、肋板或加强筋，主要作用是增强结构强度和刚度，本例中支撑板的特点是：与底板后表面对齐，并与圆筒表面相切。采用拉伸特征可以方便的将其构造出来。2.由b同学上台展示操作

13、设计步骤1。（b同学对caxa实体设计有良好的基础）3.b同学在操作时，如有错误或指令运用不当，教师加于指导并令其改正。在此环节中，可能会碰到草图完成后特征中的拉伸方向不正确。4.对b同学的操作及成果进行记录的评价。5.教师演示（1）单击“指定面”按钮，指定底板的后面。（2）单击“拉伸特征”按钮，智能拾取底板的中点，在接续出现的两个对话框中均采用默认的设置，在“拉伸特征向导第3步”中设置距离为8。（3）绘制支撑板截面图形，如图1-4（a）所示，其中底板长度为45。在绘制过程中，可以通过“投影约束”工具将圆柱端面的大圆、底板上棱边（运用ppt或凌波教学多媒体网络系统）环节二：本环节采用学生展示法

14、，教师演示法。根据设计方案，以良好扎实的功底为基础，先由一个同学上台展示本任务设计方案的步骤1，教师指出不足加以指导，并演示步骤1。在此环节预碰问题：拉伸的步骤较为繁琐。（预计15 min）教师演示分析步骤2教学安排教学思路进行投影，并用相切约束功能做圆，然后将多余的线条修剪掉。（4）完成造型后的结果如图1-4（b）所示。 （a）绘制支撑板的截面图形 （b）完成造型图1-4 生产支撑板步骤3构造肋板1. 肋板的说明支架肋板的基本形状是一个直角梯形，其上方与圆柱体相交。为此，可以先构造一个圆柱体底部相交的梯形，并以此来控制肋板的基本形状和尺寸，然后再利用表面匹配功能，是肋板与圆柱体相交。2.由c

15、同学上台展示操作设计步骤1。（c同学对caxa实体设计有较好的基础）3.c同学在操作时，如有错误或指令运用不当，教师加于指导并令其改正。在此环节中，可能会碰到草图完成后特征中的拉伸方向不正确，以及表面匹配会出现问题。4.对c同学的操作及成果进行记录的评价。4.教师演示（1）以图1-5（a）中支撑板下棱边中点a为定位点，利用“拉伸特征”构造形状。（2）在指定面上绘制如图1-5（b）所示直角梯形，完成造型后结果如图1-5（c）所示，其为双向拉伸8。此时，肋板的顶面为平面，且与圆柱体相交。（运用ppt或凌波教学多媒体网络系统）环节三：本环节采用学生展示法，教师演示法。根据设计方案，以良好扎实的功底为

16、基础，先由一个同学上台展示本任务设计方案的步骤3，教师指出不足加以指导，并演示步骤1。在此环节预碰问题：拉伸的步骤较为繁琐。（预计12 min）教师演示分析步骤3教学安排教学思路 a (a)选择点位点 （b）绘制直角梯形截面图 （a）绘制支撑板的截面图形 （b）完成造型图1-4 生产支撑板步骤4构造凸台1. 凸台的说明。在底板上有两个带孔的凸台，生成这两个凸台的方法是：先做出其中一个，然后通过镜像工具得到另一个。在圆筒顶部有一个凸台，这个凸台可以通过表面匹配。2.由d同学上台展示操作设计步骤1。（d同学对caxa实体设计有较好的基础）3.d同学在操作时，如有错误或指令运用不当，教师加于指导并令

17、其改正。在此环节中，可能会碰到三维球镜像错误，三维球定位错误。4对d同学的操作及成果进行记录的评价。（运用ppt或凌波教学多媒体网络系统）环节四：本环节采用学生展示法，教师演示法。根据设计方案，以良好扎实的功底为基础，先由一个同学上台展示本任务设计方案的步骤4，教师指出不足加以指导，并演示步骤1。在此环节预碰问题：拉伸的步骤较为繁琐。（预计16 min）教学安排教学思路5. 教师演示1) 构造底板上的凸台，具体操作方法如下所述：（1）如图1-6（a）所示所示，在底板上适当位置构造一个直径13，高度2的圆柱体。并在圆柱体中心构造一个直径6、高度12的孔。（2）在智能图素编辑状体下同时选中刚刚生成

18、的圆柱体，然后激活三维球，并将三维球中心移动到圆筒的中心，如图1-6（b）所示。（3）右击三维球定向控制柄a，在弹出的对话框中单击“镜像”“拷贝”，圆柱体将相对于圆筒中心作镜像复制，结果如图1-6（c）所示。（4）参照（2）、（3）步骤，将直径为6的孔也做镜像复制，结果如图1-6（d）所示。（a）构造指定圆柱体 （b）激活三维球 （c）利用三维球复制生成对称圆柱体 （d）制作结果 图1-6 生成凸台2) 构造圆筒上顶部的凸台，具体操作方法如下所述：（1）在圆筒顶部适当位置构造一个直径为10，高度为3,的圆柱体作为凸台，并使其底面与圆筒相切，如图1-7（a）所示。（2）参照构造肋板的功能，将凸台

19、底面与圆筒表面进行匹配，结果如图1-7（b）。教师演示分析步骤4（运用ppt或凌波教学多媒体网络系统）教学安排教学思路（3）利用元素库中“孔类圆柱体”元素，拉至圆筒上的凸台上，进行定位，其直径为8的凸台通孔，结果如图1-7(c)所示。 （a）生成一个圆柱体 （b）进行表面匹配 图1-7（c）生成凸台内孔图1-7 生成圆筒顶部凸台步骤5构造铸造圆角构造圆角说明：铸造圆角是铸造零件上常见的结构要素。本例中底板的四个角都是半径为7的圆角，其他位置也有多处半径为2的铸造圆角。这些圆角都可以利用“圆角过渡”工具构造出来。1. 凸台的说明。在底板上有两个带孔的凸台，生成这两个凸台的方法是：先做出其中一个，

20、然后通过镜像工具得到另一个。在圆筒顶部有一个凸台，这个凸台可以通过表面匹配。2.由e同学上台展示操作设计步骤1。（e同学对caxa实体设计有较好的基础）3.e同学在操作时，如有错误或指令运用不当，教师加于指导并令其改（运用ppt或凌波教学多媒体网络系统）环节五：本环节采用学生展示法，教师演示法。根据设计方案，以良好扎实的功底为基础，先由一个同学上台展示本任务设计方案的步骤1，教师指出不足加以指导，并演示步骤5。在此环节预碰问题：拉伸的步骤较为繁琐。（预计10 min）教 学 安 排教学思路正。在此环节中，可能会碰到三维球镜像错误，三维球定位错误。4. 对e同学的操作及成果进行记录的评价。5. 教师演示1）.构造底板上的圆角，通过下述步骤可以方便的生成底板上的圆角：（1）单击“特征”中的圆角过渡按钮。（2）将“圆角过渡”类型选设置为“等半径”，半径值为7。 （3）依次拾取地板上的四条测棱。（4）单击“勾”按钮，其造型结果如图1-8（a）所示。2）构造铸造圆角，再次利用“圆角过渡”工具，以等半径2生成铸造圆角，结果如图1-8（b） （a）构造地板上的圆角 （b）