中望3D标准教程 教案 任务3.1 阀体三维建模

《中望3D标准教程》授课教案第（）页共（）页PAGE1任课教师项目（任务）名称项目三产品设计三维建模任务3.1阀体三维建模授课班级学习目标知识目标1.掌握中望3D三维建模的逻辑方法；2.能够使用草绘横截面形状辅助创建三维模型特征。技能目标1.能够熟练使用“方程式管理器”命令，在方程式管理器中定义一个长度变量；2.能够熟练使用拉伸、草图、旋转、孔、圆角等命令完成球阀阀体的三维建模；3.能够熟练掌握阀体三维建模中的布尔求和的特征、布尔求减的特征和工程特征。素养目标1.坚持社会主义核心价值观，把握机械设计行业发展的正确方向；2.响应国家创新驱动发展战略，推进国产工业软件行业健康发展。教学重点及难点教学重点:1.使用“拉伸”命令创建正方体，2.使用“旋转”命令创建曲面凸件，3.使用“孔”命令创建螺纹孔，4.使用“标记外部螺纹”命令创建阀体外部螺纹；教学难点:使用“方程式管理器”命令，在方程式管理器中定义一个长度变量。教学组织1.教师以班为单位讲授一体化操作技法，以个人为单位辅导实践课，教师随堂解答学生疑问并且组织学生讨论；2.讨论、练习、作业的布置与安排：拉伸、草图、旋转、孔、标记外部螺纹、圆角的应用；3.多媒体等教学手段的应用：使多媒体投影仪、软件讲解教学。教学资源教学媒体一体化课堂展示媒体：投影仪、机房教学设备、工具、材料计算机、教材、投影仪、中望3D2024教育白金版软件、素材包、微课视频学习资料《中望3D标准教程》，广州中望龙腾软件股份有限公司组编、孙琪主编，机械工业出版社，ISBN:978-7-111-75413-8学业评价评价原则评价主体多元化、发展性原则评价方式行为观察法、活动表现法、作业展评法评价内容1.任务学习单语项目评价单的完成情况；2.课堂互动的积极性；3.课堂回答问题的内容性和创新性；4.课堂作业的完成度和多维性。学习环节教学内容及过程学生活动教师活动时间分配明确任务展示要操作的任务：球阀阀体零件工程图纸学生对所要掌握的操作有一个基本的认识。通过素材的实例操作向学生明确这节课的重难点。0.25课时问题导入设置本节任务的疑问引导对学生进行提问，引发学生思考，激发好奇心。问题1：使用“方程式管理器”命令创建“长度变量”的目的是什么（参考课本P93任务4.5步骤01）？问题2：在中望3D软件中“标记外部螺纹”命令创建阀体外部螺纹是“螺纹贴图”还是真实的“螺纹结构”？学生思考，带着问题探究任务。引导学生思考问题。0.25课时实施计划通过播放微课和老师操作演示相结合，并加以延伸在实际生活中的运用。学生观看微课视频老师播放微课视频0.25课时过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施过程实施一、实操讲解步骤01创建新的Z3文件。先将其命名为“阀体.Z3”，然后点击“确认”进入建模环境。步骤02创建“长度变量”表达式。在“工具”菜单栏中的“插入”面板选择“方程式管理器”命令，在方程式管理器中定义一个长度变量为“75”的基体长度。步骤03创建第一个拉伸特征。（1）在“基础造型”面板选择“拉伸”命令→在“轮廓P”中选择“草图”→选择“YZ基准面”作为绘图平面，此时，便进入草绘环境。（2）使用“矩形”命令，选择第一个类型，创建一个矩形轮廓。删除其中一个尺寸，然后在两条相邻的边添加“相等”约束。（3）选择并双击唯一尺寸，将基体长度变量赋给“75mm”尺寸。（4）用约束工具中的“对称”命令按钮添加对称约束，使正方形位于画面的中心位置。（5）退出草图环境，同时回到“拉伸”命令对话框，其它参数设定如图所示，点击“确定”，完成第一个拉伸特征。步骤04创建主旋转特征。（1）使用草图命令创建一个外部草图。在“基础造型”面板选择“草图”命令，然后选择“XZ基准面”作为草绘平面。使用“绘图”命令绘制旋转特征草图，详细绘制过程可以参考-任务2.1阀体主特征草图。（2）先选择上述创建的草图，再点击在“基础造型”面板中的“旋转”命令，将“布尔运算”类型设置为“加运算”，其它参数设置为默认，点击“确定”，完成旋转特征的创建。步骤05创建另外一个旋转特征。（1）在“基础造型”面板选择“草图”命令，然后选择“XZ基准面”作为草绘平面，草图底线在“X轴”上，绘制57.00mm*19.00mm的矩形，且底线开始点距离坐标原点3.00mm。（2）在“基础造型”面板点击“旋转”命令→选择上面刚刚绘制完成的草图→使用默认旋转轴→将“布尔运算”类型设置为“加运算”→点击“确认”，完成另外一个旋转特征。注意：到此为止，阀体所有布尔求和的特征创建完毕，接下来的步骤都将是布尔求减的特征。步骤06创建第一个旋转切除特征。（1）在“基础造型”面板选择“草图”命令，在“XZ基准面”上创建草图，草图底线与X轴重合，且起始点与坐标原点重合。（2）在“基础造型”面板点击“旋转”命令→选择上面刚刚绘制完成的草图→使用默认X红色旋转轴→将“布尔运算”类型设置为“减运算”→点击“确认”，完成旋转切除。步骤07创建两个拉伸切除特征。（1）在小圆柱体顶面绘制半径为13mm的圆，然后在“基础造型”面板点击“拉伸”命令→在“轮廓P下滑展卷栏”里选择草图命令→选择小圆柱体顶面（下图黄色位置）→进入到草图选择“圆”命令绘半径为13mm的圆并点击“退出”。（2）将“布尔运算”类型设置为“减运算”→结束点E输入深度-4mm→点击“确认”，完成第一个拉伸切除。（3）对于第二个拉伸切除特征，和上述第一个拉伸切除特征步骤一致，在小圆柱体顶面绘制半径为19mm的圆，然后在“基础造型”面板点击“拉伸”命令→选择草图绘半径“圆”→选择草图绘3条直线（草图的约束角度均为2个对称的45度）完成图左侧样式→使用“划线修剪”命令完成图右侧样式，如图所示。（4）将“布尔运算”类型设置为“减运算”→结束点E输入深度-2mm→点击“确认”，完成第二个拉伸切除。注意：到此为止，阀体所有布尔求减的特征创建完毕，接下来的步骤都将是工程特征。步骤08在基体特征上创建螺纹孔。在“工程特征”面板选择“孔”命令→选择“螺纹孔”类型→去到“位置”后面的下拉菜单→选择“草图”方式→使用“点”命令创建四个对称的点（距离基体边均为13mm），其它参数设置与图中保持一致即可，点击“确定”，完成螺纹孔的创建。步骤09创建另外一个螺纹孔特征。点击“孔”命令→选择“螺纹孔”类型→去到“位置”下拉菜单→选择“草图”方式→选择圆柱面的中心（参数设置与图中保持一致）→点击“确定”，完成创建。步骤10创建外螺纹特征。在“工程特征”面板选择“标记外部螺纹”命令→选择图中圆柱表面，其它参数与图中设置保持一致即可，点击“确定”，完成外螺纹创建，如图所示。步骤11逐一添加圆角。在“工程特征”面板选择“圆角”命令，其中绿色部分R=10.0mm，黄色部分R=2.0mm，红色部分R=1.5mm，如图所示。步骤12检查模型并优化建模过程。可以通过播放历史树检查建模过程，之后点击“重生成”按钮，更新整个模型。步骤13最后，保存文件，完成阀体零件的建模。二、知识扩展1.实体与曲面三维几何形体通常有两种类型，一种是实体类型，一种是曲面类型，在中望3D内部是根据这个形体是否封闭来区分这两种类型。中望3D提供了独特的混合建模方法，可以让用户在实体和曲面之间自由的切换，如下图左所示，当删除实体的一个面时，将自动变成曲面类型，如下图右所示。2.基于特征的参数化建模基于特征的参数化建模是指3D模型通过不同的特征创建出来并且用参数来驱动这些特征。因此，当修改这些特征的参数时，模型也会被快速修改和更新。下方一组图展现了球阀阀体特征建模的主要过程。拉伸基体添加旋转特征另外一个旋转特征切除特征工程特征3.基于特征的建模基于特征的建模是一种将特征视为建模基本单元的模型创建方法，即三维模型可以用各种不同类型的创建出来。一般情况下，模型特征可以分为以下三种类型：基准特征基准特征通常是指基准坐标系，基准面，基准轴和基准点。基础特征常见基础特征有三种，它们分别是拉伸特征，旋转特征和扫掠特征。工程特征工程特征是指因为实际工程需要而创建的特征，例如倒角/圆角等。这些特征通常都有很强烈和普遍的工程应用背景。三、随堂练习详细视频操作步骤见《中望3D标准教程》习题图册P11-工业产品设计图样（11例）认真听讲，记录操作笔记，将不懂的、难以理解的步骤记录下来，并思考问题1；2.学生采用资料查找法查看教材任务2.1怎样快速绘制草图轮廓。3.派出小组代表到讲台跟其他各组分享为什么步骤05（含）以上的操作都是布尔求和特征。4.学生采用小组讨论法探索在“轮廓P下滑展卷栏”里创建草图与之前的草图创建是否一样，为什么。5.为什么步骤06、07是布尔求减的特征建模？派出小组代表到讲台将集思广益探索的答案跟其他各组分享。6.采用实践演示操作法学生小组派出组长尝试操作“标记外部螺纹”的创建方法，并思考问题2，各小组直接进行大比拼，看看哪组做的又快又好。7.学生做好笔记，记录老师实操的要点步骤及相关命令。1.老师遵循幻灯片的节奏讲解，并观察台下同学的学习情况，进行适当的引导和互动，以及灵活的调整课堂气氛。2.教师有请1号小组代表上台使用教师机进行实操演示。3.教师对给小组大比拼进行评价，并进行打分。4.教师有请1号小组代表上台进行探索分享。5.教师对给小组大比拼进行评价，并进行打分。6.老师用电脑演示“标记外部螺纹”绘制方法，并观察台下同学的学习情况，进行适当的引导和互动，以及灵活的调整课堂气氛。7.老师用电脑演示“三通管”绘制方法，并观察台下同学的学习情况，进行适当的引导和互动，以及灵活的调整课堂气氛。5课时（其中学生实操3课时）5课时（其中学生实操3课时）5课时（其中学生实操3课时）5课时（其中学生实操3课时）5课时（其