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1、CAXA实体设计【教学时段】2014-2015学年上期高中通用技术一阶段【教学对象】高二【教材分析】本课涉及广东版通用技术教材技术与设计1第二章第三节的内容。主要让学生在老师指导下，通过计算机辅助软件的认识，掌握CAXA软件的基本使用方法，通过计算机画出实体图，并生成三视图这对能对后面学生完成设计的实现制作具有举足轻重的作用。【学情分析】高二学生已具备一定的电脑知识，并对计算机操作有较强的认知度，通过前面二章对技术及其性质、设计的基础的学习，特别是对三视图的应用，画法有了一点的认识。在对本课的学习上，已有了一定的思想准备和知识技能准备。但学生对CAXA软件没有一点认识，也肯定没有用过；且班级人
2、数较多，增大了计算机画图和练习的难度，因此在CAXA教学操作步骤上要进行由浅入深安排和布置。【教学设计思路】CAXA实体设计这门课实现了无纸化，本身就体现了环保的思想。本课的重点在于操作实践和技能过手，所以教学的大量时间用于老师对CAXA软件的操作使用介绍和学生的操作练习，根据学生对计算机的使用熟练程度为了三个层次，即：优、良和一般三个层次，同时采用分组教学的模式，利用优生带差生的教学手段，以保证全班学生进行CAXA软件的有效学习。学生操作电脑的时候一定要教育他们用电安全。【教学目标】1、知识与技能：（1）了解CAXA软件的用途，认识CAXA的界面。（2）通过设计元素库制作出简单作品。（3）初
3、步掌握三维球的运用。（4）对作品进行着色，贴图，渲染。（5）生成三视图，并进行尺寸标注。2、过程与方法：通过对CAXA软件的认识，基本操作方法的练习，学会1-5类常用工具的使用，帮助学生构筑3维空间，发挥想象力，绘制出作品图。3、情感态度价值观：培养从事技术设计活动必须具备的严谨、务实、负责等品质，宏扬民族软件，增加学生爱国热情。【教学重难点】 教学重点 ：通过设计元素库制作出简单作品、生成三视图，并进行尺寸标注教学难点：三维球的运用【教法与学法】教学方法：示范演示、分组教学、多媒体教学学习方法：任务引领、小组合作学习、模仿学习【教学资源】多媒体设备、课件、计算机、caxa软件【课时安排】 4
4、课时【教学过程】第一课时 随着我国制造业信息化程度的不断提高，CAD（计算机辅助设计）/CAM（计算机辅助制造）软件的引用越来越成为信息化设计制造技术中关键的一个环节，而计算机绘图就是CAD的一个子环节。（创设情景，引入新课） 1、优秀的CAXA作品展示:展示一些优秀作品, 激发同学们的兴趣,尝试构思方案、设计出有创意的CAXA作品的欲望。引出今后一段时间内学习的内容计算机辅助设计。 2、回顾：让学生回顾设计的一般步骤（见第1章 设计简述教学设计）。并让学生分析部分作品的设计需求和其中体现的科学原理。体现只要我们仔细观察和发现，在生活中有很多物件值得我们创新和改进，而计算机辅助设计软件就给我们
5、提供了这样一种直观的设计表达方法。提问：同学们你们知道有哪些计算机辅助设计软件？（1）AutoCAD是由美国Autodesk公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD可以绘制任意二维和三维图形，并且同传统的手工绘图相比，用AutoCAD绘图速度更快、精度更高、而且便于个性，它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。（2）三维CAD(CAXA实体设计)作为我国自主知识产
6、权软件的代表作，不仅可以直观的设计作品，还强调了三位模型精确的数字描述，成为原先的二维工程图的新的发展和重要补充。CAXA实体设计的三维造型技术使得技术人员对零部件的结构有了直观的认识，设计时无需象传统的二维设计那样去考虑三视图的投影关系及画法，避免了因空间想象力的欠缺或疏忽而导致的设计及绘图的错误，使设计质量和工作效率大大提高。（新课）一、什么是实体设计实体指我们想要了解和描述的某种事物与概念（或称为对象）。 实体设计也称为实体建模，即在计算机的辅助下依据对象在真实世界中的本来面目，直接建立其三维模型、进行分析、计算、仿真，在完成设计后输出结果（如图纸、文件等）的过程。？二、什么是CAXA？
7、CAXA是北航海尔完全自主研发的中国第一款CAD产品。 CAXA读作“卡萨”，由C-Computer（计算机）、A- Aided（辅助的）、X（任意的）A-Alliance、Ahead（联盟、领先）四个字母组成，涵义是“领先一步的计算机辅助技术和服务（Computer Aided X Alliance Always a step Ahead）。 三、 CAXA基础知识学习1、 启动进入CAXA实体设计软件界面，让学生选择“欢迎”界面的三个不同选项，体验三个不同的结果。2、 进入新的设计环境后，让学生仔细观察界面窗口的几个部分，特别是下拉菜单、工具条、设计元素库的各个部分，可以让学生根据他们已有
8、的计算机知识猜测其功能和作用，教师进行演示证实。3、 教师讲解CAXA软件中的一些常识性概念：（1）快捷键介绍鼠标键：l 按住滚轮 旋转l 滚轮滚动，放大、缩小l Shift+滚轮 平移l 双击滚轮 显示全部l 左键定型 右键定量功能热键l F7键： 指定面l F8键：显示轴测图。按轴测图方式显示图形（2） 零件的三种不同编辑状态，可以进行不同层次的修改。通过鼠标点击进入的三种零件状态：零件状态：用鼠标左键在零件上点击一次，被点击零件的轮廓被青色加亮。注意零件的某一位置会同时显示一个表示相对坐标原点的锚点标记。这时添加颜色、纹理等会影响到整个零件。 智能图素状态：在同一零件上用鼠标左键再按一次
9、，进入智能图素编辑状态。在这一状态下系统显示一个黄色包围盒和6个方向的操作手柄。在零件某一角点显示的兰色箭头表示生成图素时的拉伸方向，并有一个手柄图标表示可以拖动手柄修改图素的尺寸。 线/表面状态：在同一零件的某一表面再点击一次，这时表面的轮廓被绿色加亮，表示选中了表面的编辑状态。这时进行的任何操作只会影响选中的表面。对于线有同样的操作与效果。 零件 智能图素 点线面（3） 定位锚每一个零件、模型和智能图素在实体设计中都有一个定位锚，而且只有选中这一对象的时候才会显现出来。它看起来像一个“L”形标志，在拐弯有一圆点，当它呈绿色时，为附着于零件，智能图素的状态。再次用鼠标点击定位锚，它将为黄色选
10、中状态，此时可单独对定位锚进行移动。定位锚的长的方向表示对象的高度轴，短的方向为长度轴，没有标记的方向是宽度轴。（4） 智能捕捉利用智能捕捉功能可以使一个零件或图素与另一个零件或图素尺寸对齐，方法是按住SHIFT键，然后同时用鼠标左键按住一个图素或零件的驱动手柄拖放到另一个图素或零件的面上（也可以与线、点对齐）。（5） 三维球具有多项专利的“三维球”（TriBall）完全改变了以往对三维实体的操作方式，它就象一个具有强大的导航和定位功能的三维鼠标，可在三维实体上直接用“操作手柄”随心所欲地修改特征，为对象的平移、旋转即各种三维变换提供独特、直观、灵巧、强大的操作功能！可以通过点击三维球工具按钮
11、或按“F10”键打开三维球，使三维球附着在三维物体上，然后进行移动、旋转、精确定位和距离测量等各种智能操作，还可以利用三维球对图素、零件、装配健等进行复制和链接操作。三维球形状如右图所示，它在空间有三个轴。内外分别由三个控制柄。使得你可以沿任意一个方向移动物体，也可以约束实体在某个固定方向移动，绕某固定轴旋转。- 外控制柄。左键点击它可用来对轴线进行暂时的约束，使三维物体只能进行沿此轴线上的线性平移，或绕此轴线进行旋转。圆周。拖动这里，可以围绕一条从视点延伸到三维球中心的虚拟轴线旋转。定向控制柄。用来将三维球中心作为一个固定的支点，进行对象的定向。主要有2种使用方法：1）拖动控制柄，使轴线对准
12、另一个位置；2）右键点击，然后从弹出的菜单中选择一个项目进行移动和定位。中心控制柄。主要用来进行点到点的移动。使用的方法是将它直接拖至另一个目标位置，或右键点击，然后从弹出的菜单中挑选一个选项。它还可以与约束的轴线配合使用。内侧。在这个空白区域内侧拖动进行旋转。也可以右键点击这里，出现各种选项，对三维球进行设置。二维平面。拖动这里，可以在选定的虚拟平面中自由移动。四、板凳制作板凳由哪些部分组成：凳面、凳脚。用到的图素：长方体、圆柱体。使用的技术：圆角过渡、智能捕捉。（圆角过渡）我们用鼠标左键单击打开加载应用程序选项，选择高级模式，这时圆角过渡按钮就显示出来了。单击圆角过渡按钮，设置好半径，选择
13、要圆角过渡的边，点确定就可以了。（智能捕捉）（1）把长方体2拖放到长方体1的某些位置时，会显示出一个绿点，放开鼠标就可以了。（2）选中长方体2的智能图素状态，按住Shift键，拖动它的某个面上的手柄，当鼠标拖动点落到长方体1相应的面上，绿色智能捕捉虚线就会显示出来，放开鼠标这两个面就自动对齐了。（制作小板凳）1、 制作凳面。2、制作凳脚。3、渲染板凳。第二课时五、板凳的改进创新通过板凳图片欣赏，引导学生讨论如何对板凳进行改进和创新。1、加强板凳的支撑强度。2、在板凳下方安装抽屉，多功能化。3、丰富板凳的色彩。（三维球）在零件状态下，按F10键或单击工具条中的 ，就可以激活该零件的三维球，这时三
14、维球呈现蓝色显示，表示三维球附着在零件上，也就是说三维球的任何操作都是对附着零件的操作。 按空格键，三维球变成白色，表示三维球与零件脱离，这时可以修改三维球和零件的相对位置，再次按空格键，三维球又重新附着在零件上了。1、外围控制柄（1）平移功能我们用鼠标左键单击某个外围控制柄，待相应方向出现一条黄线后，就可以进行定性或定量的平移了。定性平移需用左键带动触点上下拖动即可，定量调整需用右键带动触点稍稍移动下，从而确定平移的方向，放开鼠标就会弹出平移菜单，编辑好距离就可以了。（2）旋转功能（3）约束功能2、定向控制柄（1）定向功能我们想把圆柱平放，可以用鼠标右键单击它轴线方向的定向控制柄，在弹出的菜
15、单中选择“与边平行”选项，当鼠标移到长方体相应的边时，这条边被绿色加亮，单击左键，圆柱就平放了。（2）镜像功能3、中心控制柄将光标移到中心控制柄上，待光标变为手状后单击右键，在弹出菜单中选择“到点”，移动光标到长方体的某个位置，这时会有一个绿色的点提示，左键单击绿色的点就把圆柱移到这个位置了。（利用三维球加强支撑强度）学生有什么不懂的可以自学学案、问老师，教师要加强辅导。(利用智能捕捉加抽屉)学生自学学案，利用智能捕捉给板凳加抽屉。第三课时（学生演示）学生演示给小板凳加强支撑、加抽屉，有什么问题大家共同帮助他。（学生继续设计小板凳）六、输出效果图（作业1，保存为1.jpg）教师一面讲授，学生一面按照如下步骤操作：文件-输出-输出图像保存（.jpg）-像素1024*768,真实感图（全选）-确定七、输出工程图（作业2，保存为2.bmp）我们先将设计的三维源文件保存，然后点击工具条上第三个图标“创建新的图纸环境“，接着选择三维接口，点击标准视图，如图所示：图11打开标
