資源簡介

教學(xué)設(shè)計
課程基本信息
學(xué)科 高中通用技術(shù) 年級 高二年級 學(xué)期 春季
課題 計算機輔助設(shè)計
教學(xué)目標
1. 通過對計算機輔助設(shè)計案例的閱讀，歸納計算機輔助設(shè)計的特點和應(yīng)用范圍。 2. 使用簡易繪圖軟件繪制三維設(shè)計圖。
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)重點： 1. 感知計算機輔助設(shè)計的特點及應(yīng)用。
2. 應(yīng)用計算機輔助設(shè)計軟件繪制設(shè)計圖。
教學(xué)難點： 1.計算機繪圖軟件的基本指令。
2. 運用計算機繪圖軟件繪制臺燈的設(shè)計草圖。
教學(xué)過程
一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣 在前面的課程中，同學(xué)們嘗試繪制了臺燈的設(shè)計草圖。有的小組繪制得很快，但是結(jié)構(gòu)形狀、尺寸標注等都很粗糙，很不精確;有的小組繪制得很慢，但圖紙既美觀又準確;還有的小組中有“計算機達人”，利用軟件又快又準確地繪制了臺燈的加工圖樣，贏得了大家羨慕的目光。通過計算機輔助設(shè)計，大家的繪圖效率和質(zhì)量有了大大的提高，今天這堂課我們就來探究一下計算機輔助設(shè)計的奧秘。 二、任務(wù)（一）感知計算機輔助設(shè)計的特點及應(yīng)用 1.計算機輔助設(shè)計，是利用計算機及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作的手段，簡稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計中，計算機可以幫助設(shè)計人員承擔(dān)計算、信息存儲和制圖等工作。利用計算機進行輔助設(shè)計，能讓設(shè)計者在短時間內(nèi)準確地表達設(shè)計意圖，提高工作效率，降低勞動強度，讓設(shè)計者把主要精力集中在設(shè)計構(gòu)思上，而且設(shè)計軟件瓦通、設(shè)計資料共享，更有利于設(shè)計靈感的激發(fā)。 2.計算機輔助繪圖是計算機輔助設(shè)計最基本和最重要的功能，已經(jīng)深入各個設(shè)計領(lǐng)域。 提問：同學(xué)們可以想想 在自己身邊什么地方可以見到計算機輔助繪圖的影子呢？ 答：建筑設(shè)計會用到計算機輔助制圖，服裝設(shè)計也會用到計算機輔助制圖。 從建筑設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)服裝設(shè)計大炮廣告設(shè)計等其他場景、從概念草圖、工程圖、模型的快速成型到產(chǎn)品的最終實現(xiàn)，各個環(huán)節(jié)內(nèi)計算機輔助繪圖均有不可替代的作用。 那么今天，我們就來嘗試利用計算機輔助設(shè)計軟件來繪制設(shè)計圖。 三、任務(wù)（二）感知計算機輔助設(shè)計的特點及應(yīng)用 常用的CAD軟件有：AutoCAD、Solidworks、UG、PRO/E等，今天在課堂上 我們主要學(xué)習(xí)的軟件是solidworks，請同學(xué)們點擊電腦桌面上的軟件圖標，啟動軟件。利用計算機輔助設(shè)計軟件，我們可以繪制零件的設(shè)計圖，并將各個零件裝配好后，直接導(dǎo)出零件的裝配圖、工程圖。 1.計算機輔助設(shè)計的特點： （1）計算機輔助設(shè)計之所以可以如此方便快捷，主要是基于她兩方面的特點，一是參數(shù)化建模參數(shù)化建模表現(xiàn)為整個設(shè)計過程都是可編輯的。零件體設(shè)計，裝配體設(shè)計，工程圖設(shè)計之間是相關(guān)的，任意視圖下的尺寸發(fā)生變化，都會雙向的傳遞到所有的視圖，這可以保證所有圖紙的一致性，不需要對每個視圖進行修改。參數(shù)化建模的另一個特征在于尺寸驅(qū)動，在對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，我們可以直接輸入尺寸來繪制圖形。如果需要調(diào)整圖形大小時，我們可以直接調(diào)整圖形的尺寸。請大家觀看演示視頻 播放視頻：老師在畫完了一個直徑為100mm，高度為20mm的圓柱后，發(fā)現(xiàn)尺寸設(shè)計有誤，需要調(diào)整圓柱的直徑與高度。這時我們不需要不需要刪除原圖重新繪制，只需要在原圖上利用智能尺寸進行修改，就能得到新的一個直徑為50，高度為10mm的圓柱了 除了圓之外，其他圖像的繪制比如橢圓，多邊形，直槽口也可以實現(xiàn)尺寸化驅(qū)動和參數(shù)化建模。這大大提升了繪圖的效率 （2）我們再來說說計算機輔助設(shè)計的另一個特點：特征建模。特征是一種綜合概念,它作為“產(chǎn)品開發(fā)過程中各種信息的載體”除了包含零件的幾何信息外,還包含了設(shè)計制造等過程所需要的一些非幾何信息,如材料信息、尺寸、形狀公差信息、熱處理及表面粗糙度信息和刀具信息等.因此特征包含豐富的工程語義,他是在更高層次上對幾何形體上的凹腔、孔、槽等的集成描述.在我們的課程研究范圍內(nèi)，我們主要關(guān)注特征反映出的零件的幾何信息，以及在設(shè)計階段的具體應(yīng)用。 2.計算機輔助設(shè)計的建模指令 設(shè)計階段基本的建模指令有拉伸類、旋轉(zhuǎn)類、掃描類。通過不同的指令可以實現(xiàn)不同的效果 （1）對于拉伸類，有拉伸基體和切除 兩個效果，主要是指平面草圖沿草圖的法向延伸一定距離，形成實體。 播放視頻：利用拉伸類指令，我們可以先在基準面內(nèi)畫一個確定大小的圓，并讓圓平面沿著軸線拉伸，形成一個圓柱。同樣的，我們可以在圓柱表面再畫一個直徑稍小的圓，通過圓平面在圓柱內(nèi)部加工出一個貫穿的孔。 （2）對于旋轉(zhuǎn)類，也有旋轉(zhuǎn)和切除兩個效果，主要是指一個平面沿著一條直線旋轉(zhuǎn)一定角度，得到一定實體。 播放視頻：利用旋轉(zhuǎn)類指令，我們也可以繪制圓柱 具體方法為在平面內(nèi)畫一個矩形，選擇旋轉(zhuǎn)基體，讓矩形繞著一條邊產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)從而得到一個圓柱，同樣的我們也可以在圓柱內(nèi)部加工出一個通孔 （3）第三類是掃描類，主要是指一個平面沿著引導(dǎo)線進行運動，從而得到實體的過程。 播放視頻：以圓柱為例，先在圓柱表面繪制好等間距的螺旋線，再在基準面內(nèi)圓柱面內(nèi)畫一個梯形，選擇掃描切除，讓選取好的梯形沿著圓柱表面螺旋線曲線運動，可以實現(xiàn)切除的效果，完成螺紋的繪制。 3.繪制臺燈模型的設(shè)計草圖 在了解了solidworks繪圖的基本指令后，我們來嘗試繪制一下簡單的臺燈模型草圖。首先，我們需要對臺燈模型進行設(shè)計分析。我們可以把臺燈模型拆解為三個部分：燈罩、燈柱、底座。 底座和燈柱都是立柱，所以可以利用拉伸指令完成。燈罩部分是圓臺形狀，所以我們可以利用旋轉(zhuǎn)指令，完成繪制。請同學(xué)們動手嘗試，完成臺燈模型草圖的繪制。 4.觀看教師的設(shè)計草圖繪制視頻 同學(xué)們也剛剛嘗試完成了臺燈模型設(shè)計草圖的繪制，但是現(xiàn)在的設(shè)計還只是停留在初級階段。臺燈各個部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，整體零件的裝配還不完善。需要同學(xué)們繼續(xù)深入研究。下面老師來展示一下老師繪制的臺燈模型零件圖。 播放視頻：老師把設(shè)計對象臺燈拆成了底座 橫桿123和燈罩這幾個部分，先分別繪制了底橫桿和燈罩的零件圖后，選擇新建裝配圖，把多個零件全部組合到一起。 在完成零件圖的繪制之后，經(jīng)過合理裝配，我們就能得到一個結(jié)構(gòu)更加完整的臺燈模型設(shè)計圖了。 四、課堂總結(jié) 這堂課，我們了解了什么是計算機輔助設(shè)計，明白了計算機輔助設(shè)計的應(yīng)用場景和作用，感受了計算機輔助設(shè)計的兩大特點：參數(shù)化建模、特征化建模。同學(xué)們還學(xué)習(xí)了計算機繪圖軟件的基本指令，并自己嘗試利用計算機繪圖軟件繪制了臺燈的設(shè)計草圖。 五、課后作業(yè) 請同學(xué)們課后繼續(xù)研究計算機輔助設(shè)計的繪圖技巧，完善自己的臺燈結(jié)構(gòu)，并完成零件圖的設(shè)計。在完成零件裝配后，導(dǎo)出工程圖。
備注：教學(xué)設(shè)計應(yīng)至少含教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程等三個部分，如有其它內(nèi)容，可自行補充增加。

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