中望3D標(biāo)準(zhǔn)教程 教案 任務(wù)3.1 閥體三維建模

《中望3D標(biāo)準(zhǔn)教程》授課教案第（）頁(yè)共（）頁(yè)P(yáng)AGE1任課教師項(xiàng)目（任務(wù)）名稱項(xiàng)目三產(chǎn)品設(shè)計(jì)三維建模任務(wù)3.1閥體三維建模授課班級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.掌握中望3D三維建模的邏輯方法；2.能夠使用草繪橫截面形狀輔助創(chuàng)建三維模型特征。技能目標(biāo)1.能夠熟練使用“方程式管理器”命令，在方程式管理器中定義一個(gè)長(zhǎng)度變量；2.能夠熟練使用拉伸、草圖、旋轉(zhuǎn)、孔、圓角等命令完成球閥閥體的三維建模；3.能夠熟練掌握閥體三維建模中的布爾求和的特征、布爾求減的特征和工程特征。素養(yǎng)目標(biāo)1.堅(jiān)持社會(huì)主義核心價(jià)值觀，把握機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的正確方向；2.響應(yīng)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件行業(yè)健康發(fā)展。教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn):1.使用“拉伸”命令創(chuàng)建正方體，2.使用“旋轉(zhuǎn)”命令創(chuàng)建曲面凸件，3.使用“孔”命令創(chuàng)建螺紋孔，4.使用“標(biāo)記外部螺紋”命令創(chuàng)建閥體外部螺紋；教學(xué)難點(diǎn):使用“方程式管理器”命令，在方程式管理器中定義一個(gè)長(zhǎng)度變量。教學(xué)組織1.教師以班為單位講授一體化操作技法，以個(gè)人為單位輔導(dǎo)實(shí)踐課，教師隨堂解答學(xué)生疑問(wèn)并且組織學(xué)生討論；2.討論、練習(xí)、作業(yè)的布置與安排：拉伸、草圖、旋轉(zhuǎn)、孔、標(biāo)記外部螺紋、圓角的應(yīng)用；3.多媒體等教學(xué)手段的應(yīng)用：使多媒體投影儀、軟件講解教學(xué)。教學(xué)資源教學(xué)媒體一體化課堂展示媒體：投影儀、機(jī)房教學(xué)設(shè)備、工具、材料計(jì)算機(jī)、教材、投影儀、中望3D2024教育白金版軟件、素材包、微課視頻學(xué)習(xí)資料《中望3D標(biāo)準(zhǔn)教程》，廣州中望龍騰軟件股份有限公司組編、孫琪主編，機(jī)械工業(yè)出版社，ISBN:978-7-111-75413-8學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)原則評(píng)價(jià)主體多元化、發(fā)展性原則評(píng)價(jià)方式行為觀察法、活動(dòng)表現(xiàn)法、作業(yè)展評(píng)法評(píng)價(jià)內(nèi)容1.任務(wù)學(xué)習(xí)單語(yǔ)項(xiàng)目評(píng)價(jià)單的完成情況；2.課堂互動(dòng)的積極性；3.課堂回答問(wèn)題的內(nèi)容性和創(chuàng)新性；4.課堂作業(yè)的完成度和多維性。學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)時(shí)間分配明確任務(wù)展示要操作的任務(wù)：球閥閥體零件工程圖紙學(xué)生對(duì)所要掌握的操作有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。通過(guò)素材的實(shí)例操作向?qū)W生明確這節(jié)課的重難點(diǎn)。0.25課時(shí)問(wèn)題導(dǎo)入設(shè)置本節(jié)任務(wù)的疑問(wèn)引導(dǎo)對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)好奇心。問(wèn)題1：使用“方程式管理器”命令創(chuàng)建“長(zhǎng)度變量”的目的是什么（參考課本P93任務(wù)4.5步驟01）？問(wèn)題2：在中望3D軟件中“標(biāo)記外部螺紋”命令創(chuàng)建閥體外部螺紋是“螺紋貼圖”還是真實(shí)的“螺紋結(jié)構(gòu)”？學(xué)生思考，帶著問(wèn)題探究任務(wù)。引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題。0.25課時(shí)實(shí)施計(jì)劃通過(guò)播放微課和老師操作演示相結(jié)合，并加以延伸在實(shí)際生活中的運(yùn)用。學(xué)生觀看微課視頻老師播放微課視頻0.25課時(shí)過(guò)程實(shí)施過(guò)程實(shí)施過(guò)程實(shí)施過(guò)程實(shí)施過(guò)程實(shí)施過(guò)程實(shí)施過(guò)程實(shí)施過(guò)程實(shí)施過(guò)程實(shí)施一、實(shí)操講解步驟01創(chuàng)建新的Z3文件。先將其命名為“閥體.Z3”，然后點(diǎn)擊“確認(rèn)”進(jìn)入建模環(huán)境。步驟02創(chuàng)建“長(zhǎng)度變量”表達(dá)式。在“工具”菜單欄中的“插入”面板選擇“方程式管理器”命令，在方程式管理器中定義一個(gè)長(zhǎng)度變量為“75”的基體長(zhǎng)度。步驟03創(chuàng)建第一個(gè)拉伸特征。（1）在“基礎(chǔ)造型”面板選擇“拉伸”命令→在“輪廓P”中選擇“草圖”→選擇“YZ基準(zhǔn)面”作為繪圖平面，此時(shí)，便進(jìn)入草繪環(huán)境。（2）使用“矩形”命令，選擇第一個(gè)類型，創(chuàng)建一個(gè)矩形輪廓。刪除其中一個(gè)尺寸，然后在兩條相鄰的邊添加“相等”約束。（3）選擇并雙擊唯一尺寸，將基體長(zhǎng)度變量賦給“75mm”尺寸。（4）用約束工具中的“對(duì)稱”命令按鈕添加對(duì)稱約束，使正方形位于畫(huà)面的中心位置。（5）退出草圖環(huán)境，同時(shí)回到“拉伸”命令對(duì)話框，其它參數(shù)設(shè)定如圖所示，點(diǎn)擊“確定”，完成第一個(gè)拉伸特征。步驟04創(chuàng)建主旋轉(zhuǎn)特征。（1）使用草圖命令創(chuàng)建一個(gè)外部草圖。在“基礎(chǔ)造型”面板選擇“草圖”命令，然后選擇“XZ基準(zhǔn)面”作為草繪平面。使用“繪圖”命令繪制旋轉(zhuǎn)特征草圖，詳細(xì)繪制過(guò)程可以參考-任務(wù)2.1閥體主特征草圖。（2）先選擇上述創(chuàng)建的草圖，再點(diǎn)擊在“基礎(chǔ)造型”面板中的“旋轉(zhuǎn)”命令，將“布爾運(yùn)算”類型設(shè)置為“加運(yùn)算”，其它參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)，點(diǎn)擊“確定”，完成旋轉(zhuǎn)特征的創(chuàng)建。步驟05創(chuàng)建另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)特征。（1）在“基礎(chǔ)造型”面板選擇“草圖”命令，然后選擇“XZ基準(zhǔn)面”作為草繪平面，草圖底線在“X軸”上，繪制57.00mm*19.00mm的矩形，且底線開(kāi)始點(diǎn)距離坐標(biāo)原點(diǎn)3.00mm。（2）在“基礎(chǔ)造型”面板點(diǎn)擊“旋轉(zhuǎn)”命令→選擇上面剛剛繪制完成的草圖→使用默認(rèn)旋轉(zhuǎn)軸→將“布爾運(yùn)算”類型設(shè)置為“加運(yùn)算”→點(diǎn)擊“確認(rèn)”，完成另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)特征。注意：到此為止，閥體所有布爾求和的特征創(chuàng)建完畢，接下來(lái)的步驟都將是布爾求減的特征。步驟06創(chuàng)建第一個(gè)旋轉(zhuǎn)切除特征。（1）在“基礎(chǔ)造型”面板選擇“草圖”命令，在“XZ基準(zhǔn)面”上創(chuàng)建草圖，草圖底線與X軸重合，且起始點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)重合。（2）在“基礎(chǔ)造型”面板點(diǎn)擊“旋轉(zhuǎn)”命令→選擇上面剛剛繪制完成的草圖→使用默認(rèn)X紅色旋轉(zhuǎn)軸→將“布爾運(yùn)算”類型設(shè)置為“減運(yùn)算”→點(diǎn)擊“確認(rèn)”，完成旋轉(zhuǎn)切除。步驟07創(chuàng)建兩個(gè)拉伸切除特征。（1）在小圓柱體頂面繪制半徑為13mm的圓，然后在“基礎(chǔ)造型”面板點(diǎn)擊“拉伸”命令→在“輪廓P下滑展卷欄”里選擇草圖命令→選擇小圓柱體頂面（下圖黃色位置）→進(jìn)入到草圖選擇“圓”命令繪半徑為13mm的圓并點(diǎn)擊“退出”。（2）將“布爾運(yùn)算”類型設(shè)置為“減運(yùn)算”→結(jié)束點(diǎn)E輸入深度-4mm→點(diǎn)擊“確認(rèn)”，完成第一個(gè)拉伸切除。（3）對(duì)于第二個(gè)拉伸切除特征，和上述第一個(gè)拉伸切除特征步驟一致，在小圓柱體頂面繪制半徑為19mm的圓，然后在“基礎(chǔ)造型”面板點(diǎn)擊“拉伸”命令→選擇草圖繪半徑“圓”→選擇草圖繪3條直線（草圖的約束角度均為2個(gè)對(duì)稱的45度）完成圖左側(cè)樣式→使用“劃線修剪”命令完成圖右側(cè)樣式，如圖所示。（4）將“布爾運(yùn)算”類型設(shè)置為“減運(yùn)算”→結(jié)束點(diǎn)E輸入深度-2mm→點(diǎn)擊“確認(rèn)”，完成第二個(gè)拉伸切除。注意：到此為止，閥體所有布爾求減的特征創(chuàng)建完畢，接下來(lái)的步驟都將是工程特征。步驟08在基體特征上創(chuàng)建螺紋孔。在“工程特征”面板選擇“孔”命令→選擇“螺紋孔”類型→去到“位置”后面的下拉菜單→選擇“草圖”方式→使用“點(diǎn)”命令創(chuàng)建四個(gè)對(duì)稱的點(diǎn)（距離基體邊均為13mm），其它參數(shù)設(shè)置與圖中保持一致即可，點(diǎn)擊“確定”，完成螺紋孔的創(chuàng)建。步驟09創(chuàng)建另外一個(gè)螺紋孔特征。點(diǎn)擊“孔”命令→選擇“螺紋孔”類型→去到“位置”下拉菜單→選擇“草圖”方式→選擇圓柱面的中心（參數(shù)設(shè)置與圖中保持一致）→點(diǎn)擊“確定”，完成創(chuàng)建。步驟10創(chuàng)建外螺紋特征。在“工程特征”面板選擇“標(biāo)記外部螺紋”命令→選擇圖中圓柱表面，其它參數(shù)與圖中設(shè)置保持一致即可，點(diǎn)擊“確定”，完成外螺紋創(chuàng)建，如圖所示。步驟11逐一添加圓角。在“工程特征”面板選擇“圓角”命令，其中綠色部分R=10.0mm，黃色部分R=2.0mm，紅色部分R=1.5mm，如圖所示。步驟12檢查模型并優(yōu)化建模過(guò)程。可以通過(guò)播放歷史樹(shù)檢查建模過(guò)程，之后點(diǎn)擊“重生成”按鈕，更新整個(gè)模型。步驟13最后，保存文件，完成閥體零件的建模。二、知識(shí)擴(kuò)展1.實(shí)體與曲面三維幾何形體通常有兩種類型，一種是實(shí)體類型，一種是曲面類型，在中望3D內(nèi)部是根據(jù)這個(gè)形體是否封閉來(lái)區(qū)分這兩種類型。中望3D提供了獨(dú)特的混合建模方法，可以讓用戶在實(shí)體和曲面之間自由的切換，如下圖左所示，當(dāng)刪除實(shí)體的一個(gè)面時(shí)，將自動(dòng)變成曲面類型，如下圖右所示。2.基于特征的參數(shù)化建?；谔卣鞯膮?shù)化建模是指3D模型通過(guò)不同的特征創(chuàng)建出來(lái)并且用參數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)這些特征。因此，當(dāng)修改這些特征的參數(shù)時(shí)，模型也會(huì)被快速修改和更新。下方一組圖展現(xiàn)了球閥閥體特征建模的主要過(guò)程。拉伸基體添加旋轉(zhuǎn)特征另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)特征切除特征工程特征3.基于特征的建?；谔卣鞯慕Ｊ且环N將特征視為建模基本單元的模型創(chuàng)建方法，即三維模型可以用各種不同類型的創(chuàng)建出來(lái)。一般情況下，模型特征可以分為以下三種類型：基準(zhǔn)特征基準(zhǔn)特征通常是指基準(zhǔn)坐標(biāo)系，基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)點(diǎn)。基礎(chǔ)特征常見(jiàn)基礎(chǔ)特征有三種，它們分別是拉伸特征，旋轉(zhuǎn)特征和掃掠特征。工程特征工程特征是指因?yàn)閷?shí)際工程需要而創(chuàng)建的特征，例如倒角/圓角等。這些特征通常都有很強(qiáng)烈和普遍的工程應(yīng)用背景。三、隨堂練習(xí)詳細(xì)視頻操作步驟見(jiàn)《中望3D標(biāo)準(zhǔn)教程》習(xí)題圖冊(cè)P11-工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣（11例）認(rèn)真聽(tīng)講，記錄操作筆記，將不懂的、難以理解的步驟記錄下來(lái)，并思考問(wèn)題1；2.學(xué)生采用資料查找法查看教材任務(wù)2.1怎樣快速繪制草圖輪廓。3.派出小組代表到講臺(tái)跟其他各組分享為什么步驟05（含）以上的操作都是布爾求和特征。4.學(xué)生采用小組討論法探索在“輪廓P下滑展卷欄”里創(chuàng)建草圖與之前的草圖創(chuàng)建是否一樣，為什么。5.為什么步驟06、07是布爾求減的特征建模？派出小組代表到講臺(tái)將集思廣益探索的答案跟其他各組分享。6.采用實(shí)踐演示操作法學(xué)生小組派出組長(zhǎng)嘗試操作“標(biāo)記外部螺紋”的創(chuàng)建方法，并思考問(wèn)題2，各小組直接進(jìn)行大比拼，看看哪組做的又快又好。7.學(xué)生做好筆記，記錄老師實(shí)操的要點(diǎn)步驟及相關(guān)命令。1.老師遵循幻燈片的節(jié)奏講解，并觀察臺(tái)下同學(xué)的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和互動(dòng)，以及靈活的調(diào)整課堂氣氛。2.教師有請(qǐng)1號(hào)小組代表上臺(tái)使用教師機(jī)進(jìn)行實(shí)操演示。3.教師對(duì)給小組大比拼進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)行打分。4.教師有請(qǐng)1號(hào)小組代表上臺(tái)進(jìn)行探索分享。5.教師對(duì)給小組大比拼進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)行打分。6.老師用電腦演示“標(biāo)記外部螺紋”繪制方法，并觀察臺(tái)下同學(xué)的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和互動(dòng)，以及靈活的調(diào)整課堂氣氛。7.老師用電腦演示“三通管”繪制方法，并觀察臺(tái)下同學(xué)的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和互動(dòng)，以及靈活的調(diào)整課堂氣氛。5課時(shí)（其中學(xué)生實(shí)操3課時(shí)）5課時(shí)（其中學(xué)生實(shí)操3課時(shí)）5課時(shí)（其中學(xué)生實(shí)操3課時(shí)）5課時(shí)（其中學(xué)生實(shí)操3課時(shí)）5課時(shí)（其