CAXA制造工程師教案1

第頁(yè)2012-2013第二學(xué)期序號(hào)：9班級(jí)月日星期時(shí)數(shù)第節(jié)初、重復(fù)課類型11282初上機(jī)11292復(fù)上機(jī)課題名稱項(xiàng)目三曲面造型任務(wù)2電風(fēng)扇曲面造型及編輯2背景分析曲面編輯主要講述有關(guān)曲面的常用編輯命令及操作方法，它是制造工程師的重要功能。曲面編輯包括曲面裁剪、曲面過渡、曲面縫合、曲面拼接和曲面延伸五種主要功能，另外還有曲面優(yōu)化和曲面重?cái)M合功能。學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)定能力（技能）目標(biāo)：通過本次課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠利用曲面編輯指令進(jìn)行曲面造型。知識(shí)目標(biāo)：1、掌握CAXA制造工程師曲面編輯的方法。態(tài)度及情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。學(xué)習(xí)任務(wù)描述任務(wù)一：掌握CAXA制造工程師曲面編輯的方法；任務(wù)二：對(duì)照老師所講和書上例子自行練習(xí)；任務(wù)三：電風(fēng)扇的曲面生成教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)由曲線生成到曲線編輯，從而類比到曲面生成到曲面編輯，由此導(dǎo)入新課程。教學(xué)資源準(zhǔn)備時(shí)間資源：課前、課后和課內(nèi)的設(shè)計(jì)和安排。材料資源：教學(xué)設(shè)計(jì)一份，教學(xué)課件一份。設(shè)備資源：筆記本電腦、投影儀。環(huán)境資源：CAD實(shí)驗(yàn)室教學(xué)反思教學(xué)過程設(shè)計(jì)主要步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動(dòng)告知引入操練深化訓(xùn)練總結(jié)歸納教學(xué)目標(biāo)任務(wù)一：掌握CAXA制造工程師曲面編輯的方法；任務(wù)二：對(duì)照老師所講和書上例子自行練習(xí)；任務(wù)三：電風(fēng)扇的曲面生成。口述講解演示教師巡視指導(dǎo)教師巡視指導(dǎo)提問課件課件課件課件課件聽講聽講上機(jī)練習(xí)上機(jī)練習(xí)教學(xué)過程實(shí)施第頁(yè)1、告知能力（技能）目標(biāo)：通過本次課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠利用曲面編輯指令進(jìn)行曲面造型。知識(shí)目標(biāo)：1、掌握CAXA制造工程師曲面編輯的使用方法2、引入任務(wù)一：掌握CAXA制造工程師曲面編輯的方法；1、曲面裁剪①投影線裁剪投影線裁剪是將空間曲線沿給定的固定方向投影到曲面上，形成剪刀線來裁剪曲面?！静僮鳌竣賳螕糁鞑藛巍霸煨汀?，指向“曲面編輯”，單擊“曲面裁剪”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，選擇“投影線裁剪”和“裁剪”方式。②拾取被裁剪的曲面（選取需保留的部分。③輸入投影方向。按空格鍵，彈出矢量工具菜單。④拾取剪刀線。拾取曲線，曲線變紅，裁剪完成。②線裁剪曲面上的曲線沿曲面法矢方向投影到曲面上，形成剪刀線來裁剪曲面?！静僮鳌竣賳螕糁鞑藛巍霸煨汀保赶颉扒婢庉嫛?，單擊“曲面裁剪”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，選擇“線裁剪”和“裁剪”方式。②拾取被裁剪的曲面（選取需保留的部分），如圖所示。③拾取剪刀線。拾取曲線，曲線變紅，如圖所示，裁剪完成，如所示。③面裁剪剪刀曲面和被裁剪曲面求交，用求得的交線作為剪刀線來裁剪曲面。【操作】①單擊主菜單“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面裁剪”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，選擇“面裁剪”、“裁剪”或“分裂”、“相互裁剪”或“裁剪曲面1”。②拾取被裁剪的曲面（選取需保留的部分），如圖所示。③拾取剪刀曲面，裁剪完成。如圖所示。④等參數(shù)線裁剪以曲面上給定的等參數(shù)線為剪刀線來裁剪曲面，有裁剪和分裂兩種方式。參數(shù)線的給定可以通過立即菜單選擇過點(diǎn)或者指定參數(shù)來確定。【操作】①單擊主菜單“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面裁剪”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，選擇“等參線裁剪”方式。②選擇“裁剪”或“分裂”、“過點(diǎn)”或“指定參數(shù)”。③拾取曲面，選擇方向，如圖所示，裁剪完成，如圖所示。⑤裁剪恢復(fù)將拾取到的曲面裁剪部分恢復(fù)到?jīng)]有裁剪的狀態(tài)。如拾取的裁剪邊界是內(nèi)邊界，系統(tǒng)將取消對(duì)該邊界施加的裁剪。如拾取的是外邊界，系統(tǒng)將把外邊界回復(fù)到原始邊界狀態(tài)。2、曲面過渡在給定的曲面之間以一定的方式作給定半徑或半徑規(guī)律的圓弧過渡面，以實(shí)現(xiàn)曲面之間的光滑過渡。曲面過渡就是用截面是圓弧的曲面將兩張曲面光滑連接起來，過渡面不一定過原曲面的邊界。曲面過渡共有七種方式：兩面過渡、三面過渡、系列面過渡、曲線曲面過渡、參考線過渡、曲面上線過渡和兩線過渡。如圖所示。曲面過渡支持等半徑過渡和變半徑過渡。變半徑過渡是指沿著過渡面半徑是變化的過渡方式。①兩面過渡—等半徑在兩個(gè)曲面之間進(jìn)行給定半徑或給定半徑變化規(guī)律的過渡，生成的過渡面的截面將沿兩曲面的法矢方向擺放。兩面過渡有兩種方式，即等半徑過渡、變半徑過渡。等半徑兩面過渡有裁剪曲面、不裁剪曲面和裁剪指定曲面三種方式。①兩面過渡—變半徑變半徑過渡操作步驟：①單擊主菜單“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面過渡”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，選擇“兩面過渡”、“變半徑”和是否裁剪曲面。②拾取第一張曲面，并選擇方向，如所示。③拾取第二張曲面，并選擇方向。④拾取參考曲線，指定曲線。⑤指定參考曲線上點(diǎn)并定義半徑，指定點(diǎn)后，彈出立即菜單，在立即菜單中輸入半徑值。⑥可以指定多點(diǎn)及其半徑，所有點(diǎn)都指定完后，按右鍵確認(rèn)，曲面過渡完成。②三面過渡—等半徑在三張曲面之間對(duì)兩兩曲面進(jìn)行過渡處理，并用一張角面將所得的三張過渡面連接起來。若兩兩曲面之間的三個(gè)過渡半徑相等，稱為三面等半徑過渡；若兩兩曲面之間的三個(gè)過渡半徑不相等，稱為三面變半徑過渡?！静僮鳌竣賳螕糁鞑藛巍霸煨汀?，指向“曲面編輯”，單擊“曲面過渡”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，先選擇“三面過渡”，再選擇“內(nèi)過渡”或“外過渡”、“等半徑”或“變半徑”和是否裁剪曲面，輸入半徑值。②按狀態(tài)欄提示，順序拾取三張曲面，并選擇方向，如圖所示。③三面過渡完成，如圖所示。③系列面過渡系列面是指首尾相接、邊界重合，并在重合邊界處保持光滑連接的多張曲面的集合。系列面過渡就是在兩個(gè)系列面之間進(jìn)行過渡處理。（1）等半徑系列面過渡：①單擊主菜單“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面過渡”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，選擇“系列面過渡”、“等半徑”和是否裁剪曲面，輸入半徑值。②拾取第一系列曲面，依次拾取每一系列所有曲面，拾取完后按右鍵確認(rèn)。③改變曲線方向（在選定曲面上點(diǎn)?。?，當(dāng)顯示的曲面方向及所需的不同時(shí)，點(diǎn)取該曲面，曲面方向改變，改變完所有需改變曲面方向后，按右鍵確認(rèn)。④拾取第二系列曲面，依次拾取第二系列所有曲面，拾取完后按右鍵確認(rèn)。⑤改變曲線方向（在選定曲面上點(diǎn)?。?，改變曲面方向后，按右鍵確認(rèn)，系列面過渡完成，如圖所示。④曲線曲面過渡—等半徑過曲面外一條曲線，做曲線和曲面之間的等半徑或變半徑過渡面?！静僮鳌康劝霃竭^渡及變半徑過渡操作步驟不同，下面分別介紹。（1）等半徑曲線曲面過渡：①單擊主菜單“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面過渡”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，選擇“曲線曲面過渡”、“等半徑”和是否裁剪曲面，輸入半徑值。②拾取曲面，單擊所選方向，如圖所示。③拾取曲線，曲線曲面過渡完成，如圖所示。④參考線過渡—等半徑給的一條參考線，在兩曲面之間做等半徑或變半徑過渡，生成的相切過渡面的截面將位于垂直于參考線的平面內(nèi)。這種過渡方式尤其適用各種復(fù)雜多拐的曲面，其曲率半徑較小而需要做大半徑過渡的情形。這種情況下，一般的兩面過渡生成的過渡曲面將發(fā)生自交，生成不出滿意、完整的過渡曲面，但在參考線過渡方式中，只要選用合適簡(jiǎn)單的參考曲線，就能獲得滿意的結(jié)果。（1）等半徑參考線過渡：①單擊主菜單“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面過渡”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，在立即菜單中選擇“參考線過渡”、“等半徑”和是否裁剪曲面，輸入半徑值。②拾取第一張曲面，單擊所選方向。拾取第二張曲面，如圖所示。③拾取參考曲線，參考線過渡完成，如圖所示。④曲面上線過渡兩曲面做過渡，指定第一曲面上的一條線為過渡面的導(dǎo)引邊界線的過渡方式。系統(tǒng)生成的過渡面將和兩張曲面相切，并以導(dǎo)引線為過渡面的一個(gè)邊界，即過渡面過此導(dǎo)引線和第一曲面相切?！静僮鳌竣賳螕糁鞑藛巍霸煨汀?，指向“曲面編輯”，單擊“曲面過渡”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)在立即菜單，在立即菜單中選擇“曲面上線過渡”，裁剪兩面（或“裁剪曲面1”、“裁剪曲面2”、“不裁剪”）。②拾取第一張曲面，單擊選擇方向，如圖（a）所示。③拾取第一張曲面上的曲線。④拾取第二張曲面，單擊選擇方向，如圖（b）所示。⑤右擊結(jié)束，曲面上線過渡完成，圖（c）為真實(shí)感顯示，圖（d）為線架顯示。④兩線過渡兩曲線間作過渡，生成給定半徑的以兩曲面的兩條邊界線或者一個(gè)曲面的一條邊界線和一條空間脊線為邊生成過渡面?！静僮鳌繄D為兩線過渡立即菜單兩線過渡有兩種方式：脊線+邊界線和兩邊界線。①單擊主菜單“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面過渡”，或者直接單擊按鈕，出現(xiàn)立即菜單，在立即菜單中選擇“兩線過渡”，選擇“脊線+邊界線”或“兩邊界線”，輸入半徑值，右擊（或回車鍵）。②按狀態(tài)欄中提示操作。3、曲面縫合①曲面切矢1曲面切矢1方式曲面縫合，即在第一張曲面的連接邊界處按曲面1的切方向和第二張曲面進(jìn)行連接，這樣，最后生成的曲面仍保持有曲面1形狀的部分?！静僮鳌竣賳螕糁鞑藛巍霸煨汀保赶颉扒婢庉嫛?，單擊“曲面縫合”，或者直接單擊按鈕。出現(xiàn)曲面縫合立即菜單，如圖所示。②選擇曲面曲面切矢1的方式。③根據(jù)狀態(tài)欄提示完成操作，如圖所示。②平均切矢平均切矢方式曲面縫合，在第一張曲面的連接邊界處按兩曲面的平均切矢方向進(jìn)行光滑連接。最后生成的曲面在曲面1和曲面2處都改變了形狀?！静僮鳌竣賳螕糁鞑藛巍霸煨汀保赶颉扒婢庉嫛?，單擊“曲面縫合”，或者直接單擊按鈕。出現(xiàn)曲面縫合立即菜單。②選擇曲面平均切矢的方式。③根據(jù)狀態(tài)欄提示完成操作，如圖所示。4、曲面拼接曲面拼接面是曲面光滑連接的一種方式，它可以通過多個(gè)曲面的對(duì)應(yīng)邊界，生成一張曲面，及這些曲面光滑相接。曲面拼接共有三種方式：兩面拼接、三面拼接和四面拼接。在許多物體的造型中，通過曲面生成、曲面過渡、曲面裁剪等工具生成物體的型面后，總會(huì)在一些區(qū)域留下一片空缺，我們稱之為“洞”。曲面拼接就可以對(duì)這種情形進(jìn)行“補(bǔ)洞”處理，如圖所示。①兩面拼接當(dāng)遇到要把兩個(gè)曲面從對(duì)應(yīng)的邊界處光滑連接時(shí)，用曲面過渡的方法無法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫^渡面不一定通過兩個(gè)原曲面的邊界。這時(shí)就需要用到曲面拼接的功能，過曲面邊界光滑連接曲面。【操作】①單擊主菜單“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面拼接”，或者直接單擊按鈕。出現(xiàn)曲面拼接立即菜單。②選擇兩面拼接方式。③根據(jù)狀態(tài)欄提示完成操作，如圖所示。②三面拼接做一曲面，使其連接三個(gè)給定曲面的指定對(duì)應(yīng)邊界，并在連接處保證光滑。三個(gè)曲面在角點(diǎn)處兩兩相接，成為一個(gè)封閉區(qū)域，中間留下一個(gè)“洞”，三面拼接就能光滑拼接三張曲面及其邊界而進(jìn)行“補(bǔ)洞”處理?！静僮鳌竣賳螕糁鞑藛巍霸煨汀?，指向“曲面編輯”，單擊“曲面拼接”，或者直接單擊按鈕。出現(xiàn)曲面拼接立即菜單。②選擇三面拼接方式。③根據(jù)狀態(tài)欄提示完成操作，如圖（f）、（g）所示。③四面拼接做一曲面，使其連接四個(gè)給定曲面的指定對(duì)應(yīng)邊界，并在連接處保證光滑。四個(gè)曲面在角點(diǎn)處兩兩相接，形成一個(gè)封閉區(qū)域，中間留下一個(gè)“洞”，四面拼接就能光滑拼接四張曲面及其邊界而進(jìn)行“補(bǔ)洞”處理?！静僮鳌竣賳螕糁鞑藛巍霸煨汀?，指向“曲面編輯”，單擊“曲面拼接”，或者直接單擊按鈕。出現(xiàn)曲面拼接立即菜單，如圖所示。②選擇四面拼接方式。③根據(jù)狀態(tài)欄提示完成操作，如圖所示。5、曲面延伸把原曲面按所給長(zhǎng)度沿相切的方向延伸出去，擴(kuò)大曲面。延伸曲面有兩種方式：長(zhǎng)度延伸和比例延伸。【操作】①單擊“造型”，指向“曲面編輯”，單擊“曲面延伸”或單擊按鈕，出現(xiàn)立即菜單，如圖所示。②在立即菜單中選擇“長(zhǎng)度延伸”或“比例延伸”方式，輸入長(zhǎng)度或比例值。③狀態(tài)欄中提示“拾取曲面”，單擊曲面，延伸完成，如圖所示。6、曲面優(yōu)化在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)生成的曲面的控制頂點(diǎn)很密很多，會(huì)導(dǎo)致對(duì)這樣的曲面處理起來很慢，甚至?xí)霈F(xiàn)問題。曲面優(yōu)化功能就是在給定的精度范圍之內(nèi)，盡量去掉多余的控制頂點(diǎn)，使曲面的運(yùn)算效率大大提高?！静僮鳌竣賳螕簟霸煨汀?，指向“曲面編輯”，單擊“曲面優(yōu)化”或單擊按鈕。②在立即菜單中選擇“保留原曲面”或“刪除原曲面”方式，輸入精度值。③狀態(tài)欄中提示“拾取曲面”，單擊曲面，優(yōu)化完成。7、曲面重?cái)M合在很多情況