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CAXA三维实体设计在机械设计基础教学中的应用【摘要】在机械设计基础课程中应用CAXA三维实体设计技术，将抽象的机械工作原理、运动关系、零件装配转化为直观的视觉表现，并运用团队学习的方式培养学生的技术能力、创新能力和社会能力，为后续课程的学习以及走上工作岗位打下基础。
【关键词】CAXA三维实体设计机械设计基础创新机械设计基础是机电类高职学生必须学习的重要的专业基础课之一，是继机械制图、机械制造基础之后与工程实践紧密联系的一门课程，对学生毕业后从事机械制造、装配、维修等工作有十分重要的意义。
很多教师以往在教学上比较注重讲述常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，往往是忽略学生对整体机构的认知，对零件装配工艺的认知。
然而对于以培养高端技能型人才为目的的高职教育，更应该突出学生应用能力的培养，所以综合大部分高职学生的学习能力、学习方法、理解水平，本着够用、实用的原则，本课程的培养目标应调整为：着力培养通过二维平面图样想象出零件的实物构造的能力；通过装配图能读懂机构的工作原理、明确各零部件的装配顺序的能力；能对原有的构造中不合理的地方做进一步的改进；能在理解的基础上进行一个小范围的设计运用。
为了达到如上培养目标，在教学上一改传统的按各章节顺序授课的方式，采用一个个有突出结构特点的模型、工装、小运动件等带动相关知识的学习。
为了有效解决从图样到实物，再从实物回到图样的正反向思维过程的建立，把CAXA三维实体设计软件带到课堂教学中加以运用，收到了较为理想的教学效果。
一、CAXA软件介绍CAXA实体设计是集创新设计、工程设计、协同设计于一体的新一代3DCAD系统解决方案。
简单易学、快速设计和兼容协同是其最大的特点。
它包含三维建模、协同工作和分析仿真等各种功能，其易操作性和设计速度可以有效帮助教师在教学上快速完成零件建模、零件装配、运动仿真等功能，有效帮助学生在有限的时间内快速完整地理解一个基本构造的知识。
一、三维球定位实例三维球是一个非常杰出和直观的三维图素操作工具。
三维球可以通过平移、旋转和其它的三维空间变换精确定位任何一个三维物体。
在零件定位中，三维球是非常强大灵活的工具。
基本上可以方便的定位任何形状的零部件。
下面的实例将演示三维球在装配中的部分功能。
下面图中分别为零件装配前的状态和装配后的位置关系。
所进行的装配定位步骤主要有：将带键槽的轴装入带键槽的孔中，并将键槽对齐；然后将键装入键槽中；将燕尾装入燕尾槽中；再将销子与孔对齐，并装入孔中；在本章中还介绍了如何使用三维球生成元素拷贝。
在利用三维球进行装配的过程中，一般可一个零件的装配过程分为两个部分：定向与定位。
定向过程可利用三维球定向控制柄，定位过程主要利用三维球的中心控制柄。
从安装路径的Tutorials中打开文件Triball1.ics。
装配前后各零件位置如图1所示。
图1 定位前后零件的位置1．使用三维球的定向控制柄对零件进行定位选择轴，然后单击快速栏中的三维球图标。
然后右击图2所示的定向控制柄，从弹出的菜单中选择与轴平行。
接着单击圆柱形的表面，如图2所示。
这将使轴体的选定轴线与孔的轴线平行。
要注意在这种情况下，你可能选择了孔的内表面而不是外表面，而结果则是相同的。
图2 使用三维球的定向控制柄注意：使用“与轴平行”功能时，目标必须是一个真正的圆柱形或椭圆形表面。
2．使用三维球的中心点定位零件要将轴体移动到孔中心的上方，右击三维球的中心，然后从弹出的菜单中选择“到中心点”。
接着单击图3所示的圆形边缘。
这将使三维球中心（和轴体）移动到选择的目标的“虚拟”中心点。
注意：“使用到中心点”时，以下各项均可以用于目标选择：圆形边缘、椭圆形边缘、圆柱形表面、椭圆形表面或圆球形表面。
在圆柱形或椭圆形表面的情况下，TriBall（三维球）中心将移动到目标表面的轴线上最近的点。
3．暂时约束三维球的一条轴线现在先单击顶部外侧的三维球控制柄，如图4所示。
将轴体向下滑动到孔的底部。
杯子制作
效果图
主要技术：
●旋转
●扫掠
●渲染
●贴图
●草图封闭性检查
通过点绘制曲线（caxa中的样条线）
草图最好在自动对齐视图下进行，借助坐标线设计尺寸大小。
偏离曲线2mm
底部直线绘制
顶部绘制
修剪，删除多余的线，形成封闭的区域
通过性检查（类似caxa中的未封闭现象），如正常封闭则不会出现红方框。
如未通过检查，则要撤消返回草图模式修改（不能像caxa一样编辑回草图）
通过检查的封闭区内的蓝色就如上图。
旋转要选择轴，可以绕草图某个线条旋转
草图位置选择非常重要，不要点击杯身上，否则草图面不在正中间。
把手路径草图
把手截面草图位置，是跟路径那点垂直的，类似于caxa中过曲线一点的法平面。
半径3mm
扫掠生成，同caxa中的扫描，注意轮廓与路径选择
组合编辑操作，边界选择杯身，就会把把手多余的去除。
渲染上色
用素材贴图操作，先选择素材，在操作界面再选择面就可以了。
局部上色渲染，要先选择下面选框：曲面，然后在实体中选择需要上色的曲面就可以了。
caxa3d实体设计2020教材一、概述1.1 caxa3d实体设计caxa3d实体设计是一种专门用于工程设计领域的三维设计软件，具有强大的建模和分析能力，被广泛应用于机械、航空航天、汽车等行业领域。
1.2 2020教材更新随着科技的不断发展，软件工具也在不断更新和升级，为了更好地满足用户的需求，caxa3d实体设计在2020年推出了全新的教材，以便于学习者更好地掌握软件的功能和应用。
二、教材内容2.1 基础知识介绍新教材首先对caxa3d实体设计的基础知识进行了系统介绍，包括软件界面的布局、常用工具的功能以及基本操作方法等，为初学者搭建了坚实的基础。
2.2 高级功能讲解教材还对caxa3d实体设计的高级功能进行了深入讲解，包括曲面建模、装配设计、模具设计等方面，让学习者能够更全面地了解软件的应用范围和技术特点。
2.3 实例操作和案例分析为了帮助学习者更好地掌握所学知识，教材还特别设置了大量实例操作和案例分析，通过实际操作和案例分析，学习者可以更加深入地理解软件的实际运用和解决问题的能力。
三、教材特色3.1 图文并茂教材在内容的呈现上采用了大量的图片和图表，结合文字说明，让学习者可以更直观地理解软件的操作方法和技术特点。
3.2 案例丰富教材的案例分析部分包括了多个真实工程案例，涵盖了多个行业领域，为学习者提供了更广泛的学习视角和实践经验。
3.3 全面更新新教材在内容上进行了全面更新，涵盖了caxa3d实体设计最新的功能和技术特点，确保学习者学到的是最新、最全面的知识。
四、教学应用4.1 在学校教育中的应用新教材可以作为高校工程专业的教材使用，帮助学生系统学习和掌握caxa3d实体设计的相关知识，提高他们的工程设计能力。
4.2 在企业培训中的应用企业可以引进新教材，作为内部员工的培训教材，帮助员工提升技能，提高工作效率和质量，降低成本。
五、总结5.1 价值与意义caxa3d实体设计2020教材的推出，对于学习者和工程设计领域的发展都具有重要的价值和意义，它不仅可以帮助学习者更好地掌握软件的功能和应用，还可以提高工程设计的效率和质量，推动行业的发展和进步。
三教改革背景下的活页式教材开发实践——以《3D one三维实体设计》摘要：随着教育领域的不断发展和教育改革的深入推进，教材的开发和创新变得尤为重要。
在三教改革背景下，活页式教材的开发成为一种受欢迎的教育资源形式。
本文以《3D one三维实体设计》为例，探讨了在三教改革背景下活页式教材的开发实践，通过对该教材的开发过程和特点的详细介绍，旨在展示活页式教材在教育教学中的优势和创新，通过教材的创新提高教育质量和教育教学的效果。
同时，本文还总结了活页式教材开发的经验和启示，为今后教育资源开发提供参考和借鉴。
关键词：三教改革；活页式教材；开发实践三教改革是中国教育领域的一项重要举措，旨在推动教育体制的改革和创新，提高教育质量，培养更具创新精神和实践能力的人才。
在这一背景下，教材的开发和创新变得尤为关键[1]。
传统的教材形式往往难以满足多样化的学习需求，因此，活页式教材作为一种新的教育资源形式，得到了广泛关注和应用。
活页式教材的开发与应用为三教改革时代的教育教学提供了新的思路和工具。
《3D one三维实体设计》教材的开发实践为教育教材的创新提供了一个成功的案例。
在三教改革的背景下，应继续推动教育教材的创新与改进，提高教育教学质量，培养更多具备综合素质和创新能力的学生。
一、转变教育理念，强化教学实施过程教学实施是展示活页式教材开发实践的重要环节，同时也为进一步修订和完善教材提供了宝贵的实践经验。
活页式教材的教学实施过程是基于学生的思维习惯、学习规律以及基础能力等因素，结合混合式教学方式，将线上学习与线下学生实践操作、练习、创新、工作有机结合。
通过融合课前、课中、课后各环节，实现教学内容的现实化、课堂思政的普遍化、教学方法的任务化以及教学过程的信息化，激发学生的自主性和反思性学习[2]。
依赖学校与企业之间的深度合作和交流，共同强化学生的技能培养。
首先，教师应积极参与教材开发的过程，了解新教材的内容和教学方法。
教师需要调整教育理念采用现代化教育方式，更注重学生的自主学习和实践能力的培养。
授课计划
一、授课目的、要求和说明
《三维实体设计》课程是一门专门为小学生设计的课程。
课程以培养小学生创新思维、创造能力、动手能力为出发点，以提高小学生综合素质为核心，能够提升小学生注意力、独立动手能力，充分开发小学生创造世界的天性。
本课程共计32学时，主要教授小学生了解3D打印技术、学习三维建模软件、切片软件和3D打印机的操作，并最终能够自行设计作品，然后利用3D打印机将自己设计的作品变为实物，能够将自己的奇思妙想永久留存。
本课程结合小学生特点，讲授和实践相结合。
力求做到：
培养创新思维。
以培养小学生创新思维、创造力、动手能力为基本要求，进行启发引导和有针对性的教学与训练，全面开发小学生的创造世界的聪明才智，同时也能提高小学生的注意力、独立动手能力、团队协作能力。
注重课堂效果。
本课程结合小学生好动天性，运用声情并茂的讲授、结合案例、故事等方法，并进行大量实践，使小学生充分了解3D打印这一高新科技，并学会建模、切片、操作3D打印机等技术。
留住聪明时光。
本课程重点是教会小学生建模、设计自己的作品、使用3D打印机并最终使自己的奇思妙想变为实物，能够将自己的奇思妙想、自己脑洞大开的精彩时光永久保留。
二、授课计划。
授课计划
一、授课目的、要求和说明
《三维实体设计》课程是一门专门为小学生设计的课程。
课程以培养小学生创新思维、创造能力、动手能力为出发点，以提高小学生综合素质为核心，能够提升小学生注意力、独立动手能力，充分开发小学生创造世界的天性。
本课程共计32学时，主要教授小学生了解3D打印技术、学习三维建模软件、切片软件和3D打印机的操作，并最终能够自行设计作品，然后利用3D打印机将自己设计的作品变为实物，能够将自己的奇思妙想永久留存。
本课程结合小学生特点，讲授和实践相结合。
力求做到：
培养创新思维。
以培养小学生创新思维、创造力、动手能力为基本要求，进行启发引导和有针对性的教学与训练，全面开发小学生的创造世界的聪明才智，同时也能提高小学生的注意力、独立动手能力、团队协作能力。
注重课堂效果。
本课程结合小学生好动天性，运用声情并茂的讲授、结合案例、故事等方法，并进行大量实践，使小学生充分了解3D打印这一高新科技，并学会建模、切片、操作3D打印机等技术。
留住聪明时光。
本课程重点是教会小学生建模、设计自己的作品、使用3D打印机并最终使自己的奇思妙想变为实物，能够将自己的奇思妙想、自己脑洞大开的精彩时光永久保留。
二、授课计划。
caxa3d实体设计20212021年，caxa3d实体设计作为设计领域的重要技术，受到了广泛关注。
作为一种基于数字化技术对实体进行设计和展示的方法，caxa3d实体设计不仅能够提高设计的效率和精度，还能够为设计师提供更多的创意空间和表现手段。
在当前数字化时代，caxa3d实体设计已经成为了设计行业不可或缺的一部分，其在工业设计、建筑设计、动画制作等领域的应用也日益广泛。
一、caxa3d实体设计的基本原理caxa3d实体设计是基于计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术的一种设计方法。
它通过对实体的数字化建模和渲染，使设计师能够在计算机上进行更加直观和灵活的设计操作，同时也为实体的制造和加工提供了数据支持。
在caxa3d实体设计中，设计师可以通过3D建模软件进行实体的形态设计、结构设计、材料选择等操作，同时还可以进行实体的动画演示、光影效果展示等多种表现形式的设计。
二、caxa3d实体设计的应用领域caxa3d实体设计在各种设计领域都有着广泛的应用。
在工业设计领域，caxa3d实体设计可以帮助设计师更快速、准确地完成产品的设计与展示，为产品的研发和推广提供有力支持。
在建筑设计领域，caxa3d实体设计可以用于建筑的结构设计、室内外环境的展示以及建筑效果图的制作，为建筑设计师提供了更多的设计表现手段。
在动画制作领域，caxa3d实体设计则可以用于角色的建模、场景的设计和动画效果的制作，为动画制作师创造了更加生动、逼真的动画作品。
三、caxa3d实体设计的发展趋势随着科技的不断发展和人们对设计表现的要求越来越高，caxa3d实体设计也在不断更新和完善。
未来，随着人工智能、虚拟现实等新技术的不断渗透，caxa3d实体设计将会更加智能化、交互化，设计师可以通过语音、手势等更加直观的方式进行设计操作。
caxa3d实体设计也将更加注重与实际生产、制造的连接，使设计与制造之间的数据交换更加便捷，从而加快产品的研发和推出周期。
三维实体设计（3D-CAD）考试评分标准
学生姓名：得分：评卷教师：
一、生成零件1的主视图，30分
1、检查每个零件的三维模型，缺少一个扣5分
2、正确利用三维模型生成零件1的全剖主视图，如出现线错误每处扣5分
3、每缺一个尺寸标注扣2分，
扣满30分为止
二、生成装配图，50分
如有装配关系错误，本题不得分
1、每缺一个零件扣5分
2、图线错没处扣5分
3、缺零件序号标注每处扣5分
4、零件4、
5、6不能剖切，否则每处扣5分
5、零件2必须从座子中伸出来，否则扣5分
扣满50分为止
三、运动仿真，20分
1、看不到螺杆旋转同时动夹头下降，扣10分
2、看不到基座逐渐透明然后变成实体，扣10分
3、看不到动夹头压住圆管，扣10分
4、管夹头边工作，边发生场景旋转，看到产品全貌，此动画缺失扣10分
扣满20分为止。
