《UG》14周教案2.docx
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《UG》14周教案2
项目二：
创建基准特征（2课时）
项目目标：
学生能够在实际绘图中灵活创建基准特征及变换坐标系，简化绘图步骤。
重点难点：
灵活创建基准平面，基准轴。
教学对象：
高二数控专业的学生已经掌握一定的绘图知识，了解基准的概念，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择绘制不同的基准特征。
教学方法：
根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。
在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。
前置作业：
1．创建基准特征有什么作用？
2．基准特征的分类有哪些？
3．如何创建基准平面，基准轴？
新课导入：
通过前置作业的提问导入到画图功能上面来，展开讲解绘图步骤和各工具的应用。
课堂活动：
1．解决前置作业
基准特征是零件建模的参照特征，其主要用途是辅助3D特征的创建，可作为特征截面绘制的参照面、模型定位的参照面和控制点、装配用参照面等。
基准特征包括：
基准平面、基准轴、基准点、基准曲线、坐标系等。
基准平面和基准轴是零件建模过程中使用最频繁的基准特征。
基准平面既可用作草绘特征的草绘平面和参照平面，也可用于放置特征的放置平面；另外，基准平面也可作为尺寸标注基准、零件装配基准等。
基准轴则经常用于制作基准面、同心放置的参照、创建旋转阵列特征等。
（1）坐标系的变换：
选择下拉菜单“工作坐标系”——“原点”或“工作坐标系”——“动态”或“工作坐标系”——“旋转”，都可以用来进行坐标系的变换，以产生新的坐标系。
移动原点。
原点命令通过定义当前WCS的原点来移动坐标系的位置。
但该选项仅仅移动WCS的位置，而不改变各坐标轴的方向，即移动后坐标系的各坐标轴与原坐标系相应轴是平行的。
动态移动。
动态命令能通过步进的方式来移动或旋转当前的WCS。
用户可以在绘图工作区中拖动坐标系到指定的位置，也可以设置步进参数使坐标系逐步移动指定的距离参数。
坐标系旋转对话框
若想改变坐标轴方向：
只需把鼠标移到要编辑的坐标轴的箭头上，该箭头会变成粉红色，点击鼠标左键，该箭头会变成红色，这时，在绘图区中选取一个参考方向（一般为与要改变方向相同的一条边线），这时，坐标系方向就会发生变化，被选中坐标轴会与被选中边线平行。
若直接双击要改变方向的坐标轴，则该坐标轴变为反向。
也可以把鼠标移到动态坐标系的圆球上，这时会出现旋转符号，按住鼠标左键，就可以动态旋转坐标系，其精度可以通过提示对话框控制。
（如右图所示）
坐标旋转。
旋转命令通过将当前的WCS绕其某一坐标轴旋转一个角度，来定义一个新的WCS。
选择该菜单命令后，会弹出如下图所示的坐标系旋转对话框，其中提供了6个确定旋转方向的单选项，即旋转轴分别为3个坐标轴的正、负方向，旋转方向的正向用右手法则确定。
角度文本框用于输入旋转的角度。
（2）创建基准轴：
选择下拉菜单“插入”——“基准/点”——“基准轴”，弹出创建基准轴工具条。
下面介绍几种常用的建立基准轴的方法：
过两点：
用鼠标分别选择两个点，确认后，即建立起一个通过这两点的基准轴。
过一条直线：
用鼠标选择合适的直线，确认后，即通过该直线建立起一个基准轴。
过一点和参考方向：
先选择一个点，再激活“自动判断”。
选择合适的方式，再在图中选取一个参考直线或基准轴，确认即可。
过两个平面：
用鼠标分别选择两个平面，确认后，即建立起一个通过这两平面的基准轴。
实例练习：
创建如下图所示的几种基准轴。
步骤提示：
（1）打开【基准轴】对话框。
（2）对于A1轴，选择底面为参照平面，再以底面边缘
作为偏移参照。
（3）对于A2轴，选择过渡圆弧为参照平面。
（4）对于A3轴，按下【Ctrl】键，依次选择两个对角
点，确定基准轴。
（3）创建基准平面：
选择下拉菜单“插入”——“基准/点”——“基准平面”，弹出创建基准平面工具条。
下面介绍几种常用的建立基准轴的方法：
过不在一条线上的三点：
通过智能捕捉，用鼠标捕捉到欲建立平面中的三个点，确认即可。
（如下图所示）
过三点创建基准平面
过一个存在的平面：
直接用鼠标点选该平面（选中会变色），确认即可。
确认之前会出现偏置对话框，
若忽略则偏置为0，若输入数值，则会沿箭头方向偏置输入的距离后建立平面。
在两平行平面中间建立平面：
先点选第一个平面，再选择另一个平面，则会在两平行平面中间建立
基准平面。
过一直线，与平行该直线的平面成一定角度：
先选择直线，再选择平面，会出现如图所示的预显平
面，并有角度值输入框，这时可以用鼠标拖动图中圆球，动态的改变角度，也可以输入相应的角度值，来控制与已选平面的角度，确认即可。
实例练习：
创建相切于圆柱曲面的基准平面。
【注意】
（1）以小组为单位，每小组派一名代表上讲台示范创
建过程。
（2）学习能力较强的同学可以自主绘图不同类型的基
准平面。
布置作业：
1.整理创建常用的基准轴，基准平面的步骤。
教学总结：
通过基准特征的创建，学生的基础知识得到了加强。
大部分学生的理解能力比较强，可以灵活地创建基准平面和基准轴。
教学反思:
项目三：
创建拉伸、回转特征
项目目标：
能够利用拉伸，回转特征创建简单的实体模型。
重点难点：
创建拉伸、回转特征的步骤。
教学对象：
高二数控专业的学生已经具备一定的看图能力，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择不同的指令创建实体。
教学方法：
根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。
在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。
任务一：
创建拉伸特征（2课时）
新课导入：
通过对比CAD的拉伸实体导入UG的拉伸功能。
前置作业：
1.举例说明，创建生活中哪些物品模型需要用到拉伸特征。
2.拉伸特征的原理是什么？
（原理是将二维剖面沿着剖面法向延伸到一定长度）
课堂活动：
1.展示拉伸特征的过程：
2.创建拉伸特征步骤：
拉伸对话框
点击“拉伸”图标
，弹出拉伸对话框，第一步选择要草绘的平面，进入二维草绘界面，绘制拉伸截面。
（如下图所示）
点击“完成草图”，第二步，在拉伸对话框中输入拉伸的高度（通过起始值，结束值决定，选择其下拉选项，还有其他拉伸方式，学生自行练习），最后点击“确定”，得到实体。
（如下图所示）
（草图）
（立体图）
3.实例练习：
（学生通过实例练习，不断熟悉拉伸中的各种功能。
）
重点难点：
（1）如左图所示，四个通孔可通过草绘图形绘制，也可通过去除材料功能实现。
肋板的绘制，必须先绘制基准平面。
（2）如右图所示，本实例的特点是剖面由多个封闭嵌套环组成，拉伸成型时，系统自动判断产生结果，并由一个尺寸参数控制剖面的拉伸高度，故绘图时，可先绘制如下图所示的草绘平面，通过拉伸功能实现。
也可利用拉伸操控栏中的去除材料功能实现。
（3）对于拉伸特征的草绘图，必须由封闭的直线或曲线组成。
4.学生作品展示：
（1）小组演示以上两个图形的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对拉伸特征的绘制方法有更深刻的认识。
（2）观众组向展示组质凝。
展示组解答，答不出的再由其它组成员进行补答。
（3）教师点评或示范：
教师根据学生的知识掌握情况，再次补充、讲解理论、集体修改学生在操作或讲述中的错误。
6.作业布置：
1.整理上面两图的作图步骤。
教学总结：
对于任何一个实体，绘图前必须分析其结构组成，对于拉伸特征，选择拉伸截面是关键。
教学反思：
任务二：
创建回转特征（2课时）
新课导入：
请同学们回忆一下CAD里面的回转功能是如何应用的，比较一下UG和CAD软件里回转功能的异同。
（1）前置作业：
1.举例说明，创建生活中哪些物品模型需要用旋转特征。
2.旋转特征的原理是什么？
（原理是将二维剖面沿着中心线旋转一定的角度）
（2）课堂活动：
1.展示拉伸特征的过程：
2.创建旋转特征步骤：
点击“拉伸”图标
，弹出拉伸对话框，第一步选择要草绘的平面，进入二维草绘界面，绘制拉伸截面。
（如右图所示）
点击“完成草图”，第二步，点击中键确定，然后系统提示选择回转轴，这里点击左边的边界作为回转轴，在拉伸对话框中输入回转的角度（通过起始值，结束值决定，选择其下拉选项，还有其他回转方式，学生自行练习），最后点击“确定”，得到实体。
（如右图所示）
3.实例练习：
（学生通过实例练习，不断熟悉回转中的各种功能。
）
重点难点：
（1）分析旋转特征，确定旋转截面，选择相应的平面作为草绘
平面，绘制旋转截面。
（2）根据具体情况，旋转轴不在草绘平面内绘制，而是选取现
有的直线作为旋转轴，如右图所示。
（3）本例应用“去除材料”功能，即对已有特征进行旋转切除，
实现特征的整体效果。
4.学生作品展示：
（1）小组演示以上两个图形的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对拉伸特征的绘制方法有更深刻的认识。
（2）观众组向展示组质凝。
展示组解答，答不出的再由其它组成员进行补答。
（3）教师点评或示范：
教师根据学生的知识掌握情况，再次补充、讲解理论、集体修改学生在操作或讲述中的错误。
5.教师总结：
对于任何一个实体，绘图前必须分析其结构组成，对于拉伸特征，选择拉伸截面是关键。
6.作业布置：
1.堂上绘制下面的图形，课后整理作图步骤。
学生质凝：
由学生当场向教师提问不明之处，再由教师视情况而定，采用集中讲解，还是小部分讲解或课后辅助的形式均可。
教学总结：
通过旋转特征的绘图训练，学生对旋转特征功能有了比较深刻的理解，对工具的应用熟悉了很多，绘图速度也提高了很多。
教学反思:
项目三：
创建实体特征综合练习
项目目标：
能够综合利用创建基准平面，拉伸，回转特征创建实体模型。
重点难点：
学会分析实体。
在绘图过程中灵活运用各种指令。
教学对象：
高二数控专业的学生已经具备一定的看图能力，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择不同的指令创建实体。
教学方法：
根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。
在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。
任务一：
底座建模（2课时）
前置作业：
1.思考下图的绘图步骤，在脑海中形成大概的作图过程。
图1
新课导入：
看前置作业的图，思考绘图步骤，建立相关的模型。
课堂活动：
1.解决前置作业：
如图1所示的实体，其绘图重点难点在于：
1）先确定绘图的顺序，第一步先绘制主体部分，一个中空的圆柱体（利用拉伸特征即可）；第二步绘制侧壁实体，这里不仅要用到拉伸指令（灵活运用多种拉伸方式），还需利用布尔运算中的“求差”命令。
最后创建顶部的耳环（既可利用拉伸特征逐个创建，也可利用环形阵列指令）。
2）在绘制侧壁实体过程中，必须先创建一基准平面，在此基准平面上绘制拉伸截面。
3）创建顶部耳环过程中，如果利用环形阵列命令，必须先将绘制好的耳与实体作“求和”运算，使其成为一个整体。
绘图过程：
2.强化练习：
重点难点：
1）先绘制底座部分（综合运用拉伸，布尔求差，倒圆角指令）
2）再绘制顶部的中空圆柱（以底座背面为草绘截面，注意定位尺寸）
3）利用圆柱与中间肋板的边界相切的特点绘制背面肋板。
4）小肋板部分利用拉伸指令创建，注意需在实体的对称位置先创建一基准平面，在此基准平面上创建草绘截面，拉伸方式为“对称”。
3.学生作品展示：
（1）小组演示以上两个图形的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对拉伸特征的绘制方法有更深刻的认识。
（2）观众组向展示组质凝。
展示组解答，答不出的再由其它组成员进行补答。
（3）教师点评或示范：
教师根据学生的知识掌握情况，再次补充、讲解理论、集体修改学生在操作或讲述中的错误。
4.教师总结：
对于任何一个实体，绘图前必须分析其结构组成，对于拉伸特征，选择拉伸截面是关键。
5.作业布置：
1.课后整理上图的作图步骤。
学生质凝：
由学生当场向教师提问不明之处，再由教师视情况而定，采用集中讲解，还是小部分讲解或课后辅助的形式均可。
项目小结:
通过学生的“先做”→“后学”→“产品展示”→“再学”这样的一条逆向式的学习流程，让学生更有兴趣的去主动学习那些想学的知识点，从而更有助学生对知识面的掌握，思考问题。
教学总结：
通过底座建模训练，巩固了学生的拉伸特征功能应用。
学生对底座的应用和设计方法也有了一定的了解。
对拉伸功能的参数设计，集合运算等也掌握了一定的技巧。
教学反思:
项目四：
创建扫掠特征（2课时）
项目目标：
能够利用扫掠特征创建简单的实体模型。
重点难点：
掌握扫掠特征的创建步骤，能够在建模过程中灵活运用扫掠特征命令。
教学对象：
高二数控专业的学生已经具备一定的看图能力，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择不同的指令创建实体。
教学方法：
根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。
在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。
前置作业：
1.扫掠特征的原理是什么？
（原理是沿着由一个或一系列曲线、边或面构成的引导线串（路径）拉伸开放的或封闭的边界草图、曲线、边或面来生成单个体。
）
2.思考下图中模型的建模步骤。
课堂活动：
1.新课导入：
教师通过分析生活中一些常见的扫掠体，如弯曲水管，手镯等，分析其成型方法，引出扫掠特征的概念与原理。
教师再通过演示下图实例的绘制过程，引发学生的学习兴趣。
2．解决前置作业
沿导引线扫掠特征介绍：
此选项让用户通过沿着由一个或一系列曲线、边或面构成的引导线串（路径）拉伸开放的或封闭的边界草图、曲线、边或面来生成单个体。
学生通过下面两个简单的实例熟悉沿导引线扫掠特征的建模步骤。
注意：
1.在“沿导线扫掠”特征中，允许用户只选择一条有或没有光顺的引导对象的截面线串和引导线串。
2.“体类型”建模设置决定生成实体还是生成片体。
如果设定为“片体”，系统生成由多个面组成的单个片体，并且不遮盖“沿导线扫掠”特征的末端。
沿导引线扫掠特征的创建步骤：
1.选择一条截面线串。
2.选择一条引导线串。
3.输入偏置值。
4.选择一种布尔运算。
以下通过解决前置作业来巩固沿导引线扫掠特征的创建步骤。
创建杯子主要思路：
杯子主要由两部分组成，其中，主体部分可利用回转特征生成，杯耳部分则利用沿导引线扫掠特征生成。
1.利用回转特征创建杯身。
如下图所示。
2.绘制杯耳。
（1）利用草图功能创建引导线及扫描截面，如下图所示。
注意：
引导线的绘制嵌入至杯身中。
扫描截面垂直于引导线。
（2）沿引导线扫掠。
生成杯耳，如下图所示。
注意：
杯耳和杯身采用“求和”布尔运算。
偏置值为0.
提示和技巧：
1）截面曲线通常应该位于（相对于引导曲线）开放式引导路径的起点附近或封闭式引导路径的任意曲线的端点附近。
如果截面曲线距离引导曲线太远，则会得到无法估计的结果。
2）如果截面对象有多个环，如下图所示，则引导线串必须由线/圆弧构成。
3）如果引导路径上两条相邻的线以锐角相交，或者如果引导路径中的圆弧半径对于截面曲线来说太小，则不会发生扫掠面操作。
换言之，路径必须是光顺的、切向连续的。
3．练习：
根据下图进行沿引导线扫掠建模。
4.学生学习成果展示
（1）小组合作探究、讨论交流，汇报学习情况。
（2）小组演示以上两题的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对基准特征的绘制方法有更深刻的认识。
（3）观众组向展示组质凝。
展示组解答，答不出的再由其它组成员进行补答。
（4）教师点评或示范：
教师根据学生的知识掌握情况，再次补充、讲解理论、集体修改学生在操作或讲述中的错误；教师可以再简单的示范零件加工的步骤，并强调相关应特别注意的地方（见上创建步骤）。
5.课堂小结：
对于创建一个扫掠体，关键是创建合适的扫掠线和扫掠截面。
布置作业：
1.整理杯子的创建步骤。
学生质凝：
由学生当场向教师提问不明之处，再由教师视情况而定，采用集中讲解，还是小部分讲解或课后辅助的形式均可。
教学总结：
通过本实例的练习，学生的绘图速度提高了。
对其他工具的使用也熟悉了。
特别是旋转和拉伸特征功能的使用，比前两节课应用的时候熟手了很多。
教学反思:
项目五：
成型特征（2课时）
项目目标：
能够利用成型特征创建简单的实体模型。
重点难点：
掌握几种常见成型特征的创建步骤，能够在建模过程中灵活运用成型特征命令。
教学对象：
高二数控专业的学生已经具备一定的看图能力，并且对UG4.0有了初步的了解，学生完全有能力根据图形的需要选择不同的指令创建实体。
教学方法：
根据本项目的内容特点，采用教师讲授重点难点，由各活动小组配合的教学方式，以期达到教师和学生双向互动，形象生动的教学效果。
在课堂教学过程中，注意充分发挥学生的自主性，鼓励学生随时积极提问并以提问的方式鼓励学生积极思考发言。
新课导入：
孔的创建方法有很多种，让学生通过利用拉伸功能（去除材料）创建一通孔，引出问题：
“在UG4.0是否有其他方法创建通孔？
对于简单孔，沉头孔等又该如何创建？
”。
从而引出成型特征的概念，成型方法等。
前置作业：
1.分析孔、键槽、沟槽、腔体、圆台和凸台等成型特征的创建步骤？
2.孔的类型有哪几种？
槽的类型有哪几种？
课堂活动：
解决前置作业：
创建成型特征的一般步骤是：
1）选择平的放置面。
2）需要的话，选择水平参考。
3）需要的话，选择一个或多个通过面。
4）输入特征参数的值。
5）定位特征。
下面将重点介绍孔、键槽、腔体等常用的成型特征的创建。
孔特征。
孔选项让用户在实体上生成一个简单的孔、沉头孔或埋头孔。
对于所有的孔生成选项，深度值必须是正的。
简单的-让用户以指定的直径、深度和顶点的顶尖角生成一个简单的孔。
沉头孔-让用户以指定的孔直径、孔深度、顶尖角、沉头直径和沉头深度的沉头孔。
埋头孔-让用户以指定的孔直径、孔深度、顶尖角、埋头直径和埋头角度的埋头孔。
点击图标
或者选择菜单条中的【插入】→【成型特征】→【孔】，弹出如5.1图所示构造孔对话框。
首先指定孔的类型，然后选择实体表面或基准平面作为孔放置平面和通孔平面，再设置孔的参数及打通方向，最后确定孔在实体上的位置，这样就可以创建所需要的孔。
以创建简单孔为例，说明创建孔特征过程中的一般问题。
在图5.1所示的构造孔对话框中选择该选项，按照选择步骤选择孔放置平面，孔放置平面可以示实体表面也可以是基准平面，然后在孔参数文本框中输入相应参数。
确定打孔方向，单击确定，弹出如图5.2所示选择定位方式对话框。
图5.1【构造孔】对话框
这是创建孔过程中的一个重点难点问题。
下面将对常用的定位方式作说明。
图5.2【选择定位方式】对话框
水平定位
该方式通过在目标实体与工具实体上分别指定一点，再以这两点沿水平参考方向的距离进行定位。
垂直定位
该方式通过在目标实体与工具实体上分别指定一点，以这两点沿垂直参考方向的距离进行定位。
平行定位
该方式指的是在与工作平面平行的平面中测量在目标实体与工具实体上分别指定点的距离。
两点重合定位
该方式通过在工具实体与目标实体上分别指定一点，使两点重合进行定位。
可以认为两点重合定位，是平行定位的特例，即在平行定位中的距离为零时，就是两点重合。
练习：
学生在长方体上创建不同类型的孔。
槽特征。
此选项让用户生成一个直槽的通道通过实体或通到实体里面。
在当前目标实体上自动执行减去操作。
所有槽类型的深度值按垂直于平面放置面的方向测量。
槽的类型：
矩形的
让用户沿着底面生成有尖锐边缘的槽。
球形
让用户生成一个有完整半径底面和拐角的槽。
U型槽
让用户生成一个U字形（圆形的拐角和底面半径）的槽。
T型槽
让用户生成一个槽，它的横截面是一个倒转的T字形。
燕尾
让用户生成一个“燕尾”形（尖锐的拐角和成角度的墙）的槽。
练习：
学生在长方体上创建不同类型的槽。
如下图所示。
通槽矩形槽
球形槽T形槽、
U形槽燕尾槽
腔体特征。
过使用以下方法之一，可以使用“腔体”选项在现有体上生成一个型腔。
下面将重点讲解矩形行腔的创建过程。
定义一个矩形的腔体，按照指定的长度、宽度和深度，按照拐角处和底面上的指定的半径，具有直边或锥边。
注意：
拐角半径必须大于或等于底半径。
矩形行腔的参数说明
练习：
学生自行练习圆柱形腔体的创建过程，如下图所示。
3.学生学习成果展示
（1）小组合作探究、讨论交流，汇报学习情况。
（2）小组演示以上两题的绘图步骤，通过观看其他同学的演示从而让全班同学对基准特征的绘制方法有更深刻的认识。
（3）观众组向展示组质凝。
展示组解答，答不出的再由其它组成员进行补答。
（4）教师点评或示范：
教师根据学生的知识掌握情况，再次补充、讲解理论、集体修改学生在操作或讲述中的错误；教师可以再简单的示范零件加工的步骤，并强调相关应特别注意的地方（见上创建步骤）。
4.课堂小结：
成型特征模块提供了块体、柱体、锥体、球体、管体、孔、圆形凸台、型腔、凸垫、键槽、环形槽。
另外特征操作模块和编辑特征模块可以对实体进行各种操作和编辑。
将复杂的实体造型大大简化。
实际的实体造型都可以分解为这些简单的特征建模，因此特征建模部分是实体造型的基础。
布置作业：
1.整理简单孔、矩形槽、矩形腔等成型特征的创建步骤。
学生质凝：
由学生当场向教师提问不明之处，再由教师视情况而定，采用集中讲解，还是小部分讲解或课后辅助的形式均可。
项目小结:
通过学生的“先做”→“后学”→“产品展示”→“再学”这样的一条逆向式的学习流程，让学生更有兴趣的去主动学习那些想学的知识点，从而更有助学生对知识面的掌握，思考问题。
教学总结：
通过孔和槽的成型特征训练，学生掌握了对应的孔和槽的相关工艺，参数设计，参数输入，修改，定位等相关的操作流程。
教学反思:
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