CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)教學(xué)的實(shí)踐與思考

戴建峰

摘要：隨著產(chǎn)品開(kāi)發(fā)智能化、數(shù)字化的發(fā)展，以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期的縮短，只有學(xué)好了一門三維軟件才能適應(yīng)制造業(yè)的飛速發(fā)展。應(yīng)用具有設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大，建模思想清晰，操作簡(jiǎn)潔方便等優(yōu)點(diǎn)的CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件于教學(xué)中，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)三維造型軟件核心內(nèi)容的學(xué)習(xí)以及對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念的理解，也大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：CAXA實(shí)體設(shè)計(jì) ?建模思想 ?教學(xué)實(shí)踐 ?教學(xué)反思

一、引言

人類科技一直在進(jìn)步著，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、全球化，以及產(chǎn)品創(chuàng)新更快，成本更低，品質(zhì)更優(yōu)，服務(wù)更好等已經(jīng)成為當(dāng)今全球制造業(yè)發(fā)展的基本特征。伴隨著我國(guó)綜合國(guó)力的進(jìn)一步增強(qiáng)和加入世貿(mào)組織，全國(guó)各行各業(yè)已全面與國(guó)際接軌，由于種種條件，我國(guó)也正在成為全球最重要的制造業(yè)基地。中國(guó)制造業(yè)迎來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)，同時(shí)也迎來(lái)了廣闊的空間。

CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟件的優(yōu)秀代表，也是當(dāng)今軟件行業(yè)中最簡(jiǎn)易、最快捷的適用于機(jī)械工程方面的三維軟件之一，它融匯了圖素庫(kù)、二維輪廓編輯、三維設(shè)計(jì)與裝配、動(dòng)畫與渲染等功能，不僅將造型、裝配、鈑金、動(dòng)畫和高級(jí)渲染等集成于一個(gè)易于控制的統(tǒng)一操作環(huán)境下，而且由于它特有的拖放式實(shí)體造型和智能捕捉與三維球的定位技術(shù)，使得在設(shè)計(jì)效率方面沒(méi)有其它的軟件能與之相比較。

二、學(xué)好一門三維軟件的必要性和重要性

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中們要把自己的想法首先變成平面圖，然后對(duì)其校核、修改，最后由生產(chǎn)者把平面圖紙上的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成三維的實(shí)物。整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中設(shè)計(jì)者需要將很大一部分精力用于把三維構(gòu)想轉(zhuǎn)化到平面圖紙上，在CAD平面設(shè)計(jì)產(chǎn)生后，即使使用CAD進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，減少的工作量仍然很少，只不過(guò)把平面圖的生成由圖板變成了計(jì)算機(jī)屏幕，設(shè)計(jì)思路并沒(méi)有進(jìn)行根本性的改變，許多問(wèn)題只有在產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)，才能返回去改正，這就會(huì)使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，業(yè)必然會(huì)使生產(chǎn)成本很高。

如果使用三維實(shí)體設(shè)計(jì)的話，則會(huì)給我們一個(gè)全新的設(shè)計(jì)過(guò)程，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程與人的思路是一致的：直接采用三維設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)者對(duì)自己產(chǎn)品的每個(gè)過(guò)程、每個(gè)細(xì)節(jié)都了如指掌，經(jīng)過(guò)三維裝配后，一部真實(shí)的設(shè)備便展現(xiàn)在設(shè)計(jì)者面前。這的確為現(xiàn)代人提供了一個(gè)省時(shí)高效的設(shè)計(jì)途徑。

因此，也只有通過(guò)三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，才能滿足人們對(duì)產(chǎn)品要求的不斷提高，才能滿足產(chǎn)品的快速的更新?lián)Q代。

三、應(yīng)用CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)一個(gè)學(xué)期的實(shí)踐性教學(xué)，以及學(xué)生對(duì)這個(gè)軟件的學(xué)習(xí)掌握情況，三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件采用經(jīng)典的Windows界面，包括設(shè)計(jì)工作區(qū)，菜單，工具條，設(shè)計(jì)元素庫(kù)，和其他生成三維零件的工具。因此，只要稍微熟悉計(jì)算機(jī)的同學(xué)就能很快熟悉CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)界面。若要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的設(shè)計(jì)環(huán)境，只要從“文件”菜單中選擇“新建”，然后在“新建”對(duì)話框中選擇“設(shè)計(jì)”，然后“確定”，或者直接在快捷工具條上點(diǎn)擊“新建”命令即可。

四、CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用于教學(xué)中的實(shí)踐

應(yīng)用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件作為三維造型課的主體軟件，通過(guò)本人一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，主要可以總結(jié)如下幾點(diǎn)：

1、教學(xué)思路與計(jì)劃

在開(kāi)設(shè)這么課之前，也即在上個(gè)學(xué)期的時(shí)候，我就有意識(shí)的在學(xué)生中灌輸了一點(diǎn)有關(guān)三維建模的思想，因?yàn)槟＞咝袠I(yè)是這幾年的大熱點(diǎn)，所以學(xué)生也就這門課有一定的期待，而且學(xué)習(xí)興趣也很濃。在提起了所有學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)熱潮后，接下來(lái)的是進(jìn)入主體教學(xué)。

選擇CAXA軟件，就一定要利用CAXA的優(yōu)點(diǎn)，因此在教學(xué)過(guò)程中，我并沒(méi)有找準(zhǔn)哪本具體的教材進(jìn)行按部就班的教學(xué)，而是有自己的教學(xué)思路與計(jì)劃，實(shí)踐證明這樣的思路是很好的一個(gè)計(jì)劃。教學(xué)計(jì)劃中主要可以分為八個(gè)模塊：

（1）CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)環(huán)境及圖素庫(kù)的使用

（2）三維球的應(yīng)用

（3）通過(guò)簡(jiǎn)單零件的實(shí)體設(shè)計(jì)進(jìn)行各功能的熟悉使用

（4）復(fù)雜零件的實(shí)體設(shè)計(jì)

（5）鈑金件的設(shè)計(jì)

（6）二維工程圖的輸出及標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)

（7）裝配及動(dòng)畫

（8）曲面設(shè)計(jì)

2、教學(xué)講解與演示

在講授每一個(gè)模塊內(nèi)容的時(shí)候，都是一個(gè)個(gè)功能的教給學(xué)生的，而且在教的過(guò)程中，不只是簡(jiǎn)單的教會(huì)學(xué)生會(huì)用，而是注重對(duì)他們思維的引導(dǎo)與培養(yǎng)，以及自學(xué)能力的培養(yǎng)。比如說(shuō)，一個(gè)命令，它可能有幾個(gè)選項(xiàng)功能，那么我不一定會(huì)把每一個(gè)都講解的很詳細(xì)，我會(huì)讓學(xué)生自己去嘗試著使用，如果在使用中遇到問(wèn)題，我會(huì)認(rèn)真的給他們講解和演示。

由于上每一堂課都應(yīng)用了多媒體機(jī)房，所以在給學(xué)生講解和演示的時(shí)候，能讓學(xué)生很直觀的去接受與學(xué)習(xí)，起到了令人滿意的效果。

3、實(shí)體零件的練習(xí)與考察

每一堂課，我都會(huì)給大部分的時(shí)間給學(xué)生練習(xí)，給一張完整的零件圖展示在屏幕上，讓學(xué)生通過(guò)二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)出三維實(shí)體，通過(guò)這樣不斷的練習(xí)，不僅可以讓學(xué)生熟悉每一個(gè)學(xué)到的、用到的功能，還能讓學(xué)生提高了機(jī)械識(shí)圖能力，更能讓學(xué)生在練習(xí)中培養(yǎng)建模思維。而且，在平時(shí)的課堂練習(xí)中，我還留心觀察那些接受能力強(qiáng)，思維活躍的學(xué)生，以便于培養(yǎng)出幾個(gè)優(yōu)秀的學(xué)生。

4、課外興趣小組與競(jìng)賽選拔

通過(guò)讓學(xué)生組成興趣小組，同學(xué)之間相互學(xué)習(xí)的方法，可以提高學(xué)生的業(yè)余愛(ài)好，特別是幾個(gè)自己有電腦的學(xué)生，在課后練習(xí)的很好，而且大大超出了老師上課講解的內(nèi)容，達(dá)到了自學(xué)的要求。同時(shí)也帶動(dòng)了其他同學(xué)向他們學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)積極性。此外，通過(guò)競(jìng)賽的方式，可以選拔出優(yōu)秀的學(xué)生，在競(jìng)賽準(zhǔn)備的過(guò)程中，同樣可以帶動(dòng)所有學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

五、教學(xué)反思

對(duì)于CAXA軟件的教學(xué)，我采用了由簡(jiǎn)到難，由外及里，由“點(diǎn)”到“面”，由淺至深，舉一反三的教學(xué)手段;通過(guò)應(yīng)用多媒體機(jī)房的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)演示，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心是構(gòu)思，學(xué)生要學(xué)會(huì)的不僅僅是把某個(gè)實(shí)體零件機(jī)械的搭建出，而在于對(duì)這個(gè)建模思想的理解與應(yīng)用上。CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)強(qiáng)大的造型功能，清晰的設(shè)計(jì)思路，直觀的表達(dá)形式，全數(shù)字化的三維虛擬裝配以及三維動(dòng)態(tài)模擬等優(yōu)點(diǎn)使得我在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中起到了良好的效果。同時(shí)，應(yīng)用CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件于教學(xué)中，使得學(xué)生對(duì)于產(chǎn)品的概念的理解更深更透，也使得學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣大大的提高了。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁瑩瑩，《CAXA試題設(shè)計(jì)2013應(yīng)用教程》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013

[2]孫登月，《機(jī)械工程師》，三維實(shí)體設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用