《齿轮泵前盖的建模与加工》教案

2013年全国职业院校信息化教学大赛信息化实训教学比赛（项目三）参 赛 教 案课 程 名 称 CAD/CAM技术 课 题 名 称 齿轮泵前盖的建模与加工授 课 学 时 6课时 CAD/CAM技术教案课题名称齿轮泵前盖的建模与加工课时数6课时授课班级11数控1班授课时间授课地点网络教室授课形式实训教学参考教材机械CAD/CAM高等教育出版社其他资源信息资源电子任务咨询单，教学视频，教学平台，动画。软件资源中望3D立体词典，数控仿真软件，电子教室、趣味游戏、虚拟拆装测量软件。环境资源多媒体网络教室教学目标知识目标掌握拉伸、孔、创建布局、编辑视图、2轴铣削、钻孔等命令在板类零件中的运用。技能目标完成齿轮泵前盖的造型、出图、自动编程、仿真加工及参数化建模。素养目标培养探索、合作、高效、创新的职业岗位素养。教学重点齿轮泵的建模及工程图的绘制教学难点自动编程相关参数的设定学情分析授课对象: 中职数控技术应用专业二年级学生，90%为男生。知识方面: 学过草图、拉伸、镜像等建模知识、创建视图、编辑视图和铣削加工相关知识。能力方面: 会运用教学平台中eDrawings软件拆装及测量、会识图、操作中望3D软件、操作数控机床。情感方面: 多数学生对3D软件感兴趣，尤其喜欢利用软件创建具体、真实的产品。教材处理在学生掌握了中望软件的操作及基础知识后，根据学生认知规律及现有知识结构，整合教材章节内容，以机械行业典型产品齿轮泵为载体编写了机械CAD/CAM综合实训手册，包含了轴类零件（主动轴）、板类零件（前盖）、曲面类零件（后盖）、箱体类零件（泵体）等多种类型零件的建模与加工。本课题选自实训手册中板类零件齿轮泵前盖的建模与加工。教学设计整体设计按照资讯-计划-决策-实施-检查-评价六步法予以组织教学。由CAD/CAM教学平台中提供工作任务咨询单布置任务，学生通过eDrawings软件对齿轮泵进行观察和拆装，了解齿轮泵前盖的结构及功用。小组制定工作计划，课堂引入企业工作情境，进行岗位设置。设计师根据eDrawings软件对齿轮泵前盖的测量结果进行建模（含参数化建模)。制图员完成出图，程序员完成自动编程和仿真加工。教师通过视频教学与仿真对比化解难点，在执行过程中运用电子课堂辅助教学。最后通过评价系统对学生学习过程进行评价及成绩分析。 【教学流程图】 开始创设情境、引入课题课件演示分析结构小组讨论明确任务，资料准备教学平台 制定计划角色扮演制定方案，拟定流程建模对比虚拟测量，零件建模eDrawings 参数建模视频教学 数控加工仿真软件安 工程制图趣味游戏教师点评辅助整改作品展示，项目整改教师评价组内自评，组间互评评价系统项目总结结束教 学 过 程 实 施环节（用时）教 学 内 容技术手段教学过程咨询（15min）教师创设情境，引入课题学生登陆教学平台下载项目工作任务单（附表1），分析任务书，进入虚拟平台对齿轮泵进行虚拟拆装，理解齿轮泵前盖结构及功用。CAD/CAM技术应用教学平台，提供工作任务单下载及虚拟拆装软件。计划（20min）1. 分析零件结构特点，制定工作方案，填写工作计划单（附表2），并拟定工作流程。利用eDrawings软件分析零件结构决策（15min）1.小组讨论选定优化执行方案，制定工作计划书。填写工作任务决策单（附表3）。2.各团队推选组长，组长根据任务进行职能分工，将成员分为设计师，制图员和程序员。让学生角色扮演，参与体验，从而锻炼各项能力。设计师负责零件的建模及参数化创新建模、制图员完成工程制图并输出图纸，同时程序员完成自动编程并输出NC代码进行仿真加工。实施（160min）任务一：零件建模学生通过平台内eDrawings软件对齿轮泵前盖进行测量，根据测量结果进行零件建模。建模无误后上传服务器指定位置，小组内共享平台内提供了相应的视频资源，便于学生自主学习，遇到个别命令无法理解时，可以借助立体词典解决。任务二：工程制图制图员通过“制图大师”趣味游戏初步建立齿轮泵前盖工程图的视图表达方案，本项目重点考察视图的剖视、局部视图及相关标注。由于涉及命令繁多，难记易忘。教师进行视频演示，做好知识铺垫。学生完成制图并输出。任务三：数控加工程序员通过观看加工动画，制定加工工艺。观看操作视频完成自动编程参数的设定，刀路仿真后输出加工代码。为保证程序正确性、加工安全性，通过数控仿真机床进行仿真加工，发现错误后进行修改。任务四：参数化建模由于齿轮泵多为系列产品，在设计时利用参数驱动完成系列产品的建模。鼓励学生自行设计尺寸，通过参数化建模的方式完成同系列多个型号的产品的设计。在学习的同时注重学生创新意识的培养。完成任务后填写工作任务实施单（附表4）利用eDrawings软件对零件进行测量。百度云盘大量视频资源中望3D立体词典趣味游戏同屏演示加工动画加工视频数控仿真机床检查（45min）1.各组代表对本组作品进行展示和解说。组间探讨方案的理性性，提出执行过程中的成功和不足并分析原因。2.教师对不合格的项目进行重点指导。3.修改后各小组进行技术文档整理，提交至平台。通过仿真加工动画对比加工方案的优劣。评价（15min）1.学生登陆教学平台评价系统，参照工作任务评价单（附表5）进行组内自评、组间互评。2.学生填写学习情境教学反馈单（附表6），教师根据反馈意见进行修正，以便今后更好地教学3.教师对本次项目完成的情况进行讲解，总结其中的不足，并提出课后思考题：齿轮泵前盖在企业大批量生产是毛坯是怎样的呢？零件加工重点在哪里？工艺如何安排？如何装夹？学生可以查阅资料或者考察校实习基地解决问题。教学平台交流拓展通过专业学习网站对工业设计佳品赏析，拓宽视野。课后反思教学内容的选取充分考虑了教学要求及学生的情感态度，教学过程的优化使学生在工作化的氛围下将所学知识融会贯通并培养了他们探索、合作、创新的职业素养。教学平台、虚拟拆装、立体词典、数控仿真机床等信息化资源的引入，为学生的合作探究学习提供了良好的保障。附表1 工作任务资讯单学习情境3齿轮泵建模与加工学习子情境3.2齿轮泵前盖的建模与加工学时:6班级_第_小组 组长_教师_201_年_月_日工作任务：1. 结构功能分析2. 三维造型3. 输出工程图4. 自动编程5. 加工仿真6. 项目总结汇报资讯内容：通过本课程网上学习平台、教材、国家标准等多种素材的学习，解决如下问题：1. 搜集齿轮泵在工程机械中的应用情况；2. 观察分析齿轮泵前盖的结构特点，选择合理的视图表达方法；3. 掌握齿轮泵前盖的视图表达方法；4. 测量齿轮泵前盖各部分尺寸，确定关键尺寸；5. 掌握孔、拉伸切除、镜像等建模方法在典型板类零件中的运用；6. 掌握视图、剖视、局部、标注在齿轮泵前盖工程图中的运用7. 掌握参数化建模的方法；8. 掌握螺旋铣削、轮廓铣削、孔策略、倒角切削在齿轮泵前盖加工中的运用。三维造型： 工程制图： 仿真加工： 参数化建模：附表2 工作任务计划单学习情境3齿轮泵建模与加工学习子情境3.2齿轮泵前盖的建模与加工学时:6班级_第_小组 组长_教师_201_年_月_日序号项目方案描述1三维造型方案方案1方案2方案32二维视图表达方案方案1方案2方案33仿真加工工艺方案方案1方案2方案3附表3 工作任务决策单学习情境3齿轮泵建模与加工学习子情境3.2齿轮泵前盖的建模与加工学时:6班级_第_小组 组长_教师_201_年_月_日序号项目选择方案号方案优点执行人1三维造型方案2二维视图表达方案3仿真加工工艺方案 附表4 工作任务实施单学习情境3齿轮泵建模与加工学习子情境3.2齿轮泵前盖的建模与加工学时:6班级_第_小组 组长_教师_201_年_月_日序号项目项目实施步骤执行人1三维造型方案2二维视图表达方案3仿真加工工艺方案 附表5 工作任务评价单学习情境3齿轮泵建模与加工学习子情境3.2齿轮泵前盖的建模与加工学时:6班级_第_小组 组长_教师_201_年_月_日评价项目第1组第2组 第3组 第4组 第5组 第6组 零件建模（25分）外形完整性（15分）结构准确性（10分）工程制图（30分）图幅、布局合理性（5分）视图表达方式合理性（10分）尺寸、形位公差标注的规范性（15分）数控加工（30分）加工工艺的合理性（5分）加工策略选择的合理性（5分）刀具选择的合理性（5分）切削参数设置的合理性（10分）坐标系选择的合理性（5分）参数化建模（15分）参数设置的合理性（10分）基于特征的参数控制效果（5分）总分 附表6 学习情境教学反馈单学习情境3齿轮泵建模与加工学习子情境3.2齿轮泵前盖的建模与加工学时:6班级_第_小组 组长_教师_201