CAXA三维实体设计教学的实践与思考

戴建峰

摘要：随着产品开发智能化、数字化的发展，以及产品开发周期的缩短，只有学好了一门三维软件才能适应制造业的飞速发展。应用具有设计功能强大，建模思想清晰，操作简洁方便等优点的CAXA三维实体设计软件于教学中，加强了学生对三维造型软件核心内容的学习以及对产品设计概念的理解，也大大提高了学生的学习兴趣。

关键词：CAXA实体设计  建模思想  教学实践  教学反思

一、引言

人类科技一直在进步着，特别是进入21世纪以来，信息化、网络化、智能化、全球化，以及产品创新更快，成本更低，品质更优，服务更好等已经成为当今全球制造业发展的基本特征。伴随着我国综合国力的进一步增强和加入世贸组织，全国各行各业已全面与国际接轨，由于种种条件，我国也正在成为全球最重要的制造业基地。中国制造业迎来了前所未有的挑战，同时也迎来了广阔的空间。

CAXA三维实体设计是我国自主知识产权软件的优秀代表，也是当今软件行业中最简易、最快捷的适用于机械工程方面的三维软件之一，它融汇了图素库、二维轮廓编辑、三维设计与装配、动画与渲染等功能，不仅将造型、装配、钣金、动画和高级渲染等集成于一个易于控制的统一操作环境下，而且由于它特有的拖放式实体造型和智能捕捉与三维球的定位技术，使得在设计效率方面没有其它的软件能与之相比较。

二、学好一门三维软件的必要性和重要性

在传统的设计中们要把自己的想法首先变成平面图，然后对其校核、修改，最后由生产者把平面图纸上的内容转化成三维的实物。整个开发过程中设计者需要将很大一部分精力用于把三维构想转化到平面图纸上，在CAD平面设计产生后，即使使用CAD进行辅助设计，减少的工作量仍然很少，只不过把平面图的生成由图板变成了计算机屏幕，设计思路并没有进行根本性的改变，许多问题只有在产品生产出来时才能被发现，才能返回去改正，这就会使得产品的设计周期长，业必然会使生产成本很高。

如果使用三维实体设计的话，则会给我们一个全新的设计过程，整个设计过程与人的思路是一致的：直接采用三维设计，设计过程中设计者对自己产品的每个过程、每个细节都了如指掌，经过三维装配后，一部真实的设备便展现在设计者面前。这的确为现代人提供了一个省时高效的设计途径。

因此，也只有通过三维实体设计软件的应用，才能满足人们对产品要求的不断提高，才能满足产品的快速的更新换代。

三、应用CAXA三维实体设计软件进行教学的优点

通过一个学期的实践性教学，以及学生对这个软件的学习掌握情况，三维实体设计软件采用经典的Windows界面，包括设计工作区，菜单，工具条，设计元素库，和其他生成三维零件的工具。因此，只要稍微熟悉计算机的同学就能很快熟悉CAXA三维实体设计软件的设计界面。若要创建一个新的设计环境，只要从“文件”菜单中选择“新建”，然后在“新建”对话框中选择“设计”，然后“确定”，或者直接在快捷工具条上点击“新建”命令即可。

四、CAXA三维实体设计软件应用于教学中的实践

应用CAXA实体设计软件作为三维造型课的主体软件，通过本人一个学期的教学实践过程，主要可以总结如下几点：

1、教学思路与计划

在开设这么课之前，也即在上个学期的时候，我就有意识的在学生中灌输了一点有关三维建模的思想，因为模具行业是这几年的大热点，所以学生也就这门课有一定的期待，而且学习兴趣也很浓。在提起了所有学生对这门课的學习热潮后，接下来的是进入主体教学。

选择CAXA软件，就一定要利用CAXA的优点，因此在教学过程中，我并没有找准哪本具体的教材进行按部就班的教学，而是有自己的教学思路与计划，实践证明这样的思路是很好的一个计划。教学计划中主要可以分为八个模块：

（1）CAXA实体设计软件的设计环境及图素库的使用

（2）三维球的应用

（3）通过简单零件的实体设计进行各功能的熟悉使用

（4）复杂零件的实体设计

（5）钣金件的设计

（6）二维工程图的输出及标准件的设计

（7）装配及动画

（8）曲面设计

2、教学讲解与演示

在讲授每一个模块内容的时候，都是一个个功能的教给学生的，而且在教的过程中，不只是简单的教会学生会用，而是注重对他们思维的引导与培养，以及自学能力的培养。比如说，一个命令，它可能有几个选项功能，那么我不一定会把每一个都讲解的很详细，我会让学生自己去尝试着使用，如果在使用中遇到问题，我会认真的给他们讲解和演示。

由于上每一堂课都应用了多媒体机房，所以在给学生讲解和演示的时候，能让学生很直观的去接受与学习，起到了令人满意的效果。

3、实体零件的练习与考察

每一堂课，我都会给大部分的时间给学生练习，给一张完整的零件图展示在屏幕上，让学生通过二维图纸设计出三维实体，通过这样不断的练习，不仅可以让学生熟悉每一个学到的、用到的功能，还能让学生提高了机械识图能力，更能让学生在练习中培养建模思维。而且，在平时的课堂练习中，我还留心观察那些接受能力强，思维活跃的学生，以便于培养出几个优秀的学生。

4、课外兴趣小组与竞赛选拔

通过让学生组成兴趣小组，同学之间相互学习的方法，可以提高学生的业余爱好，特别是几个自己有电脑的学生，在课后练习的很好，而且大大超出了老师上课讲解的内容，达到了自学的要求。同时也带动了其他同学向他们学习的学习积极性。此外，通过竞赛的方式，可以选拔出优秀的学生，在竞赛准备的过程中，同样可以带动所有学生对这门课的学习主动性。

五、教学反思

对于CAXA软件的教学，我采用了由简到难，由外及里，由“点”到“面”，由浅至深，举一反三的教学手段;通过应用多媒体机房的现场教学演示，达到了很好的教学效果。

产品设计的核心是构思，学生要学会的不仅仅是把某个实体零件机械的搭建出，而在于对这个建模思想的理解与应用上。CAXA三维实体设计强大的造型功能，清晰的设计思路，直观的表达形式，全数字化的三维虚拟装配以及三维动态模拟等优点使得我在整个教学过程中起到了良好的效果。同时，应用CAXA三维实体设计软件于教学中，使得学生对于产品的概念的理解更深更透，也使得学生对学习的兴趣大大的提高了。

参考文献：

[1]袁莹莹，《CAXA试题设计2013应用教程》，北京：机械工业出版社，2013

[2]孙登月，《机械工程师》，三维实体设计在新产品开发中的应用