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1、CAD/CAM计算机辅助设计与制造课程教学大纲英文名称：Computer Aided Design and Manufacturing课程编码：暂时不填学 时：48/20学 分：3.5课程性质：选修课课程类别：工程专业教育课程先修课程：机械制图、机械原理、机械设计、数控技术后续课程：开课学期：第 学期适用专业：机械工程卓越计划试点建设专业教 材：王军、陈爽.计算机辅助设计与制造.武汉：华中科技大学出版社，2012参 考 书：主编.书名.出版社城市：出版社名称，出版时间一、课程的性质与任务1、性质计算机辅助设计与制造是机械工程专业的专业核心课。2、任务本课程的任务是使学生获得机械CAD/CAM技
2、术的基本理论和基础知识；掌握计算机数据处理技术，图形处理技术（包括图形变换/消隐及图像裁剪处理）以及CAD/CAM建模技术基础和建模方法，并且了解CAPP和数控编程技术；掌握CAD/CAM系统硬件配置的一般原则；熟悉CAD/CAM系统常用软件的开发方法；具有进行CAD/CAM系统规划与实施的初步能力。二、课程学习目标与要求通过本课程的学习，学生应了解计算机辅助设计与制造的特点，掌握CAD/CAM系统的组成和数据及图像处理技术，熟练掌握CAD/CAM建模技术和方法，了解计算机辅助工程分析、CAPP等。 1.掌握CAD/CAM的基本概念、功能和工作过程。 2.理解CAD/CAM系统硬件和软件及运行
3、环境。 3.对实体特征和计算机绘图方法及数据交换标准和单一数据库。 4.了解曲线、曲面的基本理论及实现方法。 6.了解实体建模和特征建模的方法。 7.了解数控加工程序的结构和格式。 8.具体运用机床、刀具和加工工艺等专业课的基础知识，进行实际人机对话进行CAD/CAM集成设计。 9.理解数控编程技术中刀位文件和NC代码的区别和关系。 10.理解后置处理器的功能和作用。 11.熟悉理解CAD/CAM集成工作的全部工作过程，及其对软件设计的要求三、课程的基本内容与教学要求第1章 概述教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生能够建立完整的CAD概念，了解图形变换的基础知识，了解几种几何造型方法及其发
4、展过程，了解CAD技术的系统结构、软硬件组成及其发展历史与趋势。本章主要内容： 1.1 产品的设计过程和制造过程1.2 CAD/CAM的基本概念1.3 CAD/CAM主要任务1.4 CAD/CAM技术的现状和应用1.5 CAD/CAM技术的发展趋势1.6 课程实训项目本章重点：1CAD技术的发展历史和趋势2常用几何造型方法3几何图形变换方法4CAD系统的结构和组成本章难点：几何图形变换方法第2章 几何建模基础理论教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生能够了解模型的基本概念、三维几何建模的理论基础。本章主要内容：2.1 线框建模2.2 表面建模2.3 实体建模2.4 特征建模本章重点：1线框建
5、模2表面建模3实体建模4特征建模本章难点：1图形的变换第3章 三维实体建模软件教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生能够掌握利用三维实体建模软件建立图形的基本方法。本章主要内容：3.1 PRO/E 简介3.2 基准特征3.2.1 基准平面3.2.2 基准轴3.2.3 基准坐标系3.3 基础特征和工程特征3.3.1 拉伸特征3.3.2 旋转特征3.3.3 扫描特征3.3.4 工程特征3.4 三维实体建模实训项目本章重点：1基准特征 2基础特征3工程特征 本章难点：1基准特征第4章 装配建模与仿真教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生能够了解自上而下和自下而上的装配体设计方法，尤其要掌握自下而
6、上的装配体设计步骤，如何创建装配体文件，掌握往装配体中添加零件、删除零件、移动零件、旋转零件等方法，理解装配体中零件自由度的概念，熟练掌握在装配体中进行零件的装配，掌握生成子装配体的方法，学会在装配体中添加智能扣件，并能够生成爆炸图。本章主要内容：4.1 装配建模基本功能4.2 装配约束4.3 装配模型的创建和修改4.3.1 在装配模型中创建零件4.3.2 在装配模型中修改零件4.4 装配动画4.4.1 装配动画原理4.4.2 装配动画过程4.5 机构仿真4.5.1 机构仿真原理4.5.2 机构仿真过程4.6 装配建模实训项目1：零件装配建模4.7 装配建模实训项目2：装配过程动画4.8 装配
7、建模实训项目3：机构运动仿真思考题思考题 本章重点：1在装配体中进行零部件的装配2子装配体的生成与操作3装配体中的智能扣件操作4爆炸图的生成与操作5机构仿真过程本章难点：1在装配体中进行零部件的装配2子装配体的生成与操作3装配体中的智能扣件操作4爆炸图的生成与操作5机构仿真过程第5章 二维工程图教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生能够将三维零件图和装配图转换生成二位工程图，能够建立标准工程视图、投影视图、剖面视图、局部视图、辅助视图，并学会在工程图上进行尺寸标注、工程注解，能够插入材料明细表等。 本章主要内容：5.1 投影视图5.1.1 视图生成5.1.2 视图修改5.2 剖面视图5.3
8、绘图的标注5.3.1 尺寸标注5.3.2 公差标注5.4 装配图思考题本章重点：1设定工程图选项，设置图纸格式和模板，编辑图纸属性2建立标准视图、模型视图和预定义视图3建立投影视图、剖面视图、局部视图和辅助视图等派生工程图4对工程图进行尺寸和注解标注，插入材料明细表等本章难点：1建立标准视图、模型视图和预定义视图2建立投影视图、剖面视图、局部视图和辅助视图等派生工程图3对工程图进行尺寸和注解标注，插入材料明细表等 第6章 计算机辅助工艺规划教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生能够使学生理解工艺规程设计的主要内容，工作原理（成组技术，零件编码）以及创成式CAPP系统设计过程。本章主要内容：6
9、.1 CAPP技术简介6.1.1 工艺规程设计的主要内容6.1.2 CAPP发展概况的主要类型6.2 派生式CAPP系统6.2.1 工作原理（成组技术，零件编码）6.2.2 典型系统 6.3 创成式CAPP系统6.3.1 创成式CAPP系统设计过程6.3.2 工艺决策逻辑实现方法思考题本章重点：1派生式CAPP系统工作原理（成组技术，零件编码）2创成式CAPP系统系统设计过程，工艺决策逻辑实现方法。 本章难点：1派生式CAPP系统工作原理（成组技术，零件编码）2创成式CAPP系统系统设计过程，工艺决策逻辑实现方法。第7章 数控加工与仿真教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生能够了解数控加工的
10、基础知识，了解PRO/NC工作流程，熟悉PRO/NC工作流程，掌握PRO/NC基本设置，掌握PRO/NC铣削、车削方法。本章主要内容：7.1 数控加工基础知识7.1.1 机床坐标系和参考点7.1.2 刀具路径规划7.2 PRO/NC工作流程7.3 PRO/NC基本设置7.3.1 NC机床7.3.2 加工刀具7.3.3 加工零点7.4 制造模型7.4.1 工件模型7.4.2 参照模型7.4.3 制造模型7.5 PRO/NC铣削7.5.1 制造模型生成7.5.2 加工环境设置7.5.3 NC序列定义7.6 PRO/NC车削7.6.1 制造模型生成7.6.2 加工环境设置7.7 NC序列定义7.8
11、数控加工与仿真实训项目一：数控铣削加工与仿真7.9 数控加工与仿真实训项目二：数控车削加工与仿真思考题 本章重点：1机床坐标系和参考点2PRO/NC工作流程3PRO/NC铣削4PRO/NC车削本章难点：1机床坐标系和参考点2PRO/NC工作流程3PRO/NC铣削4PRO/NC车削第8章 机械CAD/CAM其它技术教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生了解虚拟样机技术、逆向工程技术、测量加工一体化技术、CAD/CAM集成技术。本章主要内容：8.1 虚拟样机技术8.2 逆向工程技术8.3 测量加工一体化技术8.4 CAD/CAM集成技术 本章重点：1虚拟样机技术2逆向工程技术3测量加工一体化技术
12、4CAD/CAM集成技术第9章 机械CAD/CAM综合实训教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生能够综合运用所学知识某夹具设计及装配刀架典型零件数控加工仿真。本章主要内容：9.1 某夹具设计及装配9.2 某刀架典型零件数控加工仿真本章重点：1夹具设计及装配2刀架典型零件数控加工仿真 本章难点：1夹具设计及装配2刀架典型零件数控加工仿真四、课程学时分配讲 课 内 容学 时讲课实验上机1 第1章 概述22 第2章 几何建模基础理论23 第3章 三维实体建模软件64上机65第4章 装配建模与仿真46上机27第5章 二维工程图28上机29第6章 计算机辅助工艺规划210第7章 数控加工与仿真411实
13、验412第8章 机械CAD/CAM其它技术213第9章 机械CAD/CAM综合实训414实验4合 计28/20五、课程习题课（讨论课）的要求本课程习题的基本要求是：巩固和深化对课程内容的理解，运用所学知识结合常用CAD/CAM软件系统得到继续零件二位绘图、三维造型、性能分析仿真，并且能够数控加工自动编程，培养分析问题、解决问题的能力和严肃认真的科学作风。习题的分量占自学时间的四分之一到三分之一，具体数量视习题的难易程度而定。六、实验内容与要求1 拉伸建模特征建构建模 拉伸教程，包括拉伸加、减材料，修改尺寸标注，重定义特征。 2 特征构建工具 特征建构教程，包括线性阵列、孔、筋、圆角等 3 旋转
14、特征旋转特征教程，包括旋转加（减）材料、径向孔阵列、轴、退刀槽等4 Pre/E工程图 工程图格式、工程图设置、一般视图、投影视图、详图示图、尺寸标注、注释、标题栏、旋转剖视图、局部剖视图等 5 扫描混合创建基准曲线、基本混合特征和扫描特征构建 6 装配建模 元件放置、装配体分解、自顶向下的装配设计、组装机构、运行机构、动画机构等。7数控铣削加工与仿真七、教学方法及手段（含现代化教学手段）1多媒体教学与课程实验学相结合。2应用基于案例的学习等研究性学习方法。3紧跟领域发展前沿，鼓励学生大量阅读外文文献，扩大知识面和视野。八、考核方式考核方式：闭卷考试。 成绩评定：笔试（60%-70%）+平时成绩（20%-30%）+实验（10%）。大纲批准： 大纲审定： 大纲制定：