CAD200641912521.doc

CAD/CAM教学大纲 课程编码：08241051课程名称：计算机辅助设计/计算机辅助制造英文名称：CAD/CAM开课学期：1学时/学分：30 / 1.5 （其中实验学时：10：课内2 学时；课外8学时）课程类型：专业选修课 开课专业：机械工程及自动化选用教材：机械CAD/CAM. 魏民生，朱喜林主编. 武汉理工大学出版社. 2002年5月第二次印刷主要参考书：1. CAD/CAM集成技术. 刘文剑主编. 哈尔滨工业大学出版社. 2000年12月第一版2CAD/CAM系统的可视化、集成化、智能化、网络化. 西北工业大学出版社. 1996年5月第一版3. 机械CAD/CAM技术、应用与开发. 王贤坤主编. 机械工业出版社. 2001年2 月第一版执笔人：朱黎辉一、课程性质、目的与任务CAD/CAM对机械、汽车、农机等专业本科生是一门极其重要的辅助性课程。CAD/CAM技术具有综合性强，高新技术含量高，见效快的优势，是当今发展最快的应用技术之一，也是从事现代设计的技术人员必须掌握的工具之一。通过这门课程的学习可以使学生了解一种计算机技术与机械设计和制造技术相互渗透相互结合而形成的一门新兴技术CAD/CAM，为以后从事现代机械设计、机械制造奠定理论基础。二、教学基本要求1、了解CAD/CAM最新发展动态；2、掌握二维工程图形的绘制方法；3、掌握三维线框造型、曲面造型、实体造型、参数化设计技术和特征造型技术；4、全面理解CAPP系统的基本组成，工作原理及其特点；5、掌握数控加工及程序编制的基本方法。三、各章节内容及学时分配第一章 CAD/CAM 技术发展概论（3学时）教学目的与要求通过这一章的学习，使学生对CAD/CAM这门高新技术含量的综合性技术有一个全面的、概括的了解。教学内容一、CAD/CAM的基本概念二、CAD/CAM系统结构层次三、 CAD/CAM 系统的主要功能四、CADCAM系统的主要任务五、CAD/CAM 技术的特点六、CAD/CAM技术发展趋势七、当前常用的CAD/CAM系统考核要求了解：CAD/CAM系统的主要功能、技术特点、发展趋势及当前常用的CAD/CAM系统。理解：CAD/CAM的基本概念和结构层次。掌握：CAD/CAM系统的主要任务。第二章 CAD/CAM系统的组成（3学时）教学目的与要求了解CAD/CAM 系统的组成及各部分功能，从实用角度出发，掌握CAD/CAM系统的选择原则。教学内容一、CAD/CAM系统的硬件 1CAD/CAM计算机系统的硬件组成 2CAD/CAM系统的硬件布局形式二、CAD/CAM软件 1系统软件 2支撑软件 3应用软件三、CAD/CAM 系统的选择原则 1CAD/CAM系统的硬件选择原则2CAD/CAM系统的软件选择原则考核要求了解：CAD/CAM 计算机系统的硬件组成；理解：CAD/CAM系统的硬件布局形式及CAD/CAM软件系统的三个层次；掌握：CAD/CAM 系统的选择原则。第三章 计算机图形技术（3学时）教学目的与要求使学生了解计算机图形学的基本知识，为深入理解CAD/CAM这门课奠定理论基础。教学内容一、计算机图形技术的基本概念二、坐标系和齐次坐标 1坐标系 2齐次坐标 三、二维图形变换 1二维图形变换的几种基本方法 2二维图形组合变换四、三维图形变换1三维图形变换的几种基本方法 2三维图形组合变换五、图形的裁剪 1二维图形的裁剪 2三维图形的裁剪。考核要求了解：计算机图形技术的基本概念；理解：三维图形变换，图形的裁剪；掌握：二维图形的变换。第四章 二维机械工程图的绘制（3学时）教学目的与要求通过这一节课程的讲解使同学掌握计算机辅助二维工程图纸生成的相关知识。教学内容一、二维绘图系统的配置及功能 1计算机绘图系统的类型 2计算机绘图系统的组成 3图形软件的类型 4图形软件的功能 5图形软件标准二、二维基本几何图形的描述 1二维基本几何元素的描述 2几何元素之间的关系 3几何图形的方向三、二维图形的设计 1三维图形根据各种变换生成二维图形2通过布尔运算生成二维图形3标准图形库四、尺寸标注和符号标注五、二维装配图设计 1由子图形拼组装配图 2基于零件图形信息生成装配图 3实体造型法六、二维参数化绘图 1参数化绘图 2变量化绘图考核要求了解：二维绘图系统的配置及功能；理解：二维基本几何图形的描述、尺寸标注和符号标注、二维装配图设计及二维参数化绘图基本知识。掌握：二维基本几何图形的描述第五章 三维几何建模（3学时）教学目的与要求使学生掌握三维实体几何建模的基本知识，三种三维实体几何建模方法以及各自的优、缺点。教学内容一、几何建模的基本知识 1描述三维形体的几何信息及拓扑信息 2正则集合运算 3欧拉运算 二、三维物体的几何表示 1线框建模 2表面建模 3实体建模三、三种模型之间的关系 考核要求了解：描述三维形体的几何信息及拓扑信息；理解：三维物体的几何表示；掌握：正则集合运算及欧拉运算。第六章 曲面造型（3学时）教学目的与要求使学生掌握关于曲面造型的基本知识、基本方法。教学内容一、曲线、曲面造型的一些基本知识二、参数曲面1Beizer（贝奇埃）方法 2B样条方法 3非均匀有理B样条曲线和曲面三、用NURBS曲线生成特殊曲面的几种方法 1线性拉伸曲面 2直纹面 3旋转曲面 4扫掠曲面 5等距曲面 四、曲面光顺五、曲面求交六、曲面裁减 考核要求了解：曲线、曲面造型的一些基本知识以及曲面光顺，曲面裁剪方法。理解：几种参数曲面及曲面求交；掌握：用NURBS曲线生成特殊曲面的几种方法。第七章 实体造型（2学时）教学目的与要求使学生掌握实体造型的基本概念及三维实体造型的几种方法。教学内容一、实体造型技术的发展二、实体造型的基本方法1边界表示法（Boundary Representation）2构造立体几何法(Constructive Solid Geometry)3欧拉操作（Euler Operators）4八叉树表示法 考核要求了解：实体造型技术的发展；理解：构造立体几何法及欧拉操作；掌握：边界表示法及八叉树表示法。第八章 特征建模（3学时）教学目的与要求使学生掌握特征建模系统及特征建模的基本知识。教学内容一、特征的定义二、特征建模的方法三、特征建模系统的框架1形状特征模型 a. 形状特征的定义 b. 形状特征的分类2精度和材料特征模型3特征建模的框架结构四、特征建模的特点五、特征建模的开发实例 考核要求了解：精度和材料特征模型；理解：特征的定义、特征建模的方法、特征建模的基本框架；掌握：形状特征建模。第九章 计算机辅助工艺过程规划（3学时）教学目的与要求使学生了解CAPP系统的组成及不同CAPP系统的工作原理。教学内容一、工艺规程自动化的重要意义二、CAPP系统的基本构成三、CAPP系统的分类四、修订式（派生式）CAPP系统 1工作原理 2零件分类编码系统 3修订式CAPP 的实现过程五、创成式CAPP系统 1创成式CAPP 系统的工作原理 2创成式CAPP系统的工艺决策逻辑六、CAPP专家系统七、CAPP的发展趋势考核要求了解：工艺规程自动化的重要意义、CAPP系统的分类、零件分类编码系统以及CAPP的发展趋势；理解：CAPP系统的基本构成、创成式CAPP系统，CAPP专家系统。掌握：修订式（派生式）CAPP系统工作原理及其实现过程。第十章 数控加工及程序编制（2学时）教学目的与要求使学生掌握数控加工及数控程序设计的基本知识。教学内容一、数控机床及数控加工工艺 1数控机床 a. 数控机床的类型及功能 b, 机床坐标轴和运动正方向的确定 2数控加工工艺二、数控加工程序的指令系统及数控编程 1程序结构及程序段格式 2常用基本指令 3数控编程应用实例三、数控加工的后置处理四、数控加工过程的动态仿真考核要求了解：数控机床的类型及功能及数控加工过程的动态仿真；理解：机床坐标轴和运动正方向的确定；数控加工工艺；数控加工的后置处理；掌握：数控加工程序的指令系统及数控编程。四、实验：1. 实验目的与任务通过上机实验，学生可以充分理解和吸收课上所讲述的内容。并亲身体验一下，从产品的设计、上机造型、上机加工模拟，加工代码的形成，以及实际机械加工等过程。对培养学生的机械设计、机械制造能力以及实际动手能力有举足轻重的作用。2. 实验教学基本要求a. 了解CAXA制造工程师的基本指令，熟悉该软件的基本操作界面，以及一些基本操作（如文件管理、编辑、显示、工具、设置等）。b. 掌握用CAXA制造工程师进行三维实物造型，自行设计简单的三维实体，完成该实体的剖视图的输出；c. 根据所加工实体的工艺要求，选择轨迹生成方式，进行加工过程的计算机仿真。d. 仿真结果正确后，进行后置处理（后置设置，生成G代码、校核G代码），完成数控机床对设计实体的实际机械加工。3. 实验教材或指导书郭朝勇主编. CAXA电子图板绘图教程. 电子工业出版社. 2003年01月第1版 本校自编实验指导书4. 实验项目一览表序号实验项目内容提要实验类型学时分配主要仪器设 备实验地点备注1CAXA 基本指令的熟练了解CAXA制造工程师的基本指令，熟悉该软件的基本操作界面，以及一些基本操作。验证类2台式计算机（PIII 以上配置）机械基础试验中心二楼微机室无2自选三维实体的生成1. 掌握用 CAXA 制造工程师进行三维实物造型方法，熟练三维实体设计的一般步骤。2. 根据所加工实体的工艺要求，选择轨迹生成方式，进行加工过程的计算机仿真。设计类4台式计