《模具CAD》课程大纲

1、模具 CAD 课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称： 模具 CAD英文名称： CAD for Die and Mould二、课程编码及性质课程编码： 0832942课程性质： 专业核心课，选修课三、学时与学分总学时： 24学 分： 2.0四、先修课程CAD技术基础、材料加工工程五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设， 也可以供材料科学与工程专 业和电子封装技术专业学生选修。六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程教学目的主要包括：1. 系统全面掌握用 CAD方法进行模具设计的专业知识，能够用现代CAD技术完成复杂模具设计任务；2. 掌握现代模具设计制

2、造流程及生产管理的特点，了解CAD技术在现代模具设计与制造过程中的作用，能够解决模具生产过程中的技术问题；3. 了解应用CAD技术的模具协同设计、关联设计、并行设计先进的设计理念，使学生能够应用CAD手段优化模具设计制造过程；4. 了解模具CAD技术的发展前沿，了解决模具CAD应用开发方法，具备研发先进模具CAD技术的能力。表1课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求及其指标点本课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点毕业要求1 :工程知识 能够将数学、自然科学、 工程基础和专业知识用于 解决复杂工程问题。1.1掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的数学基 础知识。1.2掌握了用于解决材料成

3、型及控制工程复杂问题的物理、化学等自然科学基础知识。1.3掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程力 学基础知识。1.4掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程检 测与控制基础知识。1.5系统掌握了专业知识，能够将所学知识用于解决材料成型 及控制工程复杂问题。课程目标1、 课程目标2毕业要求2 :问题分析 能够应用数学、自然科学 和工程科学的基本原理， 识别、表达、并通过文献 研究分析复杂工程问题， 以获得有效结论。2.1能够应用工程数学基本原理，识别、表达、并通过文献研 究分析复杂工程问题，以获得有效结论。如：复杂的模具设 计。2.2能够应用物理、化学基本原理，识别、表达、并通过

4、文献 研究分析复杂工程问题，获得有效结论。如：物理综合实验。2.3能够应用力学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分 析复杂工程问题，获得有效结论。如：工程力学综合实验。2.4能够应用工程科学基本原理，识别、表达、并通过文献研 究分析复杂工程问题，获得有效结论。如：工程控制实验中 的建模与分析。课程目标3、课程目标4毕业要求3 :设计/开发解 决方案能够设计针对复杂工程问 题的解决方案，设计满足 特定需求的系统、单元（部 件）或工艺流程，并能够 在设计环节中体现创新意 识，考虑法律、健康、安 全、文化、社会以及环境 等因素。3.1 了解机械工程、材料成型及控制工程问题特征，掌握解决 复杂工程问

5、题的设计方法。课程目标1、 课程目标23.2在考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等制约因 素的前提下，能够设计（开发）针对复杂材料成型及控制工 程问题的解决方案，具备设计（开发）满足特定材料成型及 控制工程需求的系统、单元（部件）或工艺流程的能力。课程目标33.3在设计（开发）过程中，具有追求材料成型及控制工程复 杂问题创新解决的态度和意识，掌握了基本的创新方法，清 楚创新方向及领域。课程目标4毕业要求4 :研究能够基于科学原理并采用 科学方法对复杂工程问题 进行研究，包括设计实验、 分析与解释数据、并通过 信息综合得到合理有效的 结论。4.1掌握材料热加工成形原理及特点，能够采用科学方

6、法，具 备合理设计材料成型及控制工程（模具）复杂实验、开展科 学研究的能力。4.2掌握材料成型及控制工程原理及主要工艺，能够采用科学方法，正确构建并实施材料成型及控制工程综合实验，得岀 正确结果的能力。4.3能正确使用和处理实验数据，通过信息综合处理，具备对 复杂的材料成型及控制工程实验结果进行正确分析能力。4.4 了解常见的材料成型及控制工程常用设备、实验仪器及实验方法，具备调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力。毕业要求及其指标点本课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点毕业要求5:使用现代工 具/、能够针对复杂工程问题， 开发、选择与使用恰当的 技术、资源、现代工程工 具和信息技术工

7、具，包括 对复杂工程问题的预测与 模拟，并能够理解其局限 性。5.1掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法。5.2 了解材料成型及控制工程专业重要资料来源及获取方法。5.3具备应用各类文献、信息及资料进行复杂材料成型及控制 工程实践的能力。5.4掌握复杂材料成型及控制工程问题的预测与模拟方法，理解其局限性。毕业要求6:工程与社会 能够基于工程相关背景知 识进行合理分析，评价专 业工程实践和复杂工程问 题解决方案对社会、健康、 安全、法律以及文化的影 响，并理解应承担的责任。6.1 了解与工程相关的国家方针、政策与法律法规，能够评价 工程实践对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。6

8、.2 了解材料成型及控制工程专业特点及其对社会、健康、安 全、法律以及文化的影响，能够正确评价复杂成型及控制工 程问题解决方案的优劣。6.3能正确认识材料成型及控制工程各种复杂工艺对于客观 世界和社会的影响，理解并能够承担的相应工程和社会责任。毕业要求7:环境和可持 续发展能够理解和评价针对复杂 工程问题的工程实践对环 境、社会可持续发展的影 响。7.1 了解材料成型及控制工程的专业特征、学科前沿和发展趋势，正确认识本专业对于社会发展的重要性。7.2能正确理解和评价材料成型及控制工程复杂问题实施对 环境保护及社会可持续发展等的影响。7.3在解决复杂的材料成型及控制工程的实际问题中，能够正确理解

9、并考虑工程实践对环境、社会可持续发展的影响。毕业要求8 :职业规范 具有人文社会科学素养、 社会责任感，能够在工程 实践中理解并遵守工程职 业道德和规范，履行责任。8.1具有人文社会科学素养，理解世界观、人生观的基本意义 及其影响。8.2 了解中国国情，理解中国可持续科学发展道路以及个人的 做人规范，具有较高的社会责任感。8.3在工程实践中，理解工程师的职业性质、职业责任，具备工 程师的职业道德8.4具有健康的体质和良好的心理素质，能较好地履行责任。毕业要求9 :个人和团队 能够在多学科背景下的团 队中承担个体、团队成员 以及负责人的角色。9.1具备较宽广的本学科基础知识和较高的个人素质，能够

10、在多学科背景下，承担个人及团队成员的作用。9.2具备良好的团队协作精神，善于和团队其它成员协作、互 补、交往。9.3能够承担团队负责人角色，具备综合团队成员意见和建 议，进行合理决策之领导能力。毕业要求10 :沟通 能够就复杂工程问题与业 界同行及社会公众进行有 效沟通和交流，包括撰写 报告和设计文稿、陈述发 言、清晰表达或回应指令。10.1较好地掌握了一门外语，了解不同文化的差异，具有一 定的跨文化交流能力。10.2 了解本专业领域及其相关行业的国内外的技术现状，具 有较强的业务沟通能力与竞争能力。毕业要求及其指标点本课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点并具备一定的国际视野， 能够在跨

11、文化背景下进行 沟通和交流。10.3能够应用现代工具撰写报告、设计文稿、陈述发言、清 晰表达或回应指令，就复杂的专业工程问题进行有效沟通和 交流。毕业要求11:项目管理 理解并掌握工程管理原理 与经济决策方法，并能在 多学科环境中应用。11.1 了解机械及材料工程管理和经济决策的基本知识，理解 并掌握工程管理原理与经济决策方法。11.2具备应用工程管理和经济决策知识实践的工作能力，具 有一定的组织、管理及领导能力，能够较好地通过口头或书 面方式表达自己的想法。11.3具有较强的综合归纳能力， 能在多学科环境中加于应用。毕业要求12 :终身学习 具有自主学习和终身学习 的意识，有不断学习和适 应

12、发展的能力。12.1对终身学习的重要性，有自觉的意识和正确的认识。12.2能够采用合适的方法，自我学习、提高的能力。12.3能够适应社会进步与发展，与时代同步。七、教学重点与难点:教学重点：1） 以“ CAD技术在模具设计中的应用”为主线，讲述现代模具企业CADft 术的应用和展望，使学生掌握用 CAD手段进行模具设计的方法。2）以“如何提高模具的设计效率和质量”为主要目标，讲述模具最优的设计方法，一是如何用先进的设计手段优化模具设计过程， 二是如何通过二次开发 来解决模具设计制造过程中的关键问题。 使学生了解用CAD手段，优化模具设计 过程的方法。3）重点学习的内容包括：第二讲“模具 CAD

13、技术在模具行业中的应用” （2 学时）、第四六讲“先进模具CADft术与应用” （6学时）、第七八讲“CAD 设计模具的步骤与方法” （6学时）o教学难点：1）模具CAD是实践性极强的课程之一，本课程的学习学生必须掌握 CAD软 件的实际操作能力，CAD技术必须结合实际的CAD/CAM操作,以提高授课质量与 效果。2）对CAD技术中新技术，如关联设计技术与并行设计需要有较好工程背景,要结合实际的应用实例，使学生掌握这些材料在模具设计中的作用及应用方法。八、教学方法与手段：教学方法：（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，CAD实例，影像资料等），讲授CAD 技术的应用范围、应用特点及在模具设计

14、过程的作用，以提高教学效果及效率；（2）采用课堂教学与学生进行实际 CAD操作等方式，进行课堂互动，吸引 学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果。教学手段：（1）用PPT演示大量实例图片介绍模具 CAD实际应用情况；（2）结合CADS用视频，使学生掌握用CAD软件进行模具设计的方法；（3）启发式提问与课堂讨论，使学生对所讲述的 CAD技术有更深的理解。九、教学内容与学时安排（1）总体安排教学内容与学时的总体安排，如表 2所示表2基本教学内容与学时安排序号课程内容课堂（学习、讨 论）学时课外（准备、复试、 实践）学时1现代模具生产概述212模具CAD技术在模具行业中的应用213模具

15、设计方法概述214先进模具CAD技术与应用6125CAD模具设计步骤与方法6126模具CAD系统开发方法417模具CAD/CAE集成21（2）具体内容讲课内容按技术专题讲述，各讲具体内容如下: 第一讲现代模具生产概述（2学时）1、模具技术的重要性2、我国模具工业发展概况3、模具生产过程及特点4、现代模具设计制造新技术第二讲 模具CAD技术在模具行业的应用(2学时)1、模具2D设计2、2D/3D 设计相结合的方法3、全 3D 设计4、精细化模具设计5、导向式的3D设计方法 第三讲 模具设计方法概述 (2 学时 )1 、冲模部分1) 主要的冲压工艺类型2) 冲压模具类型及零件组成3) 冲压模具结构

16、设计主要内容4) 实例2、注塑模部分1) 型腔模的基本结构和零部件组成2) 注塑模基本结构3) 注塑模浇注系统的设计4) 注塑模成形零部件的设计5) 注塑模导向与推出机构的设计6) 注塑模侧向分型与抽芯机构的设计7) 注塑模温度调节系统的设计第四讲 模具CAD中的定制及方法(2学时)1、用自定义特征UDF建立用户图形库2、部件家族3、属性的应用和部件清单4、图模板5、显示颜色的设定与应用6、显示控制技术7、模型文件命名规范化问题第五讲关联设计技术在模具设计中的应用 (2 学时)1、模具结构设计中的关联2、参数关联技术3、几何关联技术4、与冲模工作件有关的关联设计方法第六讲 模具并行设计技术 (

17、2 学时)1、并行设计的重要性2、并行设计在企业的应用现状3、实现并行设计的必备条件4、注塑模具并行设计方法第七讲 冲模的设计步骤与方法 （4 学时 ）1 、设计依据、设计数据的准备2 、装配树建立及应用3 、模具总体尺寸4 、工作零件的设计与造型方法5 、模板零件设计与造型方法6 、标准件设计及标准件装配7 、装配模型建模方法8 、其他设计内容第八讲 注塑模的设计步骤 （4 学时 ）1 、设计依据、设计数据 2的准备2 、模具结构方案确定3 、装配树建立4 、模具总体尺寸5 、手工分型6 、浇注系统设计与造型方法7 、冷却系统设计与造型方法8 、模板零件设计与造型方法9 、标准件设计及标准件

18、装配10 、模板开孔方法第九讲模具CAD系统开发方法1模具CAD系统开发的必要性2、模具CAC开发的方法与技术简介3、模具CAD软件开发过程4、实例：连续模CADS统开发过程 第十讲模具CAD数据处理方法及标准件库系统1、数表和线图的处理方法2、用文件系统管理数据的方法3、数据库及其应用第十一讲模具CAD/CAE!成1、CAE简介2、模具CAE技术3、模具CAD/CAE勺集成4、注塑模CAD/CAE!成的实现(3) 课后思考题及CAD上机要求思考题一、选择题1. 模具生产的流程中可以用CAD方法完成的过程为。A. CAE分析优化B.结构设计C.装配调试D.生产准备与毛坯制造2. 模具生产的流程

19、中周期最不可预期的是 。A.概念设计B.结构设计C.装配调试 D.生产准备与毛坯制造3. 下列不属于模具大师傅负责制的特点为 。A.依赖经验B.生产效率低C.有完整设计与工艺文档D.质量无法保证4. 下列不属于专业化分工协作模具制造管理的特点为 。A.依靠规范的设计流程B.设计质量高C.有完整设计与工艺文档D.适用于小型模具企业5. 模具产品开发过程中生产计划需要动态变化主要是基于模具产品开发的以下特点。A.面向订单的单件生产B.依赖设计经验C.生产周期要求越来越短D.质量要求高6. 由于模具设计的经验依赖性强，所以在模具设计时常采用 验证设计结果的正确性。A.模具2D设计 B.模具2D/3D

20、设计 C. CAE分析D.精细化设计7. 对于2D CAD技术，下列 不属于2D CAD的特点。A.设计师工程更轻松B.利于设计资料的利用C.直接用于所有零件的数控编程D.利于从已有的设计结果进行再设计8. 最常用于2D冲压模具设计商用 CAD/CAM软件是。A. AutoCADB. UG/NXC. CATIA D. Pro/E8.19.20.基于NX开发模具CAD系统，不能采用的程序设计语言是： A. VB.NET B. GRIP C. C+D. LISP目前3D模型还不能直接表示下列信息 。A.零部件的形状B.零件件的大小C.零部件的相

21、对位置关系D.公差与配合模具企业采用3D设计方法进行模具设计并能取得比较好的效果的关键是A.提高工程师的CAD水平B.引进三维CAD软件C.建立基于3D设计平台的企业标准和规范D.建立标准件库模具2D/3D/CAM采用统一的平台时，才能支持CAD的以下技术特点A.结果更直观B. 3D模型直接用于 NC编程C.支持并行设计D.纠错能力好对于精细化设计技术，下列A.减少了设计时间C.有利于缩短设计制造周期不正确。B.少出错D.模具成本降低F面需要对设计过程进行重组与优化的设计方法 A.模具2D设计C.精细化模具设计B. 2D/3D相结合的设计D.导向式的3D设计在模具设计中，下面的零件的位置与制件

22、在模具中的相对位置无关。A.凸模 B.凹模 C.凸模固定板D.定位销在用UG进行模具设计时，下列哪种技术 不用于显示控制。A.图层的设置 B.属性设置C.装配树 D.参考集F列技术中 不属于现代模具设计技术模具设计技术。A.基于仿真的优化设计B.模具并行设计C. 关联设计技术D.计算机辅助绘图部件清单一定要结合下列技术 。A.用户自定义特征B.部件家族C.属性的定义D.颜色设置在模具CAD中按规范设置不同的颜色主要是为了 A.提高设计质量B.显示地表达设计意图C.缩短设计时间D.显示控制并行设计技术应用的主要目标是 。..6.7.8.C.缩短设计制造周期D.设

23、计工作更轻松要实现关联设计，其设计文件是 。A. 一个零件设计文件B.两个零件设计文件C.多个零件设计文件D.装配文件二次开发自动生成 BOM表时一定要结合以下技术 。A.颜色设置B.图层设计 C.属性设置D.建立用户图形库下列功能中，不属于冲模CAD系统的功能是。A.毛坯展开B.智能分模 C. BOM表生成 D.模架设计填空题模具生产的流程可以分为：概念与工艺设计 、CAE分析优化、结构设计、 装配调试六个部分。模具项目（订单）管理模式有和两种。、制造周模具开发的特点主要有:期长。目前模具生产中经常用二维工程图，主要原因是、零件热处理信息等无法通过三维图形表达。在2D/3D相结合的设计模式中

24、，2D和3D使用不同的软件时，一定要采用。设计模型要尽量完善，与实际模具实物一致为最终目标的模具设计方法是。冲模结构可以分为 、压料卸料及出件零件、导向零件、固定零件和紧固及其他零件等。冲压加工是通过 经安装在其上的模具施加压力于板料或带料毛坯上，使毛坯全体或局部发生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的。9. 注塑模结构可以分为成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、分型抽芯机构、和其它零部件等。10. 用户自定义特征主要用于 。11. 解决并行设计中文件名冲突的最有效方法是 。12. 对于某些需要二次开发设计过程，三维模型颜色的设置有利于。13. CAD设计技术中常用两种关联设计技术是：

25、 和。14. 标准件经常有一个为 Ture实体，一个为False实体，其中Ture实体,False实体作为。15. 在模具并行设计过程中经常采用弱关联，即 。16. 所谓关联设计就是要实现设计对象的联动更新 。17. 实现关联设计的关键就是要解决相关约束在零件间、部件间以及零件与部件间的定义、。18. 模具CAD系统开发的从开发的内容可分为模式分别是： 和。19. 建立标准件库系统的三个要素是： 、。20. 模具CAD二次开发目标是： 、 。21. 企业内容的标准化技术包括设计知识的规范化、 、模具结构与零件设计规范化、材料选用规范化、加工工艺规范化。22. CAE基本流程为 、。23. 模具

26、CAD与CAE集成的方法有通过第三方平台进行集成、在实现集成、在实现集成。24. 模具CAD与CAE集成的关键是建立 CAD/CAE集成的。25. 建立模具CAD与CAE集成数据模型的方式为 CAD/CAE一体化建模、三、简答题1. 2D/3D相结合的设计模式有什么特点？2. 为什么目前我国冲模设计大多采用2D设计模式？3、 为什么现在注塑模普遍采用2D/3D相结合的设计方式？4、请列出下图模具各组成零件及其作用（按图中标号列出说明）5、请列出下图模具各组成零件及其作用（按图中标号列出说明）6请列出下图模具各组成零件及其作用（按图中标号列出说明）（10 分）7、请列出下图注射模具各组成零件，并简要说明模具各部件运动过程。8、如何用UG的关联技术，实现螺钉的大小变化和位置移动时，模板上螺钉的孔做相应的 变更？Perp.F 二匸巳 JFgeB F：匚eS -accO.XISce7图 4 partl.prt图 5 part2.prtaxis?” Fc.朋图 6 part3.prt图 7 assem.prt9、某注塑模具企业 3D设计采用UG软件，2D工程图采用AutoCAD软件，数控加工采用 Pro/E软件。试分析设计过程可能存在什么问题，并给改进的措施。10、试分析企业为什么要采用并行设计方法？11、为什么要进行模具 CAD二次开发？10、请说明二次开发的的步骤及各阶段要完成的主要