燕大CAD-CAM原理及应用教学大纲

机械学院课程教学大纲CAD/CAM原理与应用本科课程教学大纲PAGE6PAGE1《CAD/CAM原理及应用》课程教学大纲英文名称：PrinciplesofCAD/CAMSystems课程编码：1005501学时：40/8 学分：2课程性质：专业必修课课程类别：理论课先修课程：计算机基础、工程制图、机械原理、机械设计开课学期：第七学期适用专业：机械工程及其自动化一、课程的性质与任务本课程是机械制造类专业的主要专业课程。本课程教学所要达到的目的及任务是：通过本课程的学习使学生了解CAD/CAM的基本概念、基本功能、工作过程以及采用CAD/CAM技术的优越性；了解CAD/CAPP/CAM技术的发展水平，掌握CAD、CAPP、CAM各部分的基本的开发方法以及各部分之间的关系；使学生具有开发CAD/CAPP/CAM的初步能力，为以后教学、毕业设计以及为走上工作岗位进行设计、为从事CAD/CAM技术的研究和应用打下基础。二、教学目标与要求课程教学要求：了解CAD/CAM系统基本功能以及应用领域、系统结构以及软硬件组成、发展趋势；了解并掌握CAD/CAM软件开发基础，了解软件开发与软件工程的基本概念、开发步骤以及其数据库的基本原理与应用，了解并掌握CAD/CAM的数据结构；了解计算机绘图的基本知识，了解并掌握图形变换的原理以及各种方法；掌握CAD/CAM系统的几何造型方法及原理，包括线框模型、表面模型、实体模型以及特征模型的数据结构以及这些造型方法的优缺点；熟悉并掌握Pro/E软件的基本建模功能，并能够独立完成实体零件创建；掌握计算机辅助工艺规程设计，了解CAPP的发展概况，掌握派生式CAPP系统、创成式CAPP系统及CAPP专家系统的工作原理以及工艺设计方法；掌握计算机辅助数控程序的编制，了解数控编程基本概念、掌握基于CAD数据库的数控程序的编制和刀具路径生成的方法；了解CAD/CAM集成与计算机集成制造，了解CAD/CAM集成的概念方法、CIMS含义以及意义、实现CIMS的关键技术；了解CAD/CAM相关新概念和新技术，了解并行工程的概念原理、精良制造的概念特点、敏捷制造的基本原理等。三、课程的基本内容与教学要求第一章概述教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生了解CAD/CAM系统的发展历程、基本概念、系统功能与任务以及其应用。本章主要内容：1.1CAD/CAM发展概况1.2CAD/CAM基本概念1.3CAD/CAM系统功能与任务1.4CAD/CAM技术应用本章重点：1.CAD/CAM基本概念2.CAD/CAM系统功能与任务本章难点：1.CAD/CAM系统功能与任务第二章CAD/CAM的硬件及软件教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生了解并掌握CAD/CAM的软硬件在组成、硬件布局形式、软件组成以及系统选取原则。本章主要内容：2.1CAD/CAM的硬件硬件组成、硬件布局形式2.3CAD/CAM的软件系统软件、支撑软件、应用软件2.4系统选取原则硬件选取原则、软件选取原则本章重点：1．软件的类型2.软硬件选取原则本章难点：1．软硬件选取原则第三章CAD/CAM软件开发基础教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生CAD/CAM技术的基础知识：软件工程、数据结构、数据库本章主要内容：3.1软件开发与软件工程软件开发的演变过程、软件工程、根据工程规范、软件开发方法3.2数据结构数据结构概念与术语、数据结构、常见的数据结构3.4数据库的基本原理与应用数据库的特点、数据库管理系统、数据模型、工程数据库、数据库开发实例本章重点：1．软件工程的基本概念、开发方法2.数据库的基本原理本章难点：1．数据库的应用第四章计算机绘图教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生掌握绘图程序的基本设计方法，图形软件标准和意义本章主要内容：4.1概述计算机绘图的含义及作用、计算机绘图系统类型和组成、计算机绘图方法4.2图形变换绘图程序的基本设计方法、图形软件标准、图形变换(窗视变换、二维图形和三维图形的几何变换)、本章重点：1．计算机绘图方法2.图形变换的方法本章难点：1.图形变换的方法第五章几何建模教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生掌握几何建模的意义和含义，掌握线框建模、表面建模、实体建模和特征建模的原理、方法和特点，使学生掌握Pro/E软件的实体建模方法。本章主要内容：5.1线框建模几何建模的含义和作用、线框建模原理和方法、线框建模的特点、线框建模适用的范围5.2表面建模表面建模的原理、方法5.3实体建模实体建模原理、实体建模方法（体素法、扫描法等）5.4特征建模特征的定义、特征建模的意义、特征建模原理、特征建模方法5.5Pro/E软件建模介绍介绍Pro/E软件的功能、界面、菜单以及Pro/E软件的基本实体建模方法本章重点：1.几何建模的含义和作用2.线框建模、表面建模、实体建模的方法与原理3.特征建模的方法与原理4.Pro/E软件本章难点：1.表面建模的方法与原理2.实体建模的方法与原理3.特征建模的方法与原理4.Pro/E软件的实体建模第七章计算机辅助工艺规程设计教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生了解计算机辅助工艺规程设计意义，掌握派生式CAPP系统的开发方法和特点；掌握创成式CAPP系统的开发方法和特点；使学生了解开发CAPP专家系统意义；掌握CAPP专家系统的开发方法和特点本章主要内容：7.1CAPP的发展概况与工作原理工艺设计自动化的重要意义、CAPP发展概况、CAPP工作原理7.2派生式CAPP系统零件分类成组方法、标准工艺规程设计、派生式CAPP的工作原理以及系统的特点7.3创成式CAPP系统创成式CAPP系统的工作原理、零件信息的描述、创成式CAPP系统的工艺决策逻辑、创成式CAPP系统的逆向编程原理、创成式CAPP系统的工序设计、创成式CAPP系统的实例7.4CAPP专家系统CAPP专家系统构成、零件信息的描述、CAPP与CAD信息共享、知识库建造、专家推理机控制策略本章重点：1.CAPP工作原理2.派生式CAPP系统工作原理3.创成式CAPP系统4.CAPP专家系统的工作原理本章难点：1.派生式CAPP工作原理2.创成式CAPP工作原理3.CAPP专家系统工作原理第八章计算机辅助数控程序编制教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生掌握数控编程内容和步骤和方法、掌握数控程序编制的步骤、掌握用刀具路径生成方法、掌握ro/E软件的数控加工的创建方法。本章主要内容：8.1数控编程基本概念数控编程的内容、数控编程的步骤、数控编程的方法8.2基于CAD数据库的数控程序的编制零件几何信息提取、刀具几何定义、加工序列和加工工艺的用户定义、加工路径定义后，由N/C程序定义加工路径的坐标值、刀具路径定义后，校验几何、由编译的刀具路径产生刀具位置数据8.3刀具路径生成粗加工、精加工刀具路径生成8.4Pro/E软件的数控加工Pro/E软件的数控加工的界面、生成加工路径的步骤本章重点：1.数控编程的方法2.刀具路径生成3.Pro/E软件的数控加工方法本章难点：1.数控编程的方法2.粗加工、精加工刀具路径生成3.Pro/E软件的数控加工步骤第九章CAD/CAM集成与计算机集成制造教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生了解CIMS的体系结构及集成方案、CAD/CAM的集成方案等知识。本章主要内容：9.1CAD/CAM集成的概念、CAD/CAM集成方案、CAD/CAM系统的发展9.2CIMS的提出与意义9.3CIMS的体系结构及关键技术、本章重点：1.CAD/CAM集成2.实现CIMS的关键技术本章难点：1.CAD/CAM集成方案2.实现CIMS的关键技术第十章CAD/CAM相关新概念和新技术教学目的与要求：通过本章节的讲授，使学生了解CAD/CAM的相关概念和最新的技术；使学生了并行工程、精良制造、敏捷制造等概念的提出和含义、基本原理以及应用情况本章主要内容：10.1并行工程并行工程的含义、并行工程的特点、并行工程的关键技术、并行工程的实施步骤10.2精良制造精良制造的基本概念、精良生产方式的特点、精良生产的发展和应用情况10.3敏捷制造敏捷制造的基本原理、敏捷制造组成、敏捷制造中的CAD/CAM系统本章重点：1.并行工程的关键技术2.精良制造的基本概念、应用情况3.敏捷制造的基本原理、构成本章难点：1.并行工程的关键技术及实施步骤2.精良制造的基本概念3.敏捷制造的基本原理四、课程学时分配讲课内容学时讲课实验上机1第一章概述22第二章CAD/CAM系统的硬件和软件23第三章CAD/CAM统软件开发基础24第四章CAD计算机绘图45第五章几何建模86第七章计算机辅助工艺过程数据47第八章计算机辅助数控程序编制68第九章CAD/CAM集成与计算机集成制造229第十章CAD/CAM相关新概念与新技术的发展210实验8合计40五、实验内容与要求实验一、零件的三维实体建模实验零件的三维实体建模实验的意义：了解Pro/E软件的界面、三维实体建模的方法，了解参数化设计方法。通过实验，掌握Pro/E软件的绘图基础以及方法。要求：学生能够根据工程图的尺寸独立创建三维实体。实验二、从零件的CAD数据模型自动生成数控加工代码和加工仿真实验了解特征设计在CAD/CAM集成中的意义；熟悉特征的种类的划分及特征拼合的基本方法，了解参数化设计方法。了解各种计算机绘图软件的同时，掌握计算机绘图的系统知识，培养独立上机绘制二维、三维图形的能力，熟悉由CAD工程图生成NC数控代码，图像编程的工作过程。即：熟悉标准及代码（ISO、EIA）。主要包括ASCⅡ码形成的刀位数据文件、刀具清单、操作报告、中间模型和机床控制文件。实验三、集成化CAD/CAPP系统实验通过对CAD/CAPP集成专家系统工作原理的分析和实例的运行，使学生了解：（1）CAD/CAPP集成化的意义和实现方法，集成指的是信息的集成，CAD系统除描述零件的几何信息之外，还必须描述零件的制造信息和总体信息，才能实现CAD/CAPP间完整的数据传递（2）采用特征建模技术实现零件信息完整描述的方法（3）CAPP与专系统技术相结合，使CAPP能够模仿人类专家进行判断、推理、进行工艺决策的过程方法。这一实验可使学生加深和巩固对课程所学相关知识的理解和掌握，并为今后从事CAD/CAM的研究与开发打下基础。实验四：自选实验，二选一一、机械机构运动仿真二、机械结构有限元分析六、教学方法及手段（含现代化教学手段）使用多媒体课件进行教学，与软件一起操作，边操作边讲授内容，使学生更容易接受。七、课程考核方式本课程是考试课，采用闭卷考试，考查学生对本课程的接受能力。主要包括：平时出勤：10％；、实验成绩：10％；卷面：80%。合计：100分八、课程教材及主要参考书课程教材：《PrinciplesofCAD/CAMSystems》KunwooLee(英文教材)课程主要参考书：机械CAD技术基础谭光宇等哈工大出版社2005.8赖一楠.野火Pro/Engine