機械CAX應用技術

1、中國海洋大學本科生課程大綱 課程名稱 機械CAX應用技術(Mechanical CAX application technology) 課程代碼 082103201281 課程屬性 專業(yè)知識 課時/學分 64/2 分 課程性質 選修 實踐學時 責任教師 張慶力、金玉麗 課外學時 一、課程介紹（課程描述、設計思路、課程對畢業(yè)能力達成的貢獻） 1 課程描述：本課程為專業(yè)層次上的選修課，是機械設計制造及其自動化專業(yè)課 程 教學環(huán)節(jié)。課程以訃算機輔助繪圖及三維造型主題，培養(yǎng)學生利用訃算機表達設訃 意圖的能力，以及機械設計中的團隊意識和溝通能力，加強學生工程圖的表達能力， 掌握現(xiàn)代設計基本方法，通過對本

2、課程的學習，學生充分掌握AUTOCAD及三維造型軟 件的基本原理和應用方法及技巧，并將熟練地應用于機械設計、機械制造中。初步具 備訃算機輔助設訃與制造方面的應用能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和細致的科學態(tài)度。 2.設計思路：課程開設依據(jù)、課程內(nèi)容（或項口）選擇標準、內(nèi)容編排順序； 根據(jù)機械設計制造及其自動化專業(yè)的畢業(yè)要求，為達成能力矩陣1.4、2.1、2.2、 2.3、3.1、3.3、3.5、4. 4 項要求見下表。 序 號 講授內(nèi)容 機械設訃制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生能力要求 1.4 2. 1 2.2 2.3 3. 1 3.3 3.5 4.4 1 計算機圖形學簡介 2 機械專業(yè)工程圖的繪制 3 機械

3、專業(yè)二維設計方法 4 三維圖轉換為二維圖的方法 具體教學要求如下： 1）了解CAD、CAM、CAE的基本概念及未來的發(fā)展方向。 2）理解計算機圖形學的基本知識。 3）掌握AUTOCAD軟件的應用。 4）掌握NX等三維造型軟件造型的方法及應用。 5）掌握三維造型后工程圖的生成方法。 6）了解汁算機輔助多體動力學分析及有限元分析的應用方法及在機械設計中的作 用。 在學習了畫法兒何與機械制圖課程之后，為提高設訃效率及質量，以計算機輔助 設訃為主線，主要介紹計算機輔助設訃、制造、工程分析的基本概念及應用，在利用 AUTOCAD軟件完成計算機輔助2D圖紙的繪制的基礎上，講述三維造型的方法及應用， 3D實

4、體生成工程圖等，在三維造型基礎上介紹CAM及CAE的有關知識。安排8學時的 實驗加強對理論知識的理解。具體內(nèi)容編排如下： 2. 1緒論（4學時） 2. 1. 1主要內(nèi)容: (1) CAD、 CAM、 CAE的基本概念; (2) CAD、 CAM、 CAE硬件系統(tǒng)的組成及發(fā)展歷程; (4) CAD、 CAM、 CAE軟件系統(tǒng)的組成及發(fā)展歷程; 課程的教、 學方法。 2.1.2教學要求: （1）了解CAX的基本概念及其特點。 （2）掌握CAX系統(tǒng)的組成及選用方法。 （3）了解本課程學習的基本內(nèi)容。 2. 1.3重點：CAX系統(tǒng)的組成及選用方法 2.2第二章訃算機圖形學簡介（2學時） 2. 1.4其

5、它教學環(huán)節(jié)：隨堂討論或課后作業(yè)。 -11 - 2.2. 1主要內(nèi)容： （1）計算機圖形學的基本內(nèi)容。 （2）計算機生成圖形的方法。 （3）圖形變換、三視圖的生成原則。 （4）三維造型技術的方法等。 2.2.2教學要求： （1）了解計算機圖形學的作用、特點及基本內(nèi)容。 （2）掌握直線及圓弧的計算機生成方法。 （3）掌握2D圖形的變換原理，了解3D圖形的變換原理。 （4）了解3D圖形的生成方法。 2.2.3重點：2D圖形的變換方法。 難點：圖形的變換方法。 2. 2. 4其它教學環(huán)節(jié)：課后作業(yè)及課堂討論。 2.3計算機繪制工程圖（30學時） 2. 3. 1主要內(nèi)容： （1）AutoCAD的基本操作

6、、繪圖基礎 （2）圖層的使用和繪圖環(huán)境的設置 （3）繪圖、編輯、修改命令使用及AutoCAD輔助繪圖功能 （4）圖形中添加文字、創(chuàng)建和使用圖塊、尺寸標注 （5）專業(yè)圖的繪制 （6）輸出二維工程圖的方法 （7）階段總結及課內(nèi)練習 （1）了解AutoCAD及其特點，軟硬件環(huán)境要求：AutoCAD啟動、關閉，繪圖界面 等。了解AutoCAD軟件及其特點，軟硬件環(huán)境要求。 （2）掌握坐標法繪圖；掌握極軸、對象捕捉、對象追蹤配合繪圖的方法，了解坐 標系。 （3）掌握圖層的概念；掌握圖層的創(chuàng)建與管理、掌握繪圖環(huán)境的設置方法和步驟。 （4）掌握常用繪圖和編輯命令，能用編輯命令繪制較復朵的圖形 （5）掌握文字

7、樣式的設置；掌握單行文字與多行文字的注寫與修改。 （6）掌握尺寸標注樣式的創(chuàng)建方法；掌握標注尺寸的方式；了解尺寸標注樣式管 理器；掌握尺寸標注樣式的修改方法；了解尺寸標注樣式的替代及比較。 （7）掌握附屬塊和獨立塊的創(chuàng)建；掌握塊的插入；了解定義和使用圖塊屬性、修 改圖塊。 （8）掌握繪制專業(yè)圖的方法。 （9）了解打印設備的配置；了解打印樣式及打印樣式表；了解模型空間輸出圖形 和從圖紙空間輸出圖形。 2.3.3重點：修改系統(tǒng)配置選項、點的基本輸入方式；圖層的創(chuàng)建與管理、特殊字 符的輸入、繪圖環(huán)境的設置方法。繪圖命令的使用；編輯命令的應用；極軸、對象捕 捉、對象追蹤配合繪圖的方法；尺寸標注樣式的創(chuàng)

8、建方法；標注尺寸的方式：創(chuàng)建和 使用塊。 難點：AutoCAD各命令的融會貫通：創(chuàng)建帶屬性的塊；極軸、對象捕捉、對 象追蹤配合繪圖的方法。 2. 3. 4其它教學環(huán)節(jié)：課堂練習，隨堂討論、課堂演示。 2. 4三維CAD數(shù)據(jù)文件及轉換（2學時） 2.4. 1主要內(nèi)容: -11 - （1）三維文件的輸出格式及轉換。 （2）NX文件與其他類型文件的轉換。 2.4.2教學要求： （1）掌握三維軟件文件的輸出格式，常用的中間格式的數(shù)據(jù)文件及其優(yōu)缺點。 （2）具備NX軟件的文件格式和其他格式的文件的導入導出的技能。 （3）理解文件格式的轉換的原理及轉換過程中的誤差生成原理。 （4）了解不同軟件之間文件格式

9、轉換的必要性及基本方法。 2.4. 3重點：數(shù)據(jù)文件的轉換方法及中間格式數(shù)據(jù)文件的類型及作用。 難點：NX格式文件和不同類型的數(shù)據(jù)文件導入導出的方法。 2. 4. 4其它教學環(huán)節(jié)：隨堂討論，課堂練習。 2. 5零件的三維造型（12學時，含4學時實驗學時） 2. 5.1主要內(nèi)容： 以NX系列軟件為例講述點、線、面、體等兒何要素的生成原則及方法 2. 5. 2教學要求： （1）掌握創(chuàng)建點、基本曲線、點生面、線生成面、掃描成體、體素特征及特征建 模等命令的使用方法。 （2）理解兒何要素的相關性及形成方法，特征定位的原理及方法。 （3）了解直線圓弧、一般二次曲線的生成方法，表達式的使用方法等。 （4）

10、理解步進電機、直流/交流伺服電機的工作原理、應用和調速方法。 2.5.3重點：創(chuàng)建點、基本曲線、點生面、線生成面、掃描成體、體素特征及特征 建模等命令的使用方法。 難點：特征定位及表達式的使用方法。 2. 6部件的三維造型（4學時） 2.6. 1主要內(nèi)容： （1）部件裝配的基本概念、術語。 （2）裝配約束。 （3）自底向上及自頂向下裝配方法。 （4）WAVE兒何連接器的使用。 2.6.2教學要求： （1）掌握裝配約束的方法、原理及應用。 （2）熟練應用自底向上及自頂向下裝配方法。 （3）了解WAVE兒何連接器的使用方法 2.6.3重點：裝配約束的類型及應用。 難點：WAVE兒何連接器的應用。

11、2. 6. 4其它教學環(huán)節(jié)：隨堂討論。 2. 7工程圖（6學時） 2. 7. 1主要內(nèi)容： （1）工程圖的概念。 （2）首選項的設定。 （3）三維實體裝工程圖的方法即實現(xiàn)形式。 （4）技術要求的標注。 2. 7. 2教學要求： （1）掌握工程圖首選項的設定方法。 （2）熟練應用三維實體轉換為工程圖的方法生成工程圖。 （3）熟練掌握工程圖技術要求的標注方法。 2. 7.3重點：三維實體生成工程圖的方法。 難點：首選項的設置。 2. 7. 4其它教學環(huán)節(jié)：隨堂討論，課堂練習。 2. 8階段性總結，課內(nèi)練習（4學時） 2. 8. 1主要內(nèi)容 （1）三維造型設計階段性總結。 （2）課內(nèi)練習 3. 課程

12、與其他課程的關系： 3.1先修課程：畫法兒何與機械制圖 3. 2后續(xù)課程：機械設計、機械制造技術基礎、機電系統(tǒng)計算機控制、先進制造技 術及各類課程設計。 二、課程目標 通過對本課程的學習使學生掌握三維造型的基本概念，培養(yǎng)學生的三維造型設計 能力，理解三維設計的一般流程，了解計算機圖形學的一般知識，三維造型的重要性 等，具備利用三維設計軟件進行三維造型的能力。學生應掌握利用交互式繪圖方法繪 制工程圖樣的方法、步驟及基本技巧；具有一定實踐體會和相關的應用能力。 基本要求： 學通過本課程的學習，學生應具備繪制工程圖樣的知識和技能，學生應該具有三 維造型的一般知識，能夠使用三維造型軟件進行三維造型設訃

13、，能熟練地進行零部件 建模，并且能夠生成工程圖。在學習本課程前，需要學生掌握畫法兒何與機械制圖的 基本知識。 三、學習期望 為提高課程的教學質量，要求學生在課詢參考教學大綱以及相關教材，預習相 關內(nèi)容，并提出問題，課堂隨機提問并進行解答，課后根據(jù)要求完成作業(yè)。 四、進度計劃（時間順序、講授內(nèi)容、指定閱讀資料、課下作業(yè)） 序號 專題 或主題 計劃課時 主要內(nèi)容概述 (1) CAD、CAM、CAE的基本概念： (2) CAD、CAM、CAE硬件系統(tǒng)的組成及發(fā)展 歷程： 1 緒論 4 (3) CAD、CAM、CAE軟件系統(tǒng)的組成及發(fā)展 歷程： (4) 課程的教、學方法； (1) 計算機圖形學的基本內(nèi)

14、容： (2) 計算機生成圖形的方法： 2 計算機圖形學簡介 2 (3) 圖形變換、三視圖的生成原則： (4) 三維造型技術的方法等： （1） AutoCAD的基本操作 （2）圖層的使用和繪圖環(huán)境的設置 (3) 繪圖、編輯、修改命令使用及AutoCAD輔 3 計算機繪制工程圖 30 助繪圖功能 (4) 圖形中添加文字、創(chuàng)建和使用圖塊、尺寸 標注 (5) 零件圖、裝配圖的繪制 (6) 輸出二維工程圖的方法 （7）階段總結及課內(nèi)練習 4 三維CAD數(shù)據(jù)文件及轉 換 2 （1）三維文件的輸出格式及轉換。 （2）NX文件與其他類型文件的轉換。 5 零件的三維造型 12 以NX系列軟件為例講述點、線、面、

15、體等 幾何要素的生成原則及方法 6 部件的三維造型 4 （1）部件裝配的基本概念、術語。 （2）裝配約朿。 （3）自底向上及自頂向下裝配方法。 （4）砒VE幾何連接器的使用。 7 工程圖 6 （1）工程圖的概念。 （2）首選項的設定。 （3）三維實體裝工程圖的方法即實現(xiàn)形式。 （4）技術要求的標注。 8 階段性總結，課內(nèi)練習 4 （1）三維造型設計階段性總結。 （2）課內(nèi)練習 五、參考教材 明確學生課程學習使用的教材及其他推薦參考文獻或書籍，注明：名稱、作者、 岀版社.出版日期等信息。 1、選用教材 計算機三維設計基礎丁華、張慶力主編.科學出版社，2016年第1版. UutoCAD2004中文版實用教程，蔡希林編著，清華大學出版社，2004年1月第1版。 2、主要參考書 AutoCAD2010中文版入門進階精通,鐘日銘等編著，機械工業(yè)出版社,2010年1月。 識、成績評定（過程考核、綜合評價） 1、考核方式：考察。 2、評價體系：課程考核成績山平時成績和階段性練習成績構成，平時成績根據(jù)課 堂討論、課后作業(yè)、實驗等評定。考核各部分的比重：平時成績：40 %,期末綜合練 習：60 % 期末綜合練習 60% 平時成績 出勤 20% 30% 作業(yè) 40% 實驗 40% 總分 100% 1）平時成績的評分標準平時成績的得分等于