CADCAM-智能制造-課程教學(xué)大綱

《CAD/CAM》本科課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）CAD/CAM（英文）CAD/CAM課程代碼2080001課程學(xué)分2課程學(xué)時32理論學(xué)時16實踐學(xué)時16開課學(xué)院機電學(xué)院適用專業(yè)與年級本科專業(yè)三、四年級的本科生課程類別與性質(zhì)專業(yè)選修課考核方式考查選用教材《UGNX數(shù)控加工從入門到精通》，

ISBN中國水利出版社，2021年12月是否為馬工程教材否先修課程機械制圖、互換性與測量技術(shù)、機械設(shè)計、機械制造工藝等課程簡介《CAD/CAM》是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門實踐性很強的專業(yè)選修課，通過本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生了解UG軟件中CAD/CAM常用功能，理解CAD曲線和草圖曲線約束，掌握中等難度的三維零件的建模和銑削加工，以及后置處理生成數(shù)控機床加工程序。本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生獲得計算輔助設(shè)計和計算輔助制造的基本知識；掌握典型零件的三維實體建模和UG軟件數(shù)控編程；具備對中等難度的三維零件的建模和制造的基本能力。為從事現(xiàn)代機械制造技術(shù)方面為計算機輔助設(shè)計、制造和管理工作打下堅實的基礎(chǔ)。選課建議與學(xué)習(xí)要求《CAD/CAM》是面向機械設(shè)計制造及其自動化本科三、四年級的一門實踐性很強的專業(yè)選修課，要求學(xué)生具有機械制圖、互換性與測量技術(shù)、機械設(shè)計、機械制造工藝等等課程基礎(chǔ)知識。

二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求（一）課程目標(biāo)類型序號內(nèi)容知識目標(biāo)1理解CAD/CAM技術(shù)的基本概念，掌握計算機輔助幾何造型中曲線、曲面、實體造型理論2掌握計算機輔助數(shù)控編程理論和方法技能目標(biāo)3具有閱讀、繪制工程圖的能力，同時具備將一定中等難度的零件圖紙建立零件的三維模型且能將三維模型轉(zhuǎn)化為工程圖紙的能力。4具備數(shù)控加工的基本知識，能對零件進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工、并產(chǎn)生數(shù)控加工程序的能力。素養(yǎng)目標(biāo)(含課程思政目標(biāo))5培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)的意識與能力，具備在相關(guān)領(lǐng)域跟蹤、發(fā)展新理論、新知識及新技術(shù)的能力6培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作作風(fēng)，及密切聯(lián)系實際生產(chǎn)的工匠精神（二）課程支撐的畢業(yè)要求1工程知識：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和機械專業(yè)知識用于解決機械產(chǎn)品設(shè)計、制造和運行控制等有關(guān)的機械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。1-1能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的語言工具用于機械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的表述；3設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對機械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3-1掌握機械工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。5使用現(xiàn)代工具：能夠針對機械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇或使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工具和信息技術(shù)工具，實現(xiàn)對復(fù)雜機械工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性。5-2能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源、工程工具、仿真方法和計算機軟件，對機械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、計算與設(shè)計。8職業(yè)規(guī)范：具有社會主義核心價值觀、誠實勞動意識，具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感，能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責(zé)任。8-3理解工程師對公眾的安全、健康和福祉，以及環(huán)境保護(hù)的社會責(zé)任，能夠在工程實踐中自覺履行責(zé)任。（三）畢業(yè)要求與課程目標(biāo)的關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點支撐度課程目標(biāo)對指標(biāo)點的貢獻(xiàn)度1工程知識1-1H1理解CAD/CAM技術(shù)的基本概念，掌握計算機輔助幾何造型中曲線、曲面、實體造型理論50%2掌握計算機輔助數(shù)控編程理論和方法50%3設(shè)計/開發(fā)解決方案3-1H5培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)的意識與能力，具備在相關(guān)領(lǐng)域跟蹤、發(fā)展新理論、新知識及新技術(shù)的能力100%5使用現(xiàn)代工具5-2H3具有閱讀、繪制工程圖的能力，同時具備將一定中等難度的零件圖紙建立零件的三維模型且能將三維模型轉(zhuǎn)化為工程圖紙的能力。50%4具備數(shù)控加工的基本知識，能對零件進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工、并產(chǎn)生數(shù)控加工程序的能力。50%8職業(yè)規(guī)范8-3M6培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作作風(fēng)，及創(chuàng)新精神和工匠精神100%三、課程內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計（一）各教學(xué)單元預(yù)期學(xué)習(xí)成果與教學(xué)內(nèi)容第一單元CADCAM技術(shù)概述第一單元CADCAM技術(shù)概述（一）教學(xué)內(nèi)容介紹CADMCAM技術(shù)，CAD/CAM系統(tǒng)組成等概念；CADCAM與制造模式以及CADCAM技術(shù)的發(fā)展概況；以及常見的幾何建模軟件。（二）教學(xué)要求了解CADCAM技術(shù)發(fā)展概況（三）重點與難點比較傳動的設(shè)計制造流程與以CAD/CAM為核心的設(shè)計制造流程。第二單元計算機輔助設(shè)計第二章曲線的繪制（一）教學(xué)內(nèi)容以UG軟件使用為例，介紹軟件各功能模塊、菜單欄和工具欄的使用、文件的建立、打開和保存、坐標(biāo)系的顯示、隱藏與設(shè)置；以及曲線的種類和繪制曲線的相關(guān)知識。（二）教學(xué)要求1.了解UGNX10.0各功能模塊、菜單欄和工具欄的使用、文件的建立、打開和保存、坐標(biāo)系的顯示、隱藏與設(shè)置。2.掌握曲線的種類與繪制曲線相關(guān)的知識。3.掌握規(guī)律曲線的繪制4.圖繪制功能繪制中等難度的平面圖和各種函數(shù)的繪制。（三）重點與難點1.UGNX10.0各功能模塊、菜單欄和工具欄的使用、坐標(biāo)系的顯示、隱藏與設(shè)置。2.曲線的種類（如直線、圓弧、基本曲線、矩形、多邊形、橢圓、拋物線、螺旋線等）與繪制曲線。3.表達(dá)式和規(guī)律曲線。第三章草圖繪制（一）教學(xué)內(nèi)容軟件中視圖布局和工作層的使用、草圖工作平面草圖首選項；介紹草圖曲線繪制：如直線和圓弧曲線等繪制；介紹草圖中的幾何約束：如共線、平行、相切和同心等約束命令的使用。（二）教學(xué)要求1.掌握草圖曲線的快速尺寸、線性尺寸、徑向尺寸、角度尺寸等尺寸約束。2.用草圖繪制中等難度的平面曲線圖實例，較全面地掌握草圖繪制。（三）重點與難點1.掌握和靈活使用草圖繪制的各種指令；2掌握和靈活使用草圖繪制的幾何約束指令；3掌握和靈活使用草圖繪制的尺寸約束指令；4能用草圖繪制中等難度的平面曲線圖，并標(biāo)注尺寸等。第四章三維實體建模（一）教學(xué)內(nèi)容圓柱體、長方體、球等三維實體的創(chuàng)建；三維實體求和、求差、求交等布爾運算；拉伸和旋轉(zhuǎn)等獲得三維實體；（二）教學(xué)要求1、掌握圓柱體、長方體、球等三維實體創(chuàng)建。2、掌握三維實體求和、求差、求交等布爾運算的結(jié)果。3、掌握用拉伸和旋轉(zhuǎn)等獲得三維實體的操作和應(yīng)用4、靈活應(yīng)用求和、求差和求交等布爾運算應(yīng)用于創(chuàng)建軸和齒輪和減速器箱蓋的三維實體。5、靈活應(yīng)用抽殼、陣列特征和鏡像特征等，能靈活運用這些特征簡化實例3三維建模。（三）重點與難點1.拉伸創(chuàng)建三維實體2.求和、求差和求交等布爾運算對三維實體進(jìn)行求和、求差和求交運算3.抽殼、陣列特征和鏡像特征等關(guān)聯(lián)復(fù)制特征。第五章工程制圖（一）教學(xué)內(nèi)容介紹工程制圖的功能命令，如何添加基本視圖、剖視圖；根據(jù)工程圖添加各種視圖并根據(jù)工程圖添加各種中心線，同時添加尺寸、形位公差、基準(zhǔn)、表面粗糙度等（二）教學(xué)要求靈活應(yīng)用工程制圖各功能命令將三維零件轉(zhuǎn)化為工程圖；同時添加尺寸、形位公差、基準(zhǔn)、表面粗糙度等。（三）重點與難點運用三維實體建模各功能命令，對零件進(jìn)行三維建模，并靈活應(yīng)用工程制圖各功能命令將三維零件轉(zhuǎn)化為工程圖。第六章裝配（一）教學(xué)內(nèi)容介紹裝配部件中子裝配和整體裝配等概念；在裝配環(huán)境中添加組件、新建組件、移動組件，并使用裝配約束約束各子部件之間的位置關(guān)系。（二）教學(xué)要求1.理解裝配部件中子裝配和整體裝配等概念。2.掌握主要裝配功能命令。3.掌握添加組件、新建組件、新建父對象、替換組件。4.掌握移動組件、裝配約束。（三）重點與難點靈活應(yīng)用裝配模塊中添加部件和裝配約束，進(jìn)行裝配練習(xí)。第三單元運動仿真第七章運動仿真（一）教學(xué)內(nèi)容設(shè)置運動單元中的固定連桿、活動連桿；介紹運動副的類型：轉(zhuǎn)動副、移動副、螺旋副、齒輪副和點在線上等運動副；介紹恒定、簡諧和函數(shù)等驅(qū)動方式；添加標(biāo)記和追蹤，輸出運動仿真的結(jié)果。（二）教學(xué)要求1.掌握固定連桿、活動連桿的設(shè)置。2.掌握轉(zhuǎn)動副、移動副、螺旋副、齒輪副和點在線上等運動副的設(shè)置。3.掌握恒定、簡諧和函數(shù)等驅(qū)動的設(shè)置。4.掌握添加標(biāo)記和追蹤，并準(zhǔn)確輸出運動仿真的結(jié)果。（三）重點與難點1.理解固定連桿、活動連桿的設(shè)置，以及參數(shù)的含義。2.了解轉(zhuǎn)動副、移動副、螺旋副、齒輪副和點在線上等運動副的設(shè)置，以及運動副的含義。3.掌握恒定、簡諧和函數(shù)等驅(qū)動的設(shè)置，以及理解驅(qū)動函數(shù)中的參數(shù)的含義。4.掌握添加標(biāo)記和追蹤，并能準(zhǔn)確輸出運動仿真的結(jié)果。第四單元CAM編程基礎(chǔ)第八章UGNXCAM編程基礎(chǔ)（一）教學(xué)內(nèi)容介紹交互式編程的基本過程；設(shè)置加工坐標(biāo)，以及對應(yīng)的數(shù)控加工G代碼的含義；工件創(chuàng)建，包括加工零件、毛坯、夾具（檢查體）、切削區(qū)域、修剪邊界的含義；刀具創(chuàng)建，以及刀具參數(shù)與刀具補償；設(shè)置刀軌，包括粗加工、半精加工、精加工、切削模式、刀具步距、切削深度、切削參數(shù)、非切削參數(shù)、進(jìn)給率和速度，創(chuàng)建平面零件加工、曲面零件等加工工序。（二）教學(xué)要求1.了解交互式編程的基本過程。2.掌握加工坐標(biāo)的設(shè)置，以及對應(yīng)的數(shù)控加工G代碼。3.掌握工件創(chuàng)建，包括加工零件、毛坯、夾具（檢查體）、切削區(qū)域、修剪邊界。4.掌握刀具創(chuàng)建，以及刀具參數(shù)與刀具補償。5.掌握刀軌設(shè)置，包括粗加工、半精加工、精加工、切削模式、刀具步距、切削深度、切削參數(shù)、非切削參數(shù)、進(jìn)給率和速度6.掌握創(chuàng)建平面零件加工、曲面零件等加工工序。（三）重點與難點1.加工坐標(biāo)與對應(yīng)的數(shù)控加工G代碼。2.根據(jù)零件和加工工序，適當(dāng)選擇加工零件、毛坯、夾具（檢查體）、切削區(qū)域、修剪邊界等幾何體的設(shè)置。3.刀具參數(shù)的設(shè)置，刀具補償與對應(yīng)的數(shù)控加工G代碼。4.根據(jù)零件和加工工序，適當(dāng)選擇切削模式、刀具步距、切削深度、切削參數(shù)、非切削參數(shù)、進(jìn)給率和速度。（二）教學(xué)單元對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系課程目標(biāo)教學(xué)單元123456第一單元CADCAM技術(shù)概述√√√√√第二單元計算機輔助設(shè)計√√√√√第三單元運動仿真√√√√√第四單元CAM編程基礎(chǔ)√√√√√（三）課程教學(xué)方法與學(xué)時分配教學(xué)單元教與學(xué)方式考核方式學(xué)時分配理論實踐小計第一單元CADCAM技術(shù)概述案例式教學(xué)：教學(xué)過程中結(jié)合實際案例，采用啟發(fā)式問答、小組討論、案例分析、課堂演示等多種教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極參與，形成探究、思考、交流和討論的學(xué)習(xí)氛圍。1）課堂隨機提問和回答問題環(huán)節(jié)，確認(rèn)每位同學(xué)對知識的掌握程度；2)測驗及作業(yè)22第二單元計算機輔助設(shè)計案例式教學(xué)：教學(xué)過程中結(jié)合實際案例，采用啟發(fā)式問答、小組討論、案例分析、課堂演示等多種教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極參與，形成探究、思考、交流和討論的學(xué)習(xí)氛圍。實踐式教學(xué)：通過綜合性課內(nèi)實驗鞏固和驗證課程的基本理論知識，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，著重培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力。1）課堂隨機提問和回答問題環(huán)節(jié)，確認(rèn)每位同學(xué)對知識的掌握程度；2)測驗及作業(yè)81018第三單元運動仿真案例式教學(xué)：教學(xué)過程中結(jié)合實際案例，采用啟發(fā)式問答、小組討論、案例分析、課堂演示等多種教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極參與，形成探究、思考、交流和討論的學(xué)習(xí)氛圍。實踐式教學(xué)：通過綜合性課內(nèi)實驗鞏固和驗證課程的基本理論知識，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，著重培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力。1）課堂隨機提問和回答問題環(huán)節(jié)，確認(rèn)每位同學(xué)對知識的掌握程度；2)測驗及作業(yè)224第四單元CAM編程基礎(chǔ)案例式教學(xué)：教學(xué)過程中結(jié)合實際案例，采用啟發(fā)式問答、小組討論、案例分析、課堂演示等多種教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極參與，形成探究、思考、交流和討論的學(xué)習(xí)氛圍。實踐式教學(xué)：通過綜合性課內(nèi)實驗鞏固和驗證課程的基本理論知識，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，著重培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新能力。1）課堂隨機提問和回答問題環(huán)節(jié)，確認(rèn)每位同學(xué)對知識的掌握程度；2)測驗及作業(yè)448合計161632（四）課內(nèi)實驗項目與基本要求序號實驗項目名稱目標(biāo)要求與主要內(nèi)容實驗時數(shù)實驗類型1曲線的繪制1.掌握曲線的種類與繪制曲線相關(guān)的知識。1.2掌握規(guī)律曲線的繪制1.3圖繪制功能繪制中等難度的平面圖和各種函數(shù)的繪制。2①2草圖繪制1.掌握和靈活使用草圖繪制圓弧、直線、曲線等；2掌握和靈活使用草圖繪制的幾何約束指令，如共線、平行、相切和同心等；3握和靈活使用草圖繪制的尺寸約束指令如快速尺寸、線性尺寸、徑向尺寸、角度尺寸等尺寸約束；4能用草圖繪制中等難度的平面曲線圖，并標(biāo)注尺寸等。2①3三維建模1.掌握圓柱體、長方體、球等三維實體創(chuàng)建。2.掌握三維實體求和、求差、求交等布爾運算的結(jié)果。3.掌握用拉伸和旋轉(zhuǎn)等獲得三維實體的操作和應(yīng)用。4.靈活應(yīng)用三維實體建模各功能命令對齒輪、軸、減速器箱蓋進(jìn)行三維建模。2①4工程圖的繪制1.掌握制圖的功能命令；2.掌握添加基本視圖、簡單剖視圖、階梯剖視圖；3.掌握導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)圖紙。4.掌握根據(jù)工程圖添加各種中心線、尺寸、形位公差、基準(zhǔn)、表面粗糙度等。2①5減速器裝配1.理解裝配部件中子裝配和整體裝配等概念。2掌握添加組件、新建組件、新建父對象、替換組件。3.掌握移動組件、裝配約束。4.熟練運動裝配功能完成減速器輸入軸和輸出軸上零件的裝配及及裝配。2①6運動仿真1.掌握固定連桿、活動連桿的設(shè)置。2掌握轉(zhuǎn)動副、移動副、螺旋副、齒輪副和點在線上等運動副的設(shè)置。3掌握恒定、簡諧和函數(shù)等驅(qū)動的設(shè)置。4掌握添加標(biāo)記和追蹤，輸出運動仿真的結(jié)果。5準(zhǔn)確對四桿機構(gòu)進(jìn)行運動仿真。2①7平面銑削練習(xí)1.掌握平面銑粗加工，以及平面銑粗加工工序參數(shù)的設(shè)置。2.掌握平面輪廓銑半精加工，以及平面銑半精加工工序參數(shù)的設(shè)置。3.掌握平面輪廓銑精加工，以及平面銑精加工工序參數(shù)的設(shè)置。2①數(shù)控加工練習(xí)1.掌握曲面輪廓銑粗加工，以及曲面輪廓銑粗加工工序參數(shù)的設(shè)置。2.掌握曲面輪廓銑半精加工，以及曲面輪廓銑半精加工工序參數(shù)的設(shè)置。3.掌握曲面輪廓銑精加工，以及曲面輪廓銑精加工工序參數(shù)的設(shè)置。4.掌握刀軌仿真和后置處理生成數(shù)控機床加工程序2①實驗類型：①演示型②驗證型③設(shè)計型④綜合型四、課程思政教學(xué)設(shè)計結(jié)合《CAD/CAM》教學(xué)內(nèi)容特點，抓住課程教學(xué)中思政教育的切入點，本課程的思政切入點如下：①整體課程的學(xué)習(xí)路線是：UG入門知識—草繪的建立—三維模型的建立—裝配—數(shù)控加工，這樣的流程適合初學(xué)者學(xué)習(xí)的一般流程，由簡入繁，層層遞進(jìn)，這樣既保證了課程內(nèi)容的系統(tǒng)性、技