《三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與表達(dá)》課程教學(xué)大綱

《三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與表達(dá)》課程名稱（中文/英文）：三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與表達(dá)（3DDigitalDesignandExpression）課程編號(hào)：04021065學(xué)分：3學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)分配：講授學(xué)時(shí)：16，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：32適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化一、課程簡(jiǎn)介/課程目標(biāo)三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與表達(dá)是一門機(jī)械工程所有相關(guān)專業(yè)的必修課，是一門研究用計(jì)算機(jī)圖形軟件進(jìn)行三維實(shí)體造型和工程圖形表達(dá)的課程，通過講授和上機(jī)，使學(xué)生掌握運(yùn)用軟件進(jìn)行三維實(shí)體造型及生成工程圖的方法和技能，為學(xué)生用現(xiàn)代化手段從事工程設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在相關(guān)的機(jī)械工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)等過程中，能夠選用與機(jī)械工程相關(guān)的三維建模軟件對(duì)機(jī)械零部件進(jìn)行合理的表達(dá)和分析；并能夠采用三維建模軟件生成合理的工程圖來或者二維軟件（AutoCAD）呈現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)理念。課程目標(biāo)1：培養(yǎng)學(xué)生利用繪圖軟件繪制工程圖樣的意識(shí)。通過對(duì)具體零部件的形狀結(jié)構(gòu)的分析，培養(yǎng)學(xué)生三維建模過程的快速構(gòu)思能力；使學(xué)生能夠?qū)⑷S建模的知識(shí)用于復(fù)雜機(jī)械零部件的建模。培養(yǎng)學(xué)生具備將零部件的三維模型轉(zhuǎn)換為符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的二維工程圖的能力，使學(xué)生能選擇和使用與機(jī)械制圖相關(guān)的建模工具生成二/三維工程圖樣；課程目標(biāo)2：通過零部件裝配約束的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生能夠進(jìn)行零部件的裝配及裝配干涉的分析能力，使學(xué)生能夠通過建模對(duì)機(jī)械工程設(shè)備的復(fù)雜零部件的裝配過程進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析；培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)三維形體的形狀特點(diǎn)對(duì)零部件進(jìn)行動(dòng)畫展示的能力。三．課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1指標(biāo)點(diǎn)3.2能夠針對(duì)機(jī)械工程系統(tǒng)特定需求，完成機(jī)械單元（部件）的設(shè)計(jì)/0.23.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案2指標(biāo)點(diǎn)5.1了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性/0.15.使用現(xiàn)代工具四．教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（一）理論教學(xué)表一理論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和課程目標(biāo)的關(guān)系教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)講授作業(yè)第一章緒論1、各種CAD軟件簡(jiǎn)介；2、軟件功能、操作界面及操作環(huán)境的定制；3、定義參考幾何體?！獭陶n程目標(biāo)1第二章AutoCAD繪圖1、掌握基本繪圖命令和繪圖的輔助工具；2、掌握常用修改命令；3、掌握尺寸標(biāo)注和塊定義；4、繪制機(jī)械圖√√課程目標(biāo)1第三章SolidWorks草圖繪制1、掌握草圖繪制命令及約束命令；2、熟悉草圖繪制狀態(tài)規(guī)則（完全定義草圖）?！獭陶n程目標(biāo)1第四章零件建模1、掌握拉伸特征原理及應(yīng)用；2、掌握旋轉(zhuǎn)特征原理及應(yīng)用；3、了解掃描特征原理，掌握簡(jiǎn)單的掃描建模；4、了解放樣特征原理，掌握簡(jiǎn)單的放樣建模。5、熟練掌握陣列與鏡向特征及應(yīng)用；6、掌握壓凹、變形、圓頂、彎曲及邊界特征原理及應(yīng)用?！獭陶n程目標(biāo)1第五章裝配體1、掌握簡(jiǎn)單的裝配體設(shè)計(jì)；2、熟練掌握裝配體操作步驟及進(jìn)行裝配干涉分析；3、掌握裝配體動(dòng)畫及爆炸圖的生成?！獭陶n程目標(biāo)2第六章工程圖1、掌握工程圖文件模板的建立方法；2、掌握標(biāo)準(zhǔn)視圖的生成方法；3、了解派生工程圖的生成方法；4、掌握零件圖與裝配圖的尺寸標(biāo)注；5、能夠根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行零件圖和裝配圖的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范?！獭陶n程目標(biāo)1第七章動(dòng)畫演示1、了解SolidWorksMotion插件的特點(diǎn)及基本操作；2、掌握動(dòng)畫演示的設(shè)置步驟和方法√√課程目標(biāo)2實(shí)驗(yàn)教學(xué)表二實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求和課程目標(biāo)的關(guān)系序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)要求課程目標(biāo)1AutoCAD軟件繪制零件和裝配體工程圖81、基本繪圖命令和繪圖的輔助工具的使用；2、常用修改命令的應(yīng)用；3、工程圖的尺寸標(biāo)注和塊定義及引用；4、繪制機(jī)械圖練習(xí)。（1）熟練掌握繪制工程圖的各種命令。（2）學(xué)會(huì)運(yùn)用軟件表達(dá)零件和裝配體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。課程目標(biāo)12SolidWorks繪圖環(huán)境設(shè)置和草圖繪制4熟悉SolidWorks操作界面和繪圖工具；草圖繪制的方法和步驟。（1）掌握草圖繪圖工具的使用方法。（2）掌握草圖繪制的尺寸標(biāo)注、幾何關(guān)系和草圖的合理性。課程目標(biāo)13零件三維建模6基礎(chǔ)特征建模；基本實(shí)體編輯和修改；復(fù)雜零件建模。（1）熟練掌握基礎(chǔ)特征建模方法和特征編輯和修改的方法。（2）掌握復(fù)雜零件建模的步驟和方法。課程目標(biāo)14裝配體形成和干涉檢查6裝配體環(huán)境設(shè)計(jì)；部件裝配和總裝；裝配體統(tǒng)計(jì)與檢查。（1）了解裝配體的環(huán)境設(shè)計(jì)（2）掌握部件裝配和總裝配的步驟和方法。（3）掌握裝配體的統(tǒng)計(jì)和檢查的方法。課程目標(biāo)25工程圖的形成6設(shè)置國(guó)標(biāo)的工程圖工程視圖的創(chuàng)建工程視圖的標(biāo)注（1）掌握工程圖設(shè)置方法。（2）掌握工程圖創(chuàng)建步驟。（3）掌握工程視圖尺寸、公差等的標(biāo)注。課程目標(biāo)16裝配體爆炸視圖和動(dòng)畫演示2爆炸視圖的形成動(dòng)畫演示的方法（1）掌握爆炸視圖形成的步驟和方法。（2）掌握動(dòng)畫演示的設(shè)置方法和技巧。課程目標(biāo)2實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1、每次實(shí)驗(yàn)前必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書結(jié)合講課內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要書寫整齊，圖表要整齊規(guī)范。四、教學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容課堂教學(xué)（學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)（學(xué)時(shí)）總計(jì)（學(xué)時(shí)）第一章緒論202第二章AutoCAD繪圖4812第三章SolidWorks草圖繪制246第四章零件建模369第五章裝配體268第六章工程圖268第七章動(dòng)畫演示123合計(jì)163248五、課程考核（一）課程考核評(píng)價(jià)方式課程考核由平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)相結(jié)合的方式進(jìn)行。1、平時(shí)成績(jī)占60%，主要包括：作業(yè)占20%、實(shí)驗(yàn)占40%。2、期末成績(jī)占40%，考試采用閉卷方式。考試范圍應(yīng)涵蓋所有講授及自學(xué)的內(nèi)容，考試內(nèi)容應(yīng)能客觀反映出學(xué)生對(duì)本門課程主要知識(shí)的掌握程度，對(duì)有關(guān)零件建模、零件裝配和工程圖的繪制技巧掌握的程度?？己伺c評(píng)價(jià)方式課程目標(biāo)成績(jī)比例（期末成績(jī)60%+平時(shí)成績(jī)40%）合計(jì)平時(shí)成績(jī)（40%）課程考試（60%）作業(yè)（20%）實(shí)驗(yàn)（40%）11224246028161640合計(jì)(成績(jī)構(gòu)成）204040100成績(jī)?cè)u(píng)定辦法及依據(jù)（1）作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)課程目標(biāo)優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標(biāo)1（12%）按時(shí)交作業(yè)，掌握草圖的繪制和編輯、主要的特征建模的操作方法、各種典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模及各種模型高級(jí)編輯的技巧。能夠生成完整的圖紙。按時(shí)交作業(yè)，掌握草圖的繪制和編輯、主要特征建模的大部分操作方法、各種典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模及各種模型高級(jí)編輯的大部分技巧。能夠生成完整的圖紙。按時(shí)交作業(yè)，掌握草圖的繪制和編輯、主要的特征建模的部分操作方法、各種典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模及各種模型高級(jí)編輯的部分技巧。能夠生成基本完整的圖紙。按時(shí)交作業(yè)，不能掌握草圖的繪制和編輯、主要的特征建模的基本操作方法、各種典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模及各種模型高級(jí)編輯的基本技巧。不能夠生成完整的圖紙。不能按時(shí)交作業(yè)，有抄襲現(xiàn)象，不能掌握草圖的繪制和編輯、主要的特征建模的操作方法、各種典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模及各種模型高級(jí)編輯的技巧。不會(huì)生成的圖紙。課程目標(biāo)2（8%）按時(shí)交作業(yè)，掌握建立配合的方法及應(yīng)用于不同情況下的裝配操作；能夠?qū)ρb配體進(jìn)行干涉檢查與統(tǒng)計(jì)；能夠?yàn)檠b配體生成簡(jiǎn)單的爆炸圖和動(dòng)畫演示。按時(shí)交作業(yè)，掌握建立配合的方法及應(yīng)用于不同情況下的裝配操作；對(duì)裝配體進(jìn)行干涉檢查與統(tǒng)計(jì)較熟練；能夠掌握裝配體生成簡(jiǎn)單的爆炸圖和動(dòng)畫演示大部分操作。按時(shí)交作業(yè)，掌握建立配合的基本方法，裝配體干涉檢查與統(tǒng)計(jì)不熟練；能夠裝配體生成簡(jiǎn)單的爆炸圖和動(dòng)畫演示基本操作。按時(shí)交作業(yè)，掌握建立配合的方法；不能夠?qū)ρb配體進(jìn)行干涉檢查與統(tǒng)計(jì)；不能為裝配體生成簡(jiǎn)單的爆炸圖和動(dòng)畫演示。不按時(shí)或不交作業(yè)，不能夠掌握建立配合的方法及應(yīng)用于不同情況下的裝配操作；不能夠?qū)ρb配體進(jìn)行干涉檢查與統(tǒng)計(jì)；不會(huì)為裝配體生成簡(jiǎn)單的爆炸圖和動(dòng)畫演示。每次作業(yè)按百分制評(píng)分，以所有作業(yè)的平均成績(jī)計(jì)入總成績(jī)。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)課程目標(biāo)優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標(biāo)1（24%）按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，清楚實(shí)驗(yàn)的目的、零件模型符合尺寸要求且結(jié)構(gòu)完整；工程圖符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)完整、清晰；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范。按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，清楚實(shí)驗(yàn)的目的、零件模型符合尺寸要求結(jié)構(gòu)較完整；工程圖較符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)較完整、清晰；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫較規(guī)范。按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，清楚實(shí)驗(yàn)的目的、零件模型符合尺寸要求，結(jié)構(gòu)基本完整；工程圖基本符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)基本完整、清晰；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，清楚實(shí)驗(yàn)的目的、零件模型基本符合尺寸要求，結(jié)構(gòu)不完整；工程圖不符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)不完整、清晰；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫欠規(guī)范。不按要求預(yù)習(xí)，不按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；不清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，零件模型不符合尺寸且結(jié)構(gòu)不完整；不會(huì)生成工程圖；實(shí)驗(yàn)報(bào)告錯(cuò)誤較多。課程目標(biāo)2（16%）按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝配體結(jié)構(gòu)完整，配合正確，爆炸圖符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫合理。按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝配體結(jié)構(gòu)完整，配合正確，爆炸圖較符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫較合理。按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝配體結(jié)構(gòu)完整，配合正確，爆炸圖基本符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫基本合理。按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝配體結(jié)構(gòu)完整，配合基本正確，爆炸圖不符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫不合理。不按照要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，不并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝配體結(jié)構(gòu)不完整，配合不正確，爆炸圖不符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫不合理。期末考核與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)考核內(nèi)容評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-100分80-89分70-79分60-69分<60分課程目標(biāo)1（24%）主要考核復(fù)雜草圖的繪制及編輯、主要特征建模的操作方法、各種典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模及各種模型高級(jí)編輯和生成工程圖紙技巧的掌握。零件模型尺寸＞90%符合要求、零件結(jié)構(gòu)90%部分完整且正確，工程圖符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)＞90%完整，表面粗糙度、尺寸、公差標(biāo)注＞90%正確，裝配體工程圖零件序號(hào)、明細(xì)欄、尺寸＞90%完整。零件模型尺寸＞80%符合要求、零件結(jié)構(gòu)80%完整且正確，零件和裝配體工程圖符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)＞80%完整，表面粗糙度、尺寸、公差標(biāo)注＞80%正確，裝配體工程圖零件序號(hào)、明細(xì)欄、尺寸＞80%完整。零件模型尺寸＞70%符合要求、零件結(jié)構(gòu)70%完整且正確，零件和裝配體工程圖符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)＞70%完整，表面粗糙度、尺寸、公差標(biāo)注＞70%正確，裝配體工程圖零件序號(hào)、明細(xì)欄、尺寸＞70%完整。零件模型尺寸＞60%符合要求、零件結(jié)構(gòu)60%完整且正確，零件和裝配體工程圖符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)＞60%完整，表面粗糙度、尺寸、公差標(biāo)注＞60%正確，裝配體工程圖零件序號(hào)、明細(xì)欄、尺寸＞60%完整。零件模型尺寸不符合要求、零件結(jié)構(gòu)不完整且不正確，零件和裝配體工程圖符合要求，零件結(jié)構(gòu)表達(dá)不完整，表面粗糙度、尺寸、公差標(biāo)注不正確，裝配體工程圖零件序號(hào)、明細(xì)欄、尺寸不完整。課程目標(biāo)2（16%）考核建立配合的方法及應(yīng)用于不同情況下的裝配操作；對(duì)裝配體進(jìn)行干涉檢查與統(tǒng)計(jì)；為裝配體生成簡(jiǎn)單的爆炸圖。裝配體結(jié)構(gòu)完整，配合＞90%正確，爆炸圖＞90%符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫＞90%合理。裝配體結(jié)構(gòu)完整，配合＞80%正確，爆炸圖＞80%符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫＞80%合理。裝配體結(jié)構(gòu)完整，配合＞70%正確，爆炸圖＞70%符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫＞70%合理。裝配體結(jié)構(gòu)完整，配合＞60%正確，爆炸圖＞60%符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫＞60%合理。裝配體結(jié)構(gòu)不完整，配合不正確，爆炸圖不符合要求，運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫不合理。六、教學(xué)基本要求教師在課堂應(yīng)對(duì)基本概念、基本理論和軟件操作方法進(jìn)行必要的講授，并詳細(xì)講解每章的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。重點(diǎn)講授草圖的基本知識(shí)及操作，特征建模的基本方法及操作，裝配的基本原理及操作，工程圖及表達(dá)視圖的生成四個(gè)環(huán)節(jié)。講授中應(yīng)注意理論聯(lián)系實(shí)際，通過必要的案例展示、討論，啟迪學(xué)生的思維，加深學(xué)生對(duì)有關(guān)概念、理論等內(nèi)容的理解，并應(yīng)采用多媒體輔助教學(xué)，加大課堂授課的知識(shí)含量。在主要章節(jié)講授完之后，要布置一定量的案例，提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。通過本課程應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生掌握三維建模的基本理論及分類、特征建模及參數(shù)化建模的基本概念及操作方法、零件裝配的方法與步驟、工程圖及表達(dá)視圖的生成等，了解三維建模的基本思路及操作過程；了解常用四大類零件的典型結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；掌握典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的建模步驟；掌握自頂向下和自下向上的兩種裝配方法及檢查裝配干涉的操作步驟；掌握不同表達(dá)的工程圖的生成步驟及爆炸圖的表達(dá)方法，了解簡(jiǎn)單的裝配動(dòng)畫的操作步驟。特別是通過課堂講授，結(jié)合《現(xiàn)代工程圖學(xué)》的內(nèi)容，使學(xué)生能夠?qū)⑷S建模的概念與方法應(yīng)用到機(jī)械裝備系統(tǒng)的表達(dá)中去。對(duì)學(xué)生的要求：預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)是常態(tài)學(xué)習(xí)過程；認(rèn)真完成教師布置的作業(yè)；上課要認(rèn)真聽講，與教師互動(dòng)，積極發(fā)言；有問題要及時(shí)答疑，不得隨意缺課。認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后能分析、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。七、教學(xué)方法1、闡述三維建模基本概念與建模原理，為后續(xù)