机械CAX应用技术

1、中国海洋大学本科生课程大纲课程名称机械CAX应用技术(Mechanical CAX application technology)课程代码082103201281课程属性专业知识课时/学分64/2 分课程性质选修实践学时责任教师张庆力、金玉丽课外学时一、课程介绍（课程描述、设计思路、课程对毕业能力达成的贡献）1 课程描述：本课程为专业层次上的选修课，是机械设计制造及其自动化专业课 程 教学环节。课程以讣算机辅助绘图及三维造型主题，培养学生利用讣算机表达设讣 意图的能力，以及机械设计中的团队意识和沟通能力，加强学生工程图的表达能力， 掌握现代设计基本方法，通过对本课程的学习，学生充分掌握AUTO

2、CAD及三维造型软 件的基本原理和应用方法及技巧，并将熟练地应用于机械设计、机械制造中。初步具 备讣算机辅助设讣与制造方面的应用能力，培养学生的创新精神和细致的科学态度。2.设计思路：课程开设依据、课程内容（或项口）选择标准、内容编排顺序；根据机械设计制造及其自动化专业的毕业要求，为达成能力矩阵1.4、2.1、2.2、2.3、3.1、3.3、3.5、4. 4 项要求见下表。序号讲授内容机械设讣制造及其自动化专业毕业生能力要求1.42. 12.22.33. 13.33.54.41计算机图形学简介2机械专业工程图的绘制3机械专业二维设计方法4三维图转换为二维图的方法具体教学要求如下：1）了解CAD

3、、CAM、CAE的基本概念及未来的发展方向。2）理解计算机图形学的基本知识。-11 -3）掌握AUTOCAD软件的应用。4）掌握NX等三维造型软件造型的方法及应用。5）掌握三维造型后工程图的生成方法。6）了解汁算机辅助多体动力学分析及有限元分析的应用方法及在机械设计中的作 用。在学习了画法儿何与机械制图课程之后，为提高设讣效率及质量，以计算机辅助 设讣为主线，主要介绍计算机辅助设讣、制造、工程分析的基本概念及应用，在利用 AUTOCAD软件完成计算机辅助2D图纸的绘制的基础上，讲述三维造型的方法及应用， 3D实体生成工程图等，在三维造型基础上介绍CAM及CAE的有关知识。安排8学时的 实验加强

4、对理论知识的理解。具体内容编排如下：2. 1绪论（4学时）2. 1. 1主要内容:(1)CAD、 CAM、CAE的基本概念;(2)CAD、 CAM、CAE硬件系统的组成及发展历程;(4)CAD、 CAM、CAE软件系统的组成及发展历程;课程的教、学方法。2.1.2教学要求:（1）了解CAX的基本概念及其特点。（2）掌握CAX系统的组成及选用方法。（3）了解本课程学习的基本内容。2. 1.3重点：CAX系统的组成及选用方法2. 1.4其它教学环节：随堂讨论或课后作业。2.2第二章讣算机图形学简介（2学时）-11 -2.2. 1主要内容：（1）计算机图形学的基本内容。（2）计算机生成图形的方法。（

5、3）图形变换、三视图的生成原则。（4）三维造型技术的方法等。2.2.2教学要求：（1）了解计算机图形学的作用、特点及基本内容。（2）掌握直线及圆弧的计算机生成方法。（3）掌握2D图形的变换原理，了解3D图形的变换原理。（4）了解3D图形的生成方法。2.2.3重点：2D图形的变换方法。难点：图形的变换方法。2. 2. 4其它教学环节：课后作业及课堂讨论。2.3计算机绘制工程图（30学时）2. 3. 1主要内容：（1）AutoCAD的基本操作、绘图基础（2）图层的使用和绘图环境的设置（3）绘图、编辑、修改命令使用及AutoCAD辅助绘图功能（4）图形中添加文字、创建和使用图块、尺寸标注（5）专业图

6、的绘制（6）输出二维工程图的方法（7）阶段总结及课内练习2. 3. 2教学要求:-11 -（1）了解AutoCAD及其特点，软硬件环境要求：AutoCAD启动、关闭，绘图界面 等。了解AutoCAD软件及其特点，软硬件环境要求。（2）掌握坐标法绘图；掌握极轴、对象捕捉、对象追踪配合绘图的方法，了解坐 标系。（3）掌握图层的概念；掌握图层的创建与管理、掌握绘图环境的设置方法和步骤。（4）掌握常用绘图和编辑命令，能用编辑命令绘制较复朵的图形（5）掌握文字样式的设置；掌握单行文字与多行文字的注写与修改。（6）掌握尺寸标注样式的创建方法；掌握标注尺寸的方式；了解尺寸标注样式管 理器；掌握尺寸标注样式的

7、修改方法；了解尺寸标注样式的替代及比较。（7）掌握附属块和独立块的创建；掌握块的插入；了解定义和使用图块属性、修 改图块。（8）掌握绘制专业图的方法。（9）了解打印设备的配置；了解打印样式及打印样式表；了解模型空间输出图形 和从图纸空间输出图形。2.3.3重点：修改系统配置选项、点的基本输入方式；图层的创建与管理、特殊字 符的输入、绘图环境的设置方法。绘图命令的使用；编辑命令的应用；极轴、对象捕 捉、对象追踪配合绘图的方法；尺寸标注样式的创建方法；标注尺寸的方式：创建和 使用块。难点：AutoCAD各命令的融会贯通：创建带属性的块；极轴、对象捕捉、对 象追踪配合绘图的方法。2. 3. 4其它教

8、学环节：课堂练习，随堂讨论、课堂演示。2. 4三维CAD数据文件及转换（2学时）2.4. 1主要内容:-11 -（1）三维文件的输出格式及转换。（2）NX文件与其他类型文件的转换。2.4.2教学要求：（1）掌握三维软件文件的输出格式，常用的中间格式的数据文件及其优缺点。（2）具备NX软件的文件格式和其他格式的文件的导入导出的技能。（3）理解文件格式的转换的原理及转换过程中的误差生成原理。（4）了解不同软件之间文件格式转换的必要性及基本方法。2.4. 3重点：数据文件的转换方法及中间格式数据文件的类型及作用。难点：NX格式文件和不同类型的数据文件导入导出的方法。2. 4. 4其它教学环节：随堂讨

9、论，课堂练习。2. 5零件的三维造型（12学时，含4学时实验学时）2. 5.1主要内容：以NX系列软件为例讲述点、线、面、体等儿何要素的生成原则及方法2. 5. 2教学要求：（1）掌握创建点、基本曲线、点生面、线生成面、扫描成体、体素特征及特征建 模等命令的使用方法。（2）理解儿何要素的相关性及形成方法，特征定位的原理及方法。（3）了解直线圆弧、一般二次曲线的生成方法，表达式的使用方法等。（4）理解步进电机、直流/交流伺服电机的工作原理、应用和调速方法。2.5.3重点：创建点、基本曲线、点生面、线生成面、扫描成体、体素特征及特征 建模等命令的使用方法。难点：特征定位及表达式的使用方法。2. 5

10、. 4其它教学环节：随堂讨论，课堂演示实验。-11 -2. 6部件的三维造型（4学时）2.6. 1主要内容：（1）部件装配的基本概念、术语。（2）装配约束。（3）自底向上及自顶向下装配方法。（4）WAVE儿何连接器的使用。2.6.2教学要求：（1）掌握装配约束的方法、原理及应用。（2）熟练应用自底向上及自顶向下装配方法。（3）了解WAVE儿何连接器的使用方法2.6.3重点：装配约束的类型及应用。难点：WAVE儿何连接器的应用。2. 6. 4其它教学环节：随堂讨论。2. 7工程图（6学时）2. 7. 1主要内容：（1）工程图的概念。（2）首选项的设定。（3）三维实体装工程图的方法即实现形式。（4

11、）技术要求的标注。2. 7. 2教学要求：（1）掌握工程图首选项的设定方法。（2）熟练应用三维实体转换为工程图的方法生成工程图。（3）熟练掌握工程图技术要求的标注方法。-11 -2. 7.3重点：三维实体生成工程图的方法。难点：首选项的设置。2. 7. 4其它教学环节：随堂讨论，课堂练习。2. 8阶段性总结，课内练习（4学时）2. 8. 1主要内容（1）三维造型设计阶段性总结。（2）课内练习3. 课程与其他课程的关系：3.1先修课程：画法儿何与机械制图3. 2后续课程：机械设计、机械制造技术基础、机电系统计算机控制、先进制造技 术及各类课程设计。二、课程目标通过对本课程的学习使学生掌握三维造型

12、的基本概念，培养学生的三维造型设计 能力，理解三维设计的一般流程，了解计算机图形学的一般知识，三维造型的重要性 等，具备利用三维设计软件进行三维造型的能力。学生应掌握利用交互式绘图方法绘 制工程图样的方法、步骤及基本技巧；具有一定实践体会和相关的应用能力。基本要求：学通过本课程的学习，学生应具备绘制工程图样的知识和技能，学生应该具有三 维造型的一般知识，能够使用三维造型软件进行三维造型设讣，能熟练地进行零部件 建模，并且能够生成工程图。在学习本课程前，需要学生掌握画法儿何与机械制图的 基本知识。三、学习期望-11 -为提高课程的教学质量，要求学生在课询参考教学大纲以及相关教材，预习相 关内容，

13、并提出问题，课堂随机提问并进行解答，课后根据要求完成作业。四、进度计划（时间顺序、讲授内容、指定阅读资料、课下作业）序号专题 或主题计划课时主要内容概述(1)CAD、CAM、CAE的基本概念：(2)CAD、CAM、CAE硬件系统的组成及发展历程：1绪论4(3)CAD、CAM、CAE软件系统的组成及发展历程：(4)课程的教、学方法；(1)计算机图形学的基本内容：(2)计算机生成图形的方法：2计算机图形学简介2(3)图形变换、三视图的生成原则：(4)三维造型技术的方法等：（1） AutoCAD的基本操作（2）图层的使用和绘图环境的设置(3)绘图、编辑、修改命令使用及AutoCAD辅3计算机绘制工程

14、图30助绘图功能(4)图形中添加文字、创建和使用图块、尺寸标注(5)零件图、装配图的绘制(6)输出二维工程图的方法-11 -（7）阶段总结及课内练习4三维CAD数据文件及转 换2（1）三维文件的输出格式及转换。（2）NX文件与其他类型文件的转换。5零件的三维造型12以NX系列软件为例讲述点、线、面、体等几何要素的生成原则及方法6部件的三维造型4（1）部件装配的基本概念、术语。（2）装配约朿。（3）自底向上及自顶向下装配方法。（4）砒VE几何连接器的使用。7工程图6（1）工程图的概念。（2）首选项的设定。（3）三维实体装工程图的方法即实现形式。（4）技术要求的标注。8阶段性总结，课内练习4（1）

15、三维造型设计阶段性总结。（2）课内练习五、参考教材明确学生课程学习使用的教材及其他推荐参考文献或书籍，注明：名称、作者、岀版社.出版日期等信息。1、选用教材-11 -计算机三维设计基础丁华、张庆力主编.科学出版社，2016年第1版.UutoCAD2004中文版实用教程，蔡希林编著，清华大学出版社，2004年1月第1版。2、主要参考书AutoCAD2010中文版入门进阶精通,钟日铭等编著，机械工业出版社,2010年1月。识、成绩评定（过程考核、综合评价）1、考核方式：考察。2、评价体系：课程考核成绩山平时成绩和阶段性练习成绩构成，平时成绩根据课堂讨论、课后作业、实验等评定。考核各部分的比重：平时成绩：40 %,期末综合练习：60 %期末综合练习60%平时成绩出勤20%30%作业40%实验40%总分100%1）平时成绩的评分标准平时成绩的得分等于各项