《机械CAD基础Ⅰ》课程教学大纲

PAGE1《机械CAD基础Ⅰ》课程教学大纲课程编码：412009课程名称：机械CAD基础Ⅰ英文名称：FundamentalsofMechanicalCADI开课学期：2学时/学分：28/1.5课程类型：学科基础课开课专业：机械工程、机械工程（卓越工程师教育培养计划）、工程力学、工业工程；车辆工程、车辆工程（卓越工程师教育培养计划）、工业设计、热能与动力工程；无机非金属材料工程、材料科学与工程、材料成型与控制工程；交通运输（汽车运用工程）、物流工程、汽车服务工程；农业机械化及其自动化、包装工程、农业机械化及其自动化（卓越工程师教育培养计划）。选用教材：潘志刚等主编：《CATIAV5R21实用基础教程》，科学出版社，2015年2月第一版。主要参考书：尤春风编著：《CATIA机械设计》，清华大学出版社，2002。宁贵欣编著：《CATIAV5工业造型设计实例教程》，清华大学出版社，2004。李苏红等主编：《CATIAV5实体造型与工程图设计》，科学出版社，2008年2月第一版。一、课程简介：【课程名称】《机械CAD基础Ⅰ》（28学时/1.5学分，春季）[CourseName]FundamentalsofMechanicalCADI(28studyhours/1.5credits,SpringSemester)【教学目的】《机械CAD基础Ⅰ》是面向机械类专业学生开设的技术基础课。本课程使用的三维计算机辅助设计软件是CATIA，培养学生了解三维设计软件的技术基本原理、方法及应用，为他们在后续的专业课及课程设计中利用CATIA软件铺垫坚实的基础。[CourseObjects]“FundamentalsofMechanicalCADI”isadisciplinebasiccourseforthestudentsmajorinmechanical.3DcomputeraideddesignsoftwareusedinthiscourseisCATIA.Theobjectofthiscourseistocultivatethestudentsbeingfamiliarwiththebasicprinciples,basicmethodsandtheirapplicationsof3Dcomputeraideddesignsoftware,andtolayasolidfoundationforsubsequentrelatedcourses.【教学内容】课程主要介绍了三维软件CATIA的基本知识、软件的草图设计功能、零件设计功能、曲面设计功能和装配设计功能。对各功能区域中常用工作命令的使用方法和具体应用进行逐一讲解，并详细介绍了由实体模型转化为二维工程图的制图方法。本课程的先修课程为：《工程图学AI》[TeachingContents]Thiscoursemainlyintroducesthebasicknowledgeof3Dcomputeraideddesignsoftware–CATIA.Thecontentsofthecourseincludethefunctionsofsketchdesign,partdesign,curvedsurfacedesignandassemblydesign.Theusingmethodofthecommonlyusedcommandsandtheirapplications,andalsothetransformationmethodfrom3Dmodelto2Dworkingdrawing,willbetaughtindetail.ThepreliminaryrequirementcoursesincludeEngineeringGraphicsAI.【授课对象】本课程的授课对象为机械工程、机械工程（卓越工程师教育培养计划）、工程力学、工业工程；车辆工程、车辆工程（卓越工程师教育培养计划）、工业设计、热能与动力工程；材料科学与工程、材料成型及控制工程；交通运输类（汽车运用工程）、汽车服务工程；农业机械化及其自动化、农业机械化及其自动化（卓越工程师教育培养计划）、包装工程专业的本科生。[TargetStudents]Thetargetstudentsofthiscoursemainlyaretheundergraduatesinmechanicalengineering,mechanicalengineering(outstandingengineereducationprogram),engineeringmechanics,automobileengineering,automobileengineering(outstandingengineereducationprogram),industrydesign，thermalenergyandpowerengineering,materialscienceandengineering,materialformingandcontrollingengineering,automobileapplicationengineering,automobileserviceengineering,agriculturalmechanizationandautomation,agriculturalmechanizationandautomation(outstandingengineereducationprogram),packagingengineering.二、课程目标通过课程的学习，使学生了解一种先进的实体建模技术和现代设计手段；掌握三维建模软件CATIA中草图设计、零件设计、装配设计和工程图设计四个模块的使用方法；能够建立零件和部件或产品的三维数字模型，并能在此基础上创建他们的二维工程图。（支撑毕业要求指标点4.3）三、各章节内容及学时分配第一章CATIAV5软件介绍与基本操作（2学时）教学目的与要求了解CAD技术的产生与发展，简述CATIA软件的发展过程及其应用领域，介绍软件的启动、用户界面、软件的基本操作、通用工具栏的设置、文件的管理等。教学内容一、CAD技术的产生与发展二、CATIA软件的启动与界面三、CATIA软件用户界面的定制1.Standard工具栏2.Views工具栏3.Select工具栏四、CATIA软件的文件管理考核要求了解：CAD发展历史及在我国应用状况理解：CATIA软件的建模原理和实体造型的基本过程掌握：CATIA软件的基本操作，通用工具栏的设置。第二章草图设计（2学时）教学目的与要求掌握“草图设计”工作台进入和退出的方法，草图基准工作面的选择技巧；熟悉使用Sketcher（草图编辑器）模块绘制、编辑二维草图轮廓，掌握草图约束方法，各种尺寸参数的输入方法及修改方法。教学内容一、进入和退出“草图设计”工作台“草图设计”工作台的进入和退出二、常用辅助工具栏简介1、草图（Sketchtools）工具工具栏2、选择（Select）工具栏三、草图编辑器（Sketcher）模块1.绘图（Profile）工具栏2.编辑（Operation）工具栏3.约束（Constraints）工具栏考核要求了解：二维草图绘制的基本操作方法理解：各种特征定义对话框的作用及各种参数的设定掌握：如何绘制一个符合建模要求的草图轮廓第三章组合体造型设计（6学时）教学目的与要求在已完成的草图基础上，学会利用组合体造型设计中Sketch-BasedFeatures（基于草图特征）模块建立组合体的三维立体模型。教学内容一、零件设计工作台简介及用户界面1.“零件设计”工作台的进入和退出2.组合体造型中其用户界面及工具条的设置二、组合体造型设计1.基于草图特征（Sketch-BasedFeatures）工具栏2.参考元素（ReferenceElement）工具栏考核要求了解：三维立体建模的基本操作方法理解：各种特征定义对话框的作用及各种参数的设定掌握：参数化实体造型的操作过程及各参数对立体建模的影响第四章零件设计（4学时）教学目的与要求熟练使用修饰特征（Dress-UpFeatures）对零件进行进一步修改，学会利用转换特征（TransformationFeatures）进行实体的管理和操作。教学内容一、修饰特征（Dress-UpFeatures）工具栏二、转换特征（TransformationFeatures）工具栏三、布尔操作（BooleanOperations）工具栏简介考核要求了解：三维建模编辑特征和变换特征包含的操作命令种类理解：三维立体模型的编辑和变换方法掌握：各种三维立体模型的修饰和变换方法，相应命令的操作方法。第六章装配设计（2学时）教学目的与要求掌握AssemblyDesign（装配设计）模块中的ProductStructureTools（产品结构工具）、Move（移动）及Constraints（约束）等工具栏图标命令的功能及操作要领，建立产品或部件的数字模型。教学内容一、装配设计工作台简介二、产品结构工具（ProductStructureTools）工具栏三、移动部件（Move）工具栏四、零部件之间约束（Constraints）工具栏考核要求了解：在CATIA中将零件装配成部件或设备的操作方法理解：运用罗盘和移动对话框移动和旋转零件或部件，调整零件或部件的位置。掌握：零件之间的装配约束定义，按各零件间的配合关系组装零件。第七章工程图设计（4学时）教学目的与要求掌握Drafting（工程图）模块中的Views（视图）、Drawing（图纸）、Dimensioning（尺寸标注）、Annotations（注释）、DressUp（装饰）、TextProperties（文字特性）、DimensionProperties（尺寸特性）及Tools（工具）等工具命令的使用，熟练创建零件或部件工程图并能够对不符合要求的图形进行修改。教学内容一、工程图工作台简介二、创建工程图的一般过程三、选择投影方向、创建基本视图四、创建剖视、断面、局部放大等其他视图五、修改视图、标注尺寸、输入文字说明及技术要求考核要求了解：创建工程图的一般过程理解：定制图纸格式和“编辑视图布局”的方法。掌握：创建主视图和其他视图的方法以及正确标注尺寸。四、实验实验目的与任务熟悉CATIA的界面和基本操作，了解各个界面的基本设置和工具条的配置，熟练使用零件设计、草图编辑器、曲面造型、装配设计及生成工程图等5个机械设计模块进行零件及部件造型设计及创建工程图。实验教学基本要求五次上机实验（8学时+4学时）(1)熟悉三维绘图软件(CATIA)的启动方法、各种工具条的设置及使用方法，掌握零件设计和草图设计两个模块间的转换方法，掌握草图的绘制方法和操作步骤，熟悉尺寸的输入和修改方法，绘制一个符合建模要求的草图轮廓。（2学时）（2）熟悉立体模型的生成方法，了解一般零件的绘图技巧，掌握各种构型命令的操作步骤及其中的参数设定，学会通过运用组合体构型功能绘制简单的立体模型。（2学时）(3)熟悉立体建模的编辑功能，了解一些零件的绘图技巧，掌握各种三维立体建模变换特征的操作方法和相关参数的设定，学会通过运用编辑功能绘制较为复杂的零件。（2学时）(4)熟悉由三维立体模型生成工程图的方法，灵活运用机件的各种表达方法，运用（Drafting）模块中视图（Views）工具栏命令生成工程图，并进行尺寸标注、技术要求标注、文字注释和必要的图形修改。（2学时）(5)了解三维绘图软件(CATIA)在3D打印机中的运用，简单了解3D打印机的操作方法，将在三维绘图软件(CATIA)中绘制的三维虚拟模型通过3D打印机生成实体模型。（4学时）实验教材或指导书《CATIAV5实体造型与工程图设计》，科学出版社，2008年2月第一版实验项目一览表序号实验项目内容提要实验类型学时分配主要仪器设备备注1草图设计熟悉软件界面、基本操作步骤、草图绘制方法，能基于草图生成简单的立体模型。验证性2计算机必修2组合体构型设计熟悉立体模型的生成方法，了解一般零件的绘图技巧，能绘制简单的立体模型。验证性2计算机必修3零件设计熟悉立体建模的编辑功能，了解常用零件的绘图技巧，能绘制复杂的立体模型。验证性2计算机必修4二维工程图设计由实体模型生成各种工程图，并进行尺寸标注、技术要求标注。验证性2计算机必修5打印实体模型将在CATIA中绘制的三维立体模型通过3D打印机打印出实体。设计性4计算机3D打印机选做五、课外上机1、上机目的与任务通过上机操作练习，使学生能对每次上课讲