CADCAM-智能制造-课程教学大纲

《CAD/CAM》本科课程教学大纲一、课程基本信息课程名称（中文）CAD/CAM（英文）CAD/CAM课程代码2080001课程学分2课程学时32理论学时16实践学时16开课学院机电学院适用专业与年级本科专业三、四年级的本科生课程类别与性质专业选修课考核方式考查选用教材《UGNX数控加工从入门到精通》，

ISBN中国水利出版社，2021年12月是否为马工程教材否先修课程机械制图、互换性与测量技术、机械设计、机械制造工艺等课程简介《CAD/CAM》是机械设计制造及其自动化专业的一门实践性很强的专业选修课，通过本课程的学习，可以使学生了解UG软件中CAD/CAM常用功能，理解CAD曲线和草图曲线约束，掌握中等难度的三维零件的建模和铣削加工，以及后置处理生成数控机床加工程序。本课程的主要任务是使学生获得计算辅助设计和计算辅助制造的基本知识；掌握典型零件的三维实体建模和UG软件数控编程；具备对中等难度的三维零件的建模和制造的基本能力。为从事现代机械制造技术方面为计算机辅助设计、制造和管理工作打下坚实的基础。选课建议与学习要求《CAD/CAM》是面向机械设计制造及其自动化本科三、四年级的一门实践性很强的专业选修课，要求学生具有机械制图、互换性与测量技术、机械设计、机械制造工艺等等课程基础知识。

二、课程目标与毕业要求（一）课程目标类型序号内容知识目标1理解CAD/CAM技术的基本概念，掌握计算机辅助几何造型中曲线、曲面、实体造型理论2掌握计算机辅助数控编程理论和方法技能目标3具有阅读、绘制工程图的能力，同时具备将一定中等难度的零件图纸建立零件的三维模型且能将三维模型转化为工程图纸的能力。4具备数控加工的基本知识，能对零件进行粗加工、半精加工和精加工、并产生数控加工程序的能力。素养目标(含课程思政目标)5培养自我学习的意识与能力，具备在相关领域跟踪、发展新理论、新知识及新技术的能力6培养科学严谨、求真务实的学习态度和工作作风，及密切联系实际生产的工匠精神（二）课程支撑的毕业要求1工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和机械专业知识用于解决机械产品设计、制造和运行控制等有关的机械领域复杂工程问题。1-1能将数学、自然科学、工程科学的语言工具用于机械领域复杂工程问题的表述；3设计/开发解决方案：能够设计针对机械领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3-1掌握机械工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。5使用现代工具：能够针对机械领域复杂工程问题，开发、选择或使用恰当的技术、资源、现代工具和信息技术工具，实现对复杂机械工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。5-2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具、仿真方法和计算机软件，对机械领域复杂工程问题进行分析、计算与设计。8职业规范：具有社会主义核心价值观、诚实劳动意识，具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。8-3理解工程师对公众的安全、健康和福祉，以及环境保护的社会责任，能够在工程实践中自觉履行责任。（三）毕业要求与课程目标的关系毕业要求指标点支撑度课程目标对指标点的贡献度1工程知识1-1H1理解CAD/CAM技术的基本概念，掌握计算机辅助几何造型中曲线、曲面、实体造型理论50%2掌握计算机辅助数控编程理论和方法50%3设计/开发解决方案3-1H5培养自我学习的意识与能力，具备在相关领域跟踪、发展新理论、新知识及新技术的能力100%5使用现代工具5-2H3具有阅读、绘制工程图的能力，同时具备将一定中等难度的零件图纸建立零件的三维模型且能将三维模型转化为工程图纸的能力。50%4具备数控加工的基本知识，能对零件进行粗加工、半精加工和精加工、并产生数控加工程序的能力。50%8职业规范8-3M6培养科学严谨、求真务实的学习态度和工作作风，及创新精神和工匠精神100%三、课程内容与教学设计（一）各教学单元预期学习成果与教学内容第一单元CADCAM技术概述第一单元CADCAM技术概述（一）教学内容介绍CADMCAM技术，CAD/CAM系统组成等概念；CADCAM与制造模式以及CADCAM技术的发展概况；以及常见的几何建模软件。（二）教学要求了解CADCAM技术发展概况（三）重点与难点比较传动的设计制造流程与以CAD/CAM为核心的设计制造流程。第二单元计算机辅助设计第二章曲线的绘制（一）教学内容以UG软件使用为例，介绍软件各功能模块、菜单栏和工具栏的使用、文件的建立、打开和保存、坐标系的显示、隐藏与设置；以及曲线的种类和绘制曲线的相关知识。（二）教学要求1.了解UGNX10.0各功能模块、菜单栏和工具栏的使用、文件的建立、打开和保存、坐标系的显示、隐藏与设置。2.掌握曲线的种类与绘制曲线相关的知识。3.掌握规律曲线的绘制4.图绘制功能绘制中等难度的平面图和各种函数的绘制。（三）重点与难点1.UGNX10.0各功能模块、菜单栏和工具栏的使用、坐标系的显示、隐藏与设置。2.曲线的种类（如直线、圆弧、基本曲线、矩形、多边形、椭圆、抛物线、螺旋线等）与绘制曲线。3.表达式和规律曲线。第三章草图绘制（一）教学内容软件中视图布局和工作层的使用、草图工作平面草图首选项；介绍草图曲线绘制：如直线和圆弧曲线等绘制；介绍草图中的几何约束：如共线、平行、相切和同心等约束命令的使用。（二）教学要求1.掌握草图曲线的快速尺寸、线性尺寸、径向尺寸、角度尺寸等尺寸约束。2.用草图绘制中等难度的平面曲线图实例，较全面地掌握草图绘制。（三）重点与难点1.掌握和灵活使用草图绘制的各种指令；2掌握和灵活使用草图绘制的几何约束指令；3掌握和灵活使用草图绘制的尺寸约束指令；4能用草图绘制中等难度的平面曲线图，并标注尺寸等。第四章三维实体建模（一）教学内容圆柱体、长方体、球等三维实体的创建；三维实体求和、求差、求交等布尔运算；拉伸和旋转等获得三维实体；（二）教学要求1、掌握圆柱体、长方体、球等三维实体创建。2、掌握三维实体求和、求差、求交等布尔运算的结果。3、掌握用拉伸和旋转等获得三维实体的操作和应用4、灵活应用求和、求差和求交等布尔运算应用于创建轴和齿轮和减速器箱盖的三维实体。5、灵活应用抽壳、阵列特征和镜像特征等，能灵活运用这些特征简化实例3三维建模。（三）重点与难点1.拉伸创建三维实体2.求和、求差和求交等布尔运算对三维实体进行求和、求差和求交运算3.抽壳、阵列特征和镜像特征等关联复制特征。第五章工程制图（一）教学内容介绍工程制图的功能命令，如何添加基本视图、剖视图；根据工程图添加各种视图并根据工程图添加各种中心线，同时添加尺寸、形位公差、基准、表面粗糙度等（二）教学要求灵活应用工程制图各功能命令将三维零件转化为工程图；同时添加尺寸、形位公差、基准、表面粗糙度等。（三）重点与难点运用三维实体建模各功能命令，对零件进行三维建模，并灵活应用工程制图各功能命令将三维零件转化为工程图。第六章装配（一）教学内容介绍装配部件中子装配和整体装配等概念；在装配环境中添加组件、新建组件、移动组件，并使用装配约束约束各子部件之间的位置关系。（二）教学要求1.理解装配部件中子装配和整体装配等概念。2.掌握主要装配功能命令。3.掌握添加组件、新建组件、新建父对象、替换组件。4.掌握移动组件、装配约束。（三）重点与难点灵活应用装配模块中添加部件和装配约束，进行装配练习。第三单元运动仿真第七章运动仿真（一）教学内容设置运动单元中的固定连杆、活动连杆；介绍运动副的类型：转动副、移动副、螺旋副、齿轮副和点在线上等运动副；介绍恒定、简谐和函数等驱动方式；添加标记和追踪，输出运动仿真的结果。（二）教学要求1.掌握固定连杆、活动连杆的设置。2.掌握转动副、移动副、螺旋副、齿轮副和点在线上等运动副的设置。3.掌握恒定、简谐和函数等驱动的设置。4.掌握添加标记和追踪，并准确输出运动仿真的结果。（三）重点与难点1.理解固定连杆、活动连杆的设置，以及参数的含义。2.了解转动副、移动副、螺旋副、齿轮副和点在线上等运动副的设置，以及运动副的含义。3.掌握恒定、简谐和函数等驱动的设置，以及理解驱动函数中的参数的含义。4.掌握添加标记和追踪，并能准确输出运动仿真的结果。第四单元CAM编程基础第八章UGNXCAM编程基础（一）教学内容介绍交互式编程的基本过程；设置加工坐标，以及对应的数控加工G代码的含义；工件创建，包括加工零件、毛坯、夹具（检查体）、切削区域、修剪边界的含义；刀具创建，以及刀具参数与刀具补偿；设置刀轨，包括粗加工、半精加工、精加工、切削模式、刀具步距、切削深度、切削参数、非切削参数、进给率和速度，创建平面零件加工、曲面零件等加工工序。（二）教学要求1.了解交互式编程的基本过程。2.掌握加工坐标的设置，以及对应的数控加工G代码。3.掌握工件创建，包括加工零件、毛坯、夹具（检查体）、切削区域、修剪边界。4.掌握刀具创建，以及刀具参数与刀具补偿。5.掌握刀轨设置，包括粗加工、半精加工、精加工、切削模式、刀具步距、切削深度、切削参数、非切削参数、进给率和速度6.掌握创建平面零件加工、曲面零件等加工工序。（三）重点与难点1.加工坐标与对应的数控加工G代码。2.根据零件和加工工序，适当选择加工零件、毛坯、夹具（检查体）、切削区域、修剪边界等几何体的设置。3.刀具参数的设置，刀具补偿与对应的数控加工G代码。4.根据零件和加工工序，适当选择切削模式、刀具步距、切削深度、切削参数、非切削参数、进给率和速度。（二）教学单元对课程目标的支撑关系课程目标教学单元123456第一单元CADCAM技术概述√√√√√第二单元计算机辅助设计√√√√√第三单元运动仿真√√√√√第四单元CAM编程基础√√√√√（三）课程教学方法与学时分配教学单元教与学方式考核方式学时分配理论实践小计第一单元CADCAM技术概述案例式教学：教学过程中结合实际案例，采用启发式问答、小组讨论、案例分析、课堂演示等多种教学方式，使学生在学习过程中积极参与，形成探究、思考、交流和讨论的学习氛围。1）课堂随机提问和回答问题环节，确认每位同学对知识的掌握程度；2)测验及作业22第二单元计算机辅助设计案例式教学：教学过程中结合实际案例，采用启发式问答、小组讨论、案例分析、课堂演示等多种教学方式，使学生在学习过程中积极参与，形成探究、思考、交流和讨论的学习氛围。实践式教学：通过综合性课内实验巩固和验证课程的基本理论知识，拓展学生的创新思维，着重培养学生实践动手能力和创新能力。1）课堂随机提问和回答问题环节，确认每位同学对知识的掌握程度；2)测验及作业81018第三单元运动仿真案例式教学：教学过程中结合实际案例，采用启发式问答、小组讨论、案例分析、课堂演示等多种教学方式，使学生在学习过程中积极参与，形成探究、思考、交流和讨论的学习氛围。实践式教学：通过综合性课内实验巩固和验证课程的基本理论知识，拓展学生的创新思维，着重培养学生实践动手能力和创新能力。1）课堂随机提问和回答问题环节，确认每位同学对知识的掌握程度；2)测验及作业224第四单元CAM编程基础案例式教学：教学过程中结合实际案例，采用启发式问答、小组讨论、案例分析、课堂演示等多种教学方式，使学生在学习过程中积极参与，形成探究、思考、交流和讨论的学习氛围。实践式教学：通过综合性课内实验巩固和验证课程的基本理论知识，拓展学生的创新思维，着重培养学生实践动手能力和创新能力。1）课堂随机提问和回答问题环节，确认每位同学对知识的掌握程度；2)测验及作业448合计161632（四）课内实验项目与基本要求序号实验项目名称目标要求与主要内容实验时数实验类型1曲线的绘制1.掌握曲线的种类与绘制曲线相关的知识。1.2掌握规律曲线的绘制1.3图绘制功能绘制中等难度的平面图和各种函数的绘制。2①2草图绘制1.掌握和灵活使用草图绘制圆弧、直线、曲线等；2掌握和灵活使用草图绘制的几何约束指令，如共线、平行、相切和同心等；3握和灵活使用草图绘制的尺寸约束指令如快速尺寸、线性尺寸、径向尺寸、角度尺寸等尺寸约束；4能用草图绘制中等难度的平面曲线图，并标注尺寸等。2①3三维建模1.掌握圆柱体、长方体、球等三维实体创建。2.掌握三维实体求和、求差、求交等布尔运算的结果。3.掌握用拉伸和旋转等获得三维实体的操作和应用。4.灵活应用三维实体建模各功能命令对齿轮、轴、减速器箱盖进行三维建模。2①4工程图的绘制1.掌握制图的功能命令；2.掌握添加基本视图、简单剖视图、阶梯剖视图；3.掌握导入标准图纸。4.掌握根据工程图添加各种中心线、尺寸、形位公差、基准、表面粗糙度等。2①5减速器装配1.理解装配部件中子装配和整体装配等概念。2掌握添加组件、新建组件、新建父对象、替换组件。3.掌握移动组件、装配约束。4.熟练运动装配功能完成减速器输入轴和输出轴上零件的装配及及装配。2①6运动仿真1.掌握固定连杆、活动连杆的设置。2掌握转动副、移动副、螺旋副、齿轮副和点在线上等运动副的设置。3掌握恒定、简谐和函数等驱动的设置。4掌握添加标记和追踪，输出运动仿真的结果。5准确对四杆机构进行运动仿真。2①7平面铣削练习1.掌握平面铣粗加工，以及平面铣粗加工工序参数的设置。2.掌握平面轮廓铣半精加工，以及平面铣半精加工工序参数的设置。3.掌握平面轮廓铣精加工，以及平面铣精加工工序参数的设置。2①数控加工练习1.掌握曲面轮廓铣粗加工，以及曲面轮廓铣粗加工工序参数的设置。2.掌握曲面轮廓铣半精加工，以及曲面轮廓铣半精加工工序参数的设置。3.掌握曲面轮廓铣精加工，以及曲面轮廓铣精加工工序参数的设置。4.掌握刀轨仿真和后置处理生成数控机床加工程序2①实验类型：①演示型②验证型③设计型④综合型四、课程思政教学设计结合《CAD/CAM》教学内容特点，抓住课程教学中思政教育的切入点，本课程的思政切入点如下：①整体课程的学习路线是：UG入门知识—草绘的建立—三维模型的建立—装配—数控加工，这样的流程适合初学者学习的一般流程，由简入繁，层层递进，这样既保证了课程内容的系统性、技