《CATIA三维设计》教学大纲

《CATIA三维设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：04150011课程性质：专业选修课学分：3学分学时：48学时（理论32学时，上机16学时）先修课程：机械制图后续课程：汽车设计适用专业：车辆工程开课单位：车辆与交通工程学院一、课程说明《CATIA三维设计》是车辆工程专业的一门专业选修课程。本课程任务主要是学习汽车、机械类零部件建模的基本方法。通过对本课程的学习和上机操作，使学生掌握CATIA软件的零件设计、装配设计及工程图设计的理论与应用，学会CATIA三维造型设计方法，掌握数字化设计的基本技能，为基于三维设计的汽车产品设计与虚拟仿真技术的发展与运用奠定必要的知识与技能基础，进而适应现代企业产品生命周期管理的组织与运行模式，属于校企合作课程，进一步为学生在设计师岗位就业方向夯实了基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：学习CATIA三维设计思想及方法，认识三维设计的重要性，针对特定问题可独立建立模型解决问题，培养自主学习能力。课程目标2：根据最新制图及企业产品技术标准，掌握三维造型技术创新方法，建立数字设计思维，培养学生追求创新的态度和意识与独立开发产品的能力。课程目标3：培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握基本的上机操作技能，通过实践应用的基本训练与所学知识的运用，掌握以CATIA为平台解决实际问题的能力。三、课程目标与毕业要求《CATIA三维设计》课程教学目标对车辆工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度工程知识1.2能够将数学、物理和工程科学技术基础知识用于对车辆工程相关复杂工程问题建立数学模型并进行求解。课程目标1：学习CATIA三维设计思想及方法，认识三维设计的重要性，针对特定问题可独立建立模型解决问题，培养自主学习能力。H使用现代工具5.1掌握车辆工程领域常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法。课程目标3：培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握基本的上机操作技能，通过实践应用的基本训练与所学知识的运用，掌握以CATIA为平台解决实际问题的能力。H工程与社会6.1了解产业政策、法律法规和现代企业管理体系，熟悉车辆工程领域的技术标准体系课程目标2：根据最新制图及企业产品技术标准，掌握三维造型技术创新方法，建立数字设计思维，培养学生追求创新的态度和意识与独立开发产品的能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时上机学时对应的课程目标1.汽车CAD概述1.1CAD技术的简介、课程和软件的介绍、本课程的基本内容1.2CATIA软件的安装1.3CATIA软件的界面组成、图形文件管理和视图操作1.4CATIA软件工具栏的基本设置教学要求：熟悉CATIA软件的三维造型的基本方法、特点和流程，以及鼠标和指南针的操作；熟悉CATIA软件操作环境，掌握系统启动、退出、工作界面、操作技巧、文件管理、编辑菜单、视图菜单、工具菜单等的使用。同时介绍国内三维软件技术的发展现状，教育学生应树立文化自信、民族自信、科技报国的家国情怀和使命担当。重点：CATIA软件的界面组成、图形文件管理和鼠标指南针等视图操作。41、22.草图设计2.1草图概述2.2草图绘制2.3草图编辑2.4草图约束2.5草图状态与分析2.6综合实例教学要求：理解并熟练掌握草图绘制、草图编辑和草图约束命令的应用。重点：草图绘制，草图编辑、草图约束，综合实例。难点：草图约束。842、33.零件设计3.1零部件建模设计的一般流程3.2基于草图的实体特征建模3.3三维实体特征的修饰特征3.4三维实体的变化特征和参考元素的创建3.5综合实例教学要求：掌握零部件建模设计的一般流程；掌握基于草图的实体特征；掌握三维实体特征的修饰；掌握三维实体的变化特征和参考元素的创建；具备零部件建模设计的综合实战能力。重点：基于草图的实体特征、三维实体特征的修饰，三维实体的变化特征和参考元素的创建，三维实体造型设计。难点：三维实体的变化特征和参考元素的创建。1081、2、34.装配设计4.1零部件装配设计的一般流程4.2产品结构工具和设置约束4.3部件调整和装配分析4.4综合实例教学要求：掌握零部件装配设计的一般流程；掌握产品结构工具和如何进行设置约束；掌握如何进行部件调整和装配分析；具备零部件装配设计的综合实战能力。重点:产品结构工具和设置约束，部件调整和装配分析。难点:部件调整和装配分析。421、2、35.工程图设计5.1工程图入门5.2创建视图5.3标注5.4尺寸操作5.5创建图框5.6打印图纸5.7综合实例教学要求：掌握零部件工程图设计的一般流程；掌握如何创建视图；掌握如何进行尺寸及文本的标注；具备零部件工程图设计的综合实战能力。重点:创建视图、标注、尺寸操作，创建图框，文本框。难点:创建尺寸。621、2、3合计32162.上机部分上机部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3上机项目、上机内容与学时上机项目上机内容和要求上机学时对应的课程目标1.草图设计的综合练习上机内容：利用CATIA软件绘制二维图形案例，案例包括直角三角形、垫片草图、开口扳手草图、槽轮草图、手柄平面图等图形。上机要求：理解并熟练掌握基本二维草图图形绘制、草图编辑、草图约束命令和草图实例的综合绘制。41、2、32.零件设计的综合练习上机内容：利用CATIA软件绘制三维零部件的图形案例，案例包括创建花键轴模型、三角盖零件模型、机座模型等。上机要求：掌握零部件建模设计的一般流程；掌握基于草图的实体特征；掌握三维实体的修饰特征；掌握三维实体的变化特征和参考元素的创建；熟练掌握零部件实例的综合绘制。81、2、33.装配设计的综合练习上机内容：利用CATIA软件进行装配设计案例制作，案例包含装配低速滑轮装置、机械千斤顶、固态存储硬盘盒等并创建分解图。上机要求：熟练掌握零部件装配流程与约束，以及调整和装配分析。21、2、34.工程图设计的综合练习上机内容：利用CATIA软件进行工程图设计案例制作，案例包含创建机座、花键轴等零件的工程图视图；编辑零件的工程图视图及技术要求的标注等。上机要求：掌握零部件工程图设计的一般流程；掌握如何创建视图；掌握如何进行尺寸及文本的标注；具备零部件工程图设计的综合实战能力。22、3合计16五、教学方法及手段本课程属于校企合作课程，以课堂讲授软件操作与企业案例相结合为主，结合校企合作教材、讨论、案例、视频资源共享、上机等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。要求学生比较全面地理解并掌握二维草图、三维实体、装配与工程图的设计方法，培养学生独立思考问题、分析问题和解决问题的能力；以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练；除课堂讲授外，会安排课堂讨论、上机测验、课后作业及综合性实验项目等过程性环节，巩固课堂所学知识。在上机教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生二维、三维设计综合能力。培养学生自主学习能力、实操设计能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材：（1）徐剑波.CATIAV5R21基础与应用案例教程[M].北京:航空工业出版社.2021.2.参考书：（1）北京兆迪科技有限公司.CATIAV5R20实例宝典[M].北京:机械工业出版社.2021.（2）潘志刚.CATIAV5R21实用基础教程[M].北京:科学出版社.2020.（3）李苏红.CATIAV5实体造型与工程图设计[M].北京:科学出版社.2018.（4）李学志,李若松,方戈亮.CATIA实用教程（第3版）[M].北京:清华大学出版社.2020.（5）胡庆夕,何岚岚,张海光.三维建模与工程制图（CATIAV5版）[M].北京:机械工业出版社.2021.3.期刊：（1）管月芹,苏洋.基于CATIAV5的汽车标准件库的建立与应用[J].汽车工程师,2018(1):50-54.（2）付雅军,王有军.基于CATIAV5的齿轮标准件库的建立[J].辽宁工业大学学报(自然科学版),2019,39(03):180-183.（3）KangD,ChoeM,KimJI.AnalysisofChangesinWaterPressureandVortexduringtheAquaticExerciseforUpperLimbinPersonbyFluidFlowSimulation[J].DefectandDiffusionForum.2020(399):137-144.（4）薛柯,王显峰,王东立等.自动铺丝轨迹理论铺放角度偏差算法[J].南京航空航天大学学报.2020,52(01):110-117.（5）白健宇.基于CATIA汽车线束三维设计的初期准备与相关应用[J].汽车电器.2021(08):62-67.4.网络资源：（1）中国大学MOOC.三维机械设计【3D-CAD】.2021./course/NEAU-1205911803?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_（2）网易公开课.CATIA实例运用视频教程.2021./newview/movie/free?pid=PFTMD6870&mid=VFTMESUQI七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂活动10（1）根据课堂主题讨论、课堂回答问题情况和随堂练习等进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√433上机测验15（1）根据每个上机的上机操作完成情况和上机质量单独评分，满分100分。（2）每次上机测验单独评分，取各次上机测验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以上机测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√555作业15（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分。（2）每次平时作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√555期末考核60（1）期末大作业成绩100分，以期末大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核学生利用CATIA软件进行二维设计、三维设计、装配图设计、工程图设计等内容。（3）以期末考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√202020合计：100分343333八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂活动、上机测验、作业、期末大作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业成绩为100分（权重60%），课堂活动、上机测验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%），过程性考核和期末大作业分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100≥x≥9090＞x≥8080＞x≥7070＞x≥60x＜60课堂活动25按时上课，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。按时上课，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。缺课两次以内，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。缺课两次以内，上课不认真，