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朱黎辉
一、课程性质、目的与任务
CAD/CAM对机械、汽车、农机等专业本科生是一门极其重要的辅助性课程。
CAD/CAM技术具有综合性强,高新技术含量高,见效快的优势,是当今发展最快的应用技术之一,也是从事现代设计的技术人员必须掌握的工具之一。
通过这门课程的学习可以使学生了解一种计算机技术与机械设计和制造技术相互渗透相互结合而形成的一门新兴技术――CAD/CAM,为以后从事现代机械设计、机械制造奠定理论基础。
二、教学基本要求
1、了解CAD/CAM最新发展动态;
2、掌握二维工程图形的绘制方法;
3、掌握三维线框造型、曲面造型、实体造型、参数化设计技术和特征造型技术;
4、全面理解CAPP系统的基本组成,工作原理及其特点;
5、掌握数控加工及程序编制的基本方法。
三、各章节内容及学时分配
第一章CAD/CAM技术发展概论(3学时)
教学目的与要求
通过这一章的学习,使学生对CAD/CAM这门高新技术含量的综合性技术有一个全面的、概括的了解。
教学内容
一、CAD/CAM的基本概念
二、CAD/CAM系统结构层次
三、CAD/CAM系统的主要功能
四、CAD/CAM系统的主要任务
五、CAD/CAM技术的特点
六、CAD/CAM技术发展趋势
七、当前常用的CAD/CAM系统
考核要求
了解:
CAD/CAM系统的主要功能、技术特点、发展趋势及当前常用的CAD/CAM系统。
理解:
CAD/CAM的基本概念和结构层次。
掌握:
CAD/CAM系统的主要任务。
第二章CAD/CAM系统的组成(3学时)
了解CAD/CAM系统的组成及各部分功能,从实用角度出发,掌握CAD/CAM系统的选择原则。
一、CAD/CAM系统的硬件
1.CAD/CAM计算机系统的硬件组成
2.CAD/CAM系统的硬件布局形式
二、CAD/CAM软件
1.系统软件
2.支撑软件
3.应用软件
三、CAD/CAM系统的选择原则
1.CAD/CAM系统的硬件选择原则
2.CAD/CAM系统的软件选择原则
CAD/CAM计算机系统的硬件组成;
CAD/CAM系统的硬件布局形式及CAD/CAM软件系统的三个层次;
CAD/CAM系统的选择原则。
第三章计算机图形技术(3学时)
使学生了解计算机图形学的基本知识,为深入理解CAD/CAM这门课奠定理论基础。
一、计算机图形技术的基本概念
二、坐标系和齐次坐标
1.坐标系
2.齐次坐标
三、二维图形变换
1.二维图形变换的几种基本方法
2.二维图形组合变换
四、三维图形变换
1.三维图形变换的几种基本方法
2.三维图形组合变换
五、图形的裁剪
1.二维图形的裁剪
2.三维图形的裁剪。
计算机图形技术的基本概念;
三维图形变换,图形的裁剪;
二维图形的变换。
第四章二维机械工程图的绘制(3学时)
通过这一节课程的讲解使同学掌握计算机辅助二维工程图纸生成的相关知识。
一、二维绘图系统的配置及功能
1.计算机绘图系统的类型
2.计算机绘图系统的组成
3.图形软件的类型
4.图形软件的功能
5.图形软件标准
二、二维基本几何图形的描述
1.二维基本几何元素的描述
2.几何元素之间的关系
3.几何图形的方向
三、二维图形的设计
1.三维图形根据各种变换生成二维图形
2.通过布尔运算生成二维图形
3.标准图形库
四、尺寸标注和符号标注
五、二维装配图设计
1.由子图形拼组装配图
2.基于零件图形信息生成装配图
3.实体造型法
六、二维参数化绘图
1.参数化绘图
2.变量化绘图
二维绘图系统的配置及功能;
二维基本几何图形的描述、尺寸标注和符号标注、二维装配图设计及二维参数化绘图基本知识。
二维基本几何图形的描述
第五章三维几何建模(3学时)
使学生掌握三维实体几何建模的基本知识,三种三维实体几何建模方法以及各自的优、缺点。
一、几何建模的基本知识
1.描述三维形体的几何信息及拓扑信息
2.正则集合运算
3.欧拉运算
二、三维物体的几何表示
1.线框建模
2.表面建模
3.实体建模
三、三种模型之间的关系
描述三维形体的几何信息及拓扑信息;
三维物体的几何表示;
正则集合运算及欧拉运算。
第六章曲面造型(3学时)
使学生掌握关于曲面造型的基本知识、基本方法。
一、曲线、曲面造型的一些基本知识
二、参数曲面
1.Beizer(贝奇埃)方法
2.B样条方法
3.非均匀有理B样条曲线和曲面
三、用NURBS曲线生成特殊曲面的几种方法
1.线性拉伸曲面
2.直纹面
3.旋转曲面
4.扫掠曲面
5.等距曲面
四、曲面光顺
五、曲面求交
六、曲面裁减
曲线、曲面造型的一些基本知识以及曲面光顺,曲面裁剪方法。
几种参数曲面及曲面求交;
用NURBS曲线生成特殊曲面的几种方法。
第七章实体造型(2学时)
使学生掌握实体造型的基本概念及三维实体造型的几种方法。
一、实体造型技术的发展
二、实体造型的基本方法
1.边界表示法(BoundaryRepresentation)
2.构造立体几何法(ConstructiveSolidGeometry)
3.欧拉操作(EulerOperators)
4.八叉树表示法
实体造型技术的发展;
构造立体几何法及欧拉操作;
边界表示法及八叉树表示法。
第八章特征建模(3学时)
使学生掌握特征建模系统及特征建模的基本知识。
一、特征的定义
二、特征建模的方法
三、特征建模系统的框架
1.形状特征模型
a.形状特征的定义
b.形状特征的分类
2.精度和材料特征模型
3.特征建模的框架结构
四、特征建模的特点
五、特征建模的开发实例
精度和材料特征模型;
特征的定义、特征建模的方法、特征建模的基本框架;
形状特征建模。
第九章计算机辅助工艺过程规划(3学时)
使学生了解CAPP系统的组成及不同CAPP系统的工作原理。
一、工艺规程自动化的重要意义
二、CAPP系统的基本构成
三、CAPP系统的分类
四、修订式(派生式)CAPP系统
1.工作原理
2.零件分类编码系统
3.修订式CAPP的实现过程
五、创成式CAPP系统
1.创成式CAPP系统的工作原理
2.创成式CAPP系统的工艺决策逻辑
六、CAPP专家系统
七、CAPP的发展趋势
工艺规程自动化的重要意义、CAPP系统的分类、零件分类编码系统以及CAPP的发展趋势;
CAPP系统的基本构成、创成式CAPP系统,CAPP专家系统。
修订式(派生式)CAPP系统工作原理及其实现过程。
第十章数控加工及程序编制(2学时)
使学生掌握数控加工及数控程序设计的基本知识。
一、数控机床及数控加工工艺
1.数控机床
a.数控机床的类型及功能
b,机床坐标轴和运动正方向的确定
2.数控加工工艺
二、数控加工程序的指令系统及数控编程
1.程序结构及程序段格式
2.常用基本指令
3.数控编程应用实例
三、数控加工的后置处理
四、数控加工过程的动态仿真
数控机床的类型及功能及数控加工过程的动态仿真;
机床坐标轴和运动正方向的确定;
数控加工工艺;
数控加工的后置处理;
数控加工程序的指令系统及数控编程。
四、实验:
1.实验目的与任务
通过上机实验,学生可以充分理解和吸收课上所讲述的内容。
并亲身体验一下,从产品的设计、上机造型、上机加工模拟,加工代码的形成,以及实际机械加工等过程。
对培养学生的机械设计、机械制造能力以及实际动手能力有举足轻重的作用。
2.实验教学基本要求
a.了解CAXA制造工程师的基本指令,熟悉该软件的基本操作界面,以及一些基本操作(如文件管理、编辑、显示、工具、设置等)。
b.掌握用CAXA制造工程师进行三维实物造型,自行设计简单的三维实体,完成该实体的剖视图的输出;
c.根据所加工实体的工艺要求,选择轨迹生成方式,进行加工过程的计算机仿真。
d.仿真结果正确后,进行后置处理(后置设置,生成G代码、校核G代码),完成数控机床对设计实体的实际机械加工。
3.实验教材或指导书
郭朝勇主编.CAXA电子图板绘图教程.电子工业出版社.2003年01月第1版
本校自编实验指导书
4.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
地点
备注
CAXA基本指令的熟练
了解CAXA制造工程师的基本指令,熟悉该软件的基本操作界面,以及一些基本操作。
验证类
2
台式计算机(PIII以上配置)
机械基础试验中心
二楼微机室
无
自选三维实体的生成
1.掌握用CAXA制造工程师进行三维实物造型方法,熟练三维实体设计的一般步骤。
2.根据所加工实体的工艺要求,选择轨迹生成方式,进行加工过程的计算机仿真。
设计类
4
台式计算机(PIII以上配置
3
自选实体的机械加工
1.对上节实验课所得的程序进行后置处理(后置设置,生成G代码、校核G代码),并对程序进行调试。
2.将生成的加工代码应用于数控机床,进行实际机械加工。
综合类
1.台式计算机(PIII以上配置)
2.数控机床
1楼
五、考核方式:
CAD/CAM为专业选修课,其考核方式采用上课签到情况、作业以及实验成绩相结合的考核方式。
六、备注:
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- CAD41912521