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《机械CAD/CAM》教学大纲大纲说明课程代码：3335038总学时：48学时（讲课40学时，实验8学时）总学分：3课程类别：专业模块选修课适用专业：机械设计制造及其自动化专业预修要求：在学习本科程前须预修“C程序设计语言”、“线性代数”、“工程图学”、“机械工程材料”、“机械设计工程学”、“机械制造工程学”等课程。一、课程的性质《机械CAD/CAM》是计算机技术与工程应用相结合所形成的新兴学科，是先进制造技术的重要组成部分。是机械设计制造及其自动化专业的一门专业模块课。二、教学的基本要求随着CAD/CAM技术在制造业中的应用日益广泛，学习和掌握CAD/CAM的基本原理和技术，并结合专业技术知识解决工程技术问题的重要性已越来越明显。本课程通过对典型CAD/CAM系统的剖析，讲授CAD/CAM基本原理与技术。通过本课程的学习，建立完整的CAD/CAM概念，掌握CAD、CAPP、CAM的基本原理与技术，初步掌握与CAD/CAM集成相关的产品数据管理（PDM）技术，并通过实验，熟悉并掌握典型机械CAD/CAM软件的基本功能及使用。教学方式：采用多媒体教学。习题课和习题的要求:由于课时紧张不单独安排习题课，对于作业中出现的问题，在课堂上及时予以解决。每次课后布置1-3题作业，以书中习题为主。三、教学大纲的使用说明此大纲适用于专业模块课（总学时48学时）的课堂教学，专选课因总学时为36学时（讲课32学时，实验4学时），把第二章，第八章改成学生自学，第六章由原来的6学时讲课内容压缩至4学时。大纲正文第一章概述学时：4学时（讲课4学时，实验0学时）本章讲授要点：(1)掌握CAD、CAM、CAD/CAM集成的概念。(2)了解CAD/CAM的功能和任务。(3)了解CAD/CAM的组成。(4)了解CAD/CAM集成的方法。(5)了解CAD/CAM的发展历史。(6)了解CAD/CAM的发展趋势。重点：掌握CAD、CAM、CAD/CAM集成的概念。1.1CAD/CAM的基本概念1.2CAD/CAM的发展历史1.3CAD/CAM的发展趋势1.4我国CAD/CAM的发展状况第二章机械CAD/CAM常用数据结构学时：4学时（讲课4学时，实验0学时）本章讲授要点：（1）了解数据结构的类型及特点，数据的逻辑结构和物理结构的概念（2）了解数据项、记录和数据文件的概念（3）掌握单向链表、双向链表和循环链表的特点及基本算法（4）掌握栈、队列与数组的特点及基本算法（5）理解树的概念，二叉树的基本形态及遍历重点：单向链表、双向链表和循环链表的特点及基本算法，栈、队列与数组的特点及基本算法。难点：单向链表、双向链表和循环链表的特点及基本算法。2.1概述2.2线性表2.3栈、队列和数组2.4数结构第三章计算机辅助图形处理学时：4学时（讲课4学时，实验0学时）本章讲授要点：（1）掌握二维、三维图形的基本变换及复合变换（2）了解用户坐标系和设备坐标系（3）理解窗视变换、窗口裁剪技术，掌握编码裁剪法（4）理解隐藏线与隐藏面的处理方法（5）理解常用的几种图形生成方法重点：二维、三维图形的基本变换及复合变换。难点：窗视变换，隐藏线与隐藏面的处理。3.1二维图形变换的基本原理3.2三维图形变换的基本原理3.3复合变换3.4窗视变换与裁剪3.5隐藏线与隐藏面的处理3.6图形生成方法第四章几何建模及特征建模学时：8学时（讲课6学时，实验2学时）本章讲授要点：(1)了解建模的基本概念。(2)掌握几何建模的几种方法。(3)掌握特征建模：特征的定义，特征的分类、特征建模的框架结构、特征的表示方法及特征模型的建立方法。重点：几何建模方法，特征建模。难点：特征建模。4.1基本概念4.2线框建模4.3曲面建模4.4实体建模4.5特征建模第五章计算机辅助设计学时：8学时（讲课6学时，实验2学时）本章讲授要点：（1）了解计算机辅助设计的特点（2）掌握数表及线图处理的方法（3）了解数据库系统的体系结构（4）掌握常用的三种数据模型：层次模型、网状模型、关系模型（5）了解数据库管理系统的分类、基本功能及数据库语言（6）了解工程数据库的特点与构成方法（7）掌握参数化绘图与尺寸驱动开发技术（8）了解机械CAD应用软件的支撑软件，开发原理（9）掌握至少一种机械CAD应用软件开发方法重点：数表及线图处理的方法，常用的三种数据模型：层次模型、网状模型、关系模型，参数化绘图与尺寸驱动开发技术。难点：参数化绘图与尺寸驱动开发技术，机械CAD应用软件开发方法。5.1概述5.2设计资料的程序处理5.3数据库系统简介5.4参数化绘图与尺寸驱动开发技术5.5机械CAD应用软件的开发方法第六章计算机辅助工艺设计学时：6或8学时（讲课6学时，实验2学时（选开））本章讲授要点：(1)掌握成组技术的基本原理、应用及特点。(2)掌握零件族的概念及解决零件组合成组的问题。(3)理解零件分类编码系统的基本类型、结构，了解几种常用的零件分类编码系统。(4)了解工艺设计自动化的意义、CAPP的发展概况及发展趋势。(5)掌握CAPP系统(派生法、创成法、混合式、专家系统)的工作原理。(6)了解CAPP系统零件信息的描述、输入和输出方法。(7)掌握派生法CAPP系统的研制和使用过程。(8)了解TOJICAP系统。(9)了解创成式CAPP系统设计的一般过程。(10)理解创成法CAPP系统的工艺决策逻辑。(11)了解创成法CAPP系统中的工序设计。(12)了解CAPP专家系统的工作原理、知识表达及知识库的建立、推理机的控制策略。重点：成组技术的基本原理、应用及特点；零件族的概念及解决零件组合成组的问题；CAPP系统(派生法、创成法、混合式、专家系统)的工作原理；派生法CAPP系统的研制和使用过程。难点：派生法CAPP系统的研制过程；CAPP系统零件信息的描述、输入和输出方法；创成法CAPP系统的工艺决策逻辑；CAPP专家系统的知识表达及知识库的建立。6.1成组技术6.2CAPP系统的发展概况和工作原理6.3CAPP系统零件信息的描述、输入和输出6.4派生法CAPP系统6.5创成法CAPP系统6.4CAPP专家系统简介第七章数控编程和仿真学时：10或8学时（讲课6学时，实验4学时（其中2学时选开））本章讲授要点：(1)了解数控加工的特点、数控系统的类型，掌握直线插补和圆弧插补的方法。(2)掌握数控机床的坐标系统、代码、数控编程的指令代码和数控编程的步骤。(3)了解数控编程的方法、APT语言的基本组成。(4)了解图形交互式自动编程的特点及基本步骤。(5)掌握MasterCAM系统的基本功能和工作环境，曲面造型功能，构建实体的方法和编辑实体的功能，二维刀具模组包含的内容及刀具设置。(6)了解零件数控加工仿真的目的和仿真的主要内容，刀位轨迹仿真的主要作用。重点：直线插补和圆弧插补的方法；数控机床的坐标系统、代码、数控编程的指令代码和数控编程的步骤；MasterCAM系统的基本功能和工作环境，曲面造型功能，构建实体的方法和编辑实体的功能，二维刀具模组包含的内容及刀具设置。难点：MasterCAM系统的二维刀具模组及刀具设置。7.1概述7.2数控编程7.3数控语言自动编程7.4图形交互式自动编程7.5应用MasterCAM系统进行数控加工编程7.6数控加工仿真第八章计算机辅助制造技术学时：4学时（讲课4学时，实验0学时）本章讲授要点：（1）了解CAM的直接应用和间接应用。（2）了解加工中心的基本概念、结构特点及分类。（3）了解柔性制造单元的组成及功能，了解柔性制造系统的一般组成及工作原理，了解柔性制造系统的控制。（4）理解CIMS的概念、内涵、构成、结构体系及关键技术。（5）了解PDM的功能、实施及PDM系统的发展方向。重点：CIMS的概念、内涵、构成、结构体系及关键技术。难点：柔性制造系统的控制。8.1概述8.2柔性制造系统FMS8.3计算机集成制造系统CIMS8.4CIMS环境下的PDM。本课程对学生自学的要求要求学生在课前做好预习课后做好复习工作，特别要求学生掌握1～2门编程语言，能独立开发诸如插值、二维参数化绘图程序，能熟练掌握应用MasterCAM软件。学时分配表序号内容学时讲课实验小计第一章概述44第二章机械CAD/CAM常用数据结构44第三章计算机辅助图形处理44第四章几何建模及特征建模628第五章计算机辅助设计628第六章计算机辅助工艺设计62（选开）6或8第七章数控编程和仿真62+2（选开）10或8第八章计算机辅助制造技术44合计40848考核方式：课程考核为期终考一次，采用闭卷形式考试。推荐教材与参考书目：（1）蔡汉明、陈清奎，机械CAD/CAM技术，机械工业出版社，2003。（2）葛巧琴、许超．机械CAD/CAM．东南大学出版社．1998．（3）蔡颖、薛庆、徐弘山．CAD/CAM原理与应用．机械工业出版社．1998．（4）童秉枢，现代CAD技术，清华大学出版社，2000。（5）蔡颖，薛庆等，CAD/CAM原理与应用，机械工业出版社，2001。（6）肖刚，李学志，机械CAD原理与实践，清华大学出版社，1999。（7）潘家轺，刘丽文等，现代生产管理学，清华大学出版社，1994。《机械CAD/CAM》实验大纲一、总则1、本大纲的适用范围1）本大纲相关的课程名称及课程属性本大纲相关的课程名称：《机械CAD/CAM》，此课程是机械工程及自动化专业的一门专业模块课。2）本大纲的适用范围本大纲适用于机械设计制造及其自动化专业。3）实验总学时数实验总学时：8学时2、本大纲的实验目的和要求实验目的：在于使学生掌握基本的实验方法及实验技能，学习科学研究的方法，同时实验也是帮助学生学习和运用理论处理实际问题，验证、消化和巩固基础理论的重要教学环节。实验要求：要求学生认真做好实验前的预习工作，弄清实验对象和实验目的，分析实验方案，编好实验程序；实验过程中同组同学协调工作，认真做好记录，遵守实验及上机操作步骤，对实验结果能进行初步分析和判断；并最终调试好实验程序，回答实验问题，最后各同学认真做好实验报告。3、本大纲所需的实验设备计算机、数控机床。二、实验项目及学时安排1、实验项目一二维参数化设计实验1）实验类型：设计性实验2）实验开设属性：必开实验3）学时数：2学时4）实验目的：（1）深入理解二维参数化绘图的方法。（2）掌握二维参数化设计的步骤及编程方法。（3）通过实验，学会机械典型零件的二维参数化设计。5）实验内容：机械典型零件的二维参数化设计。2、实验项目二实体造型实验1）实验类型：验证性实验2）实验开设属性：必开实验3）学时数：2学时4）实验目的：（1）深入理解几何建模和特征造型的区别。（2）深入理解实体造型系统的框架、功能及特点。5）实验内容：针对某一具体零件进行实体造型练习。3、实验项目三CAPP实验1）实验类型：综合性实验2）实验开设属性：选开实验3）学时数：2学时4）实验目的：（1）进一步了解CAPP系统的工作原理。（2）通过CAPP实验，掌握派生法CAPP的工艺编制过程。5）实验内容：借助于派生法CAPP系统，完成一零件的工艺编制过程。4、实验项目四CAM实验1）实验类型：综合性实验2）实验开设属性：必开2学时，选开2学时3）学时数：4学时4）实验目的：（1）掌握APT语言的基本语句。（2）了解数控程序系统。5）实验内容：借助于MasterCAM软件完成一零件的CAM实验，并生成NC程序。注：专选课选开2、4两个实验。