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天津大学《计算机辅助设计与制造》课程教学大纲课程代码课程名称计算机辅助设计与制造2010795学时32学分2上机授课824学时分配实验实践实践周课后学习32更新时间2017授课学院机械工程学院适用专业机械设计制造及其自动化先修课程机械工程导论，工程图学机械工程训练基础1A.1B,一.课程简介本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业必修课开课时间为二年级第二学期通过课程学习让学生掌握有关计算机辅助设计与制造基本理论及其CAD/CAM核心技术，能够应用技术解决实际工程问题，了解系统的开发CAD/CAM CAD/CAM方法课程的任务是培养学生应用和开发系统，用以辅助机械产品设计与制CAD/CAM造的能力二.教学基本要求通过学习本课程，学生应掌握的基本原理、关键技术及在机械产品设计CAD/CAM与制造中应用技术课程目标
1.课程目标熟悉的基本概念；熟悉系统的软硬件环境掌1CAD/CAM CAD/CAM握系统选择原则了解技术的应用领域了解技术最CAD/CAM CAD/CAM CAD/CAM新成就和发展趋势课程目标掌握产品建模理论和关键技术，熟悉典型三维系统的使用方法2CAD课程目标掌握计算机图形处理技术基础及系统关键理论和技术，了3CAD/CAM解系统的开发方法CAD/CAM课程目标掌握产品开发中工程分析的基本原理和关键技术，熟悉典型系统4CAE使用方法和应用课程目标掌握计算机辅助数控编程原理和技术基础，熟悉典型系5CAM统使用方法和应用课程目标掌握集成与产品数据管理技术了解典型系统使用6CAD/CAM PDM方法、应用及发展趋势课程目标与毕业要求指标点的对应关系
2.各项课程目标与毕业要求指标点的对应关系见表lo表《计算机辅助设计与制造》课程目标与毕业要求指标点的对应关系1课程目课程课程课程课程课程毕业要求指标点序号标1目标2目标3目标4目标5目标
61.1具有数学、自然科学、工程基础和专业知识，并1能够将上述知识用于描述机械工程领域设计、制造等方Z/面的复杂工程问题；
5.1能够选择适当的技术、资源、现代工程工具和信2息技术工具，进行机械工程领域中复杂工程问题的预测Z/与模拟；
6.1在机械工程领域的工程实践及复杂工程问题解决3方案的制定等环节中，能够基于机械工程相关背景知识✓进行合理分析；三.教学内容课程教学内容、教学方式与的课程目标的对应关系见表2表《计算机辅助设计与制造》课程目标与教学内容和方法的对应关系2序学教学方支撑课章节知识点号时式程目标
1.1CAD/CAM的基本概CAD/CAM的基本概念、CAD/CAM技术发展念的标志性成果
1.2CAD/CAM系统组成CAD/CAM系统体系结构、软件硬件环境、第1章CAD/C
1.3CAD/CAM系统构建典型CAD/CAM系统、CAD/CAM系统选择课程目12讲授AM技术与选择原则与方法标1概论
1.4基于CAD/CAM的CAD/CAM在典型产品开发中的使用过程成品开发流程
1.5CAD/CAM技术发展CAD/CAM技术发展与应用概况勺应用概况产品信息表达、几何信息、拓扑信息、制造信
2.1产品建模概述息（PMI）、基于模型的设计（MBD）第2章产2构造实体法（CSG）、边界表达（B・REP）、其他4讲授课程目标2品建模
2.2实体建模实体建模方法
2.3特征建模特征的概念与分类、特征树、草图与约束
2.4参数化建模参数化与变量化、参数与表达式、参数驱动练习+序学教学支撑课程章节知识点号时目标方法讲解
2.5自由曲线曲面建模自由曲线与曲面建模方法练习+讲
2.6装配建模装配模型、装配约束、装配建模方法解柔性建模与直接建模27直接建模CAD/CAM的工作环境,熟悉CAD/CAM/CAE实验1基于参数化特征的系统各个功能模块的基本功能，掌握3实验2实验课程目标2零件设计CAD/CAM软件系统的基本操作方法;典型机械零件的参数化特征建模与工程图投影几何图形的向量、矩阵表达方法；曲线曲面的练习+讲
3.1图形描述的数学基础参数表达方法；计算机辅助几何设计中的典型解曲线与曲面模型坐标系、坐标变换、齐次坐标、二维图形变换、
3.2图形变换的数学原理三维图形变换第3章计
3.3儿何图形数据结构及常形体在计算机内部表达的层次数据结构；讲授算机图用内核ACIS、PARASOLID等几何开发平台46课程目标3形学基图形消隐、图形裁剪、图形编辑界面；光照处础理、光线跟踪算法、图形渲染、真实感造型与
3.4图形显示与交互编辑原虚拟现实技术；计算机仿真与动画的实现技理与常用图形标准及引擎讲授术；OpenGL、DX等显示驱动标准、Hoops图形显示开发平台
3.5CAD/CAM系统开发方开发环境、开发工具；基于几何平台的开发；典法型CAD/CAM系统二次开发实验2自由曲线和自由曲典型自由曲线和自由曲面零件的建模与软件5实验2实验面零件设计使用方法课程目标3工程分析CAE的基本概念、成品物理模型、产
4.1工程分析概述品属性
4.2机构运动学与动力学分多体动力学建模、求解器类型、机构运动学分第4章工讲授+练6析及其应用析、机构动力学分析、典型软件及其应用4程分析习+讲解有限元法、有限元建模、有限元分析求解类型、
4.3有限元分析及其应用课程目标4典型软件及其应用实验典型产品装配、典型机构运动学动力学分析、实验3产品装配设计与工7典型零件的有限元分析，对设计方案进行优化2实验程分析实验插补、数控机床基本原理、坐标系、数控机床
5.1数控技术基础类型讲授数控编程方法、刀具轨迹、G代码、数控编程第5章数
5.2数控编程8计算、典型实例6课程目标5控编程典型图形环境下数控编程流程、加工模型构建练习+讲
5.3图形辅助数控编程方法与步骤、走刀路线、后处理、典型实例解序学教学支撑课程章节知识点号时目标
5.4数控程序校验加工仿真、几何仿真与物理仿真讲授
5.5计算机辅助数控测量零件检测；数控测量基本概念、测量技术与工讲授具实验针对典型自由曲面零件工艺流程中的一道数控加工工序，利用CAD/CAM系统的NC加工9实验4数控编程实验模块生成刀位数据,并进行刀具轨迹仿真和校2实验验，生成指定类型数控系统的数控加工程序，进行几何仿真和数控机床加工验证
6.1产品数据管理技术发展产品数据管理（PDM）、产品生命周期管理第6章产概述（PLM）的基本概念与技术发展10品数据管
6.2CAD/CAM集成的关产品数据交换标准、集成、统一数据库2讲授课程目标6理键技术
6.3产品数据管理系统PDM系统的体系结构、功能及典型应用四.课程教学方法课堂讲授
1.）在教学过程中采用电子教案，视频、板书相结合，提高课堂教学信息量，增1PPT强教学的直观性）采用工程案例教学，激发学生主动学习的兴趣，针对复杂工程问题，引导培养学2生独立思考、分析问题和解决问题的能力）充分利用本课程在教学平台在线课程资源，引导学生预习、复习课程内容，进行3线上在线答疑课上练习讨论与讲解
2.围绕各章教学重点内容，除布置一定数量的课后作业外，设置专题课上练习讨论环节，对参数化建模、自由曲线与曲面建模、图形变换、基于的产品性能分析与预测、CAE数控编程走刀路线等等难点问题在课上通过练习与深入研讨，让学生在掌握知识点的基础上，面对复杂工程问题如何去分析问题课内实验教学
3.课程课内实验教学是本课程中重要的实践教学环节，目的是培养学生运用实验方法研究解决与课程授课内容相关的复杂工程问题的能力课程必做个实验，各实验按照4实验指导书的要求学生独立或分组完成，并提交实验报告课外作业与自学
4.除布置一定数量的理论作业外，还有一定量课外上机实践练习作业，技CAD/CAM术发展、系统开发，要求学生在开课期间进行自学和课外练习，并作为结课CAD/CAM考试的内容之一五.评价与考核方式课程成绩包括结课考试（作业、实验、平时）70%+30%课程目标落实与学习成果观测见表3表课程目标落实与学习成果观测3学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果预设学习任细化预期学习成果观测点务掌握CAD/CAM基本概念掌握CAD/CAM系统选择原则课堂练习CAD/CAM系统选择原则课程目标1掌握CAD/CAM系统组成作业CAD/CAM读书报告CAD/CAM技术发展期末考试试卷作业零件参数化特征建模、带曲面零件建模课堂练习CAD/CAM技术发展的里程碑事件课程目标2掌握产品建模理论和技术实验1实验1的实验报告期末考试试卷作业点云数据处理与曲线曲面建模课上练习几何图形变换的计算、图形变换、自由曲线参数化表达式推导与画图课程目标3掌握计算机辅助图形处理技术基础实验2实验2的实验报告期末考试试卷作业典型产品装配建模与机构运动分析掌握计算机机辅助工程分析技术实验3实验3的实验报告课程目标4课堂练习CAD/CAM系统开发语言与软硬件基础知识期末考试试卷课堂练习插补原理、机床坐标系与工件坐标系的变换课程目标5作业典型零件计算机辅助数控编程掌握计算机机辅助数控编程技术实验4实验报告期末考试实验4的实验报告课程目标6了解CAD/CAM集成与产品数据管理技术期末考试试卷平时成绩每次以分计，平时作业评分标准见表104表平时作业评分标准4观测点分分分分8~106~74~50~3作业完成进度提前完成按时完成延时完成补交基本概念掌握程度80%以上概念清晰60%以上概念清晰40%以上概念清晰40%以下概念清晰解决问题的正确性80%以上正确60%以上正确40%以上正确40%以下正确书写潦草,表述不书写的工整程度与表述书写工整,条理清书写较工整，表述缺乏条理清晰晰基本清晰六.教材与主要参考资料教材计算机辅助设计与制造（自编讲义），李佳、陈永亮主要参考文献
[1]Ibrahim Zeid.Mastering CAD/CAM.McGraw-Hill InternationalEducation,2005⑵袁清珂，张湘伟等译.系统原Kunwoo lee.Principles ofCAD/CAM/CAE systems,CAD/CAM/CAE理.2006崔洪斌译.计算机辅助制造（第版）.北京:清
[3]Tien-Chien Chang,Richard A.Wysk,Hsu-Pin Wang.3华大学出版社,2007杜平安.方法与技术.北京清华大学出版社
[4]CAD/CAE/CAM2010袁清珂.技术.北京电子工业出版社
[5]CAD/CAE/CAM2010宁汝新，赵汝嘉技术.北京机械工业出版社
[6]CAD/CAM2005雨宫好文编，安田仁彦著，北京科学出版社
[7]CAD/CAM/CAE All,2000李佳，计算机辅助设计与制造，天津大学出版社，
[8]
2002.姚英学，蔡颖.计算机辅助设计与制造，高等教育出版社，
[9]
2010.。
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