《三维CAD/CAM》课程标准
课程编码： 课程类别：专业技术课
适用专业：数控技术应用 授课单位：塔城地区乌苏职业技术学校
学时：72
编写执笔人及编写日期：张红茂 2016年5月19日
审定负责人及审定日期：
一、课程定位
1. 课程性质与作用
本课程是机械制造及自动化专业、数控专业和模具专业必修的一门专业技术课程，其功能：旨在培养学生对流行的UG、Pro/E等三维CAD/CAM软件的三维建模功能的掌握能力，并对现代设计方法有所认识。在现代设计与加工领域，由于大量曲面体的存在，使传统的使用二维工程图来表达零件的方法受到了冲击，三维数字化模型应运而生，数字化模型已成为曲面零件的标准化表达方式。本课程就是要让学生能够生成零件的三维数字化模型，为数字化制造技术及应用打下坚实的基础。通过前序课程的学习，学生已基本具备手工编制简单零件程序的能力，而对于一般复杂程度及其以上的零件编程，借助CAD模型采用电脑自动编程，弱化了高级程序编制能力，是学生提高水平和能力的较轻松的一条途径。因此，本课程的基本定位是培养具有数字化设计与制造能力的复合型高级技能型人才。
2. 课程基本理念
该课程属于计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）类课程，该课程是在学生学完必要的专业基础课及相关专业课程的基础上开设的一门专业核心课程，该课程又是连接专业课与学生技能的技术类课程。该课程囊括了CAD、CAM两大项。其中，学生平时表达设计成果、设计理念、机械与模具结构及搞毕业设计等都需使用到该课程所教授CAD的知识及技能，具体内容包括二维曲线的绘制与编辑、实体建模、曲面建模、工程制图、装配的方法与技巧等。而CAM是将建模原理等理论知识与编程加工等实践过程相结合，将加工过程中的干涉检验等虚拟仿真与工件到机床坐标系转换等实际操作相结合，将软件编程的软环节与定位装卡等硬环节相结合，深入分析数字化制造过程中加工规划、数控加工等关键环节。该方式特别适用于单件小批量零件的加工及新产品的试制，是模具专业必备知识之一，同时也是数控和机制专业提高能力的重要途径。综上所述，学习该课程是为适应机械产品三维设计及加工等岗位作准备。
3. 课程设计思路
该课程教学做完全一体化，采用项目式或范例式教学法，教师努力将学生将来面临的工作过程及情形情景化，学生基本都是在老师安排的教学情景下进行学习，理论完全融于学生的操作中，学生学习本门课程也能很好的应用到其它课程所学知识，如模具设计与制造、数控加工与编程、数控原理与系统、公差与配合这些学科的知识都能被综合应用在本课程中。
二、课程设计
1. 课程目标设计
（1）能力目标
（1）能够熟练地使用UG软件完成典型机械零件的三维建模工作、装配体三维装配设计工作、由三维模型生成工程图纸工作，并掌握计算机辅助设计软件的基本操作技能；
（2）建立一个从“思维—图样—模型—实际产品”的现代设计与制造的思维模式；
（3）培养学生的创新思维能力和实际动手能力，为今后利用先进手段开展机械设计、分析和制造打下良好的基础。
（2）知识目标
（1）了解当代CAD/CAM与数控加工一体化技术的特点和发展。
（2）能够系统地学习UG软件三维数字建模、装配设计、生成工程图的相关知识；
（3）能亲身实践从“零件造型—数控编程—数控制造加工”的全过程。
（3）素质目标
（1）使学生具备从事产品三维造型岗位所必备的素质、知识与技能，培养学生掌握数字
化设计、数字化装配的理论基础。
（2）培养学生能熟练应用UG等三维软件，完成中等复杂程度的产品从三维造型到实际产品的整个过程的能力，培养学生的专业实践能力。
（3）培养学生把理论知识与应用性较强实例有机结合起来，严谨踏实、实事求是的科学态度和科学作风，具备较强的动手能力、分析解决问题能力及创新能力，树立全面质量管理意识，以及团队合作精神，为后续的专业职业能力培养打下扎实基础。
（4）培养学生自我学习和自我发展的能力。通过大量的网络教学资源，包括视频资料、教学录像、课件等，鼓励学生根据自己的能力和实际情况，有针对性地进行自学和超前学习，具备跟踪专业技术发展方向，探求和更新知识的自学能力。
2. 课程内容设计
| 序号 | 教学项目 | 教学任务 | 教学设计建议 | 课时 | 备注 | |
| 理论 | 实践 | |||||
| 一 | CAD模块 | 学习情境1课程认识 | 教学方法与教学资源: 教学情境下设若干工作任务，教师引导学生讨论，给出方案，提高学生的积极性和主动性，教师围绕任务安排理论学习内容。教师将素材及教学视频放在校园网上供学生随时学习，并引导学生上网自主学习。 教学组织形式：在项目课程教学时采用分组教学和集中教学相结合、教师主导和学生自主学习相结合、规定项目训练和自选项目训练相结合的教学组织形式。 教学环境说明: 安装UG NX 6.0及以上版本、硬件配置较高的机房，学生每人一台电脑 。 | 1 | 0 | |
| 学习情境2草图绘制 | 4 | 8 | ||||
| 学习情境3实体建模 | 4 | 8 | ||||
| 学习情境4装配建模 | 1 | 3 | ||||
| 学习情境5工程图 | 3 | 6 | ||||
| 学习情境6 自由形状建模 | 4 | 8 | ||||
| 二 | CAM模块 | 学习情境7 平面零件铣削加工 | 4 | 8 | ||
| 学习情境8固定轴曲面零件铣削加工 | 4 | 6 | ||||
| 模块名称 | 学时 |
| …… |
| 序号 | 学习情境名称 （权重） | 教学目标 | 学习与训练内容 | 教学载体 | 考核与评价方式 |
| 一 | 课程认识 （5%） | 知识目标： 1．了解当代CAD/CAM与数控加工一体化技术的特点和发展； 2．了解主流CAD/CAM软件； 3．熟悉UG NX6.0界面及各按钮功能。 能力目标：会安装UG NX6.0，知道该软件有哪些功能，相应功能的按钮在何处。 | 常用CAD/CAM 软件简介； UG NX6.0基本操作 | UG6.0软件 | 过程考核+最终任务 考核 |
| 二 | 草图绘制 （10%） | 知识目标：掌握草图绘制的三步骤，即描图、为草图添加几何约束、为草图添加尺寸约束。 能力目标：学生能快速运用草图进行二维截面的给制。 | 草图的创建、环境设置、绘制、草图的约束 | 二维图形 | |
| 三 | 实体建模 （20%） | 知识目标： 1.会WCS坐标系的变换； 2.会创建基准特征； 3.能创建基本体素特征、会利用草图构建实体； 4.会创建与定位孔、键槽等成型特征； 5.会螺纹特征操作； 6.能创建圆角、倒角等细节特征。 能力目标：能对一般复杂程度的零件进行建模，在自己熟知的操作命令中选择最经济快捷的方式。 | 任务一 法兰盘造型 任务二 带轮造型 任务三 手柄造型 任务四 锥形瓶造型 任务五 螺栓造型 任务六 小支座造型 | 三维图形 | |
| 四 | 装配建模 （15%） | 知识目标： 1.会添加装配约束； 2.会重定位组件； 3.会创建镜像装配； 4.会操作装配导航器； 5.会创建装配爆炸； 6.会使用WAVE几何链接器。 能力目标：能正确装配中等复杂程度设备。 | 装配减速器、千斤顶等现有素材机械设备。 | 零件三维图形 | |
| 五 | 工程图 （20%） | 知识目标： 1.会创建各种视图并标注； 2.会视图布局操作 能力目标：能从三维图导出详细工程图。 | 工程图纸管理 视图的建立 视图编辑 标注功能 | 二维及三维图形 | |
| 六 | 自由形状建模 （10%） | 知识目标： 1.会创建点和基本曲线； 2.会构建直纹、扫琼面。 能力目标：能构造自由曲面以及通过点云构造曲面。 | 综合训练项目：排球 | 曲线、曲面 | |
| 七 | 平面零件铣削加工 （10%） | 知识目标： 1.掌握常用的二维加工刀路、二维开大粗、二维精加工侧壁、二维精加工零部件底面的刀路； 2.懂得各种加工方式的区别联系、明白各加工参数的意义、 能力目标：熟练选择不同的加工方法、会根据零件形状材料及数控加工工艺使用合理的加工参数进行数控加工编程。 | Conception of Planar Milling/ Creating Boundaries/ Defining depths/Setting cutting parameters/ Creating Operation of Planar Milling/ Post Operation | 零件三维图形 | |
| 八 | 固定轴曲面零件铣削加工 （10%） | 知识目标： 掌握型腔铣、平行铣、等高外形、曲面区域驱动等各种曲面加工刀具路径。 能力目标：熟练选择不同的加工方法、会根据零件形状材料及数控加工工艺使用合理的加工参数进行数控加工编程。 | Conception of Fixed Contour milling/ Setting cutting parameters / Creating Operation of Fixed Contour milling | 零件三维图形 |
| 编号 | 能力训练 项目名称 | 拟实现的 能力目标 | 相关支 撑知识 | 训练方法 手段与步骤 | 结果 （可展示） |
| 项目1.1 | |||||
| 项目1.2 | |||||
| …… | |||||
| 项目n.1 | |||||
4. 进度表设计
序号或
| 周次 | 学时 | 教学目标和主要内容 | ||||
| 单元标题 | 能力目标 | 能力训练 项目编号 | 知识目标 | 其他内容 | ||
| …… | ||||||
本课程的评价方案采用教师评价和学生互评相结合、过程评价和结果评价相结合、理论评价和实践评价相结合的形式。每个项目结束后进行考评，以实践考核为主，理论考核为辅。平时考核中结合学生互评部分给出平时成绩，建议平时成绩占10%，过程考核占50%，期终占40%。主要考核学生CAD/CAM软件应用能力。
1、工作任务评价（平时成绩）
（1）能力目标（检测、报告、综合实训的评价）X%；
（2）相关理论知识掌握程度（课堂发言、讨论、作业等）X%；
（3）其它（出勤、表现）X%。
2、综合评价
（1）课程总成绩=平时成绩（X%）+ 期末成绩（X%）；
（2）平时成绩（100%）=X个单项成绩（X%）+ X个综合实训成绩（X%）
（3）X个单项成绩根据其在课程中的地位分别占X%；X个综合实训中，
综合实训X，占X%，综合实训X占X%；……
（4）期末成绩（100%）为期终面笔试成绩。
四、课程实施条件
1.师资队伍基本要求
教师熟悉CAD/CAM与数控加工，能够熟练运用UG/ProE/SW等主流三维软件。
2.教学实验实训硬件环境基本要求
安装UG NX 6.0及以上版本、硬件配置较高的机房，最好装有加工仿真软件，可模拟加工过程，检验装夹及程序的正确性。若有条件，可到加工中心实现加工。保证学生每人一台电脑 。
3.教学资源基本要求
（1）UG/NX计算机辅助自学教程 CAST；
（2）UG /NX用户手册或HELP文件；
（3）网络资源，最好有素材和教学文件
4.综合考核评价建议（方案）
本课程的评价方案采用教师评价和学生互评相结合、过程评价和结果评价相结合、理论评价和实践评价相结合的形式。每个项目结束后进行考评，以实践考核为主，理论考核为辅。平时考核中结合学生互评部分给出平时成绩，建议平时成绩占10%，过程考核占50%，期终占40%。主要考核学生CAD/CAM软件应用能力。下载本文
