计算机辅助设计与制造的基本原理与应用
《CAD、CAM》课程教学大纲
《CAD、CAM》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：03140314课程名称：CAD/CAM课程英文名称:Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing课程所属单位：机械工程系机械设计制造及其自动化教研室课程面向专业：机械设计制造及其自动化、包装工程、过程装备与控制工程课程类型：选修课先修课程：计算机原理、C语言、机械制图、计算机辅助绘图、机械设计、机械原理等学分:2总学时：40 （其中理论学时：30实验学时：10）二、课程的性质与目的计算机辅助设计与制造是一种利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计、分析、加工工艺规划及制造，以到达理想的目的并取得创新成果的一种技木。
机械类设计与制造人员掌握这门技术不仅可以提高设计效率，更重要的还可在概念设计、详细设计的过程中保证结构的合理性、正确性和创新性，掌握现代机械设备加工制作理念与方法。
本课程从计算机辅助设计与制造的基本原理着手，针对机械设计与制造的特点，采用互动式教学理念，传授其基本原理与使用技法，让学生在操作实验中，感悟其真谛，领会其实质。
三、课程教学内容与要求（一）计算机辅助设计概论1.教学内容与要求要求学生了解CAD技术、系统硬件与软件、常用的CAD软件特点和系统的选择与配置的基本内容与相关知识。
2.教学重点在学习和了解教材的所介绍的知识基础上，拓展当前最前沿的计算机辅助设计相关知识与国际最新的研究成果。
（二）工程数据的计算机处理1.教学内容与要求介绍几种常用的工程数据计算机处理方法，了解相关程序的编制。
让学生在学习了几种工程数据计算机处理方法后，可以比拟和分析各种工程数据计算机处理方法的特点，并自己动手利用高级语言编制相关程序。
2.教学重点常用的工程数据计算机处理方法、数据处理程序的编制。
3.教学难点高级语言的数据处理编程（三）计算机图形学基础1.教学内容与要求讲授计算机绘图系统、计算机绘图软件、几何交切子程序设计、图形变换、AutoCAD二维绘图技巧等内容。
浅析计算机辅助设计及其应用
浅析计算机辅助设计及其应用摘要：随着市场经济的快速发展，计算机辅助设计在工业设计的过程中的逐渐应用，极大的促进了工业设计的发展和工业网络信息化的发展。
在工业生产过程中计算机辅助设计的应用对工业设计产品设计与创新具有重要的现实意义。
关键词：计算机辅助设计；信息技术；应用引言：计算机辅助设计在工业设计中的应用是现阶段工业发展的需要和社会主义市场经济发展的必然，采用先进技术和工艺发展工业是科技进步的体现，是振兴民族工业的必然要求，将计算机辅助设计技术融入到工业生产与工业设计之中，是新时期技术与工业的有机融合，并将计算机辅助设计中优秀的思想和理念与工业设计进行完美的结合将有利于经济的快速发展，从而促进地区经济的腾飞，但计算机辅助设计只是属于技术层面的，要想设计和制作出符合人们要求的工业设计产品还需要结合可持续设计和人性化设计等先进的设计理念。
1.计算机辅助工业设计技术计算机辅助工业设计技术，是计算机辅助工业设计系统的内部支撑技术由于工业设计是一门综合性的交叉性学科，涉及到诸多学科领域，因而计算机辅助工业设计技术也涉及到了CAD技术人工智能技术多媒体技术虚拟现实技术、优化技术、模糊技术、人机工程学等信息技术领域广义上，CAID是CAD的一个分支，许多CAD领域的方法和技术都可加以借鉴和引用。
2.计算机辅助造型技术计算机辅助造型技术经过20多年的探索，已发展到特征造型和参数化、变量化设计阶段，为实体模型向产品模型的转化铺平了道路同时，CIMS并行工程虚拟制造等设计制造模式的发展，使得产品模型必须实现全生命周期中的信息共享各种模型数据的转换和网络传输等问题这些都对计算机辅助造型技术提出了更高的要求。
3.计算机辅助设计技术的应用现状目前，计算机辅助设计被广泛应用于各个企业。
在信息技术小断发展的过程中，计算机辅助设计技术的应用越来越成熟。
应用计算机辅助设计的企、事业单位在市场竞争中具有一定的优势。
这些单位的资金较为充裕，具备的硬件数量较多，计算机软件的更新也比较及时。
中小学信息技术的课程教案
中小学信息技术的课程教案第一章：信息技术基础知识1.1 教学目标让学生了解信息技术的基本概念和应用领域。
让学生掌握计算机的基本操作和常用软件的使用。
1.2 教学内容信息技术的定义和应用领域。
计算机的基本操作，包括开关机、使用鼠标和键盘。
常用软件的使用，如浏览器、办公软件等。
1.3 教学方法讲授法：讲解信息技术的定义和应用领域。
实践操作法：学生亲自动手操作计算机，掌握基本操作。
1.4 教学评估课堂提问：检查学生对信息技术基本概念的理解。
上机操作：检查学生对计算机基本操作的掌握程度。
第二章：网络基础与应用2.1 教学目标让学生了解网络的基本概念和结构。
让学生掌握如何使用网络进行信息检索和交流。
2.2 教学内容网络的定义和结构，包括互联网的起源和发展。
网络的基本应用，如信息检索、电子邮件、即时通讯等。
2.3 教学方法讲授法：讲解网络的定义和结构。
实践操作法：学生亲自动手操作计算机，掌握网络应用。
2.4 教学评估课堂提问：检查学生对网络基本概念的理解。
上机操作：检查学生对网络应用的掌握程度。
第三章：计算机编程基础3.1 教学目标让学生了解编程的基本概念和流程。
让学生掌握一种简单的编程语言。
3.2 教学内容编程的定义和流程，包括需求分析、设计算法等。
一种简单的编程语言，如Scratch或Python。
3.3 教学方法讲授法：讲解编程的定义和流程。
实践操作法：学生亲自动手编写程序，掌握编程技巧。
3.4 教学评估课堂提问：检查学生对编程基本概念的理解。
编程作业：检查学生对编程语言的掌握程度。
第四章：多媒体制作与处理4.1 教学目标让学生了解多媒体的基本概念和应用。
让学生掌握多媒体制作和处理的基本技巧。
4.2 教学内容多媒体的定义和应用，包括图像、音频、视频等。
多媒体制作软件的使用，如PowerPoint、Photoshop等。
4.3 教学方法讲授法：讲解多媒体的定义和应用。
实践操作法：学生亲自动手制作多媒体作品。
计算机辅助设计与制造简答题总结
1、CAPP有哪几种基本类型？分别基于何种技术？1检索式CAPP系统；2派生式CAPP系统，即基于成组技术或基于特征的CAPP系统；3创成试CAPP系统主要包括基于传统过程性程序结构与决策形式的CAPP系统，基于知识的cap系统等；4综合式CAPP系统，包括派生式和创成式与人工智能相结合，且综合了它们的优点的CAPP系统，基于实例与知识的混合式CAPP系统及其它混合式系统等。
2、什么是数控加工？数控装置有哪些类型？数控编程的主要内容是什么？数控加工数控机床应用数字化信息实现机床控制的一种技术。
数控装置有哪些类型类型？按加工方式分类：1.金属切削类数控机床2.金属成型类数控机床3.数控特种加工机床4其他类型的数控机床按驱动装置的特点分类1.开环控制数控机床2半闭环控制数控机床3．闭环控制数控机床4．混合控制数控机床主控编程的主要内容包括:分析零件图纸进行工艺处理，确定工艺过程；数值计算，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据；编制零件加工程序；制备控制介质；校核程序及首件试切。
4、什么是成组技术？成组技术是一门生产技术科学，即研究和发掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用事物的相似把相似问题归类成组，寻求解决这一类问题相对统一的最优方案，从而节约时间和精力以取得所期望的经济效益。
6、派生式CAPP系统的原理是什么？基本原理是利用成组技术（GT）代码或企业现行的零件图编码，将零件根据结构和工艺相似性进行分组，然后针对每个零件组编制典型工艺，又称主样件工艺，在进行工艺设计时，根据零件的GT代码和其他有关信息，按编码搜索零件族，对典型工艺进行自动化或人机交互式修改，生成符合要求的工艺文件。
7、派生式CAPP系统与创成式CAPP系统的工作原理有何不同？答：派生法是以对标准工艺规程的检索和修改为基础，而标准工艺是由有经验的工艺人员制订的。
设计新零件工艺规程时要对标准工艺进行检索，并经编辑和修改而得到。
创成法是由计算机软件系统，根据输入的或直接从cad系统获得的零件信息，依靠系统中的工艺数据和各种工艺决策自动设计出工艺规程。
计算机辅助设计与制造专业
计算机辅助设计与制造专业05年市场调研加入世贸组织后，广东正在逐步变成“世界制造中心”，制造业将成为我国经济的主要增长点，保证制造业健康发展的关键是提高市场竞争能力，制造业的信息化是增强市场竞争能力的根基，制造业信息化的基础是计算机辅助设计与制造（数控技术）。
数控技术的应用非常广泛，目前已出现计算机辅助设计与制造性人才的严重短缺，在很多地区招聘数控高级技术工人的待遇比硕士研究生高的情况。
数控人才的严重短缺成为全社会普遍关注的热点问题，这己引起各级领导的高度关注。
计算机辅助设计与制造（数控加工技术方向）专业人才的严重短缺已是公认，无须讨论。
目前的关键是要弄清楚计算机辅助设计与制造有那些主要岗位、岗位要求、专业知识构成和如何培养这些人才，特别是在高等教育从精英教育向大众化教育转变的时期，生源基础变化较快，企业对人才层次要求上移、使用重心下移的情况下，我们如何建立合理的教学方案，既满足广大青年学生接受高等教育的愿望，又能为社会输送高素质、高技术、高技能实用人才。
为此，我们在03年对企业和部分职业技术院校进行了调研，确立了计算机辅助设计与制造专业的培养目标、人才规格和知识能力结构,提出了整体优化的培养方案，构建了新的课程体系。
在此基础上，04、05继续对学生进行跟踪和对社会、市场进行调查，现将调研的情况总结如下。
一、调查结果分析（一）广东地区职业技术院校计算机辅助设计与制造专业的教学现状通过对广东机电职业技术学院、深圳技师学院、广东白云职业技术学院、广东轻工职业技术学院、广东农工商职业技术学院、韶关学院及广东工贸职业技术学院的继续调查。
我们发现，各职业技术院校近年来，高度重视数控专业的建设发展，师资方面，教师学历、年龄结构、“双师型”比例、继续教育等方面相对较好；设备投入方面，最近三年都有较大的投入或投入计划，实训教学条件得到明显改善，较为贴近生产实际，毕业生动手能力较强；教学改革方面，大多数学校都将该专业作为学校重点专业进行建设，不少学校的数控专业成为省、市教改试点专业，受到社会的广泛关注，毕业生供不应求；产学研结合方面，大多数学校都注意与企业的合作，充分利用社会资源进行教学科研。
计算机辅助设计课程总结
计算机辅助设计课程总结计算机辅助设计(CAD)是一种重要的计算机技术,用于创建、编辑和修改三维图形和模型,广泛应用于机械、电子、建筑、航空航天和其他领域。
在本文中,我们将总结计算机辅助设计课程的主要内容和收获。
一、课程概述计算机辅助设计课程旨在教授如何使用计算机软件来创建三维模型和图形,以及如何使用这些软件进行设计、分析和模拟。
该课程通常包括CAD软件的基础知识、三维建模、图形绘制、材料力学分析和有限元模拟等内容。
二、课程内容1. 计算机辅助设计软件的基础知识本课程将介绍CAD软件的基本概念、功能和界面,包括鼠标操作、文本编辑、文件管理等内容。
2. 三维建模三维建模是计算机辅助设计的基础,本课程将介绍三维建模的基本原理和方法,包括实体建模、曲面建模、纹理映射等内容。
3. 图形绘制图形绘制是CAD软件中的重要功能之一,本课程将介绍图形绘制的基本原理和方法,包括线条、阴影、颜色和纹理等内容。
4. 材料力学分析材料力学分析是CAD软件中的重要功能之一,本课程将介绍材料力学分析的基本原理和方法,包括应力分析、应变分析、材料性能等内容。
5. 有限元模拟有限元模拟是一种常用的CAD软件分析技术,本课程将介绍有限元模拟的基本原理和方法,包括求解器的选择、网格划分、元素定义等内容。
三、课程收获通过本课程的学习,学生将掌握计算机辅助设计的基础知识和方法,能够熟练使用CAD软件进行三维建模、图形绘制和材料力学分析等操作。
此外,学生还将学会如何有效地利用计算机辅助设计软件进行协作和沟通,这对于在实际项目中应用计算机辅助设计是非常重要的。
四、拓展除了以上课程的主要内容和收获外,计算机辅助设计课程还可以拓展以下内容:1. 三维动画制作三维动画制作是计算机辅助设计的另一个重要应用领域,本课程将介绍三维动画制作的基本方法和技巧,包括角色设计、场景设定、动画制作等内容。
2. 虚拟现实技术虚拟现实技术是计算机辅助设计的另一个重要应用领域,本课程将介绍虚拟现实技术的基本原理和应用方法,包括虚拟现实建模、虚拟现实交互等内容。
1概述_计算机辅助设计
1.4 计算机辅助设计的应用
CAD的基本技术 4. 科学计算 模拟真实世界的数学、力学方法。例如有 限元、边界元等计算方法等。
1.4 计算机辅助设计的应用
CAD的基本技术 5. 优化设计 选定在设计时力图改善的一个或几个量作 为目标函数，在一定约束条件下，以数学方 法和电子计算机为工具，不断调整设计参量， 最后使目标函数获得最佳的设计。
计算机辅助设计包括的内容很多，如概念设计、 优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机绘 图等。
1.1 什么是计算机辅助设计
设计的重要性
“设计工作是新产品研制的第一道工序，设计 工作的质量和水平，直接关系到产品质量、性能、 研制周期和技术经济效益”——书本P1 设计的广泛性
除了花草树木这些自然景物，从茶杯到桌子、 建筑、公路、桥梁、火车……所有跟普通人生活 息息相关的物品和工程设施，都需要设计。
1.5 CAD系统的组成与配置
1.5.3.2 常用CAD软件介绍 1. 绘图软件
AutoCAD-欧特克公司 特点：专业制图，三维建模，渲染
1.5 CAD系统的组成与配置
1.5.3.2 常用CAD软件介绍 2. 造型软件
UG-美国麦道 Pro/Engineer-美国参数技术公司 CATIA-法国达索飞机公司 特点：三维，CAD/CAM，参数化设计
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1.3 CAD的特点
工作内容
• 设计数据库 • 图形数据库 • 应用程序库
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1.3 CAD的特点
在数据库的基础上开展CAD工作 五个方面：
• • • • • 建立模型； 设计计算； 图形显示； 仿真； 出图样、文档等。
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1.3 CAD的特点
1）提高设计质量
综合性的技术知识；人机交互使产品设计更加合理； 优化设计；数据的一致性。
《计算机辅助制造》教学大纲.
《计算机辅助制造》教学大纲课程编号：040402 开课院系：机械工程学院机械制造及自动化系课程类别：专业必修适用专业：机械工程类课内总学时：27 学分：3实验学时： 2 课内上机学时：先修课程：工程材料及制造基础、机械制图、机械设计、大学计算机基础执笔：唐英审阅：刘北英一、课程教学目的本课程是机械工程专业方向学生重要的专业基础课程。
通过该课程的学习，使学生系统了解并掌握计算机辅助制造技术方面的基本概念、原理和方法，培养学生利用计算机辅助进行零件分类成组、工程图设计、工艺过程设计、数控加工等方面的设计及开发能力，为在现代化大生产中实施先进的制造手段打下专业基础。
二、课程教学基本要求1．课程重点：课程重点放在介绍计算机辅助制造技术等各方面的基本概念、原理和方法。
主要内容包括计算机辅助设计技术、计算机辅助工艺设计技术以及计算机辅助数控编程及加工技术等。
2．课程难点：课程各部分难点主要有：计算机辅助制造工程基础技术部分的成组技术和专家系统、计算机辅助设计技术部分的几何建模原理、计算机辅助工艺设计技术部分的CAPP原理和计算机辅助制造技术部分的CAD/CAPP/CAM集成技术等。
3．能力培养要求：3.1 通过学习计算机辅助设计技术原理和方法的学习，培养学生的计算机零件造型和工程图设计的能力。
3.2 通过学习计算机辅助工艺设计技术原理和方法的学习，培养学生用计算机进行零件工艺过程规划、工艺规程制定的能力；并通过CAPP系统开发作业，提高学生软件开发的能力。
3.3 通过学习计算机辅助工艺设计技术原理和方法的学习，并通过零件数控编程及加工的实验训练，培养学生利用手工或借助CAM软件进行数控加工程序编制、数控加工的能力。
三、课程教学内容与学时课堂教学（25学时）1．绪论（2学时）1.1 理解制造系统的狭义和广义概念，了解制造系统中的设计活动的内涵。
1.2 了解制造系统中的规划和控制活动的内容，理解计算机辅助制造的目的和作用、技术体系和内容等。
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计算机辅助设计与制造的基本原理与应用
计算机辅助设计与制造（Computer-Aided Design and Manufacturing，简称CAD/CAM）是指利用计算机技术来辅助进行产品设计与制造的
过程。
它结合了计算机科学、工程设计和制造技术，可以显著提高产
品开发与制造的效率和质量。
本文将介绍计算机辅助设计与制造的基
本原理和应用。
一、计算机辅助设计的基本原理
计算机辅助设计是利用计算机来辅助进行产品设计和制造的过程。
它可以通过图形绘制、参数化建模和模型分析等方法，将产品的设计
过程从传统的手工制图转变为计算机软件的操作。
计算机辅助设计的
基本原理包括以下几个方面：
1. 图形绘制：利用计算机的图形处理功能，可以将产品的形状和结
构以图形的方式显示出来。
设计师可以通过绘制线段、曲线和曲面等
基本图形元素，完成产品的初步设计。
2. 参数化建模：参数化建模是计算机辅助设计的重要方法之一。
通
过设定产品的各项参数，可以实现对产品形状和结构的灵活调整和修改。
设计师可以通过改变参数的数值，快速生成不同规格和尺寸的产
品模型。
3. 模型分析：计算机辅助设计还可以对产品模型进行各种分析。
例如，可以进行材料力学性能的仿真分析，以评估产品在使用过程中的
强度和刚度；还可以进行运动学和动力学分析，以评估产品在运动状
态下的性能。
二、计算机辅助制造的基本原理
计算机辅助制造是指利用计算机技术来辅助进行产品制造的过程。
它可以通过数控加工、快速成型和自动化控制等方法，将产品的制造
过程从传统的手工操作转变为计算机的自动化控制。
计算机辅助制造
的基本原理包括以下几个方面：
1. 数控加工：数控加工是计算机辅助制造的核心技术之一。
它利用
计算机数控系统控制机床的运动，实现对产品的加工和加工过程的控制。
数控加工具有高效、精度高、重复性好等优点，可以实现复杂形
状零部件的加工。
2. 快速成型：快速成型是一种通过逐层堆积材料来制造产品的方法。
它利用计算机辅助设计的产品模型，通过快速成型设备将材料逐层堆
积成型，最终制造出产品。
快速成型具有制造速度快、制造成本低、
制造精度高等优点，广泛应用于产品设计和制造领域。
3. 自动化控制：计算机辅助制造还可以通过自动化控制，实现对制
造过程的自动控制和监控。
例如，可以利用传感器和执行器等设备，
实时监测生产过程中的温度、压力、速度等参数，并通过计算机控制
系统进行实时调整和优化。
三、计算机辅助设计与制造的应用
计算机辅助设计与制造广泛应用于各个领域，包括机械制造、电子
信息、航空航天、汽车工业等。
它可以大大提高产品的设计和制造效率，降低产品的开发成本，提高产品的质量和竞争力。
以下是计算机
辅助设计与制造的几个应用方向：
1. 机械制造：计算机辅助设计与制造在机械制造领域广泛应用。
它
可以帮助设计师进行产品的三维模型设计和装配设计，提高设计效率
和产品质量；还可以通过数控加工和自动化控制，实现产品的自动化
生产。
2. 电子信息：计算机辅助设计与制造在电子信息领域的应用越来越
广泛。
它可以帮助设计师进行电路原理图设计、PCB布局设计和封装
设计，提高电子产品的设计效率和可靠性；还可以通过自动化生产线，实现电子产品的批量生产。
3. 医疗器械：计算机辅助设计与制造在医疗器械领域也有重要应用。
它可以帮助设计师进行医疗器械的三维建模和人体仿真分析，提高产
品的设计精度和人体适应性；还可以通过快速成型技术，实现个性化
医疗器械的制造。
结语
计算机辅助设计与制造作为现代制造业的重要技术之一，已经深入
到各个领域。
它通过利用计算机的图形处理、参数化建模和自动化控
制等功能，使产品的设计和制造变得更加高效、精确和可靠。
随着计
算机技术的不断进步，计算机辅助设计与制造的应用前景将会更加广阔。