《计算机辅助造型与自动编程应用》课程标准.docx

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《计算机辅助造型与自动编程应用》课程标准

《计算机辅助造型与自动编程应用》课程标准

一、课程性质与作用

课程的性质：

《计算机辅助造型与自动编程应用》课程是数控技术专业的专业核心课程，重点是通过计算机辅助设计与计算机辅助制造实现产品快速设计与虚拟制造的基础。

通过本课的学习，要求学生熟练应用Pro/E软件实现机械产品的造型设计任务；能熟练应用CAXA数控车软件，掌握各种典型车削类零件的造型方法及自动编程技术；能熟练应用CAXA制造工程师软件，掌握各种铣削类典型零件的造型方法及自动编程方法等。

课程的作用：

本课程在专业人才培养过程中起到核心作用。

学完本课程，能够达到“熟练应用常用的CAD/CAM软件进行计算机辅助造型和自动编程的能力，为后续的毕业设计和走向工作岗位奠定坚实的基础。

二、课程的教育目标

通过本课程的学习，能够达到人才培养模式中的知识目标、素质目标、能力目标。

（一）知识目标

（1）通过使用用三维CAD软件进行二维草图绘制和三维零件造型，掌握典型产品零件的三维模型造型及曲面造型的方法与技巧。

（2）通过使用三维CAD软件完成三维零件的装配，并掌握零件装配的方法与技巧。

（3）能按机械零部件的结构设计和绘制标准要求生成工程图。

（4）能过熟练使用CAM软件进行车削类零件造型和数控加工自动编程。

（5）能过熟练使用CAM软件进行铣削类零件三维造型和数控加工自动编程。

（二）素质目标

（1）培养学生独立思考灵活运用所学知识解决实际问题的应用能力

（2）培养学生勇于创新、敬业爱业的工作作风

（3）培养学生的与人沟通能力及团队协作精神

（4）培养学生的质量意识、安全意识、环保意识

（5）培养学生踏实务实的工作习惯

（6）培养学生的社会责任心

（三）能力目标

（1）具备正确分析零件结构，能根据图纸要求，运用所学知识快速完成零件造型的能力。

（2）具备正确分析部件中各零件的装配关系，能够按照要求，运用所学知识快速完成零部件装配的能力。

（3）具备能按够按照绘图标准和要求生成工程图的能力。

（4）具备利用CAM软件进行车削类零件造型和数控加工自动编程的能力。

（5）具备利用CAM软件进行铣削类零件三维造型和数控加工自动编程的能力。

（6）具备根据设备要求合理选用加工工艺的能力。

三、与前后课程的联系

本课程须在学生具备了《机械图纸的绘制与识图（含公差）》、《机械零件设计与测绘》、《机械制造基础》、《金属切削刀具及加工参数的选用》课程中的相关知识后开设。

本课程为后续课程毕业实习、毕业设计及顶岗实习做准备。

（一）与前续课程的联系

《机械图纸的绘制与识图》为本学习领域的学习培养绘图、识图的知识能力，通过看图能够建立空间概念，识别各零件间的位置关系及设备的组成之间的联系。

通过学习《机械零件设计与测绘》为本课程运动仿真、及零部件造型设计的几何参数选择提供理论知识。

通过学习《制造基础能力应用》为本课程建模选择正确材料及加工工艺提供理论知识。

《金属切削刀具及加工参数的选用》为本课程CAM部分选择刀具及切削参数提供理论知识。

（二）与后续课程的联系

在该课程之后开设相关课程，为毕业实习、毕业设计环节中积累了与该课程有关的毕业设计课题提供理论和技能储备，并运用所学知识搜集相关资料，在此基础上发挥学生的创新意识和能力完成毕业设计课题要求的内容。

同时也为后续的顶岗实习环节积累了为从事相关工种工作提供理论和技能的准备，正确运用所学知识处理工作中出现的技术问题，并能够解决相关问题。

四、课程内容及学时分配

表1：

《计算机辅助造型与自动编程应用》课程内容及学时分配一览表

序号

学习情境

学习内容

学习目标

建议教学形式

参考

学时

1

绘制二维草图

（1）Pro/E应用基础及基本操作

（2）绘制、编辑几何图元

（3）定义几何约束

（4）尺寸标注和修改

（5）草绘综合实例训练

（1）熟悉草图环境及掌握Pro/E的基本操作；

（2）掌握二维图形的绘制及编辑方法；

（3）掌握几何约束工具的使用；

（4）掌握二维图元的尺寸标注和尺寸修改；

（5）掌握草绘技巧，能熟练绘制草图；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

10

2

三维实体建模应用

（1）创建基准特征

（2）创建、编辑基础实体特征

（3）创建工程特征

（4）特征的基本操作

（5）综合实例训练

（1）能够根据零件建模需求创建基准平面、基准轴、基准点、基准曲线和基准坐标系等；

（2）掌握零件模型创建过程中基础特征的应用，并能对实体特征进行再编辑及修改；

（3）掌握工程特征的应用及使用方法，并能对工程特征进行再编辑及修改；

（4）通过模型实例练习掌握特征操作的应用，以提高绘图效率和灵活性；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

16

3

曲面特征应用

（1）曲线的创建

（2）曲面的创建

（3）曲面特征修整

（4）综合实例训练

（1）掌握曲线的创建方法；

（2）掌握基本曲面特征的创建；并能对曲面进行再编辑及修改；

（3）熟练操作曲面特征，主要是合并曲面和用面组构建实体特征；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

10

4

典型零件的高级特征应用

（1）扫面混合特征应用

（2）可变截面扫描特征应用

（3）螺旋扫描特征应用

（4）边界混合曲面应用

（5）参数化设计

（6）综合实例训练

（1）了解高级特征在工业造型设计中的使用；

（2）掌握扫描混合的绘制方法及步骤；

（3）掌握可变截面扫描的绘制方法及步骤；

（4）掌握螺旋扫描的绘制方法及步骤，会绘制弹簧螺纹等特征；

（5）通过渐开线齿轮的绘制，了解零件的参数化设计；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

18

5

典型零件的装配特征应用

（1）典型零件的装配

（2）生成爆炸图

（3）综合实例训练

（1）通过典型零件装配的应用，掌握零件间的装配关系对零件进行位置关系约束，将零件组装成一个产品；

（2）能够将已经装配好的组件按照装配的位置关系分解，便于观察组成组件的零部件的数目和分布情况；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

10

6

创建工程图

（1）创建三视图

（2）尺寸及符号标注

（3）生成半剖视图与部分视图

（4）工程图规范的设置

（5）工程图实例训练

（1）通过具体模型实例掌握工程图设计的应用；

（2）通过具体模型实例能够生成投影视图、辅助视图、一般视图、详细视图和旋转视图等；

（3）能够为视图添加尺寸、公差、注释、明细表等项目构成完整的工程图；

（4）能够添加表格来记录零件的名称、制图人、制图日期、绘图比例、材料、加工条件等信息，并能对表格进行编辑。

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

11

7

轴类零件车削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）轴类零件车削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行轴类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成轴类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码，会代码反读，以检查代码的正确性；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

10

8

套类零件车削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）套类零件车削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行套类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成套类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码，会代码反读，以检查代码的正确性；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

8

9

盘类零件车削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）盘类零件车削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行盘类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成盘类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码，会代码反读，以检查代码的正确性；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

6

10

螺纹类零件车削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）螺纹类零件车削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行螺纹类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成螺纹类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码，会代码反读，以检查代码的正确性；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

4

11

综合类零件车削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）综合类零件车削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行综合类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成综合类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码，会代码反读，以检查代码的正确性；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

10

12

二维铣削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）二维轮廓类零件铣削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行二维轮廓类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成二维轮廓类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

10

13

三维曲面类零件铣削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）三维曲面类零件铣削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行三维曲面类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成三维曲面类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

24

14

孔系类零件铣削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）三维曲面类零件铣削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行孔系类类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成孔系类类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

4

15

综合类零件铣削自动编程

（1）分析零件图纸，确定加工工艺及加工路线。

（2）零件造型、编辑

（3）自动编程及加工

（4）综合类零件铣削自动编程实例训练

（1）能够根据图纸要求，进行综合类零件建模，并能对模型进行再编辑；

（2）会通过毛坯、加工参数选择等相应设置，生成综合类零件的加工轨迹，能对此进行参数修改已生成新的加工轨迹，并能进行轨迹仿真；

（3）能根据已生成的加工轨迹，通过机床设置、后处理设置，生成G代码数据文件，会查看、修改代码；

（4）了解数据传输；

理实一体、讲授法、任务驱动法、操作演示法

12

合计

163

学习情境教学设计

学习情境编号

1

学习情境名称

绘制二维草图

学时

10

（学习情境的）学习目标：

1.熟悉草图环境及掌握Pro/E的基本操作；

2.掌握二维图形的绘制及编辑方法；

3.掌握几何约束工具的使用；

4.掌握二维图元的尺寸标注和尺寸修改；

5.掌握草绘技巧，能熟练绘制草图；

学习情境主要学习内容

教学单元名称

建议学时

教学载体

学习性工作任务1

Pro/E应用基础及基本操作

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务2

绘制、编辑几何图元

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务3

定义几何约束

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务4

尺寸标注和修改

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务5

草绘综合实例训练

6

教材、图纸、计算机、软件

建议教学方法：

1.专业机房理实一体讲授法

2.任务驱动法

3.操作演示法

教学流程图：

观看Pro/E实例→激发学生学习兴趣→介绍Pro/E应用基础及基本操作→确定学习任务→讲解绘图操作步骤及技巧→布置作业→学生上机操作训练→收取作业→典型作业点评

学习情境的重点：

1.二维图形的绘制及编辑方法

2.几何约束工具的使用

3.二维图元的尺寸标注和尺寸修改

学习情境的难点：

1.图形分析

2.草绘技巧

考核方式：

1.上机操作

教师讲授的主要内容：

1.Pro/E的基本操作及草图环境；

2.二维图形的绘制及编辑方法；

3.几何约束工具的使用；

4.二维图元的尺寸标注和尺寸修改；

5.草绘技巧；

学生自主学习或完成的主要内容：

1.通过绘制给定图纸掌握更多的绘图技巧，熟练绘制草图；

本学习情境的教学资源：

1.专业机房

2.多媒体课件

3.练习图纸

学习情境教学设计

学习情境编号

2

学习情境名称

三维实体建模应用

学时

16

（学习情境的）学习目标：

1.能够根据零件建模需求创建基准平面、基准轴、基准点、基准曲线和基准坐标系等；

2.掌握零件模型创建过程中基础特征的应用，并能对实体特征进行再编辑及修改；

3.掌握工程特征的应用及使用方法，并能对工程特征进行再编辑及修改；

4.通过模型实例练习掌握特征操作的应用，以提高绘图效率和灵活性；

学习情境主要学习内容

教学单元名称

建议学时

教学载体

学习性工作任务1

创建基准特征

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务2

创建、编辑基础实体特征

4

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务3

创建工程特征

3

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务4

特征的基本操作

4

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务5

综合实例训练

4

教材、图纸、计算机、软件

建议教学方法：

1.专业机房理实一体讲授法

2.任务驱动法

3.操作演示法

教学流程图：

观看Pro/E实例→激发学生学习兴趣→确定学习任务→图纸形体特征分析→讲解建模操作步骤及技巧→布置作业→学生上机操作训练→收取作业→典型作业点评

学习情境的重点：

1.零件模型创建过程中基础特征的应用，

2.对实体特征进行再编辑及修改

3.工程特征的应用

4.特征的基本操作

学习情境的难点：

1.图纸形体分析

2.对实体特征进行再编辑及修改

3.绘图技巧

考核方式：

1.上机操作

教师讲授的主要内容：

1.创建基准特征；

2.创建、编辑基础实体特征；

3.创建工程特征；

4.特征的基本操作；

5.部分综合实例图纸分析及建模过程；

学生自主学习或完成的主要内容：

1.部分实例图纸分析；

2.部分实例建模特征应用；

3.通过综合实例练习，掌握绘图技巧，以提高绘图效率和灵活性；

本学习情境的教学资源：

1.专业机房

2.多媒体课件

3.练习图纸、模型图片

学习情境教学设计

学习情境编号

3

学习情境名称

曲面特征应用

学时

10

（学习情境的）学习目标：

1.掌握曲线的创建方法；

2.掌握基本曲面特征的创建，并能对曲面进行再编辑及修改；

3.熟练操作曲面特征，主要是合并曲面和用面组构建实体特征；

学习情境主要学习内容

教学单元名称

建议学时

教学载体

学习性工作任务1

曲线的创建

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务2

曲面的创建

4

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务3

曲面特征修整

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务4

综合实例训练

4

教材、图纸、计算机、软件

建议教学方法：

1.专业机房理实一体讲授法

2.任务驱动法

3.操作演示法

教学流程图：

观看Pro/E实例→激发学生学习兴趣→确定学习任务→图纸特征分析→讲解操作步骤及技巧→布置作业→学生上机操作训练→收取作业→典型作业点评

学习情境的重点：

1.曲面类型及曲面的创建

2.曲面特征修整

3.典型实例分析与绘图过程

学习情境的难点：

1.图纸曲面特征分析

2.曲面特征修整

3.绘图技巧

考核方式：

1.上机操作

教师讲授的主要内容：

1.曲线的创建；

2.曲面类型及曲面的创建；

3.曲面特征修整；

4.部分综合实例图纸分析及操作步骤；

学生自主学习或完成的主要内容：

1.部分实例图纸分析；

2.部分实例曲面特征应用；

3.通过综合实例练习，掌握创建曲面的技巧，以提高绘图效率和灵活性；

本学习情境的教学资源：

1.专业机房

2.多媒体课件

3.练习图纸、模型图片

学习情境教学设计

学习情境编号

4

学习情境名称

典型零件的高级特征应用

学时

18

（学习情境的）学习目标：

1.了解高级特征在工业造型设计中的使用；

2.掌握扫描混合的绘制方法及步骤；

3.掌握可变截面扫描的绘制方法及步骤；

4.掌握螺旋扫描的绘制方法及步骤，会绘制弹簧螺纹等特征；

5.通过渐开线齿轮的绘制，了解零件的参数化设计；

学习情境主要学习内容

教学单元名称

建议学时

教学载体

学习性工作任务1

扫面混合特征应用

2

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务2

可变截面扫描特征应用

2

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务3

螺旋扫描特征应用

2

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务4

边界混合曲面应用

2

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务5

参数化设计

4

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务6

综合实例训练

6

教材、图纸、计算机、软件

建议教学方法：

1.专业机房理实一体讲授法

2.任务驱动法

3.操作演示法

教学流程图：

观看Pro/E实例→激发学生学习兴趣→确定学习任务→图纸特征分析→讲解操作步骤及技巧→布置作业→学生上机操作训练→收取作业→典型作业点评

学习情境的重点：

1.扫面混合特征应用

2.可变截面扫描特征应用

3.边界混合曲面应用

4.典型实例分析与绘图过程

学习情境的难点：

1.图纸特征分析

2.扫面混合特征应用

3.参数化设计

4.绘图技巧

考核方式：

1.上机操作

教师讲授的主要内容：

1.扫面混合特征应用；

2.可变截面扫描特征应用；

3.螺旋扫描特征应用；

4.边界混合曲面应用；

5.参数化设计；

6.部分综合实例图纸分析及操作步骤；

学生自主学习或完成的主要内容：

1.部分实例图纸分析；

2.部分实例高级特征应用；

3.通过综合实例练习，掌握高级特征应用的技巧，以提高绘图效率和灵活性；

本学习情境的教学资源：

1.专业机房

2.多媒体课件

3.练习图纸、模型图片

学习情境教学设计

学习情境编号

5

学习情境名称

典型零件的装配特征应用

学时

10

（学习情境的）学习目标：

1.通过典型零件装配的应用，掌握零件间的装配关系对零件进行位置关系约束，将零件组装成一个产品；

2.能够将已经装配好的组件按照装配的位置关系分解，便于观察组成组件的零部件的数目和分布情况；

学习情境主要学习内容

教学单元名称

建议学时

教学载体

学习性工作任务1

典型零件的装配

4

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务2

生成爆炸图

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务3

综合实例训练

5

教材、图纸、计算机、软件

建议教学方法：

1.专业机房理实一体讲授法

2.任务驱动法

3.操作演示法

教学流程图：

观看Pro/E实例→激发学生学习兴趣→确定学习任务→图纸特征分析→讲解操作步骤及技巧→布置作业→学生上机操作训练→收取作业→典型作业点评

学习情境的重点：

1.典型零件的装配

2.生成爆炸图

3.典型实例分析与绘图过程

学习情境的难点：

1.图纸各零件装配关系的分析

2.约束类型的选择

3.装配技巧

考核方式：

1.上机操作

教师讲授的主要内容：

1.常用装配约束类型；

2.定义元件操作；

3.生成爆炸图；

4.部分图纸零件装配关系分析及装配过程；

学生自主学习或完成的主要内容：

1.部分实例图纸装配关系分析；

2.部分实例装配过程操作；

3.通过综合实例练习，掌握装配操作的技巧，以提高绘图效率和灵活性；

本学习情境的教学资源：

1.专业机房

2.多媒体课件

3.练习图纸、模型图片

学习情境教学设计

学习情境编号

6

学习情境名称

创建工程图

学时

11

（学习情境的）学习目标：

1.通过具体模型实例掌握工程图设计的应用；

2.通过具体模型实例能够生成投影视图、辅助视图、一般视图、详细视图和旋转视图等；

3.能够为视图添加尺寸、公差、注释、明细表等项目构成完整的工程图；

4.能够添加表格来记录零件的名称、制图人、制图日期、绘图比例、材料、加工条件等信息，并能对表格进行编辑。

学习情境主要学习内容

教学单元名称

建议学时

教学载体

学习性工作任务1

创建三视图

2

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务2

尺寸及符号标注

2

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务3

生成半剖视图与部分视图

1

教材、图纸、计算机、软件

学习性工作任务4

工