机械设计制造及其自动化专业CADCAM教学大纲(本科)

中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业（本科）
《机械CAD/CAM》教学大纲
第一部分大纲说明
一、课程的性质和任务
机械CAD/CAM技术是广播电视大学机械设计制造及其自动化专业学生必修的技术基础课程。

本课程的任务是使学生获得机械CAD/CAM技术的基本理论和基础知识;掌握CAD/CAM 系统硬件配置的一般原则;熟悉CAD/CAM系统常用软件的开发方法；具有进行CAD/CAM系统规划与实施的初步能力.
二、本课程与相关课程的关系
本课程安排在计算机绘图及C语言程序设计课程后进行，学生应具有常用机械绘图软件和机械设计与制造方面的基本知识。

三、课程的基本教学要求
课程重点阐述CAD/CAM系统的组成及其软件开发技术，初步了解CAD/CAM系统的集成概念，具有进行CAD/CAM系统规划与实施的初步能力。

四、教学方法和教学形式建议
本课程内容主要是建立在上机实验和工业实践基础之上，以基本概念和实际应用描述为主，涉及面宽.课程教学形式包括电视录像授课、上机实验、自学及面授辅导等方式。

五、课程教学要求的层次
课程的教学内容按”掌握、熟悉、了解"三个层次要求，上机实验内容按"熟练，学会,了解”三个层次要求.
第二部分媒体使用和教学过程安排建议
一、学时分配
课内72学时（4学分)，其中电视录像22学时，上机实验22学时，其它学时28.
二、教材
1．文字教材
本课程教材采用分立型式，即包括主教材和实验指导书各一册。

主教材为教材基本内容、每章小结和习题，实验指导书包括实验指导、学习自检内容等.
教材名称主教材：《机械CAD/CAM》
辅助教材：《机械CAD/CAM实验指导》
2．音像教材电视录象
三、考试
本课程考试采用闭卷考试方法,时间为2小时.考试成绩及完成五个上机实验(以是否获得实验指导教师的书面认可为依据）两项内容为考查学生获得学分与否的依据,上机实验占总成绩的20%。

学生考试成绩及格并且完成上机实验，即可获得本课程的学分，否则不能获得本课程的学分。

考试内容的要求:
”掌握”的层次 55～60％
"熟悉”的层次 30～35%
”了解"的层次 10~15％
第三部分教学内容和教学要求
一、教学内容
(一)课程内容
一绪论
CAD/CAM的基本概念
CAD/CAM的发展概况和发展趋势
CAD/CAM系统的应用
二 CAD/CAM系统组成及其软硬件
CAD/CAM系统组成及工作方式
CAD/CAM系统硬件配置及选择原则
CAD/CAM系统的软件
三 CAD/CAM软件基础
引言
数据结构和数据库
软件工程方法和开发过程
四 CAD系统开发技术
菜单开发
Autolisp程序设计语言
对话框设计技术
CAD系统开发方法
开发实例
五数控技术
数控概述
计算机数控
六计算机辅助工艺规程设计
成组技术
工艺规程设计自动化的意义和发展概况
CAPP的工作原理
派生法CAPP系统
创成法CAPP系统
七 CAD/CAPP/CAM集成和CIMS技术
CAD/CAPP/CAM集成系统的组成
CIMS技术简介
FMS简介
八 CAD/CAM系统的规化与实施
CAD/CAM系统的规划和实施步骤
CAD/CAM系统的管理体制
（二)上机实验
实验一、数据库及数据传送
实验二、建立AutoCAD菜单文件
实验三、AutoLISP编程
实验四、建立对话框
实验五、轴类零件CAD设计
二、课程的基本教学要求
（一)对各章的教学要求
一绪论
了解机械CAD/CAM系统的概论及学习本课程的意义和方法。

二 CAD/CAM系统组成及其软硬件
本章重点掌握CAD/CAM系统的组成结构及工作方式，CAD/CAM系统软硬件配置的选择原则，熟悉CAD/CAM系统软件。

三 CAD/CAM软件基础
本章重点掌握数据库的建立和使用,以及软件工程基本概念，要求学生熟悉数据库的建立过程及在程序中的应用方法，了解软件工程基本概念。

其它一般了解.
四 CAD系统开发技术
本章要求学生掌握AutoCAD下拉菜单、图标菜单开发技术，AutoLISP编程方法，熟悉对话框设计，了解CAD系统二次开发技术。

五数控技术
本章重点掌握数控的基本概念，了解计算机数控。

六计算机辅助工艺规程设计
本章了解成组技术、CAPP的工作原理以及派生法CAPP系统.
七 CAD/CAPP/CAM集成和CIMS技术
本章重点掌握CAD/CAPP/CAM集成系统的组成及集成的概念，了解CIMS技术。

八 CAD/CAM系统规划与实施
本章重点掌握CAD/CAM系统的规划方法和步骤，了解CAD/CAM系统的管理体制。

（三）实验要求
实验一、数据库及数据传递（2学时）
要求学生掌握Foxpro数据库的建立及在高级语言中的应用方法.
实验二、建立AutoCAD菜单文件（4学时）
要求学生掌握下拉菜单，图标菜单的编制方法.
实验三、 AutoLISP编程(4学时）
要求学生掌握AutoLISP编程方法，熟悉简单AutoLISP程序的编程和调试.
实验四、建立对话框（4学时）
要求学生熟悉对话框设计的常用构件和简单对话框设计。

实验五、轴类零件CAD设计（8学时)
要求学生通过本实验掌握CAD软件的开发方法,熟悉开发工具的使用。

以及各种软件在同一系统中的应用方法。

上机实验是本课程不可少的组成部分，不完成五个上机实验(以是否获得实验指导教师的书面认可为依据）不能获得本课程的学分。

机械CAD/CAM课程说明
本课程为4学分，课内学时72，其中实验课22学时，开设一学期。

机械CAD/CAM技术是广播电视大学机械设计制造及其自动化专业学生必修的技术基础课程.本课程的任务是使学生获得机械CAD/CAM技术的基本理论和基础知识；掌握CAD/CAM系统硬件配置的一般原则；熟悉CAD/CAM系统常用软件的开发方法；具有进行CAD/CAM系统规划与实施的初步能力。

本课程的主要内容：CAD/CAM系统组成及其软硬件、CAD系统开发技术、数控技术、CAD/CAPP/CAM 集成和CIMS技术。

学习本课程应具备本课程安排在计算机绘图及C语言程序设计课程后进行,学生应具有常用机械绘图软件和机械设计与制造方面的基本知识.后续课程为课程设计(或毕业设计）。

《机械CAD/CAM》课程教学设计方案
一．课程基本说明
1.课程的对象
《机械CAD/CAM》是中央广播电视大学“开放教育试点"工学科计算机绘图的一门专业基础课程。

2.学时、学分、开设情况
本课程共72学时,4学分，开设一学期。

3。

课程的基本特点
本门课是一门理论性与实践性都较强的综合性专业课,涉及的知识面广.在学习过程中，要综合运用基础理论，通过习题、实训等环节，获得机械CAD/CAM技术的基本理论和基础知识；掌握CAD/CAM系统硬件配置的一般原则;熟悉CAD/CAM系统常用软件的开发方法；锻炼培养解决实际问题的能力,具有进行CAD/CAM系统规划与实施的初步能力.
4。

与其它相关课程的衔接分工
学习本课程应具备AutoCAD基础、机械制造等专业基础课的基本知识。

同时，本课程也为后续的专业课程打下基础。

为避免重复遗漏,作以下界定：
课程安排在计算机绘图及C语言程序设计课程后进行。

二．课程的内容体系及教学要求
课程重点阐述CAD/CAM系统的组成及其软件开发技术，初步了解CAD/CAM系统的集成概念,具有进行CAD/CAM系统规划与实施的初步能力。

1.课程的基本内容
课程的基本内容：CAD/CAM系统组成及其软硬件、CAD/CAM软件基础、CAD系统开发技术、数控技术、计算机辅助工艺规程设计、CAD/CAPP/CAM集成和CIMS技术、CAD/CAM系统规划与实施。

2.各部分内容之间的关系，课程的主线
围绕机械CAD/CAM系统展开，介绍相关的理论、方法是本课程的主线。

3.各主要知识点在教学上的要求
机械CAD/CAM概论教学要求：
了解机械CAD/CAM系统的概论及学习本课程的意义和方法.
CAD/CAM系统组成及其软硬件:
重点掌握CAD/CAM系统的组成结构及工作方式，CAD/CAM系统软硬件配置的选择原则，熟悉CAD/CAM系统软件.
CAD/CAM软件基础
本章重点掌握数据库的建立和使用，以及软件工程基本概念，要求学生熟悉数据库的建立过程及在程序中的应用方法,了解软件工程基本概念。

其它一般了解。

CAD系统开发技术
本章要求学生掌握AutoCAD下拉菜单、图标菜单开发技术，AutoLISP编程方法，熟悉对话框设计，了解CAD系统二次开发技术。

数控技术
本章重点掌握数控的基本概念,了解计算机数控。

计算机辅助工艺规程设计
本章了解成组技术、CAPP的工作原理以及派生法CAPP系统。

CAD/CAPP/CAM集成和CIMS技术
本章重点掌握CAD/CAPP/CAM集成系统的组成及集成的概念，了解CIMS技术。

CAD/CAM系统规划与实施
本章重点掌握CAD/CAM系统的规划方法和步骤，了解CAD/CAM系统的管理体制。

各部分教学进程安排：其中上机实验22学时,其它学时28。

4。

课程教学要求的层次与考试
课程的教学内容按”掌握、熟悉、了解"三个层次要求，上机实验内容按”熟练，学会,了解”三个层次要求。

本课程考试采用闭卷考试方法，时间为2小时。

考试成绩及完成五个上机实验(以是否获得实验指导教师的书面认可为依据)两项内容为考查学生获得学分与否的依据，上机实验占总成绩的20％。

学生考试成绩及格并且完成上机实验，即可获得本课程的学分,否则不能获得本课程的学分。

考试内容的要求：
”掌握"的层次55～60％,"熟悉”的层次30~35％。

”了解”的层次10~15％
三．课程的教学媒体说明
1。

教学媒体的数量、内容
文字教材:采用单忠臣主编《机械CAD/CAM》。

该教材充分体现以“学生学习为中心”的现代教育理想，加强“导学”、“助学"功能，深入浅出，循序渐进,适应开放教育试点学员自学的需要。

IP课程：由单忠臣老师主讲，共计8单元，强调课程内容的系统性,并通过例题的讲解，提高学生分析和解决问题的能力.
以上教学媒体发挥各自优势，取长补短，形成互补的较完善的综合性教材体系。

2。

在教学中的作用
文字教材是学生学习的主要媒体.按照学生远程学习的规律及本课程的特点，文字教材采用主辅合一式编排.在版式安排与工艺设计上充分考虑自学、导学、助学的功能。

IP课程是本课程学习的强化媒体,是文字教材的重要补充。

3. 教学辅助手段
根据中央电大开放式教育特点和条件，采用下列教学辅助手段,加强教学双方的沟通和联系。

(1）网上答疑:利用中央广播电视大学电大在线,机械CAD/CAM课程主持和主讲教师直接与各地电大的教师和学生进行联系，介绍情况、答疑解难。

网址:new．open．edu．cn。

（2）批改作业:由各省、市电大组织当地辅导教师安排时间对学员进行定期教学辅导,收交和批改作业。

（3) 电话答疑：由机械CAD/CAM课程主持教师在每周固定时间安排电话答疑。

(4）网上辅导:网上教学资源，主要是为学生的自主学习提供一个平台,讲重点、讲难点,设有常见问题解答、基本构造图示说明等专题，为学员的自主学习提供支持服务。

四．教学过程的组织、监督与管理
(一）教学辅导组织、监督与管理
根据开放教育的特点，课程内容的学习以学员自学为主，教师辅导教学工作必须结合学员的学习进度和情况组织安排。

1。

辅导教师在学期开学前要安排编写自己的教学辅导计划，在集中面授和辅导答疑的时间，辅导教师要了解学员学习情况和存在的问题,督促学习滞后的学员加快学习进度,同时收交和批改学员的平时作业。

在面授期间应统计学习中存在的问题和疑难点,对于较集中的问题和疑难点应及时与主持主讲教师联系,集中发布辅导答疑信息。

2. 辅导教师要利用面授时间，指导学员充分利用多种媒体教材，互相补充和强化对本课知识的学习和理解.
(二）学员自学组织、监督与管理
学员是学习的主体，学员学习的主观能动性、正确的学习方法和合理利用现有的教学媒体是学好机械CAD/CAM课程的重要保证。

1. 学员认真阅读课程多种教学媒体使用说明,对本课程的学习方式有全面的了解，合理安排自学的时间和进度，充分利用文字教材和IP课程的互补和强化作用,学好机械
CAD/CAM课程。

2. 认真、独立、按时完成作业，对疑难问题作好记录，利用多种方式与辅导教师或主持主讲教师联系，以取得帮助和指导。

3。

利用课后思考题在学习每章内容后进行自我检测，以判断对考核知识的掌握情况，对不足之处加强学习和练习。

五．教学安排建议
（一）面授辅导课的安排
根据机械CAD/CAM课程的内容和进度，下面提出面授辅导时间安排建议.面授辅导时间要由各地辅导教师根据具体情况和现场工作安排和进行调整，但不能与本学期总体进度安排相冲突。

（二）对实践性教学环节的检查和督促
机械CAD/CAM的实践教学环节主要为形成性考核（其他放入机械CAD/CAM实训）。

机械CAD/CAM课程是实践性很强的专业课程，形成性考核是教学过程中一个重要的环节。

学员的形成性考核应在面授阶段按时交给辅导教师批阅记录成绩,拖延不交的要从形成性考核成绩中扣除相应的分数。

形成性考核成绩不及格，将要求该学员重修本课程。

学生还应积极参加中央电大组织的网上答疑，由辅导老师组织的小组讨论，必须保证学生每周一定时间的网上自主学习时间，辅导教师对学生网上学习时间和答疑情况要给记录。

六、机械CAD/CAM课程教学活动安排
1。

中央电大每学期设两次网上答疑:一次是课程介绍与教学交流，另一次是期末复习与重难点辅导。

课程介绍是向新入学的学生介绍本课程的特点、知识体系、学习方法及教学要求等.教学交流是教师之间交流教学心得、体会，探讨教学方法。

2。

在新学年开学时各地辅导教师集中进行师资培训和教学研究，由主持教师介绍课程多种媒体设计的指导思想、多种媒体教材使用时应注意的事项和怎样指导学员利用多种媒体现代教学方式进行本课程的学习。

3. 各省电大辅导教师在面授前后将各地发现较集中的问题反馈给主持教师，及时发布教学辅导信息,解决存在的疑难问题。

4。

利用网络进行联络和沟通，可随时进行解答。

但目前网络对较偏僻的地区还不够普及，只能对有条件的地区和学员集中进行网络交流.
《机械CAD/CAM》课程考核说明
一、考核说明
1、考核对象：
中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业本科生.
2、命题依据：
中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业（本科）《机械CAD/CAM》课程教学大纲.
3、考核要求：
本课程以学习机械CAD/CAM的基本知识及其在生产实际中的应用为目的.具体考核要求分为三个层次：了解、熟悉、掌握。

考核内容比例:了解层次10％；熟悉层次40%；掌握层次50％(其中包括编程作业和上机实验）。

4、考核方式：
本课程采用期末考试和平时考查（编程作业和上机实验）相结合的方式,课程总成绩由期末考试成绩和平时考查成绩合成,其中平时考查成绩占30%（编程作业成绩和上机实验成绩各占15％）,期末考试采用闭卷考试方法，考试时间90分钟，考试成绩占70%.
二、考核内容及要求
教材每一章都有教学要求和导学、助学内容以及自测题与习题，考核内容及要求均以中央广播电视大学机械设计制造及其自动化专业（本科）《机械CAD/CAM 课程教学大纲》要求及教材中的具体规定为准。

本课程内容丰富、知识点多。

包括机械CAD、CAM和CAD/CAM所含内容中的基本概念和基础知识，软件的构成、基础语法和应用软件的基本编程方法。

重点章节为第3、4、5、6章，课程内容侧重于机械CAD部分，难点为第4章应用软件开发中的程序编制，可以通过编程作业巩固理论教学的效果，编程作业作为考核成绩的一部分。

考核要求分为“了解、熟悉、掌握”三个层次.具体说明如下：（1）了解机械CAD/CAM各个章节的基本概念。

（2)熟悉机械CAD/CAM各个章节的基础知识.
(3）熟悉机械CAD/CAM软件构成、基本语法及其使用，例如FoxPro关系数据库的基本使用方法。

（4）掌握应用软件的基本编程方法,包括菜单文件、AutoLISP语言、对话框编程语言和手工数控编程语言等。

（5）通过上机实验熟悉软件编程和调试方法。

三、试题类型及解答
1、试题题型
题型有填空题、单选题、简答题、阅读理解题和编程题五种。

具体形式见试题范例.
2、试题类型范例及解答
《机械CAD/CAM》试题范例
一、填空题（每空1分，共20分）
1．CAD/CAM系统是由、和三大部分組成.
2．数据库的数据模型常用的有三种，它们是型、型和型。

3．AotuCAD软件常用的菜单有菜单、菜单和菜单。

4．按自动化程度可以把数控编程分为和两类。

5．在成组技术中零件分类的主要方法有、和 .
6．CAD/CAPP/CAM集成系统的类型可分为、和三种.
7．在图形软件标准化中，国际上常用的软件有、
和。

二、单项选择题(每小题3分，共24分）从供选择的答案中选出正确的答案,将其编号添入括号内
1．在各种数据结构中，最简单的方式为（）.
A：树 B：二叉树 C：图 D：线性表
2．AutoLISP语言与LISP语言不同之处在于它是一种（）.
A：表处理语言 B：人工智能绘图语言
C：高级语言 D：人工智能语言
3．在对话框构件中，退出按扭OK对应的关键字为( ）.
A：accept B：OK C：Cancel D:help
4．AotuCAD软件中图标菜单的标题为（）
A：image B：pop0 C：popn D：screen
5．数控机床坐标系统Z坐标轴用于表示机床的（）。

A：主进给方向 B：第二进给方向
C：主轴轴线 D：切深方向
6．在OPITZ分类编码系统中，描述零件基本形状要素的码位范围为（）.
A：1～5码位 B:1~3码位 C：5~9码位 D：6～9码位
7．在派生式CAPP系统中利用分类编码进行零件分类成组的主要依据是( ).
A:零件的材料 B：特征矩阵
C:典型工艺 D：零件的种类
8．在CIMS的制造自动化系统中，最先进的加工手段是( ）。

A：数控机床 B:装配流水线
C:组合机床 D：FMS
三、简答题（每题5分,共30分)
1．什么是CAD/CAM?
2．何谓树形结构和二叉树？
3．按功能分，AotuCAD对话框构件共有那几类？
4．简述数控机床的主要特点.
5．创成式CAPP系统工作原理是什么？
6．试指出FMS的四种主要的优点？
四、阅读理解题(每题6分，共12分）
1．写出下述函数在的AotuCAD编辑状态中的运行结果
(defun c： HL （ )
(setq x1 25。

0 y1 10。

0 )
（setq p1 （list x1 y1） )
(setq x2 （+ （car p1) 50.0） y2 （cdr p1) ）
（setq p2 (list x2 y2))
(princ x1 y1 x2 y2)
（cammand “line” p1 p2 “”）
）
2．绘出在AotuCAD编辑状态中下述菜单文件在屏幕上显示的内容
***pop11
[标准件］
[轴承］^c^czhoucheng
［──］
[螺母］ ^c^cluomu
［螺钉] ^c^cluoding
[垫圈］ ^c^cdianquan
［──]
[销] ^c^cxiao
五、编程题（14分)
用AutoLISP语言编写一个自定义函数。

要求执行此函数时使用键盘输入一个矩形截面长和宽的值，然后自动绘出该矩形,并绘出剖面线。

试题解答
一、填空题解答
1．工作人员、硬件、软件
2．层次、网络、关系
3．屏幕、下拉、图标
4．手工编程、自动编程
5．视检法、生产流程分析法、聚类分析法
6．传统型、改进型、数据驱动型
7．GKS、IGES、STEP
二、单项选择题解答
1．D
2．B
3．A
4．A
5．C
6．A
7．B
8．D
三、简答题解答（采分点）
1．计算机技术和机械制造技术相互渗透产生了计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造(CAM），而者的集成称为CAD/CAM。

2．树形结构描述了数据之间的分支关系（层次关系)，其结构形式上很象一棵倒过来的树，所以称为树形结构.二叉树的每个结点至多有两棵子树，子树有左右之分，不能颠倒.
3．按功能把对话框构件分成6类：预定义动作构件、构件组、修饰和说明、正文聚合、退出按扭、出错构件.
4．对加工对象适应性强,自动化程度高，加工精度高，加工质量稳定，生产效率高,易于建立计算机通信网络。

5．创成CAPP系统工作原理是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。

6．回答出下列中的四种:大大提高劳动生产率，大大缩短生产周期，提高了产品质量，提高机床利用率，减少了操作人员，降低成本，减少在制品的数量和库存.
四、阅读理解题解答
1．在文本行显示出x1、y1、x2、y2的值：25。

0 10.0 75.0 10.0；在图形区显示出过点p1(25.0,10。

0）和点p2（75。

0 10。

0)的一条直线.。

2．在图形区显示下拉菜单，内容为：
轴承
──
螺母
螺钉
垫圈
──
销
五、编程题解答
（defun c：rectan ( / p1 p2 p3 p4 l w）
（setq l （getreal ”\n 输入矩形的长度:”))
(setq w (getreal "\n 输入矩形的宽度："）)
(setq p1 (getpoint ”\n 输入图形插入点:”)）
(setq p2 （polar p1 0 l)
（setq p3 (polar p2 90 w)
（setq p4 （polar p1 90 w)
（command ”line" p1 p2 p3 p4 p1 ”")
(command ”hatch” "ansi31” "1" "0" "w" p1 p3 ”")
）
说明：允许使用不同方法进行各点(P2,p3，p4)的坐标计算，凡正确的均给分。

四．编程作业题目范例
1、编程作业题目
（1）编写绘制轴类零件各轴段图形的下拉菜单和参数化绘制带键槽的轴段横截面图形的AutoLISP自定义函数。

（2）写出对图中所示零件进行数控加工时的人工编程程序清单。

2、编程作业要求
（1）按题目要求完成下拉菜单和程序的编写。

（2）对于第1小题可通过上机调试下拉菜单和AutoLISP程序进行验证并绘出图形。

（3）对于第2小题有条件时可在数控机床上加工验证.
(4）编程作业完成后,作为成绩考核的依据上交给辅导教师.。