ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
|
|
УТВЕРЖДАЮ
Декан механико-технологи-
ческого факультета
___________В.И. Гузеев
___ ____________ 2013 г.
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
к ООП от _____________ № _______
дисциплина ДВ.2.02.01 CAD-CAE-CAM-CAPP системы в машиностроении
для направления 151900.68 Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств
магистерская программа Технология автоматизированного машиностроения
форма обучения очная
кафедра-разработчик технология машиностроения
Рабочая программа составлена в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 151900.68 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств, утвержденным приказом Минобрнауки от 24.12.2009 № 769.
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры технологии машиностроения (протокол № 6 от 27.02.2013 г.).
Зав. кафедрой разработчика,
д.т.н., профессор _________________ В.И. Гузеев
Уч. секретарь кафедры,
к.т.н., доцент _________________ И.А. Кулыгина
Разработчик программы,
к.т.н., доцент _________________ А.А. Дьяконов
СОГЛАСОВАНО
Зав. выпускающей кафедрой
технологии машиностроения
д.т.н., профессор _________________ В.И. Гузеев
Челябинск 2013
Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины «CAD-CAE-CAM-CAPP системы в машиностроении» является формирование у студентов базовых знаний о применении современных технологий компьютерного моделирования для решения задач конструкторской и технологической подготовки производства.
Задачи дисциплины:
– освоение основных методов каркасного и твердотельного моделирования в среде современных СAD-систем;
– изучение методов параметрического и ассоциативного моделирования;
– применение CAM-систем для разработки управляющих программ для современных многоцелевых станков с ЧПУ;
– изучение основ разработки постпроцессоров для современных устройств ЧПУ;
– освоение метода конечных элементов и алгоритмов решения задач в системах инженерного анализа – CAE-системы;
– изучение современной концепции компьютерного проектирования технологических процессов машиностроения в CAPP-системах.
|
Краткое содержание дисциплины
1. Классификация, структура и возможности CAD-…CAPPP.
2. Принципы функционирования CAD-…CAPPP.
3. Примеры CAD-…CAPPP и их назначение.
4. Разработка постпроцессоров и УП для станков с ЧПУ.
5. Решение задач МКЭ в CAE.
6. ТПП в CAPPP.
|
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Перечень предшествующих дисциплин, видов работ
|
Перечень последующих дисциплин, видов работ
|
Б.2.01 Математика
В.2.02 Теоретическая механика
В.3.02 Технология машиностроения
В.3.06 САПР технологических процессов
В.3.07 Режущий инструмент
В.3.08 Технология обработки на станках с ЧПУ
|
В.2.03 Проектирование систем ГАП
В.2.04 Автоматизация проектирования оснастки на основе универсальных сборных приспособлений (УСП)
В.2.07 Суперкомпьютерное моделирование в конструкторско-технологическом обеспечении машиностроительных производств
|
Требования к «входным» знаниям, умениям, навыкам студента, необходимым при освоении данной дисциплины и приобретенным в результате освоения предшествующих дисциплин:
Студент должен:
знать:
– методы решения дифференциальных и интегральных уравнений;
– разделы статики, динамики и кинематики теоретической механики;
– методы базирования заготовок при механической обработке;
– способы лезвийной и абразивной обработки;
– режущий, мерительный и вспомогательный инструменты;
– классификацию САПР ТП; обеспечение САПР ТП (лингвистическое, техническое и т. д.);
– тенденции развития САПР ТП в моделировании, проектировании программ для станков с ЧПУ и инженерных расчетах;
– стратегии обработки на станках с ЧПУ, применяемый прогрессивный режущий инструмент и средства контроля;
уметь:
– применять знания, полученный при изучении математики, для решения прикладных задач;
– проектировать технологический процесс обработки заготовок на универсальном и современном оборудовании с ЧПУ;
– применять прогрессивные методы контроля параметров детали с привлечением координатно-измерительной техники;
– разрабатывать программы для основных систем числового программного управления многоцелевых станков.
владеть:
– технологией проектирования технологических процессов в основных современных САПР ТП;
– навыками работы с основными системами числового программного управления станков;
– навыками выбора режущего инструмента и соответствующих стратегий обработки.
|
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:
– способность разрабатывать обобщенные варианты решения проектных задач, анализировать и выбирать оптимальные решения, прогнозировать их последствия, планировать реализацию проектов (ПК-5);
– способность выполнять разработку функциональной, логической, технической и экономической организации машиностроительных производств, их элементов, технического, алгоритмического и программного обеспечения на основе современных методов, средств и технологий проектирования (ПК-10);
– способность эффективно использовать материалы, оборудование, инструменты, технологическую оснастку, средства автоматизации, контроля, диагностики, управления, алгоритмы и программы выбора и расчета параметров технологических процессов, технических и эксплуатационных характеристик машиностроительных производств (ПК-17);
– способность организовывать работы по выбору технологий, инструментальных средств и средств вычислительной техники при реализации процессов проектирования, изготовления, контроля, технического диагностирования и промышленных испытаний изделий (ПК-31).
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
– основные методы разработки обобщенных вариантов решений проектных задач;
– методы функциональной, логической, технической и экономической организации машиностроительных производств, их элементов, технического, алгоритмического и программного обеспечения на основе современных методов, средств и технологий проектирования.
|
Уметь:
– организовывать работы по выбору технологий, инструментальных средств и средств вычислительной техники при реализации процессов проектирования, изготовления, контроля, технического диагностирования и промышленных испытаний изделий.
|
Владеть:
– эффективными методами использования материалов, оборудования, инструмента, технологической оснастки, средствами автоматизации, контроля, диагностики, управления, алгоритмов и программ выбора и расчета параметров технологических процессов, технических и эксплуатационных характеристик машиностроительных производств.
|
Объем и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3,5 зачетных единиц, 120 часов.
Вид учебной работы
|
Всего часов
|
Разделение по семестрам в часах.
Номер семестра
|
1
|
2
|
3
|
4
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
126
|
|
|
72
|
54
|
Аудиторные занятия
|
78
|
|
|
|
|
Лекции (Л)
|
9
|
|
|
9
|
|
Практические занятия, семинары и (или) другие виды аудиторных занятий (ПЗ)
|
41
|
|
|
41
|
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
28
|
|
|
2
|
26
|
Самостоятельная работа (СРС)
Расчетно-графические работы
Контрольные работы (реферат, эссе и др.)
|
48
23
20
|
|
|
20
|
23
|
Контроль самостоятельной работы студента (КСР)
|
5
|
|
|
2,5
|
2,5
|
Экзамен
|
|
|
|
зачет
|
экзамен
|
5. Содержание дисциплины
Номер темы
|
Наименование темы
|
Объем занятий по видам в часах
|
|
Всего
|
Л
|
ПЗ
|
ЛР
|
СРС
|
КСР
|
|
1
|
Классификация, структура и функциональные возможности CAD-CAE-CAM-CAPP систем
|
11,5
|
1
|
4
|
–
|
6
|
0,5
|
|
2
|
Принципы функционирования
CAD-CAE-CAM-CAPP систем
|
14
|
1
|
4
|
–
|
8
|
1
|
|
3
|
Примеры CAD-CAE-CAM-CAPP
и их назначение
|
21
|
2
|
10
|
–
|
8
|
1
|
|
4
|
Разработка постпроцессоров и управляющих программ для станков с числовым программным управлением в CAM-системах
|
39,5
|
2
|
12
|
14
|
12
|
1,5
|
|
5
|
Решение задач инженерного анализа методом конечных элементов в CAE-системах
|
25,5
|
2
|
4
|
14
|
5
|
0,5
|
|
6
|
Технологическая подготовка производства в CAPP-системах
|
12,5
|
1
|
7
|
–
|
4
|
0,5
|
|
5.1. Лабораторные работы
Номер лабораторной
работы
|
Номер темы
|
Наименование или краткое содержание
лабораторной работы
|
Кол-во
часов
|
1
|
1
|
3D-моделирование основных типов конструктивных элементов машиностроительных изделий
|
4
|
2
|
Принципы и возможности сборки узлов в CAD-системах
|
4
|
3
|
2,3
|
Отработка принципов сквозного проектирования на примере использования системы ADEM
|
8
|
4
|
4
|
Отработка постпроцессора в модуле Veryfy
|
4
|
5
|
Отработка управляющей программы в модуле Veryfy
|
4
|
6
|
5,6
|
Решение практических задач машиностроения с привлечением средств CAE и CAPP-систем
|
4
|
5.2. Практические занятия
Номер занятия
|
Номер темы
|
Наименование или краткое содержание практических занятий
|
Кол-во
часов
|
1
|
1
|
Общая классификация CAD-CAE-CAM-CAPP систем
|
1
|
2
|
Системы нижнего уровня
|
1
|
3
|
Системы среднего уровня
|
1
|
4
|
Системы верхнего уровня
|
1
|
5
|
2
|
Принципы функционирования CAD-CAE-CAM-CAPP систем
|
2
|
6
|
Этапы сквозного проектирования
|
2
|
7
|
3
|
Системы нижнего уровня
|
2
|
8
|
Системы среднего уровня
|
2
|
9
|
Системы верхнего уровня
|
2
|
10
|
Состав и возможности современных систем среднего уровня на примере системы ADEM
|
4
|
11
|
4
|
Формирование технологических команд постпроцессора для системы числового программного управления МАЯК 600
|
4
|
12
|
Создание CL-data файла в системе ADEM
|
2
|
13
|
Постпроцессирование CL-data файла в системе ADEM
|
2
|
14
|
Отработка аварийный сообщений в модуле ADEM GPP
|
4
|
15
|
5
|
Инженерный анализ методом конечных элементов
|
2
|
16
|
Особенности выбора сетки при конечно-элементном анализе
|
2
|
17
|
6
|
Создание на основе 3D-модели операционных эскизов технологического процесса в системе ADEM
|
1
|
18
|
Разработка маршрутного технологического процесса
|
2
|
19
|
Разработка операционного технологического процесса
|
2
|
20
|
Формирование выходной технологической документации
|
2
|
5.3. Самостоятельная работа студентов
Номер темы
|
Вид работы
|
Предмет самостоятельного изучения или повторения
|
Список литературы (с указанием разделов, глав, страниц)
|
Объем работы
в часах для одного студента
|
Форма контроля
|
1
|
Написание тематических докладов
|
Структурный подход к проектированию машиностроительной продукции
|
Кондаков, А.И. САПР технологических процессов [Текст]: учеб. для вузов по специальности "Технология машиностроения" направления "Конструкт.-технол. обеспечение машиностр. пр-в" / А.И. Кондаков. – М.: Академия, 2010. – 267 с.
|
6
|
Индивидуальные беседы и консультации с преподавателем
|
2
|
Написание тематических докладов
|
Пакеты прикладных программ и компьютерной графики при решении инженерных задач
|
Кондаков, А.И. САПР технологических процессов [Текст]: учеб. для вузов по специальности "Технология машиностроения" направления "Конструкт.-технол. обеспечение машиностр. производств" / А.И. Кондаков. – М.: Академия , 2010. – 267 с.
|
8
|
Индивидуальные беседы и консультации с преподавателем
|
3
|
Изучение и конспектирование монографий, учебных пособий, хрестоматий и сборников документов
|
Применение методов компьютерного моделирования машиностроительных производств. Математические и кинематические модели
|
Серебреницкий, П.П. Программирование автоматизированного оборудования [Текст] Ч. 2: учебник для вузов по направлениям "Технология, оборудование и автоматизация машиностр. пр-в" и др.: в 2 ч. / П.П. Серебреницкий, А.Г. Схиртладзе. – М.: Дрофа , 2008. – 301 с.
|
8
|
Индивидуальные беседы и консультации с преподавателем
|
4
|
Изучение тем и проблем, не выносимых на лекции
|
Современные физико-математические методы компьютерного моделирования в инженерных и исследовательских задачах
|
Дьяконов, А.А. Разработка управляющих программ для токарных станков с ЧПУ в системе ADEM: учебное пособие / А.А. Дьяконов. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2008. – 46 с.
|
12
|
Индивидуальные беседы и консультации с преподавателем
|
5
|
Изучение тем и проблем, не выносимых на лекции
|
Системы автоматизированного проектирования технологических процессов машиностроения. Инструментальные системы и языки программирования
|
Серебреницкий, П.П. Программирование автоматизированного оборудования [Текст] Ч. 2: учебник для вузов по направлениям "Технология, оборудование и автоматизация машиностр. пр-в" и др.: в 2 ч. / П.П. Серебреницкий, А.Г. Схиртладзе. – М.: Дрофа , 2008. – 301 с.
|
5
|
Индивидуальные беседы и консультации с преподавателем
|
6
|
Изучение тем и проблем, не выносимых на лекции
|
Технологическая подготовка
производства в CAPP-системах
|
Дьяконов, А.А. Разработка управляющих программ для токарных станков с ЧПУ в системе ADEM: учебное пособие / А.А. Дьяконов. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2008. – 46 с.
|
4
|
Индивидуальные беседы и консультации с преподавателем
|
6. Образовательные технологии, используемые в учебном процессе данной дисциплины (рекомендации преподавателю)
6.1. Интерактивные формы обучения
Интерактивные формы обучения
|
Вид работы (Л, ПЗ, ЛР)
|
Краткое описание
|
Кол-во часов
|
Компьютерная симуляция
|
ЛР
|
Компьютерные симуляции осуществления обработки на многоцелевых станках с числовым программным обеспечением в программах ADEM, DELCAM. Отработка аварийных сообщений в модуле ADEM GPP. Постпроцессирование CL-data файла в системе ADEM (Раздел 4)
|
6
|
Деловая или ролевая игра
|
|
|
|
Разбор конкретных ситуаций
|
ПЗ
|
Выбор и использование определенной системы в соответствии с задачами производства и т. д. (Раздел 5)
|
2
|
Тренинг
|
|
|
|
Встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций
|
Л
|
Встречи с представителями российских компаний-разработчиков CAD-CAE-CAM-CAPP-систем – OMEGA Technologies, АСКОН, СПРУТ и др.
|
2
|
Мастер-классы экспертов и специалистов
|
ПЗ
|
Мастер-классы экспертов фирмы OMEGA Technologies
|
2
|
Другое (введите название)
|
|
|
|
6.2. Инновационные способы и методы, используемые в образовательном процессе
№
|
Наименование
|
Краткое описание и примеры использования
в темах и разделах
|
1
|
Использование информационных ресурсов и баз данных
|
Использование информационных ресурсов Интернет (все разделы дисциплины)
|
2
|
Применение электронных мультимедийных учебников и учебных пособий
|
Компьютерные симуляции осуществления обработки на многоцелевых станках с числовым программным обеспечением в программах ADEM, DELCAM. Отработка аварийных сообщений в модуле ADEM GPP. Постпроцессирование CL-data файла в системе ADEM (раздел 4, 5)
|
3
|
Ориентация содержания на лучшие отечественные аналоги образовательных программ
|
Использование лекционных материалов, полученных в ходе зарубежных стажировок в Аахенский технический университет (RWTH), Германия и Брауншвейгский технический университет, Германия
|
4
|
Применение предпринимательских идей в содержании курса
|
|
5
|
Использование проблемно-ориентированного междисциплинарного подхода к изучению наук
|
Использование технических экспертиз по современным CAD-CAE-CAM-CAPP-системам
|
6
|
Применение активных методов обучения, «контекстного» и «на основе опыта»
|
Обзор отечественных и зарубежных разработок (по всем разделам дисциплины)
|
7
|
Использование методов, основанных на изучении практики (case studies)
|
Использование материалов, представляемых ведущими предприятиями машиностроительной отрасли Российской Федерации
|
8
|
Использование проектно-организованных технологий обучения работе в команде над комплексным решением практических задач
|
Разработка экспертного заключения для конкретного машиностроительного предприятия по выбору соответствующей CAD-CAE-CAM-CAPP системы
|
9
|
Другие
|
|
7. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Темы: эссе, рефератов, курсовых работ и др. в зависимости от заполнения таблицы п. 4
1. Экспертное заключение по системе ADEM CAD\CAM\CAPP;
2. Экспертное заключение по системе ГЕММА-3D;
3. Экспертное заключение по системе T-Flex;
4. Экспертное заключение по системе Вертикаль;
5. Экспертное заключение по системе ABAQUS;
6. Экспертное заключение по системе ANSYS;
7. Экспертное заключение по системе LS-Dyna;
8. Экспертное заключение по системе Technologies;
9. Экспертное заключение по системе СПРУТ CAM;
10. Экспертное заключение по системе Pro Engineer.
Рефераты могут выдаваться как индивидуально, так и группе студентов.
|
Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля:
1. Определение СAD\CAM\CAE\CAPP, их место в современном машиностроении. Методы параметрического и ассоциативного проектирования.
2. Ключевые области СAD\CAM\CAE\CAPP. CALS-оболочки. Важнейшие организационные технологии, поддерживаемые CALS параллельное проектирование виртуальное предприятие. Текущее состояние новых информационных технологий в мировой индустрии.
3. Компьютерная поддержка инженерных расчетов. СAЕ-системы низкого уровня. СAЕ-системы среднего уровня. СAЕ-системы высокого уровня.
4. Методы параметрического и ассоциативного компьютерного моделирования при 2D и 3D моделировании. Твердотельное и каркасное моделирование. Импорт и экспорт моделей из разных систем конструкторской подготовки производства. Математическое ядро CAD систем. Виды математических ядер – коммерческие, в доступном исходном коде.
5. Виды СУБД в современных CAPP системах. Виды управляющих алгоритмов. Языки программирования алгоритмов в CAPP системах.
6. Основные принципы метода конечных элементов, реализуемого в современных CAE-системах. Постпроцессор. Препроцессор. Библиотека конечных элементов.
7. Основные команды при разработке постпроцессоров в системе ADEM (модуль GPP).
|
Контрольные вопросы и задания для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1. Общая классификация CAD-CAE-CAM-CAPP систем.
2. Системы нижнего уровня.
3. Системы среднего уровня.
4. Системы верхнего уровня.
5. Принципы функционирования CAD-CAE-CAM-CAPP систем.
6. Этапы сквозного проектирования.
7. Состав и возможности современных систем среднего уровня на примере системы ADEM.
8. Формирование технологических команд постпроцессора для системы числового программного управления МАЯК 600.
9. Постпроцессирование CL-data файла в системе ADEM.
10. Отработка аварийных сообщений в модуле ADEM GPP.
11. Экспертное заключение по системе ADEM CAD\CAM\CAPP.
12. Экспертное заключение по системе ГЕММА-3D.
13. Экспертное заключение по системе T-Flex.
14. Экспертное заключение по системе Вертикаль.
15. Экспертное заключение по системе ABAQUS.
16. Экспертное заключение по системе ANSYS.
17. Экспертное заключение по системе LS-Dyna.
18. Экспертное заключение по системе Technologies.
19. Экспертное заключение по системе СПРУТ CAM.
20. Экспертное заключение по системе Pro Engineer.
21. 3D-моделирование основных типов конструктивных элементов машиностроительных изделий.
22. Принципы и возможности сборки узлов в CAD-системах.
23. Отработка принципов сквозного проектирования на примере использования системы ADEM.
24. Решение практических задач машиностроения с привлечением средств CAE и CAPP-систем.
|
Вопросы и задания для контроля самостоятельной работы обучающегося по отдельным разделам дисциплины:
1. Основные команды работы пользователя и программиста в системе ADEM CAD\CAM\CAPP.
2. Основные команды работы пользователя и программиста в системе ABAQUS.
3. Основные команды работы пользователя и программиста в системе ANSYS.
4. Основные команды работы пользователя и программиста в системе ProEngineer Wildfier.
| |
