ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
|
| УТВЕРЖДАЮ
Декан механико-технологи-
ческого факультета
___________В.И. Гузеев
___ ____________ 2013 г.
| РАБОЧАЯ ПРОГРАММА к ООП от _____________ № _______
дисциплина ДВ.2.02.02 Системы сквозного компьютерного проектирования
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 «Системы сквозного проектирования 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.
|
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, полученные 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.
|
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины: – способностью разрабатывать обобщенные варианты решения проектных задач, анализировать и выбирать оптимальные решения, прогнозировать их последствия, планировать реализацию проектов (ПК-5);
– способностью 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);
– способностью 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);
– способностью 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.
|
4. 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 систем сквозного проектирования в машиностроении
| 11,5
| 1
| 4
| –
| 6
| 0,5
|
| 2
| Принципы функционирования систем сквозного проектирования в машиностроении
| 14
| 1
| 4
| –
| 8
| 1
|
| 3
| Примеры систем сквозного проектирования в машиностроении 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 систем сквозного проектирования в машиностроении
| 1
| 2
| Системы нижнего уровня
| 1
| 3
| Системы среднего уровня
| 1
| 4
| Системы верхнего уровня
| 1
| 5
| 2
| Принципы функционирования систем сквозного проектирования в машиностроении
| 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 аварийных 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
|
5.4. 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. пр-в" / 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 системам сквозного проектирования в машиностроении
| 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 системы сквозного проектирования в машиностроении
| 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 систем сквозного проектирования в машиностроении, их место в современном машиностроении. Методы параметрического и ассоциативного проектирования.
2. Ключевые области систем сквозного проектирования в машиностроении. 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 систем сквозного проектирования в машиностроении.
2. Системы нижнего уровня.
3. Системы среднего уровня.
4. Системы верхнего уровня.
5. Принципы функционирования систем сквозного проектирования в машиностроении.
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.
| |