计算机辅助设计与制造专业学习指南.docx
《计算机辅助设计与制造专业学习指南.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机辅助设计与制造专业学习指南.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
计算机辅助设计与制造专业学习指南
《计算机辅助设计与制造》专业学生学习指南
本手册专为我校机械工程系计算机辅助设计与制造专业的新生而写。
主要介绍本专业的学习方向和知识体系概况，作为进一步深入学习的指导。
学生入校之后即可阅读本手册，特别是在专业认识实习期间认真阅读该手册，可以帮助同学们了解本专业学习的内容、要求以及今后就业方向。
手册中还概述了本专业开设的课程的学习内容及任务，帮助同学们掌握今后的学习要求。
一、专业介绍
１、什么是计算机辅助设计与制造？
计算机辅助设计与制造是指工程技术人员利用计算机及外围设备进行产品的设计和制造，它包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）三个环节。
计算机辅助技术是随着计算机的迅猛发展，应工程界的迫切需要而发展起来的先进制造技术。
CAD（ComputerAidedDesign）是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。
三维CAD软件还可以实现机械产品的建模、分析、模拟装配、动态仿真，使设计过程变得更为直观，并能显著减轻设计人员的计算画图等重复性劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。
借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。
CAM（computerAidedManufacturing）是指利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。
它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。
CAM的核心是计算机数值控制（简称数控），是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统，即通过程序指令控制运作。
数控只要改变程序指令就可改变加工过程，具有加工灵活性---“柔性”。
2、行业的基本情况
随着我国制造业的迅速发展，中国正在逐步变成“世界制造中心”，我国经济全面与国际接轨，国外大型企业的进入带来了大量的先进制造技术，为了增强竞争能力，中国制造业开始广泛使用先进制造技术，企业中原始的、简单的机械设备已在逐步淘汰，取为代之的是装备先进、技术精良的新型的现代化加工设备，这使得计算机辅助技术在机械制造行业的应用越来越广泛。
在沿海等经济发达地区，大多数外资、合资企业应用计算机软件进行设计工作，采用数控机床进行生产，计算机辅助技术应用比例高达85%以上。
即使在河南省这样的内地省份，企业内计算机辅助技术的应用比例也在显著提高，设计人员要求使用CAD软件进行设计，原始的借助图板、丁字尺、铅笔等工具的手工绘图正逐步被替代，企业对原有机床进行数控改进，新引进的设备大多是数控机床。
如河南省新机股份有限公司是专门生产机床等机械设备的企业，最近几年根据市场需求新成立了专门生产数控机床的分公司，生产任务饱满，效益好。
这从另一个侧面也反映了我国数控技术的应用的普遍性。
3、就业前景
机械行业对掌握计算机辅助设计与制造技术的一线高级技术应用人才有着巨大的需求。
根据教育部等部门调查研究和分析预测，我国劳动力市场技能型人才严重短缺的领域之一就是数控技术等计算机辅助设计与制造领域，我国制造业的发展需要培训和造就数十万计算机技术应用领域的数控机床的操作人员、编程人员和维修人员以及其他相关计算机软件的应用人员。
就近5年来本专业的学生就业情况来看，学生就业情况良好，就业率高达90%以上。
学生就业面很广，就业单位遍及全国各地。
远至深圳，近在新乡本地，都有我们的学生就业。
如富士康集团在全国各地（深圳、北京、太原、上海等地）的分公司、台达集团、中国一拖集团、郑州宇通、河南第一工具厂、河南新机集团公司、新乡市起重设备厂等等。
就机械制造行业发展趋势而言，本专业学生就业前景广阔。
二、培养目标
本专业培养具有创业、创新精神和良好职业道德，适应机械制造行业和企业生产、管理、服务第一线需要的，具备机械制造及计算机辅助技术的基本知识和实践能力，掌握三维CAD软件使用、数控加工编程等技能，能够从事机械产品的三维造型设计、数控加工工艺与编程等技术工作的，德、智、体、美全面发展的高素质技术技能型专门人才。
三、就业范围（方向）
计算机辅助设计与制造专业毕业生主要面向机械制造行业和企业生产、管理、服务第一线，从事机械产品的计算机辅助设计与制造、装配、维护与技术管理等岗位的工作。
四、就业岗位
1.初始就业岗位
计算机绘图员、数控操作员、产品设计助理等。
2.发展就业岗位
数控编程员、制造工艺师、产品设计师、机械设备及CAD/CAM软件售后服务工程师等。
五、能力结构
职业岗位能力、素质结构
支撑课程体系
职业岗位能力
机械产品的识图、制图能力
机械制图、计算机绘图、互换性与测量技术、制图测绘
机械加工工艺制定及工装设计能力
机械设计、金属工艺学、互换性及技术测量、机械制造技术、机械加工工艺规程及工装设计
计算机建模能力
三维CAD、机械CAD/CAM、三维CAD实训、机械CAD/CAM实训
数控机床操作及编程能力
数控机床与编程、数控机床自动编程、机械CAD/CAM、数控实训、液压与气压传动技术
素
质
结
构
思想政治素质
两课、形势与政策、第二课堂职业素质模块及社会实践模块
职业素质
就业指导、创新创业教育、顶岗实习、第二课堂职业素质模块
人文素养与科学素质
高等数学、英语、第二课堂公共选修课模块及创新创业模块
身心素质
体育、大学生健康教育、第二课堂公共选修课模块
六、职业资格（或技能）证书及其支撑课程体系
本专业必须取得下列职业资格（或技能）证之一：
序号
职业资格（或技能）证书
颁证单位
等级
证书课程
1
计算机辅助设计绘图员
人力资源与社会保障部
中、高级
机械制图、计算机绘图、三维CAD
2
Pro/E职业培训证书
全国CAD培训网络中心
中级
三维CAD、三维CAD实训
3
数控程序员
人力资源与社会保障部
中、高级
数控机床自动编程、机械CAD/CAM
4
数控操作工
人力资源与社会保障部
中级
数控机床与编程、数控实训
七、开设课程内容
1、政治理论及法律基础：
《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概述》与《思想道德修养与法律基础》是高等学校思想政治理论课程体系中的核心课程。
《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概述》承担着帮助大学生提高自身政治理论素养、确立科学社会主义信仰和建设中国特色社会主义的共同理想，增强投身中国特色社会主义建设自觉性、做中国特色社会主义建设的骨干人才的任务。
《思想道德修养与法律基础》是旨在通过对大学生进行人生观、价值观、道德观和法制观教育，进一步提高学生的思想道德素质和法律素质，为把高职学生培养成高素质技能型专门人才奠定思想基础。
2、体育：
根据大学生的特点，以身体练习为主要手段，以增进学生健康为目的，讲授体育基本理论和体育运动项目的基本知识，掌握体育运动项目基本技能，了解人体的正常发育规律，学会科学锻炼身体的方法，养成锻炼身体的习惯，提高运动技术水平，达到《大学生体育合格标准》。
3、数学：
包括《高等数学》和《概率论》。
通过这些课程的学习，要使学生掌握微积分学、空间解析几何、概率统计的基本概念、基本理论和基本运算技能，充分理解微积分学、空间解析几何、概率统计的背景及数学思想，为学习后继课程和进一步获得数学知识奠定基础。
同时还要通过各个教学环节逐步培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力和自学能力，培养学生用数学的方法解决实际问题的意识、兴趣和能力。
同时注意学习重点要落实在“掌握概念，强化应用，培养技能”上。
4、计算机文化基础：
要求掌握计算机的基础知识、基本概念和基本操作技能，强调常用系统软件和应用软件的使用，同时兼顾计算机应用领域的前沿知识，为学生进一步学习和应用计算机知识打下坚实的基础。
通过上机操作，使学生学会计算机的一般操作，能独立完成Windows操作系统的基础设置、Word文档编排、Excel电子表格处理、PowerPoint幻灯片制作及放映，并使用因特网查阅制定资料和收发电子邮件等，提高学生的计算机使用能力。
5、英语：
本课程力求贴近学生学习与生活，以颇具趣味性、知识性、时代性、前瞻性的话题，引导学生进行听、说、读、写基本技能训练，简要复习动词时态和名词、数词等基础语法知识，较为详细地讲解了实用英语写作知识。
在巩固基础知识，发展听、说、读、写基础技能的基础上，培养学生运用英语进行日常交流的能力。
本课程注重引导学生培养和提高自学能力，强调教学的整体性和传承性，使高中或中专英语的教学与大学英语的教学自然衔接。
6、机械制图：
机械类各专业学生必修的一门重要的职业基础课程。
该课程研究用投影法绘制工程图样和解决空间几何问题，要求学生能掌握正投影法的基本理论和作图方法，掌握查阅有关手册的基本方法和国家标准的一般要求，了解轴测投影的基本知识，并能掌握其基本画法，具备正确使用绘图工具、仪器和徒手作图的能力，具备正确地阅读和绘制较复杂的零件图和装配图的能力。
7、计算机绘图：
机械类各专业学生必修的一门重要的职业基础课程。
本课程要求学生掌握学习计算机绘图软件的使用方法，能够胜任工程实际中机械图样的绘制工作。
通过上机操作，最终在规定时间内提交一份用AutoCAD软件在电脑上绘出的规范的零件图（含有三个层、粗实线、细实线、中心线、虚线、标题栏、中文、尺寸及技术要求）并把它做成块图库。
8、工程力学：
机械类各专业学生必修的一门重要的职业基础课程。
该课程主要学习静力学与材料力学的内容。
静力学的任务是使学生了解物体的平衡规律，并能熟练掌握平衡方程对简单工程问题中单个物体和物系进行静态受力分析。
材料力学的任务是使学生对材料的强度、刚度和稳定性有明确的基本概念、必要的基础知识和计算能力。
通过课程学习使学生掌握一些必要的基础知识、具有一定的分析能力、计算能力。
初步应用这些理论和方法去解决工程实际中的力学问题，从而为设计构件、学习后继课程及有关工程技术提供必要的基础。
9、机械设计：
是机械类各专业学生必修的一门重要的职业基础课程。
该课程解决机械制造工程中通用机械零件和简单机械常规及现代设计理论与方法的主干技术基础课。
本课程的主要任务是：
使学生掌握机构的结构分析、运动分析和受力分析的基本理论、基本知识和基本技能，具有设计常用机构的能力。
使学生掌握通用机械零件的工作原理、选用原则和常规设计方法以及运用计算机辅助设计机械零件的基本方法；使学生具有分析通用机械零件的失效、改进措施、确定计算准则的能力；学会设计公式的应用、参数选择的方法。
10、金属工艺学：
是机械类各专业学生必修的一门重要的职业基础课程。
通过本课程的学习使学生掌握机械工程材料和热处理的基本知识，熟悉常用材料的牌号、化学成分、性能及热处理特点，掌握一般零件的热处理方法，能够根据零件的工作条件、性能要求合理选用材料及安排热处理工序。
并研究机器零件常用材料的加工方法，即从选择材料、制造毛坯，直到加工出零件。
在金工实习的基础上，通过课程学习，要求学生具有根据零件性能要求选择工程材料的初步能力，掌握主要加工方法的基本原理和工艺特点；具有选择毛坯、零件加工方法及工艺分析的初步能力，具有综合运用工艺知识、分析零件结构工艺性的初步能力，了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势。
11、互换性与技术测量：
是机械类各专业学生必修的一门重要的职业基础课程。
该课程使学生获得机械零件的几何精度及其相互配合的基础理论，掌握参数一般的测量技术。
掌握互换性的基本概念和有关公差配合标准的术语及其定义；熟悉有关公差配合标准的基本内容和表格，并能应用；熟悉技术测量的基本知识，了解主要测量工具的工作原理，基本结构及其测量调整的使用方法。
12、电工技术基础与工程应用：
本专业的职业基础课程。
通过本课程的教学使学生获得电工技术和电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工技术的应用及发展概况。
要求学生能识别常用电器图、符号、电路图；能识别继电器、开关、熔断器、发大器。
会进行电器控制线路的安装；能分析直流电路、单相正弦交流电路、三相正弦交流电路，会对常用电器进行接线、调控操作。
13、机械制造技术：
本专业的职业能力课程。
该课程使学生掌握机械加工方法、工艺装备方面的基本知识和基本理论，在实际生产中会根据零件的不同加工要求，正确选择加工方法及工艺装备，具有设计简单机械加工工艺装备的能力，熟悉制定工艺规程的原则、方法和步骤。
同时配合生产实习、课程设计及实验等实践环节的教学，使学生具有制定中等复杂零件加工工艺规程的能力和分析解决实际生产中一般工艺问题和质量问题的能力。
14、电气控制与PLC：
本专业的职业能力课程。
通过该课程的学习，可以使学生具备对典型生产机械的电气控制线路进行基本环节的初步设计、分析和故障排除的能力，具有对PLC控制系统进行I/O分配及系统程序的设计与分析能力。
15、液压与气压传动：
本专业的职业能力课程。
通过该课程的学习，掌握液压与气压传动的基本理论，熟悉常用液压与气动元件的工作原理，结构性能，能阅读、调试、分析、运用一般的液压与气动系统，并掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。
16、数控机床与编程：
本专业的职业能力课程。
主要讲授数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本的编程功能指令，理解数控车床程序编制基础及加工中心基本功能、主轴、换刀及辅助机能，掌握数控车床基本编程指令和切削循环指令，掌握数控铣床和加工中心程序编制基础及特点，掌握，具备简单零件的实际加工能力。
17、数控机床自动编程：
该课程是本专业职业能力课程，通过课程学习，熟练掌握mastercam的应用方法，获得自动编制数控加工程序的实际能力。
18、三维CAD：
该课程是本专业学生的职业能力课，通过课程学习和上机实训操作，使学生能够熟练掌握Pro/E软件的三维零件设计和加工的理论及应用，提高计算机三维辅助设计的能力，为今后进行结构设计和解决工程实际问题提供必要的CAD知识和三维设计方法。
19、机械CAD/CAM：
本专业的职业能力课程。
本课程使同学掌握UG软件的基本使用方法，利用UG进行建模和数控自动编程，掌握三维造型基本方法和自动编制数控加工程序能力，培养学生综合应用所学知识去解决工程实际的能力。
20、专业英语：
本课程主要讲授机械工程基础与数控机床和数控技术方面的专业英语知识。
通过本课程学习，使学生掌握一定的英语基础知识和技能，具有一定的听、说、读、写、译的能力，能借助词典阅读和翻译有关英语资料，在涉外业务活动中进行简单的口头和书面交流，并为今后进一步提高英语的交际能力打下一定的基础。
本课程要求学生能够具备一定的词汇量，掌握基本翻译技巧，在借助英语辅助工具的条件下，能正确阅读和理解机械制造相关的简单技术资料，并将其翻译成汉语。
21、现代企业管理：
本专业的职业拓展课程。
该课程主要研究现代企业管理活动的基本规律。
通过本课程学习，旨在使学生了解和掌握现代企业的发展现状，学习和了解现代企业管理的基本原理和概念、现代企业管理的现状及趋势，系统掌握现代企业管理的各个方面的工作内容，并初步具备现代企业管理能力，从而为学生学习基础知识、熟悉和贴近企业、熟悉企业管理奠定良好的基础。
22、数控机床使用与维修：
本专业的职业拓展课程。
培养学生对数控机床故障的综合判断分析能力，简单故障快速排除技能以及数控机床安装、使用、管理综合能力。
通过本课程的学习，使学生掌握数控机床使用和维修中的基本方法和基础知识。
23、MATLAB机械工程仿真：
本专业的职业拓展课程。
介绍MATLAB语言及其在机械工程中的应用。
内容包括MATLAB语言的基础知识和基本运算，数据可视化技术，辅助数值分析与处理，辅助优化设计，应用接口编程，动态仿真设计等。
24、快速成型技术：
本专业的职业拓展课程。
通过本课程的学习和实践，使学生初步掌握快速成型技术原理，了解快速模具制造的相关概念，了解快速成型技术的基本加工过程和发展方向,从而拓宽机械制造专业学生的专业知识面，为培养高素质技能型人才打下一个良好的基础。
25、现代产品创新设计：
本专业的职业拓展课程。
本课程是对机械类专业的学生进行素质教育和创新能力培养的一门主要课程。
本课程的任务是使学生了解创新设计的理论基础、创造性思维方法和创造原理；掌握创新设计方法，并能将其方法应用于现代机械产品创新设计的实践。
26、认识实习：
通过认识实习，了解专业的学习方向以及学习内容，了解专业的就业方向，明确学习目的，提高学生专业学习兴趣。
为今后学习专业基础课及专业课以及日后走上工作岗位打下一个良好的基础。
27、金工实习：
重要的集中性实践教学环节之一。
主要是了解机械设备以及机械零件的常用加工方法，进行车、铣、刨、磨、钳、铸、锻、焊八大工种基本操作技能训练，要求学生金工实习结束后，具有操作主要设备和加工简单作业件的能力。
28、制图测绘：
通过制图测绘，使学生完成对零部件测量和草图绘制，形成符合制图标准的部件的装配图和零件图，并按照图纸的装订规范将图纸装订成册。
29、机械设计课程设计：
通过课程设计，要求学生了解各种常用基本零件的类型、结构、工作原理及安装，了解各种常用基本部件的安装、定位、张紧、润滑与维护，掌握齿轮实验机的工作原理与结构以及齿轮效率的测试原理及方法。
了解各种常用减速器的基本类型、工作原理和特点；进行减速器的装拆，了解轴系部件、箱体的组成及其安装、润滑和维护。
30、电工实习：
通过实验加强学生的实验手段与实践技能，掌握直流电压表和直流电流表及欧姆表等直流仪表的使用，掌握实验测量和数据处理和误差分析的方法，掌握交流仪器仪表的使用方法，理解交流电路中的三个三角形，掌握集成电路的基本使用方法，熟悉门电路特性。
31、液压技术实训：
通过实训环节使学生巩固和深化已学的液压传动的理论知识，并熟悉常用液压元件的外形尺寸、结构特点及工作原理，初步掌握液压系统的组装调试方法。
32、三维CAD实训：
通过三维CAD实训，让学生了解通用CAD/CAM工程设计软件Pro/E的基本功能与模块组成，掌握典型零、部件的三维实体建模方法，熟练运用各种功能进行零件的三维造型设计，获得产品开发技能的基本训练，掌握有限元分析的各种功能并对产品进行结构优化。
33、生产实习：
重要的集中性实践环节之一。
通过生产实习，使学生学习和了解典型机械零件从原材料到成品批量生产的全部过程以及生产组织、管理等知识；培养学生树立理论联系实际的工作作风，以及在生产现场中将所学过的理论知识加以验证、深化、巩固和充实，并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。
34、机械加工工艺规程及工装设计：
通过课程设计，要求学生能够综合运用所学的有关知识，进行中等复杂程度机械零件的工艺规程设计和对应的机床夹具设计的基本能力，编制出一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程（生产纲领为中批或大批生产），设计其中某一道工序的专用夹具，并撰写符合要求的设计说明书。
35、数控实训：
通过实训，使学生熟悉并掌握机床界面及各按钮的功能能够对典型零件进行加工工艺分析，编制工艺规程，理解刀具选择、走刀路径等数控加工的重要环节，掌握数控机床手工编程的方法，熟练操作数控机床，完成零件的加工。
36、机械CAD/CAM实训：
通过实训使学生理解CAD/CAM的基本概念与相关技术；熟悉UGNX软件的功能和基本操作；掌握零件实体建模和编辑方法，二维加工和三维曲面加工的刀具路径设计方法；能合理设置加工参数，并通过加工过程仿真优化加工程序，实现计算机与数控机床之间的数据传输。
37、顶岗实习：
通过顶岗实习，使学生走向社会，接触本专业实际工作，增强对岗位的感性认识。
顶岗实习可以培养和锻炼学生综合运用所学的基础理论、基本技能和专业知识，独立分析和解决实际问题的能力，帮助其达到计算机辅助设计与制造专业人员所须具备的基本素质要求，使学生在毕业后能较快地胜任相应的专业技术工作。
38、毕业设计：
本专业学生毕业前进行的最后一个综合训练环节。
通过毕业设计，锻炼学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。
培养学生具备运用所学理论知识和实践知识独立分析和解决本专业范围内的工作技术问题的能力；运用软件进行计算机辅助设计的能力；查阅科技方面资料、使用各种标准手册以及自学和独立工作能力；培养学生实际工作中严谨的工作作风。
八、教学环节安排
1、教学计划进度表
序号
课程名称
课程代码
核心课程
学时分配
周学时安排
总学时数
理论
实验实践
上机
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
15
13
12
14
10
公
共
基
础
1
思想道德修养与法律基础（I）
001105
28
22
6
2
思想道德修养与法律基础（II）
001106
26
22
4
2
2
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论（I）
001103
36
30
6
2
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论（II）
001104
*
36
30
6
[2]
3
英语
英语（I）
001080
*
48
36
12
[4]
英语（II）
001081
48
36
12
4
英语（III）
001082
*
42
36
6
[4]
英语（Ⅳ）
001083
42
36
6
4
4
体育
体育
（1）（Ⅰ）
001056
28
28
2
体育
（1）（Ⅱ）
001057
28
28
2
体育
（1）（Ⅲ）
001058
28
28
2
5
高等数学（4）
001025
64
64
[6]
6
概率论
001038
26
26
[6]
（1-5）
7
计算机文化基础
（2）
001084
40
20
20
2
8
军事理论和现代国防教育
002043
36
16
20
2
职
业
基
础
9
就业指导
就业指导I
001185
18
10
8
2
就业指导II
001186
20
10
10
2
10
创新创业教育
001187
18
14
4
2
11
机械制图
（1）（Ⅰ）
581145
*
78
78
[6]
机械制图
（1）（Ⅱ）
581146
*
42
42
[4]
12
计算机绘图
581151
26
16
10
[4]
（6-12）
13
工程力学
（2）
581114
*
70
64
6
[6]
14
机械设计
（2）
581117
*
80
70
10
[6]
15
金属工艺学
（2）
581223
56
52
4
4
16
互换性与技术测量
升级会员 