機(jī)械虛擬設(shè)計(jì)與制造

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1、上海理工大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程教學(xué)大綱機(jī)械虛擬設(shè)計(jì)與制造課程負(fù)責(zé)人：杜寶江開(kāi)課部門(mén)：機(jī)械工程編寫(xiě)時(shí)間：2016年5月課程代碼14101290學(xué)分2總學(xué)時(shí)64理論學(xué)時(shí)0實(shí)驗(yàn)(實(shí)踐)學(xué)時(shí)64上機(jī)學(xué)時(shí)0課程英文名稱(chēng)VirtualDesignandManufacturingforMachine面向?qū)ο髾C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本科專(zhuān)業(yè)前修課程或要求工程制圖基礎(chǔ)B，機(jī)械原理，電工與電子學(xué)，機(jī)械測(cè)試與控制基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)輔助三維結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)，機(jī)械制造技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)A，虛擬制造技術(shù)A等一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介“機(jī)械虛擬設(shè)計(jì)與制造”是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)CAD/CAE/CAM基

2、礎(chǔ)軟件和自主開(kāi)發(fā)的模型信息庫(kù)支撐的拖動(dòng)搭建設(shè)計(jì)和虛機(jī)實(shí)電校驗(yàn)軟件組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝備機(jī)、電、液結(jié)構(gòu)與工藝綜合設(shè)計(jì)方法與能力訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械裝備結(jié)構(gòu)的認(rèn)知和綜合設(shè)計(jì)知識(shí)運(yùn)用和實(shí)際設(shè)計(jì)能力，加強(qiáng)創(chuàng)新思維鍛煉，提高設(shè)計(jì)水平和效能及綠色制造和可持續(xù)發(fā)展理念的素質(zhì)，并為后續(xù)學(xué)期的機(jī)械制造和綜合實(shí)驗(yàn)等課程打下基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與任務(wù)掌握典型機(jī)電裝備的結(jié)構(gòu)組成和運(yùn)行原理、機(jī)零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)配件參數(shù)化設(shè)計(jì)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)字分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、裝備虛擬樣機(jī)生成和模擬運(yùn)行、虛機(jī)實(shí)電設(shè)計(jì)稿合理性檢測(cè)、機(jī)械加工工廠的生產(chǎn)布局、工藝物流流程和生產(chǎn)管理的熟悉和認(rèn)知等與大裝備設(shè)

3、計(jì)相關(guān)的綜合設(shè)計(jì)方法、步驟和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。針對(duì)實(shí)物實(shí)驗(yàn)中難以實(shí)現(xiàn)的大型機(jī)電裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制、工藝相關(guān)的綜合設(shè)計(jì)能力的實(shí)踐訓(xùn)練，提升學(xué)生的機(jī)械裝備的結(jié)構(gòu)和制造工藝綜合設(shè)計(jì)校驗(yàn)?zāi)芰?；利用虛擬設(shè)計(jì)和虛擬制造實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，讓學(xué)生直觀地了解和熟悉現(xiàn)代裝備機(jī)電液結(jié)構(gòu)和加工工藝設(shè)計(jì)技術(shù)和虛擬樣機(jī)的生成與設(shè)計(jì)合理性校驗(yàn)方法、掌握虛擬設(shè)計(jì)和制造的原理、優(yōu)勢(shì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，提高裝備設(shè)計(jì)和綠色制造的實(shí)操水平，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電裝備綜合設(shè)計(jì)能力和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用能力。提升學(xué)生運(yùn)用虛擬制造技術(shù)的知識(shí)和技術(shù)解決裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、和售后服務(wù)中的綠色制造理念和綜合素質(zhì)；針對(duì)實(shí)物實(shí)驗(yàn)中難以實(shí)現(xiàn)的大型機(jī)電裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu)、

4、控制、工藝相關(guān)的綜合設(shè)計(jì)能力的實(shí)踐訓(xùn)練，提升學(xué)生的機(jī)械結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計(jì)能力。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求利用圖形工作站運(yùn)行CAD軟件平臺(tái)、PLC控制平臺(tái)、虛擬樣機(jī)展示與檢驗(yàn)平臺(tái)的虛擬化設(shè)計(jì)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，直觀地了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和虛擬制造技術(shù)的概念、原理和實(shí)現(xiàn)流程，熟悉在機(jī)械工程中的功能、作用和用途。掌握現(xiàn)代裝備機(jī)電液綜合設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝與模擬操作虛擬樣機(jī)的生成與設(shè)計(jì)合理性校驗(yàn)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作掌握虛擬設(shè)計(jì)和虛擬制造應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，培養(yǎng)機(jī)電裝備綜合設(shè)計(jì)能力和現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具的運(yùn)用能力，適應(yīng)我國(guó)高端裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型和綠色制造對(duì)工科人才的培養(yǎng)要求。上海理工大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程教學(xué)大綱四、

5、教學(xué)內(nèi)容及要求（一）理論教學(xué)部分（如無(wú)理論學(xué)時(shí)則不需要填寫(xiě)）序號(hào)理論教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)一二三四五六七八九十（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分實(shí)驗(yàn)一大型零件機(jī)加工生產(chǎn)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)演示性驗(yàn)證性綜合性設(shè)計(jì)性?xún)?nèi)容及要求1.以600MW發(fā)電機(jī)組的大型零件機(jī)加工工業(yè)以為例，熟悉大型裝備的結(jié)構(gòu)、原理和功能需求參數(shù)，了解工件加工制造的要求；2.通過(guò)虛擬車(chē)間，了解大型工件生產(chǎn)車(chē)間的布局、廠房構(gòu)造、主要加工設(shè)備、物流設(shè)備、大局、工裝夾具的特征和性能參數(shù)，掌握大型工件機(jī)械加工的基本知識(shí)；3.針對(duì)發(fā)電機(jī)主軸、轉(zhuǎn)子、定子基座、動(dòng)平衡、包帶等重要零件的工藝流程，在虛擬車(chē)間中操作，了解工藝卡和制造流程；4.針對(duì)主要工件的核心加工工

6、序，進(jìn)行加工工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)，熟悉根據(jù)工藝要求的加工設(shè)備選型、工步制定、刀具工時(shí)等制定原則，掌握工藝設(shè)計(jì)方法和流程；5.針對(duì)設(shè)計(jì)完成的工藝卡，在虛擬車(chē)間中完成數(shù)控加工程序的生成、加工轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等加工操作，找出工藝設(shè)計(jì)參數(shù)不合理的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理性模擬加工校驗(yàn)，掌握自我校驗(yàn)的方法；6.針對(duì)大型工件對(duì)象，完成車(chē)間生產(chǎn)物流操作，掌握物流對(duì)象、設(shè)備、路徑、安全等方面的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)適合大件物流的重型行車(chē)、軌道車(chē)的模擬運(yùn)行操作，實(shí)現(xiàn)物流認(rèn)知和物流合理性校驗(yàn)方法；7.通過(guò)大型機(jī)械加工車(chē)間的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)未來(lái)裝備制造的自動(dòng)化和綠色可持續(xù)化的理念。8.8√上海理工大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程教學(xué)大

7、綱提升理論課學(xué)習(xí)中從小件生產(chǎn)拓展到大裝備生產(chǎn)的知識(shí)拓展能力，以及畢業(yè)后對(duì)不同工作要求的適應(yīng)能力。實(shí)驗(yàn)二虛擬制造系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)演示性驗(yàn)證性綜合性設(shè)計(jì)性?xún)?nèi)容及要求1.VR/AR軟硬件系統(tǒng)操作實(shí)驗(yàn)2.掌握虛擬處理、交互、立體顯示，掌握虛擬軟件的種類(lèi)、應(yīng)用范疇、設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制方法，解決方案和開(kāi)發(fā)應(yīng)用方法和流程。3.虛擬加工構(gòu)建實(shí)驗(yàn)（WebGL/VRML）4.掌握VR虛擬場(chǎng)景的建立：模型建立（包括語(yǔ)言描述模型、CAD導(dǎo)入模型，靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型、可控模型、2D/3D混合模型）、虛擬場(chǎng)景建