机械虚拟设计与制造

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1、上海理工大学本科实验类课程教学大纲机械虚拟设计与制造课程负责人：杜宝江开课部门：机械工程编写时间：2016年5月课程代码14101290学分2总学时64理论学时0实验(实践)学时64上机学时0课程英文名称VirtualDesignandManufacturingforMachine面向对象机械设计制造及其自动化本科专业前修课程或要求工程制图基础B，机械原理，电工与电子学，机械测试与控制基础，计算机辅助三维结构课程设计，机械制造技术，计算机辅助设计技术A，虚拟制造技术A等一、课程内容简介“机械虚拟设计与制造”是机械设计制造及自动化专业的专业实验课。本实验通过CAD/CAE/CAM基

2、础软件和自主开发的模型信息库支撑的拖动搭建设计和虚机实电校验软件组成的实验系统，实现机械装备机、电、液结构与工艺综合设计方法与能力训练，培养学生对机械装备结构的认知和综合设计知识运用和实际设计能力，加强创新思维锻炼，提高设计水平和效能及绿色制造和可持续发展理念的素质，并为后续学期的机械制造和综合实验等课程打下基础。二、实验教学目的与任务掌握典型机电装备的结构组成和运行原理、机零部件参数化设计、标准标配件参数化设计、自动化控制系统设计、数字分析与结构优化设计、装备虚拟样机生成和模拟运行、虚机实电设计稿合理性检测、机械加工工厂的生产布局、工艺物流流程和生产管理的熟悉和认知等与大装备设

3、计相关的综合设计方法、步骤和实现技术。针对实物实验中难以实现的大型机电装备的机械结构、控制、工艺相关的综合设计能力的实践训练，提升学生的机械装备的结构和制造工艺综合设计校验能力；利用虚拟设计和虚拟制造实验教学手段，让学生直观地了解和熟悉现代装备机电液结构和加工工艺设计技术和虚拟样机的生成与设计合理性校验方法、掌握虚拟设计和制造的原理、优势和实现过程，提高装备设计和绿色制造的实操水平，培养学生机电装备综合设计能力和现代设计技术的运用能力。提升学生运用虚拟制造技术的知识和技术解决装备产品设计、生产、和售后服务中的绿色制造理念和综合素质；针对实物实验中难以实现的大型机电装备的机械结构、

4、控制、工艺相关的综合设计能力的实践训练，提升学生的机械结构综合设计能力。三、实验教学的基本要求利用图形工作站运行CAD软件平台、PLC控制平台、虚拟样机展示与检验平台的虚拟化设计技术和实验教学手段，直观地了解虚拟现实技术和虚拟制造技术的概念、原理和实现流程，熟悉在机械工程中的功能、作用和用途。掌握现代装备机电液综合设计技术、制造工艺与模拟操作虚拟样机的生成与设计合理性校验方法，通过实验操作掌握虚拟设计和虚拟制造应用系统的开发和实现过程，培养机电装备综合设计能力和现代设计工具的运用能力，适应我国高端装备制造业转型和绿色制造对工科人才的培养要求。上海理工大学本科实验类课程教学大纲四、

5、教学内容及要求（一）理论教学部分（如无理论学时则不需要填写）序号理论教学内容学时一二三四五六七八九十（二）实验教学部分实验一大型零件机加工生产认知实验学时演示性验证性综合性设计性内容及要求1.以600MW发电机组的大型零件机加工工业以为例，熟悉大型装备的结构、原理和功能需求参数，了解工件加工制造的要求；2.通过虚拟车间，了解大型工件生产车间的布局、厂房构造、主要加工设备、物流设备、大局、工装夹具的特征和性能参数，掌握大型工件机械加工的基本知识；3.针对发电机主轴、转子、定子基座、动平衡、包带等重要零件的工艺流程，在虚拟车间中操作，了解工艺卡和制造流程；4.针对主要工件的核心加工工

6、序，进行加工工艺规划设计，熟悉根据工艺要求的加工设备选型、工步制定、刀具工时等制定原则，掌握工艺设计方法和流程；5.针对设计完成的工艺卡，在虚拟车间中完成数控加工程序的生成、加工转速、进给量等加工操作，找出工艺设计参数不合理的问题，实现设计合理性模拟加工校验，掌握自我校验的方法；6.针对大型工件对象，完成车间生产物流操作，掌握物流对象、设备、路径、安全等方面的设计方法，通过对适合大件物流的重型行车、轨道车的模拟运行操作，实现物流认知和物流合理性校验方法；7.通过大型机械加工车间的自动化生产系统，认识未来装备制造的自动化和绿色可持续化的理念。8.8√上海理工大学本科实验类课程教学大

7、纲提升理论课学习中从小件生产拓展到大装备生产的知识拓展能力，以及毕业后对不同工作要求的适应能力。实验二虚拟制造系统构建实验学时演示性验证性综合性设计性内容及要求1.VR/AR软硬件系统操作实验2.掌握虚拟处理、交互、立体显示，掌握虚拟软件的种类、应用范畴、设计和运行控制方法，解决方案和开发应用方法和流程。3.虚拟加工构建实验（WebGL/VRML）4.掌握VR虚拟场景的建立：模型建立（包括语言描述模型、CAD导入模型，静态模型、动态模型、可控模型、2D/3D混合模型）、虚拟场景建