授業科目

CAD/CAM 
CAD/CAM 

担当者

教授   中尾 陽一
後 木2

単位

2

到達目標

 本講義の達成目標は,受講生が(1) 代表的な機械加工法を理解すること、(2) 3次元CADシステムを利用して部品設計の方法を理解習熟すること、(3) 特に各種加工法を考慮した形状創成が行えるようになること、(4) 3次元CADシステムの機能により創成部品の物理情報や解析手法を理解すること、さらに、(5) CAMシステムの用途とNC工作機械の関係を理解し、CAMシステムにより簡単な加工シミュレーションが行えるようになることである。
 また,機械工学科のカリキュラムポリシーに従い,機械設計の基礎知識と関連させながら,CADによる設計を身につけられるようになっている.なお,希望者に対しては,使用する3次元CADであるSolidWorks社による認定試験を実施する予定である。本認定試験の2014年度からの実施結果では、希望者のうち多くの合格者(2016年度は合格率76%)を出している。

授業内容

 自動車や航空機産業に代表されるように、機械設計の多くは3次元CADで行われるようになっている。3次元CADを利用すると、設計した部品をCAD上で仮想的に組み立てて、完成した製品の全体構造を確認したり、部品同士の干渉をチェックすることもできる。また、設計した部品あるいは組み立てた製品の質量、重心、慣性モーメントといった力学的パラメータを算出することも可能になっており、現在の機械設計において3次元CADは必要不可欠になっている。
 さて、設計された部品を機械加工によって製作するとき、NC工作機械を使用することが多い。この場合、NC工作機械を動かす、NCコードと呼ばれるプログラムが必要になる。CAMシステムはCADで設計された部品の形状データから、NCコードを自動生成したり、加工のシミュレーションをコンピュータ上で行うシステムである。本講義においては、3次元CADシステムによる設計とCAMシステムによる加工シミュレーション技術について学ぶ。これらは先端的な「ものつくり」に欠かせない技術である。
 なお、本講義はパソコン演習室で行うため、履修者数を制限している。このため、履修希望者は定められた期日までに申し込みを行うこと。

授業計画

 本講義では、3次元CAD/CAMシステムによる部品設計(形状創成)を行いながら、加工法を考慮した設計を学ぶ。設定課題に取り組みながら、理解を深めてほしい。本講義では、受講生が十分な復習を行うことを期待する。毎週の授業内容を理解習得するために、提出課題に加え、各種演習課題に取り組むことにより、機械設計の面白さを学べるはずである。予復習として、毎回、4時間程度の自己学習を想定している。与えらえた演習課題を実際に3次元CADを操作して学習を進めることが望ましい。
 本講義の内容は次の通りである。
1. ガイダンス(シラバスの記載事項について確認する),現代ものつくりの流れとCAD/CAMの概要、代表的な機械加工法
2. 3次元CADの概要と特徴,3次元CADの基本操作
3. 3次元CADによる2次元図形の作成1:基本的な作図法
4. 3次元CADによる2次元図形の作成2:各種編集機能の利用
5. 3次元CADによる3次元モデルの作成1:押出し操作,回転フィーチャー
6. 3次元CADによる3次元モデルの作成2:参照面,参照ジオメトリ
7. 3次元CADによる3次元モデルの作成3:スイープ,ねじの作成
8. 中間試験と説明
9. アセンブリモデルの作成
10. 部品図の作成
11. 3次元CADによる各種解析1:幾何情報の計算
12. 3次元CADによる各種解析2:簡単な構造解析
13. CAMシステムの概要および基本操作
14. 最終試験及び解説

授業運営

 本授業は、上記の内容に関する講義に加えて、実際にCAD/CAMシステムを利用した演習を行う。単に製図を描くだけではなく、使用すべき工作機械や加工方法も考慮して、部品の形状創成ができるようになってほしい。授業では毎回課題を設定しているので、各自これを利用して十分な復習をするものとして、授業を進めていく。履修者は積極的に演習に取り組み、CAD/CAMシステムに習熟してほしい。

評価方法

 課題設計35%と講義最終日に行う試験50%によって評価する。また、理解度をチェックするために中間試験15%も行う。

オフィスアワー

 授業中ならびに授業後に随時質問を受けつける。
 nakao@kanagawa-u.ac.jp 金曜日 2限 12-39室

使用書

 門脇重道、高瀬善康『SolidWorksによる3次元CAD』[実教出版]

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