《三维建模与工程制图》由陕西省“工程制图双语”教学团队完成，西安科技大学和美国北亚利桑那大学联合录制。
课程中文学习内容包括趣味三维建模以及工程制图的基本知识、投影基础、立体的投影及交线、组合体、草图（轴测图）和机件常用的表达方法。英文学习内容包括三维建模、工程图和三维装配。
课程特色是将图学传统表达与三维软件SOLIDWORKS有机结合。通过生活日常用品的三维建模，帮助同学们建立空间思维能力与想象能力，从而更好的理解工程制图的视图表达（画图）；通过已有的二维视图进行三维构型并建模，帮助同学们提高读图的能力。同时，整个建模过程都需要尺寸标注，这就很大程度上又帮助同学们加深了对尺寸标注的正确理解。
教学目标是不仅培养学生正确绘制和阅读工程图样的能力，而且还要培养学生在了解常用的设计流程及设计相关要素后，具备一定的产品构思、表达、设计的能力。通过课程的学习，可以将生活中的常用物体进行视图表达，并进行简单的构型设计与建模，从而掌握工程中所需要的画图、读图、尺寸标注等基本能力。
课程由西安科技大学刘金瑄、蒋宝锋和张瑾，美国北亚利桑那大学Terry E. Baxter 和Perry G. Wood完成制作。工程制图习题由西安科技大学杨富强(第三章、第六章）、王云平和赵凌燕（第四章）、张瑾（第二章）、李晶（第一章和第五章）制作。
课程适用于工科专业学生学习。
附件一、《工程制图》（双语）教学大纲
《工程制图》（双语）教学大纲
课程编号：01140012 课程类别：必修课
课内学时： 32+16 适用专业：
学 分：3 开课学期：1
先修课程：计算机文化基础
教 材：1．刘金瑄、Terry E. Baxter等.工程制图 ENGINEERING DRAWING.西安：西北工业大学出版社,2017第二版
2. SOLIDWORKS. Sham Tickoo 普渡大学西北分校,美国
3. 谢泳,李勇.AutoCAD2000中文版绘图教程.北京：电子工业出版社,2002
参考书：唐克中.画法几何及工程制图.高等教育出版社,2002
一、课程的性质、教学目标及任务
课程性质：
本课程是工程类专业的一门必修的技术基础课。它研究绘制和阅读工程图样的原理和方法，为培养学生的空间想象能力和制图技能打下基础。为了适应生产上对计算机辅助设计日益増长和今后学习的需要，对计算机绘图技术应有一定的掌握。
教学目标：
（1）培养学生的标准化意识，正确理解掌握常用制图国家标准；
（2）培养学生三维建模能力和空间思维能力；
（3）掌握正投影法的基本理论及其应用；
（4）培养学生使用SOLIDWORKS和AutoCAD的计算机绘制和阅读工程图样的能力以及手工绘图能力；
（5）培养学生分析、表达工程图样的能力。
教学任务：
（1）掌握平面图形的尺规绘制方法及其计算机绘图约束方法；
（2）掌握正确的立体建模的方法以及正确的尺寸标注；
（3）掌握利用正投影理论绘制投影图（画图）、由多面正投影图表达立体形状（读图）以及正确的尺寸标注的能力；
（4）掌握绘制立体轴测图的方法；
（5）了解国家标准对图样画法的规定，培养标准化意识；
（6）掌握采用三维设计工具绘制工程图样的方法；
（7）掌握徒手绘图、尺规绘图、计算机绘图技能。
此外，在教学过程中还必须有意识地培养自学能力，分析问题和解决问题的能力，以及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
二、教学内容及基本要求
1．工程制图的基本知识Basic Knowledge of Engineering Drawing
制图有关标准的基本规定，学习徒手作草图以及掌握计算机平面图形草图的绘制方法约束条件。
1.0 课程介绍
1.1 工程制图有关规定
1.2 平面图形的绘制
SOLIDWORKS复杂平面图形的绘制及约束
1.3 绘图技术概述
2．投影基础The basic knowledge of projection
理解投影法的概念（中心投影法、平行投影法），直线和平面的投影特性，真实性、积聚性、类似性。掌握点、直线、平面的投影，点的投影与直角坐标的关系，点的三面投影及其规律，两点的相对位置。直线的投影，直线的三面投影。平面的投影，各种位置平面的名称及投影特征。基本立体建模。
2.1 投影的概念
SOLIDWORKS基本立体建模
2.2 投影法的分类
2.3 正投影的特性
2.4 形体的三视图
2.5 点的投影
2.6 直线的投影
2.7 平面的投影
3．立体的投影及交线Projections of Solids and Their Intersections
创建基本体三维模型，并学会生成三视图及尺寸标注；了解平面立体、回转体的投影；截交线、相贯线的概念和性质；理解平面立体和曲面立体的投影特性；掌握平面立体、曲面立体视图的画法；掌握截交线、相贯线的工具绘图基本作图方法，并与计算机生成结交线、相贯线进行比较。
3.1平面体的投影及其截交线
3.2 回转体的投影及其截交线
3.3立体的相贯线
4．组合体Composite Objects
了解组合体三视图的形成，组合体的组成方式，掌握组合体的立体建模。理解组合体三面视图间的投影关系，掌握运用形体分析和线面分析方法进行组合体的画图、读图和尺寸标注。画图做到投影准确，尺寸齐全、清晰。
4.1 组合体概述
SOLIDWORKS由三视图创建立体模型
4.2 组合体三视图的画法
给出基本体两视图，补画出第三个视图
4.3 组合体的尺寸标注
4.4 读组合体的视图
SOLIDWORKS组合体建模
5．草图 Sketching
了解轴测投影的基本知识，理解轴测投影的基本概念，掌握组合体正等轴测图的画法，掌握计算机绘制轴测图的方法以及轴测图的尺寸标注。
5.1 草图在设计中的重要性
5.2 绘图准备
5.3 徒手标注
5.4 图线，图形和空间
5.5 几何体的轴侧图
6．机件的常用表达方法Methods of Representing Parts
了解视图的形成及配置，剖视图的概念，剖面符号，剖视图的标注，了解视图选择和配置的要求。理解断面图与剖视图的区别。掌握各种视图、剖视图、断面图的画法。常用的简化画法和其他规定画法，掌握三维绘图软件机件的剖视图表达以及SOLIDWORKS 常用设置。
6.1 表达机件外形的方法——视图
6.2 表达机件内部结构的方法——剖视图
6.3 断面图
6.4 其他常用的表达方法
SOLIDWORKS常用设置以及机件的剖视图表达
7．计算机绘图computer aided drawing
理解计算机绘图的发展及在工程设计中的重要作用，掌握一到两种典型绘图软件（AutoCAD和SOLIDWORKS或者Inventor），绘制二维图形及创建三维模型生成二维表达的能力；将手工绘图、计算机二维绘图（AutoCAD）、计算机三维建模（SOLIDWORKS）以及生成二维图纸有机结合，达到融会贯通。
三、实验、上机、设计、作业、辅导、考核等教学环节
上机要求
机时
任务和要求
与理论教学的联系
2
AutoCAD和SOLIDWORKS 以及A3图纸工具绘图，绘制扳手的平面图形并标注尺寸。
上机要求：熟悉和掌握常用绘图和编辑命令。
基础知识
平面图形绘制
图形编辑
课下
SOLIDWORKS基本立体建模
上机要求：熟悉建模命令的使用。
草图绘制、特征
2
SOLIDWORKS基本立体生成三视图及尺寸标注
上机要求：熟悉由三维模型到工程图的生成过程，并对尺寸进行调整。
从零件制作工程图（三视图）
2
SOLIDWORKS由三视图创建立体模型
读图
2
AutoCAD绘制组合体三视图，并进行尺寸标注。在A3图纸上绘制组合体的三视图。
上机要求：熟悉和掌握图层、图线、图幅的设置及尺寸标注的方法。
图层、图线、颜色、图幅的设置
图案填充、文本及尺寸标注
2
组合体建模、生成三视图、尺寸标注、图框、标题栏填写
复杂零件进行工程图表达
（三视图、尺寸调整、标题栏）
2
AutoCAD绘制组合体的剖视图。A3绘制组合体剖视图。
上机要求： 熟悉图案填充方法。
剖视图概念，工具绘图，计算机二维，三维绘图实战
课下
AutoCAD组合体轴测图绘制；轴测图尺寸标注。
上机要求：熟悉绘制轴测图的基本方法及其尺寸标注。
讲授绘制轴测图的基本方法。
2
SOLIDWORKS对机件的剖视图表达以及常用设置
机件工程图表达方法。
2
检查学习结果。
给出一个组合体三视图，创建该物体的立体模型，生成图纸，并进行图面调整，完成图纸绘制。
考核
作业要求：完成在线作业，部分纸质作业习题集中的题目以及计算机绘图作业；在线答疑24小时留言，答疑QQ：812843797
四、学时分配及说明
学时分配表
序
号
知识点
课内
讲授
教学各环节
其 它
实验
上机
设计
1
制图的基本知识、复杂平面图形的绘制及约束
4
A3
2
投影法基础、基本立体建模
4
3
立体投影、基本立体生成三视图及尺寸标注
6
4
组合体、组合体建模、生成三视图、尺寸标注、图框、标题栏填写
8
A3
5
轴测图、组合体轴测图绘制、轴测图尺寸标注
4
6
机件形状的表达方法、
三维绘图软件进行机件的剖视图表达
6
A3
总计
32
16
合计：48学时
说明：A2 、A3是指图纸幅面大小。
附件二、《工程制图》（双语）课程进度表
西 安 科 技 大 学 课 程 进 度 表
总学时数：48（32+16） 主讲教师：
日期
课 程 内 容
（分段写明每讲讲授课程章节的内容）
时
数
教 学 方 式
（注明：实验，习题课课堂讨论或测验等）
授课教师
1
1. 工程制图的基本知识Basic Knowledge of Engineering Drawing
1.0 课程介绍
1.1 工程制图有关规定
1.2 平面图形的绘制
1.3 绘图技术概述
2
预习线上视频以及课本P1-32，课堂讲授，课后作业：P1- P5，完成线上作业
SOLIDWORKS复杂平面图形的绘制及约束
2
2
2．投影基础The basic knowledge of projection
SOLIDWORKS基本立体建模
2
预习线上视频以及课本P33-55，课前测试，课堂讲授，课后作业：P6-P9，完成线上作业
2.1 投影的概念
2.2 投影法的分类
2.3 正投影的特性
2.4 形体的三视图
2.5 点的投影
2.6 直线的投影
2.7 平面的投影
2
3
3. 立体的投影及交线Projections of Solids and Their Intersections
3.1平面体的投影及其截交线
2
预习线上视频及课本P56-79，课前测试，课堂讲授，课后作业：P6-P17，完成线上作业
SOLIDWORKS基本立体生成三视图及尺寸标注
2
3.2 回转体的投影及其截交线
3.3立体的相贯线
2
预习线上视频及课本P80-96，课前测试，课堂讲授，课后作业：P20-P29
4
4．组合体Composite Objects
4.1 组合体概述
SOLIDWORKS由三视图创建立体模型
2
预习线上视频及课本P97-137，课前测试，课堂讲授，课后作业：P30-P39，完成线上作业
4.2 组合体三视图的画法
给出基本体两视图，补画出第三个视图
2
4.3 组合体的尺寸标注
2
4.4 读组合体的视图
SOLIDWORKS组合体建模
2
5
5．轴测图
5.1 草图在设计中的重要性
5.2 绘图准备
5.3 徒手标注
5.4 图线，图形和空间
5.5 几何体的轴侧图
2
预习线上视频，课本内容：P138-163，课堂讲授，课前测试，课后作业：p40-P43，完成线上作业
几何体的轴侧图绘制以及尺寸标注实列
2
6
6．机件的常用表达方法Methods of Representing Parts
6.1 表达机件外形的方法——视图
2
预习线上视频，课本内容：P164-194，课堂讲授，课前测试，课后作业：P44-P56，完成线上作业
6.2 表达机件内部结构的方法——剖视图
6.3 断面图
6.4 其他常用的表达方法
2
SOLIDWORKS常用设置以及机件的视图表达
2
7
7.工程图绘制
2
课堂实践
期末考试
2
期末考试
附上机安排：（AutoCAD、SOLIDWORKS软件进项线上线下混合式学习，线下考试。
日期
内 容
学时
1
SOLIDWORKS复杂平面图形绘制及其约束
2
2
SOLIDWORKS基本立体建模
2
3
SOLIDWORKS基本立体生成三视图及尺寸标注
2
4
SOLIDWORKS由三视图创建立体模型
2
5
组合体建模、生成三视图
2
6
SOLIDWORKS视图表达以及SOLIDWORKS 常用设置
2
7
由已知组合体三视图，创建该物体的立体模型，生成三视图，并对生成的视图尺寸标注进行调整，完成图纸绘制。
2
8
考试
2
制图作业应占总成绩10%；计算机实践应占总成绩20%；期末占70%，应充分利用多媒体教室及自建MOOC资源，提高教学效果和质量。
附件三、与美国北亚利桑那大学教师的合作
Date: 9-14-19
Xian University of Science and Technology Xi’an, China
To Whom It May Concern::
My name is Perry Wood, and I’m a professor of mechanical engineering at Northern Arizona University. For the past 15 years, I have taught the following classes:
ME180 - Computer-Aided Design: Instruct mechanical engineering students in engineering Graphics. Created an innovative curriculum that included CAD in the context of solid modeling, sheet metal modeling, assembly techniques, Rapid Prototyping, ASME Y14.5 Dimensioning and Tolerancing, and ASME Y14.41 Standard for CAD.
ME340 - Material Science: Lectures covered an introduction to Material Science Engineering. Material properties at the microscopic and atomic level are examined and related to crystalline and non-crystalline materials and their bonding types. Desirable properties such as strength, hardness, conductivity, and fracture toughness are discussed from the material structure point of view. The minimization of undesired features such as thermal shock, brittleness, fatigue failure, and others are also examined. Specific topics of study include heat-treating, semiconductors, superconductors, thermocouples, composites, ceramics, and glasses.
ME467 Presents and analyzes manufacturing processes, including machining, forming, and assembly. Discusses automation of these processes, primarily from the machine-tool operation point of view.
I have had the incredible pleasure of working with Professor Liu Jin Xuan on many wonderful projects. Professor Liu Jin Xuan invited me to collaborate on a bilingual engineering graphics multimedia instructional DVD which was published. In 2010 Professor Liu Jin Xuan asked me to visit Xian University of Science and Technology (XUST). While at XUST, we collaborated on a joint engineering graphics project and I gave talks on parametric solid modeling. In 2013 Professor Liu Jin Xuan invited two of my students and myself to present a talk on implementing Geometric Dimensioning and Tolerancing into a first-year engineering graphics class. I gave a talk on fatigue characterization of magnetic shape memory alloys to Professor Liu Jin Xuan undergraduate and graduate students. In 2018 Professor Liu Jin Xuan invited one of my students
and my myself to visit Xi'an University of Science and Technology. We collaborated on an engineering graphics project, and my student presented research on geometric dimensioning and tolerancing. In 2019 Professor Liu Jin Xuan invited me to Xi'an University of Science and Technology to continue our work with a bilingual engineering graphics class. I’m very interested in Professor Liu Jin Xuan bilingual engineering graphics class project. I want to collaborate with her and her team on this wonderful project.
Sincerely,
Perry G. Wood, P.E.
Instructor
NAU ASME Advisor Northern Arizona University
College of Engineering, Informatics, and Applied Sc ences
https://nau.edu/mechanical-engineering/perry-wood/
