《机械设计与制造设计》教学大纲

1、机械设计与制造课程设计课程教学大纲课程名称：机械制造技术课程设计课程代码：IMEE1013英文名称：Course Design for Mechanical Design & Manufacturing课程性质：专业必修课程学分/学时：2学分/2周开课学期：第4学期适用专业：智能制造工程先修课程：机械制图、工程材料、机械原理、机械设计、机械制造技术后续课程：机械制造工程生产实习、机械工程专业综合实验一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：机械设计与制造课程设计是在完成机械制造工程课程的学习任务后，进行的一项综合性设

2、计，是智能制造类专业的重要实践教学环节。通过本课程设计，一方面使学生获得综合运用学过的知识进行工艺设计和夹具设计的基本能力，另一方面能巩固与扩大学生的工艺知识、结构设计知识，为毕业设计做准备，为后续课程的学习和今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。教学目标：机械设计与制造课程设计是一门实践课程。本课程主要内容包括：根据零件的结构特点、技术要求、生产类型，对零件进行工艺分析，确定毛坯的种类和制造方法，绘制毛坯图，拟定零件的机械加工工艺规程，选定各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削余量和工时定额，填写机械加工工艺文件，设计指定工序的专用夹具、绘制夹

3、具装配图和主要零件图，撰写设计说明书。通过本课程设计，学生能应用机械制造工程课程中的基本理论和实践知识，正确地解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工序尺寸确定等问题。通过夹具设计的训练，提高结构设计能力，学会使用相关的手册及图册资料。通过本课程设计，使学生达到具有中等复杂程度零件的工艺规程设计及夹具设计的能力。本课程的具体教学目标如下： 1、掌握机械加工工艺规程设计的基本方法能够正确选择定位基准，能够根据工件各加工表面的技术要求和规定的生产条件，合理选择表面加工方案并且确定工艺路线，能够运用查表的方法为各加工表面确定加工余量，能够运用尺寸链理论解工序尺寸及公差，能够运用规定的定位夹

4、紧符号，正确绘制工序图，并能正确标注工序尺寸、尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。2、掌握机床夹具设计的基本方法能够根据指定工序的具体内容，确定定位夹紧方案，正确选择夹具元件，能正确进行定位误差和夹紧力的计算，合理布置夹紧力作用点和作用方向，进行夹具精度校核，能够根据国家制图标准，运用必要的视图完整地表达夹具的结构，能正确标注设计尺寸，合理标注技术要求。3、熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料。4、进一步掌握识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。教学目标与毕业要求的对应关系：毕业要求指标点课程目标对应关系说明毕业要求3：设计/开发解决方案：3-2 能针对智能装备、机械加工等需求独立提出设计

5、方案和工艺方案，并论证其正确性3-3 能够对提出的设计方案进行实现，并对设计方案进行优选，体现创新意识教学目标1正确分析、研究被加工零件、选择合适的加工方法，拟定工艺路线，进行工艺计算和工序设计。教学目标2能合理确定夹具定位方案，进行定位误差分析，确定夹紧方案、对刀导向方案等，完成总体结构设计。教学目标4对设计过程进行分析，编写设计说明书。毕业要求1：工程知识1-2能将掌握的制图、电工电子学、力学、机械原理、材料科学等专业基础知识，用于解决机械加工、制造等工程实际问题教学目标3能完成夹具装配图、主要零件图的绘制。毕业要求9：个人和团队9-1能够承担团队中个人角色与责任，独立完成团队分配的工作教

6、学目标5团队合作，讨论设计方案。能独立完成相关设计工作。二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：«；难点内容：）1、 明确设计任务，进行零件分析（2学时）（支撑教学目标1）1.1 设计任务下达，明确课程设计的规范和要求，学生分组进行1.2 分析零件的生产类型、材料、结构工艺性、用途和工作条件1.3 分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度要求Ø 目标及要求：1) 教师布置机械制造技术课程设计任务，明确提出要求达到的目标和时间进度要求。然后分解难点，根据所学知识如何设计，和设计思路讲解,学生一般4-

7、6人一组；2) 引导学生根据任务要求，对零件进行分析，可以查阅相关资料，分组讨论具体零件的作用、技术要求和结构工艺性«；Ø 讨论内容：零件的特点、制造要求、结构工艺性。Ø 作业内容：完成零件的特点、生产类型、技术要求和结构工艺性分析。2、 毛坯的种类及制造方法，毛坯图绘制（1学时）（支撑教学目标1）2.1 确定毛坯的种类和制造方法2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.3 绘制毛坯图Ø 目标及要求：1) 分析毛坯的种类、特点；2) 会查阅相关资料，确定毛坯的尺寸公差及加工余量«；3) 正确绘制毛坯图«。Ø 讨论内容：毛坯

8、的制造方法分析、毛坯图的绘制要点Ø 作业内容：完成毛坯的尺寸公差、机械加工总余量的确定，绘制毛坯图。Ø 自学拓展：铸造、锻造的特点及应用场合。3、 工艺规程的设计（8学时）（支撑教学目标1）3.1 零件的工艺分析3.2 定位基准的选择3.3 加工方法的确定3.4 机床设备及工艺装备的选用3.5 工艺路线的拟定3.6 工艺卡和工序卡的填写Ø 目标及要求：1) 对零件进行工艺分析，合理选择定位基准，合理地选择表面加工方法，选择夹紧方案«；2) 合理选择机床、夹具、刀具、量具；3) 制定工艺路线，确定工序尺寸，确定切削用量和基本时间«；4) 编写工艺

9、卡，绘制工序简图，填写工序卡«。Ø 讨论内容：不同加工方法的特点，加工方法的选择。Ø 作业内容：1) 对零件进行工艺分析，选择粗基准和精基准，选择零件各表面的加工方法，选择机床及工艺装备，选择定位和夹紧方案。拟定工艺路线，确定确定工序尺寸，确定切削用量及基本时间，填写工艺卡，画出工序简图，填写工序卡。Ø 自学拓展：复合刀具的特点及应用4、 专用夹具设计（20学时）（支撑教学目标2、3）4.1 工序分析4.2 定位方案和定位元件的选择4.3 夹紧方案的选择，夹紧力计算4.4 对刀、导向方案的确定4.5 夹具体及其他元件结构确定4.6 夹具装配图绘制4.7

10、主要零件图的绘制Ø 目标及要求：1) 根据具体工序的加工要求，确定定位方案和定位元件，计算定位误差«；2) 选择夹紧方案，计算夹紧力；3) 对刀、导向方案的确定«；4) 设计夹具总体结构«；5) 绘制夹具装配图«；6) 绘制夹具体零件图。Ø 讨论内容：不同夹紧类型的特点和应用Ø 作业内容：分析指定工序的加工技术要求、工艺特点。分析需限制的自由度，选择工件的定位方案和定位元件，计算定位误差。确定夹紧力，根据零件的结构和所需的夹紧力，确定夹紧方案。确定刀具的对刀、导向方式。确定夹具的总体方案，绘制夹具总装配图，绘制夹具体零件图。

11、Ø 自学拓展：真空夹紧的特点及应用。5、 设计说明书撰写（3学时）（支撑教学目标1）5.1 说明书的格式5.2 设计说明书的撰写Ø 目标及要求：1) 教师讲解设计说明书的格式和内容要求；2) 引导学生撰写设计说明书，要求语言简练、通顺，内容和格式规范«。Ø 讨论内容：本课程设计的收获Ø 作业内容：完成设计说明书的撰写6、 答辩（2学时）（支撑教学目标1、2）6.1 答辩Ø 目标及要求：1) 进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用情况的了解情况，进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力；2) 阐述

12、设计思路，独立回答问题«。三、教学方法在教学方式上，根据具体教学内容，重点采用任务驱动法，同时结合讲授和演示、课堂讨论、课堂练习、案例分析法和自学指导法，通过引入问题和启发式教学，使学生更加明确教学内容的知识体系，引导学生主动学习，激发内在学习动机，提高课堂的积极性。培养学生解决实际问题的能力。在完成任务过程中，引导学生发现问题，思考解决方案，查阅相关资料，使其对所学内容有较好的理解。结合具体教学内容，本课程所采用的教学方法说明如下：1、 老师明确设计规范和要求，学生分组进行，以任务驱动法为主。 本门课程教学内容的实践性比较强，与生产实践的联系比较紧密。所以，教学时以任务驱动法为主。

13、教师给出在生产实践中实际使用的具有中等复杂程度的零件，生产批量一般为中批或大批，引导学生完成本课程设计。让学生像在工厂接受设计任务一样，在老师的指导下，根据设计任务，合理安排时间和进度，认真地、有计划地按时完成设计任务。以负责的态度对待自己所做的技术决定、数据和计算结果。注重理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。2、 在课程设计教学过程中，采用启发引导的方法。 让学生通过自己的思考，激发其学习兴趣，使其对所学知识有深刻的印象。工艺和夹具设计有一定的灵活性，可能不只是一种方案，在教学时，教师引导学生积极思考，拟定出不同方案的草案，然后对不同的方案进

14、行分析比较，分析其优缺点，力求选择最优的方案。3、 注重培养学生的团队协作能力，多进行同学之间、师生之间的讨论。 课程设计分成各个小组进行，既有独立思考又有相互协作。当遇到困难的问题时，同小组成员之间可以进行讨论，共同解决遇到的困难，不同小组之间也可以进行交流，这样的方式既有利于激发学生自己思考，自己探索的能力，又可以起到培养学生团队协作能力，倾听其他人意见的作用，对学生今后走上工作岗位后团队协作也有好处。老师也可以参与学生的讨论，对方案的合理性进行点评。在教学方法的实际执行过程中，应该具有明确的目的性。以上教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。当教学效果不理想、学生理解出现困难时，就应适当调整教学方法，适当增加案例分析法、演示法，或引导学生理论联系实际，结合难点内容进行讨论，强化对知识点的掌握。当学生对知识点掌握情况较好时，可适当提高教学内容的难度，或增加发现学习法和自学指导法，设置具体的案例，进一步提高其解决实际问题的能力。四、考核及成绩评定方式考