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现代制造装备设计课程教学大纲课程名称：现代制造装备设计课程代码：MEAU3020英文名称：Course Design for Mechanical Manufacturing课程性质：专业必修课程学分/学时：3学分/54学时开课学期：第7学期适用专业：机械工程、材料成型等先修课程：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：机械制造技术生产实习、机械工程专业综合实验开课单位：机电工程学院课程负责人：郭开波大纲执笔人：郭开波大纲审核人：倪俊芳一、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： 现代制造装备设计课程是一门用以培养学生在毕业后从事现代机械制造装备、工装及专用机床设计工作的专业课，本课程从机床设计所要求的知识点出发，主要介绍了机床总体设计、传动设计、主要部件设计的基本理论和基本方法。为培养学生使用通用零部件设计专用机床的能力，还讲述了组合机床的总体设计及多轴箱的设计方法。通过该课程的学习，学生应当全面地了解和认识我国装备制造业的现状和发展前景，正确地理解和运用机械制造装备设计的基本原理及方法，系统地掌握和具备一定的机械制造装备总体设计和结构设计能力，为我国机械制造工业的现代化建设以及成为工业生产所需的高等工程技术人才打下坚实的基础。教学目标：1. 了解机械制造装备的作用，分类，熟悉机械装备设计的含义，流程，装备设计主要包含的工作及需要考虑的多方面因素。2. 熟悉金属砌削机床的设计原理、动作分解，减速系统的设计。3. 熟悉工业机器人装备的原理，动作实现，控制方式及关键零部件，了解工业机器人的应用4. 熟悉物流系统、机械加工生产线的原理、类型，总体设计，动作实现，控制方式及关键零部件，了解它们的应用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2：问题分析2-1能运用数理和工程知识进行机械专业领域复杂工程问题中的内涵识别与理解分析教学目标1了解机械制造装备的作用，分类，熟悉机械装备设计的含义，流程，主要包含的工作及需要考虑的多方面因素。教学目标2熟悉金属砌削机床的设计原理、动作分解，减速系统的设计毕业要求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3熟悉工业机器人装备的原理，动作实现，控制方式及关键零部件，了解工业机器人的应用教学目标4熟悉物流系统、机械加工生产线的原理、类型，总体设计，动作实现，控制方式及关键零部件，了解它们的应用第一章 绪论 3学时1、教学内容： 绍机械制造装备及其在国民经济中的重要作用，机械制造装备的分类，介绍加工装备，工艺装备，仓储输送装备，辅助装备的概念、分类及用途，介绍其主要功能，强调柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材节能、符合工业工程和绿色工程的要求。2. 教学要点强敌现代制造装备在国民经济中的重要作用，现代制造装备的分类及各类的概念及主要功能，明确装备现代化改造的主要内容，明确装备柔性化的含义，分析组合车床，数控机床及加工中心的柔性化程度，及柔性化的实现。第二章 机械制造装备设计方法学 24学时1.教学内容： 机械装备设计的含义、流程，及装备设计的心理准备，装备设计流程中计划阶段的工作，装备设计流程中草案图阶段的工作，装备制造指导文件的制作，装备设计的思考过程，装备设计中的功能、机构及机构，装备设计中零部件形状及加工，装备设计中力和强度因素的考量。介绍机械制造装备设计的类型，明确现代制造装备设计的创新设计，变型设计和模块设计三大类型。介绍机械制造装备设计的方法，介绍模块化设计的基本概念、优缺点及步骤，机械制造装备设计的评价。 2. 教学要点：机械制造装备设计的典型步骤，设计的产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个典型步骤。系列化设计应遵循“产品系列化、零部件通用化、标准化”原则，简称“三化”原则。装备的可靠性含义及从系统设计的角度提高可靠性的途径。第三章 金属切削机床设计 9时1.教学内容：机床设计应满足的基本要求，机床设计方法，设计步骤；金属切削机床设计的基本理论，金属切削机床主传动系统设计，主轴部件设计，导轨设计，机床控制系统设计。2. 教学要点：机床的运动功能设计，运动功能分配设计、结构布局设计及机床总体结构的概略形状与尺寸设计，机床主要参数的设计。主传动系设计应满足的基本要求，分级变速主传动系设计的内容和步骤。电气伺服进给系统的分类、驱动元件及机械传动部件。主轴部件的传动方式（齿轮传动、带传动、电动机直接驱动），常见的滚动轴承、配置形式、等级选择、预紧，润滑及密封。导轨的功能、分类及应满足的基本要求，提高导轨精度、刚度和耐磨性的措施。机床控制系统的功能、要求及分类，机床程序控制系统的构成。第四章 工业机器人设计 6学时1.教学内容：工业机器人的定义及工作原理，工业机器人的构成及分类，工业机器人的设计方法；工业机器人运动功能设计；工业机器人的轨迹解析；工业机器人传动系统设计，速度和加速度分析，静力分析，动力分析，驱动方式选择；工业机器人的机械结构系统设计；工业机器人的控；工业机器人在机械制造系统中的应用。2. 教学要点：工业机器人的定义及基本工作原理，机器人各种运动功能的图像符号、坐标系、机械结构类型、工作空间及其它特性；工业机器人位姿描述、运动功能设计的设计方法、利用运动方程式和作图来进行机器人工作空间解析；构件的速度和加速度分析及角速度和角加速度分析，机器人进行静力及动力分析的方法，驱动方式选择；工业机器人的手臂和机座的设计要求及典型结构，机器人手腕的设计要求及手腕的结，机器人末端执行器的分类和设计要求，及其机械式和吸附式夹持器的结构与设计；机器人控制系统的构成，工业机器人的位置伺服控制，机器人的发展和组成系统，重点介绍视觉系统；工业机器人应用实例，机器人在极限作业中的应用。第五章 物流系统设计 6学时1.教学内容：物流系统设计的意义，物流系统设计应满足的要求；机床上下料装置设计原则，结构及组成；机床间工件传送装置的设计，几种常见的传送装备；自动化仓库的类型，构成，自动化仓库的运行原理；工厂物流系统的总体设计，车间布局设计的一般原则、基本形式和物流形式，物流搬运装备的选择。2. 教学要点：现代物流系统的基本特点、基本构成及功能，物流系统设计的要求；机床上下料装置的设计原则，料仓式上料装置的功用及其组成，上下料机械手的功用及其组成；机床间工件传送装置的设计，随行夹具的返回方式，有轨运输小车，无轨运输小车，随行工作台站；自动化仓库的类型，自动化仓库的三大组成部分，自动化仓库的工作过程；工厂物流系统的总体设计要求及基本步骤，车间布局设计，物流搬运装备的选择。第六章 机械加工生产线总体设计 3 学时1.教学内容：机械加工生产线的类型及其基本组成；生产线工艺方案设计，生产线工艺方案的制订；生产线专用机床的总体设计，生产率计算卡的编制；生产线的总体布局设计，常见的传送方式；柔性制造系统的概念、组成及系统类型，柔性系统的设计。2. 教学要点：机械加工生产线总体设计应考虑的主要因素，机械加工生产线总体设计的内容及步骤；生产线工艺方案的制订过程，生产线的工作可靠性、生产率和经济效率分析；工艺装备的分类，被加工零件工序图的功用、表示内容及绘制，加工示意图功用、表示内容及绘制方法，动力部件的选择的考虑因素，机床总联系尺寸图的作用、表示内容及主要联系尺寸的确定；工件传送装备基本要求、类型、特点及应用范围，确定生产线总体联系尺寸图；柔性制造系统的规划方法，基本参数的确定，机床的选择与配置及自动化程度的确定；柔性制造系统的总体设计考虑的问题、程序及平面布局形式，柔性制造系统的物料储运的常见系统及其配置。各章课时分配表：总学时54分配如上指定教材：冯辛安，机械制造装备设计（第二版），机械工业出版社，2005.12 畑村洋太郎，机械设计实践（日本式机械设计的构思和设计方法），机械工业出版社，1997 （电子版）参考书目：1. 戴曙主编，金属切削机床.机械工业出版社.2003.12. 杜君文主编，机械制造技术装备及设计.天津大学出版社.3. 许晓旸主编，专用机床设备设计.重庆大学出版社.2003.74. 冯辛安主编，机械制造装备设计.北京：机械工业出版社，19995. 范祖尧主编，现代机械设备设计手册（3）.北京：机械工业出版社，19966. G.帕尔著，工程设计学。张直明等译.北京：机械工业出版社，19927. 李贵轩著，设计方法学.北京：世界图书