《机械制造装备设计》教学大纲

1、机械制造装备设计教学大纲一、课程基本情况英文名称：Mechanical manufacturing equipment design课程编号：F071730031048总 学 时：48 讲课学时：48 实践学时：0总 学 分：3课程性质：必修考核方式：考查适用对象：机械设计制造及其自动化专业先修课程：机械原理、机械设计、机械制造技术基础参考文献：1 关慧贞. 机械制造装备设计M（第4版）. 北京：机械工业出版社，2015.2 黄鹤汀. 机械制造装备M（第2版）. 北京：机械工业出版社，2011.3 于英华. 组合机床设计M. 北京：清华大学出版社，2012.二、课程简介与目标机械制造装备设计课

2、是一门针对机械设计制造及其自动化专业大四学生开设的专业必修课程。主要研究金属切削机床成形原理、运动分析方法、总体设计、主运动设计和机床部件组件设计、组合机床设计、物流系统设计等。主要目的是能够根据零件特点和生产批量要求，确定金属切削机床设计方案、机床布局和物流系统。运用金属切削机床的运动学原理，对机床运动规律和典型结构进行分析，利用主要参数确定传动方案，选择通用部件、设计典型部件、组件。并能根据主要参数要求设计合理的机床结构和精度要求。通过本课程学习具有分析问题和解决工程实际问题及应用有关技术资料设计机床的能力。为进一步学习有关专业课程和日后从事机械制造装备和系统设计工作、机械加工工作奠定良好

3、的基础。培养诚实守信的职业素养和精益求精的工匠精神。通过本课程的学习，达到如下目标：目标1：对机械制造装备设计基本概念的理解、掌握。根据加工表面形成方法，确定运动形式，明确设计类型和方法，理解功能和分类。掌握物流系统设计方法和物流装备的类型和特点，具有查阅文献解决解决复杂机械工程问题。目标2：根据零件生产要求，设计要求，确定设计方案,设计满足特定需求的机械制造装备，对机床结构进行合理布局。设计普通机床分级传动系统，绘制转速图，设计典型零部件。选择通用部件，设计组合机床，掌握组合机床“三图一卡”和多轴箱的设计方法，对设计方案进行可行性分析和论证。具有设计金属切削机床和系统的能力。目标3：能运用基

4、本理论，设计、开发解决方案，设计满足特定需求的系统、部件或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、文化等影响因素，评价设计的机械装备产品对人类健康、安全和对环境的可持续性发展的影响。三、课程教学目标与毕业要求关系矩阵 课程目标毕业要求目标1目标2目标3指标点2-3 能够运用机械工程原理、技术和方法，认识到解决复杂机械工程问题有多种方案，能借助文献研究寻找可替代的解决方案，并能分析工程问题的影响因素，获得有效结论。指标点3-2 能够基于特定需求和解决方案进行设计计算，完成机械结构、制造工艺及控制系统的设计过程。指标点3-3 能够在解决复杂机械工程问题过程中综合考虑社会、健康、安全、法

5、律、文化以及环境等制约因素。四、教学内容、教学方法和手段、学时分配本课程主要介绍金属切削机床设计原理，设计方法；主要参数确定，传动系统设计，典型部件设计；组合机床机床设计；物流系统设计方法和物流装备的类型和特点。（一）教学内容知识单元1：绪论（支撑课程目标1、3） （建议2学时）教与学要求：了解机械制造装备在国民经济中的地位、发展概况和和发展趋势，了解我国机械制造业目前的发展水平。掌握机械制造装备应具有的主要功能和分类。教学内容：1-1机械制造装备在国民经济中的地位。1-2机械制造装备的分类。1-3机械制造装备应具备的主要功能。1-4机械制造装备的发展趋势。重点：机械制造装备应具备的主要功能。

6、难点：机械制造装备的分类。知识单元2：机械制造装备设计的类型和方法 （支撑课程目标1、3） （建议2学时）教与学要求：能认识创新设计、变型设计和模块化设计的内容，能阐述创新设计、变型设计和模块化设计的方法。教师通过多媒体展示机械制造装备设计的各种类型。学生能阐述机械制造装备设计的三种方法。教学内容：2-1机械制造装备设计的类型。2-2机械制造装备设计的方法。2-3机械制造装备设计的评价。重点：机械制造装备设计的方法。难点：创新设计、系列化设计及模块化设计的主要步骤和方法 知识单元3：金属切削机床设计 （支撑课程目标1、2、3） （建议20学时）教与学要求：综合运用机床运动的基本原理，通过分级变

7、数箱原始参数，利用机床变数箱设计的基本方法和步骤，能够对分级变速主传动系设计和转速图的绘制，能够设计机床的典型部件，包括主轴部件设计、机床支承件设计、机床导轨设计、机床刀架等设计。教师通过多媒体展示机械制造装备的主传动系统和典型部件，学生通过学习能够对设计方案进行可行性分析和论证，对机床主传动系统及典型部件进行设计。教学内容：3-1金属切削机床概述、金属切削机床设计的基本理论、机床设计的方法和步骤。3-2机床主传动系统设计，进给传动系统设计。3-3机床主轴部件设计。3-4机床支承件设计。3-5机床导轨设计。3-6滚珠丝杠螺母副机构。3-7机床刀架和自动换刀装置的设计。重点：分级变速机床主传动系

8、统设计，典型部件设计和转速图的画法。 难点：分级变速主传动系设计和转速图的画法。知识单元4：组合机床设计 （支撑课程目标1、2、3） （建议20学时）教与学要求：能描述组合机床产生的背景概念和特点，阐述组合机床的组成、分类和基本配置型式。利用组合机床的通用部件及其选择方法，能选择通用部件，设计组合机床总体、对组合机床多轴箱进行设计。教师通过多媒体展示组合机床通用部件，学生能通过查阅组合机床设计手册选择组合机床通用部件，通过组合机床联系尺寸计算，对组合机床总体设计，画组合机床“三图一卡”。学生通过学习能够根据加工零件要求对组合机床总体设计及组合机床多轴箱设计。教学内容：4-1组合机床及其自动线概

9、述。4-2组合机床的通用部件。4-3组合机床总体设计。4-4组合机床多轴箱设计。重点：组合机床总体设计。难点：组合机床多轴箱设计。知识单元5：物流系统设计 （支撑课程目标1、3） （建议4学时）教与学要求：认识物流系统的概念、特点和组成，阐述机床上下料装置类型和结构特点，教师通过多媒体展示各种物流装备系统的结构，学生在课后通过查找资料阐述物流系统的概念特点和设计方法，掌握物流装备的基本类型和结构特点。教学内容：5-1物流系统的总体设计，现代物流系统的特点、基本构成及功能。5-2机床上、下料装置设计及机床间工件传送装置类型和结构特点。5-3自动化仓库类型，自动化仓库的规划与设计。重点：机床上、下

10、料装置设计及机床间工件传送装置类型和结构特点。难点：机床上、下料装置设计。综合训练项目综合训练项目1：金属切削机床主轴箱设计 （支撑课程目标2、3） 目的：综合运用分级传动设计方法，设计分级传动主变速箱。对主轴箱内部结构进行合理布局，包括分级变速、各轴及各传动齿轮在主轴箱里的布置，对变数箱中各传动轴、齿轮及箱体设计。具有综合运用所学机械设计理论知识解决机械制造装备的设计与开发的能力。要求：能根据已知条件设计机床主传动系统，绘制转速图，设计传动零件，绘制机床主轴箱具体布置图和传动系图。成果形式：综合训练项目报告，转速图和传动系图。 综合训练项目2：组合机床总体设计 （支撑课程目标2、3） 目的：

11、综合运用组合机床设计理论和方法，根据被加工零件工艺要求，设计一台组合机床，画被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图，填写生产率计算卡，具有综合运用组合机床设计理论知识，设计和开发的能力。要求：根据已知零件图设计组合机床，绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和填写生产率计算卡。成果形式：综合训练项目报告，三图一卡。学时分配教学内容学时课堂教学学时教与学方式、方法讲授实验上机作业训练知识单元12222启发、互动、案例式教学，多媒体课件、作业知识单元22222启发、互动、案例式教学，多媒体课件、作业知识单元3-144启发、互动、案例式教学，多媒体课件知识单元3-266启发、互动、案

12、例式教学，多媒体课件知识单元3-32244启发、互动、案例式教学，多媒体课件、综合训练知识单元3-422启发、互动、案例式教学，多媒体课件知识单元3-522启发、互动、案例式教学，多媒体课件知识单元3-622启发、互动、案例式教学，多媒体课件知识单元3-722启发、互动、案例式教学，多媒体课件知识单元4-122启发、互动、案例式教学，多媒体课件知识单元4-244启发、互动、案例式教学，多媒体课件知识单元4-388启发、互动、案例式教学，多媒体课件知识单元4-46644启发、互动、案例式教学，多媒体课件、综合训练知识单元54422启发、互动、案例式教学，多媒体课件、作业学时合计48481468五

13、、实践教学环节无六、成绩构成和评价方法（一）考核方式说明1. 以作业、综合训练、结课考试等形式考核。2. 课程成绩组成：作业10%、综合训练20%、结课考试占70%。（二）考核权重分配 考核方式及权重内容考试作业综合训练备注70%10%20%知识单元1知识单元2知识单元3知识单元4知识单元5八、成绩评价标准1.平时成绩评价标准（1）作业成绩评价标准基本要求评价标准完成情况得分课程目标1：对机械制造装备设计基本概念的理解、掌握。根据加工表面形成方法，确定运动形式，明确设计类型和方法，理解功能和分类。掌握物流系统设计方法和物流装备的类型和特点，具有查阅文献解决解决复杂机械工程问题。毕业要求指标点2

14、-3结果准确，运用的概念、理论准确；准时上交、卷面整洁、格式很规范；分析特别完整、计算正确，查阅文献资料能力很强。90100结果准确，运用的概念、理论准确；准时上交、卷面整洁、格式规范；分析完整、计算正确，查阅文献资料能力强。8089结果较准确，运用的概念、理论较准确；准时上交、卷面较整洁、格式较规范；分析较完整、计算正确，查阅文献资料能力较强。7079运用的概念、理论基本准确，个别有误；计算步骤不太完整，结果基本正确，按时上交、格式还算规范、查阅文献资料能力尚可。6069结果不正确，运用的概念、理论不准确；未准时上交、格式不规范，查阅文献能力较差。059（2）综合训练成绩评价标准基本要求评价

15、标准完成情况得分课程目标2：根据零件生产要求，设计要求，确定设计方案,设计满足特定需求的机械制造装备，对机床结构进行合理布局。设计普通机床分级传动系统，绘制转速图，设计典型零部件。选择通用部件，设计组合机床，掌握组合机床“三图一卡”和多轴箱的设计方法，对设计方案进行可行性分析和论证。具有设计金属切削机床和系统的能力。毕业要求指标点3-2明确设计目标和要求；搜集相关资料，独立分析、判断设计题目的已知条件和所求问题，从使用性能方面对零件结构进行分析，问题分析合理，分析、设计结果正确。资料完整，设计计算说明书1份；设计计算说明书严格参照格式要求（包括标题、主体部分、总结、参考文献等）撰写；列出3篇以

16、上参考文献（可以是期刊文献、专利、网页等）；说明书字数在1500字以上。设计图纸1张，绘图规范、标注正确。90100能从使用性能方面对零件结构进行分析，问题分析较合理，分析、设计结果正确。资料较完整，能按设计计算说明书格式要求撰写，计算过程较完整；列出23篇参考文献；说明书字数在1500字以下。设计图纸绘制较规范、标注较正确。8089能从使用性能方面对零件结构进行分析，问题分析较合理，分析、设计结果较正确。资料较完整，能按设计计算说明书格式要求撰写，计算过程较完整；列出23篇参考文献；说明书字数在1000字以上。设计图纸绘制较规范、标注有少量错误。7079能从使用性能方面对零件结构进行分析，问

17、题分析基本合理，分析、设计结果基本正确。设计计算说明书存在格式错误；计算过程欠完整；列出12篇参考文献；说明书字数在1000字以下。设计图纸绘制基本规范、标注有少量错误。6069能从使用性能方面对零件结构进行分析，问题分析不合理，分析、设计结果不正确。设计计算说明书不按格式撰写，计算过程不完整；无参考文献；说明书字数在500字以下。设计图纸绘制不规范、标注有大量错误。059课程目标3：能运用基本理论，设计、开发解决方案，设计满足特定需求的系统、部件或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、文化等影响因素，评价设计的机械装备产品对人类健康、安全和对环境的可持续性发展的影响。毕业要求指

18、标点3-3运用概念、理论准确，设计方案正确，能准确考虑对社会、文化、环境的因素，能准确的体现对人类健康、安全和法律的影响。90100运用概念、理论准确，设计方案比较正确，能考虑对社会、文化、环境的因素，能体现对人类健康、安全和法律的影响。8089运用概念、理论比较准确，设计方案比较正确，基本能考虑对社会、文化、环境的因素，基本能体现对人类健康、安全和法律的影响。7079运用概念、理论还算准确，设计方案还算正确，还算能考虑对社会、文化、环境的因素，还算能体现对人类健康、安全和法律的影响。6069运用概念、理论不准确，设计方案不正确，不能考虑对社会、文化、环境的因素，不能体现对人类健康、安全和法律

19、的影响。059期末考试评价与评分标准基本要求评价标准知识掌握情况得分课程目标1：对机械制造装备设计基本概念的理解、掌握。根据加工表面形成方法，确定运动形式，明确设计类型和方法，理解功能和分类。掌握物流系统设计方法和物流装备的类型和特点，具有查阅文献解决解决复杂机械工程问题。毕业要求指标点2-3对所学的机械机械制造装备和物流系统的概念、特点和分类等基本知识认知清晰，理解正确；根据零件工艺要求，对机械制造装备的运动形式及机床和物流系统设计正确。90100对所学的机械机械制造装备和物流系统的概念、特点和分类等基本知识认知较清晰，理解较正确；根据零件工艺要求，对机械制造装备的运动形式及机床和物流系统设

20、计正确。8089对所学的机械机械制造装备和物流系统的概念、特点和分类等基本知识认知基本清晰，理解基本正确；根据零件工艺要求，对机械制造装备的运动形式及机床和物流系统设计正确。7079对所学的机械机械制造装备和物流系统的概念、特点和分类等基本知识认知尚可，理解基本正确；根据零件工艺要求，对机械制造装备的运动形式及机床和物流系统设计正确。6069对所学的机械机械制造装备和物流系统的概念、特点和分类等基本知识认知不清晰，理解不正确；根据零件工艺要求，对机械制造装备的运动形式及机床和物流系统设计正确。059课程目标2：根据零件生产要求，设计要求，确定设计方案,设计满足特定需求的机械制造装备，对机床结构

21、进行合理布局。设计普通机床分级传动系统，绘制转速图，设计典型零部件。选择通用部件，设计组合机床，掌握组合机床“三图一卡”和多轴箱的设计方法，对设计方案进行可行性分析和论证。具有设计金属切削机床和系统的能力。毕业要求指标点3-2通过给定机床或零件参数，通过分析、计算设计机床变速箱，绘制转速图和和传动系图正确。进而设计机床主轴部件和典型部件，设计计算结果正确，对典型部件功能原理和结构理解清晰，能对典型部件进行设计和选择。90100通过给定机床或零件参数，通过分析、计算设计机床变速箱，绘制转速图和和传动系图较正确。进而设计机床主轴部件和典型部件，设计计算结果较正确，对典型部件功能原理和结构理解较清晰

22、，能对典型部件进行设计和选择。8089通过给定机床或零件参数，通过分析、计算设计机床变速箱，绘制转速图和和传动系图较正确。进而设计机床主轴部件和典型部件，设计计算结果较正确，对典型部件功能原理和结构理解较清晰，能对典型部件进行设计和选择。7079通过给定机床或零件参数，通过分析、计算设计机床变速箱，绘制转速图和和传动系图尚可。进而设计机床主轴部件和典型部件，设计计算结果尚可，对典型部件功能原理和结构理解尚可，能对典型部件进行设计和选择。6069通过给定机床或零件参数，通过分析、计算设计机床变速箱，绘制转速图和和传动系图不正确。进而设计机床主轴部件和典型部件，设计计算结果不正确，对典型部件功能原

23、理和结构理解不清晰，不能对典型部件进行设计和选择。059课程目标3：能运用基本理论，设计、开发解决方案，设计满足特定需求的系统、部件或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、文化等影响因素，评价设计的机械装备产品对人类健康、安全和对环境的可持续性发展的影响。毕业要求指标点3-3通过已知零件图，能够对零件工艺分析，画零件工序图，分析完全正确。能够对零件加工示意图、机床联系尺寸图、多轴箱进行设计，生产率计算卡设计完全正确。90100通过已知零件图，能够对零件工艺分析，画零件工序图，分析正确。能够对零件加工示意图、机床联系尺寸图、多轴箱进行设计，生产率计算卡设计正确。8089通过已知零件图，