《专业课程设计》课程大纲

《专业课程设计》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：专业课程设计英文名称：MajorRelatedProject二、课程编码及性质课程编码：1325025课程性质：专业必修课三、学时与学分总学时：3周学分：1.5四、先修课程材料加工工程、材料成型理论基础、金属学及热处理、CAD技术基础五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设。六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的必修课程之一，其教学目的主要包括：1.巩固学生所学的基础理论和专业知识，训练学生运用所学解决实际问题的能力。2.使学生接触和了解实际局部设计从收集资料、方案比较、计算分析、绘图的全过程，提高学生的分析、综合能力以及工程设计中计算和绘图的基本能力。3.通过工艺报告的撰写，提高学生的沟通和写作能力。表1课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求及其指标点本课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点毕业要求1：工程知识能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。1.1掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的数学基础知识。1.2掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的物理、化学等自然科学基础知识。1.3掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程力学基础知识。1.4掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程检测与控制基础知识。1.5系统掌握了专业知识，能够将所学知识用于解决材料成型及控制工程复杂问题。毕业要求2：问题分析能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。2.1能够应用工程数学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。如：复杂的模具设计。课程目标22.2能够应用物理、化学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。如：物理综合实验。2.3能够应用力学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。如：工程力学综合实验。2.4能够应用工程科学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论。如：工程控制实验中的建模与分析。课程目标1毕业要求3：设计/开发解决方案能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素。3.1了解机械工程、材料成型及控制工程问题特征，掌握解决复杂工程问题的设计方法。课程目标13.2在考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等制约因素的前提下，能够设计（开发）针对复杂材料成型及控制工程问题的解决方案，具备设计（开发）满足特定材料成型及控制工程需求的系统、单元（部件）或工艺流程的能力。课程目标23.3在设计（开发）过程中，具有追求材料成型及控制工程复杂问题创新解决的态度和意识，掌握了基本的创新方法，清楚创新方向及领域。毕业要求4：研究能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。4.1掌握材料热加工成形原理及特点，能够采用科学方法，具备合理设计材料成型及控制工程（模具）复杂实验、开展科学研究的能力。4.2掌握材料成型及控制工程原理及主要工艺，能够采用科学方法，正确构建并实施材料成型及控制工程综合实验，得出正确结果的能力。4.3能正确使用和处理实验数据，通过信息综合处理，具备对复杂的材料成型及控制工程实验结果进行正确分析能力。4.4了解常见的材料成型及控制工程常用设备、实验仪器及实验方法，具备调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力。毕业要求5：使用现代工具能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。5.1掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法。5.2了解材料成型及控制工程专业重要资料来源及获取方法。5.3具备应用各类文献、信息及资料进行复杂材料成型及控制工程实践的能力。5.4掌握复杂材料成型及控制工程问题的预测与模拟方法，理解其局限性。毕业要求6：工程与社会能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。6.1了解与工程相关的国家方针、政策与法律法规，能够评价工程实践对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。6.2了解材料成型及控制工程专业特点及其对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，能够正确评价复杂成型及控制工程问题解决方案的优劣。6.3能正确认识材料成型及控制工程各种复杂工艺对于客观世界和社会的影响，理解并能够承担的相应工程和社会责任。毕业要求7：环境和可持续发展能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。7.1了解材料成型及控制工程的专业特征、学科前沿和发展趋势，正确认识本专业对于社会发展的重要性。7.2能正确理解和评价材料成型及控制工程复杂问题实施对环境保护及社会可持续发展等的影响。7.3在解决复杂的材料成型及控制工程的实际问题中，能够正确理解并考虑工程实践对环境、社会可持续发展的影响。毕业要求8：职业规范具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。8.1具有人文社会科学素养，理解世界观、人生观的基本意义及其影响。8.2了解中国国情，理解中国可持续科学发展道路以及个人的做人规范，具有较高的社会责任感。8.3在工程实践中，理解工程师的职业性质、职业责任,具备工程师的职业道德8.4具有健康的体质和良好的心理素质，能较好地履行责任。毕业要求9：个人和团队能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。9.1具备较宽广的本学科基础知识和较高的个人素质，能够在多学科背景下，承担个人及团队成员的作用。9.2具备良好的团队协作精神，善于和团队其它成员协作、互补、交往。9.3能够承担团队负责人角色，具备综合团队成员意见和建议，进行合理决策之领导能力。毕业要求10：沟通能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。10.1较好地掌握了一门外语，了解不同文化的差异，具有一定的跨文化交流能力。10.2了解本专业领域及其相关行业的国内外的技术现状，具有较强的业务沟通能力与竞争能力。10.3能够应用现代工具撰写报告、设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，就复杂的专业工程问题进行有效沟通和交流。课程目标3毕业要求11：项目管理理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。11.1了解机械及材料工程管理和经济决策的基本知识，理解并掌握工程管理原理与经济决策方法。11.2具备应用工程管理和经济决策知识实践的工作能力，具有一定的组织、管理及领导能力，能够较好地通过口头或书面方式表达自己的想法。11.3具有较强的综合归纳能力，能在多学科环境中加于应用。毕业要求12：终身学习具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。12.1对终身学习的重要性，有自觉的意识和正确的认识。12.2能够采用合适的方法，自我学习、提高的能力。12.3能够适应社会进步与发展，与时代同步。七、教学重点与难点：教学重点：1）重温材料成形的常见工艺过程，实际设计某一零件的成形工艺、模具（冲压、铸造）及焊接工装夹具，为毕业设计打好基础。2）熟练使用计算机绘图，使用三维造型软件进行CAD设计。3）工艺报告的撰写。教学难点：1）本课程是实践性质的课程，既要求学生对某一成形工艺有较深的理解，同时也要求学生具有一定的工程综合能力。2）学生需要完成工艺设计中收集资料、方案比较、计算、绘图的全过程，并且撰写相应的工艺报告。八、教学方法与手段：教学方法：（1）采用问题导向的实践教学方法，老师向学生布置课程设计的题目，并提供一些必要的资料，学生通过自行查阅资料、设计、计算、分析，最终撰写工艺报告，独立完成整个零件的工艺设计；（2）课程设计以学生独立学习为主，老师辅以必要的辅导和检查监督，确保学生设计出较为合理的工艺方案。教学手段：（1）课后学习为主，集中训练为辅。老师将任务布置给学生，学生在未来的3周内自由安排时间，阅读资料、分析工艺并进行方案设计；同时，在课程设计的开始、中期和临近结束的时候，分布安排一天进行的动员、指导和答疑。（2）使用实际生产案例。学生的课程设计题目应该来自实际生产的案例，并要求学生在课程设计的时候尽量考虑实际情况。学生通过这个课程设计，可以了解实际生产时工艺设计应该注意的问题，比如成本控制等等。（3）采用先进的设计理念和工具。采用计算机辅助制图，学会使用AutoCAD、UG、Solidworks、ProE或其他三维建模软件；鼓励学生使用计算机辅助分析（CAE）软件对工艺方案进行分析。九、教学内容与学时安排（1）总体安排教学内容与学时的总体安排，如表2所示。表2基本教学内容与学时安排序号课程内容课堂（学习、讨论）学时课外（准备、复试、实践）学时1课程设计动员与课题分配42学生自主设计183中期检查44学生自主设计185课程设计总结4（2）具体内容A冲压工艺A.1设计题目1)拨片落料模设计2)菱形件落料模设计3)拨叉落料模设计4)T形件冲孔落料级进模设计5)矩形件冲孔落料复合模设计6)联板冲孔落料复合模设计7)U形零件冲孔落料复合模设计8)扣板冲孔落料复合模设计9)锁垫冲孔落料复合模设计10)菱形垫片冲孔落料复合模设计11)连接板冲孔落料复合模设计12)叉子冲孔落料复合模设计13)台阶形件冲孔落料复合模设计14)山字形件冲孔落料复合模设计15)杠杆托架冲孔落料复合模设计16)止动片冲孔落料复合模设计17)垫板冲孔落料复合模设计18)圆形罩拉深模设计19)U形件冲孔落料复合模设计20)圆筒拉深模设计21)方盒拉深模设计22)端罩拉深模设计23)Z形支架弯曲模设计24)表壳落料拉深复合模设计25)异形盒拉深模设计26)Z形支承板弯曲模设计27)异形零件弯曲模设计28)门槛外板弯曲模设计29)圆钩对称弯曲模设计30)梯形件成双弯曲模设计31)异形件弯曲模设计32)支架弯曲模设计33)锥形槽弯曲模设计34)半弧板弯曲切断复合模设计A.2设计任务与要求设计零件的冲压生产工艺，分析比较不同的冲压工艺方案，确定可行的工艺方案，进行工艺参数计算；设计零件的模具结构总图及零部件图；选择冲压设备；编写设计说明书。专业课程设计的课题为一人一题，要求每个学生独立进行设计。A.3设计进度第20周，工艺分析、工艺方案制定及工艺参数计算；第21周，模具装配图以及零部件图的设计与绘制；第22周，撰写设计说明书，答辩。B铸造工艺B.1设计题目和总体目标设计题目：从老师给出的图纸中选择某一零件的铸造工艺，具体见专业课程设计题目。总体目标：使用UG、ProE等三维软件建立三维几何模型和铸造工艺，然后使用华铸CAE进行模拟，写出一个分析报告，进行答辩。B.2设计任务与要求B.2.1设计该零件的铸造生产工艺，编制其铸造工艺卡片，主要内容包含：1）铸件重量的计算、铸造合金确定、铸造方式的选择；2）工艺方案的确定：分型面的确定、加工余量的设计、浇注系统的设计与计算（压头计算、浇注时间的计算与确定、浇注温度的确定、直浇道的设计与面积计算、横浇道的设计与面积计算、内浇道的设计与面积计算等）、冒口的设计、冷铁的设计、砂芯的设计、型板的设计、外模与芯盒（砂芯模具）的设计（可选做），砂箱的设计等；3）铸件毛坯与工艺的二维工艺设计（红蓝铅笔在打印的图纸上画）；4）铸件毛坯与工艺的三维CAD设计（可选用任三维造型软件制图）；5）铸件工艺的CAE分析（在材料学院机房采用华铸CAE进行模拟分析）；6）铸件工艺方案的确定，铸造工艺卡片的编制；B.2.21人一题，要求每人至少提出一种工艺方案；B.2.3采用模拟软件进行工艺优化，每人确定一种可行的工艺方案；B.2.4撰写专业课程设计报告（每人一份）；B.2.5最后提交的材料包含：1）专业课程设计报告电子文档与纸质材料各1份；（一定附图纸）2）铸件毛坯及工艺3D造型文件、STL文件；3）铸件毛坯及2D工艺纸质材料附录在报告后。B.3设计进度第17周，任务安排及准备；第18周，完成工艺分析与二维工艺设计，进行工艺制定与工艺三维CAD设计；第19周，完成工艺制定与工艺三维CAD设计，进行工艺方案模拟与优化；第20或21周，撰写专业课程设计报告并答辩。C焊接工艺C.1设计题目1）夹轨器支架生产（焊接）工艺设计2）枕梁生产（焊接）工艺设计3）操作室生产（焊接）工艺设计4）轴承座支架一生产（焊接）工艺设计5）轴承座支架二生产（焊接）工艺设计C.2设计任务与要求1）熟悉给定的工程结构特点，明确图中各符号的含义，编写出其生产制造技术文件。2）确定工程结构的生产工艺过程，编写生产工艺卡片，编制生产工艺过程说明书。3）确定工程结构的焊接成形工艺过程，编写焊接工艺卡片，编制焊接工艺过程说明书。4）按部件结构特征，选择相应提高生产效率的焊接工艺装备，设计该工艺设备结构总图一套及关键尺寸标注，编写工艺装备设计说明书。C.3设计进度第18-19周，熟悉给定的工程结构，确定生产制造技术文件，完成工艺分析、工艺方案制定及工艺计算，完成工艺装备