复旦设计与制造教学大纲

在全球新一轮科技革命和产业变革加速进行的今天，要求工程科技人才不但要具备扎实的基础知识，而且要具备更高的创新创业能力和跨界整合能力。综合性大学新工科建设将为催生新技术和孕育新产业发挥引领作用。为了实现这一宏大目标，除依靠综合性大学在基础科学和人文社科领域的跨学科优势外，还应该让学生了解现代工业产品的设计、生产过程和流程，激发学生的创新设计和开发能力，为将来参与国家重大工程建设、从事新产品的设计开发和生产企业管理奠定基础。

“设计与制造”课程，就是根据综合性大学学生的特点，通过对学生在产品设计、选材、加工、制造方面进行系统的培养和训练。使其在熟悉和掌握一定的设计制造基础知识和操作技能过程中，培养学生的创新意识、工程意识、质量控制意识、经济效益意识、安全意识和环保意识，使其具有高级工程科技人才应具备的综合素质。为实现国家创新驱动发展、中国制造2025、互联网+、一带一路等重大战略目标，培养高水平合格人才。

“设计与制造”课程已有七年多的发展历史。

2009年5月，为了完成我校新设专业“飞行器设计与工程”本科生培养的目标，由教务处和航空航天系（原力学与工程科学系）共同投入40万元（教务处20万，力学系自筹20万），在原有加工车间的基础上建立了“金工实习实验室”。从2010年秋季学期开始为飞行器设计与工程专业学生开设“金工实习”课程。2011年11月由学校投入42万元，对实验室进行了扩建并添加了一些新设备。实验室更名为“设计与制造实验室”。从2011年秋季学期开始为核科学与技术专业开设“金工实习”课程。从2012年秋季学期开始为理论与应用力学专业开设“金工实习”课程。经过三年的教学实践，在已有的教学和实习经验的基础上，从2013年春季开始，在我校首次为本科生开设了通识教育选修课程“设计与制造”，物理系将其纳入专业先修课。从2014年暑期开始，为信息科学与工程学院卓越人才培养班学生进行设计与制造操作训练。

从

2010年开始，在七年多的时间里。共培养学生487名，其中飞行器设计与工程专业学生106名，理论与应用力学专业144名，核科学与技术专业141名，物理系58名，信息科学与技术学院卓越人才班34名，其他专业4名。不同专业的学生经过设计与制造课程的学习，不但对产品的设计制造过程有了较为系统全面的了解，而且提高了独立创新设计的兴趣，增强了投身国家重大工程建设的热情。并在其后续的科研工作和创新设计工作中发挥了积极的作用。本课程理论教学参考书选用国内著名工科院校的《工程材料》、《机械设计基础》、《机械制图》、《金工实习》教材。制造过程为学生编写了辅助性的实习讲义，详细讲解了各加工设备的操作要领及安全注意事项。

设计与制造实验室现有设备台件数虽然不多，已有的车床、铣床、刨床、磨床、冲床、钻床、钳工台、数控车床、数控铣床、数控电火花线切割机床、电焊机、氩弧焊机、铸造炉等设备。能够对有限数量的学生进行设计加工全过程的训练。

已建立了《设计与制造》课程网站，实践教学和理论教学的基本教学资源将逐步上传。学生以后可以方便快捷地在该网站浏览到有关设计与制造方面的知识和资料，并可在网站上找到自己设计加工的产品。其他网络资源建设将在后续工作中开展。本课程教学方法、教学手段和考核方式不同于传统课程。教学方法以课堂教学为辅，生产实习为主，课堂教学时数20课时，加工制造时数相当于课堂时数87课时。重点在于对产品生产制造过程的实际训练。教学手段除课堂教学采用PPT、多媒体动画外，主要采用针对具体加工设备现场讲授、指导操作和独立操作进行。考核方式主要考核学生设计产品的创新性、难易程度、加工制造精度和完整性，以及参加加工制造的出勤率、劳动态度和积极主动性。把上述环节量化给出每个学生的课程考核成绩。《设计与制造》课程教学大纲课程代码MECH110013编写时间2013.3.15课程名称设计与制造英文名称DesignandManufacture学分数2周学时2任课教师*马建敏,徐建明,王和庆,万婧开课院系**航空航天系预修课程理论力学，材料力学课程性质：通识教育选修课程教学目的：为了满足综合性大学人才培养的需要，使学生了解现代工业产品的设计、生产过程和流程，激发学生的创新设计和开发能力，为将来参与国家重大工程建设、从事新产品的设计开发和生产企业管理奠定基础。课程基本内容简介：通过工程材料、机械设计基本、机械制图和AutoCAD软件基本理论的学习，使学生形成规范的设计思想和逻辑思维能力，具有设计一般零部件和设备的能力，并能绘制和阅读工程图样。通过熟悉和掌握车床、铣床、刨床、磨床、冲压、钳工、焊接、铸造、线切割、数控铣床、数控车床的工作原理和加工技术，使学生了解和掌握现代工业产品的生产方式和工艺流程，并把自己的设计思想转化成具体的产品。基本要求：参加基础理论课程学习（听课），参加10天的设计生产过程。教学方式:课堂教学和车间实习教材和教学参考资料：作者教材名称出版社出版年月范悦工程材料北京航空航天大学出版社2003年8月朱家诚机械设计基础合肥工业大学出版社2005年5月何铭新，钱可强机械制图高等教育出版社2004年1月郗安民金工实习清华大学出版社2009月1月教师教学、科研情况简介和主要社会兼职：马建敏，男，1960年1月生，教授，博士生导师。现任航空航天系副主任，中国振动工程学会理事，机械动力学会常务理事，转子动力学会常务理事，上海力学学会振动力学专业委员会副主任。主持在研和完成的科研项目35项。发表学术论文90篇。获发明和实用新型专利六项；获上海市科技进步二等和教育部自然科学二等各一次。主要研究方向，振动、噪声理论与控制技术，旋转机械非线性动力学。教学内容安排：第一部分课堂教学第一次课：工程材料的性能，材料的结构与变形，材料改性方法第二次课：常用工程材料，工程材料的选用第三次课：平面机构及其自由度，平面连杆机构第四次课：凸轮机构，齿轮机构第五次课：轮系，其它常用机构，机械的动力性能第六次课：机械零件设计基础知识第七次课：投影法和点、直线、平面的投影，立体的投影第八次课：计算机绘图与AutoCAD基础第九次课：制图的基本知识和基本技能，组合体的视图与尺寸注法，轴测图第十次课：机件常用的基本表示法，零件图，装配图第二部分生产实习共10天（一）铸造实习3天（1）掌握铸造基本概念、分类及特点（2）了解消失模铸造工艺过程、特点及应用（3）设计铸造模型并利用电阻丝切割机制作塑料模型（4）掌握消失模铸型的制作（5）了解铝合金铸造特点及其熔炼、浇铸过程（6）了解常见铸造缺陷并修整铸件（7）浇注出自己设计的产品（二）焊接实习1天（1）掌握焊接基本概念、分类、特点及应用（2）了解手工电弧焊所用设备和工具（3）了解焊接位置及焊接接头形式（4）了解电焊条的组成、作用、牌号和选择方法（5）掌握手工电弧焊的基本操作过程（6）按图纸完成工件焊接（三）车工实习1天（1）了解切削加工，尤其是车削加工基本知识（2）了解车床的型号及规格，了解车床主要组成部分及作用（3）了解车刀材料的要求，车刀的组成部分及分类（4）了解车床各种附件的名称及用途（5）掌握车端面、车外圆的正确操作方法（6）初步掌握车槽、钻孔、滚花、车圆锥面和外螺纹加工的操作（四）铣工实习2天（1）了解铣床机工基本知识（包括加工形状、切削用量等）（2）了解立式铣床的特点和用途（3）了解铣刀常用材料及分类（4）了解工件安装和刀具安装方法（5）掌握铣平面的基本加工方法（五）钳工2天（1）了解钳工的特点及在机械制造和维修中的作用（2）掌握划线、锯削、折弯、锉削、钻孔、攻螺纹的方法和应用（3）掌握钳工常用工具、量具的使用方法，能够独立完成钳工作业件（六）特种加工及数控演示1天（1）了解线切割加工工作原理、工艺特点、机床的组成及作用（2）初步掌握线切割加工过程中程序的编制方法及操作方法（3）了解数控机