Design of Machine Manufacturing Equipment

一、课程的性质和目的

      课程性质：机械制造装备设计是机械制造大类各专业的一门重要专业限选课程。

   课程目的：通过本课程学习，使学生了解机械制造装备的现状、发展趋势及现代机械制造技术装备应满足的要求，掌握机械制造装备设计的方法和步骤及相应的基本技能和知识。提高学生多学科知识综合运用能力，使学生获得机械制造装备的初步设计能力，为今后的新产品设计、开发提供系统思维训练和经验积累。

二、课程的教学内容和学时分配

第一章 机械制造装备设计绪论（2学时）

教学内容：

机械制造装备的发展趋势、应具备的主要功能；机械制造装备的分类；机械制造装备设计类型和设计方法；机械制造装备设计的评价。

教学要求：

了解机械制造装备的发展历史、发展趋势、地位以及前沿技术。掌握机械制造装备各部分组成及主要类型。了解机械制造装备设计方法及设计的评价。

重点：机械制造装备分类与功能。

难点：机械制造装备的发展趋势与前沿技术。

第二章  加工装备设计（10学时）

教学内容：

加工装备种类包括：金属切削机床、特种加工机床、成型加工机床。以金属切削机床设计为主，其它类型简单介绍其结构特征。切削机床重点介绍设计基本理论、金属切削机床总体设计、主传动系设计、进给传动系设计、机床控制系统设计。

教学要求：

了解三种加工装备的分类、加工范围、结构特点。了解金属切削机床应具备的主要性能指标。熟悉金属切削机床的典型设计步骤。理解机床总体布局设计中应解决的主要问题。掌握金属切削机床（包括数控机床）的主传动系设计、进给传动系设计理论与方法。了解机床控制系统的种类、功能与选型。

重点：主传动系设计、进给传动系设计。

难点：机床控制系统。

第三章 机械制造装备的基础部件设计（8+2学时）

教学内容：

主轴部件设计、支承部件设计、导轨设计、刀架和自动换刀装置设计。

教学要求：

了解主轴组件设计应满足的基本要求，理解主轴组件结构的设计要点。熟悉主轴常用轴承的主要类型、配置型式及精度等级选择的一般原则。了解支承件的功能和应满足的基本要求，理解支承件结构的设计特点，掌握支承件截面形状选择的一般原则，了解提高支承件静刚度及动刚度的措施。了解导轨的功用、分类和应满足的基本要求，了解导轨的主要结构类型、结构特点及应用场合，学会合理选择导轨截面形状、调整导轨间隙及提高导轨耐磨性的措施，认识爬行现象。了解刀架和自动换刀装置的种类、功能与结构特点。

重点：主轴部件设计、导轨设计。

难点：设计中的选用标准与理论计算。

第四章 工艺装备设计（4+2学时）

教学内容：

刀具设计、模具设计、夹具设计、量具设计。

教学要求：

梳理四大模块已经讲过的知识体系。了解四大模块知识在生产线模式下的新要求、新形式、新特点。了解机器人配套夹具应用。了解生产线专用量具应用情况。

重点：生产线模式下新形态。

难点：设计功能要求。

第五章 物流装备系统设计（6学时）

教学内容：

机床上下料装置设计、机床间工件传送装置设计、自动化仓库设计、工厂物流系统的总体设计。

教学要求：

了解厂内物流系统的功能及其基本要求。了解物流系统的设计方法与步骤。了解机床上下料装置的类型及结构设计方法。了解工序间被加工零件传送装置的类型、结构与设计方法。了解自动化仓库的结构类型及工作过程。了解工厂物流系统设计原则与方法。

重点：机床上下料装置设计、机床间工件传送装置设计。

难点：节拍与控制协调。

第六章 机械加工生产线总体设计（6学时）

教学内容：

生产线工艺方案设计、生产线专用机床的总体设计、机械加工生产线的总体布局设计、机械加工生产线的控制系统总体设计、非标加工生产线项目方案设计。

教学要求：

了解加工生产线的组成、类型、设计原则，设计内容和设计步骤。了解生产线工艺方案设计。了解生产线总体布局设计。了解机械加工生产线的控制系统总体设计。重点介绍非标加工生产线项目设计技术。

重点：生产线工艺方案设计。

难点：非标生产线设计。

三、课程教学环节的基本要求

1、本课程的内容涉及面广、知识点多，更重要的是所涉及内容发展很快，教材只是一些基本线索且静态。其次，每个技术点均是一个前沿分支，自成一体，在本课程中仅是简单介绍，不可能深究。按传统讲授方式，学生觉得大而空，针对此特点，一定要采用开放式的学习方式。

2、针对课程特点，拟采用教师讲授为辅，学生分组查找资料、组织资料、课堂分享为主的方式开展；教学PPT与工厂前沿视频相互补充，点面结合，以点带面。以典型的应用解剖为主。

3、操作层面：可参考如下作法组织实施。按教材所列知识点，把内容当成任务进行分解，2-3人一组对所分任务进行资料收集与整理，制作相关PPT，在课堂上进行分享，教师对学生分享内容进行点评与拓展。其他学生也可质问与打分。作为学生平时成绩。

4、根据情况，可安排学生参观相关的生产线，来增加感性认识。

考核环节：

课程成绩采用百分制，由三部分组成：平时成绩（内容分享）占40%，出勤占10%，期末考试占50%，考试环节可采用开卷进行。

教学活动过程考核包括：内容分享质量、PPT制作水平、互动表现。

四、本课程和其它课程的联系与分工

本课程是在学完《制造工艺学》、《数控机床》、《计算机辅助设计》等基础、专业课之后开设，是制造方向的专业选修课。

五、建议教材和教学参考书

[1] 黄玉美主编.机械制造装备设计.北京：高等教育出版社，2008

[2] 关慧贞主编.机械制造装备设计.北京：机械工业出版社，2015

[3] 张福主编.机械制造装备设计.武汉：华中科技出版社，2014

[4] 蔡安江主编.机械制造装备设计.武汉：华中科技出版社，2016