工艺装备设计教学大纲安机电版本07221.docx

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工艺装备设计教学大纲安机电版本07221

安徽机电职业技术学院

《工艺装备设计》课程教学标准

学时：

48学时

学分：

3学分

适用专业及学制：

三年制高职机械设计与制造专业全日制

编制：

机械设计与制造教研室

审定：

机械设计与制造专业建设指导委员会

批准日期：

2013年6月

1.一、制定依据

本课程是机械设计与制造专业的职业方向必修课程。

本课程要求前续课程为《机械图样识读与绘制》、《机械产品几何量检测》、《机械设计与应用》、《机械制造基础》、《机械加工工艺制订》、《工艺装备三维设计与制造》、《轮岗实习》，后续课程为《工艺装备设计与制造》CDIO项目、《毕业综合实践》。

本大纲依据《机械设计与制造》专业人才培养方案、《机械加工定位、夹紧符号（JB/T5061-2006）》、《机床夹具零件及部件标准GB/T2148》和《奇瑞汽车股份有限公司工装夹具设计参考规范》、《上海通用汽车有限公司（SGM）检具标准》等企业技术标准制定。

2.二、课程教学目标

通过本课程教学，使得学生具备机床专用夹具、焊接夹具和检具等工艺装备的设计和使用能力，胜任本地区企业工艺装备设计与制造岗位的任职要求。

通过本课程及其相关的工作项目环节教学，学生学完本课程后应达到下列要求：

（一）专业能力

1．根据零件加工工序要求，运用六点定位规则确定定位方案，设计和选择定位元件，分析和计算定位误差；

2.熟悉常用夹紧机构的设计;

3．掌握车床夹具、铣床（含数控铣、加工中心）夹具、钻床夹具等常见机床夹具的设计；

4．熟悉焊接夹具的结构组成与设计方法；

5．熟悉汽车冲压件检具的结构组成与设计方法；

6.掌握机床夹具等工艺装备零部件的选择与制作；

7.掌握机床专用夹具、焊装夹具和冲压件检具的装调；

8.提高利用UGSNX等软件进行机床夹具、焊装夹具和冲压件检具等工艺装备三维设计与计算机辅助制造的能力。

（二）方法能力

1．通过网络等各种途径获取和查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料；

2．具有较好的口头表达能力与书面表达能力；

3.具有完成工作任务的规划、分析、归纳与总结能力；

4.具有一定的创新能力。

（三）社会能力

1.注重团队合作，具有较好的沟通交流能力；

2.养成良好职业道德和工作责任心，具有吃苦耐劳的品质。

三、课程教学单元及学时安排

学习

单元

序号

课程教学单元

教学项目

学时

教学形式与课时分配

理实一体

自主学习

习题讨论

企业调研

单元1

工艺装备的认知

项目一：

异性杠杆车夹具等工艺装备的拆装与测绘

3

2

1

单元2

工件的定位与夹紧

1.工件定位

项目一：

钢套零件钻夹具定位方案设计

17

14

3

2.工件的夹紧

项目二：

拨叉零件铣槽的定位夹紧方案设计

单元3

机床专用夹具的设计

1.机床专用夹具设计方法和要求

项目一：

异性杠杆车夹具、活塞套零件铣夹具、转向节臂双端面车削夹具的结构设计

18

18

2.车床夹具设计

项目二：

开合螺母精镗孔和端面车削夹具设计

3.铣床夹具设计

项目三：

接头铣削夹具设计

4.钻床夹具设计

项目四：

摇臂零件钻夹具设计

5.镗床夹具设计

项目五：

支架壳体孔镗模设计

单元4

焊接夹具设计与选择

项目一：

汽车前保横梁总成焊接夹具设计

4

4

单元5

检具设计与选择

项目一：

左立板检具设计

6

6

合计

48

44

4

四、课程教学设计

1．整体教学设计

本课程根据专业人才培养目标，围绕安徽地区机械制造企业中的工艺装备设计与制造岗位的任职要求，将汽车零部件制造中的焊接夹具和冲压件检具引入教学内容。

遵循学生职业能力培养的基本规律，以企业的工装案例设计课程教学项目。

各个教学单元按照项目教学要求，实施“工作场景导入→知识准备→项目实施决策与计划→项目实施与指导→项目评价与讨论→项目拓展”流程组织教学。

同时从课程第一个学习单元开始，组织学生分组承接一个具有完整工艺装备设计、制造的任务，将该任务的实施贯穿课程教学始终，将学生自主探究性学习和课程内容教学结合起来，按照从易到难，从认识到实践的思路，培养学生的工艺装备设计综合职业能力。

2．教学单元设计

学习单元1：

工艺装备的认知3学时

以支架车夹具、凸轮钻孔夹具、异性杠杆车夹具、汽车转向节臂双端面铣削夹具为载体，通过学生以小组为单位，动手拆装和测绘工艺装备实物和教学模型，认知工艺装备的功用、组成和分类，掌握机床夹具的结构组成，为后续定位和夹紧单元学习单元提供学习素材，了解工艺装备在制造业中的发展趋势和课程的教学要求。

该单元在工艺装备实训室教学。

学习单元2：

工件的定位和夹紧17学时

以套筒零件为载体，学习工艺装备定位和夹紧的设计,包括六点定位原理,限制工件自由度与加工技术要求的关系。

结合《机床夹具零件及部件国家标准GB/T2148》、天凌转角缸等技术规范，掌握定位方式、常用定位元件结构、定位误差分析计算方法。

掌握工件夹紧力的方向和作用点及斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、联动夹紧机构、定心夹紧机构等的结构特点。

该单元在工艺装备实训室教学。

学习单元3：

机床夹具设计与选择18学时

以摇臂零件、开合螺母、连杆、支架壳体等零件为载体，学习夹具设计的基本要求、方法和步骤；了解夹具总图上尺寸、公差和技术要求的标注；掌握专用车床夹具的结构和总体设计要点；掌握专用钻床夹具的结构和总体设计要点；掌握专用铣床夹具的结构和总体设计要点；掌握专用镗床夹具的结构和总体设计要点；了解组合夹具、可调夹具的原理、特点和应用。

该单元在校中厂和工艺装备技术服务中心生产性实训基地教学。

学习单元4：

焊接夹具设计与选择4学时

以汽车前保横梁总成焊接夹具为载体，结合《奇瑞汽车股份有限公司工装夹具设计参考规范》，了解汽车焊接夹具的结构组成，掌握装配焊接夹具台板、支座、基准面、基准销和夹紧机构等零部件的设计要求和选择；了解焊接夹具控制气路的元件的功能和操作方法。

该单元在厂中校的生产现场或工艺装备技术服务中心生产性实训基地教学。

学习单元5：

检具设计与选择6学时

以左立板零件检具为载体，结合《上海通用汽车有限公司（SGM）检具标准》，了解检验夹具的结构组成和分类，理解机械加工和装配过程中检验夹具的典型结构；掌握汽车冲压件检验夹具设计步骤和结构组成；掌握汽车覆盖件检验夹具本体、定位销、检测销、型面样板、支承块、基准面、夹紧器等零部件的设计与选择。

3．教学方案设计

序号

教学单元

学时

教学内容及要求

教学程序

授课要点

教学实施说明

教学方法

与教学手段建议

1

工艺装备的认知

2

1.掌握本课程在专业课程体系的地位和在工作中的应用（包括机械制造业中工艺装备设计与制造人员的岗位及生产组织情况；工艺装备的作用、分类、组成）

2.了解本课程核心技术的国内外进展

3.了解本课程的主要教学内容和重难点、学习方法、考核要求、考核方式、教学资源、教学安排

1．信息采集与教师引导

（1）

◆机械工艺实施简介

◆工艺装备概念

教师：

◆机械制造工艺实施情境介绍

◆工艺装备案例简介

◆指导学生搜集资料

◆提供技术文档范本

学生：

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

◆学习搜集到的相关资料

教学方法：

演示教学法

案例教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

2．分组拆装测量与讨论

（1.5学时）

◆机床夹具、焊装夹具等工艺装备的作用

◆工件的安装（找正法和调整法）

◆机床夹具的组成

◆机床夹具的分类（通用夹具的介绍）

教师：

◆组织学生进行讨论、分析

◆介绍工艺装备的组成与分类

◆指导学生拆装工艺装备

◆指导学生测绘工艺装备零部件

学生：

◆在教师指导下确定所给工艺装备的结构组成，并进行结构测绘

◆整理相关资料，学习工艺装备的作用和分类

◆演示、汇报

教学方法：

演示教学法

案例教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

3．评估与总结

（0.3学时）

◆提出改进意见

◆对整个讨论给出一个评价成绩

教师：

◆组织学生进行讨论、分析、总结，提出改进意见

学生：

◆讨论、分析、总结

教学方法：

演示教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

4．知识拓展与教学简介

（0.2学时）

◆国内外工艺装备的发展趋势

◆本课程的主要教学内容和重难点、学习方法、考核要求、教学资源、考核方式、教学安排

教师：

◆结合生产案例介绍本课程核心技术的国内外进展和教学要求

学生：

◆听讲、讨论

教学方法：

演示教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

2

工件的定位与夹紧：

1.工件定位

10

1.工件的定位

◆六点定位原理

◆工件定位方式（完全定位、不完全定位、过定位和欠定位）夹具的功用、组成和分类

◆限制工件自由度与加工技术要求的关系

◆常见定位元件所能限制的自由度、设计标准

◆工件组合定位和一面两孔定位

2.定位误差分析

◆定位误差的概念

◆定位误差的组成

◆定位误差的分析与计算；

1．任务导入

（1学时）

◆介绍零件图样

◆明确定位要求

◆给出引导文问题

教师：

◆项目任务介绍（教学目的、图样、定位要求等）

◆讲授完成项目的流程

◆引导文问题介绍

◆指导学生搜集资料

◆提供技术文档范本

学生：

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

◆学习搜集到的相关资料

教学方法：

演示教学法

项目教学法

教学手段：

现场多媒体教学

2．信息采集与知识准备（5学时）

◆根据引导文问题收集和学习工件定位方面的相关资料

◆掌握工件定位方案设计所需的相关知识和技术标准

教师：

◆指导学生搜集资料

◆知识讲解

学生：

◆领会知识要点

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

3．决策与计划（0.5学时）

◆确定工件定位方案实施计划（告诉学生如何分析定位要求）

教师：

◆引导学生完成工件定位方案设计的实施计划

学生：

◆制定定位方案设计的计划（含分组等）

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

4．实施

（1学时）

◆根据实施计划分析工件定位要求，设计定位方案

◆设计定位元件

教师：

◆指导学生分析工件定位

◆指导学生设计，选用定位元件

◆指导学生设计分析定位误差

学生：

◆完成工件定位的设计，填写项目实施记录表

◆完成定位误差的计算，并记录计算过程

教学方法：

演示教学法

项目教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

5．检查与评估

（1学时）

◆检查是否满足加工要求

◆检查选择结果是否合理

◆检查技术文件是否完整、规范

◆总结整个工作过程

◆提出改进意见

◆对整个项目给出一个评价成绩

教师：

◆组织学生交叉检查、点评

◆组织学生进行讨论、分析、总结，提出改进意见

学生：

◆演示、讲解

◆互相检查和评价

◆讨论、分析、总结

教学方法：

演示教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

6．拓展训练

（课外完成）

◆完成对拨叉零件的定位设计

教师：

◆引导学生明确设计要求

◆网络答疑和课外辅导

学生：

◆讨论、分析、总结

教学方法：

网络教学法

讨论教学法

教学手段：

Email等网络交流手段

工件的定位与夹紧：

2.工件夹紧

7

◆夹紧装置的组成和基本要求

◆夹紧力的方向和作用点

◆斜楔夹紧机构

◆螺旋夹紧机构

◆联动夹紧机构

◆定心夹紧机构

◆气动和液压夹紧机构

◆拓展：

电动夹紧装置、真空夹紧装置、磁力夹紧装置

1．任务导入

（0.5学时）

◆介绍零件图样

◆明确定位和夹紧设计要求

◆给出引导文问题

教师：

◆项目任务介绍（教学目的、图样、定位要求等）

◆讲授完成项目的流程

◆引导文问题介绍

◆指导学生搜集资料

◆提供技术文档范本

学生：

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

◆学习搜集到的相关资料

教学方法：

演示教学法

项目教学法

教学手段：

现场多媒体教学

2．信息采集与知识准备（4学时）

◆根据引导文问题收集和学习工件定位方面的相关资料

◆掌握工件夹紧方案设计所需的相关知识和技术标准

教师：

◆指导学生搜集资料

◆知识讲解

学生：

◆领会知识要点

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

3．决策与计划（0.5学时）

◆确定工件定位和夹紧方案实施计划（告诉学生如何分析定位要求）

教师：

◆引导学生完成工件定位和夹紧方案设计的实施计划

学生：

◆制定定位和夹紧方案设计的计划（含分组等）

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

4．实施

（1学时）

◆根据实施计划分析工件夹紧要求，设计夹紧方案

◆设计夹紧机构

教师：

◆指导学生分析工件定位和夹紧要求

◆指导学生设计，选用定位和夹紧元件

学生：

◆完成工件定位和夹紧的设计，填写项目实施记录表

教学方法：

演示教学法

项目教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

5．检查与评估

（1学时）

◆检查是否满足加工要求

◆检查选择结果是否合理

◆检查技术文件是否完整、规范

◆总结整个工作过程

◆提出改进意见

◆对整个项目给出一个评价成绩

教师：

◆组织学生交叉检查、点评

◆组织学生进行讨论、分析、总结，提出改进意见

学生：

◆演示、讲解

◆互相检查和评价

◆讨论、分析、总结

教学方法：

演示教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

6．拓展训练

（课外完成）

◆完成对拨叉零件的定位和夹紧设计（也包括定位设计）

◆了解电动夹紧装置、真空夹紧装置、磁力夹紧装置的结构和夹紧特点

教师：

◆引导学生明确设计要求

◆网络答疑和课外辅导

学生：

◆讨论、分析、总结

教学方法：

网络教学法

讨论教学法

教学手段：

Email等网络交流手段

3

机床夹具设计与选择：

1．机床夹具设计的方法和要求

2

1．机床专用夹具设计的基本要求

2．机床专用夹具设计的步骤

3．夹具体设计

4．夹具总图上尺寸、公差和技术要求的标注

5．拓展：

计算机辅助夹具的设计与制造技术

．

．

1．任务导入

（0.5学时）

◆结合夹具实物介绍夹具结构

◆明确项目的任务要求

◆给出引导文问题

教师：

◆项目任务介绍（教学目的、图样、定位要求等）

◆讲授完成项目的流程

◆引导文问题介绍

◆指导学生搜集资料

◆提供技术文档范本

学生：

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

◆学习搜集到的相关资料

教学方法：

演示教学法

项目教学法

教学手段：

现场多媒体教学

2．信息采集与知识准备（1.5学时）

◆根据引导文问题收集和学习工件定位方面的相关资料

◆理解夹具结构

教师：

◆指导学生搜集资料

◆知识讲解

学生：

◆领会知识要点

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

3．决策与计划（课外）

◆确定测绘夹具的实施计划（告诉学生如何分析定位要求）

教师：

◆引导学生完成测绘夹具的实施计划

学生：

◆制定测绘夹具的计划（含分组、拆装顺序、理解各组成元件的功能、辨别材料等）

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

4．实施

（课外）

◆根据实施计划拆装和测绘夹具的组成元件

◆完成夹具的三维装配建模和二维图样绘制

教师：

◆指导学生分析夹具结构

◆指导学生拆装夹具

◆指导学生绘制夹具装配图和零件图

学生：

◆完成夹具的拆装和测绘，填写项目实施记录表

◆完成夹具的三维装配建模和二维图样绘制

教学方法：

演示教学法

项目教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

5．检查与评估

（课外）

◆检查图样是否合理

◆检查技术文件是否完整、规范

◆总结整个工作过程

◆提出改进意见

◆对整个项目给出一个评价成绩

教师：

◆组织学生交叉检查、点评

◆组织学生进行讨论、分析、总结，提出改进意见

学生：

◆演示、讲解

◆互相检查和评价

◆讨论、分析、总结

教学方法：

演示教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

6．拓展训练

（课外完成）

◆计算机辅助夹具设计与制造技术

教师：

◆引导学生了解计算机辅助夹具设计与制造技术

◆网络答疑和课外辅导

学生：

◆讨论、分析、总结

◆学习搜集到的相关资料

教学方法：

网络教学法

讨论教学法

教学手段：

Email等网络交流手段

机床夹具设计与选择：

2．车床夹具设计

4

1．心轴类车床夹具结构

2．角铁式车床夹具结构

3．圆盘式车床夹具结构

4．车床夹具在机床主轴的安装

5．车床夹具的平衡设计

6．车床夹具结构要求

7．车床夹具的定位误差分析

1．任务导入

（上一节课结束时布置）

◆介绍零件图样

◆明确夹具设计要求

◆给出引导文问题

教师：

◆项目任务介绍（教学目的、图样、定位要求等）

◆讲授完成项目的流程

◆引导文问题介绍

◆指导学生搜集资料

◆提供技术文档范本

学生：

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

◆学习搜集到的相关资料

教学方法：

演示教学法

项目教学法

教学手段：

现场多媒体教学

2．信息采集与知识准备（1学时）

◆根据引导文问题收集和学习工件定位方面的相关资料

◆分析车削加工要求

教师：

◆指导学生搜集车床夹具的设计资料

◆车床夹具设计要点讲解

学生：

◆领会知识要点

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

3．决策与计划（0.5学时）

◆确定开合螺母精镗ø40孔的车夹具设计计划（告诉学生如何分析定位要求）

教师：

◆引导学生完成车夹具设计的实施计划

学生：

◆制定夹具方案设计的计划（含分组等）

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

4．实施

（1.5学时）

◆根据实施计划分析工件工序要求，设计车夹具的定位方案、夹紧方案

◆设计夹具整体结构

教师：

◆指导学生分析工序要求

◆指导学生设计车夹具结构

◆指导学生分析夹具定位误差

学生：

◆完成工件加工夹具的设计，填写项目实施记录表

◆完成定位误差的计算，并记录计算过程

教学方法：

演示教学法

项目教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

5．检查与评估

（1学时）

◆检查是否满足加工要求

◆检查选择结果是否合理

◆检查技术文件是否完整、规范

◆总结整个工作过程

◆提出改进意见

◆对整个项目给出一个评价成绩

教师：

◆组织学生交叉检查、点评

◆组织学生进行讨论、分析、总结，提出改进意见

学生：

◆演示、讲解

◆互相检查和评价

◆讨论、分析、总结

教学方法：

演示教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

6．拓展训练

（课外完成）

◆完成对液压泵镗三孔零件的车夹具设计

◆学习车夹具的设计

教师：

◆引导学生明确设计要求

◆网络答疑和课外辅导

学生：

◆讨论、分析、总结

教学方法：

网络教学法

讨论教学法

教学手段：

Email等网络交流手段

机床夹具设计与选择：

3．铣床夹具设计

4

1．直线进给式铣床夹具结构

2．圆周进给式铣床夹具结构

3．对刀装置和定位键设计

4．铣夹具总体设计和夹具体设计

5．铣床夹具的定位误差

6．拓展：

气动和液压夹具的使用

1．任务导入

（上一节课结束时布置）

◆介绍零件图样

◆明确夹具设计要求

◆给出引导文问题

教师：

◆项目任务介绍（教学目的、图样、定位要求等）

◆讲授完成项目的流程

◆引导文问题介绍

◆指导学生搜集资料

◆提供技术文档范本

学生：

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

◆学习搜集到的相关资料

教学方法：

演示教学法

项目教学法

教学手段：

现场多媒体教学

2．信息采集与知识准备（1学时）

◆根据引导文问题收集和学习铣床夹具设计方面的相关资料

◆分析工件铣削夹具加工要求

教师：

◆指导学生搜集铣车床夹具的设计资料

◆铣床夹具设计要点讲解

学生：

◆领会知识要点

◆在教师指导下分析任务并搜集资料

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

3．决策与计划（0.5学时）

◆确定连杆铣槽的铣夹具设计计划（告诉学生如何分析定位要求）

教师：

◆引导学生完成铣夹具设计的实施计划

学生：

◆制定夹具方案设计的计划（含分组等）

教学方法：

讲授教学法

演示教学法

项目教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

4．实施

（1.5学时）

◆根据实施计划分析工件工序要求，设计铣夹具的定位方案、夹紧方案

◆设计夹具整体结构

教师：

◆指导学生分析工序要求

◆指导学生设计铣夹具结构

◆指导学生分析夹具定位误差

学生：

◆完成工件加工夹具的设计，填写项目实施记录表

◆完成定位误差的计算，并记录计算过程

教学方法：

演示教学法

项目教学法

讨论教学法

教学手段：

现场多媒体教学

5．检查与评估

（1学时）

◆检查是否满足加工要求

◆检查选择结果是否合理

◆检查技术文件是否完整、规范

◆总结整个工作过程

◆提出改进意见

◆对整个项目给出一个评价成绩

教师：

◆组织学生交叉检查、点评

◆组织学生进行讨论、分析、总结，提出改进意见

学生：

◆演示、讲解

◆互相检查和评价

◆讨论、分析、总结

教学方法：

演示教学法

互动教学法

教学手段：

现场多媒体教学

6．拓展训练

（课外完成）

◆完成对液压泵镗三孔零件的车夹具设计

◆学习气动和液压夹具的设计

教师：

◆引导学生明确设计要求

◆网络答疑和课外辅导

学生：

◆讨论、分析、总结

教学方法：

网络教学法

讨论教学法

教学手段：

Email等网络交流手段

机床夹具设计与选择：

4．钻床夹具设计

4

1．固定式钻模结构

2．回转式钻模结构

3．移动式钻模结构

4．盖板式钻模结构

5．滑柱式钻模结构

6．翻转式钻模结构

7．固定式、可换式和快换钻套设计

8．固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板和悬挂式钻模的设计

9．钻模支架设计

10．钻模定位误差分析

11．拓展：

气动和液压夹具的使用

1．任务导入

（上一节课结束时布置）

◆介绍零件图样

◆明确夹具设计要求

◆给出引导文问题

教师：

◆项目任务介绍（教学目的、图样、定位要求等）

◆讲授完成项目的流程

◆引导文问题介绍

◆指导学生搜集资料

◆提供技术文档范本

学生：

◆在教师