《模具零件普通机加工》课整设计要点.docx
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《模具零件普通机加工》课整设计要点
国家骨干高等职业院校
模具设计与制造专业
《模具零件普通机加工》课程整体设计
二级项目代码：
030103
二级项目名称：
课程建设
二级项目负责人：
刘建宁
三级项目代码：
03010305
三级项目名称：
模具零件普通机加工
三级项目负责人：
王建新
撰稿人：
王建新
所属单位：
机械工程系
撰稿日期：
2012年9月
模具设计与制造专业建设理事会
机械工程系：
王长东（机械工程系主任副教授）
佟玉斌（机械工程系模具教研室主任副教授）
刘建宁（机械工程系教学负责人教授）
陈广娟（机械工程系副教授）
宫晓峰（机械工程系讲师）
王爱君（机械工程系教授）
宋卫国（机械工程系数控教研室主任副教授）
张玉杰（机械工程系办公室副主任副教授）
穆国岩（机械工程系教授）
许维革（机械工程系副教授）
许玲萍（机械工程系副教授）
宋雪梅（机械工程系副教授）
合作企业专家：
张华禹（烟台泰利汽车模具制造有限公司总经理/高级工程师）
金松（烟台三环轿车锁公司高级工程师）
丁辉（烟台富士康科技集团模具研发中心技术总监）
课程开发小组成员：
王建新许维革李双芝李占锋于勤张玉杰
执笔人：
王建新
审核人：
审批人：
王长东
《模具零件普通机加工》课程整体设计
一、课程基本信息
《模具零件普通机加工》课程的基本信息如表1所示。
表1课程基本信息
课程名称：
模具零件普通机加工
课程代码：
03010305
学分：
6
学时：
110
授课时间：
第2、3学期
授课对象：
全日制高职模具设计与制造专业
课程类型：
理论+实践（一体化）B类
课程性质：
必修：
是专业核心：
是
校企合作开发：
是学习领域课程：
是
先修课程:
《模具图样识读与绘制》、《模具零件选材与热处理》，《常用机构设计与制作》。
后续课程:
《模具零件数控加工》，《模具零件电加工》，《典型塑料模具设计与制作》，《典型冲压模具设计与制作》，《模具CAD/CAM/CAE》，《模具专业英语》，《快速成型与快速制模技术》，《模具价格与营销》。
二、课程目标设计
1、总体目标
在教师的指导下，学生应能够通过自身的学习能力、进取精神、学识经验、控制能力，按照任务单，绘制出零件图，编制出零件加工工艺，选择合适的机床、夹具、刀具、量具等工具，有一定的设计某一工序专用夹具能力，并落实零件的加工工艺等工作，在实施的过程中通过团队协作、过程监控和评估反馈逐步完成所布置的学习任务。
2、能力目标
学生通过完成减速器轴加工、齿轮加工、轴承套加工、减速器箱体加工、凹模加工、减速器装配六个学习情境的学习任务，能够运用所学的常识和知识，根据零件的加工要求，进行加工工艺规程编制，进行加工方法选择、定位基准选择、机床设备的选择、切削刀具的选择、工序尺寸和工时定额的确定、质量控制，完成零件的加工。
目标分述如下：
1）通过完成某中等复杂程度零件机械加工工艺规程编制或某模具零件机械加工工艺规程编制项目，学生能运用机械加工知识，根据零件的结构、使用要求，绘制出零件图，编制出零件加工工艺规程，并具备一些设计工艺过程中某一工序的专用夹具的能力；
2）根据零件加工工艺规程，选择合适的机床、夹具、刀具、量具等工具，进行零件的加工；
3）具有分析和解决生产中中等复杂程度零件加工工艺技术问题的能力，并具有一些编制中等复杂程度装配体装配工艺规程的能力。
3、知识目标
1）系统掌握机械加工工艺的基本理论知识，如加工工艺路线拟定、加工方法选择、定位基准选择、机床设备的选择、切削刀具的选择、工序尺寸和工时定额确定、质量控制、加工工艺规程设计，尺寸链理论及其在加工和装配中的应用，机械加工精度和表面质量的理论基础以及工艺过程生产率和经济性分析等。
2）较好地掌握切削用量和刀具几何角度的选用，了解金属切削的基本知识，了解金属切削过程的基本规律，了解各种刀具及刀具材料，在零件加工时会合理选择切削刀具。
3）较好地掌握零件加工时如何选用切削机床，了解机床的基本知识，了解机床如CA6140卧式车床的结构，了解车床、磨床、钻床、铣床、刨床等机床。
4）知道机床夹具设计的理论，了解几种机床专用夹具及其设计方法。
5）掌握典型零件加工的常规工艺，知道一些模具零件的加工工艺，掌握工序尺寸的解算，知道一些适用的先进工艺技术，了解特种加工工艺和现代制造技术。
6）知道一些装配的知识，掌握一些有关装配的基本技能。
4、素质目标
1）具有合格的思想政治素质、良好的公民道德与职业道德素质、健康的身体与心理素质、基本的人文与科学素质，具有和德国、日本、美国等先进国家工人一样的人文素质。
2）具有较强的事业心和高度的责任感，始终严守岗位职责。
3）具有按时完成工作任务、服务用户和良好沟通的能力，养成诚信、守信、敬业、科学、严谨的工作态度。
4）具有较强的法律意识和安全、质量、效率及环保意识。
5）具有作风严谨、团队协作和坚持不懈的良好职业素质。
6）具有良好的心理素质，擅长完成多任务，善于处理危机。
7）具有训练项目方案的分析与制订能力，项目实施过程的组织能力。
三、课程的教学内容与建议学时
课程的教学内容与建议学时如表2所示。
表2课程的教学内容与建议学时
序号
学习情境
主要学习内容
建议教学形式
学时
1
减速器轴加工
1、减速器轴零件图分析
2、轴类零件毛坯选择
3、加工方法选择
4、外圆表面车削、外圆表面磨削、外圆表面精密加工
5、加工顺序的选择
6、定位基准选择
7、机械加工工艺规程设计
8、轴类零件的加工工艺分析
9、减速器轴工艺路线的拟定
10、机床设备的选择
11、CA6140卧式车床
12、切削用量的选定
13、加工余量的确定
14、车刀刀具角度的选择，车刀
15、工序尺寸的确定，解算工艺尺寸链
16、工艺定额的制定
17、计量器具的选择
18、机械加工质量
19、工件材料的可加工性
20、安全管理，质量管理
多媒体、一体化教学、研讨
46
2
齿轮加工
1、齿轮加工工艺分析
2、钻孔、扩孔、铰孔、锪孔
3、齿轮加工方法
4、定位、机床夹具、定位元件，夹紧装置
5、齿轮加工工艺路线的拟定
6、XA6132型万能升降台铣床、M1432B万能外圆磨床
7、切削刀具材料
8、金属切削过程的基本规律
9、铣刀、砂轮、齿轮加工刀具、挤压轮、研具
10、麻花钻、扩孔钻、铰刀、中心钻
多媒体、一体化教学、研讨
22
3
轴承套加工
1、轴承套加工工艺分析
2、薄壁零件的加工
3、深孔加工
4、车床夹具、钻床夹具
5、钻床、光整加工设备
6、深孔钻、扁钻、锪孔钻，拉刀，孔加工研具、抛光轮、珩磨轮
多媒体、一体化教学、研讨
12
4
减速器箱体加工
1、拟定减速器箱体加工工艺路线
2、箱体的平面加工、孔系加工，连杆加工
3、镗床夹具、铣床夹具，夹具误差估算
4、专用夹具设计
5、镗床、刨床、插床、平面磨床、专用机床、数控机床
6、刨刀、平面磨削用砂轮、镗刀
多媒体、一体化教学、研讨
18
5
凹模加工
1、凹模加工工艺路线
2、先进制造技术
多媒体、一体化教学、研讨
4
6
减速器装配
1、装配的基本内容
2、保证装配精度的工艺方法
3、装配顺序
多媒体、一体化教学、研讨
8
总课时
110
四、学习情境设计
本课程是将《机械制造工艺学》、《金属切削机床》、《金属切削原理与刀具》及《金属切削机床夹具》四门课程整合而成的，按机械零件的分类及实际使用构建了6个学习情境，其中第1个学习情境论述基本的加工内容，第2、3、4、5个学习情境论述的加工内容逐渐加深，第6个学习情境简单论述了一般机械装配内容和方法。
通过多级进阶逐步达到课程学习目标，尤其在第2、3、4、5个学习情境实施过程中，让学生在选定零件加工工艺编制的基础上找出不同零件加工工艺路线拟定、加工方法选择、定位基准选择、机床设备的选择、切削刀具的选择、工序尺寸和工时定额确定、质量控制的不同点，更好地掌握其它零件的加工工艺编制，同时培养学生分析问题、解决问题和再学习的能力，使学生提前进入职业岗位角色，踏上课程目标的第六个台阶。
1.学习情境1—减速器轴加工
第1个学习情境减速器轴加工是以来自减速器上所用减速器轴这个真实案例为载体，由浅到深设计了12个子情境。
学习情境1减速器轴加工的子情境如表3所示。
表3学习情境1减速器轴加工的子情境设计
子情境
内容
备注
1
减速器轴毛坯的选择
基础训练项目
2
减速器轴加工方法的选择
单项训练项目
3
加工顺序安排和定位基准选择
综合训练项目
4
减速器轴加工工艺的初步设计
综合训练项目
5
机床设备的选择
单项训练项目
6
加工余量的确定
单项训练项目
7
切削刀具的选择
单项训练项目
8
工序尺寸的确定
单项训练项目
9
工艺定额的制定
单项训练项目
10
计量器具的使用
单项训练项目
11
机械加工时质量控制
综合训练项目
12
机械加工的管理
综合训练项目
第1至12个子情境分别按减速器轴毛坯选择、减速器轴加工方法的选择、加工顺序的安排和定位基准选择、减速器轴加工工艺的初步设计、机床设备的选择、加工余量的确定、切削刀具的选择、工序尺寸的确定、工艺定额的制定、计量器具的使用、机械加工时质量控制、机械加工的管理真实的工作过程设计学习过程。
在子情境实施过程中，教师丰富的教学经验、规范的操作演示和严格的考核约束，使学生能够逐步掌握模具零件普通机加工的基本知识和方法步骤，培养严谨的工作作风和勤奋努力的工作态度，顺利踏上课程目标的第一个台阶。
在1至12个子情境学习实施过程中，教师在教学过程中鼓励学生主动参与完成任务、参与新知识探索，真正体现“教师为主导、学生为主体、训练为主线、能力为目标”的教学思想，待1至12个子学习情境学习训练完毕，学生基本了解了模具零件普通机加工的全过程及编制工艺过程的要点，并能独立编制一些简单轴类零件的加工工艺。
在本学习情境的学习实施过程中，除了学习模具零件普通机加工的关键技能，也培养良好的团队合作和良好的社会沟通能力，努力踏上课程目标的第二个台阶。
此学习情境计划44学时，教学目标、单元教学工作任务、教学单元编号、学时分配以及教学组织与条件等如表4所示。
表4学习情境1减速器轴加工教学设计
课程
模具零件普通机加工
总学时：
110
学习
情境
1减速器轴加工
学时：
46
教学
目标
专业
能力
1.能够编制轴类零件加工工艺
2.能够读懂轴类零件图，进行毛坯的选择
3.能够进行一些加工方法、加工顺序的选择
4.能够进行一些定位基准的选择
5.能够进行简单轴类零件工艺路线的拟定
6.能够进行一些机床设备的选择、切削用量的选定、切削刀具的选择、加工余量的确定、工艺定额的制订
7.能够进行质量控制
方法
能力
1.能够利用网络、教材、社会调查等，较好地获取和整理信息
2.能利用手册学习识读模具轴类零件图，了解零件的结构、使用要求等
社会
能力
1.能够与老师进行较好的文字与语言沟通
2.能够认真、严谨和勤奋地对待学习过程中的各个环节
训练
任务
子任务
训练项目
能力目标
知识目标
可展示成果
学时
1.1减速器轴毛坯的选择
1、减速器轴毛坯的选择
1、了解机加工的作用、现状、发展，知道机加工的学习内容及要求；
2、知道本专业的要求；
3、能够看懂零件图，能够分析减速器轴的结构；
4、在教师的协助下，能够分析减速器轴的工艺性，能够分析减速器轴的结构工艺性；
5、能够进行减速器轴毛坯的选择；
6、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、知道机加工的作用、现状、发展，知道机加工的学习内容及要求；
2、知道本专业的要求；
3、掌握分析零件图的方法；
4、掌握分析零件结构、零件工艺性、零件结构工艺性的方法；
5、掌握轴类零件毛坯的选择方法。
减速器轴毛坯选择、任务单完成情况展示
4学时
1.2减速器轴加工方法的选择
1、减速器轴加工方法的选择
1、在轴类零件加工时，能够进行加工方法的选择；
2、能够进行轴类零件加工阶段的划分；
3、能够进行轴类零件外圆表面车削、外圆表面磨削、外圆表面精密加工方法的选择；
4、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、会进行轴类零件外圆表面加工方法的选择；
2、掌握轴类零件加工阶段的划分；
3、熟悉轴类零件外圆表面车削、外圆表面磨削、外圆表面精密加工方法。
减速器轴加工方法选择、任务单完成情况展示
4学时
1.3加工顺序安排和定位基准选择
1、加工顺序安排和定位基准选择
1、能够进行减速器轴的加工顺序安排；
2、能够确定轴类零件加工时的工序组合；
3、能够进行一些定位基准的选择；
4、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、会进行轴类零件加工顺序安排；
2、了解何时采用工序集中和工序分散；
3、熟悉精基准选择原则和粗基准选择原则。
减速器轴加工顺序、任务单完成情况展示
4学时
1.4减速器轴加工工艺的初步设计
1、减速器轴加工工艺的初步设计
1、了解机械制造的基本概念；
2、能够根据生产纲领选择生产类型；
3、能够填写绘制加工工艺文件；
4、了解轴类零件的装夹；
5、能够拟定轴类零件的工艺路线；
6、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、会填写加工工艺文件；
2、熟悉轴类零件的加工工艺；
3、掌握一些轴类零件工艺路线的拟定。
减速器轴加工工艺的初步设计、任务单完成情况展示
4学时
1.5机床设备的选择
1、机床设备的选择
1、了解机床的分类与型号；
2、了解机床设备的组成和传动系统；
3、熟悉CA6140车床；
4、能够合理地选用机床设备；
5、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、知道机床设备的有关知识；
2、熟悉CA6140卧式车床；
3、了解机床动态特性及机床精度检验，了解机床设备的调试验收，了解机床的使用与维护保养；
4、掌握机床设备的选择原则。
减速器轴加工机床设备的选择、任务单完成情况展示
4学时
1.6加工余量的确定
1、加工余量的确定
1、能够进行切削用量和切削层参数的选择；
2、能够进行减速器轴加工时切削用量三要素的选用；
3、认知加工余量概念；了解影响加工余量的因素；
4、能够进行减速器轴加工余量的确定；
5、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、熟悉切削用量三要素，了解切削层参数，了解切削用量与生产效率、刀具寿命的关系；
2、掌握切削用量三要素的选用原则；
3、了解影响加工余量的因素；
4、掌握加工余量确定的方法。
减速器轴加工余量的确定、任务单完成情况展示
4学时
1.7切削刀具的选择
1、切削刀具的选择
1、了解切削运动；
2、熟悉车刀，能够进行车刀的角度标注；
3、能够根据刀具几何参数的选择原则，进行车削时刀具几何参数的选择；
4、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、知道工件的加工表面及其形成方法，了解切削运动；
2、熟悉车刀的组成，熟悉车刀刀具角度的标注；
3、了解刀具的工作角度，了解刃形与刀面型式，刃口形式；
4、掌握车刀刀具角度的选择。
减速器轴加工切削刀具的选择、任务单完成情况展示
4学时
1.8工序尺寸的确定
1、工序尺寸的确定
1、能够解算工艺尺寸链；
2、能够进行工序尺寸的确定；
3、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、掌握工艺尺寸链的解算方法；
2、熟悉工序尺寸的确定方法。
减速器轴加工工序尺寸的确定、任务单完成情况展示
4学时
1.9工艺定额的制定
1、工艺定额的制定
1、能够制定工时定额；
2、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、掌握制定工时定额的方法；
2、了解制定材料定额的方法；
3、知道提高生产率的工艺途径。
减速器轴加工工工时定额的制定、任务单完成情况展示
4学时
1.10计量器具的使用
1、计量器具的使用
1、能够正确使用计量器具进行质量控制；
2、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、知道计量器的基本知识；
2、掌握游标卡尺、千分尺、百分表的使用方法。
减速器轴加工计量器具的使用、任务单完成情况展示
2学时
1.11机械加工时质量控制
1、机械加工时质量控制
1、能够在零件加工时，采用合适的工艺方法保证机械加工质量；
2、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、掌握合适的工艺措施，保证机械加工精度和加工表面质量；
2、熟悉加工误差统计分析在质量控制中的应用；
3、了解机械振动。
减速器轴加工时质量控制、任务单完成情况展示
4学时
1.12机械加工的管理
1、机械加工的管理
1、能够进行安全管理；
2、能够进行质量管理；
3、了解改善工件材料的可加工性的措施；
4、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、知道安全生产与工艺纪律；
2、知道质量工程及ISO9000；
3、知道改善工件材料的可加工性的措施。
减速器轴加工的管理、任务单完成情况展示
4学时
教学
资源
书面材料：
《模具零件普通机加工》教材、任务书
网络资源：
教学课件、操作演示、单元自测
教学
环境
硬件
一体化教室（配有车床等机床、夹具、刀具、量具、电加工设备、钳工设备等）
软件
CAD\CAM\CAE各类软件，如UG、CAXA、FUNAC等
教师
校内专任教师：
掌握机械制造技术的理论，了解模具设计与制造，会编制模具零件普通机加工的工艺，并能落实之。
校外兼职教师：
具有丰富的机械制造经验，有一定的教学经验。
学生
有基本的模具图样识读与绘制、模具零件选材与热处理、常用机构设计与制作的能力基础
教学
方法
引导文法、讲授法、演示法、案例贯穿法、任务驱动法等
教学
组织
采用小组完成任务的工作方式，一个学习小组人数在8人左右。
每个单元的教学实施由校内专业教师和企业兼职教师承担，小组组长和成员由学生组成。
考核
内容
①零件图的绘制与分析
②简单零件加工工艺的编制
③任务单完成情况
考核
评价
采用过程性考核：
过程监控和单元考核（教师评价）
学习情境1成绩：
P1=
其中：
为学习情境1的各个单元考核成绩（百分制），n为单元个数。
2、学习情境2—齿轮加工
第2个学习情境齿轮加工是以来自减速器上所用齿轮这个真实案例为载体，由浅到深设计了6个子情境。
学习情境2减速器齿轮加工的子情境如表5所示。
表5学习情境2齿轮加工的子情境设计
子情境
内容
备注
1
齿轮加工方法的选择
综合训练项目
2
机床夹具的初步设计
单项训练项目
3
定位元件的选择
单项训练项目
4
夹紧装置的选择
单项训练项目
5
机床设备的选择
综合训练项目
6
常见加工刀具的选择和使用
综合训练项目
第1至6个子情境分别按齿轮加工工艺分析、定位基准选择、加工工艺编制、机床设备的选择、切削刀具的选择、工序尺寸和工时定额的确定、质量控制真实的工作过程设计学习过程。
在子情境实施过程中，教师丰富的教学经验、规范的操作演示和严格的考核约束，使学生能够掌握模具零件普通机加工的基本知识和方法步骤，培养严谨的工作作风和勤奋努力的工作态度，顺利踏上课程目标的第二个台阶。
在1至6个子情境学习实施过程中，教师在教学过程中鼓励学生主动参与完成任务、参与新知识探索，真正体现“教师为主导、学生为主体、训练为主线、能力为目标”的教学思想，待1至6个子学习情境学习训练完毕，学生基本了解了模具零件普通机加工的全过程及编制工艺过程的要点，并能独立编制一些盘盖类零件的加工工艺。
在本学习情境的学习实施过程中，除了学习模具零件普通机加工的关键技能，也培养良好的团队合作和良好的社会沟通能力，努力踏上课程目标的第三个台阶。
此学习情境计划22学时，教学目标、单元教学工作任务、教学单元编号、学时分配以及教学组织与条件等如表6所示。
表6学习情境2齿轮加工教学设计
课程
模具零件普通机加工
总学时：
110
学习
情境
2齿轮加工
学时：
22
教学
目标
专业
能力
1.能够编制盘盖类零件加工工艺
2.能够读懂盘盖类零件图，进行毛坯的选择
3.能够进行一些加工方法、加工顺序的选择
4.能够进行一些定位基准的选择，能够进行一些夹具的选择
5.能够进行盘盖类零件工艺路线的拟定
6.能够进行一些机床设备的选择、切削用量的选定、切削刀具的选择、加工余量的确定、工艺定额的制订
7.能够进行质量控制
方法
能力
1.能够利用网络、教材、社会调查等，较好地获取和整理信息
2.能利用手册学习识读模具盘盖类零件图，了解零件的结构、使用要求等，并编制模具盘盖类零件加工工艺
社会
能力
1.能够与老师进行较好的文字与语言沟通
2.能够认真、严谨和勤奋地对待学习过程中的各个环节
训练任务
子任务
训练项目
能力目标
知识目标
可展示的成果
学时
2．1齿轮加工方法的选择
1、齿轮加工方法的选择
1、能够进行齿轮加工工艺分析；
2、能够正确选用钻孔、扩孔、铰孔、锪孔的方法；
3、能够选择齿轮加工方法；
4、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、会分析齿轮加工工艺；
2、会分析齿轮零件图；
3、知道齿轮加工的方法；
4、知道钻孔、扩孔、铰孔、锪孔的方法。
5、了解攻（套）螺纹。
齿轮加工方法选择成果展示
齿轮工艺路线拟定成果展示
4学时
2．2机床夹具的初步设计
1、机床夹具的初步设计
1、能够分析夹具所限制工件的自由度；
2、能够进行工件定位情况分析；
3、了解定位基准面；
4、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、熟练掌握六点定位原理；
2、会进行工件定位情况分析；
3、了解定位基准面。
齿轮加工时，定位选择成果展示
4学时
2．3定位元件的选择
1、定位元件的选择
1、能够进行齿轮及相关零件加工时定位元件的选择；
2、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、知道定位元件的应用。
齿轮加工时，定位元件选用成果展示
4学时
2．4夹紧装置的选择
1、夹紧装置的选择
1、能够进行齿轮及相关零件加工时夹紧装置的选择；
2、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、掌握夹紧装置的作用和分类；
2、掌握机械加工定位夹紧装置等的选择。
齿轮加工时，夹紧装置选用成果展示
4学时
2．5机床设备的选择
1、机床设备的选择
1、能够根据零件加工特点进行机床设备的选择；
2、了解铣床、磨床、钻床的结构及应用；
3、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、了解铣床及铣削；
2、了解磨床；
3、了解钻床的结构原理及应用。
齿轮加工时，机床设备选择成果展示
2学时
2．6常见加工刀具的选择和使用
1、常见加工刀具的选择和使用
1、能够根据加工零件的特点进行切削刀具的选择；
2、能够阅读并理解有关的英文术语。
1、了解切削刀具材料；
2、知道金属切削过程的基本规律；
3、了解铣刀、砂轮、齿轮加工刀具、挤压工具、研具、抛光轮；
4、了解麻花钻、扩孔钻、铰刀、深孔钻、扁钻、锪孔钻、中心钻。
齿轮加工时，切削刀具选择情况展示
零件加工工艺编制任务完成情况、任务单完成情况展示
4学时
教学
资源
书面材料：
《模具零件普通机加工》教材、任务书
网络资源：
教
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