机械制造技术基础课程设计指导书全解教学文案.docx
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机械制造技术基础课程设计指导书全解教学文案
《机械制造技术基础》课程设计指导书
2016年6月11日
陕西科技大学机电工程学院
课程设计前请认真阅读本指导书
1、课程设计的指导思想和方法
本次课程设计，以问题为导向，学生通过自主、小组的方式，学习、研讨完成典型零件的机械加工工艺设计任务，所涉及的主要内容：
零件、加工要求分析，机床、刀具、量具的选用、切削参数的选择、装夹方案设计、工艺过程、工序卡的设计等。
按照“完整行动模式”，分阶段、按步骤完成各小组课程设计任务。
“完整行动模式”的内容为：
1.资讯
学生结合设计题目，根据提供的参考资料和网络资源，各小组完成以下内容：
资料、信息收集，学习，归纳，分析、进行研讨总结。
2.计划
明确课程设计的任务和要求，通过”头脑风暴“，研讨工艺设计方案，小组工作计划。
主要内容：
工艺分析、提出方案（建议最少3种以上），任务分析、分解，明确每个同学的任务、主要的时间节点划分，
3.决策
小组将制订的工艺方案与指导教师进行讨论，确定最终工艺方案，再次明确小组课程设计的工作内容，小组分工和每个学生的任务，完成各阶段任务的时间节点。
4.实施
按照小组分工，通过协作完成课程设计任务，并对存在的问题首先小组研讨，提出解决方法，并接受指导教师的答疑。
按照标准，完成工艺分析、毛坯设计、工艺过程、工艺卡设计等各项工作，并做好讨论记录。
5.检查、评估
小组首先对照任务进行自查，相互检查，并完成个人和小组总结，提交讨论记录和个人总结。
指导教师和学生分别对课程设计的实施工程和结果进行评估，包括对前面各个环节的执行情况，设计完成质量的基本情况等。
2、课程设计的内容
机械制造基础课程设计是在学完了机械制造技术基础之后进行的下一个教学环节。
它一方面要求学生通过设计获得综合运用所学过的课程进行工艺和结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。
1.课程设计的相关技术资料：
1）刀具、定位装夹等方面的相关国家标准文件；
2）机床夹具设计手册上海科学技术出版社2000（电子版）；
3）机械加工工艺师手册机械工业出版社2002（电子版）；
4）机械制造技术基础、工程材料与热处理、材料成型基础等相关教材；
5）《机械制造技术基础课程设计指南》化学工业出版社2007
6）学生还可通过网络、图书馆等查询车工、铣工、磨削加工等方面的资料。
例如：
《铣工技术》、《车工技术手册》
2.课程设计任务涉及的主要设备
序号
设备名称
型号
生产厂家
存放位置
1
弓锯床
G72
连云港机床厂
2B103
2
数控车床
CJK6140A/750
广州机床厂
2B103
3
数控车床
G210
广州机床厂
2B103
4
车床
C6132A1/500
广州机床厂
1A地下室
5
立式升降台铣床
XA5032
北京第一机床厂
2B103
6
卧式万能铣床
X62W
北京第一机床厂
2B103
7
数控铣床
XK5032C
南通纵横国际股份
2B103
8
数控铣床
vbz900cnc
深圳帝马有限公司
2B103
9
立式加工中心机
V-40
杭州丽伟
2B103
10
牛头刨床
B665
佳木斯金属材料加工厂
2B103
11
轻便龙门刨床
BQ2010
湖北沙羊机床厂
2B103
12
数字显示卧式镗床
TX611B
汉川机床厂
2B103
13
卧轴矩台平面磨床
M7130
哈尔滨第一机床厂
2B103
14
外圆磨床
M1332E/75C
北京第二机床厂
2B103
15
立式钻床
Z535
常州机床厂
2B103
16
摇臂钻床
Z3040X16
保定钻床厂
2B103
17
插齿机
Y5120A
南机第二机床厂
2B105
18
五轴加工中心
DMG650
德马吉公司
2B102
注：
根据加工要求，可选择表中未列出的机床
3.设计任务类型
根据教学计划和教学大纲的要求，结合学生学习的实际情况，本次课程设计的任务内容如下：
1）轴类零件加工工艺规程设计
本任务选择典型轴类零件，完成以下内容：
（1）该零件的结构、技术要求分析，完成零件图；
（2）确定该零件的毛坯来源方式，热处理方法，加工阶段划分、绘制毛坯图；
（3）零件工艺方案分析，确定总体工艺路线，完成工艺过程卡、工序卡一套；
（4）选择恰当的加工设备、刀具、切削参数和零件装夹方法，完成选定工序的夹具装配图和零件图各一张（机设专业）；三维图选作。
（5）确定尺寸精度和表面质量的测量方法。
学生分组后，通过查阅资料或提出问题，合作解答表1所列问题：
表1零件加工方案讨论
序号
问题
解答
1
主要表面的加工方案？
2
轴类零件的位置精度主要是什么？
如何保证？
3
轴类零件的装夹方法主要有：
三爪卡盘装夹、一夹一顶装夹、双顶尖装夹，在该零件加工中应该如何确定装夹方式？
4
为什么磨床上采用双顶尖装夹方法，比较车床、磨床的顶尖有何不同？
5
螺纹切削的方法有哪几种，本零件如需加工螺纹，使用哪种方法？
6
确定螺纹加工前工件直径、螺纹刀最终进刀尺寸、切削次数和切削量
7
螺纹加工程序段中的导入长度和切出长度如何确定？
8
轴类零件选择毛坯需要考虑哪些因素？
本零件应该选择何种毛坯？
9
轴加工划分为那几个阶段，是否需要安排热处理，如果需要安排在哪个阶段后比较合理，为什么？
10
外圆粗车、精车对刀具有何要求？
11
粗车、半精车、精车的加工余量如何确定？
12
中心孔是否需要进行研磨，为什么？
13
磨削余量主要受哪些因素影响，决定因素是哪一个？
为什么？
14
键槽加工中，其加工余量需要考虑什么因素？
15
如何根据台阶轴尺寸精度和表面粗糙度选择量具？
16
外圆和端面跳动量如何测量？
17
键槽对称度如何测量？
18
车床、磨床常用工件装夹方案如何实现定位原理和夹紧？
19
工序图应当包含哪些元素，三爪卡盘、顶尖在工序图中如何表示。
20
分析虎钳装夹工件的定位原理和类型。
2）盘套类零件加工工艺规程设计
盘套类零件分为盘类零件和套类零件。
盘类零件主要由端面、外圆、内孔等组成，一般零件直径大于零件的轴向尺寸，如法兰盘、端盖等。
盘类零件一般用于传递动力、改变速度、转换方向或起支承、轴向定位或密封等作用。
本任务选择典型盘套类零件，完成以下内容：
（1）说明盘套类零件的结构特点、作用，技术要求，绘制零件图；
（2）确定盘套类零件的毛坯选择、毛坯尺寸，绘制毛坯图；
（3）选择内外表面加工刀具和切削用量，确定工艺过程、编制工艺文件，填写工艺过程卡和工序卡一套；
（4）确定零件加工的装夹方法，完成选定工序的夹具装配图和零件图各一张（机设专业）；三维图选做。
（5）能根据零件的精度选择合理的测量工具和方法。
学生分组后，通过查阅资料或提出问题，合作解答表2所列问题：
表2零件加工方案讨论
序号
问题
解答
1
轴承套主要加工表面的加工方案？
（考虑其尺寸精度等级和表面质量要求）
2
盘套类零件的位置精度主要是什么？
如何保证？
常用哪些方法进行质量检测？
3
盘套类零件的装夹方法主要有：
三爪卡盘装夹、内孔心轴装夹、专用夹具装夹等，在该零件加工中应该如何确定装夹方式？
4
盘套类零件在装夹时，由于内孔较大，壁厚较薄，如何解决刚性不足的问题？
5
零件内孔怎样确定，是否选择在毛坯制作时进行加工？
6
盘套类零件选择毛坯需要考虑哪些因素？
本零件应该选择何种毛坯？
7
轴承套加工划分为哪几个阶段，是否需要安排热处理，如果需要安排在哪个阶段后比较合理，为什么？
8
外圆和内孔粗车、精车对刀具有何要求？
外表面切槽和内孔切槽刀具如何选择？
9
外圆、内孔各阶段加工的加工余量如何确定？
10
内孔如果需要通过钻铰工艺进行加工时，如何进行装夹？
刀具如何选择？
11
轴承套内孔槽加工时，其尺寸如何保证？
12
如何确定毛坯尺寸？
其和各工序余量有什么关系？
13
如何根据零件尺寸精度和表面粗糙度选择量具？
14
外圆和内孔的同轴度如何进行测量？
15
对比外圆和内孔定位的特点，如何确定优先加工表面？
16
如果希望尽可能减少装夹次数，在工艺安排上应该如何考虑？
19
工序图应当包含哪些元素，三爪卡盘、顶尖在工序图中如何表示。
20
分析一夹一顶组合装夹工件的定位原理和类型。
3）齿轮类零件加工工艺规程设计
本任务选择典型齿轮类零件，完成以下内容：
（1）掌握圆柱齿轮类零件的加工方法；
（2）分析齿轮零件的加工要求，绘制零件图；
（3）选择零件的毛坯形式、确定毛坯结构与尺寸，完成毛坯图；
（4）确定各工序加工的切削用量和工序余量及尺寸，编制齿轮类零件的工艺规程，填写工艺过程卡和工序卡一套；
（5）确定零件的装夹方案，绘制选定工序的夹具装配图和零件图各一张（机设专业）；三维图选做。
（6）选择加工所用的各类刀具和加工设备；
（7）能根据零件的精度选择合理的测量工具和方法。
学生分组后，通过查阅资料或提出问题，合作解答表3所列问题：
表3零件加工方案讨论
序号
问题
解答
1
渐开线齿轮的主要技术参数有哪些？
需要测量哪些精度项目，如何检测？
2
盘形齿轮和齿轮轴主要表面的加工方案？
（考虑其尺寸精度等级和表面质量要求）
3
齿轮零件常见的位置精度要求是什么？
如何保证？
常用哪些方法进行检验？
4
齿轮零件的主要技术要求有哪些？
5
齿坯一般采用什么方法进行加工？
6
齿轮零件在选择毛坯时需要考虑哪些因素？
上述两个零件的毛坯该如何选择？
毛坯的结构尺寸如何确定？
7
上述零件的定价基准应该如何确定？
8
盘形齿轮和齿轮轴在加工时其加工阶段如何划分？
热处理如何进行安排？
9
图示零件在齿坯加工中使用何种刀具？
齿形加工时使用哪种方法最合理？
刀具如何确定？
10
齿面是否进行硬化处理对齿轮精加工方法有什么影响？
11
各加工工序的加工余量、工序尺寸如何确定？
12
零件如果采用内孔定位，其内孔应该如何加工？
13
如何选择加工时的粗、精定位基准？
14
零件加工中会用到哪些量具？
15
两个零件的跳动公差如何保证？
16
零件在加工齿形时，通常会出现过定位现象，如何保证其加工精度？
17
由于零件生产类型均为成批生产，在确定工艺方案时需要考虑哪些因素？
如何确定工序的集中程度？
19
工序图应当包含哪些元素，三爪卡盘、顶尖在工序图中如何表示。
20
分析一夹一顶组合装夹工件的定位原理和类型。
3、
设计规定
1.设计要求
生产纲领为成批生产。
设计的要求包括以下几部分：
1）零件图一张
2）毛坯图一张
3）机械加工工艺卡片、工序卡片一套
（注：
小组内每人选择不同的工序进行计算，其余工序图只要求完成工序简图的正确绘制）
4）工艺装备设计一套（仅限机设专业）
5）课程设计说明书一份
2.时间安排
按照教学计划规定，机械制造基础课程设计总学时数为1.5周，其进度和完成所需时间大致如下：
1）机设131-5班：
资料收集、方案确定、任务分工约占10%
熟悉零件，画零件图约占10%；
确定毛坯类型和尺寸，绘制毛坯图约占15%
选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺卡片、工序卡片约占25%
工艺装备设计（画总装图及主要零部件图）约占25%
编写设计说明书约占15%
2）其他专业班级：
资料收集、方案确定、任务分工约占10%
熟悉零件，画零件图约占5%；
确定毛坯类型和尺寸，绘制毛坯图约占20%
选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺卡片、工序卡片约占45%
编写设计说明书约占20%
3.课程设计相关规定
1）零件图应按机械制图国家标准仔细绘制，除特殊情况经指导教师同意外，均按1：
1比例画出。
2）绘制毛坯图时，要求毛坯轮廓用粗实线绘制，零件的实体尺寸用双点画线绘出，比例取1：
1。
同时应在图上标出毛坯的尺寸，公差，技术要求，毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等。
3）填写机械加工工艺卡片及工序卡片。
卡片的格式分别附件。
工序简图可按比例缩小，图中的加工表面用粗实线表示。
对定位、夹紧表面应规定符号标明。
最后，应标明加工表面在本工序加工后的尺寸、公差及表面粗糙度。
4）工序简图中的定位、夹紧符号应符合机械工业部标准的规定。
5）要求学生为给定加工零件设计所必须的夹具夹具1套。
具体的设计项目可根据加工需要由学生本人提出并经指导教师同意后确定。
6）夹具图绘制时，要求按1：
1的比例画夹具总装图。
被加工零件在夹具上的位置，要用双点画线表示，夹紧机构应处于“夹紧”的位置上。
7）学生在完成上述全部工作之后，应将前述工作依先后顺序编写设计说明书一份。
要求工整，语言简练，文字通顺。
4、课程设计的组织与实施
课程设计以小组为单位完成，认真对待、按时完成，需要做好平时小组讨论记录，平时答疑、考核，资料提交。
（参见毕业设计相关文件）
1.分组：
自由分组，每组3-4人，设立组长。
2.选择题目（不重复）、明确课程设计要求。
3.课程设计开始，提交小组成员分工（班长完成），填写表4。
整个班级小组答疑顺序（班长完成），和进度安排（小组完成）；答疑时，按照小组顺序，错时答疑，教师根据小组进度和完成质量与学生协商，评定每次成绩。
表4任务确认工作单
零件名称
材料
数量
完成日期
小组序号
签名
任
务
分
配
任务名称
小组序号
小组负责人签名
教师审核签名
日期
在工艺设计中，分析可能出现的问题，明确零件精度的检测方法，判断前期毛坯、定位基准、加工方法等是否合理，填写任务实施评估工作单，如表5所示。
表5任务实施评估工作单
零件名称
材料
数量
完成日期
小组序号
签名
评
估
内
容
评价项目
判断合理性及改进措施
小组序号
毛坯类型及毛坯尺寸
定位基准的选择
装夹方案
加工方法、加工设备
工序余量，切削参数
工序尺寸与公差设计
工艺过程设计
5、
课程设计的提交与考核
1.提交资料
个人提交：
个人总结（手写），文件（装入课程设计档案袋）
个人总结包含以下内容：
对小组的贡献、个人体会（收获，不足和改进建议）。
文件：
说明书（手写）、图纸、工艺卡片、工序卡片
小组提交：
课程设计讨论记录、个人对小组课程设计贡献大小的排名顺序。
2.课程设计考核
成绩由课程设计过程成绩、小组自评成绩、设计报告三部分组成。
成绩评定，本评价体系沿用传统的百分制教学评价标准，以便使任务教学与其他课程教学评价的标准一致，便于与学生的信息系统录入，成绩排名等教学管理环节形成很好的衔接。
评价方式有教师评价、学生自评、小组互评三种，具体内容如表6、7、8所示，具体计算方法如下：
为评分等级系数，优，良，中，差四个等级的系数分别为1.0，0.8，0.6，0.4，Mi代表各指标的分值；学生的综合成绩由学生自评，小组互评以及教师评价的结果共同决定，它们分别以M1，M2，M3表示，其评价权重分别为0.2、0.3、0.5；学生综合成绩的计算:
M=0.2*Ml十0.3*M2+0.5*M3。
表6自我评价表
姓名
班级
小组代号
任务名称
活动时间
序号
评价指标
分值Mi
评分等级Ki
（优、良、中、差）
1
我能够理解任务的设计标准和要求
10
2
我能够在小组讨论时提出有价值的意见或建议
10
3
我能够积极地承担起小组分配的任务，不推却、不逃避
10
4
我在完成任务时能够有意识地回想学过的知识，并应用到课程设计中
10
5
我能够按时完成小组分配的任务
10
6
我任务完成的质量得到了小组成员的认可
10
7
我能够条理清晰的对我完成的工作任务进行陈述和总结
10
8
我能够尊重他人的观点，并以同学能够接受的方式表达自己的观点
10
9
我能够为遇到困难的小组成员提供合理的建议，帮助他顺利解决问题
10
10
我能够将活动中获得的经验、教训及时记录下来，并确定自己有所收获
10
合计得分
表7小组互评表
评价对象
所在班级
小组代号
任务名称
活动时间
序号
评价指标
分值Mi
评分等级Ki
（优、良、中、差）
1
该小组成员对任务的理解准确、到位，并能清晰地表达自己的认识
10
2
该小组成员能够积极参加小组讨论，并能提出有价值的意见和建议
10
3
该小组成员在小组讨论陷入困境时，能够提出创新性的问题解决方案
10
4
该小组成员能够服从小组分配，积极承担自己应完成的任务
10
5
该小组成员能够按时完成小组分配的任务
10
6
该小组成员的任务完成情况符合小组工作的要求和标准
10
7
该小组成员能够条理清晰地对自己完成的工作任务进行陈述和总结
10
8
该小组成员能够与同学和睦相处，没有发生摩擦和矛盾
10
9
该小组成员能够给同学提供合理的建议，帮助其顺矛盾解决工作任务中遇到的问题
10
10
该小组成员能够虚心接受其他同学的意见和建议，并对自己存在的问题进行改正
10
合计得分
表8教师评价表
评价对象
所在班级
小组代号
任务名称
活动时间
评价模块
评价指标
分值Mi
评分等级Ki
（优、良、中、差）
学习态度
（20分）
1
能完整地参加任务活动的全过程，不迟到，不缺席
6
2
能按照教师的要求或小组任务的分配合理安排自己的行动，不做与任务无关的事
6
3
能积极参与小组讨论，与组员友好交流、协商，保证小组活动和谐、有序的进行
8
知识应用
（30分）
1
能指出任务的完成需要运用哪些学过的知识
5
2
能准确描述相关知识的具体内容
8
3
能将相关知识运用于实践，并有效解决实践中遇到的问题
10
4
能运用新知识解决原来未能解决的问题
7
成果展示
（30分）
1
能按时完成任务，并为任务成果展示做好充分准备
4
2
能对成果的形成过程进行介绍和展示，思路清晰、语言简洁流畅、专业词汇表达准确、规范
7
3
作品在质量、结构等方面符合任务的基本要求和规范
7
4
作品有一定程度的创新性，能吸引他人的注意力，或得到大家的一致认可
6
5
能按时提交书面材料，内容充实、完整，形式规范
6
反思能力
（20分）
1
能在活动过程中及时记录下来自己的经验、教训、感想
4
2
能选取有价值的反思成果在展示阶段与其他同学分享
8
3
能按时提交记录活动过程和反思结果的日记
8
合计得分
评价人
附件1说明书目录
1．序言
2.零件的工艺分析（确定工艺特点）
3.确定毛坯
3.1确定毛坯种类
3.2确定加工余量、毛坯尺寸及公差
4.工艺规程设计
4.1定位基准的选择
4.2制定工艺路线
4.2.1表面加工方法选择
4.2.2工艺路线的确定（加工阶段的划分、加工顺序的安排热处理工序、辅助工序的安排）
4.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
4.4加工设备及工艺装备的选择
4.4.1机床的选择
4.4.2夹具的选择
4.4.3刀具的选择
4.4.4量具的选择
4.5切削用量及时间定额的确定（本次设计只确定1道工序的切削用量和时间定额,可采用查表法或计算法确定。
并填写工序的工序卡。
）
5.夹具设计（仅限机设专业）
5.1定位基准选择
5.2切削力及夹紧力计算
5.3定位误差分析
5.4夹具的装配图的说明
6.设计心得体会
7.参考文献
备注：
1.在撰写说明书时，需首先根据自己的设计题目回答指导书中所提出的问题。
2.工艺设计的相关内容结合题目进行。
3.机设专业在说明书中有夹具设计的相关内容。
课程设计说明书
题目：
学生姓名：
学号：
院（系）：
专业：
指导教师：
20年月日
课程设计要求暂行规定
为了保证课程设计质量，特制定本要求：
1、设计要求
课程设计是一必修的实践性教学环节，所有学生必须重视、认真对待，必须按时、保质、保量完成课程设计任务。
遵守设计纪律，严禁抄袭。
对于确认为抄袭的课程设计，一律为不及格，重修时最高分不高于80分。
2、图纸要求
使用计算机软件绘图，注意图纸的标注内容及格式，要求标注完整、规范，结构合理。
为了保证图纸的打印质量，可预先进行一副简单图纸的打印，待取得经验后，再完成后续图纸的设计。
3、说明书要求
除说明书封面打印外，说明书用课程设计专用纸，内容全部手写。
要求字迹工整、清晰，内容详实，分析合理，计算有据，数据可靠。
4、装订要求
课程设计按以下顺序装订成册：
封面、目录、正文、设计体会及今后的改进意见、参考文献；
5、装袋要求
设计任务书、设计说明书、考核表和图纸等装入课程设计专用袋中。
6、平时考核要求：
实行阶段式目标考核，分阶段实施
夹具设计可以采用二维、三维设计，要求每个同学都有不同的零件设计。
每个阶段都以小组为单位进行考核，考核内容包括是否按进度完成、是否达到设计目标，组内成员的相互协作能力。
阶段考核表
7、分组要求
自由、自愿组合，每组选出一名组长，具体工作计划、协调组织由组长负责。
并根据小组的整体完成情况给予一定的加分。
附件3零件加工工艺卡
陕西科技大学机电学院零件加工工艺卡
零件号
材料
毛坯
页码
第共
工序
工序内容
车间
设备型号
夹具
刀具
量具
备注
设计
日期
审核
日期
升级会员 