工艺与夹具设计课程标准机制.docx

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工艺与夹具设计课程标准机制

《机械加工工艺与夹具设计》课程标准

课程名称：

机械加工工艺与夹具设计计划学时：

84学时

适用专业：

机械制造与自动化开设学期：

第五学期

制订：

成佳审定：

石亮婷

一、前言

1.课程性质

本课程是高等职业技术学院机械制造类专业的一门应用性较强的专业必修课。

该课程主要以机械制造工艺学的基本理论为基础，有机融合了金属切削加工的基本知识、常用机床夹具的基本知识、机械加工工艺规程的制定、典型零件的加工工艺的编制及常用的工艺装备的设计等内容而建设的一门综合性课程。

2.课程设计思路

本课程设计思路是按实际的机械制造工作为主线，以完成某一具体任务为驱动，并以完成此具体工作任务的过程为导向进行课程设计。

具体思路是：

职业岗位群→职业综合能力要求→专业培养目标→知识、能力、职业素质要求→课程教学目标→课程教学内容→课程教学方法→课程教学手段。

本课程坚持以强化学生机械加工工艺制定和实施能力为主线，结合国家相关职业标准和机械加工业职业岗位群所需的基本职业素养、操作技能与技术应用能力的培养要求，以工学结合、项目教学为主要手段、以职业能力培养为核心，教学方式采用以任务驱动、项目导向的学训结合教学形式，实现教、学、做、工一体化。

（1）以项目（实训实验过程）为导向整合、序化、优化教学内容，确定教学目标。

结合生产实际和学生特点和本院教学条件，在教学内容、教学体系、教学秩序上源于教材又不完全等同于教材，将教学内容整合为项目，通过“两大环节”（理论教学与实践教学）将对学生的“知识、能力和素质”培养目标结合在一起，增强教学内容的针对性、适用性和实用性。

（2）以任务为驱动组织教学资源，确定教学内容，组织教学。

以项目为导向，每一个项目又分为若干个又针对性的学习任务，一任务来驱动，教师在课前需要大量的准备工作（寻找参考资料、收集案例、视频音频资料），然后选择最佳教学方法、手段，确定实践教学方案，才能更好地展开教学活动。

（3）以追求时效性为目的的组织课堂教学，开展课外教学，选择教学方法。

注重学生“学”和“做”的过程，这是理论教学和实践教学、课堂教学和课外教学所要实现的。

任何一种教学发难和教学手段都必须围绕教学目标（任务）而选择。

二、课程目标

培养目标是面向工业企业所急需的高素质、技能型的工程技术应用人才。

通过三年的基础理论、专业知识的培养及专业技能的训练，使学生成长为具有高职层次德、智、体、美全面发展，具有制订中等难度零件加工的工艺规程、分析和解决机械制造中质量问题的能力和设计简单的机床夹具的能力等核心能力，能够从事机电一体化设备的使用和技术管理工作的高级技术应用型专门人才。

1.专业能力目标

通过对如下各项目的实施，使学生掌握制订中等难度零件加工的工艺规程、分析和解决机械制造中质量问题的能力和设计简单的机床夹具的能力。

主要有：

（1）具备查阅切削加工过程中的各种工艺参数和图册的基本能力。

（2）具备实施机械加工工艺规程的能力。

（3）具备常用机床夹具的设计的基本能力。

（4）掌握机械产品装配常用的方法及选择。

2.方法能力目标

（1）具有较好的表达能力和沟通能力；

（2）具备终生学习、分析问题和解决问题的能力；

3.社会能力目标

（1）具有良好的职业道德及爱国创业精神；

（2）具有良好的团队协作精神；

（3）具有目标追求毅力。

（包括职业定位、个人规划、挫折承受力等专业必备素质）

三、课程内容

1.学习情境安排及课时分配表

学习领域

学习情境

项目

序号

项目名称

分配

学时（H）

情境一金属切削原理

子情境1

金属切削条件的合理选择

2

子情境2

金属切削过程的物理现象

2

子情境3

刀具磨损与刀具耐用度

2

子情境4

工件材料的切削加工性

2

情境二金属切削加工

子情境1

车削加工

4

子情境2

铣削加工

4

子情境3

磨削加工

4

子情境4

齿轮加工

4

情境三机械加工质量

子情境1

影响机械加工精度的因素

4

子情境2

机械加工精度的综合分析

4

子情境3

影响机械加工表面质量的因素

4

子情境4

提高机械加工表面质量的途径和方法

4

情境四机械加工工艺规程的制订

子情境1

机械加工工艺规程的准备

2

子情境2

机械加工工艺路线的拟定

4

情景五典型零件加工

子情境1

轴套类零件的加工

4

子情境2

箱体类零件的加工

4

子情境3

圆柱齿轮的加工

4

情景六机床夹具设计基础

子情境1

工件在夹具中的定位

2

子情境2

定位误差的分析与计算

4

子情境3

典型机床夹具的设计

4

子情境4

专用夹具的设计方法

4

情景七装配工艺

子情境1

装配方法

4

子情境2

装配工艺规程的设计

4

情景八先进制造技术

子情境1

计算机辅助和综合自动化技术

2

子情境2

计算机集成制造系统；

2

总计

84

2.学习情境设计

情境一金属切削原理

课时:

8H

理论:

8H

实践:

教学目标

教学载体

基本要求：

1.掌握切削运动、切削用量、刀具几何参数的概念

2.理解刀具磨损的原因与影响刀具耐用度的因素、金属切削条件的合理选择。

较高要求:

1.金属切削过程的物理现象、工件材料的切削加工性。

车床实训室

教学内容

教学方法建议

基本内容:

拓展内容：

子情境1

金属切削条件的合理选择

（1）制造技术与社会发展的关系；

（2）概括的阐述零件成形的方法。

1.分组讨论

2.理论讲授

子情境2

金属切削过程的物理现象

（1）掌握切削加工过程中的基本理论；

（2）了解金属切削过程中主要物理现象、变化规律及其控制方法；

1.分组讨论

2.理论讲授

子情境3

刀具磨损与刀具耐用度

（1）掌握刀具静止角度的标注方法；

（2）掌握刀具几何角度的合理选择、切削用量的合理选择。

（1）了解刀具工作家督的计算方法。

1.分组讨论

2.理论讲授

子情境4

工件材料的切削加工性

（1）了解金属切削过程中主要物理现象、变化规律及其控制方法；

（1）了解金属切削过程中主要物理现象的控制方法。

1.分组讨论

2.理论讲授

情境二金属切削加工

课时:

16H

理论:

6H

实践:

10H

教学目标

教学载体

基本要求：

1.理解CA6140车床的结构、运动，车刀的种类及应用，车削加工内容；X6132铣床的结构、运动，铣刀的种类及应用，车削加工内容；砂轮的特性，M1432A磨床的结构、运动，磨削加工内容；

2.了解金属切削机床的分类、机床型号的编制方法、金属切削机床的运动

较高要求:

1掌握车削加工的特点，铣削加工的特点，磨削加工的特点；

2切削机床的性能；齿轮加工的方法，齿轮加工机床，齿轮加工刀具；其他切削加工的方法；特种加工方法。

车床、铣床、磨床

教学内容

教学方法建议

基本内容:

拓展内容：

子情境1车削加工；

（1）了解车削加工的范围、加工精度及加工的工艺特点；

（2）了解车床的型号、组成、机械传动等；

（3）了解车刀的组成、结构、分类及用途等；

（4）掌握普通卧式车床的各种操作；

（5）掌握工件装夹的各种方法及外圆、内孔、端面、螺纹等的加工；

（1）独立编写一般零件的车削加工工艺和操作完成一般零件车削加工

1.分组讨论

2.理论讲授

3.案例教学

4.任务驱动

子情境2铣削加工；

（1）了解铣床的名称、型号的含义，主要组成部分及其作用。

（2）了解铣床的主要运动和进给运动的概念及其操作方法。

（3）了解铣床的维护保养方法和安全操作规程。

（4）了解铣刀的种类及用途。

（5）了解圆柱铣刀、端铣刀及立铣刀的安装方法。

（6）了解螺旋齿铣刀的结构特点。

（7）了解铣削加工的特点及范围，达到的精度和粗糙度。

（1）了解铣螺旋槽的原理和方法。

（2）掌握铣平面和沟槽的加工方法。

1.分组讨论、实践

2.理论讲授

3.任务驱动

子情境3磨削加工；

（1）了解磨削加工的特点及加工范围

（2）了解磨床的种类及用途；

（3）了解砂轮的特性、种类、使用及正确选择；

（4）了解新的磨削方法和工艺；

（1）掌握平面磨床及万能外圆磨床上工件的装夹方法、加工方法、主要形面的加工；

（2）独立操作完成平面、外圆加工的基本技能。

1.分组讨论、实践

2.理论讲授

3.任务驱动

子情境4齿轮加工；

（1）了解齿轮加工的特点及加工方法

（2）了解齿轮的种类及用途；

（4）了解齿轮加工的工艺；

（1）掌握齿轮加工的装夹方法、加工方法、主要形面的加工。

1.分组讨论、实践

2.理论讲授

3.任务驱动

情境三机械加工质量

课时:

16H

理论:

10H

实践:

6H

教学目标

教学载体

基本要求：

1.掌握机械加工精度、加工误差的概念；。

2.理解获得机械加工精度的方法、提高机械加工表面质量的途径和方法。

较高要求:

1.了解影响机械加工表面质量的因素。

测量工具、刀具

教学内容

教学方法建议

基本内容:

拓展内容：

子情境1影响机械加工精度的因素；

1加工原理误差

2机床的几何误差

3刀具、夹具的制造误差及磨损

4定位误差

5工艺系统受热变形引起的误差

6工艺系统受力变形产生的误差

7工件残余应力引起的误差

8调整误差

9测量误差

1.分组讨论

2.理论讲授

3.案例教学

4.任务驱动

子情境3影响机械加工表面质量的因素；

1、切削加工影响表面粗糙度的因素

2、工件材料的性质

3、磨削加工影响表面粗糙度的因素

1、影响加工表面层物理机械性能的因素

1.分组讨论、实践

2.任务驱动

子情境4提高机械加工表面质量的途径和方法。

1、刀具方面

2、工件材料方面

3、切削条件方面

4、加工方法方面

1、减少加工表面层变形强化和残余应力也能提高加工表面质量

1.分组讨论、实践

2.任务驱动

情境四机械加工工艺规程的制订

课时:

6H

理论:

6H

实践:

教学目标

教学载体

基本要求：

1.掌握毛坯的选择方法，掌握定位的选择方法；

2.理解工艺规程制订的原则和步骤；表面加工方法的确定。

较高要求:

1.了解机械加工工艺过程的组成、机械加工的生产类型及工艺特征；

2.基准及其分类，加工顺序的安排。

多媒体课件

教学内容

教学方法建议

基本内容:

拓展内容：

子情境1机械加工工艺规程的准备

（1）了解毛坯的选择；

（2）掌握工件定位基准的选择原则及合理选择；

（3）掌握“工艺尺寸链原理”并进行工序尺寸及其公差的计算方法；

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

4.任务驱动

子情境2机械加工工艺路线的拟定

（1）掌握工艺路线拟订的原则和步骤及零件加工工艺规程编制的一般方法；

（2）掌握典型零件的加工工艺的编制方法；

（3）具备实施机械加工工艺规程的能力。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

情境五典型零件加工

课时:

12H

理论:

2H

实践:

10H

教学目标

教学载体

基本要求：

1.掌握典型零件材料及毛坯的选择；典型零件加工工艺过程分析。

2.理解典型零件的主要技术要求；零件加工中主要的工艺问题。

较高要求:

1.了解典型零件的功用和种类；

2.典型加工工艺规程的制订。

各种加工机床

教学内容

教学方法建议

基本内容:

拓展内容：

子情境1

轴套类零件的加工；

1.轴套类加工介绍

2.轴套类加工细节

3.确定装夹方案

1、轴类零件的数控加工。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

4.任务驱动

子情境2

箱体类零件的加工；

1.箱体类加工介绍

2.箱体类加工细节

3.确定零件装夹方案

1、箱体类零件的数控加工。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

子情景3

圆柱齿轮的加工。

1.圆柱齿轮加工介绍

2.圆柱齿轮加工细节

3.确定圆柱齿轮装夹方案

1、圆柱齿轮零件的数控加工。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

情境六机床夹具设计基础

课时:

18H

理论:

10H

实践:

8H

教学目标

教学载体

基本要求：

1.掌握夹具的作用和组成；工件定位的基本原理；定位误差及其产生的原因；夹紧装置的组成及基本要求。

2.理解常用的定位方法及所用的定位元件；常见定位方法的定位误差计算；。

较高要求:

1.了解机床夹具分类；典型的夹紧机构；

2.典型机床夹具的设计；专用夹具的设计方法。

各种夹具

教学内容

教学方法建议

基本内容:

拓展内容：

子情境1工件在夹具中的定位；

（1）了解常用定位方法及定位元件的合理选择；

（2）掌握工件夹紧的基本要求及夹紧力确定的原则；

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

子情境2定位误差的分析与计算；

（1）掌握“六点定位原则”及定位误差的计算；

（1）了解典型夹紧机构和动力装置。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

4.任务驱动

子情境3典型机床夹具的设计；

（1）掌握车床夹具的设计要点；

（2）掌握铣床夹具的设计要点；

（3）掌握钻床夹具的设计要点；

（1）掌握组合夹具的设计要点；

（2）了解数控机床夹具的设计要点。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

4.任务驱动

子情境4专用夹具的设计方法。

（1）了解夹具设计的基本要求和步骤；

（2）了解夹具图上应有的标注。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

4.任务驱动

情境七装配工艺

课时:

8H

理论:

4H

实践:

4H

教学目标

教学载体

基本要求：

1.掌握装配精度的的概念；装配尺寸链的计算。

2.理解装配工作的内容；保证装配精度的工艺方法。

较高要求:

1.了解装配工艺规程设计的原则、方法和步骤。

多媒体课件

教学内容

教学方法建议

基本内容:

拓展内容：

子情境1装配方法；

（1）固定连接中可拆卸的固定连接和不可拆卸的固定连接；

（2）活动连接中的可拆卸的活动连接和不可拆卸的活动连接。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

子情境2装配工艺规程的设计。

1、研究产品的装配图及验收技术条件；

2、确定装配方法与组织形式；

3、划分装配单元，确定装配顺序；

4、划分装配工序：

确定各工序的时间定额，平衡各工序的工作节拍。

1、编制装配工艺文件。

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

情境八先进制造技术

课时:

4H

理论:

2H

实践:

2H

教学目标

教学载体

基本要求：

1.了解先进制造技术概念；

2.CAD/CAPP/CAM、柔性制造系统的组成与类型。

较高要求:

1.了解计算机集成制造系统。

模拟加工和设计软件

教学内容

教学方法建议

基本内容:

拓展内容：

子情境1计算机辅助和综合自动化技术；

1.程序库及其建立方法

2.数据库及其建立方法

3.图形库的建立方法

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

4.任务驱动

子情境2计算机集成制造系统；

1.夹具元件图形的编目与检索

2.图形的拼接

3.绘图步骤

1.理论讲授

2.分组讨论

3.案例教学

4.任务驱动

四、课程教学条件

1.教师职业条件

教师应当具备机械类专业高校教师职业资格，有丰富的工程教学实践经验，具备机床电气控制的设计安装记忆维修能力，具备PLC相关自动控制的相关通道、接线的设计能力，具备PLC程序的设计与变更的能力。

2.校内实训条件

校内建设有电力拖动实训室和PLC实训室，能够分别满足机床电气控制的相关实训和PLC多项特例的相关实训内容。

3.校外实训条件

本课程的实施要在机械制造行业建有校外实训基地，并聘请有企业专家和一线人员为兼职教师，为完成本课程工学结合的教学实施提供保障。

五、课程考核

本课程是基于工作过程的系统化课程，课程的考核分为工作过程考核和综合任务考核两大部分，考核内容涵盖工作态度、工作方法、信息的获取能力、信息的处理能力、信息的应用能力、创新能力、团队协作能力、相互沟通能力、社会责任意识、评价自我和他人的能力、工作过程的处置能力、工作任务的完成的进展情况等，以工作方法、信息的获取、处理、应用能力、工作过程的处置能力、工作任务的完成的进展情况为考核重点，每个子情境为一个考核单元，逐步积累为本课程综合成绩。

具体权重见下表。

学习

领域

学习情境

子情境（或项目）

工作过程考核评价

综合任务考核评价

分值

%

权重

考核

方式

分值

%

权重

考核方式

情境一金属切削原理

子情境1

金属切削条件的合理选择。

1

1

完

成

任

务

完

成

任

务

0.5

0.5

以

考

试

为

依

据

子情境2

金属切削过程的物理现象；

2

2

0.5

0.5

子情境3

刀具磨损与刀具耐用度；

2

2

1

1

子情境4

工件材料的切削加工性；

2

2

1

1

情境二金属切削加工

子情境1

车削加工；

2

2

1.5

1.5

以

试

验

为

依

据

以

考

试

为

依

据

子情境2

铣削加工；

2

2

1.5

1.5

子情境3

磨削加工；

2

2

1.5

1.5

子情境4

齿轮加工；

2

2

1.5

1.5

情境三金属切削刀具

子情境1

影响机械加工精度的因素；

4

4

2

2

子情境2

机械加工精度的综合分析

2

2

2

2

子情境3

影响机械加工表面质量的因素；

2

2

2

2

子情境4

提高机械加工表面质量的途径和方法。

2

2

2

2

情境四典型表面加工方法

子情境1

机械加工工艺规程的准备；

1

1

0.5

0.5

以

考

试

为

依

据

子情境2

机械加工工艺路线的拟定。

2

2

1

1

情景五机械加工工艺规程

子情境1

轴套类零件的加工；

2

2

1

1

子情境2

箱体类零件的加工；

2

2

1.5

1.5

子情境3

圆柱齿轮的加工。

2

2

1

1

情景六工件的定位和夹紧

子情境1

工件在夹具中的定位；

1

1

0.5

0.5

以

试

验

为

依

据

子情境2

定位误差的分析与计算；

2

2

2

2

子情境3

典型机床夹具的设计；

10

10

6

6

子情境4

专用夹具的设计方法。

2

2

2

2

情景七

典型机床夹具

子情境1

装配方法；

2

2

0.5

0.5

以

考

试

为

依

据

子情境2

装配工艺规程的设计。

2

2

1

1

情景八专用夹具的设计

子情境1

计算机辅助和综合自动化技术；

2

2

2

2

以

试

验

为

依

据

子情境2

计算机集成制造系统；

2

2

2

2

合计

60

60%

40

40%

学习领域课程总成绩=Σ项目考核实得分＋综合任务考核实得分

五、课程实施建议

1.课程组织形式：

本课程的理论内容采用课堂教学形式，对实践训练内容结合生产任务采用现场教学形式、到企业顶岗等组织形式。

本课程是一门实践性很强硬的专业能力课程。

除理论课学习外，应特别加张课程设计、工艺实习、现场教学等过程的教学工作，同时注意和机加工实习内容的衍接，注重理论与实践的结合性教学探索，培养学牛对所学知识的实际应用能力。

2.教学方法：

机械制造工艺与装备涉及到的内容和知识而较广，在教学工作中应注意突出重点，多采用实例讲解，提高学生的学习兴趣，扩大学生在本学科领城的知识面。

尤其应注重对零件的工艺编制、定位夹紧方案的确定等方面的练习，充分发挥学生的想象力，培养学生分析、解决问题的能力。

本课程教学方法与教学手段改革所遵循的基本原则是：

有利于理论与实践的紧密结合；有利于学生职业技能的提高；有利于学生对基本理论的理解和掌握；有利于学生职业素质的养成。

教学方法主要有：

项目化教学、现场教学、课堂讨论法、案例法等，还安排学生到生产第一线去锻炼，请工厂技术人员和工人师傅做指导，使学生了解产品的加工工艺和工厂的生产管理情况，开阔视野，提高感性认识，也培养学生的职业素质。

六、教材使用建议

1.选用教材

本课程教材的选用要体现本课程的性质、价值、基本理念、课程目标以及内容标准。

要求是基于工作过程的一体化教材，最好用结合本校实际内部和外部教学具体条件的一体化教材，教材必须是开放性的并且结合教学条件不断更新，基本内容符合国家和机械行业相关规范。

2.参考资料

1.教材

《机械制造技术》王道宏主编浙江大学出版社

2.参考书

[1]机械制造工艺学。

王信义主编，北京理工大学出版社1990年出版。

[2]机械械制适技术。

黄鹤汀主编，机械工业出版社2002年出版。

[3]机械加工技术。

王明耀主编，机械工业出版社2002年出版。

七、有关说明

1.课件资源

（1）借助多媒体的先进教学手段，利用动画、立体造型等形象方法；

（2）实现网络资源共享，供学生自主学习；

（3）知识结合本教材，利用各类机加工实训使学生独立操作，完成相关设计项目。

2.教材编写计划

结合企业岗位技能需求，使学生掌握机制加工工艺及夹具的综合应用能力。

达到高技能人才的水平。

教材编写围绕基于企业生产工作过程，适应机加工工艺应用型人才的培养要求而编写的，高度重视实践教学环节，实践性较强。