探索機械製造的教材體系理工論文

1設計總體要求

通過理論教學,使學生在理解機械製造理論知識的同時,瞭解傳統和現代機械加工手段及其對應的工藝裝備,掌握機械製造工藝的編制、機床夾具的三維CAD/CAM、數控程式設計以及零件的製造精度測試方法,培養學生的工程實踐能力和創新意識,為今後的工作和學習奠定堅實的基礎。其目的在於:

①掌握機器零件機械加工工藝規程的一般過程,學會機械加工工藝規程的編制思想和方法。

②通過機械加工專用夾具的設計課題,掌握機床夾具的一般設計方法。

③學會使用有關標準、手冊、圖冊以及其他技術資料,學會分析和解決設計中的各種問題。

④綜合運用所學課程知識,進一步提高機械設計、分析計算、機械製圖、編寫工藝技術檔案及獨立的技術工作能力。

⑤熟悉三維軟體的使用方法,強化三維設計能力的訓練。

⑥熟悉CAPP軟體,學會用CAPP軟體實現計算機輔助工藝的編制。

2設計內容及要求

為保證課程設計質量,達到培養學生機械製造創新能力的目的,課程設計內容包括下述各項:①工藝分析。熟悉零件的結構,用三維軟體對零件建模,並繪出零件二維工程圖;零件的加工工藝審查;設計毛坯,分析計算毛坯餘量,用三維軟體對毛坯建模,並匯出毛坯二維工程圖。

②工藝編制。編制零件的工藝流程,需考慮先進加工裝置的使用;填寫工藝卡片(可使用電子版)。

③夾具設計。設計某道工序使用的`夾具,確定使用專用夾具或組合夾具,進行夾具結構設計;夾具的三維設計與裝配,利用《機床夾具標準件與三維相簿》和《組合夾具標準件與三維相簿》,選取夾具所用的標準零件,並設計繪製非標件;提交夾具的二維工程圖(裝配圖)。

④零件製造。參考所編工藝檔案,指導實驗室完成該零件的加工。

⑤數控加工。對零件進行手工程式設計(或用Mastercam等軟體實現自動程式設計);熟悉數控機床操作面板上各控制鍵的操作(如加工中心、數控慢走絲線切割機床、數控雕刻加工機床、數控電火花成型機);加工模擬或實際加工。

⑥測試實驗。對加工完成後的零件尺寸精度、形狀精度、位置精度等進行測量,提交測量結果報告;把測量結果和零件設計圖比較,分析加工工藝。

3教材內容體系

全書共分8部分。

①總體要求。

②零件工藝分析與毛坯設計。

③工藝規程編制,主要有編制過程、加工方法選擇、熱處理工序安排、工序加工餘量、機床裝置選擇、金屬切削刀具、量具選用、切削液選用、機械加工定位與夾緊、工藝檔案填寫等內容。

④切削用量計算,主要有車削、銑削、孔加工、插削、拉削加工等。

⑤機床夾具設計,主要有夾具設計與計算、夾具結構與繪圖、夾具的公差與配合、夾具零件的公差和技術條件、定位誤差的分析與計算、夾緊力的確定、機床夾具常用定位件、常用夾緊件、其它元件與部件等內容。

⑥計算機輔助工藝過程設計,講解了CAPP概念和CAXA工藝圖表的用法。

⑦典型設計題目與夾具示例,給出了CA6140後托架、法蘭盤、撥叉等幾個典型工件的專用夾具三維圖。

⑧附錄部分給出了軸類、輪盤類、支架類、箱體類、杆叉類等典型工件供學生選用。

4教材特點

4.1針對該課程設計中題目少、多人同題的缺點,選擇了34個常規零件作為參考題目。大部分題目網上資料較少,可有效避免學生拷貝,促使學生認真完成自己的題目。每個零件都用二維圖、三維圖片、三維模型(Pre/E、NX/UG、CATIA、Solidworks)等6種形式給出,方便學生讀懂零件結構,也便於學生進行夾具設計時快速進行三維裝配。圖1、圖2為某零件的三維圖片、Solidworks三維模型。

4.2在工藝規程編制部分,彌補該課程理論教學中金屬切削刀具、量具選用部分的欠缺,編列了孔加工刀具和銑刀的型式和尺寸引數,並給出了三維圖片。量具部分編列了實物類量具(量塊、塞規、塞尺、R規、螺紋規)、卡尺類量具(遊標卡尺、錶盤卡尺、電子卡尺、高度尺)、千分尺類量具(外徑千(百)分尺、內徑千(百)分尺、電子千分尺、槓桿千分尺)、角度類量具(萬能角度尺、萬能角度規)、指示表類量具(百分表、槓桿百分表、內徑百分表、千分表)、形位誤差類量具(水平儀、平臺、平板、方箱)、綜合類量具、可靠度類量具等。

4.3機床夾具設計部分,對機床夾具常用定位件、常用夾緊件、其它元件與部件等詳細列舉了其二維圖、三維模型圖片和有關尺寸資料,V形塊如圖3所示。為配合該部分設計,課題組編寫了《機床夾具標準件與三維相簿》和《組合夾具標準件與三維相簿》兩個資料庫和本教材配套,便於學生進行資料查詢和三維裝配。5結束語機械製造工程學課程設計教材內容組織以培養學生的現代製造能力和創新意識為出發點,配以大量的三維圖片和三維模型,為學生進行機床夾具的三維設計提供方便。也可為指導教師進一步促使學生提高課程設計質量提供可用素材。