機械制造裝備設計》（課程代碼： - 廣州自考網(wǎng)

1、廣東省高等教育自學考試機械制造裝備設計（課程代碼：02209）課程考試大綱目 錄1、 課程性質(zhì)與設置目的2、 考試內(nèi)容與考核目標第一章 緒論第一節(jié) 機械制造裝備及其在國民經(jīng)濟中的重要作用第二節(jié) 機械制造裝備應具備的主要功能第三節(jié) 機械制造裝備的分類第二章 機械制造裝備設計方法第一節(jié) 機械制造裝備設計的類型第二節(jié) 機械制造裝備設計的方法第三節(jié) 機械制造裝備設計的評價第三章 金屬切削機床設計第一節(jié) 概述第二節(jié) 金屬切削機床設計的基本理論第三節(jié) 金屬切削機床總體設計第四節(jié) 主傳動系設計第五節(jié) 進給傳動系設計第六節(jié) 主軸部件設計第七節(jié) 支承件設計第八節(jié) 導軌設計第九節(jié) 機床刀架和自動換刀裝置設計第四章

2、 工業(yè)機器人設計第一節(jié) 概述第二節(jié) 工業(yè)機器人運動功能設計第三節(jié) 工業(yè)機器人傳動系統(tǒng)設計第四節(jié) 工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計第五節(jié) 工業(yè)機器人的控制第六節(jié) 工業(yè)機器人在機械制造系統(tǒng)中的應用第五章 機床夾具設計第一節(jié) 機床夾具的功能和應滿足的要求第二節(jié) 機床夾具的類型和組成第三節(jié) 機床夾具定位機構(gòu)的設計第四節(jié) 機床夾具夾緊機構(gòu)的設計第五節(jié) 機床夾具的其它裝置第六節(jié) 可調(diào)整夾具的設計第七節(jié) 機床夾具設計步驟第八節(jié) 典型機床夾具的設計要求第六章 物流系統(tǒng)設計第一節(jié) 概述第二節(jié) 機床上下料裝置設計第三節(jié) 機床間工件傳送裝置設計第四節(jié) 自動化倉庫設計第五節(jié) 工廠物流系統(tǒng)的總體設計第七章 機械加工生產(chǎn)線總

3、體設計第一節(jié) 概述第二節(jié) 生產(chǎn)線工藝方案設計第三節(jié) 生產(chǎn)線專用機床的總體設計第四節(jié) 生產(chǎn)線的總體布局設計第五節(jié) 柔性制造系統(tǒng)三、關于大綱的說明與考核實施要求【附錄】題型舉例一、課程性質(zhì)與設置目的（一）課程性質(zhì)與特點機械制造裝備設計是機械制造及自動化專業(yè)的主要專業(yè)課程。通過學習，獲得裝備設計的基本理論、基本知識和方法；通過學習和課程設計，初步具備設計一般機械制造裝備總體設計和部件設計的能力。（二）課程的基本要求1.獲得機械制造裝備設計的基本知識和理論，包括機械制造裝備的構(gòu)成、基本要求，傳統(tǒng)設計的基礎理論和設計方法，先進的設計原理和現(xiàn)代設計方法。2.初步具備機械制造裝備設計（總體和部件設計）的能力

4、。3.了解機械制造裝備的技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。（三）本課程與相關課程的聯(lián)系本課程的先修課程為：工程力學、機械設計、機械工程材料、機械制造技術；后續(xù)課程為：其它專業(yè)課程、課程設計、畢業(yè)設計。本課程的重點章有：金屬切削機床設計，機床夾具設計；次重點章有：工業(yè)機器人設計，機械加工生產(chǎn)線總體設計；一般章有：緒論，機械制造裝備設計方法；第六章不作考核要求。二、課程內(nèi)容與考核目標第一章 緒論 （一）學習目的與要求通過本章的學習，了解機械制造裝備及其在國民經(jīng)濟中的重要作用,掌握機械制造裝備應具備的主要功能,機械制造裝備的定義,分類。本章的重點是機械制造裝備的功能、定義和分類。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 機械制造裝備

5、及其在國民經(jīng)濟中的重要作用第二節(jié) 機械制造裝備應具備的主要功能 一般功能要求，柔性化，精密化，自動化，機電一體化，節(jié)材第三節(jié) 機械制造裝備的分類 加工裝備，工藝裝備，倉儲傳送裝備，輔助裝備（三）考核知識點1.機械制造裝備的作用。2.機械制造裝備應具備的主要功能和分類。（四）考核要求1.識記：全新的生產(chǎn)制造模式的主要特征；制造裝備的功能和分類。2.領會：理解機械制造裝備應滿足的一般要求和柔性化、精密化、自動化、機電一體化、節(jié)材、綠色工程等要求。第二章 機械制造裝備設計方法 （一）學習目的與要求通過本章的學習，了解機械制造裝備設計的方法、機械制造裝備設計的評價,了解機械制造裝備設計的類型。本章的重

6、點是機械制造裝備設計的典型步驟，難點是技術經(jīng)濟性評價，結(jié)構(gòu)工藝性評價。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 機械制造裝備設計的類型 創(chuàng)新設計，變型設計，模塊化設計第二節(jié) 機械制造裝備設計的方法 機械制造裝備設計的典型步驟，系列化設計，模塊化設計，合理化工程第三節(jié) 機械制造裝備設計的評價 技術經(jīng)濟評價，可靠性評價，人機工程學評價，結(jié)構(gòu)工藝性評價，產(chǎn)品造型評價，標準化評價，（三）考核知識點1.機械制造裝備設計的類型創(chuàng)新設計、變形設計和模塊化設計及應用場合2.機械制造裝備設計的方法系列化設計、模塊化設計的概念、優(yōu)缺點和作用；技術經(jīng)濟評價和可靠性評價的實質(zhì)及其特點；產(chǎn)品造型、結(jié)構(gòu)工藝性、標準化等評價的概念、內(nèi)容和作用

7、。（四）考核要求1.識記：裝備設計的類型，實質(zhì)及其區(qū)別；設計的各種方法及特點；設計評價的項目、實質(zhì)及適用場合。2.領會：裝備設計方法評價的實質(zhì)及特點和設計方法的基本知識。第三章 金屬切削機床設計 （一）學習目的與要求通過本章的學習，掌握機床的主傳動系統(tǒng)設計、進給運動設計，主軸部件設計，了解支持件設計，導軌設計、機床刀架和自動換刀裝置設計。本章的重點是主傳動系設計，主軸部件設計，進給傳動系設計。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概述 機床設計的基本要求，設計方法，設計步驟第二節(jié) 金屬切削機床設計的基本理論 機床的運動學原理，精度，剛度，振動，熱變形，噪聲，低速運動平穩(wěn)性第三節(jié) 金屬切削機床總體設計 機床系列

8、型譜的制定，機床運動功能裝置，機床的總體結(jié)構(gòu)方案設計，機床主要參數(shù)的設計第四節(jié) 主傳動系設計 主傳動系列設計應滿足的基本要求，主傳動系分類和傳動方式，分級變速主傳動系的設計，無級變速主傳動系，數(shù)控機床主傳動系設計特點第五節(jié) 進給傳動系設計 進給傳動系設計應滿足的基本要求，機械進給傳東西的設計特點，電氣伺服進給系統(tǒng)第六節(jié) 主軸部件設計 主軸部件應滿足的基本條件，主軸部件的傳動方式，主軸部件結(jié)構(gòu)設計，主軸滾動軸承，主軸滑動軸承第七節(jié) 支承件設計 支承件的功能和應滿足的基本要件，支承件的結(jié)構(gòu)設計，支承件的材料，提高支承件結(jié)構(gòu)性能的措施第八節(jié) 導軌設計 導軌的功用和應滿足的基本要求，導軌的截面形狀選擇

9、和導軌間隙的調(diào)整，導軌的結(jié)構(gòu)類型及特點，提高導軌精度、剛度和耐磨性的措施第九節(jié) 機床刀架和自動換刀裝置設計 機床刀架和自動換刀裝置的功能、類型和應滿足的要求，機床刀架及其轉(zhuǎn)位、定位結(jié)構(gòu)設計，自動換刀裝置的工作原理和構(gòu)成（三）考核知識點1.機床設計應滿足的基本要求和設計方法2.機床設計的基本理論機床的運動學原理、精度、剛度、振動、熱變形、噪聲、低速運動平穩(wěn)性。3.機床總體設計機床系列型譜的概念，機床運動功能設置和總體方案設計的聯(lián)系，機床主要技術參數(shù)設計與傳動設計、部件設計的聯(lián)系。4.傳動設計（1）主傳動設計主傳動系分類和傳動方式，分級變速主傳動系的設計無級變速主傳動系。（2）進給傳動系設計進給傳

10、動系設計的基本要求，機械進給傳動系的設計特點，電器伺服進給系統(tǒng)。5.主軸部件設計主軸部件的基本要求和傳動方式，主軸部件設計，主軸軸承。6.支承件設計支承件的功能和基本要求，支承件的結(jié)構(gòu)設計，支承件的材料，提高支承件結(jié)構(gòu)性能的措施。7.導軌設計導軌的功能和基本要求，導軌截面形狀選擇和導軌間隙的調(diào)整，導軌的結(jié)構(gòu)類型和特點，提高導軌精度、剛度和耐磨性的措施。8.機床刀架和自動換刀裝置設計機床刀架和自動換刀裝置的功能、類型和應滿足的要求，機床刀架及其轉(zhuǎn)位、定位機構(gòu)設計，自動換刀裝置的工作原理和構(gòu)成。（四）考核要求1.識記：機床設計應滿足的基本要求，如對工藝范圍、柔性、剛度、精度、噪聲、生產(chǎn)率和自動化、

11、成本、可靠性等要求的理解；機床設計的基本理論及其在設計中的應用；總體設計與傳動設計、部件設計的主要內(nèi)容、原理和方法。2.領會：理解機床設計應滿足的基本要求和基本理論及其在總體設計、傳動設計、部件設計中的指導意義；機床總體設計與傳動設計、部件設計的關系；提高機床部件工作性能（如主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度、剛度，支承件的剛度，導軌的導向精度及精度保持性、低速運動平穩(wěn)性等）的措施；部件結(jié)構(gòu)實例的剖析；數(shù)控機床、加工中心機床部件設計要求、特點及應用。第四章 工業(yè)機器人設計 （一）學習目的與要求掌握工業(yè)機器人的定義、構(gòu)成及分類，了解工業(yè)機器人機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計。本章的重點是工業(yè)機器人的構(gòu)成及分類，難點是工業(yè)機器人

12、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計和控制。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概述 工業(yè)機器人的定義及工作原理，構(gòu)成及分類，主要特性表示方法，工業(yè)機器人的設計方法。第二節(jié) 工業(yè)機器人運動功能設計 工業(yè)機器人的位姿描述，工業(yè)機器人的運動方程，運動功能設計，工作空間解析，軌跡解析。第三節(jié) 工業(yè)機器人傳動系統(tǒng)設計 工業(yè)機器人的速度和加速度分析，靜力分析，動力分析，傳動系統(tǒng)設計，驅(qū)動方式選擇。第四節(jié) 工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計 工業(yè)機器人的手臂和機座，手腕，末端執(zhí)行器。第五節(jié) 工業(yè)機器人的控制 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成，位置伺服控制，其他控制方式，機器人智能技術。第六節(jié) 工業(yè)機器人在機械制造系統(tǒng)中的應用單機形式應用，機械制造系統(tǒng)中

13、的應用，工業(yè)機器人在極限作業(yè)中的應用。（三）考核知識點1.工業(yè)機器人的基本概念機器人的定義及工作原理，構(gòu)成和分類。2.工業(yè)機器人運動功能設計機器人位姿的描述，運動功能設計。3.工業(yè)機器人傳動系統(tǒng)設計工業(yè)機器人傳動系統(tǒng)設計，驅(qū)動方式的選擇。4.工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計手臂和基座的設計，手腕的設計，末端執(zhí)行器的設計。5.工業(yè)機器人的控制控制系統(tǒng)的構(gòu)成，位置控制方式的特點。（四）考核要求1.識記：工業(yè)機器人的基本知識，運動、傳動、結(jié)構(gòu)設計的基本原理、方法。2.領會：工業(yè)機器人與數(shù)控機床的異同，工業(yè)機器人的設計特點、典型結(jié)構(gòu)和應用。第五章 機床夾具設計 （一）學習目的與要求通過本章的學習，了解機床

14、夾具的定義、構(gòu)成及分類，掌握機床夾具機械結(jié)構(gòu)設計。本章的重點是機床夾具的裝置與設計，難點是夾具的設計要求。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 機床夾具的功能和應滿足的要求 機床夾具的功能，應滿足的要求。第二節(jié) 機床夾具的類型和組成 機床夾具的類型，基本組成。第三節(jié) 機床夾具定位機構(gòu)的設計 工件的定位，典型的定位方式、定位元件及裝置。第四節(jié) 機床夾具夾緊機構(gòu)的設計 夾緊機構(gòu)設計應滿足的要求，夾緊力的確定，常用夾緊機構(gòu)，其他夾緊機構(gòu)，夾緊機構(gòu)的動力裝置。第五節(jié) 機床夾具的其它裝置孔加工刀具的導向裝置，對刀裝置，分度裝置，對定裝置。第六節(jié) 可調(diào)整夾具的設計 可調(diào)整夾具的特點，調(diào)整方式，可調(diào)整夾具的設計，成組夾具的

15、設計。第七節(jié) 機床夾具設計步驟 機床專用夾具的設計步驟，夾具精度的驗算，夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件，高精度機床夾具的設計。第八節(jié) 典型機床夾具的設計要求 鉆床夾具，鏜床夾具，銑床夾具，車床夾具（三）考核知識點1.機床夾具功用、組成、類型和基本要求2.機床夾具定位機構(gòu)的設計六點定位原理，定位方式及定位元件，定位誤差。3.機床夾緊機構(gòu)的設計夾緊機構(gòu)設計應滿足的要求，夾緊力的三要素及確定，常用夾緊機構(gòu)的特點。4.機床夾具的其它裝置導向裝置、對刀裝置、分度裝置、對定裝置的特點及應用。5.可調(diào)整夾具的設計原理6.典型機床夾具結(jié)構(gòu)分析（四）考核要求1.識記：夾具設計應滿足的基本要求；定位原理，定位

16、方式、定位元件及裝置；夾緊機構(gòu)的要求、夾緊力三要素的選擇，掌握常用夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點、夾緊力、自鎖條件等的設計計算方法；工件在夾具中的安裝誤差（定位誤差和夾緊誤差）、夾具在機床上的對定誤差及其它誤差；導向裝置、對刀裝置、對定、分度裝置及其作用；可調(diào)整夾具的設計特點；典型夾具的設計特點和結(jié)構(gòu)分析。2.領會：六點定位原理，正確區(qū)分不完全定位與欠定位，正確處理過定位問題，各種定位元件的特點、應用及能限制的自由度，限制工件自由度與加工要求的關系，理解定位與夾緊的區(qū)別；夾具的誤差產(chǎn)生的原因，定位誤差的分析與計算方法；可調(diào)支承與輔助支承的區(qū)別；夾具裝配圖尺寸標注及其作用。3.應用：根據(jù)工件加工工序（在制定

17、工藝方案的基礎上）的特點和要求，綜合考慮定位（限制自由度的方案、定位元件的選擇）、夾緊（力的方向、大小和作用點等因素）要求，設計合理的定位、夾緊方案。第六章 物流系統(tǒng)設計（一）學習目的與要求通過本章的學習，了解物流系統(tǒng)總體設計、機床間工件傳送裝置、自動化倉庫設計。本章的重點是機床上料裝置設計和機床間工件傳送裝置設計，難點是自動化倉庫設計。（二）課程內(nèi)容第一節(jié)概述 現(xiàn)代物流系統(tǒng)的特點、基本構(gòu)成及功能，設計應滿足的要求。第二節(jié) 機床上下料裝置設計 機床上下料裝置的設計原則，料倉式上料裝置，料斗式上料裝置，上下料機械手。第三節(jié) 機床間工件傳送裝置設計 托盤及托盤交換器，隨行夾具，傳送裝備，有軌運輸小

18、車，無軌運輸小車，第四節(jié) 自動化倉庫設計自動化倉庫的類型，構(gòu)成，運行原理第五節(jié) 工廠物流系統(tǒng)的總體設計 資料的收集和分析階段，工廠總體布局設計，物流拌勻裝備的選擇（三）考核知識點1.物流的概念2.物流系統(tǒng)的設計要求3.物流系統(tǒng)設計的主要任務4.料倉式上料裝置功用和組成（四）考核要求1.識記：物流系統(tǒng)的基本知識，物流系統(tǒng)設計的內(nèi)容和評價方法，料倉式上料裝置的功能及作用。2.領會：物流系統(tǒng)設計的主要任務，料倉式上料裝置的作用和特點。第七章 機械加工生產(chǎn)線總體設計 （一）學習目的與要求通過本章的學習，了解生產(chǎn)線工藝方案設計、柔性制造生產(chǎn)線，掌握生產(chǎn)線專用機床的總體設計。本章的重點是生產(chǎn)線專用機床的總

19、體設計，難點是生產(chǎn)線的總體布局設計和柔性制造生產(chǎn)線的總體規(guī)劃。（二）課程內(nèi)容第一節(jié) 概述 機械加工生產(chǎn)線基本組成、類型，機械加工生產(chǎn)線總體設計應考慮的主要因素，內(nèi)容及步驟。第二節(jié) 生產(chǎn)線工藝方案設計 生產(chǎn)線工藝方案的設計，生產(chǎn)節(jié)拍的平衡和生產(chǎn)線的分段，機床設備的選型，生產(chǎn)線的技術經(jīng)濟性能評價。第三節(jié) 生產(chǎn)線專用機床的總體設計 被加工零件工序圖，加工示意圖，動力部件的選擇，機床總聯(lián)系尺寸圖，生產(chǎn)率計算卡的編制。第四節(jié) 生產(chǎn)線的總體布局設計 生產(chǎn)線的工件傳送裝備，生產(chǎn)線總體布局形式，聯(lián)系尺寸圖，機械加工生產(chǎn)線其他裝備的選擇與配置。第五節(jié)柔性制造系統(tǒng) FMS的概念，組成，柔性制造系統(tǒng)的規(guī)劃，F(xiàn)MS的

20、總體規(guī)劃。（三）考核知識點1.機械加工生產(chǎn)線及其組成、類型和設計應遵循的原則2.生產(chǎn)線工藝方案的設計3.生產(chǎn)線專用機床的總體設計4.生產(chǎn)線的總體布局設計5.柔性制造系統(tǒng)的設計特點（四）考核要求1.識記：機械加工生產(chǎn)線和柔性制造生產(chǎn)線的基本知識，成產(chǎn)線工藝方案的內(nèi)容和評價方法，生產(chǎn)線專用機床“三圖一卡”的內(nèi)容及作用。2.領會：柔性制造生產(chǎn)線與機械加工生產(chǎn)線的異同及特點，“三圖一卡”在專用機床設計中的作用和特點，工藝方案與“三圖一卡”的關系。三、關于大綱的說明與考核實施要求（一）自學考試大綱的目的和作用為使本大綱的規(guī)定在個人自學、社會助學和考試試題中得到貫徹和落實，并進而提出實施要求。為使自學考試

21、要求標準化和考試內(nèi)容具體化，在本大綱中列出考試內(nèi)容的基礎上，對各章規(guī)定了考核目標，使自學者進一步明確考試內(nèi)容和要求，更有目的地系統(tǒng)、全面地自學并逐步理解教材；使社會助學者容易把握考試內(nèi)容和要求及尺度，更有針對性地分層次進行輔導；使考試命題更加明確試題范圍，準確、合理安排試題的知識能力層次和難易程度。（二）課程自學考試大綱與教材的關系本課程教材所涵蓋的內(nèi)容量大、面寬，而且偏深，全書由機床設計、夾具設計、工業(yè)機器人設計，工業(yè)自動化等合為一門專業(yè)類設計課程體系，自學時有一定難度。根據(jù)自學考試的特點，考試的重點為第三章、第五章，第六章不作考核要求，其余各章考核的要點為基本知識和基本概念。（三）關于自學

22、教材與主要參考書指定使用教材：機械制造裝備設計（第2版），馮辛安主編，機械工業(yè)出版社，2011年1月第2版。（四）關于自學要求和自學方法的指導1.自學要求：在全面系統(tǒng)學習的基礎上，注重基本知識、基本概念、基本方法的掌握和運用。由于本課程及教材的內(nèi)容多、知識范圍廣，全書作為一個整體，各章節(jié)既有相對的獨立性，又相互聯(lián)系。應考者首先要系統(tǒng)地學習各章節(jié)的基本內(nèi)容，并注意各章節(jié)之間的有機聯(lián)系；在此基礎上，有目的地研究并掌握重點章節(jié)的內(nèi)容。切忌在沒有了解全貌的情況下，孤立地只抓重點，或猜題押題，注意正確處理好重點和一般內(nèi)容的關系，既保證重點內(nèi)容，又兼顧一般內(nèi)容。然后，結(jié)合每章末的習題和思考題，作一定的練習

23、，以求得到進一步的理解、鞏固和深化，從而提高應試能力和應試效果。2.自學方法的指導：裝備設計時機械工程類的一門應用型學科。應考者在學習中切忌死記硬背，應把書本上的知識與生產(chǎn)實踐聯(lián)系起來，并深入生產(chǎn)現(xiàn)場觀察和分析，以增強感性認識，更能深刻理解教材的內(nèi)容。在自學中注重業(yè)務水平、綜合素質(zhì)和能力的提高。（五）對社會助學的要求1.應熟知考試大綱對本課程提出的總要求和各章的知識點。2.應掌握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解對知識點的考核要求。3.輔導時，應以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。4.輔導時，應對學習方法進行指導。提倡“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取

24、幫助，依靠自己學通”方法。5.注意對應考者能力的培養(yǎng)，特別是對自學能力的培養(yǎng)，要引導考生逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題，分析問題，提高解決問題的能力。6.要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中存在不同程度的試題。助學學時：建議總課時為54學時，其中助學學時分配如下： 章節(jié)課程內(nèi)容助學學時第一章緒論2第二章機械制造裝備設計方法2第三章金屬切削機床設計16第四章工業(yè)機器人設計10第五章機床夾具設計8第六章物流系統(tǒng)設計6第七章機械加工生產(chǎn)線總體設計10合計54（六）對考核內(nèi)容和考核目標的說明本大綱在考試目標中，按照識記、領會和應用三個層次來規(guī)定其應該達到的能力層次要求。各能力層次的含義是:識記：能正確認識和表述科學事實、原理、術語和規(guī)律，知道該課程的基礎知識，并能進行正確的選擇和判斷。領會：能將所學知識加以解釋、