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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 機械工学科
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
機械系製図Ⅱ
Mechanical Drawing II
2 E005-01 2021年度
2期(後学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習教育目標
キーワード 学習教育目標
1.JIS規格と機械製図 2.機械設計 3.製造方法と精度・公差 4.CAD 5.地域連携 機械製図は,設計者がイメージした形体や特徴を有する機械を規格に沿った図面で表すもの であると同時に,図面に基づいて第三者に設計の意志を伝達する役割を有する.本講義では 機械製図の基礎となる規格や製造方法に基づく部品設計や精度,公差の指示方法を学ぶとと もに,部品を三次元形状から二次元の図面へ展開でき,第三者へ形状を伝達できる能力及び コンピュータを援用した設計基礎能力を修得する.また,企業技術者より製造現場での設計 製図に関する知識を得て,理解を深める.
授業の概要および学習上の助言
 本講義では機械製図の基礎となるJIS規格や,精度・公差に関連した製図方法等を,講義と演習を組み合わせて学習する. 各週において,前半・講義,後半・演習とするが,与えられる課題の製図は講義中の演習時間のみでは終了しないため,予習 ・復習を十分に行う必要がある.また,本講義の前に受講している「機械系製図Ⅰ」で講義される手書きによる図面作成要領 やCADの基本的な操作方法について,機械系製図Ⅰの復習を本講義の受講前に十分行っておく必要がある.  本講義で取り扱う内容は以下の通りである.   ・図面作成におけるJIS規格の概要と機械製図に特化したCADの操作方法   ・寸法公差と幾何公差の関連   ・表面粗さ         ・寸法記入法   ・ボルトおよびナット    ・キーおよびキー溝   ・断面図          ・歯車の基礎と設計(2D&3D-CAD)   ・軸受け等の機械要素   ・歯車ポンプ,フランジ形固定軸継手を主題とした機械部品・組立図の製図  なお,各回(各週)での授業内容における歯車ポンプの番号は,JIS機械製図に掲載されている歯車ポンプ図面の部品番号 のことを意味する.また,実施の製造現場での設計について十分に理解する必要がある. <総合注意事項>製図図面におけるコピー行為は技術者倫理に反する行為であり,それが見つかった時点で本科目の単位認定 は行わないので,本件を十分に理解・認識し,受講すること.
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:新編JIS機械製図(第5版)[森北出版]、機械系製図 Solid Edgeの操作概要説明[金沢工業大学] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
①CADソフトの図面作成画面で作図ができる.「機械系製図」のテキストのモデルを容易に作成できるレベルであることを 求める.基本的に機械系製図Ⅰで習得するべき事項(テキストにも書かれている機能,作図方法)は本科目では講義しない. ②立体(3次元物体)の,3次元製図,第3角法による2次元モデル化(2次元製図化)を行うことができる.あるいは,2次元の 製図(平面図,正面図,側面図)から3次元物体をイメージできる.③学生ポータルを利用しての教材ダウンロードやレポー トアップロード方法を修得している.
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
E,F,H,J,K,L,O CADソフトの使用によるコンピュータを援用した機械製図を行いその内容を伝達できる.
E,F,H,J,K,L,O 機械部品の鳥瞰図あるいは写真から二次元の機械図面を機械製図規則に則って描くことができる.
E,F,H,J,K,L,O 第三者が作成した二次元の機械製図から,そこに描かれている部品の形状をイメージすることができる.
E,F,H,J,K,L,O 機械部品の製造方法を考慮した機械設計や公差・精度の指示を行うことができる.
E,F,H,J,K,L,O 予習・復習の成果を作品(製図)としてまとめ指定された時間に提出できるとともに,その内容を説明することができる.
E,F,H,J,K,L,O 製造現場での設計作業のプロセス及び役割について理解し,その内容について説明できる.
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 0 0 30 30 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 0 0 30 30 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 10 0 0 10 10 0 0 30
思考・推論・創造する力 10 0 0 10 5 0 0 25
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 10 0 0 10 15 0 0 35
学習に取組む姿勢・意欲 10 0 0 0 0 0 0 10
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 第14回に実施する.試験時間は70分とし,筆記形式で実施する.主に,機械製図に関して総合的に問うも のとする.持ち込み可のものとしては,「新編JIS機械製図」,「直線定規」,「筆記用具」のみとする .採点に際しては,中間点を付けないので注意すること.また,手書きによる作図問題を解く場合には, 綺麗に作図することが求められる.(判別できない,あるいは判別し難い図面は採点対象とはしないので ,注意が必要である.)
クイズ
小テスト
レポート
成果発表
(口頭・実技)
成果発表は第6回,並びに第13回に実技試験として実施する.したがって,成果発表の総合割合は30%であ るが,それぞれ15%ずつとする.なお,実技試験として制限時間内に指定の図面をCADソフトにより描 く試験を実施するため,CADソフトが使用可能な状態にしておく必要がある.なお,たとえPCの不調 によって受験できない状態になったとしても再試験は実施しないので,自身のPCを安定な状態にしてお く必要がある.併せ,製造現場での設計製図の役割を理解した上で,設計の役割についてまとめる.
作品 作品(製図課題)として,歯車ポンプの部品図や組立図,並びに,その他の指定された図面を提出する. なお,指定された時間内に提出されないものは一切受け取らないので,注意が必要である.
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
①CADおよび手書きで2次元と3次元図面を描ける.特に, 機械製図に描かれている寸法公差,表面粗さ,幾何公差の意味 を理解でき第三者に説明できる.②軸,歯車の鳥瞰図を2次元 の図面に展開する場合に必要となる外形線,隠れ線等を認識し ,正しく図面にその形状を表すことができる.また,指定され た箇所に寸法公差,幾何公差を分かりやすい図面で指示するこ とができる.③2次元の製図から鳥瞰図を描き説明できる.④J IS機械製図を参照して,与えられた条件でのキー,キー溝,ね じ等の形状・寸法を選定でき,正しい形状を描くことができる .⑤レポートを指定された期限内に作成するという自己管理を 行うことができるとともに第三者に説明できる.⑥製造現場で の製造と設計の関係について理解し,説明できる. ①CADおよび手書きで2次元および3次元図面を描ける.特 に,機械製図に描かれている寸法公差,表面粗さ,幾何公差の 意味を理解できる.②軸,歯車の鳥瞰図を2次元の図面に展開 する場合に必要となる外形線,隠れ線等を認識し,図面にその 形状を表すことができる.また,指定された箇所に寸法公差, 幾何公差を指示することができる.③2次元の製図から鳥瞰図 を描くことができる.④JIS機械製図を参照して,与えられた 条件でのキー,キー溝,ねじ等の形状・寸法を選定でき,形状 を描くことができる.⑤レポートを指定された期限内に作成す るという自己管理を行うことができる.⑥製造現場での製造と 設計の関係を理解できる.
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
第1回 「ガイダンス」 ・本科目の概要を説明する. ・本科目の目的,目標,要求する達成度レベルを理解 する. ・配布する学習支援計画書を基に科目の学習目標,概 要や行動目標を理解する.特にこの科目が学科の教育 目標のどの部分を担っているか,具体的な達成レベル の目安を理解する. ・学生ポータルシステムを紹介し,KIT製図図面用 テンプレートファイルをダウンロードする. 「作画画面とKIT製図図面」 ・CADソフトについては“機械系製図Ⅰ”では作図 画面による演習であったが,“機械系製図Ⅱ”ではK ITの製図図面形式で図面を作成し,必要情報の記述 ,レイアウト,印刷等を行う旨を説明する. 「製図演習」 ・使用するCADソフトの各種機能を確認する. ・演習A:“機械系製図Ⅰ”で修得した操作範囲内で ,何らかの3次元物体を3Dイメージと平面図,正面図 ,側面図として表し,それをKIT製図図面を用いて 印刷する. ・演習B:数点の三角法での図面に基づいて,これを 基に立体図を,CADと手書きでドローイングする. 講義と質疑と演習 授業明細に示す「製図」は機 械系製図を,「JIS」は新 編JIS機械製図を示す. 製図:第1,2,3,4,5章 JIS:p1-6 〔予習〕CADソフトを使用可能 な状態としておくこと.学科の教 育目標と本科目との関連を理解す ること. ・機械系製図Ⅰによる製図法の復 習 〔復習〕本講義の内容や目標を再 確認する.また,講義内容を復習 するとともに,演習A,演習Bの課 題を完成させる. ・三角法による物体の平面表示法 の復習 60 60
第2回 機械系製図Ⅰで学習した「寸法公差・はめあい・表面 粗さ」について復習する. 復習内容 ・寸法公差,はめあい ・基準寸法,寸法許容差等 ・機能寸法,非機能寸法,参考寸法 ・IT公差に関する説明,寸法許容差表の見方 ・機械系製図Ⅰの概要説明に基づき,具体的な機械製 図図面において表面粗さに関して修得する. ・表面粗さの測定方法について説明する. ・機械の製造方法,加工方法と表面粗さの関係につい て修得する. 「CADソフトでの寸法公差指示法」 ・JIS機械製図での寸法公差の指示法を復習する. ・CADソフトでの寸法公差の入れ方を復習する. 「CADソフトでの表面粗さ指示法」 ・JIS機械製図での表面粗さの指示法を修得する. ・CADソフトでの表面粗さの入れ方を修得する. 「製図演習」 ・歯車ポンプ②,④の図面を作成し,寸法・寸法公差 を記入する. ・歯車ポンプ③,⑧の図面を学生ポータルからダウン ロードし,それに寸法公差を追加する. 「振り返り確認」 ・課題に基づき,立体図形のとらえ方等の確認 講義と質疑と演習 機械製図での寸法規定につい て説明し,公差,はめあいの 概念を理解させる. 製図:第6章 JIS:p39-44 講義と質疑と演習 機械加工を行う場合の表面仕 上げについて説明し,表面粗 さの規定の仕方及び加工方法 との関連を理解させる. 製図:第7章 JIS:p44-47 〔予習〕講義テーマを予習する. ・機械製図での精度要求を調査・ 復習 ・寸法公差及びはめあい規定の復 習 機械系製図Ⅰの学習内容復習 ・表面性状の表し方の調査 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・はめあい関係から寸法公差の規 定の仕方とJIS規定の関係を習 得 ・表面粗さ規定の意味の理解と要 求の仕方の習得 80 80
第3回 「寸法公差・はめあい・表面粗さの総括」 ・各種の直径寸法記入法,各種寸法記入法(直列・並 列・累進・座標)について復習する. ・表面粗さ記入法について,旧JIS規格に基づく方法 ,並びに,現行JIS規格に基づく方法との比較説明を 行う. ・第三者が見やすい図面作成方法に関する説明を行う . 「製図演習」 ・歯車ポンプ⑤の図面を作成し,寸法・寸法公差を記 入する. 「振り返り確認」 ・課題に基づき,製図図面のとらえ方等の確認 講義と質疑と演習 機械備品の寸法形状を規定す る寸法規定,組立を考慮した はめあい規定及び出来上がり 面を規定する表面粗さ指示に ついて説明し,加工方法と機 械部品の形状寸法の関係を理 解させる. 製図:第6,7章 JIS:p1-47 〔予習〕講義テーマを予習する. 機械系製図Ⅰの学習内容復習 ・表面あらさのJIS規定法の調 査 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・表面あらさの図面上での製図法 を習得 60 60
第4回 「ボルト・ナット」 ・ボルト・ナットに関する概要説明を行う. ・ボルト・ナットの作図方法,ボルト穴の作図方法に 関する内容を説明する. 「製図演習」 ・ボルト・ナットの図面を作成し,寸法公差,表面粗 さを図示する.なお,図面化するボルト・ナットのサ イズは学生によって変更する. 「振り返り確認」 ・課題に基づき,製図図面のとらえ方等の確認 講義と質疑と演習 機械の締結要素であるねじに ついてその代表部品であるボ ルト・ナットについて説明し ,機械設計の際,JIS基準 に基づく部品選定と要求の仕 方を理解する. 製図:第8章 JIS:p26-27,68,114-115 〔予習〕講義テーマを予習する. ・ボルト・ナットの機能・性能項 目と設計項目の関係を調査 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・規格化されたボルト・ナット等 の標準部品の製図法の取得 60 60
第5回 「ボルト・ナット(続)」 ・ボルト・ナットの種類や選定方法・使用方法・強度 計算に関し説明する. ・ボルト取り付け箇所(据え付け座,等)の設計方法 の一指針を説明する. 「振り返り確認」 ・課題に基づき,製図図面のとらえ方等の確認 講義と質疑と演習 ボルト・ナット等の標準部品 における規格の指定方法を説 明し,設計要求を理解する. 製図:第8章 JIS:p68,114-115 〔予習〕講義テーマを予習する. ・ボルト・ナット等の標準部品と JIS規格の関係の調査 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・ボルト等の部品図と組立図の関 連の理解を深める. 60 60
第6回 「全体復習,中間振り返り」 ・寸法公差,表面粗さの概要や指示方法,ボルトの選 定方法や指示方法について復習する. ・中間振り返り 「振り返り確認」 ・課題に基づき,製図図面のとらえ方等の確認 「第1回臨時試験」 ・これまでに説明した機械製図の基礎,並びに,CAD 操作の修得度合いを確認する. 講義と質疑と演習 臨時試験(実技試験)(中間 振り返り) 製図技法及びJIS規格の設 計への適用方法の取得を確認 する. 〔予習〕講義内容を予習する. ・テキスト第1-8章までの理解度 を確認するとともに,CAD操作 技量を向上 〔復習〕講義内容を復習する. ・不足箇所を復習 (なお,敢えて学習時間は表記し ない.)
第7回 「キー・キー溝」 ・キーとキー溝の役割に関する概要説明を行う. ・キーの呼び(サイズ),キー溝の寸法指示方法,並 びに寸法公差の選定方法を演習を交えて説明する. 「総合力ラーニング」 ・地域と連携し地元製造技術者の設計・製造手法等を 解説し,現場での設計のプロセス等を理解する. 「製図演習」 ・歯車ポンプ④の図面を作成し,寸法・寸法公差を記 入する. 講義と質疑と演習 機械部品の組み立てに関連す る締結要素であるキー・キー 溝について機械強度及び外形 寸法から規定を説明(アクテ ィブラーニング) JIS:p19-20,110-113 〔予習〕講義テーマを予習する. ・部品締結について調査し,特に キー・キー溝構造を理解 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・キー締結時の強度設計法を理解 60 60
第8回 「幾何公差」 ・機械系製図Ⅰの概要説明に基づき,具体的な機械製 図図面において,幾何公差に関し修得する. ・同心度,直角度,平行度等を指示する必要性とその 方法を説明する. ・寸法公差と幾何公差の関係に関する説明を行う. 「CADソフトでの幾何公差指示法と製図演習」 ・JIS機械製図での幾何公差の指示法を説明する. ・CADソフトでの幾何公差の入れ方を説明する. ・歯車ポンプ②の図面へ幾何公差を追加記入する. ・歯車ポンプ①⑥の図面を作成する. 講義と質疑と演習 製造・組立を考慮した構成部 品毎の形状規定である幾何公 差を説明し,加工技術と組立 要領について理解させる. 製図:第7,8章 JIS:p48-51 〔予習〕講義テーマを予習する. 機械系製図Ⅰの学習内容復習 ・幾何公差による部品形状の指示 要領の調査 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・幾何公差指示の表示方法の理解 60 60
第9回 「断面図」 ・断面図の必要性について説明する. ・断面図の表し方について説明する. 「その他」 ・フランジ形固定軸継手を題材として,キー,幾何公 差,寸法公差等に関する説明を行い,機械製図の図示 要領について修得する. 「製図演習」 ・フランジ形固定軸継手の製図を行う. 「振り返り確認」 ・課題に基づき,製図図面のとらえ方等の確認 講義と質疑と演習 機械系製図における図示方法 である断面図表示規定を説明 し製図技量の向上を図る. 製図:第8章 JIS:p8-10,79,147-149 〔予習〕講義テーマを予習する. ・断面表示法について理解する 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・断面指示要領を習得する. ・部品図製図における見やすいレ イアウト要領を取得する. 60 60
第10回 「基準面を考慮した寸法の入れ方」 ・寸法の入れ方の考え方(基準面の取り方,見やすい 寸法の入れ方)を説明する. 「歯車の基礎①」 ・歯車の基礎に関する概要説明 ・歯数,モジュールと基準円(ピッチ円)直径の関係 等,基礎的な計算方法を説明する. ・歯車の製図を題材として,寸法公差,幾何公差の指 示方法について再解説する. 「製図演習」 ・歯車の製図を行う. ・学生毎に歯数,モジュール,歯幅等を与え,歯車の 簡単な設計を行うとともに,その図面化を行う. 「振り返り確認」 ・課題に基づき,製図図面のとらえ方等の確認 講義と質疑と演習 設計から図面化までに考慮す べき加工方法と図面化方法の 関連性を説明 歯車の基礎メカニズムを理解 させる. JIS:p28-31,76 〔予習〕講義テーマを予習する. ・歯車の機能性能を理解 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・歯車製図法と幾何学的メカニズ ムの理解 60 60
第11回 「歯車の基礎②」 ・歯車の噛み合わせに関する表現方法,歯車を用いた 代表的機械である「減速機」に関する概要説明と計算 「軸受・オイルシール」 ・総合力ラーニングとして,重要な機械要素である「 軸受」や「オイルシール」について,その概要・種類 ・選定方法等について調査・検討する. 「製図演習」 ・歯車ポンプ組立図の製図を行う. 「振り返り確認」 ・課題に基づき,製図図面のとらえ方等の確認 講義と質疑と演習 各自の要求性能に対する歯車 の設計仕様の演習 (アクティブラーニング) JIS:p37-38,152-153 〔予習〕講義テーマを予習する. ・機械機構としての減速機の理解 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる.調査・ 検討結果をレポートとしてまとめ る. ・組立られた機械の機能性能の確 保のためのインターフェース要求を理解 60 60
第12回 「全体復習,総合演習」(最終振り返り(1)) ・幾何公差,断面表示の概要や指示方法,キー・キー溝 の選定方法や指示方法及び歯車の製図を復習する. ・CADスキルに関する確認事項等の振り返り確認 「振り返り確認」 ・課題に基づき,製図図面のとらえ方等の確認 講義と質疑と演習 設計要求―設計仕様―図面と の関連を説明し,機械設計の 流れと各図面の意味を理解さ せる. 歯車ポンプ組立図に基づき, 各自仕様のポンプ設計をディ スカッションする. 併せて,設計プロセスを確認 する. (アクティブラーニング) 〔予習〕講義内容を予習する. ・これまでの製図規定を復習する とともにCAD操作技量の向上 〔復習〕講義内容を復習するとと もに,課題を完成させる. ・製図図面の構成と図面管理の意 義を理解 (なお,敢えて学習時間は表記し ない.)
第13回 「組立図の完成・バルーンと部品表の指示」 ・これまでに作成してきた歯車ポンプの部品図を用い て,組立図を完成させる方法および規定すべき内容を 説明する. ・バルーンの指示方法,部品表の作成方法,標題欄の 意味を説明する. 「全体復習,総合演習」 ・これまでに学んだ内容について簡単に復習する. ・総合力ラーニングとして,全体復習を学生相互に実 施する. ・地域と連携し地元製造技術者の設計・製造手法等を 解説し,製造現場での製造と設計の関係について理解 する. 「第2回臨時試験」 ・これまでに説明した機械製図の基礎,並びに,CA D操作の修得度合いを確認する. 講義と質疑と演習 設計要求―設計仕様―図面と の関連を説明し,機械設計の 流れと各図面の意味を理解さ せる. (アクティブラーニング) 臨時試験(実技試験) (中間振り返り試験) 機械製図の基礎,並びに,CA D操作を確認する. 〔予習〕講義内容を予習する. ・これまでの製図規定を復習する とともにCAD操作技量の向上 ・機械設計演習に向けた設計手順 の理解 〔復習〕講義内容を復習する. ・未収得の製図技法について復習 併せて製図規定等を理解 60 60
第14回 実技試験振り返り(1) ・臨時試験(実技試験)内容について総合的に振り合 えり確認. ・特にCADスキルについて確認 達成度確認試験 これまでに行った講義・演習 での学習内容を十二分に復習 して試験に臨むこと. 筆記試験 ・実技試験に関連した規格・規定 等を復習 ・試験の復習 (なお,敢えて学習時間は表記し ない.)
第15回 最終振り返り(2) ・筆記試験内容について全般的な振り返り確認 自己点検授業 達成度確認試験問題の解説と これまでの全体講評を行う. 〔復習〕達成度確認試験の問題に ついて理解する.