机械制造技术基础
主讲:吴沁 教师团队:共1 人
课程简介
《机械制造技术基础》课程是将过去“金属切削原理”、“金属切削刀具”、“金属切削机床概论”、“机械制造工艺学”等课程进行优化整合后,形成一门新的专业基础课程,是机械设计制造及其自动化专业和机械电子工程专业的一门主干技术基础课程。根据“强基础、重实践、精内容、宽适应”的指导思想,本课程以金属切削理论为基础,以制造工艺为主线,以保证产品质量为核心,兼顾传统加工技术与现代制造技术的掌握。课程内容包括金属切削过程及其基本规律,金属切削刀具性能及选择,金属切削机床类型及结构,机床夹具设计的基本知识,机械加工精度、表面质量及其控制,机械加工工艺规程和装配工艺规程的设计,以及制造技术发展的前沿与趋势。
通过本课程的学习应对制造活动有一个总体的、全貌的了解与把握,掌握机械加工的基本知识和金属切削过程的基本规律;能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数;具备制订工艺规程和设计机床夹具的能力;掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识,初步具备分析解决现场工艺问题的能力;了解当今先进制造技术的发展概况。
本课程具有很强的实践性,没有足够的实践基础是很难有准确的理解与把握。因此,学习本课程时必须重视实践环节,即通过实验、实习、设计及工厂调研来更好地体会、加深理解。真正的掌握与应用必须在不断的实践—理论—实践的循环中善于总结,才能达到自由王国的境界。
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教师团队
课程图谱
教学大纲
(Foundation of machine manufacturing technology)
撰写人:张永贵 审核人:沈 浩 胡立志
一、课程说明
课程编号:202406
先修课程:工程制图、理论力学、材料力学、工程材料、机械原理、机械设计、材料成型技术
适合专业:机械设计制造及自动化专业
课程性质: 专业必修课
开课学院:机电工程学院
二、课程简介
本课程是机械设计制造及自动化专业的学科基础课。本课程研究以金属材料作为切削对象,借助金属切削机床,运用合理的加工工艺完成零件的加工任务所涉及的基本原理和方法。本课程系统阐述了金属切削基本理论,机械加工方法及设备,机械零件加工工艺和机器装配工艺等方面的知识。
三、课程教学目标
1.掌握机械制造过程中的金属切削过程及其原理、理解切削参数的合理选择。
2.能独立分析加工设备的传动系统和工作原理,了解主要加工设备的组成。
3.掌握工艺规程制订的基础知识和基本理论,熟悉机械装配的基本理论和装配工艺。4.初步掌握机床夹具的基本概念及设计步骤。
5.了解现代机械制造技术的发展趋势。
课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求 | 课程目标对毕业要求的支撑关系 | |
1.工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂机械工程问题 | 1.1具有从事本专业工作所需的相关数学、自然科学知识及应用能力; | |
1.2掌握本专业所需的工程基础知识,并能灵活运用; | ||
1.3熟悉常用工程材料的基本性能,掌握机械产品典型零件的成型与制造方法; | 课程教学目标1 | |
1.4掌握机械产品设计的原理及方法,能综合运用基本知识基本解决复杂机械工程问题; | ||
2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂机械工程问题,以获得有效结论 | 2.1具有根据机械工程基本规范与标准进行工程表达与识别的能力; | |
2.2具有对机械工程领域文献资料进行分析与应用的能力; | ||
2.3具有分析机电传动系统、机械结构性能及零件制造工艺性的能力; | 课程教学目标2、3 | |
2.4能运用相关知识针对某一机械工程问题建立基本可行的应用模型并进行分析; | ||
3.设计/开发解决方案:能够设计针对复杂机械工程问题的解决方案,设计满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素 | 3.1能够针对特定复杂机械工程问题,设计满足需求的机械部件或制造工艺流程; | 课程教学目标2、3、4 |
3.2掌握机械系统中传动与控制的基本知识与原理,能根据具体产品提出控制解决方案; | ||
3.3能够针对特定复杂机械工程问题,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,提出可行的解决方案,并体现一定的创新意识; | ||
4.研究:能够基于科学原理并采用科学方法对复杂机械工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论 | 4.1能够针对复杂机械工程问题设计实验方案,并完成实验; | 课程教学目标1、2 |
4.2能够正确采集、整理实验数据,进行数据分析,根据实验结果提出合理有效的结论; | 课程教学目标1、2 | |
5.使用现代工具:能够针对复杂机械工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂机械工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性 | 5.1具有从事机械工程工作所需的计算机应用基本技能; | |
5.2熟悉文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法; | ||
5.3能够针对复杂工程问题,使用恰当的技术手段进行预测与模拟,得到可以参考的结论; | ||
6.工程与社会:能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工机械程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任 | 6.1了解机械行业相关的政策和法规、健康、安全和伦理等因素;具有较强的法律意识; | |
6.2能够针对复杂机械工程问题解决方案,从社会、健康、安全、法律等角度进行合理分析与评价; | ||
7.环境和可持续发展:能够理解和评价针对复杂机械工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响 | 7.1能正确认识机械行业与环境保护之间的关系; | 课程教学目标5 |
7.2能正确评价针对复杂机械工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响; | ||
8.职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。 | 8.1了解历史、人文的相关知识,具有良好的思想品德和较强的政治修养; | |
8.2树立正确人生观、世界观和价值观,具有良好的职业道德和较强的社会责任感; | ||
9.个人和团队:能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色 | 9.1具有较强的团队协作意识,能领会和综合他人意见和提议; | |
9.2能够在团队中承担一定角色,并根据角色做出合理的行为决策; | ||
10.沟通:能够就复杂机械工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流 | 10.1至少掌握一门外语,具有应用能力; | |
10.2了解国内外机械工程领域及相关行业的发展状况; | 课程教学目标5 | |
10.3能就复杂机械工程问题通过文稿或发言,准确明了的表达自我的想法和目标; | ||
11.项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用 | 11.1理解机械工程活动中涉及的重要经济与管理因素; | |
11.2制定技术方案时能够考虑经济成本因素; | ||
12.终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力 | 12.1能正确认识自主学习的必要性与意义,掌握自我提升的方法; | |
12.2通过特定机械工程问题的研究,展现自我学习能力; | ||
四、基本教学内容与学时安排
序号 | 教学内容 | 教学要求 | 学时 | 教学 方式 | 对应的 教学目标 |
1 | 1.绪论 1.1 机械制造技术的概念 1.2 机械制造技术的作用与发展概况 1.3 机械制造工艺过程与工艺方法
| 【掌握】:机械制造技术与机械制造工艺的一般概念; 【了解】:机械制造技术的作用与发展。
| 1 | 讲授 | 5 |
2 | 2. 金属切削过程的基本问题 2.1 切削加工的基本知识 2.2 切削运动与切削用量 2.3 切削层参数与切削方式 2.4 刀具角度和刀具的工作角度 2.5 刀具材料 2.6 金属切削层的变形 2.7 切削力 2.8 切削热及切削温度 2.9 刀具磨损和刀具耐用度 2.10刀具合理几何参数的选择 2.11切削用量的选择 2.12切削液的选择 | 【掌握】:零件表面成形方法、切削运动与切削用量、刀具角度和刀具的工作角度、切削力及切削温度影响因素、刀具耐用度、常用刀具材料的选用、刀具合理几何参数及切削用量的选择; 【了解】:切削层参数与切削方式的概念、金属切削层的变形、刀具的磨损形式、切削液的选择; 【难点】:刀具角度和刀具的工作角度、刀具合理几何参数的选择;
| 11 | 讲授 | 1 |
3 | 3.机械加工方法及设备 3.1 金属切削机床的基本知识 3.2 车削加工方法及设备 3.3 铣削加工方法及设备 3.4 磨削加工方法与磨床(M1432A型) 3.5 齿轮加工与齿轮加工机床(Y3150E型) 3.6 孔加工设备 3.7 其他机床 3.8 自动化加工设备
| 【掌握】:机床型号编制方法、机床传动原理图、传动系统图、机床运动调整计算的概念与方法;车、铣、磨、齿轮加工和孔加工方法与典型设备; 【了解】:车、铣、磨、齿轮加工和孔加工刀具形式;刨削、拉削加工方法及机床;常见自动化加工设备; 【难点】:CA6140型车床的传动系统与典型结构、滚齿原理;
| 15 | 讲授 | 2 |
4 | 4.机械加工质量 4.1 机械加工质量的基本概念 4.2 机械加工精度 4.3 机械加工表面质量
| 【掌握】:加工精度概念及影响因素、提高加工精度的措施、表面质量概念及影响因素; 【了解】:加工误差分析方法、提高表面质量的措施; 【难点】:工艺系统误差、表面质量概念; | 4 | 讲授 | 1 |
5 | 5.机械加工工艺规程 5.1 机械加工工艺过程的基本概念 5.2 零件的工艺分析和毛坯的选择 5.3 工件的定位与夹紧 5.4 工艺路线的制订 5.5 工序内容的设计 5.6 工序尺寸及其公差的确定 5.7 机械加工的生产率与经济性分析
| 【掌握】:机械加工工艺过程、生产类型与生产纲领的概念;零件的结构工艺性;基准概念及定位基准的选择原则、工件定位原理及机床夹具的组成和基本要求;工艺路线制订的一般原则;工序内容的设计及工序尺寸确定方法; 【了解】:典型定位方式和定位元件、定位误差分析方法;夹紧力的确定及常见夹紧机构、夹具的分类及一般构成;机械加工的生产率与经济性分析; 【难点】:零件的结构工艺性、定位基准选择原则、工序安排原则、工序尺寸确定方法; | 16 | 讲授 | 3、4 |
6 | 6.机械装配基础 6.1 机械装配精度 6.2 装配尺寸链 6.3 保证装配精度的工艺方法 6.4 装配工艺的制订 | 【掌握】:机械装配精度与装配尺寸链概念;保证装配精度的工艺方法;制订装配工艺的原则; 【了解】:制订装配工艺的步骤 【难点】:装配工艺性、装配尺寸链; | 3 | 讲授 | 3 |
7 | 7. 机械制造技术的新发展 7.1 加工精度的发展 7.2 加工速度的发展 7.3 特种加工方法 7.4 先进制造的一些概念 | 【掌握】:精密加工、超精密加工、微细加工、高速加工、特种加工的概念; 【了解】:常见特种加工方法的基本原理与特点、先进制造的一些概念 【难点】:精密加工、高速加工; | 2 | 讲授 | 5 |
8 | 实验 | 实验教学与课程同步进行,实验内容与课程相衔接。详见《机械制造技术基础实验课程教学大纲》 | 4 | 实验 | 1、2 |
五、教学方法
课程教学以课堂教学、课外作业、测验、网络以及授课教师的科研项目的案例等共同实施。
本课程重点讲授金属切削、加工设备及工艺规程设计等环节。通过授课与讨论、实验等重点培养学生的切削加工过程中质量问题分析能力和加工工艺的创新能力,培养学生的工程实践能力。
本课程的教学将充分利用数字化技术、网络技术制作丰富多彩的教学和辅导材料,调动学习积极性,提高教学效率。本课程注重教与学过程,采用作业、测验等多种形式综合考核,以期达到授课目的。
六、考核及成绩评定方式
《机械制造技术基础》课程的考核 (期末考试与平时成绩相结合)应以考核学生能力培养目标的达成为主要目的, 以检査学生对各知识点的掌握程度为重要内容。能力目标达成评价与考核总成绩中,期末考试成绩占70%,平时成绩(含作业、实验)占30%。
成绩组成 | 考核/评价环节 | 分值 | 考核/评价细则 | 对应的教学目标 |
平时成绩30% | 平时作业 | 20 | 主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度,计算全部作业的平均成绩再按 2 0%计入总成绩 。 | 1、2、3、4、5 |
实验 | 10 | 根据每个实验的实验情况和实验报告质量每次单独评分, 再将全部实验的成绩求平均值,最后按10%计入课程总成绩。 | 1、2 | |
期末考试70% | 期末考试卷面成绩 | 70 | 主要考核金属切削过程及其原理、切削参数的合理选择、常见机械加工设备的传动系统和工作原理,主要加工设备的组成、工艺规程制订的基础知识和基本理论,机械装配的基本理论和装配工艺、机床夹具的基本概念及设计步骤、现代机械制造技术的发展趋势等内容, 以卷面成绩的70%计入课程总成绩。考试的题型以设计题、分析题、 计算题为主。其中,对应教学目标1的试题各占15%左右,对应教学目标5的试题占5%左右,对应教学目标2、3、4的试题占80%左右。 | 1、2、3、4、5 |
七、教材及参考书
教 材:[1]《机械制造技术基础》 张永贵主编 华中科技大学出版社 2013,9
参考教材:[1]《机械制造技术基础》 华楚生主编 重大出版社 2011,5
[2]《机械制造基础》 唐宗军主编 机械工业出版社 2003,1
调查问卷