精密与特种加工课程标准.docx
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精密与特种加工课程标准
南通农业职业技术学院
精密与特种加工课程标准
课程编码
课程类别
专业拓展课
适用专业
机械制造与自动化
授课单位
机电工程系
学分
2
学时
48～52
编写执笔人
邹栋林
审定负责人
徐少华
编写日期
2012.2
审定日期
1、课程概述
1.1课程性质
精密与特种加工课程提供了先进制造工艺技术领域精密切削（磨削）加工、特种加工和复合加工相关知识，使学生对现代机械制造技术条件下精细加工工艺有较为系统的了解，并能够运用学到的知识对各种加工机理进行分析，对其加工过程进行有效控制，以降低加工成本、提高加工质量和劳动生产率。
1.2课程基本理念
精密与特种加工是在机械制造技术、数控编程与加工以及其他有关课程的基础上，学习的一门专业拓展科。
课程的培养目标是：
通过对精密与特种加工课程的学习，使学生获得与机械、数控加工岗位相关的精密加工和特种加工的基本理论、基础知识，注重培养学生的基本技能，应用所学的知识分析和解决生产中的实际问题，为毕业后拓宽就业面打下坚实的基础。
1.3课程设计思路
本门课程在设计过程中，根据机械制造与自动化、数控技术等专业的培养计划和人才培养规格，本着宽基础、多方向的就业思路，根据专业岗位群技能要求，从而确定教学内容、教学时数和教学方法。
本门课程设计有理论知识和现场教学等模块，对知识目标描述使用“了解、理解、掌握”等目标动词，对能力的描述使用了“掌握、会用、知道、完成”等目标动词。
标准中理论知识模块为重点论述部分，现场教学模块则更注重学生参与及实际效果。
2、课程目标
2.1总体目标：
通过本课程的学习，使学生从理论上认识精密、超精密切削（磨削）加工以及特种加工过程的一般现象和基本规律，能够按照零部件的加工要求去选择具体的加工方法，选择合理的加工工艺参数，并能运用所学的知识，分析和解决生产中出现的一些有关问题。
同时使学生对机械工程学科，特别是对目前先进制造工艺技术的发展趋势和成就有初步的了解。
2.2具体目标
2.2.1知识目标
1.获得精密和超精密加工技术的基本原理和技术，包括超精密切削和金刚石刀具、精密和超精密磨削、研磨与抛光、精密和超精密机床设备、精密加工中的测量技术，在线测量和误差补偿技术、微细加工技术、精密加工的支撑环境等。
2．了解精密和超精密加工技术的现状和发展趋势。
3．掌握特种加工的基本理论和一般知识，包括常用加工工艺的加工原理、设备特点和有关应用。
4．了解特种加工技术应用现状和发展趋势。
2.2.2能力目标
1．初步具备精密和超精密加工工艺参数的选择及其对加工质量的影响。
2．在对各种常用特种加工工艺综合理解、比较的基础上，具有选择加工工艺、分析加工工艺过程及解决实际工艺问题的能力。
2.2.3素质目标
课程教学中注重教书与育人相结合，注重学生心理素质、人文精神、科学素养的培养：
（1）学会交流沟通和团队协作，培养主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度；
（2）培养良好的职业道德和正确的思维方式；
（3）培养创新意识和解决实际问题的能力。
3、课程内容标准
3.1理论教学标准
第一章精密和超精密加工技术及其发展展望
【学习目的要求】
理解精密加工和超精密加工概念，了解精密加工和超精密加工领域；理解金刚石刀具两个重要问题，理解超精密加工中检测补偿、超稳定加工环境条件；了解国外超精密加工技术的发展方向以及我国超精密加工技术发展方面。
【教学重点】
金刚石刀具两个重要问题；超精密加工中检测补偿；超稳定加工环境条件
【教学难点】
金刚石刀具两个重要问题
【课程内容要点】
第一节发展精密与超精密加工技术的重要性
一、精密加工和超精密加工概念
二、精密加工和超精密加工领域
第二节超精密加工技术现状
一、金刚石刀具两个重要问题
二、超精密加工中检测补偿、超稳定加工环境条件
第三节超精密加工技术发展展望
一、国外超精密加工技术的发展方向
二、我国超精密加工技术发展方面
第二章超精密切削与金刚石刀具
【学习目的要求】
理解超精密切削的切削速度选择；理解金刚石刀具破损或磨损的标志；理解积屑瘤的生成规律，影响因素及其对加工过程的影响；掌握切削参数对加工表面质量的影响；掌握刀具锋锐度对切削过程的影响；理解超精密切削时实际达到的最小切削厚度，刃口半径与最小切厚的关系，经验公式；理解金刚石刀具晶面选择对切削变形、加工表面质量和刀具磨损的影响；掌握金刚石的性能和晶体结构；理解金刚石各晶面的好磨难磨方向；掌握单晶金刚石刀具的破损机理；掌握金刚石晶体的定向；掌握金刚石刀具的设计。
【教学重点】
切削速度选择；金刚石刀具破损或磨损的标志；积屑瘤的生成规律，影响因素及其对加工过程的影响；切削参数对加工表面质量的影响；刀具锋锐度对切削过程的影响；金刚石的晶体结构；金刚石刀具的破损机理；金刚石晶体的定向；金刚石刀具的设计。
【教学难点】
积屑瘤的生成规律；切削参数对加工表面质量的影响；金刚石的晶体结构；金刚石刀具的破损机理；金刚石刀具的设计。
【课程内容要点】
第一节超精密切削的切削速度选择
第二节超精密切削时刀具的磨损和耐用度
第三节超精密切削时积屑瘤的生成规律
第四节切削参数变化对加工表面质量的影响
第五节刀刃锋锐度对切削变形和表面质量的影响
第六节超精密切削时最小切削厚度
第七节金刚石刀具晶面选择对切削变形和加工表面质量的影响
第八节超精密切削对刀具的要求及金刚石的性能和晶体结构
第九节金刚石晶体各晶面的耐磨性和好磨难磨方向
第十节单晶金刚石刀具的破损机理
第十一节金刚石晶体的定向
第十二节金刚石刀具的设计与制造
第三章精密磨削和超精密磨削
【学习目的要求】
理解精密和超精密磨料加工方法分类；掌握精密和超精密砂轮磨料磨具、涂覆磨具；掌握精密磨削机理、精密磨削砂轮选择及修整；理解精密磨床及磨削用量；理解超硬磨料砂轮磨削特点；掌握超硬磨料砂轮修整；理解超硬磨料砂轮磨床，磨削工艺及砂轮平衡；掌握超精密磨削和镜面磨削；掌握超精密磨削机理；理解超精密磨床与磨削工艺；理解砂带磨削方式、特点和应用范围；理解砂带磨削机理、精密砂带磨床和砂带头架以及精密砂带磨削工艺。
【教学重点】
精密和超精密砂轮磨料磨具、涂覆磨具；精密磨削机理、精密磨削砂轮选择及修整；超硬磨料砂轮修整；超精密磨削机理；超精密磨床与磨削工艺；砂带磨削机理；精密砂带磨削工艺。
【教学难点】
精密磨削机理、精密磨削砂轮选择及修；超硬磨料砂轮修整；超精密磨削机理；砂带磨削机理
【课程内容要点】
第一节精密和超精密磨削概述
一、精密和超精密磨料加工方法分类
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
三、精密和超精密涂覆磨具
第二节精密磨削
一、精密磨削机理
二、精密磨削砂轮选择及修整
三、精密磨床及磨削用量
第三节超硬磨料砂轮磨削
一、超硬磨料砂轮磨削特点
二、超硬磨料砂轮修整
三、超硬磨料砂轮磨床，磨削工艺及砂轮平衡
第四节超精密磨削
一、超精密磨削和镜面磨削
二、超精密磨削机理
三、超精密磨床与磨削工艺
第五节精密和超精密砂带磨削
一、砂带磨削方式、特点和应用范围
二、砂带磨削机理
三、精密砂带磨床和砂带头架
四、精密砂带磨削工艺
第四章精密和超精密加工的机床设备
【学习目的要求】
了解精密和超精密机床的发展概况、美国POMA计划和中国的情况；了解DTM-3型大型超精密车床、LODTM大型光学金刚石车床；掌握液体静压轴承主轴、空气静压轴承主轴；理解超精密机床的总体布局、导轨的结构形式及其特点；了解液体静压与空气静压丝杆副驱动、磨擦驱动；理解微量进给装置的要求；掌握弹性变形微量进给机构、电致伸缩式微量进给机构；了解激光在线检测系统工作原理、提高机床的稳定性和减振隔振的措施；理解减少机床热变形的措施。
【教学重点】
液体静压轴承主轴、空气静压轴承主轴；弹性变形微量进给机构、电致伸缩式微量进给机构。
【教学难点】
液体静压轴承主轴、空气静压轴承主轴；电致伸缩式微量进给机构
【课程内容要点】
第一节精密和超精密机床的发展概况
一、精密和超精密机床的发展概况
二、美国POMA计划和中国的情况
第二节典型超精密机床的简介
一、DTM-3型大型超精密车床
二、LODTM大型光学金刚石车床
第三节精密主轴部件
一、液体静压轴承主轴
二、空气静压轴承主轴
第四节床身和精密导轨部件
一、超精密机床的总体布局
二、导轨的结构形式及其特点
第五节进给驱动系统
一、液体静压与空气静压丝杆副驱动
二、磨擦驱动
第六节微量进给装置
一、微量进给装置的要求
二、弹性变形微量进给机构
三、电致伸缩式微量进给机构
第七节机床运动部件位移的激光在线检测系统
第八节机床的稳定性和减振隔振
第八节减少热变形和恒温控制
第五章精密加工中的测量技术
【学习目的要求】
理解精密测量的环境条件、量具和量仪材料的选择；米制长度基准、量块、测量平台的材料、测量平台的支承和精度检验；理解直线度的检测；理解平面度和垂直度的检测；理解角度和圆分度的检测。
【教学重点】
精密测量的环境条件；直线度的检测；平面度和垂直度的检测；角度和圆分度的检测。
【教学难点】
液体静压轴承主轴、空气静压轴承主轴；电致伸缩式微量进给机构。
【课程内容要点】
第一节精密测量技术
一、精密测量的环境条件
二、量具和量仪材料的选择
第二节测量基准
一、米制长度基准
二、量块
三、测量平台的材料
四、测量平台的支称和精度检验
第三节直线度平面度和垂直度的测量
一、直线度的检测
二、平面度和垂直度的检测
第四节角度和圆分度的测量
第六章在线检测与误差补偿技术
【学习目的要求】
理解加工精度的检测方法；掌握误差补偿的概念和类型；理解形状位置误差在线检测的方法；理解典型微位移工作台的工作原理。
【教学重点】
加工精度的检测方法；误差补偿的概念和类型；形状位置误差在线检测的方法；典型微位移工作台的工作原理
【教学难点】
误差补偿的概念和类型；形状位置误差在线检测的方法
【课程内容要点】
第一节加工精度的检测和误差补偿技术
一、加工精度的检测方法
二、误差补偿的概念和类型
第二节在线检测和误差补偿方法
第三节微位移技术
第七章精密研磨和抛光
【学习目的要求】
掌握研磨抛光机理和特点；了解精密研磨、抛光的主要工艺因素；理解平面研磨抛光的工艺规律；了解新工作原理的超精密研磨抛光。
【教学重点】
研磨抛光机理和特点；平面研磨抛光的工艺规律。
【教学难点】
研磨抛光机理和特点。
【课程内容要点】
第一节研磨
第二节抛光
第三节精密研磨与抛光的主要工艺因素
第八章微细加工技术
【学习目的要求】
了解微细加工技术的出现；掌握微细加工技术的概念及其特点；理解微细加工机理。
【教学重点】
微细加工技术的概念及其特点；微细加工机理。
【教学难点】
微细加工机理。
【课程内容要点】
第一节微细加工技术的出现
第二节微细加工技术的概念及其特点
第三节微细加工机理
第四节微细加工方法
第九章特种加工概论
【学习目的要求】
理解特种加工特点；掌握特种加工在现代制造业中的应用；理解对可加工性和结构工艺性影响。
【教学重点】
特种加工在现代制造业中的应用；特种加工对可加工性和结构工艺性影响。
【教学难点】
特种加工对可加工性和结构工艺性影响。
【课程内容要点】
第一节特种加工的产生原因，发展方向
第二节特种加工的分类
第三节特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响
第十章电火花加工
【学习目的要求】
理解电火花加工的基本原理；理解电火花加工材料蚀除的四个过程；掌握影响电火花加工生产率、加工精度及表面粗糙度的主要因素；了解脉冲电源要求和分类，典型脉冲电源；了解自动进给调节系统的作用和基本组成部分；了解设备的基本组成部分；了解电火花穿孔成形加工各种方法。
【教学重点】
电火花加工的基本原理；火花加工材料蚀除的四个过程；影响电火花加工生产率、加工精度及表面粗糙度的主要因素；电火花穿孔成形加工各种方法。
【教学难点】
电火花加工的基本原理；电火花加工材料蚀除的四个过程；影响电火花加工生产率、加工精度及表面粗糙度的主要因素；电火花穿孔成形加工各种方法。
【课程内容要点】
第一节电火花加工的基本原理及其分类。
第二节电火花加工的机理
第三节电火花加工中的一些基本规律
第四节电火花加工用脉冲电源
第五节电火花加工中的自动进给调节系统
第六节电火花加工机床
第七节电火花穿孔成形加工
电火花型腔加工现场教学
第十一章电火花线切割加工
【学习目的要求】
理解电火花线切割加工原理；掌握电火花线切割加工的特点；理解电火花线切割加工设备的基本组成部分；掌握3B格式线切割加工数控编程；理解线切割加工的主要工艺指标。
【教学重点】
电火花线切割加工原理、特点；3B格式线切割加工数控编程；线切割加工的主要工艺指标。
【教学难点】
3B格式线切割加工数控编程。
【课程内容要点】
第一节电火花线切割加工的原理、特点及应用范围
第二节电火花线切割加工设备
第三节电火花线切割控制系统及编程技术
第四节影响线切割工艺指标的因素
电火花线切割现场教学
第十二章电化学加工
【学习目的要求】
理解电极电位、极化、钝化、活化的概念；理解电解加工基本原理、特点；掌握电解加工的电极反应；理解三种常用电解液的特点、电解液的流动方式；理解法拉第电解定律、间隙；掌握精度成形规律及提高电解加工精度的途径；了解电解加工的基本设备；了解电解磨削的基本原理、特点。
【教学重点】
电极电位、极化、钝化、活化的概念；电解加工基本原理、特点；法拉第电解定律；精度成形规律及提高电解加工精度的途径。
【教学难点】
法拉第电解定律；精度成形规律及提高电解加工精度的途径。
【课程内容要点】
XX文库-让每个人平等地提升自我第一节电化学加工原理及分类
第二节电解加工
一、电解加工基本原理、特点
二、设备、间隙及平衡间隙
三、法拉第电解定律
四、三种常用电解液的特点
五、电解液流动方式
六、电解加工的电极反应、精度成型规律
七、提高电解加工精度的措施
第三节电解磨削
第十三章激光加工
【学习目的要求】
理解激光的特性；理解激光加工的原理、特点；理解激光加工机的基本组成部分；掌握激光打孔、激光切割工艺特点。
【教学重点】
激光的特性；激光加工的原理、特点；激光打孔、激光切割工艺特点。
【教学难点】
激光加工的原理、特点；激光打孔、激光切割工艺特点
【课程内容要点】
第一节激光加工的原理、特点
一、激光的特性
二、激光加工的原理、特点
第二节激光加工的基本设备
第三节激光加工工艺及应用
第十四章电子束和离子束加工
【学习目的要求】
理解电子束加工的基本原理、特点；理解离子束加工的基本原理、特点。
【教学重点】
电子束加工的基本原理、特点；离子束加工的基本原理、特点。
【教学难点】
电子束加工的基本原理、特点；离子束加工的基本原理、特点。
【课程内容要点】
第一节电子束加工
第二节离子束加工
第十五章超声加工
【学习目的要求】
理解超声波的概念超声加工的基本原理和特点；理解超声加工设备的组成部分换能器、变幅杆的作用；掌握各因素对超声加工速度、精度、表面质量的影响；了解超声加工的应用。
【教学重点】
超声波的概念超声加工的基本原理和特点；超声加工设备的组成部分换能器、变幅杆的作用；各因素对超声加工速度、精度、表面质量的影响。
【教学难点】
超声加工设备的组成部分换能器、变幅杆的作用；各因素对超声加工速度、精度、表面质量的影响。
【课程内容要点】
第一节超声加工的基本原理和特点
第二节超声加工设备及组成部分
第三节超声加工速度、精度、表面质量及其影响因素
第四节超声加工的应用
第十六章快速成形技术
【学习目的要求】
理解SL基本原理及成形方法；了解SLS基本原理及成形方法；了解LOM基本原理及成形方法；了解FDM基本原理及成形方法。
【教学重点】
SL基本原理及成形方法。
【教学难点】
SL基本原理及成形方法。
【课程内容要点】
第一节光敏树脂液相固化成形
第二节选择性激光粉末烧结成形
第三节薄片分层叠加成形
第四节熔丝堆积成形
第十七章其他特种加工
【学习目的要求】
理解化学铣削、化学抛光、光刻的基本原理；理解等离子体加工的基本原理；了解挤压珩磨的基本原理。
【教学重点】
化学铣削、化学抛光、光刻的基本原理；等离子体加工
【教学难点】
化学铣削、化学抛光、光刻的基本原理；等离子体加工的基本原理
【课程内容要点】
第一节化学加工
第二节等离子体加工
第三节挤压珩磨
3.4学时分配（小四号黑体加粗，顶头空两字）
表1：
《精密与特种加工》学时分配表
章次
内容
总学时
其中
讲授
课堂实训
现场教学
1
精密和超精密加工技术及其发展展望
2
2
2
超精密切削与金刚石刀具
6
6
3
精密磨削和超精密磨削
6
6
4
精密和超精密加工的机床设备
3
3
5
精密加工中的测量技术
2
2
6
在线检测与误差补偿技术
2
2
7
精密研磨和抛光
2
2
8
微细加工技术
2
2
9
特种加工概论
1
1
10
电火花加工
6
4
2
11
电火花线切割加工
6
4
2
12
电化学加工
4
4
13
激光加工
2
2
14
电子束和离子束加工
2
2
15
超声加工
2
2
16
快速成形技术
2
2
17
其它特种加工
2
2
合计
52
48
4
4、实施建议
4.1教学建议
教学中要根据精密与特种加工的课程特点和学生的实际情况，选择适用的教学方法和教学手段，突出重点，突破难点，从多角度启发学生的思维，提高学生探究学习和自主学习的能力。
（1）根据职业教育的培养目标和学生的知识水平，加强基本概念、基础理论和基本反应，淡化过深的理论推导。
（2）充分利于现代教育技术、模型、图表、教学资源库，尤其要在课件中制作具有动画效果的立体模型，使教学内容直观形象。
（3）设计课程内容时，注重理论教学与实践相结合，引入先进的技术和工艺，调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。
（4）采用启发式、互动式、讨论式教学方法，难点教学单元组织课题组教师集体备课。
（5）注重学生基本技能和能力的培养，加强学生的素质教育。
教学中要考虑相关知识向专业课的延伸和基础知识的巩固，利用现场教学进一步化解教学难点。
4.2评价建议
平时考核包括作业完成情况、出勤情况及课堂积极性。
期末考试理论试卷为100分，考试内容为本课程所讲授的重点和难点。
总成绩=平时考核成绩×50%+期末考试成绩×50%
成绩分布：
100～90优秀；89～80良好；79～70中等；69～60及格；59以下为不及格。
4.3教材编写与选用建议
教学内容的改革是课程建设的重点，教学内容的改革最终体现在教材建设上。
教学内容要根据时代发展的需要来设计和调整教学内容，并经过不断实践和完善逐步形成与科学技术发展趋势，与新时期人才培养模式相适应的现代教学内容。
强化基础理论的教学内容。
充实和加强富有新意的内容，应当用近现代科学技术的观点对传统的教学内容进行再认识，再加工，从中发展新概念和新知识,删去陈旧的成分，吸纳有生命力的成分，赋予传统内容以新的内涵,以丰富原有的教学内容。
适量引入本学科最新技术成就，使学生对本学科的前沿领域有所了解。
根据专业人才培养方案的总体设计思想及本课程的教学目标要求选用合适的课程教材。
建议选用如下教材：
（1）精密和超精密加工（第2版）袁哲俊，王先逵主编，艾兴，蔡鹤皋主审机械工业出版社，2007.5
（2）特种加工（第4版）刘晋春，赵家齐，赵万生主编机械工业出版社，2004.1
建议采用如下参考书：
（1）材料工程丛书：
《特种加工手册》.胡传忻，夏志东等.北京工业大学出版社.2001.04第一版
（2）《现代加工技术》.张辽远.机械电子工业出版社，2002.09，第一版
（3）《先进电火花加工技术》.赵万生.国防工业出版社，2003.10
（4）《精密与特种加工技术》.张建华.机械工业出版社出版，2003
4.5实验实训设备配置建议
建议配置电火花型腔加工机床、电火花快走丝线切割机床各8台。
4.6课程资源开发与利用建议
精密与特种加工是与实践紧密结合的课程，因此需要我们充分利用好现有的教学资源和设施，大力进行多媒体课件的开发和制作，展现其对理论学习的优势，加强学校现有的实验室的建设，整合其它学校的资源，开发自己的校本教材等，提高教学质量和效益。
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