《机械制造基础》教案.docx

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《机械制造基础》教案

电子教案《机械加工》部分

一、教学进度

教学学时

主要教学内容

说明

1～2

1.切削加工概述；2.零件表面构成及成形方法；3.机床切削运动及切削要素；4.金属切削刀具（车刀的组成，刀具静止参考系）

授课

3～4

1.金属切削刀具（刀具标注角度）；2.刀具切削过程及磨削机理

授课

5～6

1.工件装夹及夹具；2.金属切削机床

授课

7～8

1.常用加工方法简述

授课

9～10

1.特种加工；2.特型表面加工；3.先进制造技术

授课+录像

11～12

1.常见表面加工方案

授课

13～14

1.根据“选择表面加工方案依据”讨论零件表面的加工方案

授课+讨论

15～16

1.机械加工工艺过程基础知识；2.制定加工工艺过程内容及原则（一部分）

授课

17～18

1.制定加工工艺过程内容及原则（另一部分）2.零件加工工艺过程分析

授课

19～20

1.总结制定零件加工工艺过程的方法，讨论几种典型零件加工工艺过程

授课+讨论

21～22

1.切削加工零件结构工艺性

授课

23～24

1.科技文献综述报告答辩；2.课程总结

答辩会

二、教材及主要参考资料

教材：

祁家騄等.《机械制造工艺基础》哈尔滨工程大学出版社，2004.7

参考资料：

1.傅水根等.《机械制造工艺基础》清华大学出版社，1998

2．刘友和等.《金工工艺设计》.广州：

华南理工大学出版社，1991

三、教学方法和现代化手段应用

教师讲授+课堂讨论+课外自学+撰写专题读书报告；

在课堂教学中，综合运用录像片、CAI课件。

《机械制造工艺基础》教学

课程总学时

24学时

主要教学模式

讲授+自学+讨论+课外阅读

Ⅰ.教学内容（22学时）

1.切削加工基础知识（6学时）

2.常用加工方法综述及加工方案选择（6学时）

3.机械加工工艺过程（6学时）

4.切削加工零件结构工艺性（2学时）

5.先进制造技术（1学时）

6.特种加工（1学时）

Ⅱ.学生课外阅读—讨论（2学时）

课外英语文献阅读及翻译。

Ⅲ.学习目的

了解切削加工的实质和工艺特点，以及它在机械制造中的作用。

现代机器中，绝大多数零件的精度和表面质量是靠切削加工来保证的。

这就可以看出，“切削加工”在机械制造中目前还占着重要的地位，它与整个国家工业的发展密切联系着。

对机械制造专业来说，切削加工是入门课，今后可能要从事这方面的工作，必须要有一个良好的开端。

而对于材料成型和机械设计专业来说，对于金属切削加工的知识，只有通过本课程学到。

这种知识在将来工作中，是必不可少的。

有许多毕业生反映，在工作岗位上，常感到金属切削加工知识不足，所以初学时，应首先明确学习目的，从而激发学习的兴趣和自觉性。

Ⅳ.学习方法

目前工厂中的机床虽是各种各样的，但它们都是由几种最主要的机床演变而来。

切削加工着重叙述这几种主要机床的加工方法，学习时，不但单一工种要搞清楚，还要进行综合地分析比较，目的是要把它们学活，并初步会用。

如，零件上常见表面用那些切削加工方法加工，加工工艺如何安排等。

本课程还初步把工艺方法与零件设计联系起来。

如第四章，就是讲使用某种加工方法时零件的结构应如何设计，才便于加工。

这里仅仅是初步引导，举了一些简单的例子，作为示范。

因为在实际加工中常常在这方面发生问题，所以不可忽视。

在学习本课程之前，应通过工程训练等环节，观察、了解几种主要机床（如车、铣、刨、钻和磨床等）的结构，所能完成的工作和应用范围，所使用的刀具、夹具、量具以及加工方法等，用这些感性知识作为学习的基础。

这门课，是由基础课到专业课的过渡，所以只要求学懂教材中所讲的机械加工的基本工艺和基本原理及基本知识即可，不需要推导公式，运用公式算题，也不需要深究加工理论，彻底搞清加工细节，进行方案比较等。

学习时不要死记硬背，而要把它们学活。

如果能几个人共同讨论，或争论一番则更好。

第1章学时

6学时

主要教学模式

讲授+自学

第1章切削加工基础知识

Ⅰ.教学内容

本章教学内容：

切削加工概述；零件表面的构成及成形方法；机床切削运动及切削要素；金属切削刀具；刀具切削过程和磨削机理；提高切削加工质量和经济性途径；材料的切削加工性和改善途径；切削液的选择；工件的装夹及夹具；金属切削机床。

Ⅱ.讲授内容

1.切削加工概述（内容：

分类、特点、作用及发展方向）；2.零件表面的构成及成形方法；3.机床切削运动及切削要素（内容：

切削运动、切削用量三要素）；4.金属切削刀具（内容：

刀具角度）；5.刀具切削过程和磨削机理（内容：

切屑形成过程及切削变形、切削力及其分解；切削热及切削温度；磨削过程）；6.工件的装夹及夹具（内容：

概述、夹具简介、基准及其分类、工件在夹具中的定位）；7.金属切削机床（内容：

机床型号）。

Ⅲ.学生自学内容

1.金属切削刀具（内容：

刀具的材料、刀具的合理几何参数）；2.刀具切削过程和磨削机理（内容：

表面变形强化和残余应力）；3.提高切削加工质量和劳动生产率的途径（内容：

加工质量、提高劳动生产率、切削用量选择）；4.材料的切削加工性标志方法和改善途径（内容：

切削加工性的概念和标志方法）；5.切削液的选择（内容：

切削液的作用、分类及选用）；6.金属切削机床（内容：

机床的组成、运动、类型及选择）。

Ⅳ.重点

1.零件表面的成形方法；

2.切削三要素的判断；

3.刀具的五个基本角度；

4.刀具切削过程及切削力、切削热、积屑瘤；

5.磨削过程实质及其特点；

6.切削液的作用；

7.夹具分类及组成、基准分类、工件在夹具中的定位；

8.机床基本类型和基本运动环节。

Ⅴ。

难点

1.刀具静止参考系及角度标注；

2.刀具切削过程和磨削机理；

3.六点定位原理和工件的定位方式；

Ⅵ。

学习要求

研究金属切削过程中的机床、刀具、工件等一些问题，对于保证质量、降低成本、提高生产率，都有着很重要的意义。

这些问题在实际中经常遇到，不过，有些问题我们没有仔细观察，有些也不易观察到。

教材只概略地介绍了一些最基本的知识。

学习时，应搞清各节所讲的内容，而不必深追理论，或死扣严格的定义等。

因为我们是学技术基础课，这些知识仅是为了帮助我们理解今后各章的内容，而不是在学专业课。

我们的目的是学以致用，让这些知识为我们以后学习和今后的工作打下一定的基础。

课时

1~2

主要教学模式

讲授+自学

Ⅰ.前言：

①学习方法：

讲授、讨论、自学、预习、答辩等。

②考核方法：

理论考试、课堂小考、平时表现、考勤等。

③课程用途、脉络：

产品——零件类型——加工分类——切削加工、特种加工——机床、刀具、夹具——零件的加工原理及过程——零件结构工艺性等。

④课程流程、讲课进度：

教学进度。

Ⅱ.授课内容：

1切削加工基础知识

1.1切削加工概述

1.1.1分类

1.机械加工（简称机工）2.钳工加工（简称钳工）

1.1.2特点

1.加工的精度和粗糙度范围广泛；

2.加工零件材料、形状、尺寸和重量范围较大；

3.加工生产率较高；

4.刀具材料的硬度大于工件材料的硬度。

1.1.3作用

占重要地位（40%~60%）

1.1.4发展方向

1.加工设备向数控技术、精密和超精密、高速和超高速方向发展。

2.加工刀具向超硬刀具材料方向发展

3.生产规模向多品种变批量方向发展

1.2零件表面构成及成形方法

1.2.1零件表面构成（三种基本表面）

1.回转面（圆柱面、圆锥面、回转成形面等）；

2.平面（大平面、端面、环面等）；

3.成形表面（渐开面、螺旋面等）。

1.2.2零件表面的形成方法

1.成形法2.包络法

1.3机床的切削运动及切削要素

1.3.1机床的切削运动

1.主运动2.进给运动

1.3.2切削用量三要素

1.切削速度2.进给量3.背吃刀量

1.4金属切削刀具

1.4.1刀具材料（学生自学）

1.对刀具材料基本要求2.普通刀具材料3.超硬刀具材料

1.4.2刀具角度

1.车刀的组成：

刀体（刀头）组成：

前刀面（Aγ）；主后刀面（Aα）；副后刀面（Aα′）α′；主切削刃（S）；

副切削刃（S′）；刀尖。

2.刀具静止参考系

主要坐标平面：

①基面Pr②切削平面Ps③正交平面Po④假定工作平面Pf⑤背平面Pp

思考题及习题

1.分析、判断在车削、钻削、铣削、刨削等的加工过程中，机床的主运动和进给运动以及切削用量三要素。

2.车刀的刀体（刀头）由哪些部分组成，怎样判断确定？

课时

3~4

主要教学模式

讲授+自学

3.刀具标注角度

前角（γo）；背前角（γp）（学生自学）；后角（αo）；背后角（αp）（学生自学）；主偏角（Kr）；副偏角（Kr/）；刃倾角（λs）。

1.4.4刀具的合理几何参数（学生自学）

了解刀具基本角度几何参数的主要功能及其合理选择。

1.5刀具切削过程及磨削机理

1.5.1切屑形成过程及切削变形

塑性金属的切削过程是一个挤压变形切离过程，经历了弹性变形、塑性变形、剪切滑移和切离过程四个阶段。

切削塑性金属的三个变形区，第一变形区，第二变形区，第三变形区。

1.5.2切削力及其分解

1.总切削力

2.几何分力

①切削力Fc②进给力Ff③背向力Fp

1.5.3切削热及切削温度

1.切削热2.切削温度3.积屑瘤

1.5.4表面变形强化和残余应力（学生自学）

1.表面变形强化2.残余应力

1.5.5磨削过程

1.磨削过程的实质

2.磨削过程的特点

①精度高、表面粗糙度小②背向磨削力Fp较大③磨削温度高④表面变形强化和残余应力严重

1.6提高切削加工质量和经济性途径（学生自学）

1.6.1加工质量

1.6.2提高劳动生产率

1.提高劳动生产率基本途径

2.提高机械加工劳动生产率

1）缩短基本工艺时间2）减少辅助时间3）减少服务时间4）自然需要时间

1.6.4切削用量选择

1.切削用量选择的一般原则

1）生产效率2）刀具寿命3）机床功率4）加工表面粗糙度

1.7材料的切削加工性及改善途径（学生自学）

1.7.1切削加工性的概念和标志方法

1.8切削液的选择（学生自学）

1.8.1切削液的作用

1.冷却作用2.润滑作用3.清洗作用4.防锈作用

1.8.2切削液的分类及选用

1.切削液的分类2.切削液的选用

思考题及习题

1.分析、判断车刀的五个基本角度，并了解这几个角度的作用。

2.分析刀具在切削塑性金属时，切削变形过程，切削力的来源、几何分力，切削热产生、传散。

3.教材P74（第5题）

课时

5~6

主要教学模式

讲授+自学

1.9工件的装夹及夹具

1.9.1概述

1.9.2夹具简介

1.夹具分类

1）通用夹具2）专用夹具3）组合夹具4）通用可调夹具和成组夹具

2.夹具的组成

1）定位元件2）夹紧元件3）对刀、导引元件或装置4）连接元件5）其他装置或元件6）夹具体

1.9.3基准及其分类

1.设计基准

2.工艺基准

1）定位基准2）测量基准3）装配基准4）工序基准

1.9.4工件在夹具中的定位

1.六点定位原理

2.完全定位和不完全定位

3.欠定位与过定位

1）改变定位元件结构

2）撤消重复限制自由度的定位元件

3）提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度

4.常见的定位方式及定位元件（学生自学）

1.10金属切削机床

1.10.1机床的型号

1.10.2机床的组成（学生自学）

1.10.3机床上的运动（学生自学）

1.切削运动2