机械制造工艺学教学大纲.doc

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《机械制造工艺学》教学大纲

学时：

54学分：

3

理论学时：

45实验学时：

9

适用专业：

农业机械化及其自动化

大纲执笔人：

刘贤喜大纲审定人：

赵立新

一、说明

1、课程性质、地位和任务

《机械制造工艺学》是以机械制造中的工艺问题为研究对象的一门技术学科，是“机械制造工艺及设备”、“机械设计制造及其自动化”和“机械工程及自动化”等专业的一门主要专业课。

通过本课程的教学过程（如课堂理论教学、习题、实验等）及有关环节（如工厂实习等）的配合，使学生初步具有制定工艺规程的能力；掌握机械加工工艺方面的基本理论知识；对于改进机械加工工艺过程，保证加工质量方面的知识和技能应受到初步训练；了解现代制造技术的新成就及发展趋向。

2、课程教学的基本要求

（一）机械加工工艺规程的制定和工艺尺寸链

掌握机械加工的一些基本概念的定义，对零件进行工艺分析，选择加工时的定位基准；安排加工路线；确定各工序余量、尺寸及公差；确定时间定额。

（二）机械加工精度

掌握影响加工精度的各种原始误差及其各自的影响规律；掌握如何采取相应措施控制加工误差；掌握对加工误差进行统计分析的方法。

（三）机械加工表面质量

掌握机械加工表面质量的含义及对零件使用性能的影响规律；掌握影响零件表面粗糙度的工艺因素及其改善措施；掌握影响零件表面层物理力学性能的因素及改善措施；掌握工艺系统振动的类型与控制振动的方法。

（四）典型零件加工与加工方法

掌握轴类零件、箱体零件的加工工艺过程安排及各种加工方法的选择。

（五）装配工艺基础和装配尺寸链

掌握保证装配精度的方法及相应装配尺寸链的解算方法；掌握装配工艺规程的制订及产品结构工艺性分析。

（六）现代制造技术

了解现代制造技术的新成就及发展趋向。

3、课程教学改革

教学手段：

充分利用计算机网络和现代教育技术对本课程进行教学；

教学内容：

理论联系实际，根据现代制造技术的发展，适当增加与制造业信息化和数控加工方面的有关内容。

二、教学大纲内容

（一）课程理论教学

绪论（1学时）

机械制造工业的发展简况及发展方向。

课程的性质、特点、目的要求、与有关课程的联系。

通过本章的学习，要求了解机械制造工业的发展简况及发展方向和机械制造工业在国民经济中的地位及作用。

掌握课程基本内容的重要意义。

第一章机械加工工艺规程的制订和工艺尺寸链（15学时）

第一节基本概念

机械制造过程的基本概念：

生产过程与工艺过程；生产系统与机构制造系统；生产纲领与生产类型。

机械加工工艺过程的组成；工艺规程及其制订原则、步骤和原始资料。

第二节零件结构工艺性分析节

零件图的完整性与正确性；零件的结构工艺性；零件结构工艺性的评定指标。

第三节确定毛坏

影响毛坯选择的因素；毛坯的种类；毛坯形状和尺寸的确定。

第四节定位基准的选择

基准的概念及其分类；基准的分析；粗基准的选择；精基准选择；辅助基准的选择。

第五节工艺路线的拟定

加工方法的选择；加工阶段的划分；工序的集中与分散；工序顺序的排列；设备与工艺装备的选择。

第六节确定加工余量、工序尺寸及其公差

加工余量与工序尺寸的基本概念；影响加工余量大小的因素；加工余量的计算公式和确定方法；工序尺寸与公差的确定。

第七节时间定额和提高劳动生产中的工艺途径

工时定额；提高劳动生产率的工艺措施。

第八节工艺过程的技术经济性分析

工艺成本的组成；工艺成本的分析与评比；相对技术经济指标的评比。

第九节工艺尺寸链

尺寸链的概念、组成及分类；极值法解尺寸链；概率法解尺寸链；工艺尺寸链的概念；工艺基准（定位基准或测量基准）与设计基准不重合时工序尺寸及公差确定，同时保证多工序尺寸时工序尺寸及公差的确定，保证渗氮，渗碳层深度的工序尺寸及公差的计算；工序尺寸图解法。

本章的重点是：

1.工艺过程的组成，制订工艺过程的原则、步骤和方法

2.熟练掌握基准的选择原则和拟定工艺路线的基本原则和方法

3.应用所学原则能正确制订中等复杂零件的机械加工工艺过程

4.极值法解尺寸链的基本计算公式及其应用

建议教学方法：

本章内容较多，在教学方法上采取少而精的原则，启发式与形象化相结合，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，提高教学效果。

习题与思考题：

1-1、1-2、1-4、1-9、1-11、1-12、1-15、1-16、1-19、1-20、1-23、1-24、1-26

第二章机械加工精度（9学时）

第一节概述

加工精度的概念；影响加工精度的因素；原始误差与加工误差；研究加工精度的方法。

第二节工艺系统的几何误差

机床误差；安装误差；刀具误差；调整误差。

第三节工艺系统的受力变形

工艺系统的刚度及其对加工精神的影响；机床刚度及其测定；其他外力作用引起系统变形产生的误差；减小工艺系统受力变形的措施。

第四节工艺系统的热变形

工艺系统的热源；机床的热变形；工件的热变形；刀具的热变形；减小工艺系统热变形的措施。

第五节工件残余应力引起的误差

内应力引起变形的原因；内应力的产生；减小内应力引起变形的措施。

第六节加工误差的统计分析法和综合分析实例

加工误差的随机现象；分布图分析法；点图分析法；相关分析法；解决加工精度问题的方法和步骤。

第七节提高和保证加工精度的途径

介绍实际生产中提高和保证加工精度的常用方法。

本章的重点是：

1.掌握综合分析影响机械加工精度的基本工艺因素的初步能力；

2.重掌握几何误差、受力变形误差、内应力变形误差、热变形误差的基本概念及提高加工精度的措施与途径

3.掌握统计分析法的基本概念，以及怎样用来对加工误差进行统计分析

建议教学方法：

本章内容较多，在教学方法上采取少而精的原则，启发式与形象化相结合，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，通过图、表、公式和实例进行综合分析，提高教学效果。

习题与思考题：

2-1、2-4、2-7、2-10、2-16、2-17、2-19、2-20、2-22

第三章机械加工表面质量（4学时）

第一节机械加工表面质量的含义及其对零件使用性能的影响

表面质量的含义和评定——表面微观几何形状和表面层的物理、机械性能。

第二节影响表面粗糙度的工艺因素及其改善措施

切削加工的表面粗糙度；磨削加工的表面粗糙度。

第三节影响零件表面层物理力学性能的因素及其改善措施

加工表面的冷作硬化及其影响因素；表面层的残余应力及其影响因素；磨削的表面质量。

第四节工艺系统的振动

机械加工中的振动及其对表面质量影响。

本章的重点是：

1.掌握机器零件表面质量的含义和评定

2.表面质量对零件使用性能的影响

3.影响表面质量的工艺因素及提高质量的工艺措施

建议教学方法：

在先修课中已经学过部分内容，在教学方法上采取少而精的原则，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，通过图、表和实例进行综合分析，提高教学效果。

习题与思考题：

3-1、3-5、3-12、3-14、3-19

第四章典型零件加工与加工方法（4学时）

第一节轴类零件加工

轴类零件加工工艺特点及质量分析。

第二节套类零件加工

长、短套类零件加工工艺特点及质量分析。

第三节箱体加工

不同类型箱体零件的加工工艺特点及质量分析。

第四节活塞加工

活塞加工中，粗、细基准的选择及其特种表面加工工艺。

本章的重点是：

1.掌握典型零件的加工工艺特点

2.掌握表面加工工艺质量分析方法

建议教学方法：

在教学方法上采取少而精的原则，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，通过工厂实习，达到教学目的，提高教学效果。

习题与思考题：

4-4、4-8、4-12

第五章装配工艺基础（3学时）

第一节概述

机器的组成及零件的联接方式；装配精度；装配工艺过程及装配的作业组织形式。

第二节装配工艺规程的制订

完全互换法；部分互换法、选配法、修配法、调整法；装配工艺规程内容及原始资料，制订的原则、步骤和方法。

本章的重点是：

1.掌握保证机器装配精度的五种工艺方法──完全互换法、、部分互换法、选配法、修配法和调整法的基本概念、原理、解算及应用范围

2.掌握装配工艺规程制订的原则、步骤和方法

建议教学方法：

在教学方法上采取少而精的原则，通过多媒体、网络技术、教具和课外实验等方法，通过工厂实习，达到教学目的，提高教学效果。

习题与思考题：

5-2、5-6、5-10

第六节现代制造技术（9学时）

第一节概述

制造技术的发展过程；现代制造技术的产生及其特点。

第二节特种加工

特种加工技术的涵义、产生及其发展过程；常见的几种特种加工方法的原理、工艺特点和典型应用。

第三节超精密加工

精密加工的概念、发展和意义；影响精密加工的主要因素；常见的精密加工方法。

第四节机械制造系统的自动化技术

成组技术、CAPP、FMS、CIMS。

第五节数控加工技术

数控技术与数控机床；数控加工的基本概念；数控机床程序编制；CAXAME软件简介。

本章的重点是：

1.掌握特种加工和精密加工的概念、原理和工艺特点

2.了解现代制造技术的作用和意义

3.掌握数控加工技术的原理与软件的使用

建议教学方法：

在教学方法上采取少而精的原则，通过多媒体、网络技术、教具和数控加工实验等方法，通过工厂实习、参观，达到教学目的，提高教学效果。

习题与思考题：

6-2、6-12、6-22

（二）课程实验教学

本课程实验学时共9学时，设3个实验，分别如下：

实验一机床主轴回转精度的测量（3学时）

观看利用传感器进行回转精度测量录像，利用千分表实际测量，使学生掌握回转精度测量方法。

实验二机床刚度的测量（3学时）

通过对机床头架、尾架、刀架的加载，测量各部件的变形，进而画出变形随外力变化的曲线，确定各个部件的刚度。

实验三数控铣削的基本编程及加工（3学时）

了解数控铣床加工程序的基本结构，学习数控加工中点位控制和直线补偿功能的编程与加工，了解加工零件的对刀操作，学会使用CAXAME进行造型和加工。

三、本课程考核方式、方法

平时上课和作业考核，占20%

实验、实习和课程论文考核，占20%

闭卷课程考试，占60%

以上三部分成绩的和，为本课程的最终成绩。

附：

本课程建议使用教材、实验、实习指导书及参考书目：

建议使用教材：

《机械制造工艺学》第2版，郑修本主编，机械工业出版社，1999年7月。

实验指导书：

《机械制造工艺学实验指导书》，自编。

主要参考书：

1.《机械制造工艺学》王先逵编著，清华大学出版社，1989

2.《数字控制技术》叶蓓华主编，清华大学出版社，2002

3.《数控机床实验指南》陈吉红，杨克冲主编，华中科技大学出版社，2003