机械制造基础教学大纲.docx
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机械制造基础教学大纲
《机械制造基础》课程教学大纲
课程编码：
0110060
课程名称：
机械制造基础
英文名称：
MechanicalManufacturingFundamental
学时：
64
学分：
4
课程类型：
必修
课程性质：
专业课
适用专业：
机械设计制造及其自动化
先修课程：
理论力学、材料力学、机械原理
开课学期：
6
开课院系：
机电工程学院
一、课程的地位、目的和任务
本课程地位：
《机械制造基础》课程是应用型本科机械设计制造及其自动化专业的一门专业课程。
本课程是一门融机械制造中的金属材料、热加工和切削加工等各个方面的基础知识为一体的综合性应用学科。
本课程目的：
《机械制造基础》主要研究金属材料及其加工工艺技术在机械制造中的应用。
本课程任务：
1．考生通过学习，能初步掌握机械制造中的常用金属材料及其选用、毛坯的制造方法；
2．通过学习，培养制定加工工艺规范与合理选用加工方法的能力。
二、本课程与其它课程的联系
机械制造基础是一门专业课，先修课程为理论力学、材料力学、机械原理等课程，并为以后其他专业课程的学习打下基础，起到一个承上启下的作用。
三、课程内容及基本要求
第一章金属材料的力学性能
教学要求：
通过本章学习，掌握金属材料机械性能及其试验方法。
重点：
拉伸图、材料性能的判定、硬度的测定方法。
难点：
冲击韧度和疲劳强度的定义理解
教学内容：
第一节强度和韧性
（一）强度定义及强度指标
（二）塑性定义及塑性指标
（三）拉伸图和材料性能的判定方法
第二节硬度
（一）硬度的试验方法
（二）硬度测定的实际意义
（三）硬度指标的划分，硬度符号的书写
第三节冲击韧度
（一）冲击试验来测定冲击韧度
（二）冲击韧度的分类
（三）冲击韧度的定义，冲击韧度符号的书写
第四节疲劳强度
（一）疲劳强度的定义
（二）疲劳强度曲线
（三）疲劳强度的影响因素
第二章金属与合金的结晶
教学要求：
通过本章学习，掌握纯金属、合金、实际金属的晶体结构。
重点：
常见晶格类型、固溶强化原理。
难点：
金属晶格缺陷对金属性能的影响。
教学内容：
第一节纯金属的晶体结构
（一）晶体与非晶体
（二）晶格和晶胞
（三）晶格常数：
晶面指数和晶向指数的表示方法
第二节合金的晶体结构
（一）合金的基本概念，固溶体的概念
（二）金属化合物和固溶体的分类，常见的固溶体和金属化合物的代表例子。
（三）固溶强化原理的应用，固溶强化的作用及其体现。
第三节实际金属的晶体结构
（一）多晶体结构
（二）金属的晶体缺陷及其对金属性能的影响
第三章金属与合金的结晶
教学要求：
通过本章学习，掌握纯金属、合金的结晶过程。
重点：
通过分析掌握细化晶粒的方法，金属的冷却曲线
难点：
二元合金相图的基本知识及其结晶过程的分析。
教学内容：
第一节纯金属的结晶
（一）金属的冷却曲线、过冷度、结晶规律、晶粒
（二）晶粒大小对金属性能的影响
（三）细化晶粒的方法
（四）同素异晶转变的含义
第二节合金的结晶
（一）二元合金相图的基本知识，枝晶偏析
（二）匀晶相图及其结晶过程；共晶相图及其结晶过程分析
（三）匀晶相图和共晶相图的绘制，杠杆定律的具体应用
第四章铁碳合金
教学要求：
通过本章学习，掌握常见碳钢的基本组织、牌号、性能和用途。
重点：
铁碳合金相图，碳钢的分类及其牌号
难点：
铁素体等五大组织的显微组织形态及其力学性能分析，碳钢中杂质元素对碳钢机械性能的影响分析
教学内容：
第一节铁碳合金的基本相
（一）奥氏体、铁素体、渗碳体的显微组织
（二）奥氏体、铁素体、渗碳体的的力学性能
（三）各种组织的组织形态及其定义
第二节Fe-Fe3C相图
（一）Fe-Fe3C相图上各相区的组织、相图中各主要点、线的意义
（二）Fe-Fe3C相图上各相区的具体划分
（三）典型铁碳合金结晶过程、Fe-Fe3C相图应用
（四）碳钢成分、组织、性能的关系
第三节碳素钢
（一）碳钢的分类、碳钢的牌号表示
（二）碳钢中常见的杂质元素对碳钢机械性能的影响
（三）各类碳钢的力学性能及用途
第五章钢的热处理
教学要求：
通过本章学习，掌握常见钢热处理基本原理、常见热处理工艺和应用。
重点：
钢加热时组织转变、奥氏体晶粒度的控制。
难点：
钢冷却时的组织转变，共析钢过冷奥氏体等温转变曲线（“C”曲线）
教学内容：
第一节概述
（一）热处理的作用
（二）热处理的定义
（三）热处理的目的
第二节钢在加热时的组织转变
（一）钢加热时候的组织转变
（二）奥氏体晶粒度的控制
（三）钢加热的方法
第三节钢在冷却时的组织转变
（一）钢冷却时候的组织转变情况
（二）共析钢过冷奥氏体等温转变曲线（“C”曲线）
（三）及等温转变产物珠光体、贝氏体、马氏体的组织形态及性能
第四节钢的正火与退火
（一）识记退火与正火的概念
（二）退火工艺种类、目的、工艺特点及其应用
（三）退火与正火特点及选用
第五节钢的淬火
（一）淬火、淬透性及其影响因素
（二）淬硬性、淬火缺陷及其预防措施
（三）淬火目的及方法
第六节淬火钢的回火
（一）回火及其目的、调质
（二）回火组织转变与钢性能的变化关系
（三）回火种类及其应用
第七节钢的表面热处理
（一）表面淬火、化学热处理
（二）表面淬火的方法及其特点、渗碳、渗氮
（三）渗碳件的组织、性能
第八节热处理零件的结构工艺性
（一）淬火件结构设计应遵循的一般原则
第六章合金钢
教学要求：
通过本章学习，掌握常见合金钢的牌号表示方法、分类、性能和用途。
重点：
合金钢的分类，合金元素的几个基本作用、常见合金元素对钢的作用。
难点：
渗碳钢的成分、组织、热处理、性能特点
教学内容：
第一节概述
（一）合金钢的牌号表示方法
（二）合金钢的分类
第二节合金元素在钢中的作用
（一）合金元素的几个基本作用
（二）常见合金元素对钢的作用
第三节合金结构钢
（一）低合金结构钢、弹簧钢
（二）渗碳钢的成分、组织、热处理、性能特点
（三）调质钢的成分、组织、热处理和性能特点
第四节合金工具钢
（一）识记：
工具钢
（二）刃具钢的成分、组织、热处理和性能特点
第七章铸铁
教学要求：
通过本章学习，掌握铸铁中石墨形态，各类铸铁的机械性能及应用。
重点：
铸铁的石墨化过程。
难点：
提高灰铸铁力学性能的途径
教学内容：
第一节概述
（一）铸铁及其特点
（二）铸铁中石墨形态
（三）基体组织对铸铁的性能的影响
第二节铸铁的石墨化
（一）铸铁的石墨化过程
（二）影响石墨化的因素
第三节常用铸铁
（一）识记：
灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁的牌号
（二）识记：
灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁的性能及用途
（三）提高灰铸铁力学性能的途径
第八章有色金属及其合金
教学要求：
通过本章学习，了解常见有色金属的种类和用途。
重点：
粉末冶金的生产过程
难点：
黄铜的成分和性能特点，滑动轴承合金
教学内容：
第一节铝及铝合金
（一）铝合金的分类
（二）时效强化
（三）铝合金的变质处理
第二节铜及其铜合金
（一）紫铜
（二）黄铜的成分和性能特点
第三节滑动轴承合金
（一）滑动轴承合金
第四节粉末冶金与硬质合金
（一）粉末冶金的生产过程
（二）硬质合金用途及特点
第九章非金属材料
教学要求：
通过本章学习，了解非金属材料的分类、性能特点和用途。
重点：
高分子材料及其分类。
难点：
陶瓷材料的基本性能和主要用途。
教学内容：
第一节高分子材料
（一）高分子材料及其分类
（二）塑料制品的成型与加工
第二节其他非金属材料
（一）陶瓷材料、复合材料
（二）陶瓷材料的基本性能和主要用途
（三）复合材料的分类
第三节冲击韧度
（一）冲击试验来测定冲击韧度
（二）冲击韧度的分类
（三）冲击韧度的定义，冲击韧度符号的书写
第十章铸造
教学要求：
通过本章学习，掌握铸造的成型原理、常见的铸造方法和应用。
重点：
砂型铸造的生产过程、手工造型方法
难点：
流动性、流动性的衡量方法及影响因素
教学内容：
第一节概述
（一）铸造的基本概念及特点
第二节砂型铸造
（一）型砂和芯砂的性能要求
（二）型砂的组成、机器造型、浇注系统组成
（三）砂型铸造的生产过程、手工造型方法
第三节合金的铸造性能
（一）流动性、流动性的衡量方法及影响因素、合金的收缩、定向凝固
（二）常用合金的铸造性能
（三）铸件收缩对铸件质量的影响及防止方法
第四节铸造工艺设计的基本内容
（一）浇注位置及分型面的选择
（二）带型芯的简单铸件的铸造工艺图的绘制
第五节铸件的结构工艺性
（一）合金铸造性能及铸造工艺对铸件结构的要求
（二）改正常见的不正确的结构设计
第六节特种铸件介绍
（一）熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造
（二）能较合理的选择简单典型铸件的铸造方法
第十一章锻压
教学要求：
通过本章学习，掌握锻造的成型原理、常见的锻造方法和应用。
重点：
单多晶体塑性变形、可锻性。
难点：
自由锻设备、自由锻的基本工序（主要工序）的工艺要求及应用
教学内容：
第一节概述
（一）锻压加工的特点
第二节金属塑性变形
（一）单多晶体塑性变形、可锻性
（二）加工硬化及其利用和消除方法、锻造流线形成与合理分布
（三）再结晶、金属的冷变形及热变形对组织结构和性能的影响
第三节锻造工艺过程
（一）锻造工艺过程
（二）锻造温度范围确定原则
第四节自由锻造
（一）自由锻设备、自由锻的基本工序（主要工序）的工艺要求及应用
（二）自由锻的特点
（三）典型锻件的工艺过程、自由锻件的结构工艺性
第十二章焊接与热切割
教学要求：
通过本章学习，掌握基本焊接原理、常见的焊接方法及其应用。
重点：
识记：
焊接、焊接方法分类、常见的熔焊方法。
难点：
焊接性的概念、估算钢材焊接性的方法
教学内容：
第一节概述
（一）焊接、焊接方法分类、常见的熔焊方法
（二）焊接特点
第二节焊条电弧焊
（一）电焊条的组成及其作用、电焊条的选用
（二）焊接热影响区和熔合区的组织与性能
（三）焊接应力和变形产生原因与防止措施
第三节其他焊接方法
（一）电阻焊特点、类型
（二）埋弧焊特点及应用
（三）气体保护焊的特点及应用
第四节常用的金属材料焊接
（一）焊接性的概念
（二）估算钢材焊接性的方法
（三）各种材料的焊接特点
第五节焊接的机构工艺性
（一）焊接结构材料的选择、接头形式的选择
（二）焊缝的布置原则
（三）简单焊接件的结构合理性判断
第六节常见的焊接缺陷及其产生原因
（一）常见的焊接缺陷
第十三章金属切削加工基础
教学要求：
通过本章学习，掌握切削加工的基本原理、工艺方法以及各工艺方法的特点和应用。
重点：
切削用量要素、切削力、切削液的作用和选用原则、合理选用切削用量。
难点：
车、刨、插、拉削和铣削加工的工艺特点及适用场合
教学内容：
第一节金属切削加工的基础知识
（一）常用刀具材料、刀具的几何角度、切屑形成过程
（二）切削运动
（三）切削用量要素、切削力、切削液的作用和选用原则、合理选用切削用量
第二节金属切削机床的基础知识
（一）机床的分类与编号
（二）机床上常用的传动副
第三节车削加工
（一）车床的组成
（二）车床加工范围及车刀
（三）车削加工的工艺特点
第四节钻、镗削加工
（一）钻、镗削加工的工艺特点及适用场合
第五节刨、插、拉削和铣削加工
（一）刨、插、拉削和铣削加工的工艺特点及适用场合
第六节磨削加工
（一）砂轮的切削性能
（二）砂轮的硬度
（三）磨削的特点
第十四章零件选材与加工工艺分析
教学要求：
通过本章学习，掌握零件选材、毛坯选择及加工工艺分析。
重点：
机械零件的失效形式、选材的基本原则。
难点：
热处理技术条件的内容、标注
教学内容：
第一节零件的失效形式和选材原则
（一）机械零件的失效形式
（二）选材的基本原则
第二节零件毛坯的选择
（一）毛坯的选用原则
（二）常用毛坯生产方法及有关内容比较
第三节零件热处理的技术条件和工序位置
（一）热处理技术条件的内容、标注
（二）热处理的工序位置
第四节典型零件材料和毛坯的选择及加工工艺分析
（一）典型零件材料和毛坯的选择及加工工艺分析
四、教学安排及方式
总学时：
64学时，其中理论教学时数52学时，实验教学时数为12学时。
教学环节
教学时数
课程内容
讲
课
实
验
习
题
课
上机
看或
录参
像观
小计
备
注
第一章金属材料力学性能
4
4
第二章金属与合金晶体结构
4
2
6
第三章金属与合金的结晶
4
4
第四章铁碳合金
6
2
8
第五章钢的热处理
6
6
第六章合金钢
4
4
第七章铸铁
2
2
4
第八章有色金属及其合金
4
4
第九章非金属材料
4
4
第十章铸造
4
4
第十一章锻压
2
2
4
第十二章焊接与热切割
2
2
第十三章金属切削加工基础
2
4
6
第十四章零件选材与加工工艺
2
2
合计
52
12
64
五、考核方式
1、考核方式：
笔试（闭卷）
2、成绩评定：
平时成绩占10%，包括出勤、课堂提问、作业等；期中成绩占20%；实验成绩占10%，期末成绩占60%。
综合考核成绩=平时成绩*10%+期中成绩*20%+实验成绩*10%+期末成绩*60%。
六、推荐教材与参考资料
1、推荐教材：
孙学强编.《机械制造基础》（第二版）.（北京）：
机械工业出版社.（2011）.
2、参考资料：
[1]侯书林，朱海.《机械制造基础》（第二版）.北京：
北京大学出版社,2011
[2]王力.《机械制造工艺学》（第一版）.北京：
中国人民大学出版社,2010
编写人：
孙维丽
审核人：
杜昌民
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