机械制造技术基础教学大纲吉林大学机械工业出版社.docx

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机械制造技术基础教学大纲吉林大学机械工业出版社

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机械制造技术基础教学大纲吉林大学机械工业出版社

《制造技术基础A》教学大纲

课程编码：

08297019

课程名称：

制造技术基础A

英文名称：

FundamentalsofManufacturingTechnologyA

开课学期：

6

学时/学分：

68/4（其中实验学时：

8学时）

课程类型：

学科基础必修课

开课专业：

机械类专业本科生

选用教材：

《机械制造技术基础》吉林大学、机械工业出版社2004年1月第一版

主要参考书：

1、卢秉恒、于骏一、张福润主编：

《机械制造技术基础》，机械工业出版社1999年版。

2、包善斐、王龙山、于骏一主编：

《机械制造工艺学》，吉林科技出版社1995年版。

3、王宝玺主编：

《汽车拖拉机制造工艺学》，机械工业出版社2000年出版。

4、周泽华主编：

《金属切削原理》，上海科学技术出版社2000年出版。

执笔人：

邹青

一、课程性质、目的与任务

《制造技术基础》是学科基础必修课，具有较强的实践性和应用性，为将来解决制造中的技术问题打基础，是机械类专业学生的一门主干技术基础课。

本课程的任务是培养学生掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工的基本知识，能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数，掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识，使学生具有工艺设计和夹具设计的基本技能。

通过实践教学环节培养学生分析解决工程实际问题的能力和工程设计能力。

在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和有目的从事机械设计、制造工作打下基础。

因此制造技术基础课程在机械类专业的教学计划中占有重要的地位和作用。

二、教学基本要求

1、掌握下列基本理论：

金属切削基本理论；机械制造质量分析与控制理论；零件机械加工工艺规程设计及装配工艺设计原理；机床夹具设计原理；设计工艺性评价。

2、了解下列知识：

机械加工方法与装备；计算机辅助机械制造；先进制造技术。

3、掌握下列基本技能：

能够按实验指导书进行实验操作，并能初步分析结果；能够制订中等复杂程度零件的机械加工工艺规程；能够设计中等复杂程度的机床夹具。

4、初步掌握下列基本技能：

能够综合分析制造过程中的一般问题；能够设计一般机器的装配工艺规程。

5、注重培养学生的思维能力，采用理论与实践相结合的方法进行教学，培养和提高学生分析解决工程实际问题的能力和工程设计能力。

三、各章节内容及学时分配

第一章绪论（3学时）

教学目的与要求

通过本部分的学习，要求学生了解机械制造业在国民经济中的地位和作用，机械制造技术的发展，本课程研究内容，本课程的特点与学习方法。

重点掌握机械制造中的生产过程和工艺过程，生产类型及其工艺特征。

教学内容

笫一节机械制造工业在国民经济中的地位与作用

笫二节机械制造厂的生产过程和工艺过程

一、生产过程和工艺过程

二、工艺过程的组成

第三节生产类型及其工艺特征

第四节基准

一、设计基准

二、工艺基准

第五节工件的装夹

一、工件的装夹

二、工件的定位

考核要求

了解：

我国在发展机械制造工业方面所取得的成绩和当前存在的主要问题，以及机械制造技术的发展方向。

理解：

机械制造工业在国民经济中的地位与作用；生产类型及其工艺特征。

掌握：

生产过程和工艺过程的概念，工序、安装、工位、工步的基本概念；设计基准、装配基准、工序基准、定位基准和测量基准的概念；工件定位的六点定位原理及分析定位元件所限制的自由度。

第二章切削过程及其控制（10学时）

教学目的与要求

通过本部分的学习，要求学生掌握切削过程的有关基本知识、基本理论，学会分析切削过程中产生的物理现象，探讨这些现象的影响因素和影响规律及相互之间的内在联系。

了解刀具状态监控的意义和方法。

教学内容

笫一节金属切削刀具基础

一、切削加工的基本概念

二、刀具角度

三、刀具材料

第二节金属切削过程中的变形

一、切屑的形成过程

二、切削变形程度

三、前刀面上的摩擦

四、积屑瘤的形成及其对切削过程的影响

五、影响切屑变形的因素

笫三节切屑的类型及控制

一、切屑的类型

二、切屑的控制

第四节切削力

一、切削力、切削合力与分力、切削功率

二、切削力的测量及切削力经验公式

三、影响切削力的因素

第五节切削热和切削温度

一、切削热的产生与传导

二、切削温度的测量

三、影响切削温度的主要因素

第六节刀具磨损和耐用度

一、刀具磨损形态和磨损机制

二、刀具磨损过程及磨钝标准

三、刀具寿命

四、刀具的破损

五、刀具状态监控

第七节刀具几何参数和切削用量的合理选择

一、刀具几何参数的选择

二、切削用量的选择原则

第八节磨削原理简介

一、砂轮的特性和选择

二、磨削过程

考核要求

了解：

常用刀具材料的种类及特点；切屑的种类；刀具磨损的形态和磨损过程；刀具状态监控的意义和方法；合理选择刀具的几何参数；砂轮的特性，砂轮的选择，磨削过程与一般切削过程的区别。

理解：

进给运动对刀具工作角度的影响；切削变形、切削力、切削热、刀具磨损等切削过程中产生的物理现象及其内在联系。

掌握：

切削运动、切削层参数、切削用量等基本概念；刀具切削部分的构造和刀具角度的定义；选择常用刀具材料的基本原则和方法；控制切屑形态的基本方法；控制切屑形态的基本方法；切削变形、切削力、切削温度、刀具寿命的影响因素和影响规律；磨钝标准和刀具寿命的概念；合理选择切削用量的原则和方法。

第三章机械制造中的加工方法及装备（12学时）

教学目的与要求

通过本部分的学习，要求学生了解零件表面成形原理及机床基本知识，掌握典型表面的加工方法。

了解常用金属切削刀具的种类、结构及用途。

了解数控机床及数控加工程序编制。

了解典型的特种加工方法。

教学内容

第一节概述

一、机械制造中的加工方法

二、零件表面成形原理及机床基本知识

第二节外圆表面加工

一、外圆表面的车削加工

二、外圆表面的磨削加工

三、外圆表面的精整、光整加工

第三节孔加工

一、钻孔与扩孔

二、铰孔

三、镗孔

四、珩磨孔

五、拉孔

第四节平面及复杂表面加工

一、概述

二、铣平面

三、复杂曲面加工

第五节数控机床与数控加工

一、数控机床的加工原理

二、数控铣床及加工中心的主运动及进给运动系统

三、JCS-018型立式加工中心

四、数控加工程序编制

第六节特种加工

一、电火花加工

二、电解加工

三、激光加工

四、超声波加工

五、快速原型与制造技术

考核要求

了解：

材料去除加工、材料成型加工、材料累积加工的特点和应用范围；机床的基本结构与运动、机床型号的含义；车刀、钻头、拉刀、铣刀等常用金属切削刀具的种类、结构及用途。

数控机床的组成及主要机械部件结构；了解数控加工程序编制的方法步骤；电火花加工、电解加工。

理解：

零件表面的成形原理；数控机床的加工原理。

掌握：

外圆表面车削、磨削、研磨、超精加工的加工原理、工艺特征及应用范围；钻孔与扩孔、饺孔、镗孔、珩磨孔、拉孔的加工原理、工艺特征及应用范围；平面及曲面加工的主要加工方法，铣平面的铣削方式、工艺特征及应用范围。

笫四章机械加工质量及其控制（13学时）

教学目的与要求

通过本部分的学习，要求学生熟悉了解机械加工质量及其控制的基本概念、基本理论和基本规律。

掌握加工误差的计算方法和统计分析方法。

教学内容

第一节机械加工精度

一、精度与加工误差

二、加工经济精度

第二节影响机械加工精度的因素

一、工艺系统的几何误差

二、装夹误差

三、工艺系统受力变形引起的误差

三、工艺系统受热变形引起的误差

四、工件内应力重新分布引起的误差

五其它误差

六、提高加工精度的途径

笫三节加工误差的统计分析

一、概述

二、加工误差的统计分析——工艺过程的分布图分析方法

三、加工误差的统计分析——工艺过程的点图分析方法

第三节机械加工表面质量

一、加工表面质量的概念

二、机械加工表面质量对机器使用性能的影响

三、加工表面的表面粗糙度

四、加工表面的物理力学性能

第四节机械加工过程中的振动简介

一、机械加工过程中的强迫振动

二、机械加工过程中的自激振动（颤振）

三、控制机械加工振动的途径

考核要求

了解：

传动链误差、夹具几何误差对加工精度的影响；机械加工过程中强迫振动和自激振动的特征，控制机械加工振动的途径。

理解：

加工误差、加工精度、加工经济精度、加工表面质量的基本概念；工艺系统刚度的概念；误差复映规律；内应力的成因；表面粗糙度、表面波纹度、表面冷作硬化、表面残余应力的成因及其影响因素。

掌握：

主轴回转误差、导轨误差、刀具几何误差对加工精度的影响；定位误差的计算方法和计算要领；工艺系统刚度与其各组成环节刚度之间的关系，运用工艺系统刚度理论计算由工艺系统受力变形引起的加工误差；减小工艺系统受力变形、热变形的途径；提高机械加工精度的途径；运用分布图分析方法和点图分析方法对工艺过程加工精度进行统计分析的原理和方法；机械加工表面质量对机器使用性能的影响。

第五章工艺规程设计（14学时）

教学目的与要求

通过本部分的学习，要求学生理解工艺规程设计的指导思想和设计原则。

掌握拟订机械加工工艺路线的工作内容、基本原则和方法步骤。

掌握尺寸链的计算公式和工序尺寸的计算方法。

了解成组工艺原理和计算机辅助工艺设计。

掌握机器装配工艺规程设计和机械产品设计工艺性评价要领。

教学内容

第一节概述

一、工艺规程的作用

二、工艺规程的设计原则

三、工艺规程设计所需原始资料

第二节机械加工工艺规程设计

一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤

二、工艺路线的拟订

三、加工余量

四、工序尺寸及其公差的确定

五、工艺过程的生产率

六、工艺方案的经济分析

七、编制工艺规程文件

第三节成组加工工艺规程设计简介

第四节计算机辅助机械加工工艺规程设计简介

第五节机器装配工艺规程设计

一、概述

二、保证装配精度的四种装配方法

三、装配工艺规程设计

第六节机械产品设计的工艺性评价

一、概述

二、机械产品设计的机械加工工艺性评价

三、机械产品设计的装配工艺性评价

考核要求

了解：

工艺规程设计的指导思想和设计原则，设计工艺规程必需的原始资料；了解设计机械加工工艺规程和装配工艺规程的内容和步骤；工艺方案经济分析方法；通过分析装配技术条件组建尺寸链的方法；装配单元划分和装配系统图。

理解：

划分加工阶段的目的意义；按工序集中原则和工序分散原则组织工艺过程的工艺特点及其应用范围；安排工序顺序的一般原则；机床设备和工艺装备选择的一般原则。

掌握：

选择粗、精基准的基本原则；加工余量的四个组成和减少加工余量的工艺途径；用极值法和统计法解算尺寸链的22个计算公式；工序尺寸公差的计算方法；时间定额的组成和提高生产率的工艺途径；保证装配精度的四种方法；机械产品设计工艺性评价。

第六章机床夹具设计（6学时）

教学目的与要求

通过本部分的学习，要求学生了解机床夹具的基本概念。

掌握工件在夹具中定位、夹紧的基本原理和基本规律。

掌握常见定位方式的定位误差计算方法。

了解常见夹紧装置，了解典型夹具的结构特点。

教学内容

第一节概述

一、机床夹具的作用

二、机床夹具的分类

三、专用机床夹具的组成

笫二节工件在夹具中的定位

一、机床夹具定位元件

二、定位误差的分析与计算

第三节工件在夹具中的夹紧

一、夹紧装置的组成和要求

二、夹紧力的确定

三、典型夹紧机构

四、夹紧的动力装置

第四节典型机床夹具

一、钻床夹具

二、铣床夹具

三、车床夹具

四、组合夹具

考核要求

了解：

常见夹紧装置；钻床夹具、铣床夹具、车床夹具的结构特点。

理解：

六点定位原理；定位误差的分析方法。

掌握：

机床夹具的作用、分类及其组成；夹具的常用定位方式和常用定位元件，根据工序简图提供的定位方案正确选用定位元件；常见定位方式（心轴定位、V形块、一面两销）的定位误差计算方法。

根据工序简图提供的装夹方式正确选择夹紧力的作用方向和作用点、正确选择夹紧机构。

第七章机械制造技术的新发展（2学时）

教学目的与要求

通过本部分的学习，要求学生了解当代机械制造技术的发展方向，了解超精密加工技术、工艺特征及其应用范围。

了解机械制造自动化技术和快速响应制造技术。

教学内容

第一节超精密加工技术简介

第二节机械制造自动化技术简介

第三节快速响应制造技术简介

考核要求

了解：

当代机械制造技术的发展方向；发展超精密加工和纳米加工技术的重要意义；超精密加工与纳米级加工的基本原理、工艺特征及其应用范围；大批量生产自动化和多品种、中小批量生产自动化的工艺特征及其应用范围；发展快速响应制造技术的重要意义。

四、实验

1．实验目的与任务

《机械制造技术基础》课程实验是完成本课程教学的重要环节。

其目的是使学生系统地掌握机械制造工艺知识和相关设计方法，接受制定工艺规程的基本训练，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。

其主要任务是使学生获得切削原理和刀具、工艺规程设计、夹具设计、装配方法及先进制造技术方面的基础知识，测量技能及手段。

2．实验教学基本要求

（1）认识各类典型刀具及掌握测量刀具几何角度的方法。

（2）研究切屑变形的变化规律及掌握其研究方法。

（3）培养学生掌握切削力的测量方法，研究切削用量和刀具角度变化对切削力的影响规律及实验数据处理方法。

（4）进一步掌握工艺过程中的相关知识，了解组合夹具的特点和设计方法。

（5）巩固工艺系统刚度对加工精度影响的概念，掌握确定工艺系统刚度的测量方法和手段，提高实验技能及实际操作能力。

（6）学会保证装配精度的装配方法，掌握各种装配方法的原则，可根据要求或自主设计装配尺寸链及公差分布状态，提高综合设计能力及操作能力。

（7）掌握工艺过程精度统计分析的内容和方法，学会工艺过程的分布图分析和点图分析各种误差因素对加工精度的影响及规律。

3．实验指导书：

《机械制造技术基础实验指导书》。

4．实验项目一览表

序号

实验项目

实验

类型

学时

分配

主要仪器

设备

实验

地点

备注

１

切削变形的研究

综合

２学时

CA6140普通车床

快速落刀装置、显微镜

切削实验室

２

车削力的测定及经验公式的建立

验证

２学时

CA6140普通车床

测力仪

切削实验室

３

工艺系统刚度对加工精度的影响

综合

２学时

CA6140普通车床

工艺系统刚度测试仪

切削实验室

４

装配精度方法综合设计

综合

２学时

后桥差减速器装配实验台

切削实验室

５

工艺路线及组合夹具设计

设计

２学时

组合夹具零件

切削实验室

６

刀具角度认识及测量

验证

２学时

万能车刀量角台

切削实验室

７

工艺过程精度的统计分析

综合

２学时

无心磨床

切削实验室

要求学生在上述实验中，至少选做四个实验，共8学时。

五、考核方式：

全体笔试（闭卷）统考，流水作业评卷；平时成绩占20％，期末考试成绩占80％；实验课按出席和交报告情况作为否决条件，参加实验和交报告次数缺一次即取消考试资格。

六、备注：

1．本大纲仅列出达到教学基本要求的课程内容，不限制讲述的体系、方式和方法，列出的内容并非要求都讲，有些内容，可以通过自学达到教学基本要求。

2．课程的CAI课件有教师版和学生版，教师采用CAI课件辅助教学可以节省大量时间，传递更多的信息量；学生采用CAI课件有利于自学和复习。

建议广泛使用，并不断总结经验，完善CAI课件。

3．作业是检验学生学习情况的重要教学环节，为了帮助学生掌握课程的基本内容，培养分析、运算的能力，建议布置习题8次，并适当安排一定数量的习题分析讨论课。

4．实验是教学的一个主要环节，用于基本实验的时间为8学时，每次实验每小组4－6人，使每个学生均有亲自操作的机会，另外可广泛使用计算机模拟软件和实验处理软件。