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《机械制造基础》课程教学大纲

一． 课程的性质、任务和基本要求
《机械制造基础》课程是机电类专业高职班的一门专业基础课。
本课程的任务是：
学生通过对工程材料、铸造、锻造、焊接、切削加工等内容的学习，了解和掌握常用工程材料的性质和机械零件加工工艺的基础知识，为学习其它相关课程和从事专业生产技术工作奠定必要的工艺基础。
本课程教学应达到的基本要求是：
1. 了解常用工程材料的种类、性能及其改性方法，初步掌握其应用范围和选用原则。
2. 掌握主要毛坯成形方法的基本原理和工艺特点，具有选择毛坯及工艺分析的初步能力。
3. 掌握机械制造生产过程、生产类型及其特点；掌握各种主要加工方法的实质、工艺特点，基本原理和设备；了解零件的加工工艺过程，并具有选择零件加工方法的能力，能制定简单的制造工艺规程。
4. 了解零件的结构工艺性。
5. 了解有关的新工艺、新技术及其发展趋势。

二、时间安排
课 时 分 配 表
序号
课题
教学时数
小计
讲课
实验
习题
机动
1
绪论
0.5
0.5

2
金属材料的性能——力学性能
1.5
1.5

3
金属材料的性能——物理、化学性能
1
1

4
实验1：金属材料的硬度实验
1

1

5
金属的晶体构造和结晶
2
2

6
合金的晶体构造和结晶
3
3

7
铁碳合金——基本组织
1
1

8
铁碳合金——相图
5
4

1

9
铁碳合金——相图的应用
1
1

10
实验2：铁碳合金平衡组织观察与分析
2

2

11
钢的热处理——加热和冷却时的组织转变
4
4

12
钢的热处理——退火和正火
2
2

13
钢的热处理——淬火、回火和表面热处理
3
3

14
钢的热处理——新工艺简介
1
1

15
钢的热处理——零件常见热处理缺陷分析及预防措施
1
1

16
实验3：钢的热处理组织观察与分析
1

1

17
钢铁材料的表面处理
2
2

18
常用工程材料——工业用钢
4
4

19
常用工程材料——铸铁
2
2

20
常用工程材料——非铁合金、粉末冶金及非金属材料
2
2

21
铸造成形——工艺基础
4
4

22
铸造成形——方法
3
3

23
铸造成形——工艺设计
3
2

1

24
铸造成形——铸件结构工艺性
2
2

25
锻压成形——工艺基础
2
2

26
锻压成形——自由锻
2.5
2

1

27
锻压成形——模锻
2.5
2

1

28
锻压成形——板料冲压
1
1

28
锻压成形——锻压新工艺简介
2
2

29
焊接与胶接成形——焊接与胶接的比较、焊接基本原理
4
4

30
焊接与胶接成形——常用焊接方法
4
4

31
焊接与胶接成形——常用金属材料的焊接
2
2

32
焊接与胶接成形——焊接结构工艺性
2
2

33
焊接与胶接成形——常见焊接缺陷、焊接质量检验
2
2

34
焊接与胶接成形——其它焊接技术简介、胶接
1
1

35
实验3：焊接接头组织观察与性能分析
1

1

36
机械零件的失效和其材料的选择
3
3

37
零件毛坯选择和质量检验
3
3

38
金属切削加工基础知识——切削运动和切削要素
1
1

39
金属切削加工基础知识——金属切削刀具
3
3

40
金属切削加工基础知识——金属切削过程中的物理现象
4
4

41
金属切削加工基础知识——提高切削加工质量和效率
3
3

42
实验4：车刀几何角度刃磨
1
1

43
切削加工方法——机床的分类与编号
0.5
0.5

44
切削加工方法——车削加工
1.5
1.5

45
切削加工方法——钻、镗、铣、刨、插、拉
4
4

46
切削加工方法——磨削和光整加工
2
2

47
切削加工方法——螺纹和齿轮加工
2
2

48
切削加工方法——特种加工
2
2

49
切削加工方法——各种表面加工方案分析
2
2

50
机械加工工艺过程基础知识——基本概念
2
2

51
机械加工工艺过程基础知识——工件的装夹
4
4

52
机械加工工艺过程基础知识——工艺规程制定
2
2

53
模块一：轴类零件加工工艺过程
2

2

54
模块二：盘套类零件加工工艺过程
2

2

55
模块三：箱体类零件加工工艺过程
2

2

56
零件的结构工艺性
2
2

57
先进制造技术
2
2

58
复习、机动和测验
8

4
4

总计
136
111
5
16
4

三、内容纲要：
课题1:绪论
了解机械制造生产过程的基本概念；课程的性质、任务和要求；学习本课程的要求和方法。
课题2～4: 金属材料的性能
1． 金属材料的力学性能（强度、硬度、塑性、韧性等）；
2． 金属材料的物理、化学性能。
重点：金属材料的力学性能。
难点：金属材料的物理、化学性能。
课题5～6: 金属与合金的晶体构造和结晶
1． 金属的晶体结构；
2． 金属的结晶；
3． 合金的晶体结构；
4． 合金的结晶。
重点：三种典型的金属晶格；金属的结晶与控制。
难点：晶体缺陷；二元合金相图的分析。
课题7～10: 铁碳合金
1． 纯铁的同素异构转变；
2． 铁碳合金基本组织；
3． 铁碳合金相图分析；
4． 典型铁碳合金结晶过程分析；
5． 含碳量对铁碳合金组织和性能的影响规律；
6． 铁碳合金相图的应用。
重点：铁碳合金相图分析；典型铁碳合金结晶过程分析；含碳量对铁碳合金组织和性能的影响规律。
难点：铁碳合金相图分析；典型铁碳合金结晶过程分析。
课题11～16: 钢的热处理
1． 钢在加热和冷却时的组织转变；
2． 钢的退火和正火；
3． 钢的淬火和回火；
4． 钢的表面热处理；
5． 钢的热处理新工艺；
6． 零件常见热处理缺陷分析及预防措施。
重点：钢的退火、正火、淬火、回火和表面热处理。
难点：钢在冷却时的组织转变，钢的回火；表面热处理。
课题17: 钢铁材料的表面处理
1． 化学镀镍；
2． 电镀；
3． 热浸镀；
4． 热喷涂；
5． 真空离子镀。
了解钢铁材料的表面处理方法和作用。
课题18～20: 常用工程材料
1． 工业用钢；
2． 铸铁；
3． 非铁合金和粉末冶金；
4． 非金属材料。
重点：工业用钢；铸铁。
难点：常用工程材料的选用。
课题21～24: 铸造成形
1． 铸造成形工艺基础（合金的流动性和充型能力；合金的收缩；合金的吸气性和氧化性）；
2． 铸造成形方法（砂型铸造和特种铸造）；
3． 铸造成形工艺设计（浇注位置、分型面和工艺参数的选择）；
4． 铸件结构工艺性（砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求；合金铸造性对铸件结构设计的要求）。
重点：砂型铸造；浇注位置和分型面的选择；铸件结构工艺性。
难点：浇注位置和分型面的选择；浇注位置和分型面的选择。
课题25～28: 锻压成形
1． 锻压成形工艺基础（金属塑性变形的实质；塑性变形对金属组织和性能的影响；金属的冷变形和热变形；锻造流线及锻造比；合金的锻造性能）；
2． 自由锻；
3． 模锻；
4． 板料冲压；
5． 锻压新工艺（精密模锻；挤压；扎锻；超塑性变形）。
重点：塑性变形对金属组织和性能的影响；金属的冷变形和热变形；自由锻工艺过程及自由锻件结构工艺性；模锻工艺过程及模锻件结构工艺性；
难点：塑性变形对金属组织和性能的影响；锻造流线；锻压工艺过程。
课题29～35: 焊接与胶接成形
1． 焊接与胶接的比较；
2． 焊接基本原理（焊接电弧；焊接过程；焊接接头的组织和性能；焊接应力和变形）；
3． 常用焊接方法（手工电弧焊；埋弧自动焊；气体保护焊；电渣焊；电阻焊；钎焊）；
4． 常用金属材料的焊接（金属材料的焊接性；碳钢、合金结构钢、不锈钢、铸铁、非铁金属的焊接）；
5． 焊接结构工艺性（焊接结构材料的选择；焊接方法的选择；焊接接头设计；焊接结构工艺性）；
6． 常见焊接缺陷、焊接质量检验
7． 等离子弧焊接和切割、真空电子束焊接、激光焊接和切割、扩散焊接、摩擦焊等技术简介
8． 胶接
重点：焊接基本原理；手工电弧焊；埋弧自动焊；气体保护焊；碳钢、合金结构钢、不锈钢的焊接；焊接结构工艺性。
难点：焊接基本原理；焊接结构工艺性。
课题36～37: 机械零件材料及毛坯的选择和质量检验
1． 机械零件的失效；
2． 机械零件材料的选择；
3． 零件毛坯的选择；
4． 毛坯质量检验。
重点：失效形式；机械零件材料的选择；机械零件材料的选择。
难点：典型零件选材及工艺路线；典型零件毛坯的选择。
课题38～42: 金属切削加工基础知识
1． 切削运动；
2． 切削要素；
3． 金属切削刀具（刀具材料和车刀切削部分的几何参数）；
4． 金属切削过程中的物理现象（金属切削过程实质；切削变形区；积屑瘤；切削力；切削热；刀具磨损和使用寿命）；
5． 提高切削加工质量和效率。
重点：切削要素；车刀切削部分的几何参数；金属切削过程中的物理现象；提高切削加工质量和效率的措施。
难点：车刀切削部分的几何参数及合理选择；切削力；已加工表面质量。
课题43～49:切削加工方法
1． 机床的分类与编号；
2． 车削加工；
3． 钻、镗、铣、刨、插、拉削加工；
4． 磨削和光整加工；
5． 螺纹和齿轮加工；
6． 特种加工；
7． 各种表面加工方案分析。
重点：车、钻、镗、铣、刨、插、拉、磨削加工；螺纹和齿轮加工。
难点：螺纹和齿轮加工。
课题50～55: 机械加工工艺过程基础知识
1． 机械加工过程基本概念（生产过程和工艺过程；生产纲领和生产类型）；
2． 工件的装夹（工件的装夹方式；基准；定位基准的选择；工件的定位；夹具）；
3． 机械加工工艺规程的内容、要求和制定步骤；
4． 典型零件（轴类、盘套类和箱体类）加工工艺过程。
重点：定位基准的选择；工件的定位；典型零件（轴类、盘套类和箱体类）加工工艺过程。
难点：定位基准的选择；工件的定位；典型零件（轴类、盘套类和箱体类）加工工艺过程分析。
课题56: 零件的结构工艺性
1． 零件结构的切削加工工艺性；
2． 零件结构的装配工艺性；
重点：零件结构的切削加工工艺性；零件结构的装配工艺性。
难点：零件结构的切削加工工艺性。
课题56: 先进制造技术
1． 先进制造技术的内涵、特点和发展趋势；
2． 精密加工和超精密加工；
3． 超高速切削；
4． 柔性制造系统，计算机集成制造系统；
5． 并行工程；
6． 精益生产；
7． 敏捷制造。
重点：先进制造技术的内涵、特点和发展趋势；精密加工和超精密加工；超高速切削。
难点：并行工程、精益生产、敏捷制造等概念解释。
项目：
模块一
1． 工作任务：轴类零件的加工工艺过程制定
2． 相关实践知识
零件材料的选择；毛坯的选择；热处理方法选择；定位基准的选择及定位方法确定；表面加工方案的确定。
3．相关理论知识
工业用钢；钢的热处理；铸、锻成形方法；切削加工的方法；定位理论。
4．拓展型理论知识
加工阶段的划分；加工顺序的安排；机床与工艺装备的选择，加工余量的确定。
模块二
1． 工作任务：盘套类零件的加工工艺过程制定
2． 相关实践知识
零件材料的选择；毛坯的选择；热处理方法选择；定位基准的选择及定位方法确定；表面加工方案的确定。
3．相关理论知识
常用金属材料；热处理；铸、锻成形方法；切削加工的方法；定位理论。
4．拓展型理论知识
加工阶段的划分；加工顺序的安排；机床与工艺装备的选择，加工余量的确定。
模块三
1． 工作任务：箱体类零件的加工工艺过程制定
2． 相关实践知识
零件材料的选择；毛坯的选择；热处理方法选择；定位基准的选择及定位方法确定；表面加工方案的确定。
3．相关理论知识
铸铁；铸铁的热处理；铸造成形方法；切削加工的方法；定位理论。
4．拓展型理论知识
加工阶段的划分；加工顺序的安排；机床与工艺装备的选择，加工余量的确定。
四、教学方法
授课环节包括：课堂教授、工厂现场教学及习题课﹑考试考查等。
1． 课堂讲授
（1）教学方法：
采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，增加讨论课、现场课以及答疑质疑等教学环节。
（2）教学手段
在教学中采用幻灯和插播教学录象片等手段，并逐渐采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段。
2． 教学辅助资料
机械制造基础挂图、幻灯片、录象片，机械制造基础CAI教学课件。

五、教学条件
1． 机械制造基础是一门与生产实践密切联系的课程，在教学中适时安排现场见习教学或生产录象播放，并且按教学计划另外安排学生金工实习，以获得必要的实践知识。
2． 课程以课堂教学为主，要充分利用生产实例、模型、实物、挂图等直观教具等，以增强学生学习的趣味性，提高理解的直观性。

六、评价方法
本课程考核采用试题库，考教分离。

编者：王心本
审核：杨学辉

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