《工程材料及机械制造基础》课程教学大纲.doc

工程材料及机械制造基础课程教学大纲课程编号: 23221307课程名称：工程材料及机械制造基础英文名称：Fundamentals of Engineering Material and manufacturing technology课程类型: 必修课总 学 时：48 讲课学时：48 实验学时：0学分：3适用对象: 机械设计制造及其自动化、车辆工程、汽车服务工程先修课程：高等数学、线性代数、工程力学执笔人：屈鹏 审定人：一、课程性质、目的和任务工程材料及机械制造基础是研究常用机械零件的制造过程及制造方法的一门综合性技术基础课。该课程包含工程材料、成型工艺基础和机械加工工艺基础三部分内容，是高等工业学校机械类专业和一些非机械类专业必修的技术基础课。通过本课程的学习，使学生获得常用工程材料、材料成形工艺及现代机械制造的基础知识，为学习其它相关课程及以后从事工程技术工作和科学研究奠定必要的基础。课程的任务熟悉常用工程材料的组织、性能、应用和选用原则。 掌握各种主要加工方法的基本原理和工艺特点，培养学生选择毛坯、零件加工方法及工艺分析的初步能力。 了解零件结构设计的工艺性要求。 了解各种主要加工方法所用设备的基本工作原理和结构。 初步了解与本课程有关的新材料、新技术及新工艺。二、课程教学和教改基本要求（一）课程教学基本要求工程材料部分：1、 掌握材料结构与性能的有关基础知识。2、 了解金属材料制备的基本知识及力学性能指标。3、 了解工程材料改性的原理和工艺。4、 掌握工业用钢的热处理方法。5、 了解常用工业用钢、铸铁、有色金属、非金属材料和复合材料的基本性能与特点。6、 了解新材料的发展与趋势。7、 掌握工程制件选材的原则和基本方法。8、 工程材料组织结构分析能力。9、 工程材料失效分析与力学性能测试能力。10、 制订与实施工业用钢热处理工艺的能力。11、 初步具备对于工程制件的选材、识材与用材的能力。机械制造基础部分：1掌握金属切削过程的基本理论、基本规律及金属切削刀具的基本知识，能初步选择合理的刀具材料、刀具几何参数、切削用量及其它切削加工条件。 2掌握金属切削加工方法（车削加工、铣削加工、钻镗加工、磨削加工、齿轮加工）的工艺特点、刀具及应用范围。3掌握金属切削机床的基本知识；掌握认识机床的基本方法，典型通用机床（车床、磨床、齿轮加工机床等）的工作原理、传动分析、结构特点及工艺范围。4掌握公差与配合的基本概念；掌握光滑圆柱体公差与配合、形状位置公差、表面粗糙度国家标准的主要内容；掌握滚动轴承精度标准、普通螺纹精度标准、圆柱齿轮精度标准的特点及应用；会初步应用各项国家标准。 5掌握机器零件加工工艺规程制定的基本概念、方法与步骤；掌握机器零件表面加工工艺方法选择，掌握机床夹具、工件定位的基本知识；了解加工工艺方案的技术经济性分析方法。 6了解零件加工、装配的结构工艺性。（二）课程教改基本要求1.教学内容教改要求：根据该课程“理论易学解题难”的特点，在满足基础理论“必须够用”的前提下，坚持“精讲多练”，加大习题的基本训练，提高学生的解题能力。同时注重传统的经典内容与现代工程实际的有机结合，引入大量工程案例，拓宽学生视野，提高学生的学习兴趣。2.教学方式教改要求：改变“一本教材一张口，一块黑板一支笔”的传统课堂教学模式，采用“黑板加屏幕，教材加动画”的多媒体辅助课堂教学模式，逐步实现“提出问题引发思维解决问题”的教学流程和组织方式。三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容第1篇工程材料第1章材料的原子结合方式及性能重点：原子间的结合力与结合能、原子间的结合力与结合能难点：原子间的结合力与结合能教学要求：掌握材料结构与性能的有关基础知识。教学内容：1.1固态物质的结合方式及原子结合键1.1.1晶体与非晶体1.1.2原子间的结合力与结合能1.1.3原子结合键的类型1.2工程材料的分类1.3工程材料的性能1.3.1力学性能1.3.2工艺性能第2章材料的晶体结构重点：晶格结构与晶胞、晶格常数与晶系、晶体中的缺陷难点：晶格常数与晶系教学要求：掌握晶格结构与性能之间的关系2.1晶体结构及其表达2.1.1晶格结构与晶胞2.1.2晶格常数与晶系2.1.3金属的晶体结构2.1.4立方晶系中的晶向与晶面2.2金属晶体结构的特点2.2.1单 晶体与多晶体的概念2.2.2晶体中的缺陷第3章材料的凝固与相图重点：纯金属的结晶、合金的结晶与结晶相图、合金的性能与相图的关系难点：合金的结晶与结晶相图教学要求：掌握合金的凝固过程与合金性能的关系3.1结晶与凝固特性及其影响因素3.2纯金属的结晶3.2.1纯金属的冷却曲线和冷却现象3.2.2结晶过程3.2.3结晶后的晶粒大小及控制3.3合金的结晶与结晶相图3.3.1合金的相结构及性能3.3.2合金相图的建立3.3.3二元合金的结晶与相图3.3.4合金的性能与相图的关系3.3.5铸锭(件)的凝固组织第4章铁碳合金重点：铁碳合金相图分析、铁碳合金平衡结晶过程及其分析难点：铁碳合金平衡结晶过程及其分析教学要求：掌握铁碳合金平衡结晶过程的分析方法4.1铁碳合金系相图4.1.1铁碳合金系组元的特性4.1.2铁碳合金相图分析4.2铁碳合金平衡结晶过程及其分析4.2.1铁碳合金相图中的合金4.2.2钢和白口铸铁的平衡结晶过程4.3碳钢4.3.1碳钢的分类4.3.2碳钢的编号4.3.3碳钢的应用4.4铸铁4.4.1灰口铸铁4.4.2球墨铸铁4.4.3可锻铸铁4.4.4蠕墨铸铁4.4.5特殊性能铸铁第5章钢铁热处理重点：钢在加热、冷却时的组织转变难点：钢在加热、冷却时的组织转变教学要求：掌握工业用钢的热处理方法。5.1热处理过程钢的组织转变5.1.1钢在加热时的组织转变5.1.2钢在冷却时的组织转变5.2钢的整体热处理工艺及其特征5.2.1钢的退火与正火5.2.2钢的淬火5.2.3钢的回火5.3钢的表面热处理与化学热处理5.3.1钢的表面热处理5.3.2钢的化学热处理5.4铸铁热处理5.4.1普通灰铸铁的热处理5.4.2可锻铸铁的热处理5.4.3球墨铸铁的热处理5.5热处理与机械零件设计制造的关系5.5.1热处理的技术条件和结构工艺性5.5.2热处理对切削加工工艺的要求第6章金属材料的塑性变形重点：塑性变形对金属组织和性能的影响、回复、再结晶、晶粒长大、教学要求：掌握金属塑性变形的机理。6.1单晶体与多晶体的塑性变形6.1.1单晶体的塑性变形6.1.2金属塑性变形的实质6.1.3多晶体的塑性变形6.1.4塑性变形对金属组织和性能的影响6.2变形金属在加热时的组织和性能的变化6.2.1回复6.2.2再结晶6.2.3晶粒长大6.3金属的热塑性变形6.3.1冷加工6.3.2热加工6.3.3热加工与冷加工的区分6.3.4材料塑性变形抗力的提高第7章合金钢重点：常用合金结构钢、特殊性能钢及合金、合金工具钢难点：特殊性能钢及合金7.1概述7.1.1合金钢的分类7.1.2合金钢的编号7.2常用合金结构钢7.2.1普通低合金钢7.2.2合金渗碳钢7.2.3合金调质钢7.2.4合金弹簧钢7.2.5滚动轴承钢7.3合金工具钢7.3.1量具刃具钢7.3.2模具钢7.3.3高速工具钢7.4特殊性能钢及合金7.4.1不锈钢7.4.2耐热钢7.4.3耐磨钢第8章有色金属及其合金8.1铝及其合金8.1.1工业纯铝8.1.2铝合金的分类8.1.3变形铝合金8.1.4铸造铝合金8.2铜及其合金8.2.1纯铜8.2.2铜合金8.3镁及其合金8.3.1镁及镁合金的性能特点8.3.2镁及镁合金的牌号8.3.3镁合金的分类8.4钛及其合金8.4.1纯钛8.4.2工业用钛合金第9章其他常用工程材料9.1高分子材料9.1.1塑料9.1.2橡胶9.2无机非金属材料9.3复合材料9.3.1复合材料的概念9.3.2复合材料的分类9.3.3复合材料的特点9.3.4常用复合材料第2篇机械制造基础第13章切削加工13.1切削加工理论基础13.1.1切削加工的技术发展13.1.2金属材料的切削加工13.1.3非金属材料的切削加工13.2金属切削刀具13.2.1车刀切削部分的组成13.2.2车刀切削部分的主要角度13.2.3刀具结构13.2.4切削用量13.2.5切削层参数13.2.6刀具材料13.2.7切屑形成过程及切屑种类13.3金属切削机床13.4常用切削加工的工艺特点及其应用13.4.1车削的工艺特点及其应用13.4.2铣削的工艺特点及其应用13.4.3刨削的工艺特点及其应用13.4.4磨削的工艺特点及应用13.4.5钻削的工艺特点及其应用13.5切削加工零件的结构工艺性13.6切削加工工艺过程的拟定13.6.1零件的工艺分析13.6.2毛坯的选择及加工余量的确定13.6.3定位基准的选择13.6.4工艺路线的拟定13.6.5工艺文件的编制13.7典型零件的工艺过程13.7.1轴类零件13.7.2套类零件13.7.3箱体类零件四、各教学环节学时分配章（或编）次讲课习题课讨论课实验其他合计绪论22第一章 材料的原子结合方式及性能44第二章 材料的晶体结构44第三章 材料的凝固与相图46第四章 铁碳合金46第五章 钢铁热处理26第六章 金属材料的塑性变形46第七章 合金钢42第八章 有色金属及其合金22第九章 其他常用工程材料22第十三章 切削加工48合计4848五、课外习题及课程讨论独立解题是学生掌握本课程理论和方法的必要实践，课堂教学结束后，可在教材各章思考题和习题中选取一定数量的课外习题，引导学生利用课外时间阅读有关工程材料及机械制造基础及其工程应用方面的参考书。六、作业与考核方式课堂教学结束后，在教材各章的习题中选取作业题目。考核方式为闭卷考试。七、推荐教材和教学参考书教 材：明哲