《高效磨削工艺及装备》课程教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码：ME06087 Code: ME06087课程名称：高效磨削工艺及装备 Course Title: High Efficiency Grinding Technology and Equipment课程类别：专业选修 Course category: Elective Courses in specialty学 分：2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院 College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述： 本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业任选课

2、，以机械设计、机械制造技术基础等为前导课程，为学习先进智能制造技术打下基础。本课程主要包括高效磨削基础理论、典型高效磨削工艺、高性能砂轮与修整、磨削过程数值仿真技术、高效磨削装备、智能化磨削技术等内容，学生需要了解典型高效磨削工艺、理解其设计原理、特点及应用范围，掌握磨削工艺分析方法，并能正确选择合理工艺和装备、分析加工效率和质量，掌握工艺优化方法。通过学习本课程，学生获得高效磨削工艺与装备相关的基本理论、基本知识和基本技能，锻炼和提升分析解决复杂机械工程实际问题的能力、运用相关工具与资料进行高效磨削工艺设计、理论分析、数值仿真与工艺应用能力、自主学习与创新等多方面的能力。Course des

3、cription: The course is elective at the later stage of undergraduate study of Mechanical Design, Manufacturing and Automartion. Preceding courses include Mechanical Design and Mechanical Manufacturing Technology. The course is designed to provide fundamental understanding and knowledge for the furth

4、er study of advanced intelligent manufacturing technology. The main contents include the fundamental theory of high efficiency grinding (HEG), typical process designs, high performance grinding wheels and dressing, numerical simulation technology of grinding process, HEG equipments and intelligent g

5、rinding technology. Students need to understand the typical HEG processes, the process design principles and applications, be able to conduct process analysis, select the appropriate process parametser and equipments, analyse the machining efficiency and quality，and design optimal processes. Through

6、 the course study, students not only learn the related theory, process knowledge and analysis skills, but also acquire the necessary training and practice to improve their ability to solve practical problems in the context of complex mechanical engineering. They will be trained to have the abilities

7、 using relevant tools and materials to design, analyse, simulate and apply the HEG technology, and also the abilities to conduct independent learning and self-motivated innovations. .课程内容（一）课程教学目标通过本课程的教学，使学生具备以下能力：1. 具有解决复杂机械工程问题所需的高效磨削基础知识及其应用能力（毕业要求1.3）。2. 具有解决复杂机械工程问题所需的高效磨削传热分析、磨削损伤控制、工艺设计、装备设计

8、与选型专业知识及其应用能力（毕业要求1.4）。3. 通过分析复杂机械工程问题的影响因素，论证高效磨削工艺参数与工艺条件、砂轮与修整和机床性能配备方案的可行性与合理性（毕业要求2.3）。4. 能够通过磨削加工质量（磨削精度、表面完整性）、效率与成本分析，制定合理的高效磨削工艺、机床性能、砂轮性能、磨削液供给成套设计方案（毕业要求4.4）。（二）基本教学内容绪论教学目的：通过本章的学习，要求学生了解高效磨削技术在汽车、航空航天、精密光学、IT、国防与军工领域的重要性，了解高效磨削理论、工艺与装备的发展历史以及现代磨削技术与装备的发展趋势，明确本课程的学习目的与学习要求。相应毕业要求：1.3教学内容

9、：1. 高效磨削工艺与装备的行业应用与重要性。2. 高效磨削理论、工艺与装备发展简史。3. 现代磨削技术的发展趋势。4. 课程的性质、目的与学习要求。学时分配：课堂教学2学时第一章、高效磨削基础理论教学目的： 通过本章的学习，了解砂轮速度、磨削速度与进给速度变化对砂轮与工件接触状态的动态联系，了解相关分析计算方法；了解强韧性材料、脆性材料高效磨削材料去除机制的特点、了解典型磨削损伤产生机理，学习和掌握高效磨削传热分析基本方法。教学重点：磨削传热分析、磨削损伤机理、高效磨削工艺设计、效率提高方法与限制条件。教学难点：磨削传热分析。相应毕业要求：1.3教学内容：1. 砂轮与工件接触几何分析。 2.

10、 比磨削能与材料去除率的关系。 4. 磨削损伤机理与评估。 5. 磨削传热分析；磨削效率分析；表面完整性。学时分配：课堂教学6学时第二章、典型高效磨削工艺教学目的： 通过本章的学习，要求学生了解与掌握HEDG、Creep-feed、快速点磨、VIPER等典型高效磨削工艺的技术特点，了解相关工艺在汽车凸轮轴、曲轴、航空发动机叶片、光学元件、IT元件的典型应用，掌握典型工艺设计理念和基本设计方法。教学重点：典型高效磨削工艺在传热、材料去除、砂轮接触计划等方面的不同特点；工艺设计方法。教学难点：典型高效磨削工艺设计方法。相应毕业要求：1.3教学内容：1. HEDG、Creep-feed、快速点磨、V

11、IPER等典型高效磨削工艺特点；2. 砂轮与机床设计要求；高效磨削工艺典型行业应用。3. 不同类型高效磨削工艺的基本设计方法。学时分配：课堂教学4学时第三章、高性能砂轮与磨削液教学目的： 通过本章的学习，要求学生了解高性能砂轮及其修整方法、砂轮磨损评估方法、磨削液注入方法、磨削区强迫对流换热与膜沸腾机理。掌握砂轮与磨削液选用方法。教学重点：高性能砂轮特点、超硬砂轮修整方法、砂轮磨损机理与评估方法、磨削液注入方法。教学难点：磨削区强迫对流换热与膜沸腾机理。相应毕业要求：1.3教学内容：1. 超硬砂轮与新型磨料砂轮特点、性能与应用。2. 砂轮修整技术。3. 砂轮磨损机理与评估测量方法。4. 磨削液

12、对流换热作用定量分析。学时分配：课堂教学2学时第四章、磨削过程数值仿真分析技术 教学目的： 通过本章的学习，要求学生了解磨削热仿真的技术思路，掌握磨削热向工件、砂轮、磨削液和磨屑传热比率的技术方法；掌握典型工艺条件下移动热源磨削热仿真方法。教学重点：磨屑热比率计算方法。教学难点：磨削区传热分配机制；传热子模型与磨削系统模型联系。相应毕业要求：1.4、2.3、4.4教学内容：1. 磨削热仿真的类型与方法。2. 磨削热向工件、砂轮、磨削液和磨屑传递分配机制与计算方法。3. 平面、外圆与曲面磨削热仿真案例。学时分配：课堂教学4学时第五章、高效磨削机床与功能部件 教学目的： 通过本章的学习，要求学生了

13、解高性能磨床的设计理念，了解高速主轴、动平衡系统、喷嘴系统设计理念，掌握典型高效磨削装备的技术特点。教学重点：典型高性能磨床结构分析。教学难点：高速主轴、动平衡系统设计原理与设计案例。相应毕业要求：1.4、2.3、4.4教学内容：1. 高性能磨床分类。2. 典型高效磨床结构分析。3. 高速主轴与动平衡。4. 喷嘴系统设计与流量、压力计算；学时分配：课堂教学4学时第六章、智能化磨削技术 教学目的：了解磨削过程智能监控方法、智能监控系统组成与结构、自适应磨削技术基本概念，了解智能化磨削的典型应用教学重点：智能监控系统设计、信号处理方法。教学难点：自适应磨削控制方法。相应毕业要求：1.4、2.3、4

14、.4教学内容：1. 磨削信号与工艺过程、加工质量的关系；常见测量传感器。2. 磨削过程监控的目的与具体方法；信号处理、评估；监控系统结构。3. 自适应控制基本方法与理论；自适应控制典型应用。4. 自适应磨削系统结构与控制效果评估。学时分配：课堂教学4学时第七章、磨削精度的测量与补偿技术 教学目的：了解磨削精度测量与补偿技术、计算机控制光学表面成型CCOS技术基本概念，掌握误差补偿基本方法。教学重点：磨削精度测量方法与补偿技术；热变形、整体刚度与接触刚度变化对加工精度的影响与计算； CCOS算法与实现。教学难点：曲面零件热、力变形分析。相应毕业要求：1.4、2.3、4.4教学内容：1. 磨削精度

15、离线与在线测量原理与测量方法。2. 热变形、整体刚度与接触刚度变化对加工精度的影响与计算。3. 光学加工CCOS算法与基本应用。学时分配：课堂教学4学时（三）实践（含实验、上机等）环节要求上机实验是高效磨削工艺及装备课程的重要组成部分，通过典型零件动态磨削力与磨削温度分析与测量、磨削程序编制、仿真与工艺演示，使学生加深对高效磨削基础理论与工艺设计、工艺分析方法的理解，熟悉高效磨削工艺的实现过程，加强对智能制造技术中重要基础工艺技术环节的理解，并提高学生在实践中分析和解决问题的能力。考核方式本课程考试以开卷考试为主（60），参考平时作业及实验成绩（40）。总评成绩 = 平时成绩（40）+ 开卷考试成绩（60）持续改进方法1、采用先进的教学手段、方法