《材料成型工艺课程设计》课程教学大纲（本科）

1、材料成型工艺课程设计（Curriculum Design of Materials Forming Specialty）课程代码：07460029学分：2周数：2周先修课程：工程图学、材料成型原理、机械设计基础、材料成型工艺、铸造/焊接/锻压 方向选修课适用专业与培养计划：材料成型及控制工程专业2016年版培养计划教材：（选填）一、课程性质与目标（一）课程性质（说明课程设计在本科人才培养体系中的定位与主要作用）本课程设计为材料成型及控制工程专业（铸造/焊接/锻压方向）的工艺综合实践环节， 重点培养该专业本科生面向实际零件的工艺性分析、工艺方案制定、工艺方案优化以及工艺 设计资料组织的综合能力。

2、1、培养学生运用机械制造基础理论和实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具 备设计简单零件的工艺图和材料成型工艺规程的能力。2、通过综合工艺设计对机械制造的全过程有完整的了解。尤其是各工序，毛坯（如铸、 锻、焊）制造、热处理及机械加工之间联系和影响。3、培养学生熟悉运用有关手册，标准图表的技术资料的能力。（二）课程目标（需包括知识、能力与素质方面的内容）课程目标L通过本课程的学习与训练，要求学生获得铸、锻、焊最基本的专业知识与 技能，并能巩固和综合运用已学的专业基础理论与专业知识分析具体实际问题，培养学生 从事铸、锻、焊某一专业方向的工艺分析和设计的初步能力，为后续的毕业设计以及今后的 工矿

3、企业工作打下良好的基础。课程目标2.培养学生动手能力以及分析问题和解决问题的能力。经过课程设计环节， 使学生能全面理解和掌握铸造/焊接/锻压方向的常用工艺以及影响产品质量因素等参数;掌 握设计的基本方法和步骤，能合理制定加工工艺，独立解决在制定工艺过程中出现的问题; 培养正确的设计思想、计算、分析问题和解决问题的能力。课程目标3.通过工艺设计与工艺制定，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关 技术文献和资料等，培养工艺设计的基本技能。课程目标4.在课程设计中，培养学生认真负责、踏实细致以及团队合作的工作作风和 严谨的科学态度，强化质量意识和时间观念，养成良好的职业习惯。课程目标5.培养学生正

4、确运用工程图纸、技术文件报告等形式，对材料成型及控制工 程领域复杂工程问题进行表述、论证和分析。课程目标6.具备自主学习材料成型工艺设计相关方法和流程的能力，了解通过各种文献检索方法拓展自身知识和能力的途径。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系材料成型工艺课程设计支撑专业培养计划中毕业要求指标点2-4.毕业要求指标点3-2. 毕业要求指标点3-3、毕业要求指标点9-2、毕业要求指标点和毕业要求指标点12；。.材料成型工艺课程设计支撑专业培养计划中毕业要求2中的指标点2-4.能够通过文 献研究分析、优化复杂工程问题的解决方案，并形成合理有效的结论。占该指标点达成度的 30%；.材料成型工

5、艺课程设计支撑专业培养计划中毕业要求2中的指标点3-2,通过课程设 计、实验、实习、实训等实践环节，能够应用专业基础知识和基本原理，进行满足特定需求 的系统、单元（部件）、工艺流程设计和工装设计。占该指标点达成度的15%；.材料成型工艺课程设计支撑专业培养计划中毕业要求3中的指标点33能够针对铸 造/焊接/锻压复杂工程问题，明确解决方案，并在方案设计中考虑社会、健康、安全、法律、 文化以及环境等因素。占该指标点达成度的30%；.材料成型工艺课程设计支撑专业培养计划中毕业要求9中的指标点92能够在多学 科背景下承担个人和团队成员的责任，协调个人与团队成员的关系，并具备组织管理能力, 能够协调团队

6、成员完成工作任务。占该指标点达成度的20%；.材料成型工艺课程设计支撑专业培养计划中毕业要求10中的指标点10-1 .能够通过 陈述发言、书面、图表、工程图纸、技术文件等方式清晰表达或回应指令，就材料成型及控 制工程领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行沟通和交流。占该指标点达成度的 25%O.材料成型工艺课程设计支撑专业培养计划中毕业要求12中的指标点12-1.具备终身学 习的知识基础，掌握自主学习的方法，了解拓展知识和能力的途径。占该指标点达成度的10% O课程目标毕业要课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5课程目标6毕业要求2-4q毕业要求3-2q毕业要求3-34毕业要求9

7、-2毕业要求10-1q毕业要求12-17三、内容与进度安排（一）铸造方向a）内容1, 了解零件结构及其特征，掌握铸造工艺设计基本原则2,掌握零件的铸造工艺分析3,掌握工艺参数的计算方法、选择合理的工装并完成工艺设计说明书4,尝试铸造工艺仿真分析（可选项）b）要求1,要求学生具有较强的识图和绘图能力，掌握必要的AutoCAD及3D软件绘图技能；2,要求学生掌握有色及黑色合金铸造工艺的基础知识，了解常见铸造工艺成型方法3,团队合作完成零件图绘制、工艺方案选择、铸造工艺图、工装图、合箱图等的绘制, 完成铸造工艺卡；借助计算机仿真软件，完成铸造工艺的优化。形成较为完整的工 艺设计说明书C）进度安排1,

8、学生分组，绘制零件图1天基本要求：学生应认真研究自己的设计任务，了解设计要求及工作范围，拟定具体进度 计划。难点与重点：看懂零件结构2,铸造工艺设计 2天基本要求：按铸件生产纲领确定的生产类型和工艺原则，对铸件进行工艺分析并拟定工 艺方案，选择生产设备和工艺装备，绘制铸造工艺图纸。难点与重点：工艺方案选择并绘制铸造工艺图3,工艺装备设计 5天基本要求：设计工艺装备如模板、芯盒、砂箱及其它专用装备、工具等，绘制工艺装备 图纸。难点与重点：模板装配图4, 3D建模及仿真分析1天基本要求：建立铸件含浇冒系统的3D模型，借助铸造仿真软件进行铸造工艺的合理分 析，对工艺进行局部优化。难点与重点：铸造仿真

9、软件的学习使用5,编写课程设计说明书 1天基本要求：对设计任务的分析意见、工艺及工艺装备设计的理论分析与计算，必要的技 术经济论证和技术组织措施以及有关的建议等，逐项说明。难点与重点：工艺方案的论证（二）焊接方向1.内容及要求（设计题目来源、范围、类型；课程设计内容及要求：分组、工艺方案、图纸、说明 书等）设计题目来源、范围、类型：设计题目来源于各类典型焊接结构中（如压力容器等）关 键焊缝的焊接工艺设计及相应工装夹具类的设计课程设计内容及要求：（1）分组：24人/组（2）图纸：锅炉本体图一张（每组只要一张本体图）；所选焊接部件的组焊图一张（在 焊接位置标注焊接符号）；焊接接头的形式、坡口的形式

10、及焊道布置图一张（3）焊接工艺说明书（每条焊缝需要一份说明书）：组焊部件的材料型号、牌号、化学 成分及其对力学性能的影响分析；组焊各部件材料的焊接性分析；所用材料在焊接过程中容 易出现的问题；拟解决这些问题的措施；焊接工艺编制（工艺编制中要体现绿色环保、经济 实用的理念，并进行论证）。需要包含以下内容：A.焊接方法及设备的选择B.焊接材料的选择（要求提出合理的选择依据，焊材中合金元素成分对焊缝组织及性能 的影响规律，即为什么选择这种焊材）C.焊前准备工作（焊接需要做哪些准备工作？如焊前清理的方法等。焊接是否需要进行 预热，说明原因？）D.焊接过程的控制（热输入量控制，包括焊接电压、焊接电流、焊

11、接速度等参数的选择 原则及其选择的依据；其他影响因素的控制，如常见焊接缺陷的产生及预防措施）F.焊后处理（主要指是否需要进行焊后热处理，焊后热处理温度、保温时间等参数的选 择及其依据）（4）焊接工艺评定任务书可按照提供的表格进行相应的修改或安排，主要指出需要对焊接接头进行哪些性能试 验，以确保焊接工艺能使焊接接头满足使用要求。（5）焊接工艺指导书可按照提供的表格进行相应的修改或安排，主要是明确整个焊接工艺整流，同时该指导书的各个参数能保证焊接质量，可以为实际生产提供指导。2.进度安排（按天/学时规范要求，专业自行确定）（1）任务安排及分组：0.5天；（2）焊接结构及其材料焊接性分析：1天；（3

12、）焊接方法及填充材料选择：1天；（4）焊接工艺过程分析（含焊前准备、焊接参数选择、焊后处理等）：2天（5）焊接部件组焊图及焊接接头的形式、坡口的形式及焊道布置图绘制：1天；（6）焊接工艺说明书编制：3天；（7）焊接工艺评定任务书：0.5天；（8）焊接工艺指导书：0.5天；（9）分组答辩：0.5天。（三）锻压方向1.内容及要求设计题目来源于冲压工艺及模具设计中的综合习题。课程设计内容及要求：（1）分组：35人/组（2）对给定的冲压件进行冲压工艺性分析与生产方案的确定，选择模具结构类型；（3）对给定的冲压件进行冲压工艺计算与设计：确定毛坯尺寸与形状，设计排样方式, 确定冲压工序数量与顺序，确定冲压

13、力大小和压力中心，选择冲压设备；（4）凸模、凹模与凸凹模的设计：确定凸模、凹模与凸凹模的结构形式，计算刃口尺 寸。（5）模具总体设计：选择恰当的定位方式和合理的卸料、出件方式，选用正确的导向 结构，对主要零部件进行结构设计和优化，对模架、导向、定位零件尽可能选用标准件；（6）绘制模具总装配图和主要零部件工作图；（7）撰写设计说明书。2.进度安排（1）任务安排及分组：0.5天；（2）冲压件工艺性分析与生产方案的确定：1天；（3）冲压工艺计算与设计：1天；（4）凸模、凹模与凸凹模的设计：1天；（5）模具总体设计：1天；（6）绘制模具总装配图和主要零部件工作图：4天；（7）撰写设计说明书；（1天）；

14、（8）分组答辩：0.5天。四、考核与成绩评定.考核材料（如设计说明书、图纸、工艺卡、作业指导书、流程图等）图纸要完整，视图宜少勿多且投影关系正确；尺寸标注要齐全、合理，符合国家标准；零件制造公差、形位公差、表面粗糙度选用要合理;注明所用材料牌号、热处理要求以及其它技术要求;装配图绘制符合专业规范；设计说明书撰写条理清晰，符合规范；.考核要求及权重考核内容考核要求考核权重（）图纸符合国家制图标准30-40设计说明书条理清晰，符合规范30-40答辩（或汇报）表述清楚，回答问题正确20-30平时表现出勤率，资料查阅等10注：1.可根据实际情况加以安排表格内容;2.说明考核成绩的计算方法及评定规则（建议五级制）。五、大纲的说明（包括：注明课程设计安排的时间；前期课程学习要求；参考书目；网络课程资源及其 他应说明事项等。）课程设计一般安排在大四的第一学期末，即完成材料成型原理、材料成型工艺以及完成 铸造/焊接/锻压某一方向选修课后再进行，其宗旨就是通过课程设计使学生获得铸造/焊接/ 锻压某一方向最基本的综合专业技能训练，掌握常规工艺分析和参数制定及设计的方法，能 独立完成中等复杂程度零件的工