《材料成型工艺基础A》教学大纲

《材料成型工艺基础A》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03131111课程性质：学科基础必修课学分：3学分学时：理论48学时先修课程：材料科学基础A、工程制图与CAD（C）、物理化学等后续课程：焊接结构学、材料加工检测技术等适用专业：焊接技术与工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《材料成型工艺基础A》是焊接技术与工程专业的一门学科基础必修课。本课程主要讲授金属的液态成形、金属的塑性成形、材料的连接成形、金属的切削加工等成型工艺方面的基本理论与工艺方法。通过本课程的学习，使学生掌握金属材料成形理论的基本概念、基本原理和工艺方法，了解材料成型方面的新工艺、新技术及其发展趋势，并强调培养学生运用理论知识来分析问题、解决问题的应用能力和实践创新能力，为学习后续专业课程及今后从事材料工程技术类工作奠定必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：了解金属材料成型工艺的发展历史，尤其我国古代辉煌的青铜文化、精湛的铸造技术，了解材料成型工艺在新时代制造强国和经济社会发展中的重要地位和意义，熟悉金属学及金属材料基础知识，掌握金属铸造、锻压、焊接以及切削加工等成型工艺的基本原理、基本方法、工艺特点及生产应用，培养学生的工程素养、民族自信、爱国情怀、爱岗敬业、劳动精神和工匠精神。课程目标2：能正确运用材料成型工艺的基本原理、基本方法等理论知识，科学分析金属产品的工艺结构和组织性能特点，正确选择产品材料、毛坯种类和工艺方法，并制定或设计出较为合理可行的工艺路线和质量防控措施，培养学生的科学思维能力、实践应用能力、生产安全意识、生产成本意识及团队协作精神。课程目标3：了解现代先进的材料成型方面的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势，理解金属材料及其成形工艺、质量检测等有关的国家标准、行业标准、企业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策，尤其是低碳环保、绿色发展等方面的政策，培养学生的新时代责任担当意识、科技创新意识、职业道德意识、工程质量意识和低碳环保意识。三、课程目标与毕业要求《材料成型工艺基础A》课程教学目标对焊接技术与工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4掌握专业基础知识，并能将专业基础知识用于解决焊接专业相关复杂工程问题。课程目标1：了解金属材料成型工艺的发展历史，尤其我国古代辉煌的青铜文化、精湛的铸造技术，了解材料成型工艺在新时代制造强国和经济社会发展中的重要地位和意义，熟悉金属学及金属材料基础知识，掌握金属铸造、锻压、焊接以及切削加工等成型工艺的基本原理、基本方法、工艺特点及生产应用，培养学生的工程素养、爱国情怀、爱岗敬业、劳动精神和工匠精神。H2.问题分析2.2能够应用数学、自然科学及金属材料成型工艺基本原理，对焊接专业相关复杂工程问题进行表述。课程目标2：能正确运用材料成型工艺的基本原理、基本方法等理论知识，科学分析金属产品的工艺结构和组织性能特点，正确选择产品材料、毛坯种类和工艺方法，并制定或设计出较为合理可行的工艺路线和质量防控措施，培养学生的科学思维能力、实践应用能力、生产安全意识、生产成本意识及团队协作精神。M3.设计/开发解决方案3.3能够在设计开发环节中体现创新意识，并考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。课程目标3：了解现代先进的材料成型方面的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势，理解金属材料及其成形工艺、质量检测等有关的国家标准、行业标准、企业标准、法律法规以及相关知识产权、行业政策，尤其是低碳环保、绿色发展等方面的政策，培养学生的新时代责任担当意识、科技创新意识、职业道德意识、工程质量意识和低碳环保意识。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.绪论及工程材料基础知识1.1材料成型工艺的基本概念1.2材料成型工艺的发展历史及发展趋势1.3本课程的性质、内容、特点及要求1.4工程材料的基本知识教学要求：使学生熟悉材料成型工艺的基本概念，了解材料成型工艺的发展历史及发展趋势；了解本课程的性质、内容及特点，熟悉本课程的教学目标、考核要求；掌握工程材料的基本知识。重点：材料成型工艺的基本概念；课程的性质、内容及教学目标。难点：工程材料的基本知识。21、32.金属的液态成形2.1金属液态成形工艺原理2.2常用液态成形合金的生产特点及应用2.3砂型铸造的成形工艺2.4特种铸造的成形工艺2.5铸件的结构设计教学要求：使学生了解金属液态成形的特点，并掌握金属液态成形的工艺原理；熟悉常用液态合金的生产特点及应用；熟悉砂型铸造的特点，掌握砂型铸造浇注位置、分型面及铸造工艺参数的选择原则和方法，并能绘制典型铸件的铸造工艺简图；熟悉常用的特种铸造方法及生产特点；掌握铸件结构对铸造工艺和铸件质量的影响，并具有分析和设计铸件结构的初步能力；初步具有选择铸造方法和拟定铸造工艺方案的能力；了解先进的液态成形技术及发展趋势。重点：金属液态成形的工艺原理、砂型铸造工艺设计的基本原则和方法、铸件结构对铸造工艺和铸件质量的影响。难点：液态合金的凝固与收缩、砂型铸造工艺设计。111、2、33.金属的塑性成形3.1金属塑性成形工艺原理3.2金属塑性成形工艺方法3.3锻件与冲压件的结构设计3.4其他塑性成形工艺方法教学要求：使学生了解金属塑性成形的种类、特点及应用，熟悉金属塑性变形的原理及其对组织和性能的影响，并掌握金属塑性成形性能及其影响因素；了解自由锻设备，掌握自由锻的特点、应用和基本工序，熟悉自由锻工艺规程的制订方法；掌握模锻的特点、应用、锻模结构及分模面选择方法，了解锤上模锻工艺规程，熟悉胎模锻工艺特点；掌握冲压基本工序的特点、应用及工艺要点；掌握锻件及冲压件的结构工艺性；了解其他塑性成形工艺方法及特点。重点：自由锻、模锻及冲压工艺的特点、应用和工艺要点，锻件和冲压件结构工艺性。难点：金属塑性成形工艺原理、锻造工艺设计。91、2、34.材料的连接成形4.1金属焊接成形工艺原理4.2常用焊接成形方法4.3常用金属材料的焊接4.4焊件的焊接工艺设计4.5其他连接成形方法简介教学要求：使学生掌握焊接生产的特点，熟悉金属焊接成形工艺原理，熟悉电弧、焊条、焊接接头、焊接应力及变形的基本知识；掌握常见焊接方法的特点及应用；熟悉材料焊接性及评定方法，熟悉常见金属材料的焊接性特点及其焊接方法；了解焊接工艺设计的内容，熟悉常见焊接结构的接头设计特点，并掌握焊缝布置的基本原则和要求；了解先进的焊接成形技术及发展趋势。重点：金属焊接成形工艺原理，常用焊接方法的特点及应用，焊缝布置的基本原则和要求。难点：金属焊接成形工艺原理。81、2、35.切削加工的基础知识5.1切削加工的分类5.2切削运动与切削要素5.3切削加工刀具5.4切削加工的过程5.5材料的切削加工性5.6金属切削条件的合理选择教学要求：使学生了解切削加工的种类，熟悉切削运动，掌握切削运动三要素；掌握车刀的结构和几何角度，熟悉常用刀具的材料及特点；熟悉切削过程及其产生的切屑变形、积屑瘤、切削力、切削热、刀具磨损等物理现象对加工质量、生产率和成本的影响；了解材料的切削加工性及其衡量指标，熟悉切削加工性的主要影响因素及改善途径；能够合理选择刀具几何参数、切削用量和切削液。重点：切削运动与切削要素、刀具结构及角度、切削加工过程的物理现象、切削条件的合理选用。难点：切屑的形成过程、刀具几何角度、切削条件的合理选用。81、2、36.零件表面的加工方法6.1切削加工的方法6.2零件表面加工方法的选择教学要求：使学生了解车床及车刀的种类；掌握车削加工、钻削加工、铣削加工的特点及应用；熟悉扩、铰、镗、拉、刨、插、磨以及精整加工的特点及应用；了解钻床、镗床、刨床、磨床、铣床的结构；能合理选择零件表面的加工方法；了解先进减材加工技术及发展。重点：车削工艺、钻削工艺、铣削加工。难点：铣削原理及工艺、磨削原理及工艺。61、2、37.机械零件的结构工艺性7.1零件结构设计的基本原则7.2切削加工对零件结构工艺性的要求教学要求：使学生了解零件的结构设计性及其影响因素；掌握零件的结构设计的基本原则；熟悉切削加工对典型零件结构工艺性的要求。重点：结构设计的基本原则，切削加工对零件结构工艺性的要求。难点：切削加工对零件结构工艺性的要求。21、2、38.机械加工的工艺过程8.1机械加工工艺过程的基本概念8.2工件的安装及夹具的基本知识8.3机械加工工艺规程的制订8.4典型零件工艺过程分析教学要求：熟悉机械加工工艺过程的基本概念；掌握六点定位原理及应用；了解夹具的基本知识和机械加工工艺规程的内容，熟悉定位基准及其选择原则；了解典型零件的加工工艺过程。重点：机械加工工艺过程的基本概念，六点定位原理及应用，定位基准及其选择原则。难点：定位基准的选择。21、2合计48五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合启发式、讨论式、案例教学法，并充分利用“学习通”网上在线教学资源和教学手段等，促进学生积极思考，激发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练；安排习题课，巩固课堂所学知识；本课程为“自建在线课程”，能为学生提供灵活的自主学习平台。六、课程资源1.推荐教材（1）徐晓峰.工程材料与成形工艺基础(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2017.2.参考书（1）高红霞.工程材料成形基础[M].北京:机械工业出版社,2021.（2）李荣华.材料成形工艺基础[M].北京:机械工业出版社,2020.（3）谢春丽

.工程材料与成形技术基础[M].北京:机械工业出版社,2019.（4）庞国星.工程材料与成形技术基础(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2018.（5）周志明.材料成形技术基础[M].北京:化学工业出版社,2018.（6）陶亦亦.工程材料与机械制造基础[M].北京:化学工业出版社,2018.（7）林江.工程材料及机械制造基础北京:机械工业出版社,2017.3.期刊（1）孙志标,宋帮鹍.大气排放阀体铸件铸造工艺研究[J].铸造工程,2021,45(06):42-45.（2）卫蓉,郭敏,赵悦光等.大功率柴油机缸体铸件的研制[J].现代铸铁,2021,41(05):11-15.（3）曹海,王宜.汽车拉延冲压模具的铸造工艺设计及优化[J].现代铸铁,2021,41(05):44-48.（4）姚佳伟.材料成型与控制工程中的金属材料加工研究[J].冶金与材料,2021,41(06):13-14.（5）汪大新,张金雨.3D打印在箱体铸件开发中的应用[J].铸造设备与工艺,2021(03):21-22.（6）周佼.基于3D打印的给水泵泵盖铸造工艺研究[J].铸造,2021,70(10):35-40.（7）周志术.高强钢60mm厚板冷弯成形工艺实现[J].锻压装备与制造技术,2017,52(06):56-58.（8）王明舟.轴承先进锻造工艺及制造技术[J].锻造与冲压,2019,9(23):18-24.（9）孟圣昊.中厚板TC4钛合金真空环境激光焊接特性[J].焊接学报,2021,42(08):40-47.（10)方栩强.AZ31B镁合金的几种激光焊接特性研究[J].电焊机,2020,50(02):58-63.（11）LiSJ,ZhanLH,ChangTF.NumericalsimulationandexperimentalstudiesofmandreleffectonflowcompactionbehaviorofCFRPhatshapedstructureduringcuringprocess[J].ArchivesofCivilandMechanicalEngineering,2018,18(04):1386-1400.（12）郭彦辉.Gleeble热模拟不锈钢焊接热影响区的组织与性能研究[D].大连理工大学,2019.（13）El-HofyMH,SooSL,AspinwallDK,etal.TooltemperatureinslottingofCFRPcomposites[J].ProcediaManufacturing,2017(10):371-381.（14）WangH,SunJ,LiJ,etal.Evaluationofcuttingforceandcuttingtemperatureinmillingcarbonfiberreinforcedpolymercomposites[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2016,82(9-12):1517-1525.（15）王元生,杨书根.热源参数对切削性能影响的有限元分析[J].机械设计与制造,2022,41(03):129-133.4.网络资源（1）\t"/learn/SDU-306001?tid=1463127447"张景德.工程材料与机械制造基础.大学慕课./course/SDU-306001.（2）梁新合.金属材料成型基础.大学慕课./course/HAUST-1001796014.（3）郭永刚.材料成型工艺基础.大学慕课./course/HAUT-1001794005.（4）顾海.3D打印成型工艺及材料.大学慕课./course/ZLVC-1454208171.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10（1）根据课堂出勤、回答问题及其他课堂互动活动等情况进行考核，满分100分。（2）以平时课堂表现考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√541阶段测试14（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分。（2）每次测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√671作业评价16（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分。（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√871期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核材料成型及金属材料基础知识、液态成型工艺、塑性成形工艺、焊接成形工艺、切削加工基础知识、零件表面加工方法、机械零件的结构工艺性、机械加工的工艺过程等内容。（3）考试题型为：填空题、选择题、判断题、简答题、分析题和综合应用等。√√√29292合