机械制造工艺学 第2版 教案-教学设计 王道林 - 第2-5章 机械加工精度分析-装配工艺规程设计

课程教学设计(学年第

一

学期)课程名称

机械制造工艺学

适用专业

机械设计制造及自动化

开课单位

机械工程学院

授课教师

王道林

授课班级

课程组成员

编制时间

编制单位：机械工程学院(部、中心)模块名称第2章机械加工精度分析单元名称2.1工艺系统制造误差对加工精度的影响单元学时2学时授课班级教学目标【素质目标】1.培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风；2.养成积极思考问题和主动学习的习惯，树立质量意识；3.养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，培养自我发展的意识。【知识目标】1.了解加工精度与加工误差之间的关系；2.理解加工原理误差；3.理解机床误差及其对零件加工精度的影响；4.了解刀具与夹具的制造误差对零件加工精度的影响。【技能目标】1.能正确分析零件加工误差产生的原因。重点难点【教学重点】1.加工原理误差；2.机床主轴回转误差及其对加工精度的影响；3.机床导轨误差及其对加工精度的影响。

【教学难点】1.机床主轴回转误差对加工精度的影响；2.机床导轨误差对加工精度的影响。学情分析学生通过前期学习完成的金属切削机床与刀具等课程，已经基本具有机床、

刀具等相关切削加工的专业知识，通过零件加工实训，已具备各种普通机床

的安全操作应用能力。需加强学生对机械加工精度的理解与分析能力。教学环境本单元的学习使用的教学环境：理实一体化教室和零件加工实训场所进行，

教学环境应有网络，便于使用在线精品课程平台学习。学习成果1.线上完成课堂作业；2.线下课后作业。评价方法学习态度(出勤、学习表现)20%,课堂讨论30%,线上课堂作业20%,线下课

后作业30%。在课程教学过程评价中占比5%。课后作业P

8

4

题

4教学反思《机械制造工艺学》课程单元教学设计编码：KC01002151-007

版本号：

V1.0第

2

页教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配(min)项目(任务)导入1.了解机械加工精度及其与加工误

差之间的关系；2.

了解原始误差；3.

了解加工原理误差；4.

了解机床误差；5.了解刀具与夹具的制造误差。教师提前

布置任

务；了解

学生反馈信息课前利用在线精品课程平台自主学习10知识讲解引入案例，学习了解机械加工精度及

其与加工误差之间的关系；理解工艺

系统、工艺系统误差、原始误差；学

习理解加工原理误差，掌握机床的主

轴回转误差的形式及其对加工精度

的影响，掌握导轨误差及其对加工精

度的影响；了解刀具与夹具的制造误

差对加工精度的影响。线上线下

混合式课

堂教学互动式交流

学习45小组讨论教师引导学习在线精品课程平台本

单元数字化教学资源，理解机床的主

轴回转误差的形式及其对加工精度

的影响，以及导轨误差及其对加工精

度的影响。教师引导线上线下分组交流20总结提高什么是工艺系统误差、原始误差、原

理误差?机床的主轴回转误差的形式及其对

加工精度的影响；导轨误差及其对加工精度的影响；

刀具与夹具的制造误差对加工精度

的影响。教师引导线上提交课堂作业5学习评价线上课堂作业评价；线下课后考核评价。反馈共性问题互动式交流

学习10版本修订信息第

3

页单元备课笔记教师提前布置本单元学习任务；学生课前利用在线精品课程平台自主学习单元教学内容。

引入案例：在车床上加工心轴时(如图)粗、精车外圆B及台肩面A,经检验发现A有圆柱度误差、B对A有垂直度误差。试从机床几何误差的影响，分析产生以上误差的原因。第2章机械加工精度分析2.1工艺系统制造误差对加工精度的影响2.1.1认识机械加工精度加工精度主要包括零件的尺寸精度和形状精度、表面相对位置精度三个部分。所谓加工精度是指零件在加工后的实际几何参数(尺寸、形状和表面相对位置)与图样

所要求的理想几何参数相符合的程度。符合的程度越好，加工精度越高。经加工后零件的实

际几何参数与理想零件的几何参数总有所不同，它们之间的差值称为加工误差。在机械加工中，机床、夹具、刀具和工件构成了一个完整的加工系统，称为工艺系统。

工艺系统的各个部分，如机床、夹具、刀具和工件都存在误差，统称为工艺系统误差。工艺系统误差中的各种误差在不同的具体条件下，以不同的程度反映为工件的加工误差。工艺系统误差是产生零件加工误差的根源，由于它是原始存在的，故又称为原始误差。主要包括原理误差、机床误差、刀具误差、夹具误差，以及工艺系统受力变形、热变形和工件的内应力变形引起的误差等。2.1.2加工原理误差原理误差是由于采用了近似的加工运动、近似轮廓形状的刀具或近似的加工方法而产

生的原始误差。例如，在车床上车削模数蜗杆；又如用仿形法铣削齿形。教学过程中，强调采用近似的加工原理，定会产生加工误差，但使加工成为可能，并且简化

了加工过程，使机床结构及刀具形状得以简化，刀具数量大大减少，生产成本降低，生产率

有效提高。只要将误差合理地限制在规定的公差范围之内，就是一种行之有效的方法。2.1.3机床误差1.主轴回转误差主轴回转轴线运动误差的表现形式为纯轴向窜动、纯径向跳动和纯角度摆动三种形式。(1)主轴纯径向跳动误差对加工精度的影响在镗床上镗孔时，主轴纯径向跳动对加工精度的影响如图2-5所示。为椭圆方程式，即镗出的孔是椭圆形的，如图2-5细双点画线所示。车削时，主轴的纯径向跳动对工件的圆度影响很小，如图2-6所示。车削出的工件表面接近于一个正圆，但中心偏移。(2)主轴纯轴向窜动误差对加工精度的影响主轴的纯轴向窜动对内、外圆加工没有影响，但所加工的端面却与内、外圆轴线不垂直。第

4

页主轴每转一周，就要沿轴向窜动一次，向前窜动的半周中形成右螺旋面，向后窜动的半周中

形成左螺旋面，最后切出如同端面凸轮一样的形状，并在端面中心附近出现一个凸台，如图

2-7所示。当加工螺纹时，必然会产生单个螺距内的周期误差。(3)主轴纯角度摆动误差对加工精度的影响主轴纯角度摆动误差对加工精度的影响也因加工方法而异。车削外圆时，会产生圆柱度

误差，并使工件呈锥形；镗孔时，孔将呈椭圆形，如图2-8所示。实际上，主轴工作时，其回转轴线的运动误差是上述三种运动形式的综合。(4)影响主轴回转精度的因素及提高回转精度的措施1)提高主轴部件的制造精度2)对滚动轴承进行预紧3)使主轴的回转误差不反映到工件上小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步学习理解机床的主轴回转误差的形式及其对加工精度的影响。2.导轨误差对机床导轨的精度要求主要包括在水平面内的直线度、在垂直面内的直线度和两导轨

间的平行度(扭曲)三个方面。(1)导轨在水平面内有直线度误差如图2-10所示。(2)导轨在垂直面内有直线度误差如图2-11、2-12所示。(3)两导轨间有平行度误差如图2-13所示。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步学习理解机床导轨误差的形式及其对加工精度的影响。3.传动链误差为减少传动链误差对加工精度的影响，可采取下列措施：1)减少传动链中的传动元件数量，缩短传动链，以减少误差来源。2)提高传动元件，特别是末端传动元件的制造精度和装配精度。3)传动链齿轮间存在间隙，同样会产生传动链误差，因此需消除间隙。4)采用误差矫正机构来提高传动精度。2.1.4刀具与夹具制造误差1.刀具的制造误差1)采用定尺寸刀具(如钻头、铰刀、丝锥、板牙、拉刀等)加工时。2)采用成形刀具加工时。3)采用展成法加工时。4)采用一般刀具(如车刀、铣刀、镗刀等)加工时。2.刀具的磨损初期磨损阶段——正常磨损阶段——急剧磨损阶段3.夹具的制造误差与磨损包括工件的定位误差和夹紧变形误差、夹具的安装误差、分度误差以及夹具的磨损等。

总结提高：什么是工艺系统误差、原始误差、原理误差?机床的主轴回转误差的形式及其对加工精度的影响；导轨误差及其对加工精度的影响；刀具与夹具的制造误差对加工精度的影响。学习评价：完成线上课堂作业及评价第

5页布置线下课后作业：P84题4。第

6

页模块名称第2章机械加工精度分析单元名称2.2工艺系统变形对加工精度的影响单元学时2学时授课班级教学目标【素质目标】1.培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，养成思政规范、实

事求是、尊重自然规律的科学态度；2.养成积极思考问题和主动学习的习惯，树立质量意识；3.养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，培养自我发展的意识。【知识目标】1.了解工艺系统刚度，理解误差复映现象与规律，掌握工艺系统受力变形的

分析方法；2.了解惯性力、夹紧力、重力引起的加工误差；3.理解工艺系统热变形、内应力变形对零件加工精度的影响；4.了解调整误差的影响。【技能目标】1.能正确分析零件加工误差产生的原因。重点难点【教学重点】1.分析工艺系统的受力变形对工件加工精度的影响；2.误差复映现象与规律；3.分析工艺系统的内应力变形对工件加工精度的影响。

【教学难点】1.分析工艺系统的受力变形对工件加工精度的影响；2.误差复映现象与规律；3.分析工艺系统的内应力变形对工件加工精度的影响。学情分析学生通过前期学习完成的金属切削机床与刀具等课程，以及前一个单元工艺

系统制造误差对工件加工精度的影响的学习，已经基本具有机床、刀具等相

关切削加工的专业知识和一定的误差分析能力。需进一步培养学生对机械加

工精度的理解与分析能力。教学环境本单元的学习使用的教学环境：理实一体化教室和零件加工实训场所进行，

教学环境应有网络，便于使用在线精品课程平台学习。学习成果1.线上完成课堂作业；2.线下课后作业。评价方法学习态度(出勤、学习表现)20%,课堂讨论30%,线上课堂作业20%,线下课

后作业30%。在课程教学过程评价中占比5%。课后作业P85题15教学反思《机械制造工艺学》课程单元教学设计编码：KC01002151-008

版本号：

V1.0第

7

页教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配(min)项目(任务)导入1.了解工艺系统刚度，误差复映现

象，工艺系统受力变形的分析方法；2.了解惯性力、夹紧力、重力引起的

加工误差；3.了解工艺系统热变形、内应力变形

对零件加工精度的影响；4.了解调整误差的影响。教师提前布置任务；了解学生反馈信息课前利用在线精品课程平台自主学习10知识讲解引入案例，学习了解工艺系统刚度，

理解误差复映现象与规律，掌握工艺

系统受力变形的分析方法；了解惯性

力、夹紧力、重力引起的加工误差；

理解工艺系统热变形、内应力变形对零件加工精度的影响；了解调整误差

的影响。线上线下混合式课堂教学互动式交流学习45小组讨论教师引导学习在线精品课程平台本单元数字化教学资源，理解误差复映

现象与规律，掌握工艺系统受力变形

的分析方法，了解惯性力、夹紧力引

起的加工误差，理解工艺系统内应力

变形对零件加工精度的影响。教师引导线上线下分组交流10实践应用教师引导学习在线精品课程平台企业典型案例(提高工件刚度的工艺方

法一中心架；误差复映现象的应用一

多次走刀)。教师引导线上线下分组交流10总结提高什么是工艺系统刚度?工艺系统受力变形及其对加工精度

的

影

响

；误差复映现象与规律；工艺系统内应力变形对零件加工精

度的影响。教师引导线上提交课堂作业5学习评价线上课堂作业评价；线下课后考核评价。反馈共性问题互动式交流学习10版本修订信息第8页第

9

页单元备课笔记教师提前布置本单元学习任务；学生课前利用在线精品课程平台自主学习单元教学内容。引入案例：车削一批钢轴，毛坯的直径尺寸为φ50mm±3mm,

用

YT15

车刀一次车到工序尺

寸

，f=1mm/r,ap=0.35mm,Vc=100m/min,K系统=1.96×10⁴N/mm。试求这批工件加工后的直径误差。2.2工艺系统受力变形对加工精度的影响2.2.1工艺系统刚度所谓刚度是指物体或系统抵抗使其变形的外力的能力。工艺系统的刚度是以切削力和在该方向上所引起的刀具和工件间的相对变形位移的比

值来表示的，即

K系统=F/y在切削加工中，对加工精度影响最大的是切削刃沿加工表面的法线方向(y

方向上),所

以计算工艺系统刚度就只考虑此方向上的切削分力Fy和相对变形位移y

系统，即K系统=Fy/y系统以在车床上用两顶尖定位加工光轴为例：如图2-20。当在车床上加工细长轴时，由于刀具在两端时系统刚度最高，工件变形很小；当在工件

中间时，由于工件刚度很低而变形很大，因此加工后出现腰鼓形，如图2-21所示。小组讨论：假设工件材料为钢，尺寸为φ30mm×600mm,Fy=300N,若只考虑工件变形

时，求这批工件加工后的直径误差。实践应用：引导学习在线精品课程平台企业典型案例(提高工件刚度的工艺方法—中心架)。2.2.2

误差复映现象毛坯的形状误差以类似的形式复映到加工后的工件表面上，这种现象称为“误差复映”。图2-22毛坯形状的误差复映误差复映系数ε=△工件/△毛坯。工艺系统刚度越高，误差复映系数就越小，复映在零件上的误差也越小。若加工过程分几次进给进行，每次的复映系数ε1、82、83、

...、En,

则总的复映系数

ε=c1×82×83×…×En。由于变形y

总是小于切削深度ap,

所以ε总小于1,因此，经过几次进给

后，ε降到很小的数值，加工误差也就降到允许范围以内了。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学

资源，进一步学习理解误差复映现象与规律。实践应用：引导学习在线精品课程平台企业典型案例(误差复映现象的应用一多次走刀)。2.2.3惯性力和夹紧力的影响1.惯性力引起的加工误差为消除惯性力对加工精度的影响，生产中常采用“配重平衡”的方法。必要时，还可降第10页低转速。2.夹紧力引起的加工误差3.重力所引起的加工误差为了减小由于重力而产生的变形问题，除机床设计时加强机床刚性外，可根据工艺系统

变形的规律，采取补偿变形的方法。2.3工艺系统热变形对加工精度的影响2.3.1机床热变形对加工精度的影响2.3.2工件热变形对加工精度的影响为减小工件热变形对加工误差的影响，可采取的措施。2.3.3刀具热变形对加工精度的影响为减小刀具热变形对加工误差的影响，可采取的措施。2.4工件内应力变形对加工精度的影响2.4.1内应力及其产生原因1.毛坯制造中产生的内应力小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资源，进一步学习理解毛坯制造中产生的内应力。教学过程中，引导学生分析毛坯切削加工后的变形，P85题16。2.冷校直产生的内应力3.切削加工产生的内应力2.4.2减小或消除内应力的方法为了克服内应力的重新分布而引起的变形，采取的几个措施。2.5调整误差的影响因素2.5.1试切法调整对被加工工件进行试切—测量—调整一再试切，直到符合规定的尺寸要求后，再正式切出整个加工表面。这种调整方法主要用于单件小批生产中。调整误差的影响因素：1.测量误差2.微量进给的影响3.切削厚度的影响2.5.2按定程机构调整2.5.3用样件或样板调整

总结提高：什么是工艺系统刚度?工艺系统受力变形及其对加工精度的影响；误差复映现象与规律；工艺系统内应力变形对零件加工精度的影响。学习评价：完成线上课堂作业及评价布置线下课后作业：P85题15。第

1

1

页模块名称第2章机械加工精度分析单元名称2.6加工误差的综合分析单元学时2学时授课班级教学目标【素质目标】1.培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，养成良好的团队合作

精

神

；2.养成积极思考问题和主动学习的习惯，树立质量意识；3.养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，培养自我发展的意识。【知识目标】1.理解加工误差的性质；2.了解实际分布曲线图、直方图、分布折线图的绘制方法；3.掌握正态分布曲线的特点与应用；4.了解点图的形式，了解点图的绘制方法，理解点图的应用。【技能目标】1.能利用正态分布曲线法，判断工序的工艺能力；2.能利用点图法进行工艺验证和分析加工过程的质量。重点难点【教学重点】1.正态分布曲线的特点与应用；2.点图的绘制方法及其应用。【教学难点】1.利用正态分布曲线计算合格品率和废品率；2.判断加工误差的性质；3.判断工艺过程是否稳定。学情分析学生通过前期学习完成的高等数学等课程的相关知识，以及学习前两个单元

的专业知识，已经基本具有分析单个因素对工件加工精度影响的识能力。需

进一步培养学生加工误差的综合分析能力。教学环境本单元的学习使用的教学环境：理实一体化教室和零件加工实训场所进行，

教学环境应有网络，便于使用在线精品课程平台学习。学习成果1.线上完成课堂作业；2.线下课后作业。评价方法学习态度(出勤、学习表现)20%,课堂讨论30%,线上课堂作业20%,线下课

后作业30%。在课程教学过程评价中占比5%。课后作业P86题19教学反思《机械制造工艺学》课程单元教学设计编码：KC01002151-009

版本号：

V1.0第

1

2

页教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配(min)项目(任务)导入1.了解加工误差的性质，了解实际分

布曲线图、直方图、分布折线图的绘

制

方

法

；2.正态分布曲线的特点与应用；3.了解点图的形式，了解点图的绘制

方法，理解点图的应用。教师提前

布置任

务；了解

学生反馈信息课前利用在线精品课程平台自主学习10知识讲解引入案例，学习理解加工误差的性

质，了解实际分布曲线图、直方图、

分布折线图的绘制方法；分析掌握正

态分布曲线的特点；学会计算合格品

率和废品率，判断加工误差的性质和

工序能力；了解点图的形式，了解点

图的绘制方法，理解工艺验证的目的

与方法。线上线下

混合式课

堂教学互动式交流学习50小组讨论教师引导学习在线精品课程平台本

单元数字化教学资源，了解直方图、

分布折线图的绘制方法；掌握正态分

布曲线的特点与应用；了解点图的形

式与绘制方法，理解工艺验证的目的

与方法。教师引导线上线下分组交流10总结提高加工误差的性质及其判断方法；

正态分布曲线的特点；工序能力的判断；工艺过程的稳定性判断。教师引导线上提交课堂作业10学习评价线上课堂作业评价；线下课后考核评价。反馈共性问题互动式交流学习10版本修订信息第

1

3

页单元备课笔记教师提前布置本单元学习任务；学生课前利用在线精品课程平台自主学习单元教学内容。

引入案例：车削一批轴的外圆，其图样规定的尺寸为φ208mm,根据测量结果，此工序的分布曲线按正态分布，其σ=0.025mm,曲线的顶峰位置与零件尺寸公差中心相差0.03mm,偏

于右端，试求其合格率和废品率。2.6加工误差的综合分析2.6.1加工误差的性质1.系统性误差当顺序加工一批零件时，产生误差的大小和方向若基本保持不变，则称为常值系统性误

差；若随加工时间按一定的规律变化，则称为变值系统性误差。以上两类误差均称为系统性误差。2.随机性误差又称偶然性误差。在加工一批零件中，产生误差的大小和方向是无规律地变化的。

例如，毛坯复映的误差、定位误差、夹紧误差以及内应力引起的变形误差等。教学过程中强调：对于某一具体误差来说，应根据其实际情况来判定其是属于系统性误差

还是随机性误差；加工误差是许多系统性误差和随机性误差共同作用的结果。2.6.2分布曲线法1.实际分布曲线尺寸分散、尺寸分散范围、频数、频率表2-1所示为一批φ288.nsmm活塞销孔镗孔后孔径的测量数据统计。如图2-30。2.直方图和分布折线图的绘制方法收集数据→分组→计算组距h→计算组界→统计频数m;,计算频率m;/n→绘制直方图

和分布折线图。3.正态分布曲线实践表明：在正常的生产条件下，无占优势的影响因素存在，加工的零件数量又足够多时，其尺寸总是按正态分布的。正态分布曲线如图2-31所示。(1)正态分布曲线的方程式图2

-

31正态分布曲线工件的平均尺寸第1

4页工序的标准差(均方根偏差)正态分布曲线下面所包含的全部面积代表了全部工件，即100%。(2)正态分布曲线的特点①曲线呈钟形，中间高，两边低。②曲线以X=X为轴对称分布。③均方根偏差σ是决定曲线形状的唯一参数。④曲线分布中心X改变时，整个曲线将沿X轴平移，但曲线的形状不变。⑤正态分布曲线与横坐标没有交点。⑥一般取6σ为正态分布曲线的尺寸分散范围。4.非正态分布5.正态分布曲线的应用(1)计算合格率和废品率。(2)判断加工误差的性质。(3)判断工序的工序能力能否满足加工精度的要求。根据工序能力系数Cp的大小，可将工序能力分成5个等级，如表2-3所示。

一般情况

下，工序能力不应低于二级。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步学习了解直方图、分布折线图的绘制方法；掌握正态分布曲线的特点与应用。2.6.3点图法1.点图的形式(1)个值点图(

2

)

X

-

R

点

图小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步学习了解点图的形式与绘制方法。2.点图法的应用点图法主要用于工艺验证和分析加工过程的质量。工艺验证的目的是为了确定现行工艺或准备投入使用的新工艺能否稳定地满足产品的

质量要求。通过抽样检查，确定工序能力及其系数，从而判断工艺稳定与否。在x-R点图上绘制

平均线和控制线后，即可根据图中点的情况判断工艺过程是否稳定，判断标志如表2-5所

示。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学

资源，进一步学习工艺验证的目的与方法。总结提高：加工误差的性质及其判断方法；正态分布曲线的特点；工序能力的判断；工艺过程的稳定性判断。学习评价：完成线上课堂作业及评价第1

5页布置线下课后作业：P86题19。第

1

6

页模块名称第3章机械加工表面质量分析单元名称3.1机械加工表面质量分析单元学时2学时授课班级教学目标【素质目标】1.培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，养成良好的团队合作

精

神

；2.养成积极思考问题和主动学习的习惯，树立质量意识；3.养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，培养自我发展的意识。【知识目标】1.了解机械加工表面质量的含义，理解表面质量对零件使用性能的影响；2.了解影响机械加工表面粗糙度的因素；3.了解影响表面物理力学性能的工艺因素。【技能目标】1.能分析加工表面质量对零件使用性能的影响。重点难点【教学重点】1.分析表面质量对零件使用性能的影响。

【教学难点】1.影响机械加工表面粗糙度的因素；2.影响表面物理力学性能的工艺因素。学情分析学生通过前期学习完成的机械测量技术、工程材料及成形工艺、金属切削机

床与刀具等课程的相关知识，已具备一定的切削加工基础知识，通过零件加

工实训，已具备机械加工应用能力。需进一步培养学生机械加工表面质量的

分析能力。教学环境本单元的学习使用的教学环境：理实一体化教室和零件加工实训场所进行，

教学环境应有网络，便于使用在线精品课程平台学习。学习成果1.线上完成课堂作业；2.线下课后作业。评价方法学习态度(出勤、学习表现)20%,课堂讨论30%,线上课堂作业20%,线下课

后作业30%。在课程教学过程评价中占比5%。课后作业P

9

9

题

2教学反思《机械制造工艺学》课程单元教学设计编码：KC01002151-010版本号：

V1.0第

1

7

页教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配(min)项目(任务)导入1.了解机械加工表面质量的含义；2.了解表面质量对零件使用性能的

影响

；2.了解影响机械加工表面粗糙度的

因素；3.了解影响表面物理力学性能的工

艺因素。教师提前布置任务；了解学生反馈信息课前利用在线精品课程平台自主学习10知识讲解引入案例，学习了解机械加工表面质

量的含义，理解表面质量对零件使用

性能的影响；了解影响机械加工表面

粗糙度的几何因素和物理因素，了解

影响磨削加工表面粗糙度的因素；了

解影响表面物理力学性能的工艺因

素。线上线下混合式课堂教学互动式交流

学习45小组讨论教师引导学习在线精品课程平台本

单元数字化教学资源，了解机械加工

表面质量的含义，理解表面质量对零

件使用性能的影响；了解影响机械加

工表面粗糙度的几何因素和物理因

素，了解影响磨削加工表面粗糙度的

因素；了解影响表面物理力学性能的

工艺因素。教师引导线上线下分组交流10实践应用教师引导学习在线精品课程平台企

业典型案例(减小表面粗糙度的工艺方法一孔的珩磨)。教师引导线上线下分组交流10总结提高机械加工表面质量的含义；表面质量对零件使用性能的影响；

影响机械加工表面粗糙度的因素；影响表面物理力学性能的工艺因素。教师引导线上提交课堂作业5学习评价线上课堂作业评价；线下课后考核评价。反馈共性问题互动式交流

学习10版本修订信息第

1

8

页单元备课笔记教师提前布置本单元学习任务；学生课前利用在线精品课程平台自主学习单元教学内容。

引入案例：如图3-1所示为一连接器壳体零件，材料为20钢。分析机械加工表面质量的影

响因素，正确选择切削加工刀具和切削用量参数，采用合适的热处理方法和控制表面质量的工艺方法，保证壳体零件机械加工表面质量的要求。R0.2抛光图3-1连接器壳体零件第3章机械加工表面质量分析3.1认识机械加工表面质量3.1.1机械加工表面质量的含义机械加工的表面质量是指零件加工后的表面层状态。经机械加工后的零件表面，并不是理想的光滑表面，它不仅存在宏观的几何形状误差，

也存在着微观的几何形状误差和表面波纹度误差，如图3-2所示。1.表面层的几何形状特征表面层的几何形状特征即是加工后的实际表面的几何形状和理想表面的几何形状的偏离量，主要由表面粗糙度和表面波纹度两部分组成。2.表面层的物理力学性能①表面层的加工硬化；②表面层材料金相组织的变化；③表面层的残余应力。3.1.2表面质量对零件使用性能的影响1.零件表面质量对零件耐磨性的影响有无润滑；粗糙度的大小；零件表面纹理形状和纹理方向；冷作硬化的程度。2.零件表面质量对零件疲劳强度的影响表面粗糙度；表面冷作硬化；残余应力的大小和正负。3.零件表面质量对零件耐腐蚀性的影响减小零件表面粗糙度数值、零件表面层的残余压应力和一定程度的硬化，均可以提高零件的抗腐蚀性。4.零件表面质量对零件配合质量的稳定性及可靠性的影响有配合要求的表面都要求较低的表面粗糙度。对于动配合表面，表面粗糙度影响静配合的稳定性；对于静配合表面，表面粗糙度影响静配合的可靠性。静配合中，表面硬化严重，将可能破坏配合的性质和配合精度。零件表面层的残余应力，会使零件在使用过程中继续变形，降低机器的工作质量。表面质量对零件的其他性能也有影响。例如，减小零件的表面粗糙度可以提高密封性

能，提高零件的接触刚度，降低相对运动零件的摩擦系数等。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资源，进一步学习了解表面质量的含义，理解表面质量对零件使用性能的影响。3.2影响机械加工表面粗糙度的因素3.2.1影响机械加工表面粗糙度的几何因素第

1

9

页影响残留面积大小的主要是刀尖半径ro、主偏角kr、副偏角Kr和进给量f,如图3-6。(1)尖刀切削时(2)带圆角半径ro的刀具切削时减小进给量f,减小主、副偏角，增大刀尖圆角半径，都能减小切削层残留面积高度H,

也就减小了零件的表面粗糙度。实践应用：引导学习在线精品课程平台企业典型案例(减小表面粗糙度的工艺方法一孔的珩

磨

)

。3.2.2影响机械加工表面粗糙度的物理因素1.切削力和摩擦力的影响2.积屑瘤的影响3.鳞刺的影响小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步学习了解影响机械加工表面粗糙度的因素。3.2.3影响磨削加工表面粗糙度的因素1.磨削加工的特点磨削过程比其它刀具的切削过程要复杂得多；砂轮的磨削速度高；参与切削的磨粒多2.影响磨削加工表面粗糙度的因素影响磨削表面表面粗糙度的因素很多，主要有磨削用量、砂轮和工件材料等。3.3影响表面物理力学性能的工艺因素3.3.1表面层残余应力残余应力的产生，主要受到冷塑性变形、热塑性变形和金相组织变化的影响。3.3.2表面层加工硬化1.影响表面层冷作硬化的因素表面层冷作硬化主要受切削用量、刀具和工件材料等因素的影响。2.减少表面层冷作硬化的措施(1)合理选择刀具的几何参数；(2)合理限制其后刀面的磨损程度；(3)合理选择切削用量；(4)加工时采用有效的切削液。3.3.3表面层金相组织变化1.影响表面层的金相组织变化的因素根据磨削烧伤时温度的不同，可分为：回火烧伤；淬火烧伤；退火烧伤。2.防止磨削烧伤的工艺措施合理选择磨削用量；合理选择砂轮并及时修整；改善冷却方法。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步学习了解影响表面物理力学性能的工艺因素。总结提高：机械加工表面质量的含义；表面质量对零件使用性能的影响；影响机械加工表面粗糙度的因素；影响表面物理力学性能的工艺因素。学习评价：完成线上课堂作业及评价布置线下课后作业：P99题2。第

2

0

页第

2

1

页模块名称第4章典型零件加工单元名称4.1车床主轴的加工单元学时4学时授课班级教学目标【素质目标】1.养成良好的团队合作精神，树立质量意识；2.培养学生认真负责的工作态度和主动学习的习惯；3.培养学生创新意识和精益求精的工匠精神。【知识目标】1.了解车床主轴的功用、结构特点及其主要技术要求；2.理解主轴零件的机械加工工艺过程；3.理解主轴加工中的工艺问题；4.了解主轴的检验要求与方法。【技能目标】1.能合理制订较复杂的主轴零件的机械加工工艺，具备解决主轴零件加工中

的工艺问题的能力；2.会使用计量器具对车床主轴零件进行质量检验。重点难点【教学重点】1.车床主轴技术要求分析；2.加工工艺过程分析；3.主轴深孔的加工。

【教学难点】1.主轴深孔的加工；2.如何保证车床主轴零件的加工精度。学情分析学生通过前三章内容的学习，学生已具备机械加工工艺规程设计、机械加工

精度分析和机械加工表面质量分析的专业知识。本单元通过案例分析进一步

提高学生分析解决机械加工中出现的工艺问题的能力。教学环境本单元的学习使用的教学环境：理实一体化教室和零件加工实训场所进行，

教学环境应有网络，便于使用在线精品课程平台学习。学习成果1.线上完成课堂作业；2.线下完成花键轴零件规定表面的加工；3.线下课后作业。评价方法学习态度(出勤、学习表现)20%,课堂讨论30%,线上课堂作业10%,线下零

件加工30%,线下课后作业10%。在课程教学过程评价中占比10%。课后作业P149题5教学反思《机械制造工艺学》课程单元教学设计编码：KC01002151-011

版本号：

V1.0第

2

2

页教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配(min)项目(任务)导入1.了解车床主轴的功用、结构特点及

其主要技术要求；2.了解主轴机械加工工艺过程；3.了解主轴加工的主要工序分析；4.了解主轴的检验要求与方法。教师提前

布置任

务；了解

学生反馈信息课前利用在线精品课程平台自主学习10知识讲解引入案例，学习了解车床主轴的功用及结构特点，分析理解其主要技术要求；分析主轴机械加工工艺过程，了解主轴毛坯的制造方法，熟悉主轴的材料与热处理方法，理解加工阶段的划分和定位基准的选择方法，理解加工顺序的安排方法；掌握中心孔的研磨方法，了解外圆表面的车削加工、主轴深孔的加工、主轴锥孔的加工、主轴各外圆表面的精加工和光整加工；了解主轴的检验要求与方法。线上线下

混合式课

堂教学互动式交流

学习90小组讨论教师引导学习在线精品课程平台本

单元数字化教学资源，讨论分析主轴

机械加工工艺过程，以及中心孔的研

磨与锥堵心轴的使用方法。教师引导分组交流15实操训练在教师指导下，学生线下课内完成花

键轴零件车螺纹或铣键槽或铣花键

或精车外圆或磨削外圆或深孔加工的实践活动。教师指导线下分组讨论、操作与总结35实践应用教师引导学习在线精品课程平台企

业典型案例(主轴中心孔研磨的应用

一中心孔研磨机)。教师引导线上线下分组交流10总结提高车床主轴的主要技术要求；主轴毛坯材料及其热处理；定位基准的选择；中心孔的研磨；主轴深孔的加工。教师引导线上提交课堂作业10学习评价线上课堂作业评价；线下课后考核评价。反馈共性问题互动式交流

学习10版本修订信息第

2

3

页单元备课笔记教师提前布置本单元学习任务；学生课前利用在线精品课程平台自主学习单元教学内容。

引入案例：教材P102图4-2CA6140车床主轴。第4章典型零件加工4.1车床主轴的加工4.1.1认识车床主轴1.车床主轴的功用及结构特点车床主轴不但传递运动和扭矩，而且是工件和刀具回转精度的基础，是关键零件。

车床主轴既是一种单轴线的阶梯轴、空心轴，也是长径比小于12的刚性轴。2.车床主轴的主要技术要求(1)主轴支承轴颈；(2)主轴工作表面的精度；(3)主轴次要轴颈的精度；(4)主轴螺纹的精度；(5)主轴各表面的表面层要求。4.1.2主轴机械加工工艺过程分析1.主轴毛坯的制造方法主轴毛坯有棒料和锻件两种。2.主轴的材料与热处理主轴材料通常选用45钢、65Mn、40Cr、20CrMnTi、38CrMoAlA等牌号的钢材。(1)毛坯热处理(2)预备热处理(3)最终热处理(4)定性处理3.加工阶段的划分如表4-1所示为CA6140车床主轴成批生产时的工艺过程。(1)粗加工阶段(2)半精加工阶段(3)精加工阶段4.定位基准的选择1)当主轴零件锥孔的锥度较小时，常用锥堵。2)当主轴零件锥孔的锥度较大时，可采用带锥堵的拉杆心轴。5.加工顺序的安排由表4-1可以看出，机床主轴的工艺路线安排大致为：毛坯制造→正火→车(铣)端面，

钻中心孔→粗车→调质处理→半精车→表面淬火→粗、精磨外圆→粗、精磨圆锥面→磨锥

孔。(1)主轴深孔加工应安排在外圆粗车之后。(2)外圆加工顺序安排应照顾主轴工件本身的刚度，应先加工大直径后加工小直径。(3)各次要表面如键槽及螺孔的加工，应安排在精车之后、粗磨之前进行。(4)主轴的螺纹对支承轴颈有一定的同轴度要求，宜放在淬火之后的精加工阶段进行。(5)外圆精磨加工应安排在内锥孔精磨之前。(6)主轴是加工要求很高的零件，需要安排多次检验工序。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资第

2

4

页源，学习渗碳主轴、花键轴的加工工艺过程，进一步理解加工阶段的划分、定位基准的选择

和加工顺序的安排，讨论理解锥堵和锥套心轴及其使用方法。4.1.3主轴加工的主要工序分析1.中心孔的研磨常用的修研中心孔的方法有以下几种。1)采用铸铁或环氧树脂顶尖为研具，加适量研磨剂，在车床或钻床上进行研磨。2)采用油石或橡胶砂轮，并加少量润滑剂。3)采用硬质合金顶尖刮削中心孔。4)采用专用中心孔磨床修磨中心孔。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，学习讨论中心孔的研磨方法。实践应用：引导学习在线精品课程平台企业典型案例(主轴中心孔研磨的应用一中心孔研磨机

)

。2.外圆表面的车削加工主轴各外圆表面的车削通常分为粗车、半精车和精车三个步骤进行。3.主轴深孔加工4.主轴锥孔加工5.主轴各外圆表面的精加工和光整加工主轴外圆表面的精加工都是采用磨削的方法，在热处理工序之后进行，用以纠正在热处

理中产生的变形，最后达到所需的精度和表面粗糙度。光整加工主要用于精密主轴上尺寸精度IT5以上或表面粗糙度低于Ra0.1μm的加工表

面。外圆表面光整加工的方法有超精加工、研磨、双轮珩磨和镜面磨削。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，学习讨论外圆表面的精加工和光整加工方法。4.1.4主轴的检验检验工作应按一定的顺序进行，

一般先检验各外圆的尺寸精度、锥度、圆度等形状精度，

表面粗糙度和外观，然后再在专用检验夹具上检验相互位置偏差。1.表面粗糙度和硬度的检验硬度是在热处理之后用硬度计抽检。表面粗糙度一般用样块比较法检验。对于精密零件可用干涉显微镜进行测量。2.精度检验形状精度检验、尺寸精度检验、位置精度检验实操训练：在教师指导下，学生线下课内完成花键轴零件车螺纹或铣键槽或铣花键或精车外

圆或磨削外圆或深孔加工的实践活动。总结提高：车床主轴的主要技术要求；主轴毛坯材料及其热处理；定位基准的选择；中心孔的研磨；主轴深孔的加工。学习评价：完成线上课堂作业及评价完成花键轴零件规定表面的加工及评价布置线下课后作业：教材P149题5。第

2

5

页第

2

6

页模块名称第4章典型零件加工单元名称4.2箱体类零件的加工单元学时4学时授课班级教学目标【素质目标】1.养成良好的团队合作精神，树立质量意识；2.培养学生认真负责的工作态度和主动学习的习惯；3.培养学生创新意识和精益求精的工匠精神。【知识目标】1.了解箱体类零件的功用、结构特点、主要技术要求和结构工艺性；2.理解箱体零件的机械加工工艺过程；3.理解箱体零件加工中的工艺问题；4.了解箱体零件的检验要求与方法。【技能目标】1.能合理制订箱体零件的机械加工工艺，具备解决箱体零件加工中的工艺问

题的能力；2.会使用计量器具对箱体零件进行质量检验。重点难点【教学重点】1.箱体技术要求分析；2.加工工艺过程分析；3.箱体孔系的加工。【教学难点】1.箱体孔系的加工；2.如何保证箱体零件的加工精度。学情分析学生通过前三章内容的学习，学生已具备机械加工工艺规程设计、机械加工

精度分析和机械加工表面质量分析的专业知识。本单元通过案例分析进一步

提高学生分析解决机械加工中出现的工艺问题的能力。教学环境本单元的学习使用的教学环境：理实一体化教室和零件加工实训场所进行，

教学环境应有网络，便于使用在线精品课程平台学习。学习成果1.线上完成课堂作业；2.线下课后作业。评价方法学习态度(出勤、学习表现)20%,课堂讨论30%,线上课堂作业20%,线下课

后作业30%。在课程教学过程评价中占比10%。课后作业P149题7教学反思《机械制造工艺学》课程单元教学设计编码：KC01002151-012版本号：

V1.0第

2

7

页教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配(min)项目(任务)导入1.了解箱体的功用、结构特点及其主

要技术要求；2.

了解箱体的结构工艺性；3.了解箱体机械加工工艺过程；4.

了解箱体孔系的加工；5.了解箱体的检验要求与方法。教师提前布置任务；了解学生反馈信息课前利用在线精品课程平台自主学习10知识讲解引入案例，学习了解箱体零件的功用

及结构特点，分析理解其主要技术要

求，分析箱体的结构工艺性；分析箱

体机械加工工艺过程，了解箱体的材

料与毛坯，熟悉主轴的材料与热处理

方法，理解不同批量生产箱体的共性

与特殊性；了解箱体平面与主轴孔的

加工方法；理解箱体孔系的加工方法；了解箱体的检验要求与方法。线上线下混合式课堂教学互动式交流

学习100小组讨论教师引导学习在线精品课程平台本单元数字化教学资源，讨论分析箱体

的结构工艺性、箱体零件机械加工工

艺过程以及孔系的加工方法。教师引导分组交流45总结提高箱体的主要技术要求；箱体毛坯材料及其热处理；箱体的结构工艺性；不同批量生产箱体的共性；不同批量生产箱体的特殊性；

箱体孔系的加工方法。教师引导线上提交课堂作业15学习评价线上课堂作业评价；线下课后考核评价。反馈共性问题互动式交流

学习10版本修订信息第

2

8

页单元备课笔记教师提前布置本单元学习任务；学生课前利用在线精品课程平台自主学习单元教学内容。

引入案例：教材P117图4-11车床主轴箱箱体。第4章典型零件加工4.2箱体类零件的加工4.2.1认识箱体类零件1.箱体类零件的功用与结构特点箱体是机器中的常用且重要的零件。为实现变速、换向等传动功能，箱体内装有轴和轴

承、齿轮、离合器、手柄等零件，并使之保持正确的相互位置。箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。2.箱体零件的主要技术要求(1)轴承孔的尺寸、形状精度主轴孔一般要求IT6级，其余孔为IT6～IT7级。孔的几何形状精度除作特殊规定外，

一般都在尺寸公差范围内。(2)孔与孔的位置精度一般孔距允差为±0.025~±0.060

mm,而同一中心线上的支承孔的同轴度约为最小孔

尺寸公差之半。(3)孔与平面的位置精度(4)主要平面的精度(5)表面粗糙度3.箱体零件的材料及毛坯箱体材料一般选用HT200～HT350的各种牌号的灰铸铁，最常用的为HT200。4.箱体的结构工艺性(1)基本孔箱体的基本孔可分为通孔、阶梯孔、盲孔和交叉孔等。通孔工艺性最好，通孔内又以孔长L与孔径D之比L/D≤1～1.5的短圆柱孔的工艺性为最好；L/D>5的孔称为深孔。阶梯孔的结构工艺性与孔径之差有关。相贯通的交叉孔的

结构工艺性也较差，如图4-12所示a所示。盲孔的结构工艺性最差，应尽量避免盲孔设计。(2)同轴孔(3)装配基面(4)凸台(5)紧固孔和螺栓孔此外，为保证箱体有足够的动刚度和抗振性，应酌情合理使用肋板、肋条，加大圆角半

径，收小箱口，加厚主轴前轴承口厚度。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步理解箱体零件的结构工艺性。4.2.2箱体机械加工工艺过程分析1.不同批量箱体生产的共性表4-3为图4-11车床主轴箱小批生产时的工艺过程；表4-4为图4-11车床主轴箱大批

生产时的工艺过程。(1)加工顺序为先面后孔本例中，都是先将顶面加工完成后，再加工孔系。(2)加工阶段粗、精分开(3)工序间合理安排时效处理第

2

9

页(4)用箱体上的重要孔作粗基准箱体类零件的粗基准一般都用箱体上的重要孔作粗基准。2.不同批量箱体生产的特殊性(1)粗基准的选择①中小批生产时，由于毛坯精度较低，

一般采用划线装夹。如图4-13。②大批大量生产时，毛坯精度较高，可直接以主轴孔在夹具上定位，如图4-14。(2)精基准的选择①单件小批生产用装配基面做定位基准，如图4-15。②大批量生产时采用一面两孔作定位基准，如图4-16。(3)所用设备随批量不同而不同。3.箱体平面的加工箱体平面加工的常用方法有刨、铣和磨三种。刨削和铣削常用作平面的粗加工和半精加

工，而磨削则用作平面的精加工。4.主轴孔的加工小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步理解箱体零件不同批量生产时的共性与特殊性。4.2.3箱体孔系的加工箱体上一系列有相互位置精度要求的孔的组合，称为孔系。1.平行孔系的加工保证平行孔系孔距精度的方法主要有找正法、镗模法和坐标法三种。(1)找正法①划线找正法②心轴和块规找正法③样板找正法④定心套找正法(2)镗模法(3)坐标法2.同轴孔系的加工(1)利用已加工孔作支承导向如图4-23。(2)利用镗床后立柱上的导向套支承镗杆(3)采用调头镗

如图4-24。3.交叉孔系的加工如图4-25。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，进一步理解箱体零件孔系的加工方法。4.2.4箱体的检验各加工表面的表面粗糙度及外观检验；孔的尺寸精度检验；孔和平面的几何形状精度。

总结提高：箱体的主要技术要求；箱体毛坯材料及其热处理；箱体的结构工艺性；不同批量生产箱体的共性；不同批量生产箱体的特殊性；箱体孔系的加工方法。学习评价：完成线上课堂作业及评价布置线下课后作业：教材P149题7。第

3

0

页模块名称第4章典型零件加工单元名称4.3圆柱齿轮的加工单元学时4学时授课班级教学目标【素质目标】1.养成良好的团队合作精神，树立质量意识；2.培养学生认真负责的工作态度和主动学习的习惯；3.培养学生创新意识和精益求精的工匠精神。【知识目标】1.了解齿轮零件的功用、结构特点和技术要求；2.理解齿坯的机械加工方法；3.熟悉齿轮齿形的的加工原理、工艺特点及其应用场合；4.理解圆柱齿轮的机械加工工艺过程；5.了解齿轮的齿轮的检验项目与检验方法。【技能目标】1.能合理制订齿轮机械加工工艺，具备解决齿轮加工中的工艺问题的能力；2.会使用计量器具对齿轮零件进行质量检验。重点难点【教学重点】1.齿轮齿坯的机械加工方法；2.齿形加工的加工原理、工艺特点及其应用场合；3.加工工艺过程分析。【教学难点】1.齿形加工的加工原理、工艺特点及其应用场合；2.如何保证齿轮零件的加工精度。学情分析学生通过前三章内容的学习，学生已具备机械加工工艺规程设计、机械加工

精度分析和机械加工表面质量分析的专业知识。本单元通过案例分析进一步

提高学生分析解决机械加工中出现的工艺问题的能力。教学环境本单元的学习使用的教学环境：理实一体化教室和零件加工实训场所进行，

教学环境应有网络，便于使用在线精品课程平台学习。学习成果1.线上完成课堂作业；2.线下课后作业。评价方法学习态度(出勤、学习表现)20%,课堂讨论30%,线上课堂作业20%,线下课

后作业30%。在课程教学过程评价中占比10%。课后作业P150题15教学反思《机械制造工艺学》课程单元教学设计编码：KC01002151-013版本号：

V1.0第

3

1

页教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配(min)项目(任务)导入1.了解齿轮的功用、结构特点及其技术

要

求

；2.了解齿轮的材料、热处理和毛坯；3.了解齿坯的机械加工方法；4.了解齿形加工的加工原理、工艺特

点及其应用场合；5.了解齿轮机械加工工艺过程；6.了解齿轮的检验项目与检验方法。教师提前布置任务；了解学生反馈信息课前利用在线精品课程平台自主学习10知识讲解引入案例，学习了解齿轮零件的功用

与结构特点，分析理解其主要技术要

求；理解齿轮的材料、热处理和毛坯；理解齿坯的机械加工方法；掌握各种

齿形加工的加工原理、工艺特点及其

应用场合；分析理解齿轮机械加工工

艺过程；了解齿轮的检验项目与检验方法。线上线下混合式课堂教学互动式交流

学习90小组讨论教师引导学习在线精品课程平台本

单元数字化教学资源，讨论分析齿轮

齿形的加工原理、工艺特点及其应用

场合。教师引导分组交流40实践应用教师引导学习在线精品课程平台企

业典型案例(圆柱齿轮加工工艺分析一双联齿轮)。教师引导线上线下分组交流15总结提高齿轮的功用及其技术要求；齿轮齿坯和齿面的热处理方法；齿形加工的加工原理、工艺特点及其

应用场合；齿轮机械加工工艺过程；齿轮的检验项目与检验方法。教师引导线上提交课堂作业15学习评价线上课堂作业评价；线下课后考核评价。反馈共性问题互动式交流

学习10版本修订信息第

3

2

页单元备课笔记教师提前布置本单元学习任务；学生课前利用在线精品课程平台自主学习单元教学内容。

引入案例：教材P143图4-44齿轮。第4章典型零件加工4.3圆柱齿轮的加工4.3.1认识齿轮1.齿轮的功用与结构特点其功用是按规定的速比传递运动和动力。齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式，分为直齿、斜齿、

人字齿等；按照轮体的结构特点，分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮和齿条等，如图4-26。2.齿轮的技术要求传递运动准确性、传递运动平稳性、载荷分布均匀性和合理的传动侧隙。3.齿轮的材料、热处理和毛坯(1)材料的选择(2)齿轮的热处理1)齿坯热处理

2)齿面热处理(3)齿轮毛坯

齿轮毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。4.3.2齿坯的机械加工齿形加工之前的齿轮加工称为齿坯加工。齿坯加工方案的选择主要与齿轮的轮体结构、技术要求和生产批量等因素有关。1)对轴、套筒类齿轮的齿坯，其加工工艺与一般轴、套筒零件的加工工艺相类同。2)对盘形齿轮的齿坯①大量生产的盘形齿坯②成批生产的盘形齿坯③单件小批生产的盘形齿坯4.3.3齿形的加工方法齿形加工方法很多，按加工中有无切屑，可分为无切屑加工和有切屑加工两大类。无切屑加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。齿形的有切屑加工，按其加工原理可分为成形法和展成法两种。1.滚齿在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对交错轴的斜齿轮副作无侧隙强制

性的啮合。如图4-30。滚齿是生产率较高、应用最广的一种加工方法；滚齿可直接加工8~

9级精度齿轮，也可用作7级以上齿轮的粗加工及半精加工；齿面的表面粗糙度较粗。2.插齿插齿与滚齿一样，也是利用展成原理加工齿轮。插齿刀与工件相当于一对轴线相互平行

的圆柱齿轮相啮合，插齿刀实质上就是一个磨有前后角并具有切削刃的齿轮，如图4-36。插齿加工时，插齿刀与工件的主要运动有：切削运动、分齿运动、径向进给运动、圆周

进给运动、让刀运动。插齿和滚齿相比，在加工质量和生产率方面都有其特点。1)插齿的齿形精度比滚齿高；2)插齿后齿面的粗糙度比滚齿细；3)插齿的运动

精度比滚齿差；4)插齿的齿向误差比滚齿大；5)插齿的生产率不如滚齿高。滚齿与插齿的应用范围：1)加工带有台肩的齿轮以及空刀槽很窄的双联或多联齿轮，只能用插齿；2)加工

无空刀槽的人字齿轮，只能用插齿；3)加工内齿轮、扇形齿轮和齿条，只能用插齿；4)加

工蜗轮，只能用滚齿；5)加工斜齿圆柱齿轮，滚齿与插齿都可用，但滚齿比较方便。第

3

3

页3.剃齿用圆盘剃齿刀剃齿的过程，就是剃齿刀与被剃齿轮以交错轴斜齿轮副双面紧密贴合的自由对滚切削的过程。剃齿刀实质上就是一个高精度的斜齿轮，只是为了形成切削刃，在齿

面上沿渐开线方向开有许多小槽而已，如图4-37a所示。(1)剃齿方法：(2)剃齿特点：(3)剃齿加工质量4.珩齿淬火后的齿轮轮齿表面有氧化皮，影响齿面粗糙度，热处理的变形也影响齿轮的精度。

由于工件已淬硬，除可用磨削加工外，但也可以采用珩齿进行精加工。珩齿原理与剃齿相似，珩齿时珩轮与工件呈交错轴斜齿轮副似地无侧隙自由啮合，利用

啮合处的相对滑动，并在齿面间施加一定的压力来进行珩齿。珩齿时的运动和剃齿相同。与剃齿相比较，珩齿具有以下工艺特点：1)珩轮结构和磨轮相似，珩齿过程实际上是一种低速磨削、研磨和抛光的综合过程；2)珩齿时，齿面形成复杂的网纹，提高了齿面质量，其粗糙度可达Ra0.8～0.4μm;3)珩轮弹性较大，对珩前齿轮的各项误差修正作用不强；4)珩轮主要用于去除热处理后齿面上的氧化皮和毛刺；5)珩轮生产率甚高。5.冷挤齿轮冷挤齿轮是一种齿轮的无切屑光整加工新工艺。冷挤齿轮的工作原理如图4-40所示。挤齿和剃齿一样，适用于淬火前的齿形精加工。6.磨齿磨齿是目前齿形加工中精度最高的一种方法。它既可磨削未淬硬齿轮，也可磨削淬硬的

齿轮。磨齿精度4～6级，齿面粗糙度为Ra0.8～0.2μm。根据齿面渐开线的形成原理，磨齿方法分为成形法和展成法两类。小组讨论：引导学生利用在线精品课程平台的图片、动画、教学视频等本单元数字化教学资

源，讨论分析齿轮齿形的加工原理、工艺特点及其应用场合。4.3.4圆柱齿轮机械加工工艺过程分析表4-5所示为该齿轮零件的机械加工工艺过程。齿端的加工方式有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等，如图4-45。为确保齿形精加工的质量，必须对基准孔进行修整。修整的方法一般采用拉孔和磨孔。

实践应用：引导学习在线精品课程平台企业典型案例(圆柱齿轮加工工艺分析一双联齿轮)。4.3.5齿轮零件的检验1.齿轮检验项目的选择2.齿轮的检验方法总结提高：齿轮的功用及其技术要求；齿轮齿坯和齿面的热处理方法；齿形加工的加工原理、工艺特点及其应用场合；齿轮机械加工工艺过程；齿轮的检验项目与检验方法。学习评价：完成线上课堂作业及评价布置线下课后作业：教材P150题15。第

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页模块名称第5章装配工艺规程设计单元名称5.1装配工艺规程设计单元学时4学时授课班级教学目标【素质目标】1.养成良好的团队合作精神，树立质量意识；2.培养学生认真负责的工作态度和和严谨细致的工作作风；3.培养学生创新意识和精益求精的工匠精神。【知识目标】1.了解装配的生产类型及其特点；2.熟悉装配的工作内容，理解机器的装配精度；3.了解制订装配工艺规程的原则；4.理解制订装配工艺规程的步骤与方法；5.掌握保证装配精度的工艺方法。【技能目标】1.能合理制订装配工艺规程。重点难点【教学重点】1.装配的工作内容；2.制订装配工艺规程的原则与步骤；3.保证装配精度的工艺方法。

【教学难点】1.制订装配工艺规程的步骤与方法；2.保证装配精度的工艺方法。学情分析学生通过前期学习，学生已具备机械零件及其精度的相关专业知识。本单元

使学生了解机器装配的相关知识，具有制订装配工艺规程的能力。教学环境本单元的学习使用的教学环境：理实一体化教室和零件加工实训场所进行，

教学环境应有网络，便于使用在线精品课程平台学习。学习成果1.线上完成课堂作业；2.线下课后作业。评价方法学习态度(出勤、学习表现)20%,课堂讨论30%,线上课堂作业20%,线下课

后作业30%。在课程教学过程评价中占比10%。课后作业P177题2教学反思《机械制造工艺学》课程单元教学设计编码：KC01002151-014

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页教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配(min)项目(任务)导入1.了解装配的生产类型及其特点；2.

了解装配的工作内容；3.