课程概述 《机械制造基础》是材料成型及控制专业的学科基础课。本课程由金属工艺学 与互换性两部分内容组成，主要介绍金属的力学性能指标，铁碳合金相图组成、铁 碳合金基本相组织结构以及典型钢铁材料的牌号、性能与应用；钢铁热处理理论基 础知识和钢的基本热处理方法的原理、特点；金属的铸造成形、塑性成形、焊接成 形技术的特点及应用，各种切削加工方法的特点及选择，零件的结构工艺性及机加 工工艺过程。互换性与标准化；零件的尺寸公差与配合；零件的几何公差和表面粗 糙度的规定及应用。 课程应知 应会具体 内容要求 任务一：工程材料导论 知识要点：材料成型质量与成形工艺间的关系；解材料成形的基本方法的和特 点；常用的工程材料的力学性能指标了解材料基础知识；材料的微观结构，材料的 结晶过程与规律、合金的基本显微组织结构；铁碳合金相图的组成、铁碳合金中的 基本组织结构及性能、常用的钢铁材料的牌号、成分特点、性能特点及应用；钢铁 的热处理理论基础，熟悉退火、正火、淬火与回火等常规热处理工艺特点。 学习目标：了解材料基础知识，明确材料成型质量与成形工艺间存在联系；总 体了解材料成形的基本方法的和特点；掌握常用的工程材料的力学性能指标；理解 材料的微观结构，掌握材料的结晶过程与规律、合金的基本显微组织结构；掌握铁 碳合金相图的组成、铁碳合金中的基本组织结构及性能、常用的钢铁材料的牌号、 成分特点、性能特点及应用；掌握钢铁的热处理理论基础，熟悉退火、正火、淬火 与回火等常规热处理工艺特点。 授课建议：本部分内容计划 8 学时，以老师讲授为主。 任务二：金属的凝固成形 知识要点：铸造成形的概念和优点；液态金属的流动特点、影响流动性的主要 因素，合金的三种凝固方式；合金的收缩特点及影响收缩的因素、收缩对铸件质量 的影响及防止措施；砂型铸造的工艺过程、造型方法；掌握砂型铸造分型面的选择 及浇注位置的选择原则；熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等铸造方法 的工艺特点。 学习目标：了解铸造成形的概念和优点； 掌握液态金属的流动特点、影响流动 性的主要因素，掌握合金的三种凝固方式；掌握合金的收缩特点及影响收缩的因素、 收缩对铸件质量的影响及防止措施；了解砂型铸造的工艺过程、造型方法；掌握砂 型铸造分型面的选择及浇注位置的选择原则；了解特种铸造的种类，能够比较熔模 铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等铸造方法的工艺特点和应用，能够根据 实际需要合理选择铸造成形方法；了解常用的铸造合金的特点，掌握铸件的结构工 艺性特点，做到合理设计铸件结构。 授课建议：本部分内容计划 6 学时，以老师讲授为主。 任务三：金属的塑性成形 知识要点：塑性变形的微观机理、塑性变形对力学性能的影响；可锻性的概念， 可锻性的主要影响因素；自由锻的基本工序和特点；模锻工艺规程的制定；自由锻、 模锻的结构工艺性；板料的分离和变形工序的成形特点、质量问题及防治措施等； 冲压模具的分类，冲压件的结构工艺性特点。 学习目标：了解充塑性成形的主要方法，掌握塑性变形的微观机理、塑性变形 对力学性能的影响；了解可锻性的概念，掌握可锻性的主要影响因素；掌握塑性变 形的两个规律及应用、自由锻的基本工序和特点；了解模锻的分类和锻模模膛的分 类，掌握模锻工艺规程的制定；掌握自由锻、模锻的结构工艺性，做到合理设计锻
件结构；了解板料的分离和变形工序，掌握弯曲、拉深两种变形工序的成形特点、 质量问题及防治措施等；了解冲压模具的分类，掌握冲压件的结构工艺性特点，做 到合理设计冲压件结构。 授课建议：本部分内容计划 4 学时，以老师讲授为主。 任务四：金属的焊接成形方法 知识要点：焊接的概念及分类；焊接电弧的产生机理，焊接接头的组成和接头 的组织结构及力学性能；焊接应力及变形的控制措施；焊条的分类、组成及作用； 理解埋弧焊、氩弧焊、CO2 气体保护焊、等离子焊、电阻焊、摩擦焊、钎焊的原理 与特点；焊接性的概念及焊接性的评定方法，碳钢、合金钢、不锈钢的焊接性特点； 焊件的选材原则和焊件的结构工艺性特点。 学习目标：了解焊接的概念及分类；了解焊接电弧的产生机理，掌握焊接接头 的组成和接头的组织结构及力学性能；掌握焊接应力及变形的控制措施；了解焊条 的分类，掌握焊条的组成及作用；理解埋弧焊、氩弧焊、CO2 气体保护焊、等离子 焊、电阻焊、摩擦焊、钎焊的原理与特点，做到根据焊接结构件的实际要求合理选 择焊接方法；了解焊接性的概念及焊接性的评定方法，了解碳钢、合金钢、不锈钢 的焊接性特点；掌握焊件的选材原则和焊件的结构工艺性特点，做到合理设计焊接 结构件。 授课建议：本部分内容计划 4 学时，以老师讲授为主。 任务五：切削加工成形 知识要点：切削运动及切削用量三要素；刀具材料的性能要求和常用的刀具材 料成分与性能特点；车刀的组成、刀具的角度、刀具角度的作用等，合理选择刀具 角度；切削力的分解和减小切削力的主要措施；切削热的传导方式和特点，刀具的 磨损和寿命、切削液的作用与选用。 学习目标：了解切削加工质量的衡量，掌握切削运动及切削用量三要素；了解 对刀具材料的性能要求和常用的刀具材料成分与性能特点；掌握车刀的组成、刀具 的角度、刀具角度的作用等，做到合理选择刀具角度；了解切削力的分解和减小切 削力的主要措施；掌握切削热的传导方式和特点，了解刀具的磨损和寿命、切削液 的作用与选用。 授课建议：本部分内容计划 4 学时，以老师讲授为主。 任务六：切削工艺 知识要点：车削加工工件的装夹方式和特点，车削加工的加工范围和工艺特点； 握铣削加工的加工范围、铣削方法，顺铣与逆铣、周铣与端铣的特点；刨削加工、 拉削加工的加工范围和工艺特点；钻削加工的加工范围、钻削方法，钻削加工的质 量问题与防止措施；镗削加工的加工范围和工艺特点；磨削方法的类型、磨削加工 的工艺特点。 学习目标：了解常用的零件切削加工工艺类型；掌握车削加工工件的装夹方式 和特点，掌握车削加工的加工范围和工艺特点；掌握铣削加工的加工范围、铣削方 法，重点掌握顺铣与逆铣、周铣与端铣的特点，掌握铣削工艺的特点；了解刨削加 工、拉削加工的加工范围和工艺特点；掌握钻削加工的加工范围、钻削方法，重点 掌握钻削加工的质量问题与防止措施；了解镗削加工的加工方位和工艺特点；掌握 磨削方法的类型、磨削加工的工艺特点；能够根据各切削加工工艺的特点，做到合 理选择工件的切削加工方法。 授课建议：本部分内容计划 4 学时，以老师讲授为主。 任务七：切削加工的工艺过程
知识要点：切削加工工艺过程的组成和机械加工的工艺规程；工件的装夹与定 位，常用的定位方式及特点；零件的定位基准的选择及加工顺序的安排；零件切削 加工的结构工艺性特点。 学习目标：了解切削加工工艺过程的组成和机械加工的工艺规程；掌握工件的 装夹与定位，常用的定位方式及特点；掌握零件的定位基准的选择及加工顺序的安 排；掌握零件切削加工的结构工艺性特点，做到合理设计零件结构，了解机加工零 件坯料的选择。 授课建议：本部分内容计划 2 学时，以老师讲授为主。 任务八：互换性原理与技术测量（10 学时） 知识要点：对互换性与测量技术的基本概念和基本方法有明确的认识。 对公差 与配合的国家标准要熟悉，能分析基孔制、基轴制、间隙配合、过渡配合和过盈配 合。 具有选择和计算公差的初步能力，并会运用公差带图分析问题。 对技术测量 的概念清晰，对常用的计量器具和测量方法有初步认识。 熟悉几何公差的项目符号 及其含义，了解几何公差的选用以及在图样上的正确标注。 能对表面粗糙度进行选 择和标注。 学习目标：掌握互换性与标准化的基本概念，初步学会根据机器和零件的功能 要求选用合适的公差与配合，并能正确标柱在图样上；能够根据机械零件的使用场 合，合理确定零件的精度，进行零件的精度设计。 授课建议：本部分内容计划 10 学时，以老师讲授为主。 课程应知 应会具体 内容要求 （实验部分） 任务一：材料硬度测试 知识要点：布氏硬度和洛氏硬度的表示方法与测量方法，材料成分、热处理状 态与硬度和强度之间的关系。 学习目标：掌握布氏硬度和洛氏硬度的测量原理和测试方法，能够正确操作实 验设备，能够用读数显微镜正确测量压痕的直径。 授课建议：本任务计划授课 2 课时。实验之前学生必须充分预习，教师先进行 讲解实验目的、实验要求，实验内容，注意事项等。然后进行演示操作。讲解完成 之后让学生分组操作，教师旁边进行指导。最后对实验报告提出要求。 任务二：铁碳合金平衡组织观察 知识要点：进一步了解材料成分、热处理状态与硬度和强度之间的关系；掌握 平衡状态下的铁碳合金相图、了解材料不同成分下的相图，成分与性能之间的关系。 学习目标：了解光学显微镜的结构及使用方法；掌握铁碳合金成分与组织之间 的关系；根据观察结果画出不同成分的铁碳合金的相图； 授课建议：本任务计划授课 2 课时。实验之前学生必须充分预习，教师先进行 讲解实验目的、实验要求，实验内容，注意事项等。然后进行学生分组操作，教师 旁边进行指导。最后对实验报告提出要求。 任务三：机械零件的精度设计 知识要点：根据机器和零件的功能要求选用合适的公差与配合，并能正确表注 在图样上。 学习目标：根据给出的机械零件及精度设计要求对零件进行精度设计。 授课建议：本任务计划授课 2 课时。学生根据给定的技术要求对零件进行精度 设计，提交设计报告
实验仪器 设备要求 仪器设备：洛氏硬度计 5 台、布氏硬度计 5，式样 20 个，读数显微镜 10 台； 光学显微镜 10 台，金相试样 20 个。仪器设备应该性能良好，以便于实验能够顺利 进行。建议硬度实验每 5 人一组，金相试样每 2 人一组。 师资标准 1. 具有机械、材料加工类专业或相关专业硕士研究生及以上学历。 2. 具有高校教师资格证书。 3. 具有模具行业背景，熟悉模具行业的生产技术情况及发展趋势，与行业企业保持 紧密联系，能将企业的新技术、新工艺、新材料、新方法和新理论补充进课程。 4. 熟悉模具相关专业知识和相关理论，并能在教学过程中灵活运用；能担任模具设 计及制造相关的实习实训指导工作。 5. 具备课程开发和专业研究能力，能遵循应用型本科的教学规律，正确分析、设计、 实施及评价课程。 6. 实验指导教师能担任材料加工工程相关课程实验指导工作；具备实验课程开发和 实践教学能力，能遵循应用型本科的教学规律，正确分析、设计、实施及评价课程。 教材选用 标准 1. 必须依据本学习目标和学习成果要求编写或选用教材与专业密切相关的教材。 2. 教材应充分体现提高学生实践能力，培养学生创新意识的教学要求。 3. 教材内容完整，重点突出，重理论的同时，增加与实际应用相关的实践案例，便 于任务驱动教学模式的展开，使学生明白为什么学、学成能做什么，从而激发学生 学习的积极性、主动性、能动性与创造性。 4. 教材应突出实用性、系统性、开放性和适用性，将理论知识与实际应用相联系， 避免单纯理论知识的叙述和公式的推导；同时要具有先进性和前瞻性，把先进的设 计技术和手段、本专业领域的发展趋势引入其中。 5. 教材应以学生为本，文字表述规范，公式推导严谨，实践案例的引入注重知识性、 典型性、启发性与真实性。 教材选用：常春主编《材料成形基础》，机械工业出版社。ISBN:9787111275701，2010 年 5 月 邢闽芳主编，《互换性与技术测量》，清华大学出版社，ISBN:978730246643-7，2007.04 房强汉、李伟主编，《机械工程材料实验指导》，哈尔滨工业大学出版社， ISBN978756035142-1;2016.01 评价与 考核标准 考核项目 评分方式 平时成绩（30%） 出勤情况（20%） 通过考勤评分 平时作业（30%） 作业评分 课堂表现（10%） 课堂认真程度、回答问题积极性、分 组讨论表现 实验考核（40%） 硬度试验、金相实验报告，零件精度 设计 期末考试（70%） 知识应用性试卷（100%） 试卷评分 撰写人：丁代存 系（教研室）主任：潘义川 学院（部）负责人：张洪丽 时间：2019 年 6 月 6 日
“金属材料与工艺学”课程教学大纲（质量标准） 课程名称 金属材料与工艺学 英文名称 Metal materials and technology 课程编号 060650 开课学期 第三学期 课程性质 学科基础课 课程属性 必修课 课程学分 3 适用专业 机械设计制造及其自动化（3+4 贯通培养）专业 课程学时 总学时：48； 其中理论学时：42 实验实践学时：6 开课单位 工程机械学院 材料加工系（教研室） 先修课程 课程名称 对先修课应知应会具体要求 机械设计专业导 论 1.掌握机械设计制造及其自动化专业的基本知识。 2.掌握各类机械设计及加工方法的工艺特点与应用。 3.掌握常用机械设备和零件材料的类别、特点及应用。 4.了解本专业的前沿发展现状和趋势。 后续课程 机械制造技术、材料成形技术 支撑专业 毕业要求 1. 工程知识：掌握从事机械产品设计与制造工作所需的相关数学和自然科学知 识，机械设计制造及自动化领域的基础知识、基础理论和相关的专业技术知识，立 足工程机械行业，能够运用其理论和方法解决机械行业中的复杂工程问题。 7. 环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂机械装备设计制造问题的工程 实践对环境、社会可持续发展的影响。 课程目标 1. 通过本课程学习使学生掌握机械工程材料的基础知识、基础理论，如材料结 构与性能的关系、铁碳合金相图、典型工程材料、工程材料热处理工艺； 2. 能够根据工件的服役条件做到材料的正确选用，并能独立完成零件热处理工 艺及切削加工工艺方案的确定。 课程概述 本课程为机械设计制造及其自动化专业必修的一门学科基础课，课程重点讲授 金属的凝固（结晶）的基本规律及其对材料性能的影响，铁碳合金相图的分析与应 用；机械工程材料的基本强化途径，各种热处理工艺方法的特点及应用；常用金属 材料的分类、成分、牌号、性能特点、热处理工艺及用途；机械工程材料的合理选 用。 任务一 绪论应知应会（2 学时+课外文献查阅） 知识要点：工程材料基本知识、课程性质与任务 学习目标： 1.了解材料与材料科学的发展、机械工程材料的地位与作用； 3.明确本课程学习的目的、性质与要求。 4.能够通过查阅文献资料了解新型材料的应用现状。（课外文献查阅）