西安交通大学材料现代加工方法课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 材料现代加工方法 Modern Processing Methods for Materials 课程编号 MATL502802 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课专业选修课集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础，材料成形技术基础 教材、参 考书及其 他资料 使用教材： [1]张辽远编著，现代加工技术（第 2 版），北京：机械 工业出版社，2008 年 参考教材： [1]刘东志编著，特种加工，北京：北京大学出版社， 2013 年 [2]P. C. Pandey, H. S. Shan, Modern Machining Processes, Tata. Mc. Graw-Hill Publishing Company Ltd.,1980. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 材料加工方法是人类生存和发展的基础及社会物质财富的主要来源之一。随 着工业和科学技术的发展，由智能制造、微型机械、纳米技术、特种加工、计算 机辅助设计和制造集成、传感器技术等聚集而成的材料先进加工方法已经形成
并且正在进入全新的时代。其中，材料现代加工方法与多学科发生交叉融合，不 仅补充和发展了传统工艺，而且在应用范围、加工质量、生产率、经济性等方面， 尤其是在高、新、尖技术领域中，愈来愈发挥着重要的作用。其开发潜力之大、 应用前景之广，令世人瞩目。 本课程以应用多、发展快的材料去除的加工方法为核心，为学生系统讲授超 声加工、电解加工、电铸和涂镀、电解机械复合加工、电火花加工、激光束加工、 电子束加工、离子束加工、等离子加工、化学加工、快速成形等技术的基本原理、 特点、工艺规律、应用及发展趋向。通过本课程的学习，拓宽学生的知识面，培 养学生在传统的机械加工方法以外的现代加工技术方面基本知识和技能，掌握常 用的几种现代加工方法的特点和适用范围，以适应当今材料制备与控制专业领域 发展的需求。 课程教学中，要求教师既要给学生讲授各种现代加工方法的基础理论知识， 还要强调基于典型零件的加工工艺设计及实际应用，让学生从材料特点和使用环 境特性出发，选择出较佳的材料现代加工工艺方法，锻炼学生理论结合实际的能 力。通过编程训练，使学生掌握数控加工编程能力，并能对典型零件的编制正确 的加工代码。通过文献调研训练，使学生了解现代加工技术的最新研究动态和发 展趋势，建立终身学习的意识，并掌握查阅文献资料的能力，不断追求最新的知 识理论，发展和完善知识体系。结合材料加工科学的发展前沿，锻炼学生发现问 题、解决问题的能力。 通过该课程的系统学习，要求学生了解与常规切削加工方法不同的现代加工 方法，懂得可以利用电、化学、热、光、声等能量的形式，加工复杂、精密、细 微等有特殊要求的零件。掌握电火花加工、电解加工、激光加工、超声加工等加 工技术的基本原理、基本规律。使学生具有选择合理加工方法的基本技能，提高 其解决工艺难题的能力。课程组织学生分组讨论，每一组一名组长和若干组员， 共同完成老师布置的课题，并以 PPT 讨论的形式，锻炼学生查阅文献资料的能力， 以及沟通交流与表达的能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1 材料现代加工技术基本理论知识理解能力 系统地学习和掌握现代加工方法的相关基础知识；熟练掌握超声加工、电化
学加工、电火花成型加工、电火花线切割加工和激光加工的基本原理、基本设备、 工艺规律、特点和应用，为后续工作中现代加工方法选择，加工工艺研究奠定理 论基础。 2 材料的现代加工方法和工艺设计能力 根据材料物理、化学特性及服役条件，分析复杂工程环境中特定服役环境下 对材料特殊性能、服役寿命或其他需求，根据材料成分-加工工艺-性能之间的相 互关系，设计满足使用环境要求的合理、有效的材料加工方法、制定最优加工工 艺路线，阐明材料加工工艺方案的影响因素和优化准则。 支撑毕业要求指标点 6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正 确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以 及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。 3 正确评价各类现代加工方法对环境及社会发展影响的能力 能够运用现代加工方法的相关知识，对在复杂工程问题实际应用材料的特性 和使役要求进行分析，对比分析不同加工方法（超声波、电火花、电化学、激光 等）获得的材料组织与性能特点，选择满足材料使用要求的最佳现代加工方法， 获得有效结论。并针对材料的使用环境和性能要求，能够对各类材料现代加工方 法对环境及社会可持续发展的影响作出正确评价，并据此完善材料加工工艺设计 方案。 支撑毕业要求指标点 7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉 材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课 程 目 标 1 课 程 目 标 2 L 课 程 目 标 3 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注
三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考 学时 1 1 绪论 材料现代加工方法的产生及 发展、范畴及分类；现代加 工方法的特点及适用范围， 在国民经济中的作用；国内 外现代加工方法现状及动向 2 2 2 超声波加工 2.1 超声波加工原理和特点 2.2 超声波加工设备 2.3 超声波加工应用 超声波加工的基本原理和特 点；超声波加工的基本设备； 超声波加工工艺规律 4 3 3 电化学加工 3.1 电化学加工原理 3.2 电解加工的基本规律和应用 3.3 电解磨削原理 3.4 电铸、涂镀及电化学抛光 电化学加工的基本原理和分 类；电化学过程的机理及极 间反应；电化学加工规律和 过程 6 4 4 电火花加工 4.1 电火花加工原理、特点及基本 规律 4.2 电火花穿孔成型加工及应用 4.3 电火花线切割加工原理及设备 4.4 电火花线切割加工的数控编程 技术 电火花加工的基本原理；电 火花加工的机理；电火花加 工中的材料蚀除过程和规 律；电火花线切割加工的机 理；线切割控制编程原理和 算法 6 5 5 激光加工 5.1 激光加工的原理特点及基本规 律 5.2 激光加工设备及应用 激光加工原理与特点；典型 的激光切割、打孔、焊结及 热处理技术 2 6 6 电子束和离子束加工 6.1 电子束加工原理及应用 6.2 离子束加工原理及应用 电子束加工的基本原理与特 点；离子束加工的原理和特 点 2 7 7 其它现代加工方法 7.1 化学加工加工简介 7.2 等离子加工简介 7.3 3D 打印技术原理及应用 各种加工方法的原理和依据 的理论基础 2 四、教学安排详表
章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、 实验、上 机、讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标 的支撑关系 第一章 主要讲述现代加工方法的产生及发 展、范畴及分类；现代加工方法的特 点及适用范围，在国民经济中的作用； 介绍国内外现代加工现状及动向 2 授课 使学生掌握现代加工方法对材料可加工性和 结构工艺性等的影响，了解现代加工方法的产 生及发展，了解现代加工方法与分类。增加学 生对专业的认同感。 课程目标 1 课程目标 2 第二章 主要讲述超声波加工原理和特点；典 型的超声波加工设备结构及工作原 理；介绍超声波加工的在机械、冶金 等行业中的应用 4 授课, 自学 使学生掌握超声加工的基本原理和特点；掌握 超声加工速度、精度、表面质量及其影响因素； 了解超声加工的设备及应用，为研究和使用超 声波加工工艺打下理论基础。 课程目标 1 课程目标 2 第三章 主要讲述电化学加工原理及分类；电 解加工的基本规律和应用；电解磨削 原理；电铸、涂镀及电化学抛光 6 授课， 自学， 讨论 使学生能够熟练掌握电化学加工的基本原理 和分类；电化学过程的机理及极间反应；掌握 电解加工原理，设备及应用；掌握电解磨削原 理，了解电解磨削设备；了解电铸、涂镀及复 合镀加工原理及加工设备；针对典型零件的电 化学加工工艺，通过课堂讨论，使学生清楚认 识电化学加工方法对环境、社会可持续发展的 影响。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 第四章 主要讲述电火花加工的基本原理和加 工机理；电火花加工中的一些基本规 律；电火花线切割加工的机理和典型 设备；电火花线切割控制系统和编程 技术。 6 授课， 自学， 讨论 使学生熟练掌握电火花加工中的一些基本理 论、材料蚀除过程和规律；掌握电火花线切割 控制编程技术；针对典型零件进行电火花加工 工艺设计和环境影响因素分析讨论，使学生电 火花加工方法对环境、社会可持续发展的影 响，并锻炼学生学术交流与表达的能力。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3