金属工艺学课程教学大纲

《金属工艺学》课程教学大纲

一、理论教学内容

绪论

金属工艺学的性质、目的和任务。

机器制造过程。机械制造工业在国民经济中的地位和作用。

课程教学基本要求与学习方法。

第一部分热加工

(一)金屑材料的基本知识

1．金属材料的力学性能

力学性能的概念。力学性能主要指标(强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度)的符号、单位、物理意义与试验方法。

2．金属的晶体结构与结晶

纯金属的晶体结构，纯金属的结晶过程。冷却曲线和过冷度。晶粒、晶界、晶格、晶胞、晶面的概念。晶粒大小对金属力学性能的影响。金属的同素异构转变。

3．合金的相结构与相图

合金的相结构。二元合金相图的概念。

4．铁碳合金

铁碳合金相图中的相、特性点和特性线。典型铁碳合金的组织转变。铁碳合金相图的应用。

5．钢的热处理

热处理的基本概念。钢在加热和冷却时的组织转变。钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用。钢的表面淬火和化学热处理。

6．常用钢材

含碳量和常存元素对碳钢力学性能的影响。钢的分类、牌号和用途。

(二)铸造

1．铸造的实质、特点及应用范围。铸造方法分类。

2．合金铸造性能

充型能力和流动性的概念。充型能力和流动性对铸件质量的影响。影响充型能力和流动性的主要因素，提高充型能力和流动性的主要措施。

收缩的概念。铸造应力、收缩对铸件质量的影响。缩孔、缩松、变形、裂纹等铸造缺陷的形成机理和防止措施。

3．常用合金铸件及其生产

灰铸铁件：灰铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。铸铁的石墨化。孕育处理。灰铸铁件的生产特点。

球墨铸铁件：球墨铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。球墨铸铁件的生产工艺和铸造工艺特点。

可锻铸铁件：可锻铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。可锻铸铁件的制造过程和铸造工艺特点。

蠕墨铸铁件和合金铸铁件。

铸铁的熔炼：冲天炉的工作原理。铁水温度和化学成分的控制。

铸钢件、铜合金铸件和铝合金铸件生产。

4．砂型铸造及铸造工艺规程设计

铸造工艺规程设计的意义、内容及步骤。

常见手工造型方法的选择。机器造型和造型生产线。铸件结构的铸造工艺性分析。

铸造工艺图的制定：浇注位置和分型面的选择；铸造工艺参数(加工余量、起模斜度、铸造收缩率、铸造圆角等)的确定；型芯设计。铸造工艺图实例。

5．特种铸造

熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸造和离心铸造等特种铸造方法的工艺过程、特点及应用。

(三)锻压

1．锻压的实质、特点和应用。锻压方法分类。

2金属的塑性变形

金属塑性变形的实质。单晶体与多晶体的塑性变形。塑性变形对金属组织和力学性能的影响。冷变形与热变形的概念。锻造比与锻造流线。金属锻造性能的概念。

3．自由锻

自由锻的特点和应用。

坯料的加热和锻造温度范围。

自由锻工艺规程的制定：绘制锻件图；确定变形工序；计算坯料的质量和尺寸；选定锻造设备等。

典型锻件自由锻工艺过程实例。

自由锻件的结构工艺性。

高合金钢的锻造特点。

4．模锻

模锻的特点和应用。

模锻的变形工艺和模锻模膛。模锻件图的制定。

锤上、曲柄压力机上、平锻机上、摩擦压力机上模锻的特点和应用。

模锻件的结构工艺性。

5．板料冲压

板料冲压的特点和应用。

板料冲压的基本工序。典型冲压件工艺过程实例。

冲压件的结构工艺性。

6．其他压力加工方法及新技术新工艺

精密模锻、挤压成形、辊轧成形、液态模锻、超塑成形、精密冲压的特点和应用。(四) 焊接和粘接

1．焊接的实质。焊接方法分类。焊接在工业生产中的应用。

2．电弧焊质量分析

电弧焊冶金过程。焊接接头的组织和性能。焊接应力和变形。焊接裂纹的产生原因及防止措施。

3．电弧焊常用方法

手弧焊的特点和应用。焊条的组成、作用、种类、型号、牌号、特性和选用。

气体保护焊、等离子弧焊的焊接过程、设备组成、特点和应用。

埋弧焊、氩弧焊、CO

2

等离子弧切割。

4．其他常用焊接方法及焊接新工艺

电阻焊的实质、基本形式、焊接过程、特点和应用。

钎焊的实质。软钎焊和硬钎焊。钎焊特点和应用。

电渣焊的焊接过程、特点和应用。

电子束焊、激光焊、摩擦焊、扩散焊的原理、特点和应用。

5．常用金属材料的焊接

金属焊接性的概念。钢材焊接性的评估。

碳钢和低合金结构钢的焊接。不锈钢的焊接。铸铁件焊补。铝、铜及其合金的焊接。6．焊接结构工艺设计

焊接方法的选择。焊缝布置。焊接接头设计。

7．粘接

粘接的原理与特点。胶粘剂和粘接工艺。

(五) 毛坯选择

1．选择毛坯类型及具加工方法的原则

2．铸造、锻压、焊接等毛坯加工方法及其制品的综合比较

3．常用机器零件和结构件的毛坯类别

第二部分切削加工

(一) 金属切削加工的基础知识

l．切削加工概述

切削加工的分类、任务及其在机械制造过程中的地位和作用。

零件的种类及组成零件的表面。

零件技术要求(尺寸精度、形位精度、表面粗糙度)简介。

切削加工阶段的划分及各阶段尺寸公差等级和表面粗糙度R

值的范围。

a

零件表面的形成原理和机床的切削运动。

切削用量三要素和切削层参数的概念。

2．金属切削刀具

刀具材料应具备的性能。刀具材料的种类、牌号和用途。

刀具的结构及切削部分的组成。三个辅助平面的概念。外圆车刀的五个主要标注角度的定义、作用和选择。刀具工作角度的概念。

3．金属切削过程及其物理现象

切削过程的实质。切削变形区。切屑的种类及其对切削加工的影响。

积屑瘤、切削力、切削热、加工硬化、残余应力等物理现象的产生和对切削加工的影响以及减少的措施。切削功率的计算。切削液的作用、种类及选用。

刀具磨损的形式和过程。刀具耐用度的概念。

4．工件材料可加工性

工件材料可加工性的概念和改善途径。

5．提高生产率的途径

生产率的概念。

机动时间的计算。

提高生产率的途径。选择切削用量的原则。

(二) 车、钻、镗加工

1．车削加工

车床的种类、车削运动、加工范围和工件装夹方法概述。 "

车外圆、车端面、镗孔、车锥面、车螺纹的方法、特点和应用。

车削加工的工艺特点。

2．钻床加工

钻床的种类、钻削运动、加工范围和工件装夹方法概述。

钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、锪凸台的方法、刀具、特点和应用。