《制造工程基础》教学大纲

——《制造工程基础》教学大纲——1.课程基本情况

2.课程内容简介

课程结合前沿制造技术和科研成果，系统全面论述现代制造工程中主要制造技术和制造工程设计的基本原理。主要内容有：金属非金属材料的加工性质，模铸成型原理，塑性成形原理，连接与分割原理，金属切削原理，机床、刀具、夹具设计原理，加工表面质量和精度，精密特种加工工艺，以及进行制造工程技术组织的工艺规程设计原理等。通过制造工程基础课程的学习，学生能够系统掌握现代制造工程中重要的工艺原理及制造工程设计的基本原理，掌握这些基本原理之间的有机联系，了解专业新技术和发展趋势，全面培养专业基础能力和专业适应能力，培养创新意识和分析解决制造工程实际问题的能力，为进一步深入学习机械制造领域的先进技术知识和适应不断急剧发展变化的工作性质奠定宽厚的专业理论基础。

3.课程教学大纲

第一单元模铸成形（8学时）

教学目标：掌握金属和非金属材料模铸成形基本工艺方法与原理

第1节课程绪论；砂型铸造工艺原理（3学时）

绪论：制造的定义和重要性，课程学习主要内容和主要学习环节安排

引子：金属铸造成形的定义、三要素及分类

1.1 砂型铸造工艺原理

1.1.1 砂型铸造工艺原理

1.1.2 金属的浇注与凝固

1.1.3 砂型铸造工艺方案

1.1.4 铸造缺陷及质量控制

本节教学基本要求：

⏹砂型铸造中铸型的主要组成部分及造型过程；对铸型性能的基本要求（强度，透气

性，耐火性，容让性）以及相应的保证措施

⏹模样和芯盒制造时的尺寸要求

⏹液体金属流动性及影响因素分析

⏹浇注过程理论分析（能量守恒方程、流动连续性方程），直浇道设计原则

⏹纯金属、共晶合金、非共晶合金的凝固特点，冒口设计原则

⏹铸件收缩的三个阶段

⏹铸件结构设计的工艺性分析

⏹浇注位置的确定和分型面的选择

⏹浇注系统的组成、各部分作用与设计要点

⏹铸件的补缩措施（冒口、冷铁设计）

⏹各种铸造缺陷的特征、成因及防止措施

第2节特种铸造工艺方法；铸造合金种类及铸造特点（3学时）

1.2 特种铸造工艺方法

1.2.1 金属型铸造

1.2.2 熔模铸造

1.2.3 压力铸造

1.3 铸造合金种类及铸造特点

1.3.1 铸铁

1.3.2 铸钢

1.3.3 铸造非铁合金（建议自学）

本节教学基本要求：

⏹特种铸造工艺方法（金属型铸造、熔模铸造、压力铸造）的主要工艺原理、过程和

特点

⏹铸铁的石墨化过程及其影响因素：化学成分（内因）、冷却速度（外因）

⏹铸铁的分类与组织、性能特点；灰铸铁（普通灰铸铁，孕育铸铁）、球墨铸铁、蠕

墨铸铁、可锻铸铁的生产工艺、铸造特点及热处理特点；铸铁熔炼过程中的化学成

分变化及要求

⏹铸钢的铸造工艺特点与工艺措施（与铸铁比较）

⏹铸造铝合金、铜合金的铸造工艺特点与工艺措施（建议自学）

第3节非金属材料的模铸成形（2学时）

1.4 非金属材料的模铸成形

1.4.1 塑料成形工艺及模具

1.4.2 橡胶制品的加工与成形*

1.4.3 玻璃制品成形工艺*

本节教学基本要求：

⏹塑料注射成型机工作原理与过程

⏹塑料注射成型模具设计：模腔的尺寸设计；浇注系统设计特点

⏹橡胶制品的加工成形工艺：塑炼，混炼，成形，硫化的基本概念*

⏹平板玻璃的拉引法成形与浮法成形工艺原理*

⏹浮法成形玻璃的平衡厚度及改变厚度的方法*

第二单元塑性成形（4学时）

教学目标：掌握金属材料塑性成形基本工艺方法与原理

第1节金属塑性成形的应力与应变（1学时）

引子：塑性成形的概念和分类

2.1 金属塑性成形的应力与应变

2.1.1 应力与应变关系

2.1.2 温度对塑性成形的影响

2.1.3应变速率对塑性成形的影响

本节教学基本要求：

⏹标称应力应变、真实应力应变的定义及其相互关系

⏹塑性变形阶段应力应变曲线及数学表达式（强度系数B，硬化指数n）

⏹温度和应变速率对塑性的影响规律：理解加工硬化、再结晶、回复以及热态成形、

温态成形、冷态成形等概念

第2节轧制；锻造；冲压（3学时）

2.2 轧制

2.3 锻造

2.3.1 锻造温度

2.3.2 自由锻

2.3.3 模锻

2.4 冲压

2.4.1 冲裁

2.4.2 弯曲

2.4.3 拉深

2.5 粉末冶金与陶瓷制备*

2.5.1 硬质合金的粉末冶金工艺（建议结合硬质合金刀具材料讲授）*

2.5.2 陶瓷制备工艺*

本节教学基本要求：

⏹纵轧、斜轧*、碾压扩环轧制*的基本工艺原理，纵轧时的咬入条件

⏹碳钢锻造温度的确定原则（始锻温度，终锻温度）

⏹墩粗和拔长工艺中锻件的变形特点，自由锻设备参数（水压机的锻压力，锻锤的吨

位）的计算方法（以墩粗为例）

⏹开式模锻与闭式模锻、预锻模膛与终锻模膛的特点；模锻件结构设计要求

⏹冲裁工艺：工件受力与变形分析；冲裁模合理间隙的概念及计算；冲裁模尺寸确定

（冲孔与落料的区别）；冲裁力计算

⏹弯曲工艺：工件受力与变形分析；最小相对弯曲半径的概念及计算；弯曲回弹的概

念及弯曲回弹量的计算

⏹拉深工序：工件受力与变形分析；拉深质量问题（起皱，拉裂）及应对措施（拉深

系数与压边力计算）；拉深模与冲裁模设计要点比较

第三单元连接与分割（3学时）

教学目标：掌握连接与分割基本工艺方法与原理

3.1 焊接的物理本质与分类

3.2 焊接主要工艺方法

3.2.1 电弧焊

3.2.2 气焊与气割

3.2.3 其它焊接方法*

3.3 焊接质量与缺陷

3.4 常用金属材料焊接性

3.5 胶粘接*

本节教学基本要求：

⏹焊接的物理本质、实现措施和分类

⏹常见焊接方法（以电弧焊、气焊、气割、电阻焊、钎焊为重点）工艺特点；电弧防

护方法；氧气气割的本质以及对气割金属的要求