《机械制造技术》课程教学大纲

《机械制造技术》课程教学大纲

课程名称：机械制造技术课程代码：MCEN1005

英文名称：Mechanical Design for Mechatronics Engineering

课程性质：专业必修课程学分/学时：4学分/72学时

开课学期：第5学期

适用专业：机械工程

先修课程：机械制图、工程材料、材料力学、机械原理

后续课程：机械制造技术课程设计、机械制造技术生产实习

开课单位：机电工程学院课程负责人：施学斌

大纲执笔人：施学斌大纲审核人：倪俊芳

一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）

课程性质：机械制造技术是机械工程专业的一门重要的专业技术基础课。本课程针对机械工程专业的特点，以介绍有关机械制造技术的基础知识、基本理论和基本方法为主线，以培养学生分析和解决有关机械制造问题的基本能力为目标，力求使学生通过课程学习能够对机械制造技术有一个把握并具备实际运用能力，为后续专业课的学习、毕业设计以及毕业后从事机械设计与制造打下基础。

教学目标：本课程的主要内容包括：金属切削原理、金属切削刀具、金属切削机床、机床夹具设计、机械加工质量、机械加工工艺规程设计、机器装配工艺、现代制造技术，通过上述内容的学习，使学生掌握金属切削原理、掌握金属切削机床和刀具，能进行机械加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，使学生将来走上工作岗位后，能适应相关岗位的需求。

本课程的具体教学目标如下：

1）熟悉金属切削过程中的基本规律，掌握刀具几何参数、切削用量的选择；

2）熟悉各种切削加工方法的加工特点；熟悉工件定位及装夹；掌握零件制造过程中的主要工艺技术问题；

3）熟悉常用机床的组成、特点和工艺范围

3）掌握机械加工质量的分析

4）掌握机械加工工艺的基本原理，具备编制机械加工工艺规程的基本技能；5）熟悉夹具的种类、选择、应用，掌握专用夹具的设计。

6）培养学生分析和解决工程实践问题的能力

教学目标与毕业要求的对应关系：

二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：★；难点内容：?）

1、机械制造概论（2学时）（支撑教学目标1）

1.1机械制造发展过程及其在国民经济中的地位

1.2机械制造系统、生产类型与机械制造方法

1.3本课程的研究内容和学习方法

1.4本章小结

?目标及要求：

1)了解机械制造在国民经济中的地位和作用、机械制造技术的发展过程；

2)掌握机械制造系统、生产类型和工艺特征、常用的机械制造方法★；

3)了解本课程的研究内容、学习方法和主要参考资料。

?讨论内容：

机械制造的作用。

?作业内容：

生产类型可分为哪几种？不同生产类型有何工艺特征？

2、金属切削原理（10学时）（支撑教学目标1）

2.1概述

2.2刀具的几何角度

2.3金属切削过程

2.4切削力和切削功率

2.5切削热和切削温度

2.6刀具磨损和使用寿命

2.7材料的切削加工性与切削条件的合理选择

2.8磨削和砂轮

?目标及要求：

1)掌握切削运动的组成、切削用量三要素、切削层参数★；

2)掌握刀具切削部分的结构要素、刀具的标注角度和工作角度★?；

3)掌握金属切削三个变形区及其特点、切削变形程度的表示方法，掌握积

屑瘤的概念、产生条件、对切削过程的影响和控制方法★，掌握影响切

削变形的因素、切屑的种类与控制；

4)掌握切削力的来源和分解、切削力的计算、影响切削力的因素，掌握切

削功率。掌握切削热和切削温度；

5)掌握刀具的磨损形态、磨损原因、磨损过程及磨钝标准，掌握刀具使用

寿命，刀具的破损形式及防治措施；

6)掌握材料切削加工性概念及影响因素，掌握刀具几何参数的选择和切削

用量的选择原则★，了解切削液的合理选用；

7)掌握磨削过程、磨削力与磨削温度，掌握砂轮的特性和选择。

?讨论内容：

切削塑性材质和脆性材质时，对刀具几何角度的要求有何不同?作业内容：

什么是积屑瘤？它对切削过程有什么影响？如何控制积屑瘤的产生？

?自学拓展：

砂轮的选用和修整

3、金属切削刀具（4学时）（支撑教学目标1）

3.1概述

3.2车刀

3.3铣刀

3.4孔加工刀具

3.5复杂刀具

?目标及要求：

1)了解刀具类型，掌握刀具材料应具备的性能，常用的刀具材料种类★；

2)掌握车刀的种类、结构形式及用途★?；

3)掌握铣削方式、铣刀的种类和用途★；

4)掌握孔加工刀具的种类和用途★；

5)掌握螺纹刀具、齿轮加工刀具、拉刀的特点及用途。

?讨论内容：

复合刀具的应用

?作业内容：

1)刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能；

2)拉削加工的特点与应用。

?自学拓展：

陶瓷刀具、金刚石刀具的应用。

4、金属切削机床（10学时）（支撑教学目标2、教学目标6）

4.1概述

4.2车床

4.3铣床

4.4磨床

4.5齿轮加工机床

4.6数控机床与加工中心

4.7其他机床

?目标及要求：

1)掌握机床的分类及型号、运动与传动；了解机床可能对人类造成的伤害，

掌握相应的防范措施。

2)掌握车床的工艺范围。掌握CA6140车床的传动系统及应用★，了解立

式车床的特点及应用；

3)掌握卧式升降台铣床、立式升降台铣床的组成及工艺范围★。掌握龙门

铣床、工具铣床的工艺范围；

4)掌握外圆磨床、内圆磨床、无心磨床、平面磨床的组成及工艺范围★；

5)掌握齿轮加工原理。掌握滚齿机、插齿机的传动及工艺范围。了解剃齿、

珩齿的特点及应用；

6)了解数控机床的组成和工作原理、特点及应用。掌握数控车床、数控铣

床、加工中心的工艺范围；

7)掌握钻床、镗床、刨床、插床、拉床、组合机床的特点及应用。

?讨论内容：

普通机床和数控机床的应用场合有何不同

?作业内容：

1)试述车床的工艺范围、种类及其适用范围。

2)试述铣床的工艺范围、种类及其适用范围。

?自学拓展：

用于圆锥齿轮加工的机床有哪些

5、机床夹具设计原理（14学时）（支撑教学目标5）

5.1概述

5.2工件的定位

5.3工件的夹紧

5.4夹具的选用和设计

?目标及要求：

1)掌握机床夹具的分类、组成及应用★；

2)掌握六点定位原理、常用的定位方式及定位元件，掌握定位误差的分析

和计算★?；

3)掌握各种夹紧装置及其特点，掌握夹紧力的计算；

4)掌握常用机床夹具的原理、结构、应用和设计★?。

?讨论内容：

完全定位、不完全定位、过定位、欠定位的区别和联系

?作业内容：

1)机床夹具通常由哪几部分组成，各有何作用？

2)什么是完全定位、不完全定位、欠定位和过定位？

?自学拓展：

真空夹紧方式的应用

6、机械加工质量（8学时）（支撑教学目标3）

6.1机械加工精度

6.2影响加工精度的因素

6.3加工误差的统计分析

6.4提高机械加工精度的工艺措施

6.5机械加工表面质量

?目标及要求：

1)掌握机械加工精度的概念，获得加工精度的方法；

2)掌握影响加工精度的因素：加工原理误差、工艺系统的几何误差、加工

过程误差等；

3)掌握分布图分析法★?，了解点图分析法；

4)掌握提高加工精度的工艺措施★；

5)了解影响表面质量的因素和提高表面质量的途径。

讨论内容：

提高表面质量的工艺措施

?作业内容：

车床床身导轨在垂直面内和水平面内的直线度对车削轴类零件的加工误差有什么影响？影响程度有何不同?

?自学拓展：

提高机床导轨表面质量的工艺措施

7、机械加工工艺规程设计（16学时）（支撑教学目标4）

7.1概述

7.2零件结构工艺性与毛坯选择

7.3工艺路线的确定

7.4定位基准的选择

7.5工序内容的确定

7.6工序尺寸计算

7.7提高机械加工生产率的工艺措施

7.8工艺方案的技术经济性分析

7.9典型零件的加工工艺

?目标及要求：

1)掌握机械加工工艺过程及其组成、工艺规程★；

2)掌握零件的加工结构工艺性和毛坯选择方法★；

3)掌握表面加工方法的选择、加工阶段划分、加工顺序安排、工序的集中

与分散★；

4)了解设计基准和工艺基准的概念。掌握粗基准和精基准的选择原则★；

5)掌握机床与工艺装备选择、加工余量确定、切削用量的确定★；

6)掌握工艺尺寸链的概念、分析与计算★；

7)了解提高生产率的工艺措施；

8)了解工艺成本的组成、工艺方案的经济评价、工艺方案的技术经济性分

析；

9)掌握常见典型零件的加工工艺★?。

?讨论内容：

常用的提高生产率的工艺措施有哪些

?作业内容：

什么是粗基准？什么是精基准？选择粗精基准应遵循什么原则？

?自学拓展：

磨削螺纹

8、机器装配工艺（4学时）（支撑教学目标4）

8.1装配的基本概念

8.2装配尺寸链的应用与计算

8.3装配工艺规程的制定

?目标及要求：

1)掌握装配尺寸链的概念；

2)掌握装配尺寸链的应用与计算，掌握互换装配法、分组装配法、修配装

配法、调整装配法的特点及应用场合★；

3)掌握装配工艺规程的制定。

?讨论内容：

装配工艺规程在生产中的作用

?作业内容：

保证装配精度的方法有哪些，各适用于什么场合？

9、现代制造技术（4学时）（支撑教学目标4）

9.1精密加工与细微加工

9.2高速加工

9.3特种加工

9.4数字化制造技术

9.5绿色制造技术

?目标及要求：

1)了解精密加工、细微加工的特点及作用；

2)了解高速加工的特点及应用；

3)掌握特种加工的概念、种类及应用★；

4)了解数字化制造技术、绿色制造的前景及应用场合。

?讨论内容：

特种加工的特点和应用场合。

?作业内容：

什么叫特种加工？它与传统的机械加工有何区别？有何应用？

?自学拓展：

快速原型制造工艺

三、教学方法

在教学方式上，根据具体教学内容，综合运用讲授法、案例分析法、演示法、讨论法、比较法、任务驱动法、自学指导法，通过启发引导，培养学生的学习兴趣，使其对本课程的知识体系有明确的了解，较好地吸收相关知识。

结合具体教学内容，本课程所采用的教学方法说明如下：

1、金属切削原理

教学内容的原理性比较强，所涉及到的概念比较抽象。如刀具角度，学生较

难理解与掌握。在教学中采用讲授法、演示法、案例分析法和比较法相结合，将抽象问题具体化。在刀具角度环节，讲解时以车刀为例，对照实物与模型逐个概念讲解，加上适当的习题训练；在切削力和切削功率、切削热和切削温度、材料的切削加工性与切削条件的合理选择等方面，采用具体的案例分析与比较法。使学生对所学内容能较好地掌握。

2、金属切削刀具

教学内容实践性较强，在教学中采用讲授法、比较法、案例分析法。采用图片、实物和多媒体技术，使学生对刀具有直观的印象。对车刀、铣刀、孔加工刀具和复杂刀具的特点和应用场合进行讲解时，给出具体的加工案例。

3、金属切削机床

教学内容实践性较强，针对这种情况，采用多媒体技术，运用图片和视频，使学生对机械加工有直观的了解。在教学中采用讲授法、比较法、案例分析法，对车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床、数控机床与加工中心的结构、原理、工艺范围进行讲解，使学生对各种机床的原理、结构、特点和应用场合有较清晰的了解。

4、机床夹具设计原理

该部分教学内容实践性较强，与生产实际联系比较紧密，在教学中采用讲授法、讨论法、案例分析法、任务驱动法。对工件的定位和夹紧、六点定位原理、定位误差的分析与计算、夹具的种类、夹具的组成及各部分的作用、夹紧力的计算、典型夹具的应用和设计进行讲解，使学生对夹具种类、组成及各部分的作用有清晰的了解，掌握常用机床夹具的选用与设计。在授课过程中，紧密联系企业生产实际情况，举出典型的案例，对不同的机床夹具进行分析比较，使学生对该部分内容有较好的掌握，为后续的机械制造技术课程设计打下良好的基础。

5、机械加工质量

教学内容的原理性比较强，在教学中采用讲授法、案例分析法、任务驱动法，使学生掌握加工精度的概念、获得加工精度的方法、影响加工精度的因素、提高加工精度的工艺措施。掌握分布图分析法，了解点图分析法，了解影响表面质量的因素和提高表面质量的方法。该部分内容中，分布图分析法是重点和难点，在授课过程中，带领学生做一些典型例题的分析与计算，巩固所学内容。

6、机械加工工艺规程设计

教学内容实践性较强，与企业生产联系紧密。在教学中采用讲授法、讨论法、比较法、案例分析法、任务驱动法，使学生掌握机械加工工艺过程及其组成、零件的结构工艺性、表面加工方法的选择、加工阶段划分、加工顺序安排、工序的集

中与分散、粗基准和精基准的选择原则、机床与工艺装备选择、加工余量确定、切削用量的确定、工艺尺寸链的分析与计算、常见典型零件的加工工艺。在讲授过程中，给出具体的零件实例，让学生编制工艺流程，锻炼他们解决实际问题的能力。

7、机器装配工艺

教学内容实践性较强，在教学中采用讲授法、案例分析法，比较法，运用具体的案例进行分析比较，使学生掌握机器结构的装配工艺性，了解装配尺寸链的应用与计算，比较不同装配方法的特点，掌握常用的装配方法及其适用范围。

8、现代制造技术

教学内容实践性较强，讲述了现代制造技术的运用，在教学中采用讲授法、比较法。在讲解现代制造技术的同时，将其与传统制造技术相比较，使学生了解现代制造技术的特点、应用和发展方向。

在教学过程中，具体的教学方法对每个教学环节都应具有较强的针对性。同时，在教学过程中，应密切注意教学的实际效果，根据学生对所讲授的知识的掌握和应用情况不断总结、改进和提高。当学生对所授内容理解情况不太好时，教学效果不理想时，应分析原因，找出对策，即时调整教学方法。在授课过程中，注重引导学生对相关知识点前后联系，举一反三，总结归纳，巩固所学内容。适当地增加案例，加深学生对知识的理解程度；当学生对知识点掌握情况较好，可适当提高教学内容的难度，增加自学指导法，选用有一定复杂程度的案例，使学生对所学内容有进一步的了解，提高学生解决实际问题的能力。

四、考核及成绩评定方式

考核方式：闭卷笔试，平时考核及作业

成绩评定方式：期末笔试成绩60%，平时成绩40%

五、教材及参考书目

教材：

黄健求，机械制造技术基础，机械工业出版社，2011。

参考书目：

[1]李菊丽等，机械制造技术基础，北京大学出版社，2013。

[2]张建中等，机械制造工艺学，国防工业出版社，2009。

[3]于英华，机械制造技术基础，机械工业出版社，2013。