金属工艺学教学计划

《金属工艺学》下学期教学大纲

任课教师：刘宇星

一、课程基本信息

1．课程中文名称：金属工艺学

3．适用专业：机电和数控

4．总学时：64学时

二、本课程在教学计划中的地位、作用、任务

金属工艺学是数控和机电专业必修的一门技术基础课。本课程系统地介绍了金属材料的铸造、锻造、焊接、切削加工的实质、特点、工艺过程和零件结构设计的工艺原则，为学生学习其它有关课程和将来的工作奠定必要的金属工艺学基础。

三、理论教学内容与教学基本要求

绪论（1学时）

金属工艺学的目的、任务和内容。机器的生产过程概念。

机器制造工业在国民经济中的作用。学习金属工艺学的要求和方法。

重点阐述本课程的性质、内容和要求及金属工艺学课程在教学计划中的作用和地位。

第一章金属材料导论（7学时）

1.金属材料的机械性能

掌握金属材料的机械性能（强度、硬度、弹性、塑性、冲击韧性等）和工艺性能的概念。理解金属材料物理和化学性质对工艺性能的影响。

2.金属的晶体结构和结晶过程

掌握金属晶格的基本类型、金属的结晶过程和同素异构转变、冷却曲线、过冷度。

3.钢的热处理

掌握钢的退火、正火、淬火、回火热处理方法的实质极其应用。

重点阐明金属及合金的各种机械性能的物理意义。讲清纯铁的同素异构转变，为后续热处理、相变的学习打下基础。用简单的铁碳状态图讲清楚各相区的组织，A1、A3、A CM等各线的物理概念。

第二章铸造（5学时）

1.掌握铸造生产的基本概念、工艺过程和特点。

2.合金的铸造性能

掌握流动性的概念。理解流动性对铸造工艺的影响; 影响流动性的因素。

掌握收缩的概念、影响收缩的主要因素、缩孔的形式极其预防措施。

掌握铸件内应力、裂纹和变形的形成极其防止。

3.常用合金铸件的生产

掌握普通灰口铸铁的化学成分、组织和性能，铸铁石墨化及影响石墨化的因素;普通灰口铸铁的铸造性能。了解提高铸铁强度的途径;孕育铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁的特点、生产过程和应用范围。

4.铸件的结构设计

铸造工艺对铸件结构设计的要求: 掌握铸件外形、内腔、圆座和凸台、铸件壁和壁的连接、加强筋等的设计要求。

铸造工艺图的制定: 掌握浇注位置和分模面的选择;了解机械加工余量;拔模斜度;铸造收缩率;铸造圆角;型芯及铸造工艺图。

重点讲解铸造生产的基本概念、工艺过程，铸造生产方面的知识。讲清“流动性”、“收缩”的概念，并结合实例阐明浇不足、缩孔、裂纹及变形等形成原因和预防措施。“常用合金铸件的生产”以灰口铸铁为主。“铸件的结构设计”阐明铸件结构设计原则。

第三章锻压（5学时）

1.金属压力加工的实质、分类、特点。

2.金属的塑性变形

理解塑性变形的实质。掌握加工硬化、再结晶、冷变形和热变形的概念。理解塑性变形对金属组织及机械性能的影响;纤维组织的形成及应用;金属的可锻性极其影响因素。

3.自由锻

了解自由锻基本工序，。掌握锻件图的制定、坯料的确定;自由锻件结构工艺性。

4.模锻

了解锤上模锻的模锻结构、模膛分类。掌握制定模锻件工艺规程的方法，锤上模锻零件的结构工艺性。

重点阐明金属塑性变形的实质、金属冷、热变形的概念极其对金属组织及机械性能的影响等基础知识。模锻以锤上模锻为重点来建立模锻生产的完整概念，着重阐明锻模的分类和作用。

第四章焊接（5学时）

1.焊接的实质、焊接方法的分类及在工业中的应用。

2.熔化焊

理解焊接电弧、手工电弧焊的焊接过程。掌握电弧焊的冶金过程特点;焊条药皮的作用，电焊条的分类及选用原则;焊接接头金属组织与性能变化;改善接头性能的方法;焊接应力与变形的产生原因;减少和消除应力与变形的方法。

了解埋弧自动焊、气体保护焊的特点极其应用。

3.常用金属材料的焊接

掌握金属材料的可焊性概念;碳钢的焊接。

4.焊接结构设计

掌握焊接方法的选择; 焊接结构工艺性。了解焊接接头形式及焊缝布置;焊接质量检验。

重点是以电弧焊为主，按焊接的物理本质及不同焊接方法的结构设计特点，将焊接归纳为熔化焊、压力焊及钎焊三大类进行分析，重点是手工电弧焊的冶金特点，保证焊接质量的措施，焊接热影响区金属组织及性能的变化。

第五章切削加工（5学时）

1.理解金属切削加工的实质和分类;切削加工在机械制造中的作用与地位;加工精度和表面粗糙度的概念。

2.切削加工的基本知识

切削运动:理解切削要素和切削面积;刀具材料;外圆车刀几何参数的定义和作用。

切削过程及切削种类;切削力和切削功率;切削热的来源、切削液的应用;切削用量的选用原则。掌握刀具磨损、刀具耐用度和材料的切削加工性概念。

3.常用加工方法综述

了解车削、钻削、镗削、刨削、铣削、磨削的工艺特点及应用范围。

4.典型表面的加工分析

了解外圆面削、孔、平面的加工方案分析。

5.工艺过程的基本知识

了解零件机械加工工艺过程的基本概念、工艺规程的拟定。

6.零件的结构工艺性

了解零件结构工艺性的概念; 切削加工对零件结构工艺性的要求及示例。

重点介绍切削运动切削用量刀具材料及刀具几何参数。

四、实验教学内容与要求

1.弹性模量E的测定（2学时）

要求学生熟悉实验仪器，了解实验过程，能够处理数据，得出实验结果。明确弹性模量E的物理意义。

2.硬度试验（2学时）

要求学生了解布氏、洛氏硬度计的构造原理，掌握其试验原理、测定方法及应用范围。

五、考核方式

以卷纸笔试的方式进行考核。

六、成绩评定

如果是考试课，以试卷分数作为最终成绩。如果是考查课，试卷分数占80%，平时出勤、作业占20%，计算出最终成绩。

七、本课程对学生创新能力培养的措施

` 1.采取启发式教学

2.留思考题形式的作业

八、教材与参考书

教材：邓文英主编《金属工艺学》第4版北京：高等教育出版社2000

参考书：[1]钱剑晨编著《金属工艺学》第1版北京：国防工业出版社1990

[2]王允禧主编《金属工艺学》第1版北京：高等教育出版社1985

九、其他必要的说明

金属工艺学是一门技术基础课，学生学习本课程必须在有关的基础上进行。

学生在本课程课堂教学前：

1.应该在校办工厂进行金工教学实习，获得实践的基础。

2.机械制图课程应安排在本课程之前进行，使学生具有工程制图和识图能力。

3.金属学及热处理课程应安排在本课程之前或同时进行。

4.本课程的学习安排在第三学期或第四学期进行为宜。

《金属工艺学》教学大纲

修订单位：机械工程学院材料工程系