《材料成型装备及自动化》课程大纲

《材料成型装备及自动化》课程教学大纲

一、课程名称（中英文）

中文名称：材料成形装备及自动化

英文名称：Material Forming Equipment and Automation

二、课程编码及性质

课程编码：0809571

课程性质：专业核心课，必修课

三、学时与学分

总学时：48

学分：3.0

四、先修课程

机械原理、机械设计、工程控制基础、液压传动、材料加工工程

五、授课对象

本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。

六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）

本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：

1. 系统全面掌握材料成形装备及自动化方向的专业知识，具备应用这些知识分析、解决材料成型及控制工程专业中的成形装备及其自动化控制复杂问题的能力；

2. 掌握各种类材料成形设备的工作原理、结构特点、应用范围、控制方法等，具备操作、调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力；

3. 理解不同材料的成型特点与共性问题，掌握金属材料成形（含铸、锻、焊）、高分子塑料成形、快速成形等典型工艺装备及其自动化控制系统，具备针对不同需求设计研发各类材料成型新设备的能力；

4．了解材料成形装备及自动化技术的发展前沿，掌握其发展特点与动向，具备研发高端材料成型装备及控制系统的基础与能力。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系

七、教学重点与难点：

教学重点：

1）材料的种类繁多，成形方法及装备各异，本课程以介绍材料的成形装备为主体、以讲述成形装备的自动化为重点；

2）在全面了解与掌握材料成形装备种类及结构特点的基础上，重点学习金属材料成形、高分子塑料成形、快速成形等装备及其自动化技术；

3）课程将重点或详细介绍各种材料成形装备及方法中的主要设备和自动化程度较高的新型设备，而对次要设备或较旧式设备只作简要介绍或自学。

4）重点学习的章节内容包括：第2章“金属液态成形装备及自动化”（8学时）、第3章“金属塑性成形装备及自动化”（8学时）、第4章“金属连接成形装备及自动化”（8学时）、第6章“快速成形装备及控制”（6学时）。

教学难点：

1）装备及自动化课程是实践性极强的课程之一，本课程将密切结合学生的生产实习、课程设置、实验课等实践环节，培养学生对材料成形加工设备与自动

化系统的认识及设计能力，提高授课质量与效果。

2）通过本课程学习，要求掌握各种材料成形工艺中的主要设备和新型设备的工作原理、结构特点、应用范围、控制方法等，具备合理选择及使用相关材料成型设备并实现自动控制实践的能力。

八、教学方法与手段：

教学方法：

（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，设备照片，影像资料等），讲授各类成型装备的工作原理、结构组成及应用特点，以提高教学效果及效率；

（2）采用课堂教学与学生PPT汇报、交流讨论等方式，进行课堂互动，吸引学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果。

教学手段：

（1）以常见的、典型（重要）材料成形装备及其控制系统为讲解对象，深入分析成形工艺及装备的性能要求、结构及控制特点，使学生具备设计（开发）满足特定材料成型及控制工程需求的设备及控制系统的能力；

（2）结合本专业生产实习单位的材料成形装备及自动化生产实际，有的放矢地做好课堂教学前的设备样机（可借助图片、影像等手段）展示教学；再结合必要的实验教学与实践环节，加深学生对材料成形加工设备与自动化系统的理解与掌握，提高授课质量与效果；

（3）尽量采用小班教学，要求每一位学生根据自己的兴趣，完成准备1种典型成形装备的工作原理及结构特点介绍，并能用PPT展示汇报（大班教学时采用抽签等形式确定汇报的学生）；汇报展示后，全体学生进行讨论交流，提高课堂互动频率与水平。

九、教学内容与学时安排

（1）总体安排

教学内容与学时的总体安排，如表2所示。

表2 基本教学内容与学时安排

（2）具体内容

各章节的具体内容如下：

第1章绪论（2学时）

1.1材料成形装备概述

1.2装备在材料成形加工中的作用

1.3工业自动化的含义

1.4本课程的知识基础及主要内容

第2章金属液态成形装备及自动化（8学时）2.1概述

2.2 金属熔化及浇注装备

2.3 造型设备及自动化生产线

2.4砂处理装备及自动检测系统

2.5铸件清理自动化

2.6 压力铸造装备及自动化

2.7 消失模精密铸造装备及生产线

2.8 半固态成形装备

第3章金属塑性成形装备及自动化（8学时） 3.1 概述

3.2 液压成形装备

3.3精冲压力机

3.4多工位压力机

3.5 数控冲压装备

3.6 伺服成形装备

3.7塑性成形自动化技术

第4章金属连接成形装备及自动化（8学时） 4.1 概述

4.2 弧焊设备及自动化

4.3 点焊装备及自动化

4.4 钎焊装备

4.5 激光焊接装备

4.6 焊接机器人工作站

第5章高分子材料成形设备及自动化（4学时） 5.1 概述

5.2 塑料注射机

5.3 橡胶成形装备及自动化

5.4 其它高分子材料成形装备

第6章快速成形装备及控制（6学时）

6.1 快速成形原理及其方法概述

6.2 CAD图形与快速成形(RP)系统的接口

6.3 快速成形技术的数据处理

6.4 三维实体扫描及重构系统

6.5 典型快速成形系统（SLS）

6.6 金属板材数控无模单点成形系统

6.7 真空注型装备

6.8 快速成形装备的控制系统

第7章其它材料成形装备（4学时）

7.1 陶瓷成形装备

7.2 粉末材料成形装备

7.3 玻璃成形装备

第8章热处理工业炉及其控制（4学时）

8.1 热处理工业炉的种类及特点

8.3 连续式渗碳炉及控制

8.3 密封箱式多用炉及控制

8.4 等温退火炉及控制

第9章材料加工中的环境保护装备（4学时）9.1 环境保护的意义及国家的环境保护法

9.2 除尘装备

9.3 隔音、消音、减振装备

9.4 污水处理装备

9.5 废气净化装备