《铸造设备》课程教学大纲（本科）

1、铸造设备(Casting Equipment)课程代码：07410134学分：1.5学时：24 （其中：课堂教学学时：22；实验学时：2；上机学时：0；课程实践学时：0）先修课程：材料成型原理、自动控制原理、机械设计基础适用专业与版本：材料成型及控制工程专业2016版培养计划教材：材料成形装备及自动化、樊自田主编、机械工业出版社、第一版一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）材料成型装备及自动化是材料成型及控制工程专业的一门必修课程。装备是整个工业和国民经 济的基础，工业的自动化与信息化又是现代工业与国民经济发展的必然趋势。主要任务是使学生全 面了解并掌握各材料成

2、型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。培养学生正确评价、合理选用和设计开发成型装备的能力。通过本课程的学习使学生了解材料的分类与装备在材料成型加工中的作用；掌握液态成型、塑 性成型的常用装备与控制系统，应用机械控制理论对各种铸造和冲压装备的工作原理进行分析；了 解快速成型装备与控制系统；掌握工业炉特点与应用、炉温检测及控制系统；了解环境保护的意义, 掌握常规环保装备。通过本课程的学习，可以为学习材料成型工艺、铸铁材料及制备、特种铸造等后续课程打下必 要的基础。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力 目标。）课程目标

3、1:掌握必要的装备及自动化方面的基本知识，了解材料成型装备及自动化技术的发 展前沿。课程目标2：熟悉金属液态成型、金属塑性成型、快速成型等装备的结构特点、工作原理、应 用范围、控制方法及其自动化技术。课程目标3： 了解环境保护的意义，掌握各类材料成型工艺中的主要污染及常规环保设备。课程目标4：能够根据所学内容制定合理的实验方案，掌握正确的实验操作过程并进行实验。注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点4、4-3. 5-3和6-3：.毕业要求1-4：掌握

4、材料成型原理、材料成型工艺、材料成型设备等专业知识，为解决铸造/ 焊接/锻压复杂工程问题奠定基础。.毕业要求4-3：能够根据制定的实验方案构建实验系统、选用实验装置及设备，确定实验流 程和工艺参数，实施实验。毕业要求5-3：能够运用技术、资源和信息技术工具对铸造/焊接/锻压工程领域的复杂工程问 题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。4毕业要求6-3：能正确认识和评价材料成型及控制工程领域新技术、新工艺、新装备的开发 和应用对于社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。求指标点课程目标指标点1-4指标点4-3指标点53指标点6-3课程目标1课程目标2Z课程目标3课程目标4注：课程

5、目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章（一）课程内容（列出主要知识点、能力点）.材料的分类，材料的成型方法分类及装备。.装备在材料成形加工中的作用。.工业自动化的定义和组成、工业生产过程，工业自动化内容。.课程的教学目标及内容。（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）.掌握材料的不同成形方法、工业装备在材料成形加工中的作用。.理解材料的分类及组成关系。. 了解材料成形的主要装备，工业自动化的定义、组成及主要内容。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点材料分类。.难点材料的成形方法分类。第二章（一）课

6、程内容（列出主要知识点、能力点）.铸造装备的分类及其作用简介。.金属熔化用冲天炉、电炉的结构组成和作用，自动浇注机工作原理和特点。.旧砂处理装备、混砂装备的结构组成和工作特点，砂处理系统自动检测方法。.粘土砂用造型装备、树脂砂制芯/型装备的类别、各自的工作流程和特点，造型生产线 的组成。.铸件落砂和清理装备选择、工作原理和特点。.压铸机的分类及结构，压铸生产自动化的系统配置，新型压铸机简介。7,低压铸造机的类型及构造，自动加压控制系统组成。.消失模精密铸造的分区、各自功能及主要设备，泡沫塑料模样的成形装备、造型装备及 生产线的组成和特点。,半固态铸造的基本原理和特点，半固态浆料的制备装置、半固

7、态铸造成形装备的类别、 工作原理和特点，半固态铸造的其他装置简介，半固态铸造生产线及自动化概况。（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）.掌握典型金属熔化及浇注装备的结构和功能，消失模精密铸造的分区、主要装备及用途,半固态铸造成形方法及其主要装备的类型与作用。.理解典型混砂机的结构和特点，典型造型机的结构、特点及工作原理。. 了解铸造生产过程中的主要装备的分类及各自作用，砂处理装备及检测系统，造型装备及自动化生产线，铸件落砂及清理的方法、特点，压铸机的分类、结构特点及工作原理，低压铸造 装备的类型及构造。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重

8、点混砂装备的结构和特点，造型装备的结构和特点。.难点造型装备的工作原理，半固态铸造基本原理及其主要装备。第三章（-）课程内容（列出主要知识点、能力点）.快速成形的基本概念、发展和基本思路。.立体光刻成形的基本原理、材料特点、成形方式、工作过程、优缺点及应用。.选择性激光烧结成形的基本原理、优缺点及应用。.熔丝沉积成形的基本原理、优缺点及应用。.薄材叠层成形的基本原理、优缺点及应用。.金属板材无模单点成形的原理、系统组成、工艺流程和应用解决方案。（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）.掌握立体光刻成形、选择性激光烧结成形、熔丝沉积成形、薄材叠层成形以及金属板材 无

9、模单点成形的基本原理和工作过程。.理解快速成形的基本思路和技术类别。. 了解快速成形的基本概念与发展，各类快速成形技术的优缺点和应用，金属板材无模单 点成形系统组成、工艺流程和应用。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）1.重点快速成形的基本思路。2,难点立体光刻成形的基本原理和工作过程，金属板材无模单点成形原理。第四章（一）课程内容（列出主要知识点、能力点）.热能的产生及热交换，工业炉的种类及特点、基本要求及其主要组成。.热处理工艺概述，连续淬火热处理炉、多室可控气氛渗碳炉、真空热处理炉的结构和系 统组成。.盐浴炉及其热处理生产线、气体渗碳淬火自动线、钢板弹簧热处理生产线的

10、组成和特点。.多用途箱式电阻炉、室式锻造加热炉的结构和特点。.常用测温方法，温度检测系统组成，炉温自动控制系统实例分析。（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类）.掌握典型热处理炉的结构和工作原理，温度检测系统的组成特点。.理解热处理生产自动线的组成和特点，常用的测温方法。. 了解工业炉的种类、特点及其主要组成，箱式电阻炉和室式锻造加热炉的结构和特点。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点热处理工业炉的工作原理，热处理生产自动线的组成和特点。.难点热处理工业炉的结构，常用测温方法和温度检测系统的组成特点。第五章（一）课程内容（列出主要知识点、

11、能力点）.可持续发展与绿色制造，国家的环境保护法，材料加工中的环保设备类别。.粉尘的危害及其最高容许浓度，旋风除尘器、袋式除尘器的结构、原理和优缺点。.噪声的危害及其允许等级，噪声控制的方法分类，压力加工设备的隔振装置组成。.废气的最高容许浓度及其净化方法，冲天炉喷淋式烟气净化装置、消失模铸造废气净化 装置的组成和特点。.污水的排放标准及处理方法，污水处理工艺流程，污水处理设备原理和特点。.旧砂回用与旧砂再生概念，旧砂再生的方法及选择标准，典型再生设备的结构原理及使 用特点，再生砂的后处理工序，典型旧砂干法、湿法、热法再生系统的系统组成、工作原理和特点。（二）教学要求（将相关内容按照掌握、理解

12、、了解等不同教学要求进行分类）.掌握噪声控制的方法和原理以及压力加工设备隔振装置的主要组成，铸造污水处理设备 及其工艺流程，旧砂再生的方法及各自的原理和优缺点。.理解材料加工成形生产中的环境污染问题，增强可持续发展与绿色制造意识。. 了解除尘装备的分类，常见除尘器的结构、工作原理和特点，常见废气的净化方法和典 型废气净化装置的原理，污水的处理方法及范围，典型旧砂再生系统的结构、原理及使用特点。（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点噪声控制的方法和原理以及压力加工设备隔振装置的主要组成，铸造污水处理设备及其工 艺流程。.难点旧砂再生的方法及各自的原理和优缺点。三、本课程开

13、设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1快速成型实验（熔融挤压原型制造）2验证性必做4注：L “类型”填验证性、综合性、设计性等；. “要求”填必做、选做。实验1:（快速成型实验（熔融挤压原型制造）实验目的：了解熔融挤出快速成型技术的基本原理、基本方法和应用以及快速MEM-350快速成 型系统的基本结构，掌握熔融挤出快速成型系统的简单操作，加深对快速原型制造方法的了解。实验原理：该工艺以ABS和蜡等热熔融性材料为原材料，在其熔融温度下靠自身的粘结性逐层 堆积成型。在该工艺中，材料连续地从喷嘴挤出，零件是由丝状材料的受控积聚逐步堆积成型。实验仪器：北

14、京MEM-350型快速成型系统。实验安排：教师介绍快速成型系统的构造，进行操作演示。（1）数据准备：按零件三维CAD造 型生成STL文件；选择成型方向，添加支撑结构；进行参数设置；对STL文件进行分层处理，生成 CLI文件；退出数据处理软件系统；（2）成型准备工作：打开电源和计算机；对材料预热至熔化温 度，将成型室升温至一定温度；运行控制软件读出CLI文件，对数控系统初始化；挤丝至丝光滑；校准工作台水平和高度；（3）制造原型：设定参数；输入起始层和结束层的层数，进行造型；（4） 后处理：设备降温；零件保温；模型后处理。实验报告要求：简述快速成型系统的构造和操作过程；写出实验的体会与疑问；完成教

15、师布置 的思考题。四、学时分配及教学方法注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格。章节内容教学方式与学时支撑课程目 标课 鹭 教 学实验上机课 程 实 践作业讨 论第1章绪论：材料的分类及其成型装备概 述；装备在材料成型加工中的作用； 工业自动化的含义；本课程的基础 知识及教学目标2V1第2章金属液态成型装备及自动化:概述； 金属熔化及浇注装备；砂处理装备 及自动检测系统；造型装备及自动 化生产线；铸件落砂及清理自动化； 压力铸造装备及自动化；低压铸造 装备及自动化；消失模精密铸造装 备及生产线；半固态铸造成型装备12VV1、2第3章快速成型装备及控制系统：概述； 典型快速成型系统；金属

16、板材数控 无模单点成型系统42VV1、2、4第4章工业炉及其控制：工业炉的种类及 特点；热处理工业炉及其生产线； 热处理生产自动线；其他工业用炉； 炉温检测及控制系统2V1第5章材料加工中的环境保护装备：环境 保护的意义及国家的环境保护法； 除尘装备；噪声及振动控制；废气 净化装置；污水处理设备；旧砂再 生回用设备2V1、3合计222五、课程考核考核形式考核要求考核权重课程目标课堂表现课堂随机测试，考察听课效果和课后巩固 情况，结合平时5次随机点名情况评定0. 0751、2、3平时作业课后完成每章布置的相应习题，共5次0. 0751、2、3实验表现提交实验报告，根据实验表现和实验报告 综合评定0. 054期末考试闭卷0.81、2、3注：1,分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）.材料成形设备及自动化，王