金属工艺学课程教学大纲

《金属工艺学》课程教学纲领一、课程基本信息课程代码：050155课程名称：金属工艺学英文名称：MetalTechnology课程类别：学科基础课学时：40学分：2适用对象:机械设计制造及其自动化专业考评方式：考试先修课程：《机械制图》，《工程材料》。二、课程介绍金属工艺学是机械类、材料类及其余近机类各专业学生必修一门综合性专业基础课，是研究工程材料加工方法一门学科。1.主要内容包含：铸造、塑性成型、焊接和金属切削加工四大部分基础知识，包括工程材料加工工艺各个方面。

经过本课程学习，能够后为续课程学习及毕业后从事相关工作打下坚实基础。Themetaltechnologyismostlyall-aroundcourseofengineryprofession,materialprofessionetceteranearengineryprofession.Itsmostlycontenthavecasting,plasticityshaping,welding,metalcutting.Dealingwithengineeringmaterialsprocessingtechnical.Bylearningthecourse,itcanenhancestudent’sadaptabilitytothecourseonandafterandmechanicalskillworkoffinishschool.三、课程性质与教学目标课程性质：金属工艺学是一门研究金属加工方法一门科学，是高等工科院校机械类各专业必修技术基础课。教学目标：学生经过本课程学习，取得惯用金属材料及其加工工艺方面知识，为学习其余关于课程及以后从事机械和加工制造方面工作奠定必要基础。经过教学使学生掌握以下知识：1、掌握各种主要加工方法基本原理和工艺特点。具备选择毛坯、零件加工方法以及工艺分析初步能力。2、熟悉零件结构设计工艺性要求。3、了解各种主要加工方法所用设备基本工作原理和大致结构。四、教学内容及要求第一部分铸造模块（一）目标与要求1．能分析比较各种铸造方法特点和应用，对一些经典铸件能较合理选取铸造方法。熟悉制订铸造工艺方案基本内容，能绘制带型芯简单件铸造工艺简图。2．熟悉合金铸造性能。分析铸造合金熔炼、铸造特点及应采取工艺方法。能初步分析铸件主要缺点产生原因及预防方法。3．依照造型工艺特点和合金铸造性能，考虑铸件设计结构工艺性。（二）教学内容第一章铸造工艺基础1．主要内容液态合金充型；铸件凝固与收缩；铸件中缩孔与缩松；铸造内应力、变形和裂纹；铸件质量控制。2.本概念和知识点充型能力是液态合金充满铸型型腔，取得形状完整、轮廓清楚铸件能力。合金流动性越好充型能力越好，浇注条件中浇注温度越高，压力越大，充型能力越好；铸型填充条件是充型能力也有很大影响；铸件凝固方式有逐层凝固、糊状凝固、中间凝固三种方式；铸造合金收缩方式有液态收缩、凝固收缩和固态收缩；合金收缩是铸件产生缩孔与缩松、内应力、变形、裂纹主要原因；缩孔、缩松是液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减容积得不到补充，则在铸件最终凝固部分将形成一些孔洞。按其孔洞大小和分布，可将其分为缩孔和缩松两类。缩孔是容积较大而集中孔洞。缩松是细小而分散孔洞。内应力分为热应力和机械应力，热应力是指铸件在凝固和冷却过程中，不一样部位因为不均衡收缩而引发应力，基本原因是铸件壁厚不均匀、各处冷却速度不一样造成。机械应力是合金固态收缩受到铸型或型芯机械妨碍而形成内应力，也称收缩应力。铸造应力是铸件产生变形和开裂主要原因，当铸造应力大于合金屈服极限时，就会出现变形；当铸造应力大于合金抗拉强度时，就会出现开裂。铸件质量控制方法。3．基本概念和知识点铸造中产生各缺点条件第二章砂型铸造1．主要内容造型方法选择，浇注位置和分型面选择标准，工艺参数选择；综合分析举例。2．基本概念和知识点造型方法有手工造型和机器造型，分型面是指同一铸型组元中可分开部分分界面。浇注位置是指金属浇注时铸件在铸型中所处空间位置。其选择标准是1）铸件主要加工面和主要工作表面应朝下；2）铸件大平面应朝下；3）将面积较大薄壁部分置于铸型下部或处于垂直或倾斜位置；4）铸件较厚实部分应放在分型面附近上部或侧面。分型面通常与砂箱之间接触面相同；它选择标准是1）应确保顺利起模；2）应使铸型少分型面最少；3）应尽可能使铸件全部或大部分置于同一砂箱；4）应尽可能使型腔及主要型芯位于下箱。工艺参数包含机械加工余量和最小铸孔、起模斜度、收缩率、型芯头以及它们选择；综合分析举例。3．问题与应用（能力要求）铸造工艺图绘制第三章特种铸造1．主要内容熔模铸造；金属型铸造；压力铸造；低压铸造；离心铸造；其它特种铸造方法；惯用铸造方法比较。2．基本概念和知识点各铸造方法定义，铸造原理、特点及应用3．问题与应用（能力要求）各铸造方法选择。第四章铸件结构设计1．主要内容铸件结构与铸造工艺关系；铸件结构与合金铸造性能关系。2.基本概念和知识点铸件结构设计和铸造工艺。3．问题与应用（能力要求）铸件结构设计。（三）实践步骤与课后练习作业和思索题：1、铸件缺点产生条件；2、浇注位置和分型面选择标准；3、铸件结构设计要求。（四）教学方法与伎俩本部分教学方式以教师讲课为主，依照本身教学经验，对教材作适当删繁就简或作一定补充，并对学生进行一定课外辅导，而且布置一定数量作业题和思索题，作业题要求学生一周内上交，思索题供学生思索无须上交。第二部分塑性成型模块（一）目标与要求1．熟悉金属塑性变形对金属组织和性能影响。了解锻压时金属变形规律，可锻性概念及其影响原因。2．能选取锻压方法及考虑锻压件设计结构工艺性。3．了解其它压力加工方法生产毛坯和零件应用。（二）教学内容第一章金属塑性变形1．主要内容金属塑性变形实质；塑性变形对金属组织和性能影响；金属铸造性。2．基本概念和知识点金属塑性变形是当外力增大到使金属内应力超出该金属屈服点之后，既使外力停顿作用，金属变形也不消失。加工硬化是随变形程度增大，强度和硬度上升而塑性下降现象。金属可锻性衡量材料在经受压力加工时取得优质制品难以程度工艺程度。3．问题与应用（能力要求）金属可锻选择第二章铸造1．主要内容铸造方法，铸造工艺规程制订，锻件结构工艺性2．基本概念和知识点铸造方法自由锻和模锻两种，自由锻工序有基本工序和辅助工序，基本工序包含镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移等；模锻又分为锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻和胎模锻；各铸造方法特点；铸造工艺规程制订包含绘制锻件图、坯料重量和尺寸确实定、铸造工序确实定和铸造工艺规程中其它内容；各铸造方法结构工艺性。3．问题与应用（能力要求）锻件图绘制第三章板料冲压1.主要内容分离工序；变形工序；冲模介绍；冲压件结构工艺性。2.基本概念和知识点分离工序包含落料及冲孔、修整、切断：落料和冲孔主要内容有冲裁变形过程，凹凸模间隙，凹凸模刃口尺寸确实定，冲裁件排样；拉深，弯曲，翻边，成形，冲模介绍，冲压件结构工艺性。3.问题与应用（能力要求）冲模设计（三）实践步骤与课后练习实践步骤：参观学习（四）教学方法与伎俩本部分教学方式以教师讲课为主，依照本身教学经验，对教材作适当删繁就简或作一定补充，并对学生进行一定课外辅导，而且布置一定数量作业题和思索题，作业题要求学生一周内上交，思索题供学生思索无须上交。第三部分：焊接模块（一）目标与要求1．掌握惯用焊接方法基本原理、特点及应用。2．分析焊接冶金、热影响区和应力与变形对焊接接头质量影响以及取得优质焊接接头方法。3．了解惯用金属材料焊接性能及取得优质焊件惯用焊接方法。4．了解焊接件结构工艺性，对简单焊接件能选择焊接方法、接头型式及确定焊缝分布位置。（二）教学内容第一章电弧焊1．主要内容焊接电弧；焊接接头组织与性能；焊接应力与变形；焊条电弧焊；埋弧焊；气体保护焊；等离子弧焊接与切割。2．基本概念和知识点焊接定义，焊接分类，手工电弧焊工作原理；焊接工件上温度改变与分布，焊接接头组织和性能，改进焊接热影响区组织和性能方法；焊条电弧焊焊接过程，电焊条组成、分类和选取标准；埋弧焊焊接过程，埋弧焊特点，埋弧焊焊丝与焊剂，埋弧焊工艺；氩弧焊，氩弧焊特点，二氧化碳气体保护焊；等离子弧焊接特点。3．问题与应用（能力要求）焊条和焊接方法选择第二章其它惯用焊接方法1．主要内容电阻焊；摩擦焊；钎焊；电渣焊真空电子束焊接；激光焊接。2．基本概念和知识点各焊接方法特点。3．问题与应用（能力要求）焊接方法选取。第三章惯用金属材料焊件1．主要内容金属材料焊件性；碳钢焊接；合金结构钢焊接；铸铁补焊；非铁金属及其合金焊接。2．基本概念和知识点焊接性概念，钢材焊接性估算方法；低碳钢焊接，中、高碳钢焊接以及其焊接特点；热影响区淬硬倾向，焊接接头裂纹倾向；铸铁焊接特点；铜及铜合金焊接特点；铝及铝合金焊接特点。3．问题与应用（能力要求）不一样材料焊接方法选择。第四章焊接结构设计1．主要内容焊接结构件材料；焊接接头工艺设计2．基本概念和知识点焊接结构件材料；焊缝布置；接头形式选择与设计。3．问题与应用（能力要求）焊接接头工艺设计。（三）实践步骤与课后练习（四）教学方法与伎俩本部分教学方式以教师讲课为主，依照本身教学经验，对教材作适当删繁就简或作一定补充，并对学生进行一定课外辅导，而且布置一定数量作业题和思索题，作业题要求学生一周内上交，思索题供学生思索无须上交。第四部分机械加工基础模块（一）目标与要求1．掌握切削运动与切削用量，刀具几何参数，刀具标准角度换算，切削层参数与切削方式、刀具材料。2．了解研究金属切削变形过程意义和方法，金属切削层变形，前刀面挤压与摩擦及其对切削变形影响，积屑瘤形成及其对切削过程影响，切削变形改变规律。3．了解刀具磨损形态，刀具磨损原因，刀具磨损过程及磨钝标准，刀具耐用度经验公式及刀具耐用度分布，合理耐用度选取标准，刀具破损。4．掌握前角及前刀面形状选择，后角选择，主偏角、副偏角及刀尖形状选择，刃倾角选择。（二）教学内容第一章金属切削过程基础知识11．主要内容切削运动与切削用量，刀具几何参数，刀具标准角度换算，切削层参数与切削方式、刀具材料。2．基本概念和知识点刀具要从工件上切去金属,必须具备以下三个条件:是1）工件与刀具之间要有相对运动，即切削运动；2）刀具材料必须具备一定切削性能；3）刀具必须具备适当几何参数，即切削角度。切削运动分为主运动和进给运动，主运动是使工件与刀具产生相对运动以进行切削最基本运动称为主运动，这个主运动速度最高，消耗功率最大。进给运动是使主运动能够连续切除工件上多出金属，方便形成工件表面所需运动称进给运动，但进给运动可能不只一个。切削用量是指切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）；刀具切削部分结构要素有前刀面(Ar)、主后刀面(Aσ)、副后刀面（A0’）、主切削刃S、副刀刃S’和过渡刃；刀具标注角度有主偏角Kr、刃倾角λs、前角ro、后角αo、副偏角Kr’、副后角ro’、楔角βo、刀尖角εr、余偏角ψr题与应用（能力要求）：刀具标准角度换算。第二章：金属切削过程基本规律及其应用1．主要内容1）研究金属切削变形过程意义和方法，金属切削层变形，前刀面挤压与摩擦及其对切削变形影响，积屑瘤形成及其对切削过程影响，切削变形改变规律。2)切削力起源，切削协力及分解，切削功率，切削力测量及切削力计算机辅助测试，切削力指数公式和切削力预报及估算，影响切削力原因，切削力理论研究。3)切削热产生和传出，切削温度理论分析，切削温度测量，影响切削温度主要原因，切削温度分布，切削温度对工件、刀具和切削过程影响。4)刀具磨损形态，刀具磨损原因，刀具磨损过程及磨钝标准，刀具耐用度经验公式及刀具耐用度分布，合理耐用度选取标准，刀具破损。5)前角及前刀面形状选择，后角选择，主偏角、副偏角及刀尖形状选择，刃倾角选择。6)切削液分类，切削液作用机理，切削液添加剂，切削液选取，切削液使用方法。7)制订切削用量标准，切削用量三要素确实定，切削用量优化介绍，提升切削用量路径。2．基本概念和知识点：1)了解研究金属切削变形过程意义和方法；；切削力起源；切削热产生和传出；切削液分类；切削液作用机理、切削液添加剂；前刀面和刀尖形状选择；切削用量优化介绍、提升切削用量路径。2)熟练掌握切削温度理论分析和测量；切削协力及分解、切削功率；切削液使用方法；前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角功用及其选择；制订切削用量标准、切削用量三要素确实定；3．问题与应用（能力要求）刀具角度选择。（三）实践步骤与课后练习课后练习：见习题。（四）教学方法与伎俩本章教学方式以教师讲课为主，依照本身教学经验，对教材作适当删繁就简或作一定补充，并对学生进行一定课外辅导，而且布置一定数量作业题和思索题，作业题要求学生一周内上交，思索题供学生思索无须上交。五、各教学步骤课时分配教学步骤教课时数课程内容讲课习题课讨论课试验其余教学步骤小计第一篇：铸造8210第二篇：铸造88第三篇：焊接82414第四篇：切削加工44共计284436六、推荐教材和教学参考资源1．邓文英编，金属工艺学，北京：高等教育出版社，1991。2．邢忠文、张学仁主编，金属工艺学，哈尔滨：哈