《机械制造基础》课程教学大纲

《机械制造基础》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101113123302课程名称（中/英文）：机械制造基础/FundamentalsofMechanicalManufacture课程类别：学科专业基础课程学分：2总学时：32理论学时：32实验/实践学时：0适用专业：材料成型及控制工程适用对象：本科先修课程：工程图学、专业导论、物理化学教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1．课程任务与目的本课程的任务与目的是通过该课程的学习，工程材料部分要求学生掌握金属材料的基本组织、性能、强化方法等，常用各类工程材料的应用和发展趋势，零件失效与选材的关系等；机械制造工艺部分学生要掌握金属的液态成形、塑性成形、焊接和机械加工等各种成形方法及工艺，使学生了解现代制造成形技术及其发展趋势。本课程与金工实习环节密切配合，建立材料成形工艺的知识平台，为学习后续课程和今后的工作打下坚实的专业基础。在本课程现代制造成形技术及其发展趋势环节，同时介绍本课程在材料成型技术发展中所起的作用，激发学生勇于创新、服务祖国的理想。2．对接培养的岗位能力通过本课程学习使学生掌握铸造、压力加工、焊接、机械加工方法等各种成形方法及工艺，强化工艺设计，重在培养学生分析问题和解决问题的能力。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点2.1]掌握材料成型及控制工程专业的基础知识和基本原理，能够运用专业知识识别分析工程基本问题。[毕业要求指标点4.1]掌握材料成型及控制工程相关的各类物理、化学基础知识，基于工程科学原理，通过文献信息综合或相关方法，分析材料成型过程中的复杂工程问题。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1：通过本课程的学习，学生应对材料的种类、性能、组织结构及用途有明确的认识；掌握各类工程材料的应用和发展趋势；掌握铸造、焊接、压力加工的理论基础、基本原理、工艺过程和应用范围；掌握切削加工基础知识、零件表面的加工方法；掌握各种成形方法零件的结构工艺性要求及工艺规程的制订方法；了解现代成形技术及其发展趋势，能够运用本课程所学专业知识识别分析工程中遇到的一些基本问题。（支撑毕业要求指标点2.1）教学目标2：通过本课程的学习，能够运用本课程中的材料及机械专业基本原理，以及文献检索等方法，对金属材料加工制备面对的复杂工程问题进行准确识别和判断；掌握金属材料的加工工艺过程，并能结合效率、经济性、安全等方面综合评价最优方案，能在机械设计与制造时考虑结构优化，获得合理有效的结论，具有一定的创新能力。（支撑毕业要求指标点4.1）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题1金属材料的性能及结构44001主题2金属的液态成形66001、2主题3金属的塑性成形66001、2主题4金属的焊接成形66001、2主题5金属的切削加工66001、2主题6现代制造技术及发展44001、2合计323200五、教学内容及教学设计主题1金属材料的性能及结构1．教学内容工程材料的种类、力学性能、物理性能、化学性能以及工艺性能；金属材料的结构与结晶；金属的基本组织、性能特点、强化方法等；常用各类工程材料的分类、应用范围和发展趋势。在讲授常用的工程材料的种类时，介绍工程材料在国民经济发展中的重要作用，重点介绍中国工程院发布的《面向2035的新材料强国战略研究》和《中国制造2025》，从而增强本专业学生从事材料加工行业的自豪感和使命感。2．教学重点工程材料的力学性能。3．教学难点铁碳合金组织和性能的变化规律。4．教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题2金属的液态成形1．教学内容液态金属成形理论基础及液态金属成形方法；液态金属的充型能力，液态合金的凝固与收缩，铸造内应力及铸造的变形与裂纹，砂型铸造、特种铸造、常用合金铸件生产特点、铸件结构设计方法；掌握铸造工艺设计时浇注位置、分型面的选择原则、工艺参数的确定、浇/冒口系统及铸件结构设计方法。在特种铸造的章节中，引出我省首位被评为“大国工匠”的高级技师杨金安，用他的事例激发学生们的爱国情怀与使命担当，鼓励同学们学习精益求精、勇于创新的大国工匠精神。2．教学重点铸造工艺设计及铸件结构设计方法；液态金属成形理论基础及铸件结构设计方法。3．教学难点液态金属成形工艺原理，铸造内应力；铸件结构设计方法的灵活运用。4．教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题3金属的塑性成形1．教学内容压力加工的基本原理、常用锻造方法、板料冲压及特殊压力加工方法；常用锻造方法的特点及其应用、冲压加工的特点；锻件与冲压件结构设计方法及其模具特点。在讲述金属的锻造工艺时，超薄材料领域“卡脖子”环节制约了我国高端领域的发展，介绍我国科技工作者突破国外技术封锁，研制成功“手撕钢”的事迹，鼓励学生认真学习本专业知识，增强责任感和使命感，为满足国家高端领域的需求贡献自己的一份力量。2．教学重点锻件与冲压件结构设计方法及其模具特点；压力加工的基本原理及锻件工艺规程的制定金属塑性成形工艺方法及应用。3．教学难点锻件与冲压件结构设计方法；自由锻件结构工艺性。4．教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题4金属的焊接成形1．教学内容焊接工程工艺理论基础、常用金属材料的焊接方法；焊接变形的机理及其防止措施，焊接结构设计要点，焊接成形中的数值模拟技术。通过给学生讲述在航空航天发动机制造过程中涉及焊接领域的大国工匠们的先进事例，让学生感受到与大国工匠的差距，在教学过程中引导学生养成良好的职业素养，培养学生们刻苦钻研、追求卓越的“工匠精神”。2．教学重点常用的焊接成形方法的分类及特点；减小和消除焊接应力与变形的措施。3．教学难点焊接接头金属的组织与性能；焊接成形金属件的工艺设计。4．教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题5金属的切削加工1．教学内容切削加工的分类与特点、切削运动与切削要素；各种切削加工方法所能完成的主要工作及其加工特点；各种加工方法的加工特点、特种加工方法的加工原理及特点；如何正确合理的选择零件表面加工方法、各种加工方法的工艺特点。零件结构设计的基本原则，切削加工对零件结构工艺性的要求。介绍我国“大国重器”背后切削加工领域的“大国工匠”，他们积累了扎实的理论知识和专业的技术功底，而且在技术创新和科研攻关上作出了不凡的成绩。鼓励学生们学习前辈们勤奋攻关、敢于创新的“工匠精神”。2．教学重点切削加工方法的类型及特点；零件表面加工方法的选择。3．教学难点选择零件表面加工方法的依据；切削加工对零件结构工艺性的要求。4．教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题6现代制造技术及发展1．教学内容快速成形技术的类型及应用；快速铸造与快速精密铸造技术、高能率成形技术、半固态成形技术、焊接新技术等应用特点。现代制造技术如增材制造技术、超精密加工、纳米加工技术、超高速切削加工技术、柔性制造系统、虚拟制造技术、计算机辅助设计与制造技术等的概念、特点、应用前景。回顾我国制造业的发展历程，从自力更生、白手起家，到制造业大国，正在迈向制造业强国；剖析产生差距的深层次原因，激发青年学生的爱国热情，树立为中华民族的伟大复兴而奋斗的信念。2．教学重点现代成形技术及先进制造技术的特点及发展趋势。3．教学难点超塑性成形技术以及增材制造技术的特点及应用。4．教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力。本课程为考试课，课程评价采用过程考核与结果考核相结合的方式，过程考核包括课堂表现、小组讨论和作业等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试课堂表现小组讨论作业阶段测验答辩项目小论文其他√√√成绩比例%12820602.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核期末考试合计课堂表现小组讨论作业教学目标1指标点2.1841230~4254~66教学目标2指标点4.144818~3034~46合计12820601003.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）课堂表现（12%）无迟到、早退、旷课现象。积极主动参与课堂抢答和选人等活动，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。主动参与课堂抢答和选人等活动，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。参与课堂抢答和选人等活动，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。基本参与课堂抢答和选人等活动，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不参与课堂抢答和选人等活动，回答不出所有问题小组讨论（8%）积极主动参与课堂小组讨论等活动；小组讨论正确率很高积极参与课堂小组讨论等活动；小组讨论正确率高参与课堂小组讨论等活动；小组讨论正确率较高基本参与课堂小组讨论等活动；小组讨论正确率一般不参与课堂小组讨论等活动；小组讨论正确率很低作业（20%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1熟练掌握材料的种类、性能及用途；熟练掌握铸造、焊接、压力加工、切削加工等金属材料加工的理论基础、基本原理、工艺过程和应用范围；熟练掌握各种成形方法零件的结构工艺性要求及工艺规程的制订方法。准确掌握材料的种类、性能及用途；熟练掌握铸造、焊接、压力加工、切削加工等金属材料加工的理论基础、基本原理、工艺过程和应用范围；比较熟练掌握各种成形方法零件的结构工艺性要求及工艺规程的制订方法。掌握材料的种类、性能及用途；熟练掌握铸造、焊接、压力加工、切削加工等金属材料加工的理论基础、基本原理、工艺过程和应用范围；掌握各种成形方法零件的结构工艺性要求及工艺规程的制订方法。基本掌握材料的种类、性能及用途；基本掌握铸造、焊接、压力加工、切削加工等金属材料加工的理论基础、基本原理、工艺过程和应用范围；基本掌握各种成形方法零件的结构工艺性要求及工艺规程的制订方法。不能掌握材料的种类、性能及用途；不能掌握铸造、焊接、压力加工、切削加工等金属材料加工的理论基础、基本原理、工艺过程和应用范围；不能掌握各种成形方法零件的结构工艺性要求及工艺规程的制订方法。教学目标2能熟练运用本课程中的材料及机械专业基本原理对金属材料加工制备面对的复杂工程问题进行准确识别和判断。熟练掌握金属材料的加工工艺过程，并能结合效率、经济性、安全等方面综合评价最优方案，能在机械设计与制造时，考虑结构优化，获得合理有效的结论。能基本熟练运用本课程中的材料及机械专业基本原理对金属材料加工制备面对的复杂工程问题进行比较准确识别和判断。掌握金属材料的加工工艺过程，并能结合效率、经济性、安全等方面综合评价较优方案，能在机械设计与制造时，考虑结构优化，获得合理的结论。能运用本课程中的材料及机械专业基本原理对金属材料加工制备面对的复杂工程问题进行准确识别和判断。掌握金属材料的加工工艺过程，并能结合效率、安全等方面评价方案，能在机械设计与制造时，考虑结构优化，获得一般性的结论。可以运用本课程中的材料及机械专业基本原理对金属材料加工制备面对的太复杂的工程问题进行一般性的识别和判断。能在机械设计与制造时，考虑结构优化，获得一定的结论。无法运用本课程中的材料及机械专业基本原理对金属材料加工制备面对的复杂工程问题进行准确识别和判断。在机械设计与制造时，不会结构优化，无法获得合理有效的结论。七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：徐晓锋主编．工程材料与成形工艺基础（第2版）．北京：机械工业出版社，2017.主要参考书：（1）齐乐华主编．工程材料与机械制造基础（第2版）．北京：高等教育出版社，2018.（2）邓文英主编．金属工艺学（第6版）．北京：高等教育出版社，2017.（3）邢建东,陈全德.材料成形技术基础（第2版）．