机械制造技术基础教学大纲

PAGEPAGE17《机械制造技术基础》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称机械制造技术基础课程编号课程性质必修课课程类别专业课开课单位机械制造教研室授课学期第65学期学分/学时2.5/40课内学时40理论授课36上机学时课内实践实验学时4课外学时40适用专业机械设计制造及其自动化是否双语否先修课程机械制图A、机械原理、机械工程材料、金工实习、机械设计、机械控制工程基础后续课程模具设计与制造技术、先进制造技术、机械制造装备设计、数控技术二、课程简介本课程为机械设计制造及其自动化专业的一门专业核心骨干课程，是实践性较强的一门课程。通过对本课程的学习，使学生了解和掌握机械制造技术的有关基础知识、基本理论、基本技能和科学思维方法，旨在培养学生综合运用机械制造技术的专业能力和素质，使学生具备制订工艺规程、分析和解决现场复杂工艺问题的能力，为开发新工艺、新技术奠定基础。主要学习内容包括机械加工方法、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具原理与设计、工艺规程设计、机械加工质量分析与控制等。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标课程目标1.知识目标：学生能够阐释机械加工方法、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具原理与设计、工艺规程设计、机械制造质量分析与控制的有关概念、定义、研究对象的结构或特点、现象及规律等基本知识和理论。课程目标2.能力目标：学生能够运用机械加工方法、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具原理与设计、工艺规程设计、机械制造质量分析与控制的有关理论和知识，针对现场工艺问题进行正确或合理地计算、验算、选择、总结、归纳、剖析和鉴别，培养学生解决一般工艺问题的能力。课程目标3.思维目标：学生通过对机械加工工艺系统的有关知识、理论、方法的积累，掌握系统思维方法；通过运用有关理论知识分析和解决综合性加工精度问题，掌握辩证思维方法；通过剖析切削过程中的变形及摩擦与其他现象之间、工艺系统原始误差与加工误差之间的因果关系，掌握因果思维方法；通过整合刀具结构及材料、夹具定位原理和定位方案合理性的分析、装配方法及其合理选择等内容，掌握创新思维方法。课程目标4.实验目标：通过实验教学等环节，使学生掌握机械制造过程中有关金属切削原理及刀具、机床夹具、金属切削机床以及整个机械加工工艺系统的基本理论、基本知识和基本计算方法，初步具备解决一般工艺问题和动手操作的能力，为今后的学习、科学研究及工程实践打下坚实的基础。课程目标5.课程思政目标：学生通过专业问题的描述、理论联系实际的练习、实践环节的示范，树立专业理想、提升专业情操、培养具有“敬业，精益、专注、创新”内涵的工匠精神；通过对我国制造业和制造技术的重要作用、发展成就以及发展现状的了解、对课程学习过程中有机融入的思想政治教育元素的感悟，增强自身科技报国的责任感、使命感、荣誉感，培育和弘扬社会主义核心价值观。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1.知识目标：学生能够阐释机械加工方法、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具原理与设计、工艺规程设计、机械制造质量分析与控制的有关概念、定义、研究对象的结构或特点、现象及规律等基本知识和理论。1.3能够将机械工程专业基础知识用于机械设计、制造等方面一般工程问题的提出与评价；1.4能够将机械设计、制造的专门知识用于机械工程问题解决方案的设计与改进。1.工程知识：掌握数学、自然科学、工程基础和机械工程专业知识，能够运用其理论和方法解决与机械产品设计、制造工艺及其机电检测与控制等相关一般工程问题。课程目标2.能力目标：学生能够运用机械加工方法、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具原理与设计、工艺规程设计、机械制造质量分析与控制的有关理论和知识，针对现场工艺问题进行正确或合理地计算、验算、选择、总结、归纳、剖析和鉴别，培养学生解决一般工艺问题的能力。3.1学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；3.2能够在综合考虑特定需求和社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的基础上，提出问题的解决方案，在设计环节中能够体现创新意识；3.3能够设计满足特定需求的机械制造系统、零部件或制造工艺，并体现创新意识。3.设计/开发解决方案：能够设计针对复杂机械工程问题的解决方案，设计满足特定需求的机械系统、零部件或制造工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。。课程目标3.思维目标：学生通过对机械加工工艺系统的有关知识、理论、方法的积累，掌握系统思维方法；通过运用有关理论知识分析和解决综合性加工精度问题，掌握辩证思维方法；通过剖析切削过程中的变形及摩擦与其他现象之间、工艺系统原始误差与加工误差之间的因果关系，掌握因果思维方法；通过整合刀具结构及材料、夹具定位原理和定位方案合理性的分析。掌握创新思维方法。10.2了解本专业领域的国内外发展状况，理解和尊重不同文化的差异性和多样性，运用外语进行有效地交流和沟通，具有一定国际视野。10.沟通：能够就机械工程领域复杂工程问题与业界同行及公众进行有效沟通和交流，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。课程目标4.实验目标：通过实验教学等环节，使学生掌握机械制造过程中有关金属切削原理及刀具、机床夹具、金属切削机床以及整个机械加工工艺系统的基本理论、基本知识和基本计算方法，初步具备解决一般工艺问题和动手操作的能力，为今后的学习、科学研究及工程实践打下坚实的基础。4.2能够根据机械设计制造等要求，选择研究路线，形成实验或技术方案；4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对与机械产品设计、制造工艺及其检测与控制等有关的一般工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。课程目标5.课程思政目标：学生通过专业问题的描述、理论联系实际的练习、实践环节的示范，树立专业理想、提升专业情操、培养具有“敬业，精益、专注、创新”内涵的工匠精神；通过对我国制造业和制造技术的重要作用、发展成就以及发展现状的了解、对课程学习过程中有机融入的思想政治教育元素的感悟，增强自身科技报国的责任感、使命感、荣誉感，培育和弘扬社会主义核心价值观。8.1践行社会主义核心价值观，具有人文社会科学素养和社会责任感，能够在工程实践中遵守工程职业道德；8.2理解工程师的职业性质与社会责任，能够在工程实践中履行责任。12.2具备自主采用合适方法不断学习，适应社会发展和科学技术进步的能力。8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在机械工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元绪论（学时数：2学时）1.课程主要内容本单元主要介绍生产、制造、制造技术、制造系统、零件和机器等基本概念，制造业的发展及其在国民经济中的地位，本课程的学习内容和学习要求等内容。2.重点和难点重点：本课程的学习内容和学习要求。难点：制造系统的概念。3.教学方法讲授法、案例分析法、讨论法4.学生学习预期成果通过本单元的学习，学生能够了解制造业、制造技术等基本概念，制造业的发展及其在国民经济中的地位；理解制造系统的构成及其所包含的物质流、信息流和资金流等；理解零件加工质量和机器装配质量之间的关系；对本课程的学习内容和学习要求有一个清晰的整体了解。5.支撑课程目标本单元对课程目标1、5进行支撑，旨在使学生针对机械制造形成一个系统的认识，明确机械制造技术的研究对象、内容、要解决的专业问题及方法，并且通过对我国制造业和制造技术的重要作用、发展成就以及发展现状的了解，增强科技报国的爱国情怀，树立专业责任感和使命感，培育和弘扬社会主义核心价值观。第二单元金属切削原理与刀具（学时数：6学时）1.课程主要内容本单元主要介绍切削运动与切削要素，刀具的结构、材料和应用，金属切削基础理论等内容。2.重点和难点重点：切削运动、切削要素、刀具角度、刀具材料应具备的性能及常用刀具材料、切削过程、切屑类型及控制、切削力、切削热及切削温度、刀具磨损与刀具寿命、切削用量的选择及工件材料加工性。难点：刀具角度定义及标注、刀具工作角度、高速钢、硬质合金、切屑形成过程、积屑瘤现象、切削力的指数公式、切削温度经验公式、刀具寿命经验公式、切削用量的选择。3.教学方法讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法4.学生学习预期成果通过本单元的学习，学生能够对切削运动及切削要素、刀具结构及材料、常见刀具的结构及应用等知识有初步理解和掌握；通过识别和剖析切削过程中的变形、摩擦、切削力、切削热及温度、刀具磨损等现象和规律，掌握因果思维方法，从而能够准确合理地分析和归纳现场工艺问题；通过对切削过程中的现象和规律对加工质量的影响分析，理论联系实际，提出提高加工质量的方法和工艺措施，从而锻炼创新思维能力，为开发新工艺、新技术奠定基础。5.支撑课程目标本单元对课程目标1、2、3、5进行支撑，旨在使学生能够正确地阐释金属切削变形的基本规律，解释金属切削过程中产生的各种现象，识别刀具的结构，选择刀具的材料和切削液，比较和判断工件材料的切削加工性能，阐释高速切削的概念、特点、机理及刀具；并且具有能够正确或合理地计算切削力和切削功率，选择切削用量，判断刀具角度的影响并选择合理的刀具角度，构建改善工件材料切削加工性能途径的能力，同时培养具有“敬业，精益、专注、创新”内涵的工匠精神。通过剖析切削过程中的变形及摩擦与其他现象之间的因果关系，掌握因果思维方法。通过剖析和揭示刀具角度及材料对金属切削过程中的现象及其规律影响的关系，掌握改进刀具结构和材料性能的创新思维方法。第三单元机械加工方法（学时数：4学时）1.课程主要内容本单元主要介绍零件的成形原理、常见机械加工方法（包括车削、铣削、刨削、钻削、镗削、齿面加工、磨削等）和特种加工方法（包括电火花加工、电解加工、激光加工、超声波加工、高压水射流加工、磁流变加工等）等内容。2.重点和难点重点：零件的成形原理、常见机械加工方法。难点：齿面加工、磨削。3.教学方法讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法4.学生学习预期成果通过本单元的学习，学生能够区分不同工艺成形方法所基于的成形原理、正确地描述和说明常见机械加工方法的应用及特点、描述所介绍的几种特种加工方法的原理及应用特点。5.支撑课程目标本单元对课程目标1、2、5进行支撑，旨在使学生正确地说明常见机械加工方法的应用及特点，为制订机械加工工艺规程时进行加工方法的合理选择打好基础，逐步形成“敬业，精益、专注、创新”内涵的工匠精神。第四单元金属切削机床（学时数：4学时）1.课程主要内容本单元主要介绍机床的基本组成、机床的运动、机床性能技术指标、机床精度及刚度等基本概念；机床型号的编制；传动系统、主轴部件、支承件、导轨、刀架及自动换刀装置等金属切削机床部件；车床、钻床、铣床、磨床等常见的金属切削机床；数控机床；国内外机床行业的发展状况等内容。2.重点和难点重点：机床的基本组成、运动、性能技术指标、精度及刚度等基本概念；机床型号编制；金属切削机床部件的构成及基本要求；常见的金属切削机床。难点：主轴部件结构、导轨的结构类型及特点、无心磨床。3.教学方法讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法4.学生学习预期成果通过本单元的学习，学生能够对机床的基本组成、运动、性能技术指标、精度及刚度等概念和机床型号编制有初步理解和掌握；通过对机床主要部件构成特点的剖析和基本要求的归纳，常见金属切削机床的特点及应用的总结，为进一步的机床设计和选用奠定基础；通过对数控车床、加工中心、高速加工机床、复合机床等数控机床组成结构和关键技术及应用特点的总结，国内外机床行业的发展状况的调研，达到树立专业理想和提升专业情操的目的。5.支撑课程目标本单元对课程目标1、2、5进行支撑，旨在使学生能够准确地描述机床的基本组成及运动，说明机床技术性能指标，辨别机床的型号，阐释机床精度及刚度的概念，描述、展示和剖析金属切削机床主要部件的类型、组成、结构等，举例展示描述常见的金属切削机床，描述和阐释数控车床、加工中心、高速加工机床和复合机床等数控机床的特点；并且具备能够正确或合理地阐释和运用金属切削机床主要部件应满足的基本要求，总结常见金属切削机床的应用特点的能力。通过国内外机床行业和机床技术发展状况的调研总结，使学生感悟培养“工匠精神”的必要性和紧迫性，从而树立科技报国的爱国情怀，培育和弘扬社会主义核心价值观。第五单元机床夹具设计（学时数：8学时）1.课程主要内容本单元主要介绍工件的装夹方法、夹具的工作原理、夹具的作用、夹具的分类与组成、基准的概念、六点定位原理、常见的定位方式和定位元件、定位误差分析、工件在夹具中的夹紧、各类机床夹具（车床夹具、铣床夹具、钻床夹具）、现代机床夹具（自动线夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具、数控机床夹具）、机床夹具设计的基本步骤等内容。2.重点和难点重点：夹具的工作原理、夹具的作用、夹具的组成、设计基准、工艺基准、六点定位原理、常见的定位方式和定位元件、定位误差分析、夹紧力的确定。难点：夹具的工作原理、六点定位原理、完全定位、部分定位、欠定位、过定位、调刀基准的概念、定位误差及产生原因、定位误差的计算、典型夹紧机构、车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、自动线夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具、数控机床夹具。3.教学方法讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法4.学生学习预期成果通过本单元的学习，学生将会对夹具的作用、分类、组成、工件在夹具中的定位原理和夹紧力确定原则有深入的理解和掌握；能够运用机床夹具的基本原理和定位误差的分析和计算方法判断工件在夹具中的定位方案是否合理，并相应地提出改进措施；通过对夹紧力确定原则的总结、典型夹紧机构和夹紧力源装置的剖析，能够设计符合基本要求的夹紧装置；通过对各类机床夹具和现代机床夹具在组成、结构特点和应用方面的比较、对照、剖析和归纳，具备合理选用各类夹具的能力。5.支撑课程目标本单元对课程目标1、2、3、5进行支撑，旨在使学生能够准确地描述工件的装夹方法，阐释机床夹具的工作原理和在机械加工过程中的作用，对夹具进行分类并描述夹具的组成，解释基准的概念，区别常见的定位方式和定位元件，阐释调刀基准和定位误差的概念，说明和阐释工件在夹具中的夹紧，描述和比较各类机床夹具，说明现代机床夹具的典型结构和特点；并且具备能够运用六点定位原理分析工件在夹具中的定位方案，分析和计算定位误差并形成一定的机床夹具设计能力。通过对夹具作用的总结，理解夹具在制造工艺系统中的地位，培养具有“精益”和“专注”这两方面内涵的工匠精神。通过运用夹具定位原理和对定位方案合理性的分析掌握设计先进夹具的创新思维方法。第六单元工艺规程设计（学时数：6学时）1.课程主要内容本单元主要介绍生产过程与工艺过程、机械加工工艺过程、生产类型与加工工艺过程的特点、工艺规程的设计原则及原始资料、机械加工工艺规程设计的内容及步骤、制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题、加工余量及工序尺寸、数控加工工艺过程分析与设计、机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件。2.重点和难点重点：机械加工工艺过程的组成、生产类型与加工工艺过程的特点、机械加工工艺规程设计的内容及步骤、制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题、加工余量及工序尺寸。难点：零件机械加工结构工艺性、毛坯的确定、定位基准的选取原则、加工方法的选择、加工阶段的划分、工序的集中与分散、加工顺序的安排、影响加工余量的因素、工艺尺寸链的计算。3.教学方式讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法4.学生学习预期成果通过本单元的学习，学生能够对机械加工工艺规程设计和机器装配工艺规程设计的有关概念、原则、所需原始资料、设计内容及步骤等有深入理解和熟练掌握；能够运用定位基准的选取原则确定合理的定位基面，在分析研究零件图的基础上对各个加工表面选择恰当的加工方法，合理划分加工阶段和安排加工顺序以保证零件的加工质量要求，根据现有生产条件和确定的加工方法选择正确的机床设备；能够在较全面地考虑各种影响因素的前提下确定合理的加工余量，并借助尺寸链的分析和计算对工序余量进行验算以校核工序尺寸及其上、下偏差。做到“精益”与“专注”，同时锻炼开发新工艺的创新思维，开拓解决现场工艺实践问题的思路。5.支撑课程目标本单元对课程目标1、2、3、5进行支撑，旨在使学生能够正确地解释生产过程与工艺过程、机械加工工艺过程、生产类型等概念、解释加工余量、尺寸链的有关概念，描述时间定额的有关定义，培养运用机械加工工艺规程设计的有关概念、内容、步骤，解决制订机械加工工艺规程时涉及的定位基准的选择、加工方法的选择、加工阶段的划分、加工顺序的安排和机床的选择等主要问题的能力；培养剖析加工余量的影响因素，借助尺寸链的分析和计算确定工序尺寸，验算工序余量以校核工序尺寸及其上、下偏差能力。掌握创新思维方法，培养具有“敬业，精益、专注、创新”内涵的工匠精神，为开发新工艺奠定专业基础。第七单元机械制造质量及其控制（学时数：6学时）1.课程主要内容本单元主要介绍加工精度、加工误差、加工经济精度等概念，获得零件加工精度的方法，影响加工精度的因素和分析，保证和提高加工精度的途径，加工误差的综合分析，机械加工表面质量等内容。2.重点和难点重点：加工精度、加工误差、加工经济精度、获得零件加工精度的方法、原理误差、机床误差、工艺系统受力变形对加工精度的影响、机床的热变形及其对加工精度的影响、内应力引起的变形、保证和提高加工精度的途径、加工误差的性质、机械零件加工表面质量的有关概念、表面质量对零件使用性能的影响、机械加工表面的粗糙度及其影响因素、机械加工后表面物理力学性能的变化、控制加工表面质量的途径。难点：原理误差、导轨误差、主轴误差、传动链误差、调整误差、机床部件刚度及其特点、由于受力点位置的变化而产生的工件形状误差、误差复映规律、减少工艺系统受力变形的途径、减少机床热变形对加工精度影响的途径、毛坯制造中产生的内应力、冷校直带来的内应力、保证和提高加工精度的途径、变值系统性误差、随机误差、降低表面粗糙度的措施、加工表面层的残余应力。3.教学方法讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法4.学生学习预期成果通过本单元的学习，学生能够对零件加工质量的有关概念、影响加工精度和表面质量的主要因素，保证加工质量的措施等有深入理解和熟练掌握；能够运用原始误差等有关理论知识来分析和解决加工精度问题，并能够通过一些典型实例详实地阐释保证和提高加工精度的途径；针对实际生产中出现的综合性工艺问题，能够运用已学到的基本知识和综合分析方法提出解决综合性加工精度问题的对策，并在实际中能获得成效；针对加工表面质量问题，能够正确地分析其影响原因，并相应地提出保证和提高加工表面质量的工艺措施。5.支撑课程目标本单元对课程目标1、2、3、5进行支撑，旨在使学生能够正确地阐释机械加工精度的基本概念，分辨加工误差的性质，说明加工误差统计分析方法的有关概念，阐释机械加工表面质量的有关概念，描述机械加工过程中振动的基本概念；培养能够具备剖析影响加工精度的因素，建构保证和提高加工精度的途径，剖析机械加工表面粗糙度的影响因素，鉴别机械加工后表面物理力学性能的变化，建构控制加工表面质量的途径等方面的能力；通过对机械制造工艺系统的有关知识、理论、方法的积累，掌握系统思维方法；通过运用有关理论知识分析和解决综合性加工精度问题，掌握辩证思维方法；通过剖析工艺系统原始误差与加工误差之间的因果关系，掌握因果思维方法。通过专业问题的描述、理论联系实际的练习、实践环节的示范，树立专业理想、提升专业情操、培养具有“敬业，精益、专注、创新”内涵的工匠精神。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑序号主要内容主要教学方式学时分配课内课外学时比例支撑课程目标1第一单元绪论讲授法、案例分析法、讨论法21:1课程目标1、52第二单元金属切削原理与刀具讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法61:1课程目标1、2、3、53第三单元机械加工方法讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法41:1课程目标1、2、54第四单元金属切削机床讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法41:1课程目标1、2、55第五单元机床夹具设计讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法81:1课程目标1、2、3、56第六单元工艺规程设计讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法61:1课程目标1、2、3、57第七单元械制造质量及其控制讲授法、案例分析法、讨论法、任务驱动法61:1课程目标1、2、3、58实验讲授法、直观演示法、讨论法、任务驱动法41:1课程目标1、2、3、4五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩35%作业（百分制）60绪论、机械加工方法、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具原理与设计、工艺规程设计、机械制造质量分析与控制中应考虑的相关内容。主要考核学生对各单元知识点的理解和掌握程度；每次作业按100分制单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节最终成绩。测验（百分制）30进行阶段测试，主要考察该单元有关基本概念、基本知识和基本理论，基本技能和科学思维方法。每次单元测试按100分制单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节最终成绩。课堂表现（百分制）10能够按照课表出勤上课、不迟到、不早退、课堂纪律良好、认真听讲、积极参与课堂讨论等教学互动环节、要求叙述或问题回答正确合理、条理清晰、表达流利。实践成绩15%实验（百分制）100共2个实验，根据实验情况和实验报告质量单独评分，每个实验满分为100分；2个实验的成绩求和并换算成100分制作为实验总成绩，以实验总成绩的15%计入课程总评成绩。期末考试50%知识40（1）卷面成绩100分，以卷面成绩的50%计入课程总评成绩。（2）主要考核机械加工方法、金属切削原理和刀具、机床、机床夹具、工艺规程设计、机械加工质量的基本概念，切削过程现象和规律的分析，工件在夹具中的定位和夹紧分析以及定位误差的计算，借助尺寸链进行工序尺寸及其公差的确定，零件机械加工结构工艺性的分析，制订工艺规程时要解决的主要问题，影响加工精度的因素分析，保证和提高加工质量的措施等内容。考试题型为：选择题、判断、填空题、简答题、分析题和计算题等。能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元绪论1-1制造业、制造技术等基本概念；理解制造系统的构成及其所包含的物质流、信息流和资金流等1-2制造