《金属成型》教学大纲-中外-32学时

PAGEPAGE8《金属成型》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称金属成型课程编号310040073课程性质必修课课程类别专业基础课开课单位材料成型教研室授课学期第5学期学分/学时2/32课内学时32理论授课32上机学时0课内实践0实验学时0课外学时32适用专业机械设计制造及自动化（中外合作）是否双语是先修课程机械制图、金工实习、工程材料后续课程机械制造技术、高效的材料加工技术及设备二、课程简介《金属成型》是工科院校材料和机械类专业学生所必修的一门综合专业基础课，是讲授金属加工工艺理论及实践的一门课程，兼顾理论性和实践性、具有承上启下的作用，其任务是通过让学生学习并理解常用金属材料及其加工工艺的基础知识，初步具备制定典型金属零件的加工工艺流程，分析结构工艺性并提高优化措施的能力，同时了解金属材料加工工艺对产品质量、生产效率、环境保护等的影响及其所涉及的法律法规。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1.知识目标：阐述金属零件加工的基本概念，正确描述常用金属材料的特性，并熟知常规金属冷热加工工艺的基本原理、特点及适用的金属工件种类；学习并归纳金属材料热处理、铸造、锻造、冲压、焊接及切削加工过程中常见缺陷及防止措施；分析评价典型铸件、锻件、焊件和切削件的结构工艺性，并提出改进措施；制定典型金属零件的加工工艺路线。课程目标2.能力目标：运用金属冷热加工工艺的知识，预测典型加工工艺过程中易出现的主要缺陷类型，并能提出所能预防的措施；完善或优化典型金属工件的加工工艺流程，解析典型零件的加工工艺图；正确评价典型金属工件的结构工艺性，并提出优化方法。课程目标3.价值目标：通过典型产品的学习，深刻理解“工业之美”源自严谨与创造，理解工匠精神的价值内涵，培养学生的创新意识。（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指标点1-3：学习专业基础知识，掌握解决复杂材料成型及控制工程问题的基本思路和方法；1.工程知识课程目标2指标点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.设计/开发解决方案课程目标3指标点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；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（1）金属成型的学习内容、目的以及意义；（2）常规金属的概念、特点与种类及应用领域；（3）金属材料性能的评价指标。2.重点和难点重点：金属的基本概念及性能指标，加工工艺的种类。难点：金属材料性能指标的意义及应用。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程的基本知识。（2）采用“视频动画+多媒体图文”的方式，描述力学性能指标的含义及其检测方法。4.学生学习预期成果理解金属的特征及应用领域，能够准确说明描述表征金属材料性能的各类指标及其含义，并了解其检测方法。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标1。第二单元铸造（学时数：8学时）1.课程主要内容（1）液态成型原理，金属的铸造性、合金流动性和收缩性的影响因素、铸造过程中的缺陷（疏松、缩孔）及预防措施、铸造热应力和机械应力的产生原因；（2）常用铸件及其应用，砂型铸造造型方法、浇注位置和分型面选择，铸造工艺图的表述；（3）熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造的特点及应用。2.重点和难点重点：铸造过程中的缺陷（疏松、缩孔）及预防措施、铸造热应力和机械应力的产生原因，铸造工艺图的表示。难点：金属的铸造性能的评价、预防缺陷的技术原理、铸造工艺在工艺图中的表示，铸件结构的优化。3.教学方法（1）通过多媒体课件（包括动画、视频、图文）和传统教学法相结合，阐明铸造流程、各类缺陷的产生原因、特种铸造的原理、常用铸件的生产与应用；（2）通过案例分析，结合铸铁工艺图，阐述典型砂型件的铸造工艺，并对比其不同方案的优劣，培养辩证思维，加深对重点知识的深入理解；（3）通过随堂章节小测验，促进对所学知识的消化和巩固。4.学生学习预期成果完成本单元学习任务后，能够阐述铸造的基本原理、缺陷类型及预防措施，并能结合工艺图说明所采用的铸造工艺方案，了解铸件的应用领域及发展趋势。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标1、2，能够使学生学会分析简单铸件的铸造工艺，并能够对铸件的工艺性进行分析。第三单元塑性成型（学时数：12学时）1.课程主要内容（1）金属塑性变形的实质、金属塑性变形对金属组织和性能的影响，加工硬化应用及消除方法、锻造比计算；（2）锻造工艺的分类、特点、常用设备及应用范围，自由锻、胎模锻和模锻工艺的基本特点与应用，锻造工艺规程制定的基本流程；（3）板料冲压的特点及应用，掌握常见冲压工序的特点及应用。（4）挤压、轧制、拉拔工艺的特点及应用。2.重点和难点重点：塑性变形对组织性的影响、加工硬化应用于消除、常见的锻造方法，板料冲压工序。难点：塑性变形的影响、加工硬化的产生、回复与再结晶的影响、影响板料冲压件质量的因素。3.教学方法（1）通过多媒体课件（包括动画、视频、图文）和传统教学法相结合，阐明塑性变形的实质、加工硬化的产生与消除过程、常见的锻造方法、板料冲压工序、轧制、拉拔、挤压等；（2）通过案例分析，结合锻造工艺图，阐述典型锻件的锻造方法，并对比其不同方案的优劣，培养辩证思维，加深对重点知识的深入理解；（3）通过随堂章节小测验，促进对所学知识的消化和巩固；（4）通过现场参观，展示冲压模具的结构及工作原理。4.学生学习预期成果完成本单元学习任务后，能够阐述塑性变形的实质及其对金属材料组织性能的影响，并运用相关知识为实际生产中加工硬化现象的消除提出方案，同时能够为典型零件选在合适的锻造方法，理解凸凹模设计原则及其对冲压件产品质量的影响，能够对简单冲压件的结构设计进行优化。可以通过比较轧制、拉拔、挤压等塑性成型工艺的特点，能够为机械零件选择适合的加工工艺。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标1、2、3，能够使学生学会为简单锻件选择合适的锻造方法，了解板料冲压工艺设计步骤及冲压模具的设计原则，体会板料冲压和锻造技术在现代高品质金属制品制造业中的关键地位，培养学生精益求精的理念。第四单元焊接（学时数：8学时）1.课程主要内容（1）焊接的原理、熔化焊的冶金特点，掌握焊接接头的组织与性能；（2）焊接缺陷及措施，掌握电焊条的组成、作用、种类及选用原则；（3）常用的焊接方法、特点及应用，常用金属材料的焊接性及其评价方法；（4）焊接结构材料的选择原则，掌握焊缝布置的一般原则，掌握焊接接头型式和坡口型式的设计。2.重点和难点重点：焊接冶金原理、缺陷的类型及消除、焊接性的评价方法、焊接结构设计。难点：焊接冶金原理，焊接接头的形式与选择。3.教学方法（1）通过多媒体课件（包括动画、视频、图文）和传统教学法相结合，阐明焊接冶金原理、焊接接头的组织及对性能影响、焊接缺陷的产生与防治、常见的焊接方法、焊接结构设计原则；（2）通过案例分析，结合焊接结构图，阐述典型焊接结构存在的问题及解决方法；（3）通过随堂章节小测验，促进对所学知识的消化和巩固。4.学习预期成果学生完成本单元后，能够阐明典型焊接接头的组成、组织与性能变化规律，能够对焊接结构存在的问题（应力大小）进行初步的分析讨论，并提出解决方案。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标1、2、3，通过学习学生能够对焊接接头进行初步的分析，能够列举常见的控制焊接应力的方法，能够陈述出焊接结构设计的主要内容，结合国际焊接工程师的介绍，引导学生建立工程管理与规范意识。第五单元典型零件的成形工艺（学时数：2学时）1.课程主要内容（1）零件的结构工艺性分析、改进。（2）制定零件成形工艺路线。2.重点和难点重点：制定零件的成形工艺。难点：制定零件的成形工艺。3.教学方法（1）通过案例分析，讨论典型零件的结构工艺性，探讨各种成形方法的优劣，提升学生在课堂教学的参与度，加深对重点知识的深入理解，增强学生的反思能力；（2）通过小组讨论，完成某一零件的结构工艺性分析和成形工艺路线制定，培养学生的创新性思维。4.学生学习预期成果完成本单元学习任务后，能够评价机械零件成形工艺性的好坏，在保证零件使用的前提下，能够改进零件结构，并能制定零件的成形工艺。。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标1、2、3。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑理论课程课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元绪论讲授法、案例教学课程目标1、221:1第二单元铸造讲授法、案例教学、小组讨论、随堂测验课程目标1、2、381:1第三单元金属塑性成形讲授法、案例教学、随堂测验、现场授课课程目标1、2、3121:1第四单元焊接讲授法、案例教学、小组讨论、随堂测验课程目标1、2、381:1第五单元典型零件的成形工艺讲授法、案例教学、小组讨论课程目标1、2、321:1合计32五、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50%作业（百分制）40本门课程4次作业，主要考核铸造、锻造、焊接、切削加工等等相关内容。作业评分的具体标准为：字迹是否整洁，计算是否准确，概念是否清晰，分析讨论是否正确。目标分值=0.4*作业平均成绩随堂测验（百分制）50考核内容及评价细则：每单元均有对应的章节小测，主要考核各章节内容的易错点。题型为选择、判断等。目标分值=0.5*测验平均成绩课堂表现（百分制）10考核内容及评价细则：是否准时出勤（无故缺勤一次，扣10分，累计超过5次以上，一票否决，课程记为不及格），课堂上精神状态，回答问题时是否正确，学习通中参与投票、抢答等课堂活动。目标分值=0.1*课堂表现平均成绩实践成绩10%实习（百分制）100考核内容及评价细则：实习报告是否符合课程内容，对实习内容的认知和体会是否深入，格式是否规范，是否能提出相关问题并提出新的思路。目标分值=1.0*实验平均成绩期末考试40%基本知识80考核内容：学生综合运用所学知识分析完善零件工艺流程、零件结构、工艺方案的能力。考试题型：简答题，论述题等评价细则：试卷相应的参考答案及评分标准，依据卷面实际分数计入成绩。综合应用20（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金属材料的基本知识1-2金属材料的力学性能课堂表现、期末考试课程目标1、2第二单元铸造2-1铸造的工艺基础2-2常用合金铸件的生产2-3砂型铸造工艺2-4特种铸造及应用作业，测验，课堂表现，期末考试课程目标1、2、3第三单元金属塑性成形3-1金属的塑性加工3-2锻造3-3板料冲压3-4轧制3-5挤压作业，测验，课堂表现，期末考试课程目标1、2、3第四单元焊接4-1电弧焊基础4-2常用焊接方法4-3金属焊接性及焊接结构设计作业，测验，课堂表现，期末考试课程目标1、2、3第五单元典型零件的成形工艺5-1零件结构工艺性分析5-2零件成形工艺路线制定作业课程目标1、2、3六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材邓文英主编：《金属工艺学》，高等教育出版社，2018年版。（二）相关推荐书目[1]徐晓峰主编.工程材料与成形工艺基础.机械工业出版社，2010[2]于爱兵，陈思夫，王爱君.材料成形技术基础.清华大学出版社，2010[3]邢建东，陈金德.材料成形技术基础.清华大学出版社,