金属工艺学教学设计

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1、 金属工艺学课程教学设计 漯河职业技术学院机电工程系1+金属工艺学金属工艺学教学设计教学设计一、本课程的内容体系一、本课程的内容体系1、 基本描述基本描述课程名称：金属工艺学 （冷、热加工两部分） 英文名称：metalworking technology 总学时：30 （冷加工部分 15 学时，热加工部分 15 学时） 授课对象：机电学院工业设计专业 课程要求：必修 分类：技术基础课 开课时间：第二学期 先修课：金工实习 二二 课程的性质、研究对象及任务课程的性质、研究对象及任务 本课程是依据工科大学生的培养目标而设置的一门技术基础课。它既是对机械类专科生进行现 代制造方法和工艺技术教育的一个

2、重要环节，又是对他们进行的第一次工程实践训练，同时也是大 学阶段唯一一次较系统的工艺训练。 本课程的特点是实践性和综合性较强。随着工程领域内新材料、新技术、新工艺的不断涌现， 金工课程的内容也越来越丰富，课程体系也正在发生重大变化。管理类专业关于机械加工和金属材 料方面的工艺课时已大为缩减，这样就使金属工艺学 在机械和材料工程课程中的工艺教育方面 显得尤为突出，尤其是对于管理专业的学生。在淡化专业教育方面，该课程也起着重要作用。 对于管理类的专科生，他们冷加工方面的课程学时比重较大，而热加工学时相对较少。因此， 金属工艺学所讲授的金属加工工艺方面的知识就显得更加重要。通过本课程的学习，能够使学

3、 生掌握金属结构、金属工艺性能、金属材料、铸造、锻压及焊接方面的基本知识。此外，还可以使 学生掌握一种融会贯通的能力，深刻理解各加工工艺方法之间的本质联系。三三 教材的选择与分析教材的选择与分析 。本课程公开出版的教材有许多种。比较适合我校非机、近机类专科生使用的教材常用的有以下 几种： 1邓文英编，金属工艺学，高等教育出版社，1991。 2邢忠文、张学仁主编，金属工艺学，哈尔滨工业大学出版社，2003。 3苏芳庭，金属工艺学（机械类各专业用） ，高等教育出版社，1990、11。 4骆志斌，金属工艺学（非机械类专业） ，东南大学出版社，1994、11。由邓文英编写的教材 1 是全国金工行业的经

4、典教材，曾经多次再版及多次印刷，1998.8 第十一 次印刷时，累计印刷数量已达 50 万册。是获国家教委优秀教材二等奖的优秀教材。该书系统地介绍 了金属材料的性质及铸造、锻压、焊接及切削加工的实质、特点、工艺过程和合理地进行零件结构 设计的工艺原则。对有关制造的新工艺、新方法也做了简要介绍。该书不失为金工行业的经典教材。 但该书有两方面的原因没有被我校选为授课教材：（1）该书最后一版（第三版）是 1991.3 出版的， 至今无新版推出。在内容上显得有些陈旧，虽然近两年推出了简写版，但只是在内容上做了较大的 删减，一些近年来进入工程领域的实用新技术没有包括在内。 （2）由于该书为金工领域的经典

5、教材，金属工艺学课程教学设计 漯河职业技术学院机电工程系2所以印刷次数极多，甚至还有一些是盗版印刷。所以最近几年印刷的该书错误很多，这样容易在教 学过程中误导学生。 教材 3、4 属于非、近机类教材，而且内容也比较广泛，主要包括：钢铁生产、金属材料及热处 理、铸造、锻压、焊接、公差与配合、金属切削加工、特种加工、钳工与装配等。其中还包括一些 相关的新工艺、新技术。但这几种教材的内容都比较多，一般需要 70-90 学时，不适合我专本科生 30 学时的教学，可以作为正常教学中的辅助教材使用。 教材 2 是我教研室全体参与编写的新教材，内容包括冷、热加工两部分。该教材充分考虑了以 上各教材的优缺点，

6、并考虑了我校学生的具体情况。第一版为 1999 年出版，已在实际教学中应用了 3 年，效果较好。2003 年在原版基础上作了适当的修订，并增加了一些最新技术及科研成果。该书 作为我校非机、近机类专科生的金属工艺学教材较为合适。四四 本课程各章的主要内容与基本要求、重点与难点、学时分配本课程各章的主要内容与基本要求、重点与难点、学时分配 上编共上编共 15 学时学时第一章 金属结构 1 学时 第二章 金属的工艺性能 1 学时 第三章 金属材料的改性方法 1 学时 第四章 铸造 4 学时 第五章 塑性加工 4 学时 第六章 焊接 4 学时下编共下编共 15 学时学时第七章 金属切削加工基础（6 学

7、时） 第八章 外圆、内孔、平面加工（2 学时） 第九章 螺纹和齿形加工（自学） 第十章 精密加工（2 学时） 第十一章 特种加工（2 学时） 第十二章 机械加工工艺规程的制定（1 学时）第十三章 零件结构工艺性（2 学时）第十四章 数控加工（自学）五、五、 教学环节教学环节上编第一章 金属结构（1 学时）重点与难点重点与难点：本章主要是了解金属结构及其和性能之间的关系。重点是掌握金属的同素异构转 变和铁碳合金，难点是铁碳合金状态图。讲课艺术：讲课艺术：1、首先向学生提出问题：如果把纯铁丝从 1000。C 冷却到室温，铁丝会变长还是短？从 “铁丝变长”这一答案引入金属同素异构概念，并根据纯铁的例

8、子详细讲解，并逐步引入合金 的概念。金属工艺学课程教学设计 漯河职业技术学院机电工程系32、借助多媒体课件中的动画讲解 Fe-Fe3C 状态图的建立方法，状态图的点、线含义及各部 分组织，并选择一种合金进行分析。 （见下图）第二章 金属的工艺性能（1 学时）重点与难点重点与难点：本章主要了解金属在加热、冷却时的组织变化，重点掌握金属塑性变形中的组织 及性能变化，金属的铸造性、可锻性和焊接性概念。难点是掌握影响金属工艺性能的因素。 讲课艺术：讲课艺术： 1、举例分析： 焊接接头的加热过程； 铸件的冷却过程；（见下图）说明非平衡加热 和冷却对材料组织及性能有影响，也使学生理解了在加工过程中常见的加

9、热及冷却都是非平衡 状态。2、向学生提出问题：为什么铁丝能在反复弯曲后而折断？从而引入加工硬化概念，再借助动画讲解金属塑性变形机理（主要是位错） ，用拉地毯和推滚地毯哪个省劲这样生动现实的例子使学生对位错滑移有深刻的印象。 （见下图）3、讲述金属铸造性，金属的可锻性，金属的焊接性的概念，分析影响因素，让学生通过分金属工艺学课程教学设计 漯河职业技术学院机电工程系4析总结得出改进提高性能的措施。第三章 金属材料的改性方法（1 学时）重点与难点重点与难点：本章主要了解整体热处理、表面热处理、表面喷涂的常用方法，重点是掌握退火、 正火、淬火和回火方法。难点是几种热处理方法的应用。 讲课艺术：讲课艺术

10、：本章采用学导式教学，先提出问题，让学生带着问题看书，然后回答，老师做概括 总。如下图，退火问题的提出、概括总结。第四章 铸造（4 学时）重点与难点重点与难点：本章主要了解铸造工艺规程的制定步骤，使学生具有初步分析铸造结构工艺性的 能力，重点掌握各种铸造方法的基本原理、特点和应用。难点是铸造方法的选择。 讲课艺术：讲课艺术：1、借助图片逐条详细地讲解铸造工艺规程的制定原则。列举典型零件， （见下图）引导学生分析铸造时浇注位置和分型面以及模样的形状、大小的选择。2、借助动画讲解各种铸造方法原理，在此基础上，介绍其主要特点和应用，然后，让同学对各种方法进行比较。如压力铸造，先让学生观看压力铸造原理

11、的两个动画（见下图） ，分析压铸特点，然后再观看压铸实际生产过程的录像，提出录像中是何种压铸方式？工人的某些操作金属工艺学课程教学设计 漯河职业技术学院机电工程系5是什么目的？这样经过理论实际理论，加深了学生对这种铸造方法的了解。第五章 塑性加工（4 学时）重点与难点重点与难点：本章主要了解自由锻和模锻的工艺设计步骤，塑性加工件（自由锻件、模锻件、冲压件）的结构设计要求。重点掌握自由锻、模锻、冲压、轧制、挤压、拉拔等塑性加工方法的工作原理、特点及应用。难点是冲压工序之间的区别。讲课艺术：讲课艺术：1、在复习自由锻的基础上，提出问题：模锻与自由锻的主要差异？从而引入锻模结构的讲解。再通过录像观看

12、实际生产中锻模的结构和应用。 （见下图）2、提出问题：1、什么是冲压？ 2、冲压用的原材料是什么？3、冲压属于热变形吗？在回答问题后引出冲压的特点、应用。详细讲解冲压的基本工序，分析工序之间的区别和联系，启发学生思考如：冲裁和剪切，冲裁模和拉深模，拉深系数和锻造比等异同。第六章 焊接（4 学时）重点与难点：重点与难点：本章主要了解各种焊接方法的工艺过程，初步分析焊接结构工艺性。重点掌握电弧焊、电阻焊、钎焊工艺特点，电弧焊的缺陷及防止措施。难点为焊接应力及变形的分析。讲课艺术：讲课艺术：1、在复习焊条电弧焊方法基础上，讲解电弧焊的另外几种方法，注意对比讲解，找出各种方法的区别和应用特点。如焊条电

13、弧焊、埋弧焊、气体保护焊保护方法的区别，等离子弧焊的电弧和焊条电弧焊焊接电弧的差别，产生方法等。使学生了解电弧焊各种方法之间的区别与联系。2、讲解钎焊时可以借助刀具焊接的录像，把钎料、溶剂、钎焊焊前准备、焊接顺序、焊后处理等知识一一讲解，避免了枯燥的叙述。 （见右图）金属工艺学课程教学设计 漯河职业技术学院机电工程系63、通过让学生总结的方法使之对焊接方法有一定的认知，通常可让学生自己完成下表：焊接方法类别主要特征应用范围下编下编第七章 金属切削加工基础重点及难点：重点及难点：这一章是金属工艺学冷加工部分的重点章节，内容涉及比较广泛，主要讲授冷加工工 艺的一些基本概念和基本原理。重点内容包括：

14、刀具角度、刀具材料、积屑瘤、相对切削加工性、 六点定位原理及车床传动原理等几个部分，难点内容包括：刀具角度和车床传动两个部分。下面对 既是重点、又是难点的两个部分详细说明教学设计的内容。讲课艺术： 1 刀具角度部分 这部分内容既是重点、又是难点，由于管理类专业的学生机械基础课程学习较少，机械制图和 识图的能力相对较差，所以对于以平面图形表示的三维不规则形状的刀具实体理解起来比较困难。 因此，在这部分内容的讲解上，着重在下面三个方面进行了加强。 （1）结合实物模型讲解。教研室有塑料做的车刀实体模型（见下图） ，在讲课时教师手拿实体 模型和黑板上的平面图形对比讲解，这样就能把学生难理解的平面 图形

15、和实物很直观地联系在一起，把复杂的东西简单化。 （2）用多媒体辅助教学。 “金属工艺学”这门课已全部采用了 多媒体辅助教学，这就为动画或录象的应用创造了方便条件。因为 刀具角度要涉及加工工件的三个表面：已加工表面、加工表面和待 加工表面，而这三个表面的区分又和具体的加工工艺紧密相连。虽 然学生在上金属工艺课前已进行了金工实习，但由于种种原因，能 清晰牢记具体工艺的学生寥寥无几。在分析刀具角度时，用多媒体先放几个典型车削工艺的录象片 段，如车端面、车外圆、切断（见下图）等。这样看过一遍后，学生就能把具体工艺回想起来并牢 牢地记在脑中，这就为分析刀具角度奠定了必要的基础。（3）随堂练 习巩固学习效果。 对于刀具角度这 部分重点加难点 的内容，课上给 出 10 分钟左右的 时间当堂做练习，这样学生可有时间对重点加难点的知识进行必要的记忆和巩固，教师也可以利用 这段时间走到每个学生身边，面对面地给学生解释做练习时遇到的难题。实践表明，随堂练习并当 堂答疑的效果非常好。 2 车床传动原理部分这部分和刀具角度部分一样，既是重点又是难点。车床是金属切削加工最常用、也是最典型的金属工艺学课程教学设计 漯河职业技术学院机电工程系7一种设备，学生必须掌握它的基本原理。但相对于