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1、新材料新工艺学概论教学大纲 课程名称：新材料新工艺学概论课程代码： 课程性质：选修学 分: 2 总学时: 36学时 理论学时: 32学时 实验或讨论学时：4学时大纲执笔人：宋月鹏 大纲审定人: 一、说明（一） 课程的教学目的、性质、地位和任务 本课程是高等学校机械类或近机类各专业必修的技术基础课程，是研究零件制造工艺及其选材方法的综合技术性学科，对于机械类或近机类专业来说，是一门实用性专用性很强的技术基础课。其主要研究内容包括工程材料的性能及其对加工方法的影响，各种工艺方法本身的规律性及其相互联系与比较，各种加工方法的加工工艺过程和结构工艺性。 通过本课程的学习使学生了解现代机械制造过程中对材
2、料的选用及加工工艺的设计原则，同时对现代新材料新工艺的发展与应用有一个总体了解。 （二）课程教学基本要求 1、了解机械制造工艺学的一些相关基础理论； 2、掌握各种新型加工工艺加工过程和工作原理； 3、掌握零件的选材原则及制定加工工艺过程的设计方法； 4、掌握零件结构加工工艺性分析及其改进。（三）课程教学改革新材料新工艺学概论是一门专业性实用性很强的选修课程，要求学生必须掌握一定的专业基础知识，是机械制图、机械工程材料学、机械制造基础等专业课程的后续综合课程。在教学过程中，必须掌握理论与实践相结合的教学方法，充分利用实验、课堂讨论、现场参观及多媒体教学等多种教学辅助手段进行授课才能达到良好的教学
3、效果。针对该门课程内容多、学时少、设备匮乏等缺点，必须改革过去传统的教学模式，通过采用大量图片，影像等多媒体现代化教学手段，扩大课堂教学信息量。同时通过加强实习实验的管理水平和更新实验内容等手段来提高教学效果。二、大纲的内容 （一）课程的理论教学（32学时） 第一章 绪论 （1学时） 1-1 学习本课程的意义 1、 新材料的内涵与外延 2、 现代制造技术的内容及其在现代工业中的重要性 重点：现代新材料和新工艺相互结合的问题 。建议教学方法：联系实际问题提出课程学习的重点。 思考题：概述新材料新工艺在现代制造业中的重要作用。 第二章 钢铁材料 （5学时） 2-1 工业用钢概述1、 常用的工业用钢
4、：结构钢、工具钢、特殊性能钢及铸铁。2、 其他专用钢材：农业机械用钢（如收割机刀片、粉碎机锤片等）、建筑用钢、石油化工用钢等。 2-2 各种工业用钢的热处理工艺1、 热处理工艺原理2、 热处理工艺简介3、 热处理工艺应用 重点：钢铁材料的分类及其选用。建议教学方法：对概念性问题进行深入探讨，利用实验课程对各类材料不同状态下的组织性能特点进行研究探讨，在讲解过程中注重与以前学过的基础知识的相互衔接。 思考题：设计农业机械、化工建筑机械零件时选择材料及其热处理工艺的原则。 第三章 有色金属材料 （2学时） 3-1 铝、钛及其合金1、 铝及其合金的加工工艺及其热处理2、 钛及其合金 3-2 铜及轴承
5、合金1、 铜及其合金2、 轴承合金 重点：铝合金的选用及其加工工艺选择 。建议教学方法：利用图片、影像、实物等实际的教具结合采用多媒体教学手段进行生动教学。 思考题：有色金属的选用及其加工工艺与钢铁材料的差别。 第四章 非金属材料 （4学时） 4-1 高分子材料的基础知识1、 高分子材料的基本概念2、 高分子材料的力学状态3、 高分子材料的其他性能及其改性 4-2 塑料及橡胶1、 塑料概述2、 常用塑料3、 橡胶及其选用 4-3 陶瓷材料和复合材料1、 陶瓷性能及其选用2、 复合材料的力学性能及其选用原则 4-4 其他新型工程材料1、 光导纤维和微晶玻璃2、 超导材料3、 形状记忆材料4、 低
6、温材料5、 磁性材料6、 贮氢材料 重点：非金属材料的性能特点及其选用原则。建议教学方法：在教学过程中，结合多媒体课件及其对基础理论知识的重点分析讲解，通过视频资料的直观效果使学生掌握该重点和难点内容。 思考题：非金属材料在现代机械制造业中的潜在用途。第五章 材料及其热处理的选用 （5学时） 5-1 材料选用原则及其步骤1、 选材与实用性能的关系2、 选材与加工工艺性能的关系3、 选材对经济性的考虑 5-2 零件的失效分析1、 概述2、 零件失效的原因3、 失效分析的方法4、 失效分析与选材的关系 5-3 热处理工艺设计1、 热处理工艺设计的步骤2、 热处理工序的安排3、 常见热处理缺陷及其零
7、件结构、加工工艺改进 重点：热处理工艺的制定及其材料选择。建议教学方法：在教学过程中，建议采用示范性较强的授课方式，结合多媒体课件课堂讲授，同时安排课堂讨论。 思考题：针对一个失效的机械零件，从其材料及其加工工艺两方面进行失效分析。 第六章 现代设计技术 （4学时） 6-1 优良性能设计基础技术1、 可靠性设计2、 系统动态设计3、 摩擦学设计 6-2 全寿命周期设计技术1、 全寿命周期设计技术2、 并行设计技术3、 面向制造的设计技术 6-3 其它现代设计技术概述1、 竞争优势创建技术2、 绿色产品设计技术 重点：现代设计技术的发展及其与传统设计技术的差别。建议教学方法：采用多媒体教学手段，
8、使学生掌握该重点和难点内容。 思考题：绿色产品设计的设计思路及其工业应用 第七章 先进制造工艺技术 （5学时） 7-1 先进制造技术的内涵、技术构成及特点1、先进制造技术的定义2、进制造技术的内涵及技术构成3、 先进制造技术的特点4、 先进制造技术的体系结构及其分类 7-2 先进制造技术发展趋势1、 绿色加工技术2、 现代化的设计技术3、 精密成型技术及净成型技术4、 虚拟技术的原理及其应用5、 模拟技术的原理及其工业应用 重点：先进制造技术的发展趋势及其在现代工业中的应用。建议教学方法：采用多媒体教学手段，学生查阅大量与之有关的资料撰写综述文章，使学生掌握该重点和难点内容。 思考题：现代制造
9、技术的发展及其应用。第八章 先进制造工艺技术 （6学时） 8-1 精密加工技术1、 精密洁净铸造技术2、 精密高效金属塑性成型技术3、 超精密加工技术 8-2 高速加工技术1、 焊接及其切割技术2、 超高速加工技术3、 微型机械加工技术4、 非传统加工技术5、 虚拟成型加工技术6、 其他先进制造技术概述 8-3 制造自动化技术1、 数控技术2、 工业机器人3、 柔性制造技术和智能制造技术4、 自动化制造系统中的检测与监控技术 8-3 先进制造生产模式1、 先进制造工业管理模式2、 先进制造生产模式3、 综合管理的自动化技术 重点：先进制造工艺技术的特点及其工业应用。建议教学方法：采用多媒体教学
10、手段，结合工厂现场参观，使学生掌握该重点和难点内容。 思考题：其它先进制造技术在现代工业中的应用 （二）课程实验教学新材料新工艺学概论实验教学大纲课程总学时：36学时 学分总：2分 实验学时：2学时 实验个数：1个 其它：课堂讨论：2学时课程性质：选修 适用专业：农机化，农机师，水利工程，环境工程，水保大纲执笔人：宋月鹏 大纲审定人： 1、实验课的性质与任务本课程是高等学校机械类或近机类各专业必修的技术基础课程，是研究零件制造工艺及其选材方法的综合技术性学科，对于机械类或近机类专业来说，是一门实用性专用性很强的技术基础课。通过本课程的学习使学生了解现代机械制造过程中对材料的选用及加工工艺的设计
11、原则，同时对现代新材料新工艺的发展与应用有一个总体了解。 实验目的：（1）学习和了解常用工业用钢的显微组织与其性能之间的关系，为零件的选材和热处理工艺的制定提供理论依据。掌握一定的材料研究方法和实验中的主要实验技能，巩固所学课程和有关实验课的实验技能。通过让学生自学相关资料、根据所学原理设计实验方案、独立选择和使用相关仪器等活动，培养学生的自学能力和实践动手能力；（2）通过观察实验现象、正确记录实验数据、科学分析处理和表达数据，利用前修理论和实验所学知识，综合判断实验结果的可靠性及分析主要误差的来源等活动，培养学生的逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力；（3）培养学生严肃、认真的科学态度和严
12、谨的学风。实验要求：（1）准备实验实验前仔细阅读教材的有关章节、实验指导书的相关内容，掌握所用仪器的使用方法和实验原理。认真听取实验指导教师对有关仪器设备构造、工作性能、安装调试及其操作使用方法的讲解，认真制定实验方案、设计出记录原始数据的表格、明确实验条件和操作要点；（2）组织实施实验显微组织观察和性能测定是材料学和加工工艺学必不可少的两项技能，通过对两者之间的关系测定，使得学生对材料选材有一个微观的认识，对选材的方法和加工工艺的制定都有较大的指导作用。组织学生认真学习实验指导书，明确实验目的，正确使用各类金相显微镜和各种性能检测设备，仔细观察各类工业用钢不同状态的显微组织，而后对其性能进行
13、测定，从而得到两者之间的关系。（3）实验数据的读测和记录首先观察各类工业用钢不同状态下的显微组织，分析显微组织的相组成及其形貌结构，而后利用各种性能检测设备如洛氏硬度仪，拉伸试验机，磨损试验机等测试设备，记录各种钢的性能指标，与其显微组织形态进行对照分析。原始数据记录表经指导教师审查合格后才能带离实验室（4）实验全部结束后，协助指导教师整理好有关实验仪器与设备并保持实验室卫生。（5）在实验室内，不准私自触摸与本次实验无关的仪器设备，没有指导教师的同意，不准启动或关闭与本次实验无关的电源开关、旋转按钮、电气设备等，否则，引起仪器设备的损坏由自己负责。3、实验项目及内容提要新材料新工艺学概论实验（ ）序号实验名称学时必开选开实验类型内容提要验证性基本操作综合性设计性1工业用钢显微组织及其性能测定2研究不同状态下，各种工业用钢显微组织与其性能之间的关系2联合收割机刀片失效分析及其工艺改进2讨论联合收割机用刀片的失效形式及其工艺改进措施合计42114、实验内容安排实验一 工业用钢显微组织及其性能测定（验
