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1、机械制造技术基础课程教学设计机械制造技术基础课程教学设计课程编号：T1080200课程名称：机械制造技术基础课程英文名称：Fundamentals of Machinery Manufacturing Technology总学时：56讲课学时：48实验学时：8学分：3.5开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系、机电控制及自动化系授课对象：机械设计制造及其自动化专业先修课程：金属工艺学、互换性与测量技术基础、机械工程材料、机械原理、机械设计。开课时间：第 6 学期教材与主要参考书：1. 张士昌等. 机械制造技术基础. 高等教育出版社. 2003.4.2. 韩荣第.金属切削原理与刀具. 哈尔滨工
2、业大学出版社.2004.2.3. 王启平.机械制造工艺学. 哈尔滨工业大学出版社.1999.4.4. 卢秉恒.机械制造技术基础.机械工业出版社.1999.105. 冯之敬.机械制造工程原理.清华大学出版社.1999.26. 哈工大等.机床夹具设计.上海科学技术出版社.19907. 张福润.机械制造技术基础.华中理工大学出版社.1999.108. 李益民.机械制造工艺学习题集.机械工业出版社.1993.59. 李旦.机械制造工艺学试题精选与答题技巧.哈工大出版社.1999.10（一）课堂教学（一）课堂教学1内容体系本课程主要讲授从毛坯到零件的整个机械加工过程中，组成机械加工工艺系统的机床、刀具、
3、夹具及工件方面的术语、定义及相关知识，在此基础上， 以外圆车削为例讲授工件在切削加工过程中所产生的变形、力、热与温度及刀具磨损等一系列物理现象的原理、影响因素和规律，从而找到提高生产效率和加工表面质量的基本途径（改善工件材料切削加工性，使用性能好的切削液，选择合理切削用量，制定合理的刀具使用寿命及选择刀具的合理几何参数） 。 为了适应课程设计和未来工作的需要，还要介绍钻削、铣削和磨削方面的相关知识以及定位的基本概念、六点定位原理、典型定位元件及定位误差分析计算。然后再以工件为载体讲授影响机械加工质量 （包括精度与表面质量）的因素与改善措施以及机械加工工艺规程设计所必需的基本知识。最后讲授用已加
4、工合格的工件（即零件）装配成机器所必需的装配工艺知识、装配工艺规程设计及保证装配精度的工艺方法。2.教材与主要参考书分析张世昌主编的“机械制造技术基础”一书，基本符合教学大纲要求，内容体系比较明确，加上其它补充讲义及参考书的辅助作用，可以满足要求，特别是王启平主编的“机械制造工艺学”是经多次重印、修订的，可作为 4-6 章的主要参考书，韩荣第主编的“金属切削原理与刀具”可作为 1-3 章的参考书。3如何讲授1-3 章（20 学时） 弄清“知识点” （即课程的三个基本要求） ，掌握重点从毛坯到零件的整个机械加工过程中，机械加工工艺系统中的机床、刀具、夹具及工件的基本定义、术语及相关知识是其基本内
5、容，具体包括车、钻、铣等切削加工方法和成形运动、切削用量，所用机床的基本概念，刀具及其几何角度 、切削层参数及切削方式等，刀具材料，机床夹具及六点定位原理、典型定位元件及定位分析、定位误差分析与计算公式。切削过程中所产生的一系列物理现象及其规律是提高生产效率和表面质量的依据，也是制定机械加工工艺规程的依据。 找出内在联系， “消化”难点切削过程中产生的变形、力、切削热与切削温度、刀具磨损等的影响因素及规律是学生较难掌握的内容，教师应该用“串线”的方法加以归纳讲授。如：这么多物理现象的影响因素均可归纳为三个主要方面，即工件材料、刀具几何角度（参数）与切削用量三个方面，这样一串就变得有规律易于掌握
6、了；还要用理论或经验公式来分析，以帮助学生理解，避免死记硬背。如：影响切削变形的因素用前刀面的平均摩擦系数s，摩擦角 tg1，剪切角o及变形系数av2tgh=tgsinocoso这 4 个公式基本可从理论上解释工件材料强度bs、刀具前角o、切削用量（进给量 f）对变形系数h的影响；对切削力的影响可从切削力的理论公式 Fc=s(apf)(1.4h+C)（h、C 均是 f 的函数，C 又是o的函数）和经验公式FcCFapx fy得到解释，因为公式中包含了工件材料、刀具几何角度、切削用量三个方面对切削力Fc的影响。FcFcc改善工件材料的切削加工性、合理选用切削液、选择刀具合理几何参数、选择合理切削
7、用量等都是提高生产效率和表面质量的具体措施。 突出重点，兼顾一般任何课程都有重点内容和一般内容。讲授时教师必须首先分清重点与一般，重点内容要重点讲授，一般内容可让学生自学，以调动学生的学习积极性，避免“满堂灌” 。1-3 章重点内容应为：基本定义，基础知识，影响切削变形、切削力、切削温度、刀具使用寿命、表面质量的因素及规律，六点定位原理及定位误差的分析与计算。因为这些内容都直接影响生产效率与表面质量的提高，也影响后续课程的学习。 紧密联系生产实际，使学生加深理解如：硬质合金的概念及对性能的影响因素，可用钢筋混凝土中的卵石、水泥作比喻来理解，陶瓷刀具材料的增韧可用“和泥”时掺草来比喻因为该部分是
8、研究生产中遇到的各种现象及规律的科学，因此必须紧密联系生产实际。4-6 章（28 学时）第 4 章 机械加工质量及改善措施（12 学时）讲授机械加工质量的基本概念、机械加工质量的发展状况、机械加工表面质量对机器使用性能和寿命的影响、机械加工精度的获得方法、机械加工精度的影响因素及其控制、加工误差和原始误差、误差敏感方向；尺寸精度的影响因素及其控制、形状精度的影响因素及其控制、位置精度的影响因素及其控制。重点使学生建立起加工误差的概念，特别是误差敏感方向问题，掌握原始误差类型，注意它们在加工精度分析中的应用，寻求有效提高加工精度的工艺途径。机床几何误差及其对加工精度的影响及其控制要讲授：回转运动
9、精度的影响及其控制、直线运动精度的影响及其控制、成形运动间位置关系精度的影响及其控制、成形运动间速度关系的精度影响及其控制。加工过程中其它因素对机械加工精度的影响及其控制要讲授：工艺系统受力变形的影响及其控制、工艺系统热变形的影响及其控制、工艺系统磨损的影响及其控制、工艺系统残余应力的影响及其控制；在此主要分析工艺系统的受力变形问题，使学生明确除了理论上的恒定切削力作用以外，在加工过程中还实际存在着由多种原因所引起的切削力变化。由于工艺系统的刚度有限，在这两部分力的综合作用下必然会引起工艺系统的变形。其中变力的作用主要通过误差复映规律造成一批工件加工误差的分散。加工总误差的分析要讲授：加工误差
10、的统计性质、机械加工误差的分布规律、加工误差的统计分析方法。保证和提高机械加工精度的主要途径。重点使学生建立起原始误差和加工误差之间的联系，明确分析问题的思路，学会从两个方向来分析问题，即根据工艺系统自身存在的误差状况，分析可能由此造成的加工误差；根据对已经形成的加工误差分析，寻找可能致此的误差根源，从而实现对加工工艺系统误差的控制，提高机械加工精度。机械加工表面质量的影响因素及其改善要讲授：切削加工表面的形成过程、加工表面粗糙度及其改善措施（切削加工、磨削加工）、加工表面变质层的影响因素及其控制（加工硬化、残余应力、金相组织变化） ；重点学会分析切削和磨削时加工表面微观形貌的影响因素及其改善
11、措施，加工表面变质层的重点是磨削烧伤问题。要使学生进一步了解有效控制加工表面质量的工艺方法。机械加工过程中的振动及其控制（强迫振动、自激振动） ，针对加工过程中振动的易发形式，引导学生根据不同的工艺系统寻找振动的诱发起因，并采取有效的控制措施。以典型工艺系统条件下工件加工精度的获得为例，运用以上诸概念和方法分析机械加工误差产生的原因及保证机械加工精度的措施，分析典型零件表面加工质量问题，目的在于找到获得高质量加工表面的工艺方法。第章 机械加工工艺过程设计（11 学时）机械加工工艺规程制订的步骤和方法要讲授：机械加工工艺规程的设计原则，机械加工工艺规程制订所需的原始资料，机械加工工艺规程的设计步
12、骤及内容，定位基准的选择(粗基准的选择原则、精基准的选择原则)并根据实例分析， 使学生充分认识到定位基准选择对保证加工精度的重要性，很好地掌握和灵活运用定位基准的选择原则。加工工艺路线的拟订要讲授：加工方法的选择，加工阶段的划分，加工顺序的安排。通过讲授，使学生从单一表面加工到工件加工合格的全过程中，学会从不同角度考虑如何实现零件设计要求的工艺方法，认识到各种加工方法的经济精度，了解工艺过程设计的灵活性，完成工艺路线拟订的优化。加工余量及与之相关的工序尺寸计算要讲授：加工余量的概念；确定的方法，仅与加工余量有关的工序尺寸及其公差的确定。重点要明确加工余量的基本概念， 学会与之相关的工序尺寸的计
13、算。工艺尺寸链及相关工序尺寸的计算要讲授：尺寸链概念；尺寸链的基本计算方法与工艺尺寸链的应用。通过实例，使学生了解加工工艺尺寸链的特点，充分认识工艺尺寸和设计尺寸的区别，学会紧密结合工艺路线（工序安排）计算工艺尺寸链的方法。零件结构的工艺性分析要讲授： 结构工艺性的概念及具体分析方法。工艺过程的经济性分析要讲授：生产率和经济性；时间定额和提高生产效率的工艺途径，工艺方案技术经济性分析，工艺过程优化。要求掌握简单工件加工工艺路线的安排，粗、精基准的分析及各类工序尺寸的计算。第章 机器的装配工艺（5 学时）机器装配的基本概念，装配工艺规程设计：装配工艺规程的设计原则和基本内容，装配工艺规程的设计步
14、骤。保证机器装配精度的工艺方法：机器的装配精度，装配尺寸链的建立与计算，互换装配法(完全互换法、大数互换法)，选择装配法，修配装配法与调整装配法。掌握查找装配尺寸链，验证机器装配的尺寸要求。在介绍各种装配工艺方法的基础上，重点讲授互换装配法和修配装配法及零件尺寸的反计算问题（设计过程） ；4.教学中应注意以下几点：（1） 备课要认真充分，教学内容要精选，做好每堂课的课堂设计。做到内容深入浅出，讲述通俗易懂，切忌照本宣科，努力调动学生的学习积极性和专业学习兴趣。（2） 组织课堂讨论，鼓励学生发问。使学生消化理解基本概念，掌握分析问题的基本方法。（3）注重教学效果， 注意与学生的信息交流， 通过提
15、问和练习让学生思考，以调动学生学习的主动性和注意力，并了解学生对课堂主要内容的掌握程度。根据学生对知识的接受情况，把握课堂节奏，及时调整课程的进度。（4）理论联系实际，在讲解基本理论时，及时穿插应用实例的演练，传授解题思路，学以致用。（5）留有自学空间， 对教材或参考书中较理解容易的教学内容， 可让学生自修，以检查学习效果。（6）科研教学相结合，讲课时可适时适当介绍相关领域的最新科研成果，拓宽专业知识，提高学习兴趣。（二）实验（共（二）实验（共 8 8 学时）学时）1.车刀角度测量；2.切削变形的动态观察及切削变形测量；3.切削力与切削温度综合测量；4.车床刚度检测与调整法加工尺寸误差分析。（三）成绩评定（三）成绩评定平时成绩 10%，实验成绩 20%，期末考试成绩 70%。
