機(jī)械制造工程課程教學(xué)大綱課程代碼：MEEN3015課程類別：專業(yè)選修課程授課對象：機(jī)械電子工程專業(yè)開課學(xué)期：第7學(xué)期學(xué) 分：2學(xué)分學(xué) 時：36上課學(xué)時+18實驗學(xué)時主講教師：王明娣、施學(xué)斌指定教材：黃健求機(jī)械制造技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社，李森林機(jī)械制造基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)出版社1. 教學(xué)目的：本課程是高等工程本科學(xué)校機(jī)械電子工程專業(yè)選修的機(jī)械制造技術(shù)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生（1）獲得機(jī)械制造工藝過程的基本知識。（2）掌握鑄鍛焊等熱加工工藝特點和各類加工方法的選擇要素。（3）基本掌握金屬切削原理與刀具方面的基礎(chǔ)知識。（4）掌握金屬切削機(jī)床的基礎(chǔ)知識。（5）掌握各種典型表面加工方法方面的基礎(chǔ)知識。（6）基本掌握機(jī)械加工工藝與裝配工藝方面的基礎(chǔ)知識。（7）基本掌握機(jī)床夾具設(shè)計方面的基礎(chǔ)知識。綜合起來，本課程的任務(wù)是使學(xué)生了解機(jī)械制造過程，掌握制造技術(shù)文化的基礎(chǔ)知識，建立材料與工藝之間的相互關(guān)系。通過對機(jī)械工程材料的性能特點，熟悉鑄造、鍛壓、焊接的工藝基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用材料及工藝知識進(jìn)行選材與工藝分析的初步能力，為學(xué)習(xí)選擇使用工程材料、選擇毛坯、選用無切削或少切削加工方法、為機(jī)械零件制定加工工藝路線、學(xué)習(xí)其它課程和從事技術(shù)工作打好必要基礎(chǔ)。緒論課時：1周，共2課時教學(xué)內(nèi)容：1、機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展史2、機(jī)械制造過程的基本內(nèi)容3、機(jī)械制造制造工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用鑄造課時：1周，共4課時教學(xué)內(nèi)容：1 、砂型鑄造工藝基礎(chǔ) 鑄造生產(chǎn)的實質(zhì)、特點及應(yīng)用。砂型鑄造工藝過程。手工造型基本方法、特點及應(yīng)用。 2 、合金的鑄造性能 合金的流動性、收縮性及常用合金的鑄造性能。 3 、砂型鑄造工藝設(shè)計基礎(chǔ) 鑄造工藝圖的作用和內(nèi)容。工藝設(shè)計主要內(nèi)容：澆注位置、分裂面、主要工藝參數(shù)、澆注系統(tǒng)。 4 、鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性及鑄造工藝過程的影響。鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性與合金鑄造性能的關(guān)系。鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本知識。 5 、鑄造毛坯的選用 鑄件的性能特點及鑄造毛坯選用條件。 課堂討論 結(jié)合生產(chǎn)實例，正確選用鑄造毛坯。 6 、特種鑄造簡介 金屬型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造、離心鑄造的基本原理、特點和應(yīng)用。 鍛壓 課時：1周，共3課時教學(xué)內(nèi)容：1 、鍛造工藝基礎(chǔ) 鍛造生產(chǎn)的實質(zhì)、特點及應(yīng)用。了解自由鍛造、錘上模鍛、胎模鍛造的基本方法。 2 、合金的鍛造性能 金屬的塑性變形及實質(zhì)。金屬的可鍛性及其影響因素。常用合金的鍛造性能。 3 、鍛造工藝設(shè)計基礎(chǔ) 鍛件圖繪制（確定余量、公差和余塊），計算其坯料的質(zhì)量和尺寸，確定其變形工序等。 4 、鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 自由鍛造零件、胎模鍛造零件、模鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 5 、鍛造毛坯的選用 鍛件的性能特點、鍛造毛坯的選用條件。 課堂討論 結(jié)合生產(chǎn)實例，正確選用鍛造毛坯。 6 、板料冷沖壓 沖壓的基本工序。冷沖壓模的結(jié)構(gòu)和材料。冷沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性。典型冷沖壓件生產(chǎn)舉例。 7 、特種鍛造簡介 輥鍛、精密模鍛、軋制、擠壓、冷拔的基本原理、特點及應(yīng)用。 焊接與膠接 課時：1周，共3課時教學(xué)內(nèi)容：1 、熔化焊工藝基礎(chǔ) 熔化焊的實質(zhì)、特點及應(yīng)用。手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護(hù)焊基本原理、特點及應(yīng)用。 2 、焊接接頭及金屬焊接性能 焊縫及熱影響區(qū)的組織和性能。金屬的可焊性。碳鋼、合金鋼、鑄鐵的焊接性能。 3 、焊接應(yīng)力與焊件的結(jié)構(gòu)工藝性 焊接應(yīng)力與變形：應(yīng)力產(chǎn)生的原因，變形形式和防止變形的措施。焊接件的結(jié)構(gòu)工藝性。 4 、熔化焊工藝設(shè)計基礎(chǔ) 確定焊縫位置和焊接方法。確定焊接接頭及坡口的形式和尺寸。合理選用焊條。簡單焊接件工藝設(shè)計。 5 、焊接件選用 焊接件的性能特點、焊接件的選用條件。 課堂討論 結(jié)合生產(chǎn)實例，正確選用焊接件。 6 、其他焊接方法簡介 氣焊、接觸焊、電渣焊基本原理、特點及應(yīng)用。 7 、膠接技術(shù) 膠接的基本原理：機(jī)械作用、擴(kuò)散作用、吸附作用。膠接劑的組成和分類。膠接工藝及膠接接頭設(shè)計。金屬切削加工基本知識課時：1周，共3課時第一節(jié) 金屬切削加工中的基本定義一、切削運(yùn)動及切削用量1、切削運(yùn)動 2、切削用量的基本要素二、刀具幾何角度1、刀具切削部分的刀面和刀刃 2、確定刀具幾何角度的參考平面及參考系 3、刀具的標(biāo)注角度與工作角度第二節(jié) 切屑形成過程及加工表面質(zhì)量一、切削形成過程1、材料變形區(qū)的概念 2、材料變形對已加工表面質(zhì)量的影響二、切屑類型 1、切屑類型及控制 2、磨削與砂輪選擇第三節(jié) 切削力與切削熱的基本概念一、切削力1、切削力的形成 2、切削力的分解 3、磨削力二、切削熱與切削溫度1、切削熱與切削溫度 2、磨削熱和磨削溫度 3、刀具磨損和刀具耐用度第四節(jié) 影響切削加工效率及表面質(zhì)量的主要因素 一、工件材料的切削加工性二、刀具材料的合理選擇 1、刀具材料應(yīng)具備的切削性能 2、刀具材料的種類 性能及選擇 3、刀具幾何參數(shù)的選三、切削液1、切削液的種類 2、切削液的選用四、切削用量選擇1切削用量選擇原則 2、切削用量的選擇思考題：（見教材）金屬切削機(jī)床與刀具課時：3周，共9課時第一節(jié) 金屬切削機(jī)床概述一、工件表面成形方法1、工件表面形狀與成形方法 2、機(jī)床運(yùn)動分析二、機(jī)床的分類 1、機(jī)床的分類方法 2、 機(jī)床的型號編制第二節(jié) 車床一、車床的種類1、普通車床 2、數(shù)控車床 3、其它車床 4、車床的主要加工范圍二、車刀1、車刀的種類 2、車刀的材料第三節(jié) 孔加工機(jī)床與刀具一、鉆床1、鉆床的種類 2、鉆床的主要加工范圍二、鏜床1、鏜床的種類 2、鏜床的主要加工范圍三、孔加工刀具1、孔的粗加工刀具 2、孔的半精加工與精加工刀具 3、孔加工刀具的材料第四節(jié) 銑床與銑刀一、銑床的種類1、普通銑床 2、數(shù)控銑床 3、其它銑床 4、銑床的主要加工范圍二、銑刀1、銑刀的種類 2、銑刀的材料第五節(jié) 刨床與插床一、刨床1、刨床的種類 2、刨床的主要加工范圍 二、插床1、插床的種類 2、插床的主要加工范圍 第六節(jié) 磨床與砂輪一、磨床的種類1、萬能外圓磨床 2、其它磨床 3、磨床的主要加工范圍二、砂輪1、砂輪的組織結(jié)構(gòu) 2、砂輪的選用第七節(jié) 齒輪加工機(jī)床與齒輪刀具一、齒形面的加工原理與方法 1、展成法 2、成形法二、滾齒機(jī)與滾刀三、插齒機(jī)與插齒刀四、磨齒機(jī)第八節(jié) 其它機(jī)床簡介一、組合機(jī)床二、加工中心思考題：（見教材）機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂課時：2周，共6課時第一節(jié) 機(jī)械加工工藝過程的基本概念一、機(jī)械加工工藝過程的組成 1、安裝 2、工位 3、工步 4、走刀二、生產(chǎn)類型與機(jī)械加工工藝規(guī)程第二節(jié) 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則與步驟一、制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則二、制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟第三節(jié) 工件在加工時的定位與基準(zhǔn)一、基準(zhǔn)的概念與分類1、設(shè)計基準(zhǔn) 2、工藝基準(zhǔn)二、定位基準(zhǔn)的選擇1、粗基準(zhǔn)的選擇 2、精基準(zhǔn)的選擇第四節(jié) 加工工藝路線的制定一、加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇 1、加工經(jīng)濟(jì)精度的概念 2、典型表面的加工方法與工藝路線（外圓柱面、孔與平面）二、加工順序的安排與加工階段的劃分1、加工順序的安排 2、加工階段的劃分第五節(jié) 加工余量、工序尺寸及公差的確定 一、加工余量與工序尺寸的確定 二、工序公差的確定第六節(jié) 提高勞動生產(chǎn)率的工藝措施一、縮短基本時間二、縮短輔助時間或輔助時間與基本時間重合三、縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時間思考題：（見教材）機(jī)床夾具設(shè)計原理 課時：2周，共6課時第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 一、機(jī)床夾具的分類二、夾具的作用和組成 1、夾具的作用 2、夾具的組成元件第二節(jié) 工件的定位原理與定位方法及元件一、定位原理二、定位方法及元件1、工件以平面定位 2、工件以圓孔定位 3、工件以外圓柱面定位 4、工件以一面兩孔定位 5、 其他定位方式第三節(jié) 工件夾緊裝置的設(shè)計一、夾緊裝置的組成及設(shè)計要求二、正確施加夾緊力 三、常用夾緊機(jī)構(gòu) 1、斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 3、偏心輪夾緊機(jī)構(gòu) 4、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 5、復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu) 6、定心夾緊機(jī)構(gòu)第四節(jié) 典型機(jī)床夾具一、車床夾具1、車床夾具的工作特點 2、車床夾具與機(jī)床的聯(lián)接 3、車床夾具設(shè)計要點二、銑床夾具1、銑床夾具的工作特點 2、銑床夾具與機(jī)床的聯(lián)接 3、銑床夾具上工件與刀具相對位置的確定 4、銑床夾具設(shè)計要點三、鉆床與鏜床夾具1、鉆床與鏜床夾具的工作特點 2、鉆床與鏜床夾具與機(jī)床的聯(lián)接 3、鉆床與鏜床夾具上工件與刀具相對位置的確定 4、鉆床與鏜床夾具設(shè)計要點四、柔性夾具簡介 1、組合夾具 2、成組可調(diào)整夾具 3、其它柔性夾具思考題：（見教材）實驗教學(xué)課時：6周，共18課時實驗一 車刀幾何角度測量1、實驗?zāi)康囊?1)了解車刀量角臺的構(gòu)造與工作原理。(2)掌握車刀幾何角度測量的基本方法。(3)加深對車刀各幾何角度、各參考平面及其相互關(guān)系的理解。2、實驗儀器及刀具儀器：回轉(zhuǎn)工作臺式量角臺車刀：直頭外圓車刀3、實驗內(nèi)容及要求(1)利用車刀量角臺分別測量直頭外圓車刀的幾何角度：要求學(xué)生測量r、r、s、o、o 等共5個基本角度。(2)在平面內(nèi)繪出這5個基本角的視圖。實驗二 機(jī)床幾何精度檢驗1、實驗?zāi)康模海?）了解常用的機(jī)床幾何精度檢驗項目、允許標(biāo)準(zhǔn)和檢驗方法（2）了解機(jī)床幾何精度檢驗項目常用的檢驗工具和儀器（3）學(xué)習(xí)正確使用工具儀器進(jìn)行測量操作的技能及測量數(shù)據(jù)的處理方法2、實驗對象、實驗內(nèi)容及所有的工具儀器：（1）實驗對象：CA6140A/4001000（2）實驗內(nèi)容：檢驗以下項目G1縱向：溜板移動時導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度G1橫向：溜板移動時導(dǎo)軌的傾斜度G2：溜板移動在水平面內(nèi)的直線度G6：主軸錐孔中心線的徑向跳動G7：溜板移動對主軸中心線的平行度（3）實驗用的工具和儀器水平儀 0.02/1000一 錐柄檢驗棒 4#莫氏圓柱部分長500CM 一根 千分表 0.001/格 二只 圓柱檢驗棒 L=600CM 一根 磁性表架 二臺 鋼尺 L=300MM 一把3、實驗條件與實驗程序內(nèi)容和要求：（1）實驗條件：機(jī)床的幾何精度檢驗應(yīng)在正常使用狀態(tài)下進(jìn)行對初次安裝或遷移后重新安裝的機(jī)床，應(yīng)安裝調(diào)試經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定后進(jìn)行。（2）實驗程序內(nèi)容：多個檢驗項目應(yīng)按一定次序逐個進(jìn)行。本實驗中個項目檢驗作業(yè)次序為G1、G2、G6、G7（3）實驗要求：認(rèn)真測得各檢驗項目的數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，得到結(jié)論數(shù)據(jù)根據(jù)GB/T4020-1997確定相應(yīng)項目的允許值，對所測機(jī)床的各項精度作出合格與否的結(jié)論。實驗三、車銑復(fù)合加工中心實驗一、實驗?zāi)康?.了解車銑復(fù)合加工中心編程軟件的特點，掌握使用車銑復(fù)合加工中心編程的方法。2.了解車銑復(fù)合加工中心各軸的運(yùn)動特點及機(jī)床的特性。3.了解車銑復(fù)合加工中心自動加工的整體過程 二、實驗原理 加工中心，簡稱cnc，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動化機(jī)床。加工中心備有刀庫，具有自動換刀功能，是對工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成車、銑、鉆、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾、測量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時間，對加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。三、實驗設(shè)備 馬扎克INTEGREX200 車銑復(fù)合中心一臺以及氣源等輔助設(shè)備。四、注意事項1.操作者應(yīng)先仔細(xì)閱讀加工中心及雕銑機(jī)操作規(guī)程，并按其要求認(rèn)真熟悉機(jī)床操作。2.必須熟悉所使用的自動編程軟件，然后再上機(jī)操作。3.程序模擬加工完畢后，應(yīng)請指導(dǎo)人員檢查。4.操作過程中，如遇問題，應(yīng)及時請教指導(dǎo)教師，禁止魯莽操作。5.實驗過程中，不準(zhǔn)離開機(jī)床。五、實驗內(nèi)容1.實驗前仔細(xì)閱讀本實驗指示書的內(nèi)容；2.觀看學(xué)習(xí)利用計算機(jī)演示數(shù)控機(jī)床CAD/CAM軟件的使用方法；3.使用數(shù)控機(jī)床CAD/CAM軟件對指定零件進(jìn)行設(shè)計和編程；4.模擬運(yùn)行程序，觀察仿真加工過程并確保程序無誤；5.熟悉機(jī)床系統(tǒng)的界面和操作面板以及相關(guān)的功能按鍵；6.進(jìn)行零件加工程序的傳輸；7.裝卡毛坯，建立工件坐標(biāo)系；8.啟動機(jī)床，完成零件加工；9.檢驗零件的尺寸精度等。六、實驗步驟（一）零件的工藝分析（二）零件的程序編制本次實驗使用Mazatrol編程軟件進(jìn)行數(shù)控自動編程。（三）機(jī)床操作1.了解熟悉控制面板分布及數(shù)控系統(tǒng)面板操作2.導(dǎo)入程序2.建立工件坐標(biāo)系4.加工運(yùn)行及檢測5.緊急停止七、數(shù)控自動加工實驗自動編程銑削圖形見現(xiàn)場實驗四 機(jī)床傳動系統(tǒng)的分析實驗一、實驗?zāi)康?通過實驗過程的各個實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生直接接觸機(jī)床傳動系統(tǒng)實物，增進(jìn)學(xué)生對機(jī)械部件的感性認(rèn)識、提高學(xué)習(xí)興趣。通過觀察實驗機(jī)床的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)、零部件形狀特征，及相關(guān)實驗內(nèi)容使學(xué)生能熟悉機(jī)床傳動系統(tǒng)中的齒輪傳動副、帶輪傳動副、離合器、傳動絲杠螺母副、主軸、花鍵軸、傳動軸結(jié)構(gòu)、軸系支承等各類典型傳動零部件結(jié)構(gòu)。 二、實驗要求： 觀察實驗機(jī)床的機(jī)械傳動系統(tǒng)工作過程、結(jié)構(gòu)、零部件特征，結(jié)合所學(xué)知識完成下列諸項實驗內(nèi)容 1. 結(jié)合課程內(nèi)容，對CA4160車床總體結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行分析。 2. 結(jié)合課程內(nèi)容，對CA4160車床傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析； 3. 根據(jù)學(xué)習(xí)所得認(rèn)識與知識，完成實驗題三、實驗內(nèi)容1、CA6140普通臥式車床的組成及各部分功能2、CA6140各機(jī)械系統(tǒng)及其功用參考書目1 鄧文英主編金屬工藝學(xué)（下冊）高教出版社 2 鞠魯粵主編機(jī)械制造基礎(chǔ)上海交大出版社3 盧秉恒主編機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社4 王先逵主編機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社5 蔡安江主編機(jī)械工程生產(chǎn)實習(xí)，機(jī)械工業(yè)出版社