1、機械制造基礎（專科）學案課程名稱: 機械制造基礎考核方式：過程性考核，學生根據學案學習完每章節內容后，完成每章節練習題，并在期末考試期間上交完成的學案。第一章 金屬材料的力學性能一、本章內容概述 材料的性能包括使用性能和工藝性能，使用性能決定了金屬材料的應用范圍、可靠性和使用壽命，分為物理性能、化學性能和力學性能；工藝性能是材料對某種加工工藝的適應性，決定了是否易于加工。二、學習目標1.了解材料的力學性能。2.掌握金屬的強度、硬度、韌性的表征方法及意義。三、本章知識點1.強度、塑性概念。2.低碳鋼的拉伸曲線的意義，各個階段發生的變化。3.強度指標：彈性極限、屈服強度、抗拉強度表征意義。4.塑性

2、指標：斷后伸長率、斷面收縮率的表征及意義。4.布氏、洛氏、維氏硬度的實驗方法，主要特點、應用范圍及優、缺點。5.金屬沖擊試驗-沖擊韌性的表征及意義。6.交變應力作用下疲勞試驗的原理及應用，疲勞破壞產生的原因，采取措施。7.低應力脆斷產生的原因，斷裂韌度的表征及意義 。四、本章習題1.什么是應力？什么是應變？材料發生形變時內部產生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定義單位面積上的這種反作用力為應力。或物體由于外因(受力、濕度變化等)而變形時，在物體內各部分之間產生相互作用的內力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。在所考察的截面某一點單位面積上的內力稱為應力

3、當材料在外力作用下不能產生位移時，它的幾何形狀和尺寸將發生變化，這種形變稱為應變。第二章 鐵碳合金 1、 本章內容概述材料性能上的差異主要取決于金屬原子排列的規律和結構缺陷，本章主要介紹金屬晶體結構及晶體缺陷對材料物理性能的影響、相圖的建立及分析、鐵碳合金相圖等。2、 學習目標1.掌握鋼在結晶過程中的組織轉變2.掌握鐵碳合金相圖。三、本章知識點1. 晶體結構概念：晶格、晶胞、體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格2. 晶體缺陷類型：點、線、面缺陷，晶體缺陷類型對材料性能的影響3. 金屬結晶過程：晶核形成、晶核長大；晶粒度大小對性能的影響和控制方法4. 合金、組元、相、合金相結構、固溶體、金屬

4、化合物等概念和彼此間的關系5. 合金的晶體結構特點和基本組織類型，固溶體和金屬化合物的性能6. 二元合金狀態圖建立方法和勻晶狀態圖、共晶狀態圖、包晶狀態圖的構成特點和分析7. 鐵碳合金的基本組織及性能特點8. Fe-Fe3C狀態圖的特性點、特性線和區域構成特點、應用9. 鐵碳合金相圖的結晶過程分析：合金組織狀態隨溫度的變化規律和其室溫組織性能隨成分的變化規律10.雜質元素對碳鋼的影響：有利、不利11.碳素結構鋼、優質碳素結構鋼和碳素工具鋼的牌號、組織性能特點及應用12.鑄鐵的石墨化過程、鑄鐵的分類13.灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵的牌號、組織性能特點及應用四、本章習題1.常見的晶體結構

5、類型？ 答：（1）NaCl晶體（2）CsCl晶體（3）CO2晶體（4）金剛石晶體（5）石墨晶體第三章 鋼的熱處理1、 本章內容概述 鋼的熱處理可以改善鋼材的性能，其原因在于加熱和冷卻過程中規律性的組織結構轉變2、 學習目標1.了解熱處理的目的。2.初步掌握熱處理的四個基本環節。3. 初步掌握鋼的熱處理工藝。4.過冷奧氏體的轉變特點三、本章知識點1. 熱處理的概念 2. 鋼在加熱時的組織轉變特點奧氏體化的過程及奧氏體晶粒度的概念 3. 鋼在冷卻時過冷奧氏體的轉變方式和轉變特點、轉變產物的組織和性能 4. 常用的退火、正火、淬火和回火等的工藝特點目的及應用 5. 表面淬火、化學熱處理等工藝方法的特

6、點及應用6. 其他熱處理及熱處理新技術四、本章習題1. 過冷奧氏體等溫轉變圖中各線的意義。在連續冷卻過程中，過冷奧氏體同樣能進行等溫轉變時所發生的幾種轉變，即：珠光體轉變、貝氏體轉變和馬氏體轉變等，而且各個轉變的溫度區也與等溫轉變時的大致相同。在連續冷卻過程中，不會出現新的在等溫冷卻轉變時所沒有的轉變。但是，奧氏體的連續冷卻轉變不同于等溫轉變。因為，連續冷卻過程要先后通過各個轉變溫度區，因此可能先后發生幾種轉變。而且，冷卻速度不同，可能發生的轉變也不同，各種轉變的相對量也不同，因而得到的組織和性能也不同。所以，連續冷卻轉變就顯得復雜一些，轉變規律性也不像等溫轉變那樣明顯，形成的組織也不容易區分

7、。過冷奧氏體等溫轉變的規律可以用C曲線來表示出來。同樣地，連續冷卻轉變的規律也可以用另一種C曲線表示出來，這就是“連續冷卻C曲線”，也叫作“熱動力學曲線”。根據英文名稱字頭，又稱為“CCT曲線”。過冷奧氏體等溫轉變動力學曲線是表示不同溫度下過冷奧氏體轉變量與轉變時間關系的曲線。由于通常不需要了解某時刻轉變量的多少，而比較注重轉變的開始和結束時間，因此常常將這種曲線繪制成溫度時間曲線，簡稱C曲線。第四章 合金鋼 一、本章內容概述合金鋼即在碳鋼基礎上有目的地加入合金元素2、 學習目標1.了解合金鋼的分類、牌號、性能和用途。2.掌握各種材料的性能。3.合金元素對鋼的作用三、本章知識點1.合金鋼的分類

8、2.合金鋼的編號3.合金元素對鋼基本相的影響和對鋼的熱處理的影響 4.低合金結構鋼、合金結構鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐磨鋼、耐熱鋼的成分、牌號、性能及用途 四、本章習題1.識別16MnCu，15Cr，20CrMnTi，40MnVB，35CrMo各屬于哪類鋼，并說明判別理由16MnCu是低合金鋼的一種，碳含量<0.2%，主要強化元素Mn<1.8%加入Cu主要是抗大氣腐蝕15Cr這是一種常用的低碳合金滲碳鋼，在滲碳時可顯著地增加表面含碳量，增大滲碳深度，但在高溫長時間滲碳時有晶粒長大傾向及形成網狀碳化物的傾向；對形狀簡單、要求不高的零件，滲碳后可直接

9、降溫淬火，但熱處理后變形較大，又有回火脆性，鋼的淬透性較15號碳鋼高，在油中臨界淬透直徑為215mm，在水中臨界淬透直徑為629mm。此外，鋼的冷變形塑形高，焊接性良好，在退火狀態下可切削性甚好20CrMnTi是滲碳鋼，滲碳鋼通常為含碳量為0.17%-0.24%的低碳鋼。40MnVB，合金結構鋼 在油中臨界淬透直徑達27.543.5mm。熱處理時過熱敏感性較小，另外冷拔、切削、滾絲、攻絲等工藝性能也均優良35CrMo合金結構鋼，有很高的靜力強度、沖擊韌性及較高的疲勞極限，淬透性較40Cr高，高溫下有高的蠕變強度與持久強度，長期工作溫度可達 500；冷變形時塑性中等，焊接性差。第五章 有色金屬

10、一、本章內容概述除鋼鐵外的其他金屬及其合金也具有特殊的物理、化學和力學性能二、學習目標1了解鋁合金固溶時效強化方法，各種合金的分類和編號方法2掌握各種（鋁、銅、軸承、硬質、粉末）合金的主要用途三、本章知識點1. 鋁的特點、性質及應用2. 鋁合金分類及熱處理方式固溶+時效3. 變形鋁合金、鑄造鋁合金的牌號、性能特點及應用 4. 銅的性能及應用5. 銅合金的分類，常用加工黃銅、加工青銅、鑄造銅合金的成分、牌號、性能特點及應用 6. 鑄造軸承合金的組織特點和常用鑄造軸承合金的牌號，性能特點及應用 四、本章習題1.何謂黃銅？其力學性能與什么有關？黃銅中由于含鋅量不同，機械性能也不一樣，圖7是黃銅的機械

11、性能隨含鋅量不同而變化的曲線。對于黃銅，隨著含鋅量的增多，b和均不斷增高。對于（+）黃銅，當含鋅量增加到約為45%之前，室溫強度不斷提高。若再進一步增加含鋅量，則由于合金組織中出現了脆性更大的r相（以Cu5Zn8化合物為基的固溶體），強度急劇降低。（+）黃銅的室溫塑性則始終隨含鋅量的增加而降低。所以含鋅量超過45%的銅鋅合金無實用價值第六章 其他材料一、本章內容概述金屬材料不可避免的存在一些缺點、多種材料越累越多地應用到各個領域中。2、 本章知識點1. 粉末冶金材料的冶金工藝過程2. 常用硬質合金的牌號，性能特點及應用 3. 常用高分子材料的分類、性能特點及應用4. 陶瓷材料、復合材料、功能材

12、料的分類、組織性能特點及應用 三、本章習題1. 簡述塑料的種類及工程塑料的特點和用途塑料的種類有：ABS：俗名工程塑料 PP：俗名聚丙烯 PVC：俗名聚氯乙烯 PU：俗名聚氨酯 POM：俗名賽鋼 PA：俗名尼龍 PMMA：有機玻璃 PC：俗稱聚碳酸酯工程塑料特點：1、綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩定性,電性能良好.2、與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。4、流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件.工程塑料可用于連接件、座椅背、座板，它是

13、塑料中能進行電鍍（水鍍）主要原料。第七章 機械工程材料的選用 一、學習目標1. 掌握選用材料的原則：使用性能、工藝性能、經濟性2. 掌握典型零件的選材：工作條件、失效形式及性能要求 二、本章習題1. 機械零件選材的基本原則是什么？1 使用要求（或稱使用性能原則，首要考慮因素）2 工藝要求（也稱工藝性能原則，決定成本利潤的關鍵）3、經濟性要求（也稱經濟性原則，不是越便宜越好）另外，還要考慮國家資源政策、國際市場動態和當地材料的供應情況等等。第八章 鑄造 一、學習目標1.掌握鑄件結構與鑄造工藝性的關系。2.掌握合理設計鑄件的壁厚及鑄件壁的聯結。二、本章知識點1. 鑄造的概念及優缺點2. 金屬的流動

14、性、收縮性概念及影響因素，2. 砂型鑄造的工藝過程，手工造型、機器造型的基本方法、特點及應用 3. 砂型鑄造工藝設計基礎，工藝設計主要內容：澆注位置、分裂面、主要工藝參數、澆注系統 4. 金屬型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造、實型鑄造的基本原理、特點和應用5. 了解一些新型的造型技術6. 快速成型技術的基本原理和幾種典型快速成型技術7. 鑄件結構設計的基本知識、鑄造工藝對結構的影響三、本章習題1.常用的特種鑄造方法有哪些？常用的特種鑄造方法有熔模精密鑄造、石膏型精密鑄造、陶瓷型精密鑄造、消失模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、真空吸鑄、擠壓鑄造、離心鑄造、連續鑄造

15、、半連續鑄造、殼型鑄造、石墨型鑄造、電渣熔鑄等。第九章 鍛壓 一、學習目標1.掌握金屬的塑性變形、可鍛性及影響可鍛性的因素。2.掌握板料沖壓的特點3.掌握沖壓的基本工序4.掌握工藝設計時需要注意的問題二、本章知識點1. 塑性變形概念，金屬的塑性變形基本過程和基本規律2. 冷加工和熱加工變形對金屬的組織和性能的影響3. 常用的鍛壓工藝和合金的鍛造性能的影響因素4. 了解自由鍛造、錘上模鍛、胎模鍛造的基本方法、工藝規程制定內容5. 沖壓工序變形特點、應用及基本工序6. 自由鍛、模鍛、沖壓機構設計時注意問題，設計時的原則7. 了解幾種新型的加工方法基本原理、特點及應用三、本章習題1.生活用品中有哪些

16、是由板料沖壓而成的？試舉例說明日常生活中所見到的東西有很多配件是沖壓制成的，基本上看到是金屬材料的除鑄造的和擠壓的大概都是沖壓的，例如門窗合頁、拉手、家用電器里的各種五金、汽車摩托車的金屬件、工具農具等有很多。比如園林工具的剪刀把，先用板料沖成工藝形狀平片，然后該沖孔的沖孔，該壓花的壓花，最后打彎成形。然后在噴涂或其他表面處理加工，就是我們見到的剪刀把。這是比較簡單的一種，還有很多復雜的工藝。第十章 焊接 本章知識點1. 焊接的分類、特點及應用2. 手工電弧焊的焊接電流、設備、焊條3. 焊接冶金特點4. 手工電弧焊的焊接工藝：接頭、坡口和焊接位置如何選擇5. 焊接接頭及焊縫及熱影響區的組織和性

17、能4. 焊接應力與變形：應力產生的原因，變形形式和防止變形的措施5. 埋弧自動焊、氣體保護焊等焊接方法的基本原理、特點及應用 6. 碳鋼、合金鋼、鑄鐵的焊接性能。 7. 焊接常存在的質量問題，如何進行檢驗8. 了解焊接的新技術本章習題1.對焊、電焊、縫焊的區別是什么？對接電阻焊（以下簡稱對焊）是利用電阻熱將兩工件沿整個端面同時焊接起來的一類電阻焊方法。對焊的生產率高、易于實現自動化，因而獲得廣泛應用。電焊的基本工作原理是通過常用的220V電壓或者380V的工業用電，通過電焊機里的減壓器降低了電壓，增強了電流，并使電能產生巨大的電弧熱量融化焊條和鋼鐵，而焊條熔融使鋼鐵之間的融合性更高。電焊條的外

18、層的藥皮、CO2焊接噴出CO2氣體起防止金屬融化后氧化的作用（不信你把藥粉敲了看能焊接不）。當然這種解釋是通俗的。縫焊：焊件裝配成搭接或斜對接頭并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉動，連續或斷續送電，形成一條連續焊縫的電阻焊方法，稱為縫焊。 縫焊是用一對滾盤電極代替點焊的圓柱形電極，與工件作相對運動，從而產生一個個熔核相互搭疊的密封焊縫的焊接方法。 縫焊廣泛應用于油桶、罐頭罐、暖氣片、飛機和汽車油箱，以及噴氣發動機、火箭、導彈中密封容器的薄板焊接第十一章 機械零件毛坯的選擇本章知識點1. 常用毛坯的種類和毛坯的選用原則2. 典型的軸類、套盤類、機架箱體類毛坯選擇舉例本章習題1.選擇毛坯時，應

19、考慮哪些因素？加工余量足不足，零件的材料及對材料的組織和性能要求:設計圖上規定的零件材料，大體上就決定了毛坯的種類。例如，零件材料為鑄鐵就必須用鑄造方法來制造毛坯。對于鋼制零件，在選擇毛坯時應考慮材料的力學性能要求。例如，制造高壓閥門的零件一般應盡量選用鍛件或焊接件，以保證材料具有良好的力學性能。零件的結構形狀和外形尺寸:零件的結構形狀是影響毛坯選擇的重要因素，例如，結構形狀復雜的閥體應盡量選用鑄件。尺寸大的閥體可選用砂型鑄造；尺寸小的則采用熔模鑄造。 生產綱領的大小:零件的生產綱領愈大，采用高精度和高效率的毛坯制造方法經濟效果愈好。 毛坯制造的條件:應根據現場的設備狀況和工藝水平來選擇毛坯，

20、并考慮發展前景逐步采用先進的毛坯制造方法。第12章 切削加工基礎知識 一、本章知識點1. 切削加工是機械加工的基本方法，在切削加工形成零件的全過程中，了解刀具和工件間的相互運動；正確認識各種切削要素。 2. 刀具材料的選用，刀具結構，刀具的幾何角度。 3. 切削層金屬被刀具從工件毛坯上切除的過程，了解切屑的形成及種類，主要認識積屑瘤的形成原因與其危害。 4. 影響切削加工性的因素和衡量切削加工性的指標二、學習目標1.了解切削過程中的物理現象。2.了解刀具的耐用度、工件材料的切削加工性的概念。3.掌握切削加工的基本概念。4.熟練掌握切削刀具的材料以及刀具的幾何形狀及角度。三、本章習題1.何謂積屑

21、瘤？它是如何形成的？對切削過程有何影響？積屑瘤指在加工中碳鋼時，在刀尖處出現的小塊且硬度較高的金屬粘附物。形成：在加工過程中，由于工件材料是被擠裂的，因此切屑對刀具的前面產生有很大的壓力，并摩擦生成大量的切削熱。在這種高溫高壓下，與刀具前面接觸的那一部分切屑由于摩擦力的影響，流動速度相對減慢，形成“滯留層”。當摩擦力一旦大于材料內部晶格之間的結合力時，“滯流層”中的一些材料就會粘附在刀具*近刀尖的前面上，形成積屑瘤。對切削過程加工件有劃痕，加工精度會降低第十三章 零件表面的加工一、本章知識點1、金屬切削機床的分類及型號編制方法（1） 金屬切削機床的分類（2） 金屬切削機床型號的編制方法（3）金

22、屬切削機床的基本構造2、機械加工（1） 車削（2） 銑削（3） 刨削（4） 鉆削、鏜削（5） 磨削外圓面的的技術要求；外圓面的加工方案分析孔的的技術要求；孔的加工方案分析平面的的技術要求；平面的加工方案分析成型面的的技術要求；成型面的加工方法分析螺紋的的技術要求；螺紋的加工方法分析齒輪的技術要求；齒輪齒形的加工方法分析本章重點難點：典型表面的加工方案分析二、學習目標1.了解金屬切削機床的分類及型號編制方法。2.常用的切削加工藝特點及其應用三、本章習題1.試述拉削工藝的特點和應用特點： 生產效率高、加工精度高、結構、操作簡便、刀具成本高、加工范圍廣應用：由于拉削加工具有以上特點，所以主要適用于成

23、批和大量生產，尤其適于在大量生產中加工比較大的復合型面，如發動機的氣缸體等。在單件、小批生產中，對于某些精度要求較高、形狀特殊的成形表面，用其他方法加工很困難時，也有采用拉削加工的。但對于盲孔、深孔、階梯孔及有障礙的外表面，則不能用拉削加工。第十四章 機械加工工藝過程 一、本章知識點1、加工工藝的基礎知識 工藝過程的組成，生產綱領、生產類型、工藝規程、工藝規程制訂的步驟。 2、零件結構工藝性要求 實際生產過程中要滿足裝夾、加工、測量的便利。 3、定位基準的選擇 工件生產過程中的基準的類型與選擇。各種類型工件的加工過程的簡介。 二、學習目標1.掌握機械加工工藝的基本概念、基本理論。2.熟練掌握制定機械加工工藝規程的基本原則和方法、步驟。三、本章習題1.根據什么原則選擇粗基準和