图郑州大学 机械工程专业 《机械制造工艺学》 课程教学大纲 大纲制订人:王栋李大磊王晓洁 陈中中郑艳萍贺占蜀 大纲审定人:王栋 修订日期:2020/07
1 郑州大学 机械工程专业 《机械制造工艺学》 课程教学大纲 大纲制订人:王 栋 李大磊 王晓洁 陈中中 郑艳萍 贺占蜀 大纲审定人:王 栋 修订日期: 2020/07
《机械制造工艺学》课程教学大纲 课程编号:013206 课程名称(中/英文):机械制造工艺学/Mechanical Manufacturing Technology 课程类型:专业核心课 总学时:58 讲课学时:52 实验学时:6 学分:3.5 适用对象:机械工程及相关专业 先修课程:理论力学、材料力学、画法几何及机械制图、金属工艺学、互换性与技术测量基础 机械设计、机械原理、金属切削原理与机床、金工实习、认识实习等。 后续课程:毕业设计 开课单位:机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《机械制造工艺学》是以机械制造过程中的工艺问题为研究对象的一门应用性技术学科。它是 机械工程专业学生的一门主要专业课,也是其它近机类专业学生学习本专业课程前掌握有关机械工 艺理论和技术的专业基础课。 通过本课程的学习,要求学生达到以下目标: 知识目标: 目标1:认识生产过程、工艺过程与工艺系统,了解生产类型与工艺特点: 目标2:理解工件加工时的定位和基准,熟练掌握六点定位原理及定位误差的分析和计算、了 解常用定位元件及定位方案: 目标3:了解机床夹具及其组成、功能和分类,熟悉典型钻床夹具、筐床夹具、铣床夹具、车 床夹具等机床夹具的结构特点、应用场合,了解专用夹具设计的一般方法和步骤,并 能够对具体的夹具进行精度分析: 目标4:了解夹紧力确定原则,熟悉常用夹紧元件结构与特点,熟悉斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏 心夹紧等基本夹紧机构结构特点和应用场合,了解定心、联动等夹紧机构特点: 目标5:了解机械加工工艺规程的作用及格式,掌握机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内 容。掌握余量确定方法及工艺尺寸链的计算方法,能够比较工艺方案的优劣: 目标6:了解加工精度的基本概念及影响加工精度的各项因素,掌握加工误差的统计分析方法 及提高加工精度的途径: 目标7:了解表面质量的内涵及影响表面质量的各项因素,掌握影响零件表层金属力学物理性 能工艺因素及改进措施: 目标8:了解机械制造工艺技术的发展方向,拓展表面完整性制造及抗疲劳制造技术的前沿技 2
2 《机械制造工艺学》课程教学大纲 课程编号: 013206 课程名称(中/英文):机械制造工艺学/ Mechanical Manufacturing Technology 课程类型: 专业核心课 总 学 时: 58 讲课学时:52 实验学时:6 学 分: 3.5 适用对象: 机械工程及相关专业 先修课程:理论力学、材料力学、画法几何及机械制图、金属工艺学、互换性与技术测量基础、 机械设计、机械原理、金属切削原理与机床、金工实习、认识实习等。 后续课程:毕业设计 开课单位:机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《机械制造工艺学》是以机械制造过程中的工艺问题为研究对象的一门应用性技术学科。它是 机械工程专业学生的一门主要专业课,也是其它近机类专业学生学习本专业课程前掌握有关机械工 艺理论和技术的专业基础课。 通过本课程的学习,要求学生达到以下目标: 知识目标: 目标 1:认识生产过程、工艺过程与工艺系统,了解生产类型与工艺特点; 目标 2:理解工件加工时的定位和基准,熟练掌握六点定位原理及定位误差的分析和计算、了 解常用定位元件及定位方案; 目标 3:了解机床夹具及其组成、功能和分类,熟悉典型钻床夹具、镗床夹具、铣床夹具、车 床夹具等机床夹具的结构特点、应用场合,了解专用夹具设计的一般方法和步骤,并 能够对具体的夹具进行精度分析; 目标 4:了解夹紧力确定原则,熟悉常用夹紧元件结构与特点,熟悉斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏 心夹紧等基本夹紧机构结构特点和应用场合,了解定心、联动等夹紧机构特点; 目标 5:了解机械加工工艺规程的作用及格式,掌握机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内 容。掌握余量确定方法及工艺尺寸链的计算方法,能够比较工艺方案的优劣; 目标 6:了解加工精度的基本概念及影响加工精度的各项因素,掌握加工误差的统计分析方法 及提高加工精度的途径; 目标 7:了解表面质量的内涵及影响表面质量的各项因素,掌握影响零件表层金属力学物理性 能工艺因素及改进措施; 目标 8:了解机械制造工艺技术的发展方向,拓展表面完整性制造及抗疲劳制造技术的前沿技 术;
能力目标: 目标9:初步具有机床夹具结构的能力:初步具有制定机械加工工艺规程的能力。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为: 序毕业要求 毕业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与毕 号指标点 业要求的对应关系 1 毕业要求掌握机械设计、制造及其自动化领域的专业知识,能 课程目标1,2,4,5 1.4 将其与数理基础和工程基础等知识相结合,解决机械 产品或生产系统的设计、控制或改进。 毕业要求 2.3能够应用机械工程原理、技术和方法,并综合文 课程目标3,6,7,8,9 2.3 献研究,对复杂机械工程问题的原理进行深刻理解 证实解决方案的合理性,以获得有效结论。 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是:使学生认识生产过程、工艺过程与工艺系统,了解生产类型与工艺 特点。掌握零件基准、装夹及夹具的概念。熟练掌握和应用六点定位原理,常用定位元件和定位方 案,熟练掌握工件在不同定位方式时的定位误差计算方法。了解对夹紧装置的要求,熟悉夹紧力方 向、大小、作用点的确定原则,热悉典型夹紧机构的形式、结构特点和应用场合。熟悉各类机床夹 的结构特征、应用特点,具备分析夹具结构的能力。应掌握机械制造工艺过程的基本理论知识,学 会对具体的加工工艺问愿进行分析,能够初步分析机械加工过程中零件产生误差的原因,并能提出 改善产品质量、提高生产效率及降低成木的工艺途径。具有继续自学并结合工作实践应用、扩展的 能力。通过生产实习及相应的实验和课程设计等教学环节的配合,初步具有制定机械加工工艺规程 及设计机床夹具的能力。 三、课堂教学内容及要求 本课程采用模块化教学,教学内容共有八个模块。 棋块一:机械制造工艺概述(反映教学目标1) 要求: (1)了解机械制造工程学科的发展: (2)认识生产过程、工艺过程与工艺系统: (3) 了解生产类型与工艺特点。 模块二:工件在夹具中的定位(反映教学目标2) 要求: (1)掌握和应用六点定位原理: (2) 掌握常见定位元件及定位方案
3 能力目标: 目标 9:初步具有机床夹具结构的能力;初步具有制定机械加工工艺规程的能力。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为: 序 号 毕业要求 指标点 毕业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与毕 业要求的对应关系 1 毕 业 要 求 1.4 掌握机械设计、制造及其自动化领域的专业知识,能 将其与数理基础和工程基础等知识相结合,解决机械 产品或生产系统的设计、控制或改进。 课程目标 1,2,4,5 2 毕 业 要 求 2.3 2.3 能够应用机械工程原理、技术和方法,并综合文 献研究,对复杂机械工程问题的原理进行深刻理解, 证实解决方案的合理性,以获得有效结论。 课程目标 3,6,7,8,9 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是:使学生认识生产过程、工艺过程与工艺系统,了解生产类型与工艺 特点。掌握零件基准、装夹及夹具的概念。熟练掌握和应用六点定位原理,常用定位元件和定位方 案,熟练掌握工件在不同定位方式时的定位误差计算方法。了解对夹紧装置的要求,熟悉夹紧力方 向、大小、作用点的确定原则,熟悉典型夹紧机构的形式、结构特点和应用场合。熟悉各类机床夹 的结构特征、应用特点,具备分析夹具结构的能力。应掌握机械制造工艺过程的基本理论知识,学 会对具体的加工工艺问题进行分析,能够初步分析机械加工过程中零件产生误差的原因,并能提出 改善产品质量、提高生产效率及降低成本的工艺途径。具有继续自学并结合工作实践应用、扩展的 能力。通过生产实习及相应的实验和课程设计等教学环节的配合,初步具有制定机械加工工艺规程 及设计机床夹具的能力。 三、课堂教学内容及要求 本课程采用模块化教学,教学内容共有八个模块。 模块一:机械制造工艺概述(反映教学目标 1) 要求: (1) 了解机械制造工程学科的发展; (2) 认识生产过程、工艺过程与工艺系统; (3) 了解生产类型与工艺特点。 模块二:工件在夹具中的定位(反映教学目标 2) 要求: (1) 掌握和应用六点定位原理; (2) 掌握常见定位元件及定位方案;
(3)掌握定位误差的分析和计算方法。 模块三:工件在夹具中的夹紧(反映教学目标3) 要求: (1) 了解对夹紧装置的要求 (2)熟悉夹紧力方向、大小、作用点的确定原则: (3)熟悉典型夹紧机构的形式、结构特点和应用场合。 棋块四:典型机床夹具设计要点(反映教学目标4、9) 要求: (1)熟悉夹具及其组成、功能和分类: (2)掌握各类机床夹的设计要点: (3) 了解专用机床夹具设计一般步骤 模块五:机械加工工艺规程设计(反映教学目标5、9) 要求: (1)机械加工工艺规程基本概念: (2) 工艺路线的制定 (3)加工余量、工序间尺寸与公差的确定 (4)工艺尺寸链: (5)时间定额和提高生产率的工艺途径: (6)工艺方案比较与技术经济分析: (7)加工工艺规程设计 模块六:机械加工精度及其控制(反映教学目标6) 要求 (1)机械加工精度基本概念 (2)工艺系统的几何误差对加工精度的影响: (3)工艺系统的受力变形对加工精度的影响: (4) 工艺系统的热变形对加工精度的影响: (5)加工误差的统计分析: (6)保证和提高加工精度的途径。 (7)实验1零件加工误差统计及分析 模块七:机械加工表面质量及其控制(反映教学目标7) 要求: (1)加工表面质量及其对零件使用性能的影响: (2)影响加工表面粗糙度的工艺因素及其政进措施: (3)影响表层金属力学物理性能的工艺因素及其改进措施 (4)机械加工过程中的振动。 (5)实验2镗杆自激振动及减振装置
4 (3) 掌握定位误差的分析和计算方法。 模块三:工件在夹具中的夹紧(反映教学目标 3) 要求: (1) 了解对夹紧装置的要求; (2) 熟悉夹紧力方向、大小、作用点的确定原则; (3) 熟悉典型夹紧机构的形式、结构特点和应用场合。 模块四:典型机床夹具设计要点(反映教学目标 4、9) 要求: (1) 熟悉夹具及其组成、功能和分类; (2) 掌握各类机床夹的设计要点; (3) 了解专用机床夹具设计一般步骤 模块五: 机械加工工艺规程设计(反映教学目标 5、9) 要求: (1) 机械加工工艺规程基本概念; (2) 工艺路线的制定; (3) 加工余量、工序间尺寸与公差的确定; (4) 工艺尺寸链; (5) 时间定额和提高生产率的工艺途径; (6) 工艺方案比较与技术经济分析; (7) 加工工艺规程设计。 模块六:机械加工精度及其控制(反映教学目标 6) 要求: (1) 机械加工精度基本概念; (2) 工艺系统的几何误差对加工精度的影响; (3) 工艺系统的受力变形对加工精度的影响; (4) 工艺系统的热变形对加工精度的影响; (5) 加工误差的统计分析; (6) 保证和提高加工精度的途径。 (7) 实验 1 零件加工误差统计及分析 模块七:机械加工表面质量及其控制(反映教学目标 7) 要求: (1) 加工表面质量及其对零件使用性能的影响; (2) 影响加工表面粗糙度的工艺因素及其改进措施; (3) 影响表层金属力学物理性能的工艺因素及其改进措施; (4) 机械加工过程中的振动。 (5) 实验 2 镗杆自激振动及减振装置
模块八:机械制造工艺理论和技术的发展(反映教学目标8) 要求: (1)先进制造技术: (2)表面完整性制造技术 (3)抗疲劳制造技术。 四、实验教学内容及要求 实验教学包括3个实验:1、夹具拆装实验(2学时):2、零件加工误差统计分析(2学时): 3、镗杆自激振动及减振装置(2学时)。 实验1目的:熟悉常用定位元件、夹紧元件、导向元件结构特点及材料、热处理方式:熟悉典 型车床夹具、铣床夹具、钻模、镗模等结构及机构特点。 实验2目的:探求解决误差统计分析的具体方法,掌握工艺过程中随机误差的概率分布和变值 系统误差的变化规律,以便对工艺过程进行有效控制,使加工过程按规定要求顺利进行。 实验3目的:通过削扁镗杆实验,让学生理解方位角(加工表面法向与镗杆削边垂线的夹角) 对镗孔系统的稳定性具有重要影响,并分析产生振型耦合型颤振的原因。 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 1.教学思想:本课程是以机械制造过程中工艺问愿为研究对象的一门实践性很强的应用性技术 学科,它既强调所学知识的综合性运用,又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力。 因此,本课程的教学思想为:强化基础、联系实际、培养方法、追求创新。 2.教学方法:针对目前本课程的学时少、内容多的现状,采用的教学方法主要是讲重点、讲难 点、讲思路、讲方法,突出生产工艺主线、强化理论联系实际。根据教学讲课进度及要求,每讲完 相应的章节,布置一定的习题或作业,以巩周学生对所学知识的掌握情况。 3.敦学手段:板书、多媒体教学、实验环节。 六、各教学环节学时分配 教学内容 讲课(学时)习题课 讨论课 实验(学时) 其他合计 一:机械制造工 :工件在夹具中 的定位 10 10 摸块 :工件在夹具可 2 6 夹具拆装试验(2学时 模块五: 机械加工工 11 11 艺规程设计 12 零件计分 14
5 模块八:机械制造工艺理论和技术的发展 (反映教学目标 8) 要求: (1) 先进制造技术; (2) 表面完整性制造技术; (3) 抗疲劳制造技术。 四、实验教学内容及要求 实验教学包括 3 个实验:1、夹具拆装实验(2 学时);2、零件加工误差统计分析(2 学时); 3、镗杆自激振动及减振装置(2 学时)。 实验 1 目的:熟悉常用定位元件、夹紧元件、导向元件结构特点及材料、热处理方式;熟悉典 型车床夹具、铣床夹具、钻模、镗模等结构及机构特点。 实验 2 目的:探求解决误差统计分析的具体方法,掌握工艺过程中随机误差的概率分布和变值 系统误差的变化规律,以便对工艺过程进行有效控制,使加工过程按规定要求顺利进行。 实验 3 目的:通过削扁镗杆实验,让学生理解方位角(加工表面法向与镗杆削边垂线的夹角) 对镗孔系统的稳定性具有重要影响,并分析产生振型耦合型颤振的原因。 五、课程教学思想、教学方法、教学手段 1.教学思想:本课程是以机械制造过程中工艺问题为研究对象的一门实践性很强的应用性技术 学科,它既强调所学知识的综合性运用,又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力。 因此,本课程的教学思想为:强化基础、联系实际、培养方法、追求创新。 2.教学方法:针对目前本课程的学时少、内容多的现状,采用的教学方法主要是讲重点、讲难 点、讲思路、讲方法,突出生产工艺主线、强化理论联系实际。根据教学讲课进度及要求,每讲完 相应的章节,布置一定的习题或作业,以巩固学生对所学知识的掌握情况。 3.教学手段:板书、多媒体教学、实验环节。 六、各教学环节学时分配 教学内容 讲课(学时) 习题课 讨论课 实验(学时) 其他 合计 模块一:机械制造工艺 概述 2 2 模块二:工件在夹具中 的定位 10 10 模块三:工件在夹具中 的夹紧 2 2 模块四:典型机床夹具 设计要点 6 一、夹具拆装试验(2 学时) 8 模块五: 机械加工工 艺规程设计 11 11 模块六:机械加工精度 及其控制 12 二、零件加工误差统计分析 (2 学时) 14
7 9 理论和技术的发展 合计 52 58 七、考核及成绩评定方式 本课程的成绩评定方式为:期末考试成绩80%+作业及平时表现10%+实验成绩10%=100%。 1.综合评分法 课程目标 目标1-2目标3-5考核环节成绩比例合计 毕业要求 1.4 2.4:12.2(%) 作业平时麦现 5 5 10 考核环节及成绩 实验成绩 3 7 10 比例(%) 课程考核 25 75 80 毕业要求指标点所占比例合计(%) 100 2.评分标准 1)期未考试 按期末考试的标准答案、评分标准百分制评分,总评后折算成80分。 期末考试采用闭卷方式,题型一般采用判断正误怨、选择圈、名词解释、简答题、计算恩、分 析题等。 2)作业: 每次作业必须在规定时间上交,迟交作业或作业不满足下列要求,均以零分计,每次作业按百 分制评分,总评后折算为10分。 作业的评分标准: 完成情况 得分 严格按照作业要求并及时完成,基本概念清陈,解决问题的方案正确、合理,80100分 能提出不同的解决问愿方案。 基木按照作业要求并及时完成,基木概念基木清晰,解决问题的方案基本正 60-79分 确、基本合理 不能按照作业要求,未及时完成,基本概念不清晰,解决问题的方案基本不4059分 正确、不合理, 不能按照作业要求,未及时完成,基本概念不清晰,不能制定正确和合理解 0-39分 决问题的方案。 3)实验: 按实验操作和实验报告进行评分,10分。 6
6 模块七:机械加工表面 质量及其控制 7 三、镗杆自激振动及减振装 置(2 学时) 9 模块八:机械制造工艺 理论和技术的发展 2 2 合计 52 6 58 七、考核及成绩评定方式 本课程的成绩评定方式为:期末考试成绩 80%+作业及平时表现 10%+实验成绩 10% =100%。 1.综合评分法 课程目标 目标 1-2 目标 3-5 考核环节成绩比例合计 毕业要求 1.4 2.4;12.2 (%) 考核环节及成绩 比例(%) 作业平时表现 5 5 10 实验成绩 3 7 10 课程考核 25 75 80 毕业要求指标点所占比例合计(%) 100 2.评分标准: 1)期末考试 按期末考试的标准答案、评分标准百分制评分,总评后折算成 80 分。 期末考试采用闭卷方式,题型一般采用判断正误题、选择题、名词解释、简答题、计算题、分 析题等。 2)作业: 每次作业必须在规定时间上交,迟交作业或作业不满足下列要求,均以零分计,每次作业按百 分制评分,总评后折算为 10 分。 作业的评分标准: 完成情况 得分 严格按照作业要求并及时完成,基本概念清晰,解决问题的方案正确、合理, 能提出不同的解决问题方案。 80-100 分 基本按照作业要求并及时完成,基本概念基本清晰,解决问题的方案基本正 确、基本合理 60-79 分 不能按照作业要求,未及时完成,基本概念不清晰,解决问题的方案基本不 正确、不合理, 40-59 分 不能按照作业要求,未及时完成,基本概念不清晰,不能制定正确和合理解 决问题的方案。 0-39 分 3)实验: 按实验操作和实验报告进行评分, 10 分
实验评分标准: 过程控 关注点 制 优秀(10分) 良好(8分) 合格(6分) 按时参加实验 按时参加实验 实验有退到,原始数据 实验态度 原始数据记录基本完 原始数据记录完整 记录不完整 整 实验操 实验过程操作规范、 作(权重 实验过程操作基本规 实验过程操作基本规 0.50 操作技能 能较好完成相应操 范、能完成基本操作 范、能完成基本操作 作 协作精神 主动做好分配任务, 基本完成分配的任务, 被动参与实验 并能协助同组成员 能同组成员配合 数据分析处 实验数据整理规范, 实验数据整理规范,计 实验数据和整理有明 实验报 理能力 计算结果正确 算结果基本正确 显错误 告(权 综合应用知 能综合实验数据分 能综合实验数据分析 0.5) 识能力 析规律,结论正确 规律,结论基本正确 结论错误 八、教材和参考书目 教材:《机械制造工艺学》(第4版),王先速主编,机械工业出版社,2019年8月。 参考书目: 1.《机械制造工艺学》,陈明等主编,机械工业出版社,2012年3月: 2.《机械制造工艺学课程设计指导书》(第3版),李大磊等主编,机械工业出版社,2019年9 月: 3.《机械制造技术基础》,郝用兴等主编,高等教有出版社,2016年1月。 大纲制订人:王栋李大磊王晓洁 陈中中郑艳萍贺占蜀 大纲审定人:王栋 修订日期:2019/07 修订日期:2020/07
7 实验评分标准: 过程控 制 关注点 优秀(10 分) 良好(8 分) 合格(6 分) 实验操 作(权重 0.5) 实验态度 按时参加实验 原始数据记录完整 按时参加实验 原始数据记录基本完 整 实验有退到,原始数据 记录不完整 操作技能 实验过程操作规范、 能较好完成相应操 作 实验过程操作基本规 范、能完成基本操作 实验过程操作基本规 范、能完成基本操作 协作精神 主动做好分配任务, 并能协助同组成员 基本完成分配的任务, 能同组成员配合 被动参与实验 实验报 告(权重 0.5) 数据分析处 理能力 实验数据整理规范, 计算结果正确 实验数据整理规范,计 算结果基本正确 实验数据和整理有明 显错误 综合应用知 识能力 能综合实验数据分 析规律,结论正确 能综合实验数据分析 规律,结论基本正确 结论错误 八、教材和参考书目 教材:《机械制造工艺学》(第 4 版),王先逵主编,机械工业出版社,2019 年 8 月。 参考书目: 1.《机械制造工艺学》,陈明等主编,机械工业出版社,2012 年 3 月; 2.《机械制造工艺学课程设计指导书》(第 3 版),李大磊等主编,机械工业出版社,2019 年 9 月; 3.《机械制造技术基础》,郝用兴等主编,高等教育出版社,2016 年 1 月。 大纲制订人:王 栋 李大磊 王晓洁 陈中中 郑艳萍 贺占蜀 大纲审定人:王栋 修订日期: 2019/07 修订日期: 2020/07