《高效磨削工藝及裝備》課程教學(xué)大綱

1、大學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)方案課程教學(xué)大綱編 碼：ME06087 Code: ME06087課程名稱：高效磨削工藝及裝備 Course Title: High Efficiency Grinding Technology and Equipment課程類別：專業(yè)選修 Course category: Elective Courses in specialty學(xué) 分：2 Credit(s): 2開課單位：機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院 College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering課程描述： 本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)任選課

2、，以機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等為前導(dǎo)課程，為學(xué)習(xí)先進(jìn)智能制造技術(shù)打下基礎(chǔ)。本課程主要包括高效磨削基礎(chǔ)理論、典型高效磨削工藝、高性能砂輪與修整、磨削過程數(shù)值仿真技術(shù)、高效磨削裝備、智能化磨削技術(shù)等內(nèi)容，學(xué)生需要了解典型高效磨削工藝、理解其設(shè)計(jì)原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，掌握磨削工藝分析方法，并能正確選擇合理工藝和裝備、分析加工效率和質(zhì)量，掌握工藝優(yōu)化方法。通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生獲得高效磨削工藝與裝備相關(guān)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，鍛煉和提升分析解決復(fù)雜機(jī)械工程實(shí)際問題的能力、運(yùn)用相關(guān)工具與資料進(jìn)行高效磨削工藝設(shè)計(jì)、理論分析、數(shù)值仿真與工藝應(yīng)用能力、自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等多方面的能力。Course des

3、cription: The course is elective at the later stage of undergraduate study of Mechanical Design, Manufacturing and Automartion. Preceding courses include Mechanical Design and Mechanical Manufacturing Technology. The course is designed to provide fundamental understanding and knowledge for the furth

4、er study of advanced intelligent manufacturing technology. The main contents include the fundamental theory of high efficiency grinding (HEG), typical process designs, high performance grinding wheels and dressing, numerical simulation technology of grinding process, HEG equipments and intelligent g

5、rinding technology. Students need to understand the typical HEG processes, the process design principles and applications, be able to conduct process analysis, select the appropriate process parametser and equipments, analyse the machining efficiency and quality，and design optimal processes. Through

6、 the course study, students not only learn the related theory, process knowledge and analysis skills, but also acquire the necessary training and practice to improve their ability to solve practical problems in the context of complex mechanical engineering. They will be trained to have the abilities

7、 using relevant tools and materials to design, analyse, simulate and apply the HEG technology, and also the abilities to conduct independent learning and self-motivated innovations. .課程內(nèi)容（一）課程教學(xué)目標(biāo)通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生具備以下能力：1. 具有解決復(fù)雜機(jī)械工程問題所需的高效磨削基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用能力（畢業(yè)要求1.3）。2. 具有解決復(fù)雜機(jī)械工程問題所需的高效磨削傳熱分析、磨削損傷控制、工藝設(shè)計(jì)、裝備設(shè)計(jì)

8、與選型專業(yè)知識(shí)及其應(yīng)用能力（畢業(yè)要求1.4）。3. 通過分析復(fù)雜機(jī)械工程問題的影響因素，論證高效磨削工藝參數(shù)與工藝條件、砂輪與修整和機(jī)床性能配備方案的可行性與合理性（畢業(yè)要求2.3）。4. 能夠通過磨削加工質(zhì)量（磨削精度、表面完整性）、效率與成本分析，制定合理的高效磨削工藝、機(jī)床性能、砂輪性能、磨削液供給成套設(shè)計(jì)方案（畢業(yè)要求4.4）。（二）基本教學(xué)內(nèi)容緒論教學(xué)目的：通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解高效磨削技術(shù)在汽車、航空航天、精密光學(xué)、IT、國(guó)防與軍工領(lǐng)域的重要性，了解高效磨削理論、工藝與裝備的發(fā)展歷史以及現(xiàn)代磨削技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢(shì)，明確本課程的學(xué)習(xí)目的與學(xué)習(xí)要求。相應(yīng)畢業(yè)要求：1.3教學(xué)內(nèi)容

9、：1. 高效磨削工藝與裝備的行業(yè)應(yīng)用與重要性。2. 高效磨削理論、工藝與裝備發(fā)展簡(jiǎn)史。3. 現(xiàn)代磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。4. 課程的性質(zhì)、目的與學(xué)習(xí)要求。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)第一章、高效磨削基礎(chǔ)理論教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，了解砂輪速度、磨削速度與進(jìn)給速度變化對(duì)砂輪與工件接觸狀態(tài)的動(dòng)態(tài)聯(lián)系，了解相關(guān)分析計(jì)算方法；了解強(qiáng)韌性材料、脆性材料高效磨削材料去除機(jī)制的特點(diǎn)、了解典型磨削損傷產(chǎn)生機(jī)理，學(xué)習(xí)和掌握高效磨削傳熱分析基本方法。教學(xué)重點(diǎn)：磨削傳熱分析、磨削損傷機(jī)理、高效磨削工藝設(shè)計(jì)、效率提高方法與限制條件。教學(xué)難點(diǎn)：磨削傳熱分析。相應(yīng)畢業(yè)要求：1.3教學(xué)內(nèi)容：1. 砂輪與工件接觸幾何分析。 2.

10、 比磨削能與材料去除率的關(guān)系。 4. 磨削損傷機(jī)理與評(píng)估。 5. 磨削傳熱分析；磨削效率分析；表面完整性。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)6學(xué)時(shí)第二章、典型高效磨削工藝教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解與掌握HEDG、Creep-feed、快速點(diǎn)磨、VIPER等典型高效磨削工藝的技術(shù)特點(diǎn)，了解相關(guān)工藝在汽車凸輪軸、曲軸、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、光學(xué)元件、IT元件的典型應(yīng)用，掌握典型工藝設(shè)計(jì)理念和基本設(shè)計(jì)方法。教學(xué)重點(diǎn)：典型高效磨削工藝在傳熱、材料去除、砂輪接觸計(jì)劃等方面的不同特點(diǎn)；工藝設(shè)計(jì)方法。教學(xué)難點(diǎn)：典型高效磨削工藝設(shè)計(jì)方法。相應(yīng)畢業(yè)要求：1.3教學(xué)內(nèi)容：1. HEDG、Creep-feed、快速點(diǎn)磨、V

11、IPER等典型高效磨削工藝特點(diǎn)；2. 砂輪與機(jī)床設(shè)計(jì)要求；高效磨削工藝典型行業(yè)應(yīng)用。3. 不同類型高效磨削工藝的基本設(shè)計(jì)方法。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)第三章、高性能砂輪與磨削液教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解高性能砂輪及其修整方法、砂輪磨損評(píng)估方法、磨削液注入方法、磨削區(qū)強(qiáng)迫對(duì)流換熱與膜沸騰機(jī)理。掌握砂輪與磨削液選用方法。教學(xué)重點(diǎn)：高性能砂輪特點(diǎn)、超硬砂輪修整方法、砂輪磨損機(jī)理與評(píng)估方法、磨削液注入方法。教學(xué)難點(diǎn)：磨削區(qū)強(qiáng)迫對(duì)流換熱與膜沸騰機(jī)理。相應(yīng)畢業(yè)要求：1.3教學(xué)內(nèi)容：1. 超硬砂輪與新型磨料砂輪特點(diǎn)、性能與應(yīng)用。2. 砂輪修整技術(shù)。3. 砂輪磨損機(jī)理與評(píng)估測(cè)量方法。4. 磨削液

12、對(duì)流換熱作用定量分析。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)第四章、磨削過程數(shù)值仿真分析技術(shù) 教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解磨削熱仿真的技術(shù)思路，掌握磨削熱向工件、砂輪、磨削液和磨屑傳熱比率的技術(shù)方法；掌握典型工藝條件下移動(dòng)熱源磨削熱仿真方法。教學(xué)重點(diǎn)：磨屑熱比率計(jì)算方法。教學(xué)難點(diǎn)：磨削區(qū)傳熱分配機(jī)制；傳熱子模型與磨削系統(tǒng)模型聯(lián)系。相應(yīng)畢業(yè)要求：1.4、2.3、4.4教學(xué)內(nèi)容：1. 磨削熱仿真的類型與方法。2. 磨削熱向工件、砂輪、磨削液和磨屑傳遞分配機(jī)制與計(jì)算方法。3. 平面、外圓與曲面磨削熱仿真案例。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)第五章、高效磨削機(jī)床與功能部件 教學(xué)目的： 通過本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了

13、解高性能磨床的設(shè)計(jì)理念，了解高速主軸、動(dòng)平衡系統(tǒng)、噴嘴系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，掌握典型高效磨削裝備的技術(shù)特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)：典型高性能磨床結(jié)構(gòu)分析。教學(xué)難點(diǎn)：高速主軸、動(dòng)平衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)案例。相應(yīng)畢業(yè)要求：1.4、2.3、4.4教學(xué)內(nèi)容：1. 高性能磨床分類。2. 典型高效磨床結(jié)構(gòu)分析。3. 高速主軸與動(dòng)平衡。4. 噴嘴系統(tǒng)設(shè)計(jì)與流量、壓力計(jì)算；學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)第六章、智能化磨削技術(shù) 教學(xué)目的：了解磨削過程智能監(jiān)控方法、智能監(jiān)控系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)磨削技術(shù)基本概念，了解智能化磨削的典型應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)：智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理方法。教學(xué)難點(diǎn)：自適應(yīng)磨削控制方法。相應(yīng)畢業(yè)要求：1.4、2.3、4

14、.4教學(xué)內(nèi)容：1. 磨削信號(hào)與工藝過程、加工質(zhì)量的關(guān)系；常見測(cè)量傳感器。2. 磨削過程監(jiān)控的目的與具體方法；信號(hào)處理、評(píng)估；監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3. 自適應(yīng)控制基本方法與理論；自適應(yīng)控制典型應(yīng)用。4. 自適應(yīng)磨削系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制效果評(píng)估。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)第七章、磨削精度的測(cè)量與補(bǔ)償技術(shù) 教學(xué)目的：了解磨削精度測(cè)量與補(bǔ)償技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面成型CCOS技術(shù)基本概念，掌握誤差補(bǔ)償基本方法。教學(xué)重點(diǎn)：磨削精度測(cè)量方法與補(bǔ)償技術(shù)；熱變形、整體剛度與接觸剛度變化對(duì)加工精度的影響與計(jì)算； CCOS算法與實(shí)現(xiàn)。教學(xué)難點(diǎn)：曲面零件熱、力變形分析。相應(yīng)畢業(yè)要求：1.4、2.3、4.4教學(xué)內(nèi)容：1. 磨削精度

15、離線與在線測(cè)量原理與測(cè)量方法。2. 熱變形、整體剛度與接觸剛度變化對(duì)加工精度的影響與計(jì)算。3. 光學(xué)加工CCOS算法與基本應(yīng)用。學(xué)時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)（三）實(shí)踐（含實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等）環(huán)節(jié)要求上機(jī)實(shí)驗(yàn)是高效磨削工藝及裝備課程的重要組成部分，通過典型零件動(dòng)態(tài)磨削力與磨削溫度分析與測(cè)量、磨削程序編制、仿真與工藝演示，使學(xué)生加深對(duì)高效磨削基礎(chǔ)理論與工藝設(shè)計(jì)、工藝分析方法的理解，熟悉高效磨削工藝的實(shí)現(xiàn)過程，加強(qiáng)對(duì)智能制造技術(shù)中重要基礎(chǔ)工藝技術(shù)環(huán)節(jié)的理解，并提高學(xué)生在實(shí)踐中分析和解決問題的能力?？己朔绞奖菊n程考試以開卷考試為主（60），參考平時(shí)作業(yè)及實(shí)驗(yàn)成績(jī)（40）。總評(píng)成績(jī) = 平時(shí)成績(jī)（40）+ 開卷考試成績(jī)（60）持續(xù)改進(jìn)方法1、采用先進(jìn)的教學(xué)手段、方法