工程材料及成形工藝基礎(chǔ) 教學(xué)大綱

1、 工程材料及熱成形工藝基礎(chǔ)教學(xué)大綱一、課程性質(zhì)和任務(wù)1課程性質(zhì)“工程材料及成形工藝基礎(chǔ)”課程是一門制造類專業(yè)群的平臺課程。是在明確學(xué)院辦學(xué)定位，分析專業(yè)群發(fā)展方向的前提下，通過對我院機械制造類重點專業(yè)職業(yè)崗位進(jìn)行整體調(diào)研與分析的基礎(chǔ)上，采用模塊課程開發(fā)的方式形成的、適用于機械制造類專業(yè)群開設(shè)的綜合性課程。2課程任務(wù)通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生獲得常用工程材料及成形工藝方法的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用材料及成形工藝知識進(jìn)行選擇材料與改性方法、選擇毛坯生產(chǎn)方法以及工藝路線分析的初步能力，并為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程和從事工業(yè)工程生產(chǎn)第一線技術(shù)工作奠定必要的基礎(chǔ)。本課程注重培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)具體工藝問題的能力；著重

2、培養(yǎng)學(xué)生在機械制造領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行選擇和判斷能力；并培養(yǎng)高職應(yīng)用性人才的技術(shù)文化修養(yǎng)。二、先修課模塊制圖、工程力學(xué)三、教學(xué)目標(biāo)1知識目標(biāo)1）熟悉工程材料與材料成形工藝技術(shù)在機械制造過程中的地位和作用，具有現(xiàn)代機械制造過程的完整概念。2）熟悉工程材料的種類、牌號、成分、性能、改性方法和用途。3）了解常用材料成形工藝方法的基本知識。4）了解與本課程有關(guān)的新材料、新工藝、新技術(shù)及其發(fā)展趨勢。5）建立質(zhì)量與經(jīng)濟觀念，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的科學(xué)作風(fēng)。2能力目標(biāo)1）運用工程材料及改性知識正確選用材料和改性方法的能力。2）綜合運用工藝知識正確選用毛坯，分析工藝路線的能力。3）利用相關(guān)設(shè)備檢測金屬材料的力學(xué)性能和金相組

3、織。4）具有運用工程材料與成形工藝新技術(shù)、新工藝解決實際問題的初步能力。四、教學(xué)內(nèi)容及要求單元一緒論1課程教學(xué)的基本要求1）了解本課程的性質(zhì)、任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)。2）了解材料及成形工藝在工程技術(shù)中的應(yīng)用。3）了解材料及成形工藝的歷史和發(fā)展趨勢。4）理解本課程的特點、學(xué)習(xí)方法和要求。2重點、難點重點：本課程的主要內(nèi)容；本課程在機械制造中的地位和作用。難點：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣。單元二工程材料的基礎(chǔ)知識1課程教學(xué)的基本要求1）了解工程材料的品種與分類方法。2）了解鋼鐵的生產(chǎn)方法和鋼材的種類。3）理解金屬材料的使用性能和工藝性能的概念。4）熟悉力學(xué)性能常用判據(jù)（強度、塑性、硬度、韌性等）認(rèn)

4、識材料的適用場合。5）了解金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶規(guī)律。6）理解材料的成分、組織與性能間的關(guān)系及變化規(guī)律。2重點、難點重點：金屬材料常用力學(xué)性能；材料的組織結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系。難點：力學(xué)性能判據(jù)的意義及應(yīng)用；強化材料（細(xì)晶強化、固溶強化、第二相強化等）的原理及措施。單元三鐵碳合金1課程教學(xué)基本要求1）了解鐵碳合金基本組織，利用Fe-Fe3C相圖分析鋼的結(jié)晶過程。2）熟悉鐵碳合金成分、組織、性能、用途之間的關(guān)系及變化規(guī)律，為正確選擇鋼材提供必要的理論依據(jù)。3）應(yīng)用金相顯微鏡觀察鐵碳合金的平衡組織，并通過平衡組織觀察識別（估測）非合金鋼和牌號，加深對鐵碳合金成分、組織、性能之間關(guān)系的理解。4）熟悉

5、常用非合金鋼（碳鋼）種類、牌號、性能、用途。2重點、難點重點：鐵鐵合金的種類，常用非合金鋼（碳鋼）的種類、牌號、性能及應(yīng)用；含碳量對鋼性能的影響。難點：鐵碳合金的成分、組織、性能之的關(guān)系，鋼中的C、Si、Mn、P、S對鋼的性能的影響。單元四鋼的熱處理及材料的表面處理技術(shù)（材料的改性）1課程教學(xué)基本要求1）了解鋼的熱處理原理（鋼在熱處理過程中組織轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的形態(tài)和性能）。2）熟悉鋼的整體熱處理（退火、正火、淬火、回火）的工藝特點、應(yīng)用與技術(shù)要求的標(biāo)注。3）應(yīng)用箱式電阻爐對碳鋼進(jìn)行整體熱處理（退火、正火、淬火、回火）。熟悉熱處理工藝參數(shù)加熱溫度、保溫時間、冷卻速度等。4）了解鋼的表面淬火化學(xué)熱

6、處理工藝的特點及應(yīng)用。5）應(yīng)用熱處理工藝改善鋼的工藝性能與使用性能，并分析熱處理工藝在零件加工工藝中的作用、正確安排熱處理的工序位置。6）了解材料的表面強化、表面防腐、表面裝飾技術(shù)及應(yīng)用。7）了解鋼的熱處理及表面處理新技術(shù)與發(fā)展趨勢。2重點、難點重點：常用熱處理方法（退火、正火、淬火、回火、表面淬火、滲碳等）的工藝特點、應(yīng)用及在工藝中所處的位置。難點：鋼的熱處理原理（鋼在熱處理加熱、冷卻時的組織轉(zhuǎn)變及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的特征和性能）。單元五、低合金鋼與合金鋼1課程教學(xué)基本要求1）了解合金鋼的分類方法及牌號表示方法。2）了解合金元素在鋼中的作用，具體表現(xiàn)為對鋼組織、性能、加工工藝的影響。3）熟悉常用低合金

7、鋼、合金鋼的牌號、熱處理、性能特點及其應(yīng)用（包括低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、軸承鋼、耐磨鋼、合金工具鋼、高速鋼、不銹鋼、耐熱鋼等）。2重點、難點重點：合金鋼的種類、牌號，不同鋼種的性能特點及適用場合。難點：各類合金鋼的牌號、熱處理（改性）、性能及應(yīng)用。單元六鑄鐵1課程教學(xué)基本要求。1）了解鑄鐵的石墨化，鑄鐵中石墨對性能的影響2）了解鑄鐵的分類?；铱阼T鐵的種類、性能特點。3）熟悉常用鑄鐵（灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵）的組織、性能、牌號表示、適用場合。2重點、難點重點：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵的、性能、應(yīng)用難點：鑄鐵的石墨化及影響因素。單元七非鐵金屬1課程教

8、學(xué)基本要求1）了解鋁及鋁合金的種類、牌號（或代號）、性能、應(yīng)用。2）了解銅及銅合金的種類、牌號（或代號）、性能、應(yīng)用。3）了解滑動軸承合金的種類、牌號、性能。4）了解常用粉末冶金材料（硬質(zhì)合金、含油軸承等）的應(yīng)用。2重點、難點重點：鋁及鋁合金、銅及銅合金、錫基和鉛基軸承合金、硬質(zhì)合金的種類、牌號、性能及應(yīng)用。難點：各類非鐵金屬牌號（代號）表示方法。單元八非金屬材料1課程教學(xué)基本要求1）了解常用非金屬材料（塑料、橡膠、陶瓷）的性能特點及應(yīng)用。2）了解常用復(fù)合材料的種類、性能特點及應(yīng)用場合。2重點、難點重點：塑料、橡膠、陶瓷的特點及在工業(yè)中的應(yīng)用。難點：常用非金屬的牌號識別與正確選用。單元九鑄造成

9、形1課程教學(xué)基本要求1）了解各類鑄造方法的特點、應(yīng)用。2）了解常用鑄造合金的鑄造性能。3）熟悉砂型鑄造工藝特點及應(yīng)用，會識讀簡單鑄件的鑄造工藝圖。4）了解特種鑄造方法的特點及應(yīng)用，了解鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢。5）應(yīng)用所學(xué)知識合理選擇典型鑄件的鑄造方法、分析其結(jié)構(gòu)工藝性，分析鑄件質(zhì)量與成本。2重點、難點重點：鑄件的特點及應(yīng)用，砂型鑄造工藝過程及工藝要點。難點：鑄造工藝簡圖的繪制。單元十鍛壓成形1課程教學(xué)教學(xué)基本要求1）了解鍛壓件的特點及應(yīng)用，鍛壓的的分類。2）了解塑性變形對金屬組織和性能的影響，常用金屬的鍛壓性能。3了解常用的鍛造方法的主要工序及工藝要點（識讀鍛件圖、坯料的質(zhì)量和尺寸、鍛造工序、加熱和

10、冷卻規(guī)范、鍛造設(shè)備等），會畫簡單鍛件圖。4）了解沖壓及其他鍛壓方法的特點及應(yīng)用、鍛壓技術(shù)發(fā)展趨勢。5）應(yīng)用所學(xué)知識合理選擇典型零件的鍛壓方法、分析鍛件結(jié)構(gòu)工藝性，分析鍛件質(zhì)量與成本。2重點、難點重點：塑性變形對金屬組織和性能的影響，鍛壓件的特點及應(yīng)用。難點：鍛件圖的繪制。單元十一焊接成形1課程教學(xué)基本要求1）了解焊接的分類、特點、應(yīng)用，常用金屬的焊接性能。2）熟悉焊條電弧焊的工藝過程和工藝要點（焊接電弧、焊條、焊接工藝參數(shù)、焊接接頭與坡口、預(yù)防焊接變形的措施等）。3）了解其他焊接方法的特點及應(yīng)用、焊接技術(shù)發(fā)展趨勢。4）應(yīng)用所學(xué)知識選用焊接材料、焊接方法，分析焊件質(zhì)量與成本。2重點、難點重點：焊

11、接的特點及應(yīng)用，焊條電弧焊及其他各種焊接方法的特點及應(yīng)用。難點：焊接接頭的組織和性能，焊接件結(jié)構(gòu)圖的識讀。單元十二零件材料與成形工藝選擇1課程教學(xué)基本要求1）了解材料與毛坯選擇的原則。2）了解材料與毛坯選擇的方法與步驟。3）應(yīng)用所學(xué)知識分析典型零件的選材、選毛坯、選改性方法及進(jìn)行工藝路線（即“三選，一線”）。2重點、難點重點：選材的原則，典型零件的選材與選毛坯（如軸類、盤類、箱體類零件）。難點：工藝路線分析。五、教學(xué)時數(shù)本課程總教學(xué)時數(shù)為48學(xué)時（含講授、實驗、錄像、參觀、階段測驗），各教學(xué)單元學(xué)時分配如表1所示。表1機械加工基礎(chǔ)I學(xué)時分配表一序號課程內(nèi)容課時分配講授實驗合計1單元一緒論課程的

12、性質(zhì)、任務(wù)、內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法材料及成形在工程技術(shù)中的應(yīng)用。材料及成形工藝的歷史和發(fā)展趨勢。112單元二工程材料基礎(chǔ)知識工程材料的品種與分類方法。鋼鐵生產(chǎn)簡介（煉鋼、煉鐵、鋼材生產(chǎn)）52實驗一7金屬力學(xué)性能（強度、塑性、硬度、沖擊韌性、斷裂韌度、疲勞等）純金屬的晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶規(guī)律。合金的結(jié)構(gòu)與組織3單元三鐵碳合金鐵碳合金的基本組織、Fe-Fe3C狀態(tài)圖42實驗二6非合金鋼（碳鋼）4單元四鋼的熱處理及表面處理技術(shù)鋼的熱處理原理62實驗三8鋼的退火與正火鋼的淬火與回火鋼的化學(xué)熱處理鋼的表面熱處理及熱處理新技術(shù)5單元五低合金鋼與合金鋼鋼材的分類及應(yīng)用66常用結(jié)構(gòu)鋼（低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈

13、簧鋼、軸承鋼）常用工具鋼（合金工具鋼、高速工具鋼）不銹鋼與耐熱鋼6單元六鑄鐵鑄鐵的分類及石墨在鑄鐵中的作用22灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵蠕墨鑄鐵7單兀七非鐵合金與鋁及其合金44銅及其合金硬質(zhì)合金8單元八非金屬材料非金屬材料229單元九鑄造鑄造生產(chǎn)概述2210單兀十鍛壓鍛壓生產(chǎn)概述2211單兀十一焊接焊接生產(chǎn)概述2212單兀十二材料與成形工藝選擇2213機動2214測試22合計42648六、課程實踐教學(xué)內(nèi)容本課程具有較強的實踐性，為提高教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生知識和能力的并行發(fā)展，應(yīng)對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)引起足夠的重視，課程內(nèi)安排的實踐內(nèi)容如表2所示；同時應(yīng)加強本課程與其他實踐教學(xué)環(huán)節(jié)（鉗工、熱加工、機加工實習(xí)等

14、）的聯(lián)系，共同承擔(dān)起對學(xué)生能力培養(yǎng)的任務(wù)，以實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。表2課程實踐項目及時間分配表序號實驗項目課時數(shù)1實驗一：硬度試驗，沖擊試驗演示22實驗二：鐵碳合金平衡組織觀察23實驗三：鋼的熱處理24鑄造、鍛壓、焊接生產(chǎn)（車間）2七、學(xué)習(xí)評價1評價形式本課程的評價按“教務(wù)處統(tǒng)一安排測試課程的評分結(jié)構(gòu)”的要求為依據(jù)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)采用多元評價體系。學(xué)生成績由單元成績、階段測試成績、出勤情況成績構(gòu)成見表3。單元成績作業(yè)、實驗報告、項目報告等，階段測驗每學(xué)期安排23次，評價細(xì)則見表；安排在期末的測試由教務(wù)處統(tǒng)一安排時間（形式可采用閉卷或開卷），其余測試由任課教師安排，評價應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)要求，對學(xué)生的知

15、識和能力進(jìn)行綜合評價。2測試的評分等級測試的評分等級采用百分制。3評分結(jié)構(gòu)（見表3）表3教務(wù)處統(tǒng)一安排測試課程評分結(jié)構(gòu)成績總分（百分制）成績比例（）單元成績（單元作業(yè)、實驗報告、項目報告等）測試成績（中間階段測試、期末測試）出勤10049%45%6%4評分細(xì)則（見表4）表4平時成績和測試評分細(xì)則工程材料及成形工藝基礎(chǔ)/48學(xué)時序號單元名稱/學(xué)時單元成績（%）測試成績（%）總計單元成績+測試成績1緒論/I12工程材料基礎(chǔ)知識/8915（閉卷）3鐵碳合金/684鋼的熱處理及表面處理技術(shù)/8105低合金鋼與合金鋼/666鑄鐵/2220（閉卷）1007非鐵合金/638非金屬材料/219鑄造/2210鍛

16、壓/2210（開卷）11焊接/2212材料與成形工藝選擇/22合計出勤考核64945100八、建議使用教材或講義及教學(xué)參考資料主教材：姜敏鳳工程材料與熱成形工藝高等教育出版社2006年5月第二版輔助教材：肖智清機械制造基礎(chǔ)機械工業(yè)版社2012年5月第二版九、本課程所需儀器、設(shè)備清單和消耗所需費用及承擔(dān)者表5工程材料及成形工藝基礎(chǔ)A課程儀器、設(shè)備清單序號名稱規(guī)格/型號數(shù)量承擔(dān)者1布氏硬度機HD8-187.53機械工程中心實驗室（二）金相實驗室熱處理實驗室力學(xué)性能實驗室2洛氏硬度機HR-150A53讀數(shù)顯微鏡54金相顯微鏡4X、4XA等205金相拋光機P246沖擊試驗機17箱式電阻爐4十、教學(xué)法建

17、議本課程為一門是一門制造類專業(yè)群的平臺課程，教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)“寬、淺、用、新”的原則，注重學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)，重在使學(xué)生對機器生產(chǎn)全過程有一個較清楚的了解，拓寬解決實際工程問題的思路，建立全局觀念。故教學(xué)中應(yīng)注意以下幾點：1課程以機器制造過程為主線。務(wù)必使學(xué)生了解本課程在機器生產(chǎn)過程中的作用（如下圖），理解學(xué)習(xí)目的性。熱處理表面處理原材料毛坯零件機器金屬材料鑄造車削；裝配非金屬材鍛造1銑削1試機料焊接刨削1涂裝-復(fù)合材料-一；沖壓1磨削1；檢驗粉末治金鏜削1型材加工中心!1丄快速成型丄特種加工丄圖1機器生產(chǎn)過程2理論教學(xué)以夠用為準(zhǔn)則。切忌過深、過難、過偏，特別對基礎(chǔ)部分切忌重蹈學(xué)科化的教學(xué)的老路。應(yīng)

18、注重理論與實踐的結(jié)合，大膽舍棄與實際應(yīng)用偏離過遠(yuǎn)的內(nèi)容（如二元合金相圖等）；淡化材料的組織，而應(yīng)注重性能及工藝方法的應(yīng)用（如熱處理單元淡化熱處理后材料的組織，而應(yīng)注重各種工藝方法的適用場合以及熱處理后能達(dá)到的性能等）。3應(yīng)盡量采用錄像、多媒體教學(xué)，參觀等。多種教學(xué)手段和教學(xué)形式，增強學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的興趣，提高教學(xué)效率。4毛坯成形部分最好采用理實一體化專用周教學(xué)。鑒于部分教學(xué)內(nèi)容實踐性強的特點，毛坯成形（鑄造、鍛壓、焊接等）教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)應(yīng)與“熱加工實習(xí)”通盤考慮，以便實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)的有機結(jié)合，工程材料及成形工藝基礎(chǔ)課程群模塊二教學(xué)大綱（專用周）教育層次：?？茖哟?、學(xué)制三年課程模塊號：

19、D6Z120A課程模塊教學(xué)時數(shù)：1周學(xué)分?jǐn)?shù)：1制訂或修訂執(zhí)筆人:姜敏鳳完成日期：2010.07審核小組：院教學(xué)工作委員會審核日期：201010課程模塊審批通過文件號：錫職院教字20103號第2次修訂：簽發(fā)人：曹建林簽發(fā)日期：2010年10月有效期至2013年7月、熱加工專用周教學(xué)性質(zhì)和任務(wù)1.課程性質(zhì)本課程是一門綜合性的實踐課程。學(xué)生在熱加工專用周中通過鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理等工種的操作訓(xùn)練，了解機械制造過程中毛坯制造的方法，熟悉各工種的工藝過程，掌握一定的工種操作技能。2.課程任務(wù)1）通過鑄造中的造型、合型、熔煉、澆注等工種的操作訓(xùn)練，掌握一定的造型操作技能，了解鑄造生產(chǎn)的工藝特點和

20、應(yīng)用。2）在鍛造操作過程中，了解金屬材料的鍛造性能，鍛造工藝流程，自由鍛、模鍛等工藝方法。3）對焊接操作中焊接電源、焊條、焊接工藝參數(shù)、焊接變形等的了解。4）在熱處理實習(xí)中，了解熱處理設(shè)備，學(xué)會退火、正火、淬火和回火的操作。5）在沖壓操作后，了解沖壓設(shè)備、模具、沖壓工藝的基本知識。6）培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作，吃苦耐勞敬業(yè)等素質(zhì)。二、教學(xué)目標(biāo)1知識目標(biāo)1）了解鑄、鍛、焊、熱成形所用設(shè)備的種類。2）初步掌握鑄、鍛、焊、熱處理工藝過程。3）了解鑄、鍛、焊、熱處理生產(chǎn)車間的生產(chǎn)管理。4）了解鑄、鍛、焊、熱生產(chǎn)車間的環(huán)境保護(hù)。2能力目標(biāo)1）初步學(xué)會鑄造中的整模造型操作技能。2）具有識別各工種使用的各種設(shè)備的能力。

21、3）具有對簡單工件進(jìn)行鍛、焊、熱處理加工成形的操作技能。4）具有文明生產(chǎn)及安全操作的初步能力。三、教學(xué)內(nèi)容及要求1課程基本內(nèi)容1）安全文明生產(chǎn)基本知識。2）鑄造工藝范圍及應(yīng)用，造型操作規(guī)范，造型工具使用，熔煉、澆注等示范操作。車間設(shè)備了解。3）鍛造工藝范圍及應(yīng)用，自由鍛操作規(guī)范，自由鍛工具使用，工件加熱。鍛造設(shè)備了解。4）焊接工藝范圍及應(yīng)用,焊條電弧焊操作規(guī)范。了解焊接設(shè)備。5）熱處理工藝范圍及應(yīng)用，退火、正火、淬火、回火操作規(guī)范。了解熱處理設(shè)備。6）沖壓工藝范圍及應(yīng)用，落料、沖孔操作規(guī)范。了解沖壓設(shè)備。2課程教學(xué)要求學(xué)生通過本次實訓(xùn)后，應(yīng)達(dá)到如下：1）了解鑄造生產(chǎn)工藝過程，熟悉鑄造車間生產(chǎn)環(huán)

22、境，能夠進(jìn)行簡單零件整模造型的操作。2）了解鍛造生產(chǎn)工藝過程，熟悉鍛造生產(chǎn)設(shè)備，能夠進(jìn)行簡單工件自由鍛的操作。3）了解焊接生產(chǎn)工藝過程，能夠進(jìn)行焊條電弧焊的操作。4）了解熱處理生產(chǎn)工藝過程，能夠進(jìn)行退火、正火、淬火、回火操作，熟悉熱處理設(shè)備。5）了解沖壓生產(chǎn)工藝過程，能夠進(jìn)行落料、沖孔的操作。四、熱加工專用周時間分配表表1學(xué)時分配表序號內(nèi)容時間（學(xué)時）備注1安全教育及實訓(xùn)注意事項2每天6學(xué)時2鑄造實訓(xùn)操作（含講解、示范）83鍛造實訓(xùn)操作（含講解、示范）44焊接實訓(xùn)操作（含講解、示范）65熱處理實訓(xùn)操作（含講解、示范）26沖壓實訓(xùn)操作（含講解、示范）67考核小結(jié)2合計30五、課程評價1熱加工專用周的學(xué)習(xí)效果評價主要從安全、文明生產(chǎn)、勞動態(tài)度紀(jì)律、操作考試和實習(xí)小結(jié)等組成。2熱加工專用周學(xué)習(xí)效果評價表表2學(xué)習(xí)效果評價表序號項目成績比例（）總成績（）1鑄造造型操作351002鍛造操作153焊接操作154熱處理操作155沖壓操作506安全文明生產(chǎn)57勞動紀(jì)律、態(tài)度58實習(xí)小結(jié)5注：也可按優(yōu)、良、中、及格、不及格評定。六、建議選用教學(xué)指導(dǎo)書、講義及參考資料1沈劍標(biāo)主編：金工實習(xí)機械