1、 机械制造工程 课程教学大纲 课程 代码 ： MEEN3015 课程类别： 专业选修 课程 授课对象： 机械电子工程 专业 开课学期： 第 7学期 学 分： 2学分 学 时 ： 36上课学时 +18实验学时 主讲教师： 王明娣 、施学斌 指定教材： 黄健求机械制造技术机械工业出版社， 李森林 机械制造 基础 化学 工业 出版社 1. 教学目的： 本课程是高等工程本科学校 机械电子工程专业选 修的 机械制造 技术课。 通过本课程的学习，应使学生 （ 1） 获得 机械制造工艺过程 的基本知识 。 （ 2） 掌握铸锻焊等热加工工艺特点和各类加工方法的选择要素 。 （ 3）基本掌握 金属切削原理与刀具
2、方面 的基础知识 。 （ 4） 掌握 金属切削机床 的基础知识 。 （ 5）掌握 各种典型表面加工方法方面 的基础知识 。 （ 6） 基本掌握机械加工工艺 与装配工艺方面 的基础知识 。 （ 7）基本掌握 机床夹具设计方面 的基础知识 。 综合起来， 本课程的任务是使学生了解机械制造过程，掌握制造技术文化的基础知识，建立材料与工艺之间的相互关系。通过对机械工程材料的性能特点，熟悉铸造、锻压、焊接的工艺基础知识的学习，培养学生综合运用材料及工艺知识进行选材与工艺分析的初步能力，为学习选择使用工程材料、选择毛坯、选用 无切削或少切削加工方法、为机械零件制定加工工艺路线、学习其它课程和从事技术工作打
3、好必要基础。 绪论 课时： 1周，共 2课时 教学内容 ： 1、 机械制造技术发展史 2、 机械制造过程的基本内容 3、 机械制造制造工业在国民经济中的作用 铸造 课时： 1周，共 4课时 教学内容： 1 、砂型铸造工艺基础 铸造生产的实质、特点及应用。砂型铸造工艺过程。手工造型基本方法、特点及应用。 2 、合金的铸造性能 合金的流动性、收缩性及常用合金的铸造性能。 3 、砂型铸造工艺设计基础 铸造工艺图的作用和内容。工艺设计主要 内容：浇注位置、分裂面、主要工艺参数、浇注系统。 4 、铸件的结构工艺性 铸件的结构工艺性及铸造工艺过程的影响。铸件的结构工艺性与合金铸造性能的关系。铸件结构设计的
4、基本知识。 5 、铸造毛坯的选用 铸件的性能特点及铸造毛坯选用条件。 课堂讨论 结合生产实例，正确选用铸造毛坯。 6 、特种铸造简介 金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造的基本原理、特点和应用。 锻压 课时： 1周，共 3课时 教学内容： 1 、锻造工艺基础 锻造生产的实质、特点及应用。了解自由锻造、锤上模锻、胎模锻造的基本 方法。 2 、合金的锻造性能 金属的塑性变形及实质。金属的可锻性及其影响因素。常用合金的锻造性能。 3 、锻造工艺设计基础 锻件图绘制（确定余量、公差和余块），计算其坯料的质量和尺寸，确定其变形工序等。 4 、锻件的结构工艺性 自由锻造零件、胎模锻造零件、模锻零件的结
5、构工艺性。 5 、锻造毛坯的选用 锻件的性能特点、锻造毛坯的选用条件。 课堂讨论 结合生产实例，正确选用锻造毛坯。 6 、板料冷冲压 冲压的基本工序。冷冲压模的结构和材料。冷冲压件的结构工艺性。典型冷冲压件生产举例。 7 、特种锻造简介 辊锻、精密模锻、轧制、挤压、冷拔的基本原理、特点及应用。 焊接与胶接 课时： 1周，共 3课时 教学内容： 1 、熔化焊工艺基础 熔化焊的实质、特点及应用。手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊基本原理、特点及应用。 2 、焊接接头及金属焊接性能 焊缝及热影响区的组织和性能。金属的可焊性。碳钢、合金钢、铸铁的焊接性能。 3 、焊接应力与焊件的结构工艺性 焊接应力与
6、变形：应力产生的原因，变形形式和防止变形的措施。焊接件的结构工艺性。 4 、熔化焊工艺设计基础 确定焊缝位置和焊接 方法。确定焊接接头及坡口的形式和尺寸。合理选用焊条。简单焊接件工艺设计。 5 、焊接件选用 焊接件的性能特点、焊接件的选用条件。 课堂讨论 结合生产实例，正确选用焊接件。 6 、其他焊接方法简介 气焊、接触焊、电渣焊基本原理、特点及应用。 7 、胶接技术 胶接的基本原理：机械作用、扩散作用、吸附作用。胶接剂的组成和分类。胶接工艺及胶接接头设计。 金属切削加工基本知识 课时： 1周，共 3课时 第一节 金属切削加工中的基本定义 一 、 切削运动及切削用量 1、 切削运动 2、 切削
7、 用量 的基本要素 二 、 刀具几何角度 1、 刀具切削部分的刀面和刀刃 2、 确定刀具几何角度的参考平面及参考系 3、刀具的标注角度与 工作角度 第二节 切屑形成过程及加工表面质量 一 、切削形成过程 1、 材料 变形区的概念 2、 材料变形对 已加工表面质量的影响 二、 切屑类型 1、 切屑类型及控制 2、 磨削 与 砂轮选择 第三节 切削力与切削热的基本概念 一、 切削力 1、 切削力 的形成 2、切削力 的分解 3、 磨削力 二、 切削热与 切削温度 1、 切削热 与 切削温度 2、 磨削热和磨削温度 3、 刀具磨损和刀具耐用度 第四节 影响切 削加工效率及表面质量 的 主要 因素 一
8、、 工件材料的切削加工性 二、 刀具材料的合理选择 1、 刀具材料应具备的切削性能 2、 刀具材料的种类 性能及选择 3、刀具几何参数的选 三、 切削液 1、 切削液的种类 2、 切削液的选用 四、 切削用量选择 1 切削用量选择原则 2、 切削用量的选择 思考题：（见教材） 金属切削机床与刀具 课时： 3周，共 9课时 第一节 金属切削机床概述 一、 工件表面成形方法 1、 工件表面形状与成形方法 2、 机床运动分析 二、 机床的分类 1、 机床的分类 方法 2、 机床的型号 编制 第二节 车床 一、 车床的种类 1、 普通车床 2、 数控车床 3、其它车床 4、车床的主要加工范围 二、 车
9、刀 1、车刀的种类 2、车刀的材料 第三节 孔加工机床与刀具 一、 钻床 1、 钻床 的种类 2、 钻 床的主要加工范围 二、镗 床 1、镗 床 的种类 2、镗床的主要加工范围 三、 孔加工刀具 1、 孔 的粗加工刀具 2、 孔 的半精加工与精加工刀具 3、 孔加工刀具 的材料 第四节 铣床与铣刀 一、铣床的种类 1、普通铣床 2、数控铣床 3、其它铣床 4、铣床的主要加工范围 二、铣 刀 1、铣刀的种类 2、铣刀的材料 第五节 刨床与插床 一、 刨床 1、刨 床 的种类 2、刨床的主要加工范围 二、 插床 1、插 床 的种类 2、插床的主要加工范围 第 六 节 磨床与砂轮 一、磨床的种类 1
10、、 万能 外圆磨床 2、其它磨床 3、磨床的主要加工范围 二、砂轮 1、砂轮的组织结构 2、砂轮的选用 第七节 齿轮加工机床与齿轮刀具 一、齿形面的 加工 原理与方法 1、展成法 2、成形法 二、滚齿机与滚刀 三、插齿机与插齿刀 四、磨齿机 第八节 其它机床简介 一、组合机床 二、 加工中心 思考题：（见教材） 机械加工工艺规程的制订 课时： 2周，共 6课时 第一 节 机械 加工工艺过程的 基本概念 一、机械加工工艺过程的组成 1、安装 2、工位 3、工步 4、走刀 二、 生产类型与机械加工工艺规程 第 二 节 制订 机械加工工艺规程的 原则与步骤 一、 制订机械加工工艺规程的原则 二 、
11、制订机械加工工艺规程的步骤 第 三 节 工件在加工时的定位与基准 一、基准的概念与分类 1、 设计基准 2、 工艺基准 二、 定位基准的选择 1、 粗基准的选择 2、 精基准的选择 第 四 节 加工工艺路线 的 制定 一、 加工经济精度与加工方法的选 择 1、 加工经济精度 的概念 2、 典型表面的加工 方法与 工艺路线 （ 外圆柱面、孔与平面） 二、 加工顺序的安排 与 加工阶段的划分 1、 加工顺序的安排 2、 加工阶段的划分 第五节 加工余量、工序尺寸及公差的确定 一、加工余量与工序尺寸的确定 二、工序公差的确定 第六节 提高劳动生产率的工艺措施 一、缩短基本时间 二、缩短辅助时间或辅助
12、时间与基本时间重合 三、缩短准备与终结时间 思考题：（见教材） 机床夹具设计原理 课时： 2周，共 6课时 第一节 机床夹具概述 一 、 机床夹具的分类 二、 夹具的作用和组成 1、 夹具的作用 2、 夹具的组成 元件 第二节 工件的定位原理 与定位方法及元件 一、定位原理 二、 定位方法及元件 1、 工件以平面定位 2、 工件以圆孔定位 3、 工件以外圆柱面定位 4、 工件以一面两孔定位 5、 其他 定位方式 第三节 工件 夹紧装置 的 设计 一、 夹紧装置的组成及设计要求 二、 正确施加夹紧力 三、常用 夹紧机构 1、斜楔 夹紧机构 2、螺旋 夹紧机构 3、偏心轮 夹紧机构 4、铰链 夹紧
13、机构 5、复合 夹紧机构 6、定心 夹紧机构 第 四 节 典型机床夹具 一、 车床夹 具 1、 车床 夹具的工作特点 2、 车床 夹具与机床的联接 3、 车床 夹具设计要点 二、 铣床夹具 1、 铣床 夹具的工作特点 2、 铣床 夹具与机床的联接 3、 铣床 夹具上工件与刀具相对位置的确定 4、铣 床 夹具设计要点 三、 钻床 与镗床 夹具 1、 钻床 与镗床 夹具的工作特点 2、 钻床 与镗床 夹具与机床的联接 3、 钻床 与镗床 夹具上工件与刀具相对位置的确定 4、 钻床 与镗床夹具设计要点 四、 柔性 夹具 简介 1、 组合夹具 2、成组可调整夹具 3、其它柔性 夹具 思考题：（见教材）
14、 实验教学 课时： 6周，共 18课时 实验 一 车刀几何角度测量 1、实验目的要求 (1)了解车刀量角台的构造与工作原理。 (2)掌握车刀几何角度测量的基本方法。 (3)加深对车刀各几何角度、各参考平面及其相互关系的理解。 2、实验仪器及刀具 仪器：回转工作台式量角台 车刀：直头外圆车刀 3、实验内容及要求 (1)利用车刀量角台分别测量直头外圆车刀的几何角度：要求学生测量 r、 r、 s、 o、 o 等共 5个基本角度。 (2)在平面内绘出这 5个基本角的视图。 实验二 机床几何精度检验 1、实验目的： （ 1）了解常用的机床几何精度检验项目、允许标准 和检验方法 （ 2）了解机床几何精度检
15、验项目常用的检验工具和仪器 （ 3）学习正确使用工具仪器进行测量操作的技能及测量数据的处理方法 2、实验对象、实验内容及所有的工具仪器： （ 1）实验对象： CA6140A/400 1000 （ 2）实验内容：检验以下项目 G1纵向：溜板移动时导轨在垂直平面内的直线度 G1横向：溜板移动时导轨的倾斜度 G2：溜板移动在水平面内的直线度 G6：主轴锥孔中心线的径向跳动 G7：溜板移动对主轴中心线的平行度 （ 3）实验用的工具和仪器 水平仪 0.02/1000一 锥柄检验棒 4#莫氏圆柱部分长 500CM 一根 千分表 0.001/格 二只 圆柱检验棒 L=600CM 一根 磁性表架 二台 钢尺
16、L=300MM 一把 3、实验条件与实验程序内容和要求： （ 1）实验条件：机床的几何精度检验应在正常使用状态下进行对初次安装或迁移后重新安装的机床，应安装调试经试运转状态稳定后进行。 （ 2）实验程序内容：多个检验项目应按一定次序逐个进行。本实验中个项目检验作业次序为 G1、G2、 G6、 G7 （ 3）实验要求：认真测得各检验项 目的数据，进行必要的数据处理，得到结论数据根据GB/T4020-1997确定相应项目的允许值，对所测机床的各项精度作出合格与否的结论。 实验三、车铣复合加工中心实验 一、实验目的 1.了解车铣复合加工中心编程软件的特点，掌握使用车铣复合加工中心编程的方法。 2.了
17、解车铣复合加工中心各轴的运动特点及机床的特性。 3.了解车铣复合加工中心自动加工的整体过程 二、实验原理 加工中心，简称 cnc，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，是对 工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成车、铣、钻、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。 三、实验设备 马扎
18、克 INTEGREX200 车铣复合中心一台以及气源等辅助设备。 四、注意事项 1.操作者应先仔细阅读加工中心及雕铣机操作规程，并按其要求认真熟悉 机床操作。 2.必须熟悉所使用的自动编程软件，然后再上机操作。 3.程序模拟加工完毕后，应请指导人员检查。 4.操作过程中，如遇问题，应及时请教指导教师，禁止鲁莽操作。 5.实验过程中，不准离开机床。 五、实验内容 1.实验前仔细阅读本实验指示书的内容； 2.观看学习利用计算机演示数控机床 CAD/CAM软件的使用方法； 3.使用数控机床 CAD/CAM软件对指定零件进行设计和编程； 4.模拟运行程序，观察仿真加工过程并确保程序无误； 5.熟悉机床
19、系统的界面和操作面板以及相关的功能按键； 6.进行零件加工程序的 传输； 7.装卡毛坯，建立工件坐标系； 8.启动机床，完成零件加工； 9.检验零件的尺寸精度等。 六、实验步骤 （一）零件的工艺分析 （二）零件的程序编制 本次实验使用 Mazatrol编程软件进行数控自动编程。 （三）机床操作 1.了解熟悉控制面板分布及数控系统面板操作 2.导入程序 2.建立工件坐标系 4.加工运行及检测 5.紧急停止 七、数控自动加工实验 自动编程铣削图形见现场 实验四 机床传动系统的分析实验 一、实验目的 通过实验过程的各个实践环节，让学生直接接触机床传动系统实物，增进学生对机械部件 的感性认识、提高学习
20、兴趣。通过观察实验机床的机械传动结构、零部件形状特征，及相关实验内容使学生能熟悉机床传动系统中的齿轮传动副、带轮传动副、离合器、传动丝杠螺母副、主轴、花键轴、传动轴结构、轴系支承等各类典型传动零部件结构。 二、实验要求： 观察实验机床的机械传动系统工作过程、结构、零部件特征，结合所学知识完成下列诸项实验内容 1. 结合课程内容，对 CA4160车床总体结构、工作原理进行分析。 2. 结合课程内容，对 CA4160车床传动系统结构进行分析； 3. 根据学习所得认识与知识，完成实验题 三、实验内容 1、 CA6140普通卧式车床的组成及各部分功能 2、 CA6140各机械系统及其功用 参考书目 1
21、 邓文英 主 编金属工艺学（ 下册 ）高教出版社 2 鞠鲁粤 主 编 机械制造基础上海交大出版社 3 卢秉恒 主 编机械制造技术基础 机械工业出版社 4 王先逵 主 编机械制造 工艺学 机械工业出版社 5 蔡安江 主 编 机械工程生产实习，机械工业出版社 6 李华主 编机械制造技术 机械工业出版社 7 李云主 编机械制造 工艺及设备设计指导手册 机械工业出版社 8 冯辛安 主 编机械制造 装备设计 机械工业出版社 9 梁炳文 主 编机械 加工工艺图集 （ 第一集 ） 航空 工业出版社 10 梁炳文 主 编机械 加工工艺图集 （ 第二集 ） 航空 工业出版社 11 梁炳文 主 编机械 加工工艺图集 （ 第三集 ） 航空 工业出版社 12 机械制造工程实验指导书， 机械基础课实验教学中心编 13 张世昌 机械制造技术基础， 高等教育出版社 14 周宏莆 机械制造技术基础， 高等教育出版社 15 吉卫喜 现代制造技术与装备 ， 高等教育出版社 16 李森林 机械制造技术基础 ， 化学工业出版社 执笔人： 王明娣 2017年 4月 19日
