金属工艺学教学大纲

《金属工艺学》教学大纲修订单位：机械工程学院材料工程系执笔人：王丽一、课程基本信息1．课程中文名称：金属工艺学2．课程英文名称：MetalTechnology3．适用专业：金属材料工程4．总学时：32学时（理论28学时，实验4学时）5．总学分：2学分二、本课程在教学计划中的地位、作用、任务金属工艺学是高等工科院校金属材料工程专业必修的一门综合性技术基础课。本课程系统地介绍了金属材料的铸造、锻造、焊接、切削加工的实质、特点、工艺过程和零件结构设计的工艺原则，为学生学习其它有关课程和将来的工作奠定必要的金属工艺学基础。三、理论教学内容与教学基本要求绪论（1学时）金属工艺学的目的、任务和内容。机器的生产过程概念。机器制造工业在国民经济中的作用。学习金属工艺学的要求和方法。重点阐述本课程的性质、内容和要求及金属工艺学课程在教学计划中的作用和地位。第一章金属材料导论（7学时）1.金属材料的机械性能掌握金属材料的机械性能（强度、硬度、弹性、塑性、冲击韧性等）和工艺性能的概念。理解金属材料物理和化学性质对工艺性能的影响。2.金属的晶体结构和结晶过程掌握金属晶格的基本类型、金属的结晶过程和同素异构转变、冷却曲线、过冷度。3.钢的热处理掌握钢的退火、正火、淬火、回火热处理方法的实质极其应用。重点阐明金属及合金的各种机械性能的物理意义。讲清纯铁的同素异构转变，为后续热处理、相变的学习打下基础。用简单的铁碳状态图讲清楚各相区的组织，A1、A3、ACM等各线的物理概念。第二章铸造（5学时）1.掌握铸造生产的基本概念、工艺过程和特点。2.合金的铸造性能掌握流动性的概念。理解流动性对铸造工艺的影响;影响流动性的因素。掌握收缩的概念、影响收缩的主要因素、缩孔的形式极其预防措施。掌握铸件内应力、裂纹和变形的形成极其防止。3.常用合金铸件的生产掌握普通灰口铸铁的化学成分、组织和性能，铸铁石墨化及影响石墨化的因素;普通灰口铸铁的铸造性能。了解提高铸铁强度的途径;孕育铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁的特点、生产过程和应用范围。4.铸件的结构设计铸造工艺对铸件结构设计的要求:掌握铸件外形、内腔、圆座和凸台、铸件壁和壁的连接、加强筋等的设计要求。铸造工艺图的制定:掌握浇注位置和分模面的选择;了解机械加工余量;拔模斜度;铸造收缩率;铸造圆角;型芯及铸造工艺图。重点讲解铸造生产的基本概念、工艺过程，铸造生产方面的知识。讲清“流动性”、“收缩”的概念，并结合实例阐明浇不足、缩孔、裂纹及变形等形成原因和预防措施。“常用合金铸件的生产”以灰口铸铁为主。“铸件的结构设计”阐明铸件结构设计原则。第三章锻压（5学时）1.金属压力加工的实质、分类、特点。2.金属的塑性变形理解塑性变形的实质。掌握加工硬化、再结晶、冷变形和热变形的概念。理解塑性变形对金属组织及机械性能的影响;纤维组织的形成及应用;金属的可锻性极其影响因素。3.自由锻了解自由锻基本工序，。掌握锻件图的制定、坯料的确定;自由锻件结构工艺性。4.模锻了解锤上模锻的模锻结构、模膛分类。掌握制定模锻件工艺规程的方法，锤上模锻零件的结构工艺性。重点阐明金属塑性变形的实质、金属冷、热变形的概念极其对金属组织及机械性能的影响等基础知识。模锻以锤上模锻为重点来建立模锻生产的完整概念，着重阐明锻模的分类和作用。第四章焊接（5学时）1.焊接的实质、焊接方法的分类及在工业中的应用。2.熔化焊理解焊接电弧、手工电弧焊的焊接过程。掌握电弧焊的冶金过程特点;焊条药皮的作用，电焊条的分类及选用原则;焊接接头金属组织与性能变化;改善接头性能的方法;焊接应力与变形的产生原因;减少和消除应力与变形的方法。了解埋弧自动焊、气体保护焊的特点极其应用。3.常用金属材料的焊接掌握金属材料的可焊性概念;碳钢的焊接。4.焊接结构设计掌握焊接方法的选择;焊接结构工艺性。了解焊接接头形式及焊缝布置;焊接质量检验。重点是以电弧焊为主，按焊接的物理本质及不同焊接方法的结构设计特点，将焊接归纳为熔化焊、压力焊及钎焊三大类进行分析，重点是手工电弧焊的冶金特点，保证焊接质量的措施，焊接热影响区金属组织及性能的变化。第五章切削加工（5学时）1.理解金属切削加工的实质和分类;切削加工在机械制造中的作用与地位;加工精度和表面粗糙度的概念。2.切削加工的基本知识切削运动:理解切削要素和切削面积;刀具材料;外圆车刀几何参数的定义和作用。切削过程及切削种类;切削力和切削功率;切削热的来源、切削液的应用;切削用量的选用原则。掌握刀具磨损、刀具耐用度和材料的切削加工性概念。3.常用加工方法综述了解车削、钻削、镗削、刨削、铣削、磨削的工艺特点及应用范围。4.典型表面的加工分析了解外圆面削、孔、平面的加工方案分析。5.工艺过程的基本知识了解零件机械加工工艺过程的基本概念、工艺规程的拟定。6.零件的结构工艺性了解零件结构工艺性的概念;切削加工对零件结构工艺性的要求及示例。重点介绍切削运动切削用量刀具材料及刀具几何参数。四、实验教学内容与要求1.弹性模量E的测定（2学时）要求学生熟悉实验仪器，了解实验过程，能够处理数据，得出实验结果。明确弹性模量E的物理意义。2.硬度试验（2学时）要求学生了解布氏、洛氏硬度计的构造原理，掌握其试验原理、测定方法及应用范围。五、考核方式以卷纸笔试的方式进行考核。六、成绩评定如果是考试课，以试卷分数作为最终成绩。如果是考查课，试卷分数占80%，平时出勤、作业占20%，计算出最终成绩。七、本课程对学生创新能力培养的措施`1.采取启发式教学2.留思考题形式的作业八、教材与参考书教材：邓文英主编《金属工艺学》第4版北京：高等教育出版社2000参考书：[1]钱剑晨编著《金属工艺学》第1版北京：国防工业出版社1990[2]王允禧主编《金属工艺学》第1版北京：高等教育出版社1985九、其他必要的说明金属工艺学是一门技术基础课，学生学习本课程必须在有关的基础上进行。学生在本课程课堂教学前：1.应该在校办工厂进行金工教学实习，获得实践的基础。2.机械制图课程应安排在本课程之前进行，使学生具有工程制图和识图能力。3.金属学及热处理课程应安排在本课程之前或同时进行。4.本课程的学习安排在第三学期或第四学期进行为宜。《金属工艺学》教学大纲修订单位：机械工程学院材料工程系执笔人：王丽一、课程基本信息1．课程中文名称：金属工艺学2．课程英文名称：Metaltechnology3．适用专业：材料成型及控制专业4．总学时：48学时（理论44学时，实验4学时）5．总学分：3学分二、本课程在教学计划中的地位、作用、任务金属工艺学是高等工科院校材料成型及控制专业必修的一门综合性技术基础课。本课程系统地介绍了金属材料的铸造、锻造、焊接、切削加工的实质、特点、工艺过程和零件结构设计的工艺原则，为学生学习其它有关课程和将来的工作奠定必要的金属工艺学基础。三、理论教学内容与教学基本要求绪论（1学时）金属工艺学的目的、任务和内容。机器的生产过程概念。机器制造工业在国民经济中的作用。学习金属工艺学的要求和方法。重点阐述本课程的性质、内容和要求，金属工艺学课程在教学计划中的作用和地位。第一章金属材料导论（9学时）1.金属材料的机械性能掌握金属材料的机械性能（强度、硬度、弹性、塑性、冲击韧性等）和工艺性能的概念。理解金属材料物理和化学性质对工艺性能的影响。2.金属的晶体结构和结晶过程掌握金属晶格的基本类型、金属的结晶过程、同素异构转变、冷却曲线和过冷度。3.铁碳合金掌握铁碳合金的基本组织、铁碳合金状态图的各部分的组成、钢的组织转变。理解碳及杂质对钢的机械性能的影响。4.钢的热处理掌握钢的退火、正火、淬火、回火热处理方法的实质极其应用。掌握碳素钢的分类、牌号、性能和应用。铸铁的牌号、性能和应用。了解合金钢的分类、牌号。重点阐明金属及合金的各种机械性能的物理意义。讲清纯铁的同素异构转变，为后续热处理、相变的学习打下基础。用简单的铁碳状态图讲清楚各相区的组织、A1、A3、ACM等各线的物理概念。第二章铸造（8学时）1.掌握铸造生产的基本概念、工艺过程和特点。2.合金的铸造性能掌握流动性的概念。理解流动性对铸造工艺的影响;影响流动性的因素。掌握收缩的概念、影响收缩的主要因素、缩孔的形式极其预防措施。掌握铸件内应力、裂纹和变形的形成极其防止。3.常用合金铸件的生产掌握普通灰口铸铁的化学成分，组织和性能，铸铁石墨化及影响石墨化的因素;普通灰口铸铁的铸造性能。了解提高铸铁强度的途径;孕育铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁的特点、生产过程和应用范围。4.铸件的结构设计铸造工艺对铸件结构设计的要求:掌握铸件外形、内腔、圆座和凸台、铸件壁和壁的连接、加强筋等的设计要求。铸造工艺图的制定:掌握浇注位置和分模面的选择;了解机械加工余量;拔模斜度;铸造收缩率;铸造圆角;型芯及铸造工艺图。重点讲解铸造生产的基本概念、工艺过程，铸造生产的方面的知识。讲清“流动性”、“收缩”的概念，并结合实例阐明浇不足、缩孔、裂纹及变形等形成原因和预防措施。“常用合金铸件的生产”以灰口铸铁为主。“铸件的结构设计”阐明铸件结构设计原则。第三章锻压（8学时）1.金属压力加工的实质、分类。压力加工的特点。2.金属的塑性变形理解塑性变形的实质。掌握加工硬化、再结晶、冷变形和热变形的概念。理解塑性变形对金属组织及机械性能的影响;纤维组织的形成及应用。金属的可锻性极其影响因素。3.自由锻自由锻基本工序，。掌握锻件图的制定、坯料的确定;自由锻件结构工艺性。4.模锻了解锤上模锻的模锻结构、模膛分类。掌握制定模锻件工艺规程的方法，锤上模锻零件的结构工艺性。重点阐明金属塑性变形的实质、金属冷、热变形的概念极其对金属组织及机械性能的影响等基础知识。模锻以锤上模锻为重点来建立模锻生产的完整概念，着重阐明锻模的分类和作用。第四章焊接（10学时）1.焊接的实质;焊接方法的分类及在工业中的应用。2.熔化焊理解焊接电弧、手工电弧焊的焊接过程。掌握电弧焊的冶金过程特点;焊条药皮的作用，电焊条的分类及选用原则;焊接接头金属组织与性能变化;改善接头性能的方法;焊接应力与变形的产生原因;减少和消除应力与变形的方法。了解埋弧自动焊、气体保护焊的特点极其应用。3.常用金属材料的焊接掌握金属材料的可焊性概念;碳钢的焊接。4.焊接结构设计掌握焊接方法的选择;焊接结构工艺性。了解焊接接头形式及焊缝布置;焊接质量检验。重点是以电弧焊为主，按焊接的物理本质及不同焊接方法的结构设计特点，将焊接归纳为熔化焊、压力焊及钎焊三大类进行分析，重点是手工电弧焊的冶金特点，保证焊接质量的措施，焊接热影响区金属组织及性能的变化。第五章切削加工（8学时）1.理解金属切削加工的实质和分类;切削加工在机械制造中的作用与地位;加工精度和表面粗糙度的概念。2.切削加工的基本知识切削运动:理解切削要素和切削面积;刀具材料;外圆车刀几何参数的定义和作用。切削过程及切削种类;切削力和切削功率;切削热的来源、切削液的应用;切削用量的选用原则。掌握刀具磨损、刀具耐用度和材料的切削加工性概念。3.常用加工方法综述了解车削、钻削、镗削、刨削、铣削、磨削的工艺特点及应用范围。4.典型表面的加工分析了解外圆面削、孔、平面的加工方案分析。5.工艺过程的基本知识了解零件机械加工工艺过程的基本概念、工艺规程的拟定。6.零件的结构工艺性了解零件结构工艺性的概念;切削加工对零件结构工艺性的要求及示例。重点介绍切削运动切削用量刀具材料及刀具几何参数。四、实验教学内容与要求1.弹性模量E的测定（2学时）要求学生熟悉实验仪器，了解实验过程，能够处理数据，得出实验结果。明确弹性模量E的物理意义。2.硬度试验（2学时）要求学生了解布氏、洛氏硬度计的构造原理，掌握其试验原理、测定方法及应用范围。五、考核方式以卷纸笔试的方式进行考核。六、成绩评定如果是考试课，以试卷分数作为最终成绩。如果是考查课，试卷分数占80%，平时出勤、作业占20%，计算出最终成绩。七、本课程对学生创新能力培养的措施`1.采取启发式教学2.留思考题形式的作业八、教材与参考书教材：邓文英主编《金属工艺学》第4版北京高等教育出版