机械制造技术基础课程是高等学校本科“机械设计制造及其自动化”和“机械工程”专业制造系列课程中的主干课程。通过课程学习机械制造技术的基础知识、基本理论和基本方法,使学生具备分析和解决有关机械制造方面的复杂工程问题的基本能力。
天津大学“机械制造技术基础”课程2005年被评为教育部国家精品课,2013年教育部国家级精品资源共享课立项,在“爱课程”网上线,2016年被评为教育部第一批国家级精品资源共享课。课程建设的首要任务是教材建设,天津大学张世昌老师等主编的课程教材《机械制造技术基础》,高等教育出版社出版,本书一版、二版、三版分别为教育部普通高等教育“十五”、“十一五”、“十二五”国家级规划教材。
课程建设:
2002年,教育部新世纪网络课程建设工程项目机械制造技术基础网络课程;
2004年,天津市级教学成果一等奖,“机械制造技术基础课程建设与改革”;
2005年,教育部国家精品课程“机械制造技术基础”;
2013年,教育部第三批国家级精品资源共享课立项,“机械制造技术基础”课程教学资源在爱课程上线;
2016年,教育部第一批国家级精品资源共享课“机械制造技术基础”;www.icourses.cn/sCourse/course_2247.html
2016年,中国高等教育学会“’互联网+’课程——在线开放课程群建设的创新与实践”子课题;
2018年,在线开放课程在爱课程(中国大学MOOC)上线。
教材建设:
2004年,高等教育百门精品课程教材建设项目“机械制造技术基础立体化教材建设”;
2005年,教育部第二批普通高等教育“十五”国家级规划教材,《机械制造技术基础》(ISBN: 7-04-010057-6),张世昌等,高等教育出版社;
2008年,教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材,《机械制造技术基础》(第二版)(ISBN: 978-7-04-021267-9),张世昌等,高等教育出版社;
2012年,教育部第一批“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,《机械制造技术基础》,张世昌等,高等教育出版社;
2014年,“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,《机械制造技术基础》(第三版)(ISBN: 978-7-04-041458-5),张世昌等,高等教育出版社;
2018年,《机械制造技术基础数字课程》(ISBN: 978-7-89510-131-9),张冠伟等,高等教育出版社;
2018年,《机械制造技术基础课程设计指导》(ISBN: 978-7-04-049895-0),张冠伟,高等教育出版社。
课程目标1:了解现代制造哲理,能用系统的观点从全局上把握住制造技术的基本问题。了解现代制造技术的主要研究领域及最新发展。
课程目标2:对机床的种类、基本组成及主要性能指标有全面的认识,掌握和正确应用工件的定位原理和夹紧原则,并通过课程设计或大作业实际训练,初步掌握机床夹具的设计方法。
课程目标3:在学习切削刀具基础知识和金属切削机理的基础上,掌握金属切削过程的基本规律,并能加以有效的控制,以保证机械加工精度和提高切削效率。
课程目标4:综合运用力学、物理学、工程材料等学科知识分析加工误差产生的物理原因,从而找出控制加工误差的方法。运用统计学方法对加工误差进行统计分析,从加工误差的统计特征,确定加工误差的变化规律及可能采取的控制方法。
课程目标5:掌握机械加工工艺过程设计的基本原理、原则和方法,并通过一定的实践环节掌握制订零件机械加工工艺规程的步骤和方法。
课程目标6:掌握各种装配方法的实质、特点和使用范围,学会装配尺寸链的建立方法,并能运用极值法、概率法计算装配尺寸链。
周数 | 章/讲 | 节/视频单元 | 知识点 | 学习目标 |
1 | 第1讲 机械制造技术概论 | 1.1 制造与制造技术 | 大小制造概念,制造系统,制造技术 | 课程目标1 |
1.2 先进生产模式 | 先进生产模式(成组技术) | |||
| 先进生产模式(计算机集成制造) | |||
| 先进生产模式(并行工程) | |||
| 先进生产模式(精良生产) | |||
1.3 机械加工方法 | 切削加工成形运动,机械加工方法 | |||
1.4 机械加工工艺过程 | 工艺过程,基准,工序图,生产类型 | |||
单元测试 |
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2 | 第2讲 机床与夹具 | 2.1 机床 | 机床类型与编号、机床组成与性能指标 | 课程目标2 |
2.2 机床夹具 | 工件装夹,机床夹具 | |||
2.3 工件在夹具上定位 | 定位原则,完全定位,过定位 | |||
| 定位元件,定位分析 | |||
| 过定位分析 | |||
| 定位误差,分析与计算 | |||
| 定位误差分析与计算 | |||
3 | 2.4 工件的夹紧 | 夹紧力方向、作用点、计算 | ||
| 常用夹紧机构 | |||
2.5 各类机床夹具 | 车床与圆磨床夹具 | |||
| 铣床夹具 | |||
| 钻床与镗床夹具 | |||
2.6 夹具设计步骤 | 夹具设计步骤,夹具装配图绘制 | |||
单元测试 |
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第二讲 作业 |
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4 | 第3讲 切削过程及其控制 | 3.1 刀具基础知识 | 刀具坐标系,刀具角度标注,工作角度 | 课程目标3 |
| 切削用量与切削层截面参数 | |||
| 刀具材料 | |||
3.2 切削过程 | 切屑形成过程,变形区,积屑瘤 | |||
| 变形系数,切屑类型 | |||
3.3 切削力 | 切削力及其测量,切削力经验公式 | |||
3.4 切削热与切削温度 | 切削热,切削温度分布及测量 | |||
5 | 3.5 刀具磨损与破损 | 刀具磨损、破损,刀具使用寿命 | ||
3.6 切削条件选择 | 工件材料切削加工性 | |||
| 刀具几何角度的选择 | |||
| 切削用量的选择与优化,切削液 | |||
3.7 磨削原理 | 砂轮,磨削力、温度,砂轮磨损 | |||
3.8 高速切削 | 高速加工,高速磨削 | |||
单元测试 |
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6 | 第4讲 机械加工质量 | 4.1 机械加工质量概述 | 机械加工精度,表面质量 | 课程目标4 |
| 原始误差,机械加工精度获得 | |||
4.2 工艺系统静误差 | 原理误差,刀夹量具误差 | |||
| 主轴回转误差及测量 | |||
| 导轨导向,成形运动位置,传动误差 | |||
4.3 工艺系统动误差 | 工艺系统受力变形、刚度,误差复映 | |||
| 工艺系统热变形,残余应力与磨损 | |||
7 | 4.4 加工误差统计分析 | 加工误差统计特性,分布图法 | ||
| 加工误差统计分析,点图法 | |||
4.5 机械加工表面质量 | 影响粗糙度的因素 | |||
| 表面变质层 | |||
4.6 机械加工过程振动 | 强迫振动,自激振动机理 | |||
单元测试 |
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第四讲 作业 |
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8 | 第5讲 机械加工工艺过程设计 | 5.1 编制工艺步骤与方法 | 机械加工工艺规程设计步骤 | 课程目标5 |
5.2 定位基准选择 | 精基准选择原则 | |||
| 粗基准选择原则,基准选择实例 | |||
5.3 工艺路线拟定 | 加工方法选择 | |||
| 加工阶段的划分,加工顺序安排 | |||
9 |
| 工艺路线拟定实例 | ||
| 成组工艺过程设计 | |||
5.4 数控加工工艺 | 数控加工工艺 | |||
5.5 工序尺寸及公差 | 加工余量 | |||
| 工序尺寸及公差的确定 | |||
10 | 5.6 工艺尺寸链 | 工艺尺寸链的计算方法 | ||
| 工艺尺寸链的应用 | |||
| 工艺尺寸链的图表法 | |||
5.7 CAPP | CAPP工作原理及关键技术 | |||
5.8 工艺过程经济分析 | 时间定额,工艺方案技术经济分析 | |||
单元测试 |
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第5讲 作业 |
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11 | 第6讲 机器的装配工艺 | 6.1 机器装配概述 | 装配工艺规程,装配工艺系统图 | 课程目标6 |
6.2 装配工艺方法 | 装配精度、装配尺寸链 | |||
| 装配方法(互换装配法) | |||
| 装配方法(选择装配法) | |||
| 装配方法(修配装配法) | |||
| 装配方法(调整装配法) | |||
6.3 机器自动装配 | 机器自动装配 | |||
单元测试 |
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12 | 结课考试 |
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工程力学、热力学,机械设计,金工实习(机械工程训练)
1. 完成所有课程学习、课程单元测试、课程作业和讨论环节;
2. 课程总成绩构成为:平时成绩(单元测验30%+作业15%+课堂讨论5%)占50%,期末考试占50%。
3. 总成绩60分至84分为合格,85分及以上为优秀。
[1] 张世昌,李旦,张冠伟主编. 机械制造技术基础(第三版). 北京:高等教育出版社,2014
高教社网上书城 www.hepmall.com/index.php/product-19874.html
[2] 张冠伟编. 机械制造技术基础课程设计指导. 北京:高等教育出版社,2018
高教社网上书城 www.hepmall.com/index.php/product-29663.html
[3] Mikell P. Groover. Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, 5th Edition. JOHN WILEY & SONS, INC. 2013