《材料的尺寸加工》教學(xué)大綱-中外-32學(xué)時

PAGEPAGE8《材料的尺寸加工》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱材料的尺寸加工課程編號課程性質(zhì)必修課課程類別專業(yè)課開課單位機械制造教研室授課學(xué)期第6學(xué)期學(xué)分/學(xué)時2/32課內(nèi)學(xué)時32理論授課16上機學(xué)時16課內(nèi)實踐0實驗學(xué)時0課外學(xué)時32適用專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化（合作辦學(xué)）是否雙語否先修課程機械制圖、機械原理、機械工程材料、金工實習(xí)、機械設(shè)計、機械控制工程基礎(chǔ)后續(xù)課程機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計、智能加工技術(shù)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、高效的材料加工技術(shù)與裝備二、課程簡介本課程為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)核心課，是實踐性較強的一門課程。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握材料的尺寸加工的有關(guān)基礎(chǔ)知識、基本理論、基本技能和科學(xué)思維方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用材料的尺寸加工的專業(yè)能力和素質(zhì)，使學(xué)生具備尺寸加工工藝規(guī)程、分析和解決現(xiàn)場復(fù)雜工藝問題的能力，為開發(fā)新工藝、新范法奠定基礎(chǔ)。主要學(xué)習(xí)內(nèi)容包括機械零件尺寸加工方法、金屬切削加工原理與刀具。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐（一）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.學(xué)生能夠闡釋機械零件尺寸加工方法、金屬切削原理與刀具的有關(guān)概念、定義、研究對象的結(jié)構(gòu)或特點、現(xiàn)象及規(guī)律等基本知識和理論。學(xué)生通過對尺寸加工的有關(guān)知識、理論、方法的積累，掌握系統(tǒng)思維方法.課程目標(biāo)2.初步掌握有限元軟件的操作和使用方法；通過手冊等文獻資料，能夠運用機械零件尺寸加工方法、金屬切削原理與刀具的有關(guān)理論和知識，針對現(xiàn)場加工方法問題進行正確或合理地計算、驗算、選擇、總結(jié)、歸納、剖析和鑒別，分析解決方案，選擇研究路線。課程目標(biāo)3.使用有限元軟件對某一加工過程進行建模、搭建仿真分析的方案和技術(shù)路線，施加約束，對其進行仿真，對其結(jié)果進行分析。通過有限元建模仿真訓(xùn)練，掌握深層次分析問題的能力和具有“敬業(yè)，精益、專注、創(chuàng)新”內(nèi)涵的工匠精神。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點畢業(yè)要求課程目標(biāo)11.4能夠?qū)C械設(shè)計、制造的專門知識用于機械工程問題解決方案的設(shè)計與改進。1.工程知識課程目標(biāo)24.1能夠基于科學(xué)原理和方法，針對復(fù)雜機械設(shè)計與制造的工程問題，通過文獻研究與調(diào)研，分析解決方案，選擇研究路線或設(shè)計實驗方案；4.研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對與機械產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝及其檢測與控制等有關(guān)的復(fù)雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。課程目標(biāo)34.2能夠根據(jù)實驗方案，搭建和操作實驗系統(tǒng)，安全開展實驗并正確采集整理實驗數(shù)據(jù)；4.3能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析和解釋，通過信息綜合得到合理的結(jié)論。四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論（學(xué)時數(shù)：2學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容本單元主要介紹生產(chǎn)、制造、制造技術(shù)、制造系統(tǒng)、零件和機器等基本概念，制造業(yè)的發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位，本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求等內(nèi)容。2.重點和難點重點：本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求。難點：制造系統(tǒng)的概念。3.教學(xué)方法講授法、案例分析法、討論法4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解制造業(yè)、制造技術(shù)等基本概念，制造業(yè)的發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位；理解尺寸加工與制作系統(tǒng)的關(guān)系；理解尺寸加工與零件加工質(zhì)量之間的關(guān)系；對本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求有一個清晰的整體了解。5.支撐課程目標(biāo)本單元對課程目標(biāo)1進行支撐，旨在使學(xué)生針對機械制造、尺寸加工形成一個系統(tǒng)的認(rèn)識，明確材料的尺寸加工的研究對象、內(nèi)容、要解決的專業(yè)問題及方法，并且通過對我國制造業(yè)和制造技術(shù)的重要作用、發(fā)展成就以及發(fā)展現(xiàn)狀的了解，增強科技報國的愛國情懷，樹立專業(yè)責(zé)任感和使命感，培育和弘揚社會主義核心價值觀。第二單元金屬切削原理與刀具（學(xué)時數(shù)：10學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容本單元主要介紹切削運動與切削要素，刀具的結(jié)構(gòu)、材料和應(yīng)用，金屬切削基礎(chǔ)理論等內(nèi)容。2.重點和難點重點：切削運動、切削要素、刀具角度、刀具材料應(yīng)具備的性能及常用刀具材料、切削過程、切屑類型及控制、切削力、切削熱及切削溫度、刀具磨損與刀具壽命、切削用量的選擇及工件材料加工性。難點：刀具角度定義及標(biāo)注、刀具工作角度、高速鋼、硬質(zhì)合金、切屑形成過程、積屑瘤現(xiàn)象、切削力的指數(shù)公式、切削溫度經(jīng)驗公式、刀具壽命經(jīng)驗公式、切削用量的選擇、高速切削及刀具。3.教學(xué)方法講授法、案例分析法、討論法、任務(wù)驅(qū)動法4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)η邢鬟\動及切削要素、刀具結(jié)構(gòu)及材料、常見刀具的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用等知識有初步理解和掌握；通過識別和剖析切削過程中的變形、摩擦、切削力、切削熱及溫度、刀具磨損等現(xiàn)象和規(guī)律，掌握因果思維方法，從而能夠準(zhǔn)確合理地分析和歸納現(xiàn)場工藝問題；通過對切削過程中的現(xiàn)象和規(guī)律對加工質(zhì)量的影響分析，理論聯(lián)系實際，提出提高加工質(zhì)量的方法和工藝措施，從而鍛煉創(chuàng)新思維能力，為開發(fā)新工藝、新技術(shù)奠定基礎(chǔ)。5.支撐課程目標(biāo)本單元對課程目標(biāo)1進行支撐，旨在使學(xué)生能夠正確地闡釋金屬切削變形的基本規(guī)律，解釋金屬切削過程中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象，識別刀具的結(jié)構(gòu)，選擇刀具的材料和切削液，比較和判斷工件材料的切削加工性能，闡釋高速切削的概念、特點、機理及刀具；并且具有能夠正確或合理地計算切削力和切削功率，選擇切削用量，判斷刀具角度的影響并選擇合理的刀具角度，構(gòu)建改善工件材料切削加工性能途徑的能力，同時培養(yǎng)具有“敬業(yè)，精益、專注、創(chuàng)新”內(nèi)涵的工匠精神。通過剖析切削過程中的變形及摩擦與其他現(xiàn)象之間的因果關(guān)系，掌握因果思維方法。通過剖析和揭示刀具角度及材料對金屬切削過程中的現(xiàn)象及其規(guī)律影響的關(guān)系，掌握改進刀具結(jié)構(gòu)和材料性能的創(chuàng)新思維方法。第三單元機械加工方法（學(xué)時數(shù)：4學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容本單元主要介紹零件的成形原理、常見機械加工方法（包括車削、銑削、刨削、鉆削、鏜削、齒面加工、磨削等）等內(nèi)容。2.重點和難點重點：零件的成形原理、常見機械加工方法。難點：齒面加工、磨削。3.教學(xué)方法講授法、案例分析法、討論法、任務(wù)驅(qū)動法4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠區(qū)分不同工藝成形方法所基于的成形原理、正確地描述和說明常見機械加工方法的應(yīng)用及特點。5.支撐課程目標(biāo)本單元對課程目標(biāo)1進行支撐，旨在使學(xué)生正確地說明常見機械加工方法的應(yīng)用及特點，為制訂機械加工工藝規(guī)程時進行加工方法的合理選擇打好基礎(chǔ)，逐步形成“敬業(yè)，精益、專注、創(chuàng)新”內(nèi)涵的工匠精神。第四單元有限元仿真概述（學(xué)時數(shù)：2學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容本單元主要介紹有限元法的計算原理和主要思想，介紹典型的有限元分析案例等內(nèi)容。2.重點和難點重點：有限元法的基本思想。難點：有限元仿真分析的基本流程。3.教學(xué)方法講授法、案例分析法4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠基本了解有限元法在材料尺寸加工領(lǐng)域的應(yīng)用以及分析過程。5.支撐課程目標(biāo)本單元對課程目標(biāo)2進行支撐，旨在激發(fā)學(xué)生對有限元仿真的興趣，為后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。第五單元有限元仿真軟件入門（學(xué)時數(shù)：6學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容本單元主要進行有限元仿真軟件入門學(xué)習(xí)。2.重點和難點重點：有限元仿真軟件操作入門。難點：材料屬性的賦予，分析步的設(shè)置和載荷的施加。3.教學(xué)方法案例分析法、討論法、任務(wù)驅(qū)動法4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠入門有限元仿真軟件。5.支撐課程目標(biāo)本單元對課程目標(biāo)2、3進行支撐，旨在培養(yǎng)學(xué)生對軟件的實操能力，為后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。第六單元切削過程有限元仿真分析（學(xué)時數(shù)：8學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容使用有限元仿真軟件，針對切削過程進行仿真模擬。2.重點和難點重點：切削過程有限元仿真模擬。難點：材料屬性賦予，網(wǎng)格劃分，分析步的設(shè)置和載荷施加。3.教學(xué)方法任務(wù)驅(qū)動法4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠利用有限元軟件對切削過程進行建模和仿真。5.支撐課程目標(biāo)本單元對課程目標(biāo)2、3進行支撐，旨在培養(yǎng)學(xué)生對實際加工問題的分析能力。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐序號主要內(nèi)容主要教學(xué)方式學(xué)時分配課內(nèi)課外學(xué)時比例支撐課程目標(biāo)1第一單元緒論講授法、案例分析法、討論法11:1課程目標(biāo)12第二單元金屬切削原理與刀具講授法、案例分析法、討論法、任務(wù)驅(qū)動法111:1課程目標(biāo)13第三單元機械加工方法講授法、案例分析法、討論法、任務(wù)驅(qū)動法41:1課程目標(biāo)14第四單元有限元仿真概述講授法、案例分析法21:1課程目標(biāo)25第五單元有限元仿真軟件入門案例分析法、討論法、任務(wù)驅(qū)動法61:1課程目標(biāo)2、36第六單元切削過程有限元仿真分析任務(wù)驅(qū)動法81:1課程目標(biāo)2、3五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價細(xì)則平時成績50%作業(yè)（百分制）20緒論、機械加工方法、金屬切削原理與刀具中應(yīng)考慮的相關(guān)內(nèi)容。主要考核學(xué)生對各單元知識點的理解和掌握程度；每次作業(yè)按100分制單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)最終成績。測驗（百分制）25進行階段測試，主要考察各單元有關(guān)基本概念、基本知識和基本理論，基本技能和科學(xué)思維方法。每次單元測試按100分制單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)最終成績。課堂表現(xiàn)（百分制）5能夠按照課表出勤上課、不遲到、不早退、課堂紀(jì)律良好、認(rèn)真聽講、積極參與課堂討論等教學(xué)互動環(huán)節(jié)、要求敘述或問題回答正確合理、條理清晰、表達流利。實踐成績50%實驗（百分制）100共2個實驗，根據(jù)實驗情況和實驗報告質(zhì)量單獨評分，每個實驗滿分為100分；2個實驗的成績求和并換算成100分制作為實驗總成績，以實驗總成績的15%計入課程總評成績。（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元緒論1-1制造業(yè)、制造技術(shù)、材料的尺寸加工等基本概念；理解制造系統(tǒng)的構(gòu)成及其所包含的物質(zhì)流、信息流和資金流等1-2制造業(yè)的發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位作業(yè)課程目標(biāo)1第二單元金屬切削原理與刀具2-1零件的成形原理、切削運動、切削要素、刀具角度2-2切削過程、切屑類型及控制、切削力、切削熱及切削溫度、刀具磨損與刀具壽命2-3切削用量的選擇及工件材料加工性作業(yè)，測驗，期末考試課程目標(biāo)1第三單元機械加工方法3-1外圓加工方法；3-2平面加工方法；3-3孔加工方法；3-4圓柱齒輪加工方法；3-5螺紋加工方法作業(yè)，測驗，期末考試課程目標(biāo)1第四單元有限元仿真概述4-1有限元仿真的基本步驟上機報告課程目標(biāo)2第五單元有限元仿真軟件入門5-1建模、屬性賦予、網(wǎng)格劃分、分析步設(shè)置和載荷設(shè)置的方法上機報告課程目標(biāo)2、3第六單元切削過程有限元仿真分析6-1切削過程的仿真及結(jié)果分析方法上機報告課程目標(biāo)2、3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材劉英主編：《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》（第1-3章），機械工業(yè)出版社，2018年版.（二）相關(guān)推薦書目1.于駿一主編：機械制造技術(shù)基礎(chǔ)．機械工業(yè)出版社．2000年版2.盧秉恒主編：機械制造技術(shù)基礎(chǔ)．機械工業(yè)出版社.2005年版3