机械制造基础
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课程详情
课程评价
spContent=本课程作为装备制造类专业普遍开设的一门专业基础课,对于培养学生工程意识和创新能力起着至关重要的作用。通过本课程学习可获得常用工程材料及零件毛坯成型知识、互换性与测量技术知识,配合各类专业实训实习,学生即可获得进行工程实践的初步能力,为将来从事装备制造类相关岗位工作奠定良好基础。
—— 课程团队
课程概述

《机械制造基础》是高职高专装备制造大类专业的必修课。它是学生最初接触的有关工程应用的一门课程,对培养学生的工程思维能力及解决问题的能力具有重要作用,是学生学习其它专业课程的基础,各类专业后续课程也不再学习这方面的知识。

    本课程已经将装备制造大类专业原有的《金属工艺学》、《工程材料与热处理》、《互换性与测量技术》等内容溶为一体。以能力为培养目标确立“机械制造基础”课程的核心内容,围绕①合理选择零件公差与配合性质以及表面粗糙度的能力;②质量分析能力和计量检验工的基本操作技能;③常用工程材料的选择能力;④合理编排常用热处理工艺能力及热处理工的基本操作技能;⑤合理选择毛坯成形方法的能力,初步具备铸工、锻工、焊工的基本操作技能;⑥综合分析工艺问题的能力等六大方面组织课程内容。


授课目标
学习毛坯成型方法、工程材料与热处理、互换性与测量技术相关知识,获得以下能力: ①合理选择零件几何精度的能力; ②零件质量检测能力; ③常用工程材料的选择能力; ④合理编排常用热处理工艺能力; ⑤合理选择毛坯成形方法的能力; ⑥综合分析工艺问题的能力
课程大纲



《机械制造基础》课程大纲

课程编码:114040157                  课程类别:专业基础课

适用专业:机电一体化                       开设时间:大二上学期

参考学时: 48                            学分:3

一、课程定位和课程设计

1.课程定位

《机械制造基础》作为机电专业普遍开设的一门专业基础课,对于培养学生工程意识和创新能力起着至关重要的作用。学生学习了前修课程《机械设计基础》《机械制图》等之后,通过对本课程的学习,获得常用工程材料及零件毛坯成型方法相关知识、互换性与测量技术基础知识,再学习后续课程《机械制造技术》、《机床数控技术》等。配合机加工实训、钳工实训,学生即可获得进行工程实践的初步能力,为将来从事机电类相关岗位工作奠定良好基础。

2.课程设计思路

本课程大纲在设计上本着懂方法,重应用的总体思路,突出体现职业教育的技能型、应用性特色,着重培养学生的实践应用技能,力求达到理论方法够用,技术技能过硬的目的。

鉴于本课程的服务面向与定位,本课程大纲在设计过程中,通盘考虑产品设计、制造、装配调试、检验的机械制造完整过程对本课程的要求,以能力本位作为培养目标、过程和行动导向作为课程开发的指导思想,围绕技术应用能力培养这一高职教育的核心目标,结合课程本身的特点,明确本课程是按工作过程为主线设计的项目课程:基于企业工作过程,教师分配给学生一项工作任务,学生分组协作在学习中完成产品毛坯选择、材料选择与分析、热处理工艺设计、质量检测等项目。在这个过程中,学生会学习企业的工作思路、方法、分析及解决问题的能力、团队协作精神等;感受企业的工作氛围及运作方式,通过项目引领和任务驱动,并配以案例分析进行教学。

课程内容的学习,针对行业特点,设计学习情境,实施“课堂+景区”、“课堂与车间合一”教学模式,以真实项目为导向整合、序化教学内容。注重学生实际应用技能,主要发展学生认知、归纳分析、迁移的能力。

认知主要表现在:对本课程理论、方法框架熟悉,准确理解互换性与技术测量、工程材料与热处理和毛坯成型方法的基本知识和操作技能的基本方法。

归纳分析主要表现在:通过明确的任务导向及案例分析,能归纳公差选择、材料选择、毛坯选择及热处理工艺设计原则与方法,并能应用在质量分析、综合工艺问题分析过程之中。

迁移主要表现在:能将所学的公差选择、材料选择、毛坯选择及热处理工艺设计原则与方法等迁移到新的具体案例中使用,即能够在机械产品设计、制造、装配调试、检验等生产全过程中去灵活运用。

本大纲对不同目标采用明确且不同的行为动词描述,从而更好地体现了本大纲在执行中的参考价值和实现教学目标的要求。

课程大纲中的目标主要是按结果性目标和体验性目标来描述的。结果性目标主要用于对"知识与技能"目标领域的刻画,而体验性目标则主要用于反映“过程与方法”、“情感态度与价值观” “职业道德与素质”等目标领域的要求。无论是结果性目标,还是体验性目标,都尽可能地以便于理解、便于操作和评估的行为动词来刻画。

 

二、课程目标

1)课程总目标

本课程的目标是以“培养适应21世纪人才需求,特别是具有工程实践能力和实际操作技能的高技能应用性技术人才为宗旨,学生通过机加工实训、钳工实训和对本课程的学习,获得常用工程材料及零件(毛坯)的加工工艺知识、互换性与测量技术知识,了解与本课程有关的新材料、新技术和新工艺,培养工程实践的初步能力,为学习《机械制造技术》等其它相关课程、从事工程实践奠定基础,并对学生进行创新能力的培育。

通过本课程的学习,使学生掌握互换性与技术测量、工程材料与热处理和毛坯成型方法的基础方面的十项能力,为后续专业课的学习奠定坚实的基础。

2具体目标

1)知识与技能目标

通过学习,学生能够在产品设计、制造、装配调试、检验的机械制造完整过程中学会完成产品毛坯选择、材料选择与分析、热处理工艺设计、质量检测等项目。

能进行尺寸极限与配合、形位公差及表面粗糙度的选用;

能熟练操作常规检测工具进行产品的一般质量检测;

能分析金属材料力学性能;

会铁碳合金的应用与分析;

会一般常规热处理工艺的制定;

会根据零件使用要求合理选用工程材料;

能分析毛坯成形方法并能选择毛坯;

掌握综合分析工艺问题的一般能力。

2)在过程与方法、情感态度与价值观、职业道德与素质养成等方面的基本要求

通过学习养成积极思考问题、主动学习的习惯;

通过学习培养较强的自主学习能力;

通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能;

通过学习能够设计一般工作计划,行动方案;

通过学习培养良好的团队合作精神,乐于助人;

通过学习养成勇于克服困难的精神,具有较强的忍耐力;

通过学习养成及时完成阶段性工作任务的习惯,“今日事、今日毕”。

三、课程内容与要求

1)课程总体内容描述

课程教学项目的设计以分析一个典型机电产品——数控机床为载体,内容包括10个教学项目:①合理选择零件公差与配合性质以及表面粗糙度的能力;②形位公差的选用及其误差的检测;③表面粗糙度的选用及其检测;④认识计量检验工并学会质量检测方法;⑤金属材料性能的分析;⑥铁碳合金的应用与分析;⑦常规热处理方法;⑧合金钢、非铁金属及非金属材料的应用工程材料的选用;⑨工程材料的选用及其热处理工艺的制定;⑩毛坯成形方法及毛坯选择。

课程内容与目标、学时分配

教学项目

学习目标

教学内容

学时

1、尺寸极限与配合

能正确分析与合理选用尺寸极限与配合

1.1标准及标准化

1

1.2尺寸极限与配合的基本术语与定义

2

1.3极限与配合的国家标准

3

1.4优先和常用配合

2

1.5选择尺寸极限与配合

2

2、几何公差

能正确分析与合理选用几何公差

2.1基本概念

1

2.2几何公差与几何误差

3

2.3几何公差的选择

2

3、表面粗糙度

能正确分析与合理规定表面粗糙度

3.1表面粗糙度主要术语及评定参数

3.2表面粗糙度的符号、代号及标注

3.3表面粗糙度的选用

2

4、质量检测

能进行产品的一般质量检测

4.1几何量检测

3

4.2组织性能检测

1

5、金属材料的性能

能分析材料的力学性能与工艺性能

5.1金属材料的力学性能

5.2金属材料的工艺性能

2

6、铁碳合金

能进行铁碳合金的正确应用

6.1金属的结构与结晶

2

6.2铁碳合金相图

2

6.3碳素钢

2

6.4铸铁及其热处理

1

7、钢的热处理

能进行钢的常规热处理

7.1钢的组织转变

2

7.2钢的常规热处理

2

7.3钢的表面热处理

2

8、其他常用工程材料

能合理选用其他常用工程材料

8.1合金钢

2

8.2非铁金属及其合金

2

8.3非金属材料

1

9、工程材料的选用及热处理工艺设计

能合理选用工程材料,能合理编排常用热处理工艺

9.1零件的失效与选材原则

9.2热处理工艺设计方法

9.3典型零件的选材及热处理工艺分析

2

10、毛坯成型方法

能合理选择毛坯成形方法

10.1铸造  10.2锻造

2

10.3焊接  10.4毛坯选择

2

2)课程分项目具体内容描述

专项能力一:尺寸公差与配合的选用及其误差的检测

1)知识点

掌握有关互换性、标准化的概念;

了解国家标准;

掌握孔、轴、尺寸及尺寸偏差、公差及公差带、配合、基准制等概念;

掌握基本偏差系列;

掌握常用及优先配合,了解一般配合;

2)技能要求

能查表确定标准公差和基本偏差的代号与数值;

根据泰勒原则判断孔、轴是否合格;

根据零件的使用功能合理选用基准制、公差等级与配合的种类并能正确地标注;

掌握测量数据分析方法并能判断零件合格性。

3)实施方法

理论教学、多煤体演示、习题练习、实训。

专项能力二:形位公差的选用及其误差的检测

1)知识点

①了解形位误差的产生及对零件性能的影响;

掌握形位公差的分类、项目及其含义、符号;

熟悉每种形位公差带的形状、大小、方向和位置;

④理解和区分独立原则、包容原则和最大实体原则下各项位置误差的实际含义,并能正确理解各项位置公差概念。

2)技能要求

能根据零件的使用功能,规定适当的公差特征项目、确定采用的公差原则、给出公差数值、选择基准要素并能正确地标注;

3)实施方法

理论教学、多媒体(动画)演示、习题练习、实训。

专项能力三:表面粗糙度的选用及其检测

1)知识点

①了解表面粗糙度的主要术语及评定参数;

②掌握表面粗糙度的符号、代号及标注;

③了解光切显微镜测量表面粗糙度的原理及方法。

2.技能要求

能根据零件的使用功能正确选择表面粗糙度值;

3.实施方法:

理论教学、多媒体(动画)演示、习题练习、实训。

专项能力四:计量检验工基础及质量检测

1)知识点

①了解测量方法及测量误差;

②了解立式光学比较仪和内径百分表的工作原理;

③了解万能测长仪的测量原理及应用范围。

④熟悉用普通计量器具及实验装置测量箱体位置误差的原理;

⑤了解常用组织性能检验项目的原理;

⑥熟悉计量检验工常规工作内容及工作注意事项。

2)技能要求

①学会游标卡尺、千分尺、百分表、极限量规、立式光学比较仪、万能测长仪的使用;

②能根据零件图上各项位置公差要求,测量箱体相应的各项位置误差(平行度、垂直度、同轴度、对称度、孔组位置度、端面圆跳动和径向全跳动等);

③学会使用平板、表架、心轴圆柱角尺和综合量规等普通计量工具,以及杠杆千分表等特殊计量器具。

④学会使用光切显微镜测量表面粗糙度。

⑤掌握超声波探测工件缺陷的方法;

⑥学会量具的维护和保养。

3)实施方法:

理论教学、多煤体演示、实训。

专项能力五:金属材料性能的分析

1)知识点

①掌握材料的力学性能;

②熟悉材料的工艺性能;

③掌握金属材料强度、塑性、硬度和冲击韧性的测定原理。

2)技能要求

①能够计算零件在工作中所承受的应力,分析零件的破坏原因;

②学会用万能试验机测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率、断面收缩率;

③学会测定材料的冲击韧度;

④掌握用布氏硬度计和洛氏硬度计测定材料的硬度。

3)实施方法

理论教学、多煤体演示、习题练习、实际案例讲解、实训。

专项能力六:铁碳合金的应用

1)知识点

①掌握金属的结构与结晶的基本知识;

②掌握铁碳合金相图,理解铁碳合金的成分、组织和性能之间关系

③掌握碳素钢的基本知识;

④了解金属的变形和再结晶的知识;

⑤了解铸铁及其热处理;

⑥了解金相显微镜的原理。

2)技能要求

①学会分析金属材料的内部结构对其性能的影响;

②能够分析金属材料的变形对其性能的影响,并在工程实践中加以应用;

③能根据铁碳相图推断出铁碳合金的性能,并在工程实践中指导铁碳合金的选材及生产加工方法;

④掌握碳素钢、铸钢的牌号及其在生产实践中的应用;

⑤掌握铸铁的牌号及其热处理方法;

3)实施方法

理论教学、多煤体演示、习题练习、实际案例讲解、实训。

专项能力七:热处理的应用

1)知识点

①了解钢在加热和冷却时的组织转变;

②掌握钢的常规热处理工艺;

③熟悉钢的表面热处理工艺;

④了解热处理新技术及热处理工常识;

⑤掌握钢的常规热处理操作方法。

2)技能要求

①能够分析钢的组织转变及其在生产中的应用;

②能够制定钢的退火和正火工艺,并根据具体情况进行选择;

③学会制定钢的淬火工艺,并能够分析淬火的具体操作方法;

④能够根据零件的使用要求制定回火工艺;

⑤掌握常规热处理的实验方法,并能对试样进行检验;

⑥学会分析表面热处理;

⑦掌握热处理工基本常识(安全生产防护及环境保护知识)。

3)实施方法

理论教学、多煤体演示、习题练习、实际案例讲解、实训。

专项能力八:合金钢、非铁金属及非金属材料的应用

1)知识点

①了解合金元素在钢中的作用及对铁碳相图的影响;

②掌握合金钢的分类及牌号;

③掌握常用合金结构钢、合金工具钢的成分、性能及用途,了解特殊性能钢的性能特点;

④了解并熟悉非铁金属及其合金的牌号、性能及用途;

2)技能要求

①能够分析主要的合金元素对合金钢性能的影响;

②能够根据合金钢的牌号分析其成分、性能、用途及热处理工艺;

③能够根据非铁金属的牌号分析其主要用途;

④能够认识主要的非金属材料并分析其用途。

3)实施方法

理论教学、多煤体演示、习题练习、实际案例讲解。

专项能力九:工程材料的选用及其热处理工艺的制定

1)知识点

①了解零件的失效分析方法;

②掌握机械零件的选材原则;

③了解热处理工艺设计知识;

④基本掌握齿轮、轴类、弹簧及刃具等典型零件的选材及热处理工艺设计方法。

2)技能要求

①学会零件的失效分析方法;

②能够运用零件的选材原则对零件的选材进行分析;

③能够分析热处理工艺与机械零件设计的关系,包括合理选材、恰当地确定热处理技术条件及从热处理工艺性出发改善零件的结构设计;

④能够正确处理热处理与切削加工的关系及分析工艺路线对热处理的影响;

⑤能够根据热处理工艺设计的原则和步骤对热处理工艺进行分析;

⑥能根据典型零件(齿轮、轴类、弹簧及刃具等)的工作条件、失效形式及性能要求,进行选材分析及热处理工艺分析。

3.实施方法

理论教学、多煤体演示、习题练习、实际案例练习、实训。

专项能力十:分析毛坯成形方法

1)知识点

①了解铸造生产的工艺过程、特点和应用范围;

②了解型(芯)砂应具备的主要性能,熟悉型芯的作用和结构;

③理解并熟悉铸件的结构工艺性与常见缺陷,掌握常用造型方法的特点、应用以及安全操作规程;

④了解锻造生产的特点及应用范围,熟悉自由锻造的基本工序以及所使用的设备与工具,掌握模型锻造的模具结构,了解冲压工艺的基本特点,掌握锻压加工的安全操作规程;

⑤了解焊接技术的特点及应用范围,掌握手工电弧焊、气焊与气割等焊接(切割)方法的基础知识,理解并熟悉焊接件的结构工艺与常见缺陷,熟悉焊接安全操作技术与劳动保护知识;

⑥了解毛坯的种类,掌握毛坯生产方法的选择原则,并能根据零件的形状、大小等因素进行毛坯的选择。

2)技能要求

①学会分析铸造生产的工艺过程、特点和应用范围;

②掌握铸工生产的安全操作规程;

③学会分析锻造生产的特点及应用范围;

④掌握锻压加工的安全操作规程;

⑤学会焊接技术的特点及应用范围;

⑥掌握焊接安全操作技术与劳动保护知识;

⑦掌握毛坯的选择原则,能根据零件的形状、大小等综合因素进行毛坯的选择。

3)实施方法

理论教学、多煤体演示、习题练习、实训。

 

四、课程实施

1.教学条件

(1)软硬件条件

本课程学习应配套零件加工基本方法的实操性训练:钳工、车工及其他普通机加工操作;鉴于产品实际装配条件所限,最好具有计算机虚拟装配训练系统。

配套产品质量检测实验室、常规热处理及硬度测量实验室,可满足一个班级学生同时实验;具备多媒体教室,开发全套多媒体课件;逐步开发本课程网络资源库,满足学生在线预习、学习、自我测验等要求。

建立紧密联系的校外实习实训基地,聘请行业企业专家参与课程设计、案例设置、工程项目的选择等。

(2)师资条件

本课程与工程实际联系密切,故教师应具备工程背景、最好有过企业从业经历、具备双师或双师素质。

应聘请一定比例的行业企业专家作为兼职教师,与专职教师一起组成具有“双师”结构特点的教学团队。共同完成课程设计、课程实施,在反复总结中不断完善。

2.教材选用和编写建议

(1)教材选用。

必须依据本课程大纲要求选用合适教材。优先选用国家规划教材,体现高职高专特色、融合近些年改革成果的各种优质教材。

(2)教材编写原则与要求

教材应充分体现任务引领、实践导向课程设计思想。教材要体现先进性、通用性、实用性。反映机械制造的新技术、新方法。

(3)教材、教学参考资料使用建议

3.教学评价

在考核方法上,注重全面考察学生的学习状况,启发学生的学习兴趣,激励学生学习热情,促进学生的可持续发展。

对学生学习的评价,既关注学生知识与技能的理解和掌握,更要关注他们情感与态度的形成和发展;既关注学生学习的结果,更要关注他们在学习过程中的变化和发展。评价的手段和形式应多样化,要将过程评价与结果评价相结合,定性与定量相结合,充分关注学生的个性差异,发挥评价的启发激励作用,增强学生的自信心,提高学生的实际应用技能。教师要善于利用评价所提供的大量信息,适时调整和改善教学过程。

1)注重对学生学习过程的评价

对学生学习过程的评价,包括参与讨论的积极态度、自信心、实际操作技能、合作交流意识,以及独立思考的能力、创新思维能力等方面,如:

①是否积极主动地参与讨论和分析;

②是否敢于表述自己的想法,对自己的观点有充分的自信;

③是否积极认真地参与模拟实践和应用实践;

④是否敢于尝试从不同角度思考问题,有独到的见解;

⑤能否理解他人的思路,并在与小组成员合作交流中得到启发与进步;

⑥是否有认真反思自己思考过程的意识。

2)恰当评价学生的理论知识与实际操作技能

本课程强调对理论知识的应用,在评价学生学习效果时,要侧重实践能力的考察,对本课程就是要侧重于实际操作能力的考察。通过参与课堂讨论的质量、分析能力、对新知识的接受和消化能力、学习迁移能力等多方面,与基础理论知识考核结合评价学生的学习效果。实际操作能力与理论知识考核以4:6的比例给予最终评定。

3)重视对学生的启发

对学生进行启发式教学。对每模块知识点的学习时,通过设置的工作任务内容和学习过程,从管理者或信息使用者的角度提出问题,启发学生思考、分析、判断,最后教师加以归纳、总结。在学生思考和分析时,教师要注重引导和提示。最终达到学生“独立(或换位)思考——分析、推理、选择——归纳整理、深刻理解——吸收创新”逐层递进的能力目标。

4)评价手段和形式要体现多样化

在呈现评价结果时,应注重体现综合评价和要素评价。

本课程学生学业评价突出阶段评价、目标评价、理论与实践一体化评价。关注评价的多元性。

①学生学业评价以过程评价为主,结果评价为辅;

②重点考察学生通过阶段性学习所得到的学习成果,成果表现为完成的程序模块(界面、代码),概念的理解,收获与体会,工作态度等方面。

③学生学业评价方式及分数计算办法

a、综合评价:采取课后作业完成情况(占30%+单元测试成绩(占30%

b、课程期终考核:分数占总成绩比重40%

5.课程资源开发与利用

(1)学习资料资源:

教材、教辅、实验指导书、学习指南等;        

(2)信息化教学资源:

网络课程、多媒体课件、多媒体素材、电子图书和专业网站的开发与利用。

(3)课程资源的开发建议

应撰写学习指南和实验、实训指导书,帮助学生明确学习目标和进度,指导学生的学习方法、实训任务的实际操作步骤,常见问题的解决方法等。充分开发和利用网络课程资源,充分利用诸如多媒体课件、教学视频、教学案例、学习论坛、在线答疑、在线测试等资源,使教学从单一媒体向多种媒体转变;教学活动从信息的单向传递向双向交换转变;学生学习从个人独自学习向合作学习转变。

(4)课程资源的使用建议

各种教学资源作为配合课程教学使用的助教、助学资源必须符合以下要求

1)内容符合课程大纲要求,教学目标明确,取材合适;

2)符合认知规律,逻辑性强,利于学生知识与能力的建构;

3)媒体资源使用恰当,和传统教学方法相得益彰,互动性好;

4)文字、符号、公式、计量单位符合国家标注或惯例;

5)教师教学中不能过分依赖课件,尤其是文字表述内容。

五、其它说明

预备知识

1、机械制图

2、机械设计基础

3、钳工实习

4、车工实习

证书要求


车工中级工、钳工中级工、数控车中级工、数控铣中级工

以上技能证书取得都涉及到本课程学习。

本课程内容与能力点的取舍,着重考虑了以上述技能证书要求。


本课程考核办法:

总成绩(100分)课后作业完成情况(占30%+单元测试成绩(占30%+课程终结测试成绩(占40%


总成绩60分以上:颁发“合格证书”

总成绩85分以上:颁发“优秀证书”

参考资料


1  朱秀琳主编。机械制造基础。北京:机械工业出版社

才家刚主编。图解常用量具的使用方法和测量实例。北京:机械工业出版社

张涛川,李大成主编。公差测量原理与检测实训。重庆:重庆大学出版社

付风岚,丁国平,刘宁主编。公差与检测技术实践教程。北京:科学出版社

董代进,饶传锋,胡云翔主编。机加检验工。重庆:重庆大学出版社

吴元徽主编。热处理工技师培训教材。北京: 机械工业出版社

吴元徽主编。国家职业资格培训教材热处理工(初级)。北京:机械工业出版社

吴元徽主编。国家职业资格培训教材热处理工(中级)。北京:机械工业出版社

吴元徽主编。国家职业资格培训教材热处理工(高级)。北京:机械工业出版社

10 朱江峰等主编。金工实训教程。北京:清华大学出版社

11 张云新主编。金工实训。北京:化学工业出版社

12 黄光烨主编。机械制造工程实践。哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社

13 国家职业技能鉴定辅导丛书编审委员会编。职业技能鉴定指南。北京:机械工业出版社

14 金潇明等主编。金工实训与考证。湖南:湖南大学出版社

15 林建榕等主编。工程训练。北京:航空工业出版社

常见问题

本课程难点,也是学生学习中常遇见问题之处:

1、尺寸精度、几何精度及表面粗糙度的选择与应用;

2、常用热处理工艺的合理编排;

3、常用工程材料的应用;

4、尺寸误差、几何误差及表面粗糙度的质量检测,网上不便实操训练,须课下创造条件。