机械制造工程学
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课程详情
课程评价
spContent=《机械制造工程学》课程是面向机械设计制造及其自动化专业核心课程。课程从培养综合素质与应用能力出发,以机械制造工艺为主线,将加工方法与原理、工艺系统组成与功能、加工质量有机地结合起来,形成了宽结构、重实践的课程知识体系。本课程旨在使学生掌握解决机械制造工艺问题所需的专业知识并应用于机械产品制造及改进中。理解机械制造工艺基本原理,能够识别、表达、并通过文献研究分析工艺问题并获得有效结论。逐步培养和提高设计针对机械加工工艺问题的解决方案的能力,能够设计满足特定需求的零件工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑经济、安全、环境等方面因素。
—— 课程团队
课程概述

你是否好奇,精密的机床如何精准“雕琢”金属?汽车的发动机缸体、手机的金属中框,又是通过哪些神奇工艺从原材料变成成品?当你惊叹于现代工业的造物奇迹时,其实都离不开一门核心技术——机械制造技术。而这门《机械制造技术基础》,就是带你解锁工业造物密码、踏入智能制造大门的关键课程!

作为机械类、智能制造类专业的核心基础课,我们拒绝枯燥的理论堆砌,用“原理+实例+实操”的模式,让复杂知识变简单、抽象概念变直观。在这里,你将系统掌握机械制造的核心逻辑:从金属材料的选择、毛坯的成型(铸造、锻造、冲压),到切削加工的精髓(车、铣、钻、磨),再到现代加工技术的入门(数控加工基础、特种加工),每一个知识点都对应着工业生产的真实场景。

你会学到什么?

核心工艺全掌握:搞懂车削如何加工轴类零件、铣削如何打造平面,磨床如何实现微米级精度,甚至了解3D打印等增材制造技术的基本原理,亲手拆解不同工艺的优劣与适用场景。

实操思维快建立:通过虚拟仿真实验、真实案例分析,学会判断不同零件该选哪种加工方案,如何优化工艺参数提升效率、降低成本,培养工程师的核心决策能力。

行业前沿早接触:课程融入智能制造的基础理念,带你了解数控技术、工业机器人与传统制造的结合点,让你不仅掌握基础,更能衔接行业前沿。

为什么一定要学这门课?

对于专业学习:它是后续《数控技术》《机械制造装备设计》《智能制造系统》等课程的基础,学好它,相当于为专业学习筑牢“地基”,避免后续学习断层。

对于职业发展:无论是进入汽车制造、航空航天、精密电子等传统制造行业,还是投身智能制造、工业自动化等新兴领域,“懂制造、会工艺”都是企业招聘的核心要求,这门课将直接提升你的就业竞争力。

对于兴趣探索:如果你喜欢动手创造、热衷于拆解与组装,这门课会让你找到志同道合的乐趣,从“看懂产品”升级为“会造产品”,亲手实现自己的创意设计。

谁适合来学?

本课程不仅适合机械设计制造及其自动化、智能制造工程、材料成型及控制工程等专业的本科生,也适合对机械制造感兴趣、想了解工业生产底层逻辑的跨专业同学。无论你是零基础的新手,还是想夯实基础的学习者,都能在这里找到适合自己的学习节奏。

课程亮点抢先看:

• 案例鲜活:结合特斯拉零件制造、华为精密结构件加工等热门案例,让知识贴近行业实际;

• 资源丰富:配套虚拟仿真视频、工艺实操演示、课后习题详解,随时随地可以反复学习;

• 互动性强:设置课堂讨论、案例分析任务,与全国同学交流学习心得,讲师在线答疑解惑;

• 实用性强:每章总结工艺应用要点,配套真实企业的工艺方案设计练习,学完就能用。

工业强国的核心是制造强国,而机械制造技术正是制造强国的基石,更是中华民族伟大复兴“中国梦”在工业领域的重要支撑。从“两弹一星”的核心零部件制造,到C919大飞机的关键结构件加工,再到嫦娥探月、天问巡火工程中的精密机械装备,一代代机械人用精湛的技艺和严谨的工匠精神,铸就了国之重器。本课程不仅传授制造技术,更融入工匠精神、家国情怀的思政引领,让你在学习技术的同时,理解机械人的使命与担当——用精准的加工、创新的工艺,为中国智造赋能。从简单的零件加工到复杂的智能生产线,从传统工厂到未来智造车间,这门课将为你打开一扇通往工业世界的大门,更让你明晰:学好制造技术,方能为强国建设贡献力量。

现在就加入我们,一起探索金属的“塑形”奥秘,掌握造物的核心技术,让自己成为懂工艺、能创新的未来制造人才!点击“加入学习”,开启你的工业造物之旅~

授课目标

一、知识目标

  • 系统掌握机械制造技术的核心基础理论,包括制造技术发展历程与内涵、金属切削原理(切削运动、变形、力热规律等)、机械加工工艺规程设计核心概念(工序、基准、工艺尺寸链等)。
  • 熟练掌握关键制造要素的专业知识,涵盖机械加工用刀具(材料、角度、选用)、机床装备(分类、结构、型号、性能)、机床夹具(定位原理、夹紧机构、定位误差)等核心内容。
  • 全面理解机械加工质量控制体系,明晰加工精度与加工误差的关系、误差来源及控制方法,掌握表面质量的内涵与调控要点,了解工艺技术经济分析的基本思路。

二、能力目标

  • 具备制造工艺设计与优化能力:能对零件进行工艺性分析,编制简单零件的机械加工工艺规程,合理确定切削用量、选择刀具与机床,运用工艺尺寸链解决工序尺寸计算问题。
  • 具备制造系统要素分析与应用能力:能基于六点定位原理设计简单零件定位方案,计算典型定位误差,分析机床主要部件性能对加工质量的影响,判断刀具磨损状态并提出改进措施。
  • 具备质量控制与问题解决能力:能识别工艺系统常见误差来源,运用统计方法初步分析加工误差,针对具体加工要求制定表面质量控制方案,对不同工艺方案进行基础技术经济评价。

三、素养目标

  • 树立工程实践与系统思维:建立“工艺-装备-质量-成本”的综合考量意识,理解各制造环节的内在关联,培养从工程实际出发解决问题的思维习惯。
  • 培养严谨务实的工程态度:在工艺设计、参数计算、误差分析等环节中,形成注重细节、追求精度的专业素养,认识机械制造技术对产品质量的核心作用。
  • 拓展现代制造视野:了解智能制造、现代机床装备等技术发展趋势,激发对制造技术创新的关注与探索热情,为后续专业发展奠定理念基础。
课程大纲
预备知识

1.1 数学与物理基础

  • 数学:掌握三角函数运算(用于刀具角度计算、定位误差分析);理解误差统计基础(平均值、标准差)与几何尺寸公差的数学表达;具备简单代数方程求解能力,支撑工艺尺寸链计算。
  • 物理:明晰金属力学性能(强度、硬度等)的物理本质;理解静力学平衡、摩擦力原理(用于夹紧力分析);掌握热传导基本规律,辅助解读切削热与温度控制逻辑。

1.2 机械工程专业基础

  • 机械制图与CAD:能熟练阅读零件图/装配图,精准识别视图、尺寸标注及技术要求(表面粗糙度、形位公差等);具备基础CAD软件操作能力,可绘制简单二维零件图。
  • 工程力学:掌握静力学平衡原理与材料力学中梁的弯曲变形、刚度概念,为工艺系统受力变形分析提供支撑;了解机械零件强度校核基本思路。
  • 金属材料与热处理:熟悉常用金属材料(碳钢、合金钢、铝合金等)的牌号、性能及应用;掌握退火、淬火等核心热处理工艺对材料性能的影响,关联刀具选择与工件加工性。
  • 机械设计基础:了解轴、套、齿轮等典型零件的结构特点;明晰齿轮传动、带传动等基本形式,理解机床传动链组成逻辑。

1.3 工具与实践认知

  • 工程测量:认识游标卡尺、千分尺等常用量具的使用方法;理解测量精度概念,区分绝对测量与相对测量的适用场景。
  • 制造过程认知:通过实习或案例了解车、铣、钻、磨等基本加工方法;对机床、刀具、夹具等装备有初步视觉认知,建立“零件-工艺-装备”关联思维。
  • 公差与配合:掌握基准制、公差等级、配合类型等核心概念;能解读公差标注(如φ50H7/f6)含义,理解其对加工与装配的影响。
证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

教材(理论基础必备)


此类教材为课程知识体系的核心载体,覆盖各章节核心内容,部分为国家级规划教材,与课程教学高度契合。

《机械制造技术基础》


编者:万宏强 


出版社:机械工业出版社(2023年)  


《机械制造技术基础(第四版)》


编者:张世昌、张冠伟 


出版社:高等教育出版社(2022年)    


推荐理由:教育部“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,累计发行15万余册。内容涵盖金属切削原理、工艺规程设计、机床夹具、加工质量控制等课程核心模块,章节逻辑与课程目录高度匹配,第四版更新了智能制造相关内容,兼具经典性与前沿性,是课程学习的首选核心教材。配套有数字课程资源,可通过高教社平台获取拓展学习内容。


《机械制造技术基础(第四版)》


编者:卢秉恒   


出版社:机械工业出版社(2017年)    


推荐理由:国内机械制造领域经典教材,以“工艺   装备      质量”为主线,对机床装备、切削工艺、精度控制等内容的讲解深入浅出,配套大量工程实例,适合辅助理解核心理论。


《机械制造工艺学(第四版)》


编者:王先逵   


出版社:机械工业出版社(2019年)    


推荐理由:聚焦机械加工工艺与装配工艺核心内容,对工艺规程设计、工艺尺寸链计算等重点难点解析详尽,包含大量典型零件工艺设计案例,可强化工艺设计实践能力。


《机械制造技术基础课程设计指导》


编者:张冠伟   


出版社:高等教育出版社(2018年)    


推荐理由:课程设计专用配套资料,针对轴类、盘套类等典型零件,提供完整的工艺规程设计与夹具设计步骤、实例及数据,能直接指导课程设计实践环节。


在线课程与数字资源(可视化辅助学习)


此类资源以视频讲解、在线测试等形式呈现,可弥补纸质教材的可视化不足,适合课前预习与课后复习巩固。


天津大学“机械制造技术基础”MOOC


平台:中国大学MOOC(爱课程网)    


课程链接:https://www.icourse163.org/course/0802TJU025 1003482003


推荐理由:2005年国家精品课程,2016年教育部第一批国家级精品资源共享课。由张冠伟、陈光等资深教师主讲,课程内容与张世昌主编教材高度同步,包含理论讲解、案例分析、虚拟仿真等模块,配套单元测试与课后习题,可系统辅助课程学习。虽部分开课周期已结束,但课程资源长期开放供点播学习。


国家高等教育智慧教育平台课程资源


平台链接:https://www.smartedu.cn 


推荐理由:搜索“机械制造技术基础”可获取多所高校优质课程资源,包括教学课件、实验视频、工艺设计案例库等,其中天津大学的课程资源为国家级一流本科课程建设成果,内容权威全面。


工程技术类视频平台资源


推荐平台:哔哩哔哩(B站)、腾讯课堂


推荐内容:搜索“金属切削原理”“机床夹具设计”等关键词,可获取“西北工业大学”“哈尔滨工业大学”等高校发布的公开课片段,以及“机械加工工艺实操”等行业实操视频,直观理解刀具使用、机床操作等实践内容。


工具手册与设计规范(工程实践必备)


此类资料为机械制造领域的标准性工具,包含设计参数、结构图表等实用数据,是课程设计与工程实践的重要参考。


《机床夹具设计手册(第三版)》


编者:王光斗、王春福 


出版社:上海科学技术出版社(2000年)   


推荐理由:机床夹具设计领域权威手册,详细介绍定位装置、夹紧机构、气动液压元件等设计方法与参数,包含车床、铣床、钻床等各类机床的典型夹具实例及结构图,对课程中“机床夹具设计”章节的学习及课程设计具有直接指导作用。


《金属切削工艺手册》


编者:机械工业部工艺研究所   


出版社:机械工业出版社    


推荐理由:涵盖常用金属材料的切削参数、刀具选择、加工工艺等实用数据,可快速查询不同工况下的切削速度、进给量等关键参数,辅助“金属切削原理与控制”章节的学习及工艺参数设计。


机械制造相关国家标准(GB/T系列)


推荐标准:GB/T      1800.1   2023《产品几何技术规范(GPS)  极限与配合 第1部分:公差、偏差和配合的基础》、GB/T   131 2006《产品几何技术规范(GPS)  技术产品文件中表面结构的表示法》  


获取途径:国家标准全文公开系统(https://openstd.samr.gov.cn)


推荐理由:课程中“公差配合”“表面质量”等内容需严格遵循国家标准,通过查询标准可准确理解技术要求的表述规范,确保工艺设计与工程实践的规范性。


外文经典与前沿资料(拓展国际视野)


此类资料可帮助学习者了解国际制造技术发展动态,适合有深造或国际交流需求的学习者拓展阅读。


1.    《Manufacturing Engineering and Technology  (8th Edition)》


作者:Serope     Kalpakjian,  Steven   R.   Schmid 


出版社:Prentice      Hall(2020年)


推荐理由:国际制造领域经典教材,内容涵盖金属切削、材料加工、先进制造技术等,与本课程知识体系高度契合,案例丰富且贴近工业实际,可对比学习国际制造技术的表述与应用思路。


2.    《Fundamentals of    Modern Manufacturing:   Materials,    Processes,    and       Systems (7th Edition)》


作者:Mikell     P.    Groover


出版社:John    Wiley    &    Sons,     Inc.(2020年)


推荐理由:聚焦现代制造技术,除传统切削工艺外,还包含增材制造、智能制造等前沿内容,可拓宽对现代制造技术的认知边界。


3.    《人工智能与智能制造导论》


编者:张冠伟   


出版社:天津大学出版社(2024年)    


推荐理由:衔接课程中“先进制造技术”相关内容,讲解人工智能在制造工艺优化、质量控制等领域的应用,助力了解制造技术前沿发展趋势。


使用建议


基础学习阶段:以张世昌主编《机械制造技术基础(第四版)》搭配天津大学MOOC为主,夯实理论基础;


实践应用阶段:结合《机械制造技术基础课程设计指导》与《机床夹具设计手册》,完成课程设计与工艺实践;


拓展提升阶段:通过外文经典教材与《人工智能与智能制造导论》,了解国际前沿与技术发展趋势。