《材料成形技术基础》教学大纲

课程编号

20103126

课程性质

专业课

课程名称

材料成形技术基础

双语课程

□是      ■否

学时/学分

36/2

其中：实验（上机）学时

6

英文名称

Foundational Technologies of Materials Forming

考核方式

期末考试，作业与课程表现

先修课程

《工程材料》、《CAD制图》等

后续课程

《机械原理》、《机械设计》、《毕业设计（论文）》等

适用专业

机械类相关专业

大纲制定时间

2023年8月2日

大纲执笔人

张慧菊

核准人

李春辉

课程目标

对应的毕业要求指标点

支撑的毕业要求

[1]

3.4 能够用工程图纸、设计报告、软件、模型等形式，呈现方案设计/开发结果。

3、设计解决方案能力

[2]

10.2 能够利用工程图纸、设计报告、软件、模型等载体，或通过讲座、报告等形式，面向国内外同行及社会公众，就技术或工程问题进行有效沟通。

3、设计解决方案能力

[3]

10.2 能够利用工程图纸、设计报告、软件、模型等载体，或通过讲座、报告等形式，面向国内外同行及社会公众，就技术或工程问题进行有效沟通。

3、设计解决方案能力

[4]

10.3 能够理解跨文化背景下的工程问题，包含文化习惯、工程标准及语言等，并进行沟通和交流。

10、沟通交流能力

章节

教学内容

学时

教学方法

课程

目标

达成评价方式

第1章  金属液态成形

知识点：

金属凝固成形理论基础、金属凝固成形工艺方法、金属凝固成形工艺设计、金属凝固成形件结构设计

重点: 

砂型铸造、特种铸造、浇注位置和分型面的选择、砂型铸造工艺对铸件结构的要求等。

要求学生：

掌握金属凝固成形（俗称铸造）的基本概念，了解与其他成形方法相比，铸造成形的特点，理解合金的铸造性能对铸造工艺及铸件质量的影响，了解常用合金铸件的生产，掌握砂型铸造的工艺流程、典型造型、造芯方法，掌握熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造的基本概念、基本成形方法、主要特点及应用，了解铸造成形技术的新进展，掌握铸造成形工艺设计及结构设计。

8学时

课堂授课+案例教学

[1]

平时作业

第2章 金属塑性成形

知识点：

金属的塑性成形性能、金属塑性成形工艺方法、金属塑性成形工艺设计和金属塑性成形件结构设计。

重点:

塑性成形方法的分类，自由锻造、模锻、冲压、挤压、轧制等成形方法的基本工序、基本参数、成形件的工艺设计及结构设计。

要求学生：

掌握金属塑性成形的基本概念，了解常用的锻造、冲压、拉拔、挤压、轧制等分类，了解与其他成形方法相比，塑性成形的特点，理解金属的锻造性对锻压工艺及锻压件质量的影响，掌握金属变形的一般规律，掌握锻造、板料冲压、轧制、挤压等成形工艺的基本概念、基本分类、基本成形工序、基本参数、锻压模具、主要设备、成形特点及应用等，了解塑性成形技术的新进展，掌握塑性成形工艺设计及结构设计。

6学时

课堂授课+案例教学

[1]

平时作业

第3章  连接成形

知识点：

焊接应力与变形、金属焊接成形工艺方法、金属焊接成形工艺及焊件结构设计。

重点: 典型电弧焊、电阻焊、钎焊及焊接机器人的焊接方法及工艺措施。

要求学生：

掌握金属焊接成形的基本概念、基本分类，了解焊接成形的主要特点，理解焊接成形的理论基础，了解焊接应力与变形产生的原因，掌握减小和预防焊接应力、焊接变形的措施，了解常见焊接缺陷类型及检测方法，了解焊接性的概念，掌握焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、高能焊、电阻焊、摩擦焊、超声波焊、钎焊等焊接方法的基本概念、工艺过程、特点与应用，了解金属焊接成形技术的新进展，掌握金属焊接成形工艺及焊件结构设计。

8学时

课堂授课+案例教学

[2][3][4]

平时作业

第4章  非金属材料成形

知识点：

工程塑料的成形工艺基础、工程塑料成形方法、塑料制品的结构设计、粉体加工、工程陶瓷成形方法。

重点:

典型塑料、陶瓷制品的成形方法和同种材质、不同产品，所用从成形方法的差异比较。

要求学生：

1.了解工程塑料成形工艺基础。

2.掌握注射成形、挤出成形、压制成形、压注成形、吹塑成形、压延成形、发泡成形等常见塑料成形方法的基本概念、基本工艺流程、基本工艺参数、主要设备与模具、特点及应用；

3.掌握塑料制品的结构设计，了解塑料成形的新进展，了解橡胶成形、胶接成形的基本概念、基本方法、主要特点及应用。

4.掌握陶瓷成形的生产工艺过程，注浆成形、可塑成形等成形方法。

5.了解树脂基、金属基、陶瓷基复合材料的成形方法、工艺过程、优缺点及应用。

2学时

课堂授课+案例教学

[2][3][4]

平时作业

第5章 粉末冶金成形及其他新型成形方法

知识点：

快速成形技术基本原理、基本工作过程、基本工作特点，RPM成形的四种方法（立体光刻、分层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成形）

重点:

快速成形技术的典型分类、工艺过程、应用特点。

要求学生：

1.掌握快速成形技术的典型分类、工艺过程、应用特点

2.熟悉快速成形技术的实际应用

3.了解快速成形技术的发展过程、发展前景。

2学时

课堂授课+案例教学

[2][3][4]

平时作业

第6章 材料成形方法选择

知识点：

毛坯成形工艺选择原则、毛坯成形工艺选择的方法、典型机械零件成形方法的选择、

重点:

毛坯成形方法的选择和典型实例的分析应用

要求学生：

1.了解毛坯成形工艺选择原则，毛坯成形方法选择的依据。

2.掌握常用成形方法并能够进行比较分析。

3.熟悉典型机械零件成形方法的选择。

2学时

课堂授课+案例教学

[2][3][4]

平时作业

教学章节

教学内容/

知识点

课程思政目标

课程思政素材

融入方式

评价方法

1

焊接工艺

引导学生“努力学习”，激发他们的专业责任感

以厦门的三座典型桥梁（集美大桥、海沧大桥、厦门大桥等）为例，在介绍三座大桥对厦门的经济带来各种便利以及明显带动经济发展的基础上，要求学生通过阅读资料分析三座桥采用的哪些先进的焊接技术，工艺的难点在哪里？国外类似的桥梁是如何建设的？通过上述的教学活动安排，学生在学习专业知识的同时，既了解了外内外的技术发展状况，又利于激发学生的爱国热情。

“润华细无声”的潜移默化

学生学习的积极性

2

塑性成形工艺

培养学生“专业自信”，激发学生探索问题、分析问题、解决问题的兴趣

以“金属晶粒决定金属组织，金属组织决定产品性能”这一规律为切入点，比如塑性成形工艺中的锻压技术，始锻温度和终锻温度的设置以及锻造过程中的温降值均影响金属晶粒的大小和金属的组织好坏，从而最终影响到锻件的质量，向学生传达内因和外因的唯物主义辩证思维，引导学生增强自我管理能力，激励学生增强自信心。

“润华细无声”的潜移默化

学生学习的积极性

3

3D打印技术的工艺设计

培养学生“爱国情怀和科学发展观的精神”

通过对比3D打印技术国内外的差距，并指出3D打印技术在国家综合实力发挥的重压作用，从而引发学生思考其专业的前景，明确今后努力发展的工作方向，同时也激发他们的学习热情及爱国情怀，坚定他们的工作信念和报效祖国的使命感。

“润华细无声”的潜移默化

学生学习的积极性

课程目标

评价环节

过程评价

实验评价

考试评价

过程评价内容

占期末总成绩比例

实验评价内容

占期末总成绩比例

期末考试内容

占期末总成绩比例

[1]使学生掌握材料成形技术的基础知识、基本概念和基础理论，了解材料成形领域的新工艺、新技术和新设备及发展动态。

平时作业+改正情况+课堂互动与分享

按实际得分×30%计入总成绩。

实验课出勤、表现、实验作品等

按实际得分×10%计入总成绩。

材料成形方法的分类，以及每种具体成形方法的概念和特点。

期末考试中对应的课程目标1的成绩按60%计入总成绩

[2]使学生掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形工艺的成形过程、变形特点及质量控制措施；掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印的工艺设计、工艺计算方法、冲压设备的选用方法。能够对材料成形领域复杂工程问题进行论证与选择，并提出合理的解决方案。通过专业知识的学习，培养学生认真思考、精益求精的工作态度。

平时作业+改正情况+课堂互动与分享

按实际得分×30%计入总成绩。

实验课出勤、表现、实验作品等

按实际得分×10%计入总成绩。

铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形工艺的成形过程、变形特点和工艺设计。

期末考试中对应的课程目标2的成绩按60%计入总成绩

[3]使学生掌握铸造、锻造、冲压等的设计流程及方法、冲模、锻模和塑料模的典型结构。能应用上述方法和理论对材料成形等有关的复杂工程问题进行分析和求解。

平时作业+改正情况+课堂互动与分享

按实际得分×30%计入总成绩。

实验课出勤、表现、实验作品等

按实际得分×10%计入总成绩。

铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形工艺的结构设计。

期末考试中对应的课程目标3的成绩按60%计入总成绩

[4]使学生能够对材料成形领域复杂工程问题进行论证与选择，并提出合理的解决方案。通过专业知识的学习，培养学生认真思考、精益求精的工作态度。

平时作业+改正情况+课堂互动与分享

按实际得分×30%计入总成绩。

实验课出勤、表现、实验作品等

按实际得分×10%计入总成绩。

铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形方法的比较和选择。

期末考试中对应的课程目标4的成绩按60%计入总成绩

基本要求

85-100

75-84

60-74

0-59

1.了解铸造成形的特点，掌握铸造成形工艺基础。

2.掌握砂型铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。
3.掌握特种铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。

4.掌握常用合金的铸造方法的选择。

[作业1，对应课程目标2]

1.熟练掌握铸造成形的特点，掌握铸造成形工艺基础。

2.熟练掌握砂型铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。
3.熟练掌握特种铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。

4.熟练掌握常用合金的铸造方法的选择。

1.掌握铸造成形的特点，掌握铸造成形工艺基础。

2.掌握砂型铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。
3.掌握特种铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。

4.掌握常用合金的铸造方法的选择。

1.大体上掌握铸造成形的特点，掌握铸造成形工艺基础。

2.大体上掌握砂型铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。
3.大体上掌握特种铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。

4.大体上掌握常用合金的铸造方法的选择。

1.不能正确掌握铸造成形的特点，掌握铸造成形工艺基础。

2.不能正确掌握砂型铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。
3.不能正确掌握特种铸造的特点、造型方法、造芯方法、工艺设计和结构设计。

4.不能正确掌握常用合金的铸造方法的选择。

1.了解金属塑性成形基础知识。

2.掌握自由锻的特点和基本工序的概念以及其适用范围。3.掌握模锻的特点、工艺设计以及结构设计。4.掌握板料冲压的概念、分类、特点和工艺设计。

[作业2，对应课程目标2]

1.熟练掌握金属塑性成形基础知识。

2.熟练掌握自由锻的特点和基本工序的概念以及其适用范围。
3.熟练掌握模锻的特点、工艺设计以及结构设计。

4.熟练掌握板料冲压的概念、分类、特点和工艺设计。

1.掌握金属塑性成形基础知识。

2.掌握自由锻的特点和基本工序的概念以及其适用范围。
3.掌握模锻的特点、工艺设计以及结构设计。

4.掌握板料冲压的概念、分类、特点和工艺设计。

1.大体上掌握金属塑性成形基础知识。

2.大体上掌握自由锻的特点和基本工序的概念以及其适用范围。
3.大体上掌握模锻的特点、工艺设计以及结构设计。

4.大体上掌握板料冲压的概念、分类、特点和工艺设计。

1.不能正确掌握金属塑性成形基础知识。

2.不能正确掌握自由锻的特点和基本工序的概念以及其适用范围。
3.不能正确掌握模锻的特点、工艺设计以及结构设计。

4.不能正确掌握板料冲压的概念、分类、特点和工艺设计。

1.了解熔焊成形基础知识。

2.掌握电弧焊的原理以及焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气保焊、氩弧焊等焊接方法的原理和特点。
3.掌握压力焊中电阻焊和摩擦焊的原理和特点。

4.掌握焊接方法的选择以及焊接结构设计特点。

5.掌握塑料成形和陶瓷成形的特点和工艺设计。

[作业3，对应课程目标3]

1.熟练掌握熔焊成形基础知识。

2.熟练掌握电弧焊的原理以及焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气保焊、氩弧焊等焊接方法的原理和特点。
3.熟练掌握压力焊中电阻焊和摩擦焊的原理和特点。

4.熟练掌握焊接方法的选择以及焊接结构设计特点。

5.熟练掌握塑料成形和陶瓷成形的特点和工艺设计。

1.掌握熔焊成形基础知识。

2.掌握电弧焊的原理以及焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气保焊、氩弧焊等焊接方法的原理和特点。
3.掌握压力焊中电阻焊和摩擦焊的原理和特点。

4.掌握焊接方法的选择以及焊接结构设计特点。

5.掌握塑料成形和陶瓷成形的特点和工艺设计。

1.基本掌握熔焊成形基础知识。

2.基本掌握电弧焊的原理以及焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气保焊、氩弧焊等焊接方法的原理和特点。
3.基本掌握压力焊中电阻焊和摩擦焊的原理和特点。

4.基本掌握焊接方法的选择以及焊接结构设计特点。

5.基本掌握塑料成形和陶瓷成形的特点和工艺设计。

1.不能正确掌握熔焊成形基础知识。

2.不能正确掌握电弧焊的原理以及焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气保焊、氩弧焊等焊接方法的原理和特点。
3.不能正确掌握压力焊中电阻焊和摩擦焊的原理和特点。

4.不能正确掌握焊接方法的选择以及焊接结构设计特点。

5.不能正确掌握塑料成形和陶瓷成形的特点和工艺设计。

课程目标

基本要求

评价标准

分值占比

备注

85-100

75-84

60-74

0-59

[1]

使学生掌握材料成形技术的基础知识、基本概念和基础理论，了解材料成形领域的新工艺、新技术和新设备及发展动态。

熟练掌握使材料成形技术的基础知识、基本概念和基础理论，了解材料成形领域的新工艺、新技术和新设备及发展动态。

掌握使材料成形技术的基础知识、基本概念和基础理论，了解材料成形领域的新工艺、新技术和新设备及发展动态。

基本掌握使材料成形技术的基础知识、基本概念和基础理论，了解材料成形领域的新工艺、新技术和新设备及发展动态。

不能正确掌握使材料成形技术的基础知识、基本概念和基础理论，了解材料成形领域的新工艺、新技术和新设备及发展动态。

20%

判断题或者选择题

难度：容易

[2]

使学生掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形工艺的成形过程、变形特点及质量控制措施；掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印的工艺设计、工艺计算方法、冲压设备的选用方法。能够对材料成形领域复杂工程问题进行论证与选择，并提出合理的解决方案。通过专业知识的学习，培养学生认真思考、精益求精的工作态度。

熟练掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形工艺的成形过程、变形特点及质量控制措施；掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印的工艺设计、工艺计算方法、冲压设备的选用方法。

铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形工艺的成形过程、变形特点及质量控制措施；掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印的工艺设计、工艺计算方法、冲压设备的选用方法。

基本铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形工艺的成形过程、变形特点及质量控制措施；掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印的工艺设计、工艺计算方法、冲压设备的选用方法。

不能正确铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印及各类成形工艺的成形过程、变形特点及质量控制措施；掌握铸造、锻造、冲压、焊接、3D打印的工艺设计、工艺计算方法、冲压设备的选用方法。

50%

计算题、简答题

难度：中等

[3]

使学生掌握铸造、锻造、冲压等的设计流程及方法、冲模、锻模和塑料模的典型结构。能应用上述方法和理论对材料成形等有关的复杂工程问题进行分析和求解。

熟练掌铸造、锻造、冲压等的设计流程及方法、冲模、锻模和塑料模的典型结构。

铸造、锻造、冲压等的设计流程及方法、冲模、锻模和塑料模的典型结构。

基本掌握铸造、锻造、冲压等的设计流程及方法、冲模、锻模和塑料模的典型结构。

不能正确掌握铸造、锻造、冲压等的设计流程及方法、冲模、锻模和塑料模的典型结构。

30%

绘图题、分析题

难度：中等、难

建议教材

施江澜、赵占西主编，《材料成形技术基础》，北京：化学工业出版社，2021。

网络资源

https://www.icourse163.org/spoc/course/GYD036-1451387171

教学参考书

《材料成形技术基础》，孙广平，李义，严庆光编著，国防工业出版社，2011。

《材料成形技术基础》，童幸生编著，机械工业出版社，2009年。