设计与制造基础3B_天津大学_中国大学MOOC(慕课)

SPOC学校专有课程

设计与制造基础3B

开课时间： 2025年03月02日 ~ 2025年06月30日

学时安排： 3-5小时每周

当前开课已结束已有 219 人参加

老师已关闭该学期，无法查看

spContent=天津大学“机械制造技术基础”课程是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程。2015年培养方案修订时课程更名为“设计与制造基础3B”，2021年天津市一流本科建设课程。该课程是机械类专业制造系列课程中的主干核心课，学习机械制造技术的基础知识、基本理论和基本方法，并通过实践教学学会机械加工工艺规程编制、机床夹具设计、加工质量分析等，使学生具备分析和解决机械制造方面复杂工程问题的基本能力。课程教材为天津大学张世昌教授等主编的《机械制造技术基础》，高等教育出版社出版，教材的一版、二版、三版/四版分别为教育部“十五”、“十一五”、“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

天津大学“机械制造技术基础”课程是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程。2015年培养方案修订时课程更名为“设计与制造基础3B”，2021年天津市一流本科建设课程。该课程是机械类专业制造系列课程中的主干核心课，学习机械制造技术的基础知识、基本理论和基本方法，并通过实践教学学会机械加工工艺规程编制、机床夹具设计、加工质量分析等，使学生具备分析和解决机械制造方面复杂工程问题的基本能力。课程教材为天津大学张世昌教授等主编的《机械制造技术基础》，高等教育出版社出版，教材的一版、二版、三版/四版分别为教育部“十五”、“十一五”、“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

—— 课程团队

课程概述

　　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。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，本教材一版、二版、三版/四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，四版教材已于2022年4月出版发行。

　　课程建设：

　　2022年，在国家高等教育智慧教育平台 (smartedu.cn) 上线；

　　2021年，“设计与制造基础3B”天津市一流本科建设课程；

　　2018年，在线开放课程在爱课程（中国大学MOOC）上线；

　　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；

　　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

　　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；

　　2005年，教育部国家精品课程“机械制造技术基础”；

　　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”；

　　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

　　教材建设：

　　2024年，《人工智能与智能制造导论》（ISBN: 978-7-5618-7879-8 ），张冠伟，天津大学出版社；

　　2022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》(第四版)（ISBN: 978-7-04-057920-8），张世昌，张冠伟，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；

　　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；

　　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；

　　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；

　　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；

　　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；

　　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”；

　　2002年，《机械制造技术基础》（ISBN: 7-5618-1602-2），张世昌，天津大学出版社

授课目标

　　聚焦天津大学培养具有“家国情怀、全球视野、创新精神、实践能力”卓越人才办学定位，课程核心目标是培养学生分析和解决机械制造领域复杂工程问题的综合能力和高阶思维。

　　1) 知识目标：掌握机械制造技术的基础知识与理论，包括先进制造哲理与制造技术、金属切削加工理论、定位分析、机械加工工艺过程设计的基本原则与方法等。

　　2) 能力目标：培养编制机械加工工艺规程、设计机床夹具、掌握误差分析方法和机械加工质量控制的工程实践能力，解决制造过程中复杂工程问题的能力。

　　3) 素质目标：培养学生装备制造过程精益求精的工匠精神；训练工艺方法实施中的批判性思维；结合装备制造领域“卡脖子”技术，激发学生创新意识、培养学生制造强国的专业责任感。

成绩要求

　　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：

　　课程总成绩 = 课程SPOC线上成绩（单元测验、作业、课程讨论）25% + 线下平时（随堂测试、课后作业、实验成绩、读书报告）25% + 期末结课考试50%

课程大纲

第1章机械制造技术概论

课时目标：学习目标：1) 了解制造系统与制造技术，先进制造哲理和生产模式；掌握成组技术基本原理；应用面向加工和制造的设计原则。2) 了解机械制造工艺方法及分类；理解材料成形机理；掌握切削加工成形运动及典型表面加工方法。3) 理解机械制造工艺过程、生产类型及其工艺特点；掌握工艺基准概念及工序图画法。

1.1 制造与制造技术

1.2 先进制造哲理与先进生产模式

1.3 机械制造工艺过程与工艺方法

1.4 机械加工工艺过程

第1章小结

第1章单元测试

第2章机床与夹具设计

课时目标：学习目标： 1) 了解金属切削机床分类、组成与性能参数。2) 理解装夹方法，了解机床夹具组成与分类；掌握和应用定位原理，计算定位误差，了解常用的定位方法与定位元件。3) 理解夹紧力方向及作用点的确定原则，掌握夹紧力的估算方法，了解常用夹紧机构的特点与应用。4) 了解各类机床夹具的典型结构及设计要点，掌握夹具设计步骤与方法。

2.1 机床

2.2 工件的装夹与机床夹具概述

2.3 工件在夹具上的定位

2.4 工件的夹紧

2.5 各类机床夹具

2.6 专用机床夹具设计步骤和方法

第2章小结

第2章作业

第2章单元测试

第3章切削过程及其控制

课时目标：学习目标：1) 了解刀具材料，掌握刀具几何角度。2) 理解切屑的形成过程、切屑变形程度表示方法及3个变形区，了解影响切削变形的因素及切屑类型。3) 理解切削力的产生、分解与计算，了解影响切削力的主要因素。理解切削热的产生、传出，了解切削温度分布及主要影响因素。4) 了解刀具磨损形式与磨损原因，理解刀具寿命概念及影响刀具寿命的主要因素。5) 掌握切削用量的选择方法，了解切削用量的优化。6) 了解磨削机理与磨削特点。了解高速切削技术特点与进展。

3.1 切削刀具基础知识

3.2 切削过程

3.3 切削力

3.4 切削热与切削温度

3.5 刀具磨损、破损与使用寿命

3.6 金属切削条件的合理选择

3.7 磨削原理

3.8 高速切削与磨削

课程实验1：切屑形成过程实验

课程实验2：切削力的测量实验

第3章小结

第3章单元测试

第4章机械加工质量及其控制

课时目标：学习目标：1）理解机械加工精度、机械加工表面质量的含义。2）理解工艺系统几何误差、工艺系统受力变形、工艺系统热变形对加工精度的影响，能够初步分析加工误差产生的物理原因，提出控制加工误差的方法。3）掌握加工误差的统计分析原理与方法，能够运用分布图和x-R图对工序能力和工艺过程稳定性进行初步分析和判别，理解工艺链理论。4）理解影响机械加工表面质量的因素及其控制方法，了解机械加工中的振动及其控制方法。

4.1 机械加工精度概述

4.2 工艺系统原有误差对加工精度的影响及其控制

4.3 加工过程中原始误差对加工精度的影响及其控制

4.4 加工误差的统计分析

4.5 机械加工表面质量的影响因素及改善措施

4.6 机械加工过程中的振动及其控制

课程实验3：镗杆自激振动与削振实验

第4章小结

第4章作业

第4章单元测试

第5章机械加工工艺过程设计

课时目标：学习目标：1) 掌握并能正确运用选择定位基准的原则，理解经济加工精度概念，掌握制订工艺路线的基本原则和方法（加工方法选择，加工阶段划分，加工顺序安排，工序集中与工序分散）。2) 理解成组工艺过程设计方法，理解数控加工工艺的特点。3) 理解加工余量概念，掌握工序尺寸及其公差的确定方法，掌握并能正确运用工艺尺寸链求解工序尺寸及其公差。4) 了解计算机辅助工艺过程设计的意义及工作原理。5) 理解工时定额的组成，了解提高生产效率的方法，理解工艺成本概念，了解工艺方案比较方法。

5.1 制订机械加工工艺规程的步骤和方法

5.2 定位基准的选择

5.3 工艺路线的拟定

5.4 数控加工工艺

5.5 加工余量

5.6 工序尺寸及其公差

5.7 计算机辅助工艺过程设计

5.8 工艺过程经济分析

课程实验4：计算机辅助工艺过程设计实验

第5章小结

第5章作业

第5章单元测试

第6章机器的装配工艺

课时目标：学习目标：1) 理解装配工艺过程（装配工艺系统图），了解不同生产类型装配工作特点，理解装配工艺规程制定主要问题，理解常用装配方法及其适用范围。2) 理解保证装配精度的装配方法，掌握并能正确应用装配尺寸链（完全互换法、大数互换法、选择装配法、修配法和调整法）。3) 了解机器的自动装配的基本内容。

6.1 机器装配概述

6.2 装配精度与装配尺寸链

6.3 保证装配精度的装配方法

6.3 机器的自动装配

课程实验5：机械装配与检测实验

第6章小结

第6章单元测试

第7章机械制造技术的发展

课时目标：学习目标：1) 了解非传统加工方法特点，电火花加工、激光加工、超声波加工、增材制造的工作原理和应用。2) 了解精密与超精密加工的概念和特点，金刚石超精密车削加工特点及应用，超硬磨料精密磨削特点及关键技术，离子束加工特点及应用，纳米技术内涵和扫描电镜工作原理，微机电系统。3) 了解机械制造自动化技术，以及机械制造自动化的发展趋势，了解智能制造。

7.1 非传统加工方法

7.2 精密加工技术

7.3 机械制造自动化技术

7.4 智能制造

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预备知识

工程力学、热力学，机械设计，金工实习（机械工程训练）

参考资料

[1] 张世昌,张冠伟主编. 机械制造技术基础 (第四版). 北京：高等教育出版社，2022

高教社网上书城 www.hepmall.com/index.php/product-38299.html

[2] 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