《材料成型工藝基礎A》教學大綱

《材料成型工藝基礎A》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03131111課程性質：學科基礎必修課學分：3學分學時：理論48學時先修課程：材料科學基礎A、工程制圖與CAD（C）、物理化學等后續(xù)課程：焊接結構學、材料加工檢測技術等適用專業(yè)：焊接技術與工程開課單位：材料科學與工程學院一、課程說明《材料成型工藝基礎A》是焊接技術與工程專業(yè)的一門學科基礎必修課。本課程主要講授金屬的液態(tài)成形、金屬的塑性成形、材料的連接成形、金屬的切削加工等成型工藝方面的基本理論與工藝方法。通過本課程的學習，使學生掌握金屬材料成形理論的基本概念、基本原理和工藝方法，了解材料成型方面的新工藝、新技術及其發(fā)展趨勢，并強調培養(yǎng)學生運用理論知識來分析問題、解決問題的應用能力和實踐創(chuàng)新能力，為學習后續(xù)專業(yè)課程及今后從事材料工程技術類工作奠定必要的基礎。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：了解金屬材料成型工藝的發(fā)展歷史，尤其我國古代輝煌的青銅文化、精湛的鑄造技術，了解材料成型工藝在新時代制造強國和經濟社會發(fā)展中的重要地位和意義，熟悉金屬學及金屬材料基礎知識，掌握金屬鑄造、鍛壓、焊接以及切削加工等成型工藝的基本原理、基本方法、工藝特點及生產應用，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)、民族自信、愛國情懷、愛崗敬業(yè)、勞動精神和工匠精神。課程目標2：能正確運用材料成型工藝的基本原理、基本方法等理論知識，科學分析金屬產品的工藝結構和組織性能特點，正確選擇產品材料、毛坯種類和工藝方法，并制定或設計出較為合理可行的工藝路線和質量防控措施，培養(yǎng)學生的科學思維能力、實踐應用能力、生產安全意識、生產成本意識及團隊協(xié)作精神。課程目標3：了解現(xiàn)代先進的材料成型方面的新材料、新工藝、新技術及其發(fā)展趨勢，理解金屬材料及其成形工藝、質量檢測等有關的國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準、法律法規(guī)以及相關知識產權、行業(yè)政策，尤其是低碳環(huán)保、綠色發(fā)展等方面的政策，培養(yǎng)學生的新時代責任擔當意識、科技創(chuàng)新意識、職業(yè)道德意識、工程質量意識和低碳環(huán)保意識。三、課程目標與畢業(yè)要求《材料成型工藝基礎A》課程教學目標對焊接技術與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.4掌握專業(yè)基礎知識，并能將專業(yè)基礎知識用于解決焊接專業(yè)相關復雜工程問題。課程目標1：了解金屬材料成型工藝的發(fā)展歷史，尤其我國古代輝煌的青銅文化、精湛的鑄造技術，了解材料成型工藝在新時代制造強國和經濟社會發(fā)展中的重要地位和意義，熟悉金屬學及金屬材料基礎知識，掌握金屬鑄造、鍛壓、焊接以及切削加工等成型工藝的基本原理、基本方法、工藝特點及生產應用，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)、愛國情懷、愛崗敬業(yè)、勞動精神和工匠精神。H2.問題分析2.2能夠應用數(shù)學、自然科學及金屬材料成型工藝基本原理，對焊接專業(yè)相關復雜工程問題進行表述。課程目標2：能正確運用材料成型工藝的基本原理、基本方法等理論知識，科學分析金屬產品的工藝結構和組織性能特點，正確選擇產品材料、毛坯種類和工藝方法，并制定或設計出較為合理可行的工藝路線和質量防控措施，培養(yǎng)學生的科學思維能力、實踐應用能力、生產安全意識、生產成本意識及團隊協(xié)作精神。M3.設計/開發(fā)解決方案3.3能夠在設計開發(fā)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，并考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。課程目標3：了解現(xiàn)代先進的材料成型方面的新材料、新工藝、新技術及其發(fā)展趨勢，理解金屬材料及其成形工藝、質量檢測等有關的國家標準、行業(yè)標準、企業(yè)標準、法律法規(guī)以及相關知識產權、行業(yè)政策，尤其是低碳環(huán)保、綠色發(fā)展等方面的政策，培養(yǎng)學生的新時代責任擔當意識、科技創(chuàng)新意識、職業(yè)道德意識、工程質量意識和低碳環(huán)保意識。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時對應的課程目標1.緒論及工程材料基礎知識1.1材料成型工藝的基本概念1.2材料成型工藝的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢1.3本課程的性質、內容、特點及要求1.4工程材料的基本知識教學要求：使學生熟悉材料成型工藝的基本概念，了解材料成型工藝的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢；了解本課程的性質、內容及特點，熟悉本課程的教學目標、考核要求；掌握工程材料的基本知識。重點：材料成型工藝的基本概念；課程的性質、內容及教學目標。難點：工程材料的基本知識。21、32.金屬的液態(tài)成形2.1金屬液態(tài)成形工藝原理2.2常用液態(tài)成形合金的生產特點及應用2.3砂型鑄造的成形工藝2.4特種鑄造的成形工藝2.5鑄件的結構設計教學要求：使學生了解金屬液態(tài)成形的特點，并掌握金屬液態(tài)成形的工藝原理；熟悉常用液態(tài)合金的生產特點及應用；熟悉砂型鑄造的特點，掌握砂型鑄造澆注位置、分型面及鑄造工藝參數(shù)的選擇原則和方法，并能繪制典型鑄件的鑄造工藝簡圖；熟悉常用的特種鑄造方法及生產特點；掌握鑄件結構對鑄造工藝和鑄件質量的影響，并具有分析和設計鑄件結構的初步能力；初步具有選擇鑄造方法和擬定鑄造工藝方案的能力；了解先進的液態(tài)成形技術及發(fā)展趨勢。重點：金屬液態(tài)成形的工藝原理、砂型鑄造工藝設計的基本原則和方法、鑄件結構對鑄造工藝和鑄件質量的影響。難點：液態(tài)合金的凝固與收縮、砂型鑄造工藝設計。111、2、33.金屬的塑性成形3.1金屬塑性成形工藝原理3.2金屬塑性成形工藝方法3.3鍛件與沖壓件的結構設計3.4其他塑性成形工藝方法教學要求：使學生了解金屬塑性成形的種類、特點及應用，熟悉金屬塑性變形的原理及其對組織和性能的影響，并掌握金屬塑性成形性能及其影響因素；了解自由鍛設備，掌握自由鍛的特點、應用和基本工序，熟悉自由鍛工藝規(guī)程的制訂方法；掌握模鍛的特點、應用、鍛模結構及分模面選擇方法，了解錘上模鍛工藝規(guī)程，熟悉胎模鍛工藝特點；掌握沖壓基本工序的特點、應用及工藝要點；掌握鍛件及沖壓件的結構工藝性；了解其他塑性成形工藝方法及特點。重點：自由鍛、模鍛及沖壓工藝的特點、應用和工藝要點，鍛件和沖壓件結構工藝性。難點：金屬塑性成形工藝原理、鍛造工藝設計。91、2、34.材料的連接成形4.1金屬焊接成形工藝原理4.2常用焊接成形方法4.3常用金屬材料的焊接4.4焊件的焊接工藝設計4.5其他連接成形方法簡介教學要求：使學生掌握焊接生產的特點，熟悉金屬焊接成形工藝原理，熟悉電弧、焊條、焊接接頭、焊接應力及變形的基本知識；掌握常見焊接方法的特點及應用；熟悉材料焊接性及評定方法，熟悉常見金屬材料的焊接性特點及其焊接方法；了解焊接工藝設計的內容，熟悉常見焊接結構的接頭設計特點，并掌握焊縫布置的基本原則和要求；了解先進的焊接成形技術及發(fā)展趨勢。重點：金屬焊接成形工藝原理，常用焊接方法的特點及應用，焊縫布置的基本原則和要求。難點：金屬焊接成形工藝原理。81、2、35.切削加工的基礎知識5.1切削加工的分類5.2切削運動與切削要素5.3切削加工刀具5.4切削加工的過程5.5材料的切削加工性5.6金屬切削條件的合理選擇教學要求：使學生了解切削加工的種類，熟悉切削運動，掌握切削運動三要素；掌握車刀的結構和幾何角度，熟悉常用刀具的材料及特點；熟悉切削過程及其產生的切屑變形、積屑瘤、切削力、切削熱、刀具磨損等物理現(xiàn)象對加工質量、生產率和成本的影響；了解材料的切削加工性及其衡量指標，熟悉切削加工性的主要影響因素及改善途徑；能夠合理選擇刀具幾何參數(shù)、切削用量和切削液。重點：切削運動與切削要素、刀具結構及角度、切削加工過程的物理現(xiàn)象、切削條件的合理選用。難點：切屑的形成過程、刀具幾何角度、切削條件的合理選用。81、2、36.零件表面的加工方法6.1切削加工的方法6.2零件表面加工方法的選擇教學要求：使學生了解車床及車刀的種類；掌握車削加工、鉆削加工、銑削加工的特點及應用；熟悉擴、鉸、鏜、拉、刨、插、磨以及精整加工的特點及應用；了解鉆床、鏜床、刨床、磨床、銑床的結構；能合理選擇零件表面的加工方法；了解先進減材加工技術及發(fā)展。重點：車削工藝、鉆削工藝、銑削加工。難點：銑削原理及工藝、磨削原理及工藝。61、2、37.機械零件的結構工藝性7.1零件結構設計的基本原則7.2切削加工對零件結構工藝性的要求教學要求：使學生了解零件的結構設計性及其影響因素；掌握零件的結構設計的基本原則；熟悉切削加工對典型零件結構工藝性的要求。重點：結構設計的基本原則，切削加工對零件結構工藝性的要求。難點：切削加工對零件結構工藝性的要求。21、2、38.機械加工的工藝過程8.1機械加工工藝過程的基本概念8.2工件的安裝及夾具的基本知識8.3機械加工工藝規(guī)程的制訂8.4典型零件工藝過程分析教學要求：熟悉機械加工工藝過程的基本概念；掌握六點定位原理及應用；了解夾具的基本知識和機械加工工藝規(guī)程的內容，熟悉定位基準及其選擇原則；了解典型零件的加工工藝過程。重點：機械加工工藝過程的基本概念，六點定位原理及應用，定位基準及其選擇原則。難點：定位基準的選擇。21、2合計48五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，結合啟發(fā)式、討論式、案例教學法，并充分利用“學習通”網上在線教學資源和教學手段等，促進學生積極思考，激發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精選教學內容，精講多練；安排習題課，鞏固課堂所學知識；本課程為“自建在線課程”，能為學生提供靈活的自主學習平臺。六、課程資源1.推薦教材（1）徐曉峰.工程材料與成形工藝基礎(第2版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2017.2.參考書（1）高紅霞.工程材料成形基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2021.（2）李榮華.材料成形工藝基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2020.（3）謝春麗

.工程材料與成形技術基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2019.（4）龐國星.工程材料與成形技術基礎(第3版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2018.（5）周志明.材料成形技術基礎[M].北京:化學工業(yè)出版社,2018.（6）陶亦亦.工程材料與機械制造基礎[M].北京:化學工業(yè)出版社,2018.（7）林江.工程材料及機械制造基礎北京:機械工業(yè)出版社,2017.3.期刊（1）孫志標,宋幫鹍.大氣排放閥體鑄件鑄造工藝研究[J].鑄造工程,2021,45(06):42-45.（2）衛(wèi)蓉,郭敏,趙悅光等.大功率柴油機缸體鑄件的研制[J].現(xiàn)代鑄鐵,2021,41(05):11-15.（3）曹海,王宜.汽車拉延沖壓模具的鑄造工藝設計及優(yōu)化[J].現(xiàn)代鑄鐵,2021,41(05):44-48.（4）姚佳偉.材料成型與控制工程中的金屬材料加工研究[J].冶金與材料,2021,41(06):13-14.（5）汪大新,張金雨.3D打印在箱體鑄件開發(fā)中的應用[J].鑄造設備與工藝,2021(03):21-22.（6）周佼.基于3D打印的給水泵泵蓋鑄造工藝研究[J].鑄造,2021,70(10):35-40.（7）周志術.高強鋼60mm厚板冷彎成形工藝實現(xiàn)[J].鍛壓裝備與制造技術,2017,52(06):56-58.（8）王明舟.軸承先進鍛造工藝及制造技術[J].鍛造與沖壓,2019,9(23):18-24.（9）孟圣昊.中厚板TC4鈦合金真空環(huán)境激光焊接特性[J].焊接學報,2021,42(08):40-47.（10)方栩強.AZ31B鎂合金的幾種激光焊接特性研究[J].電焊機,2020,50(02):58-63.（11）LiSJ,ZhanLH,ChangTF.NumericalsimulationandexperimentalstudiesofmandreleffectonflowcompactionbehaviorofCFRPhatshapedstructureduringcuringprocess[J].ArchivesofCivilandMechanicalEngineering,2018,18(04):1386-1400.（12）郭彥輝.Gleeble熱模擬不銹鋼焊接熱影響區(qū)的組織與性能研究[D].大連理工大學,2019.（13）El-HofyMH,SooSL,AspinwallDK,etal.TooltemperatureinslottingofCFRPcomposites[J].ProcediaManufacturing,2017(10):371-381.（14）WangH,SunJ,LiJ,etal.Evaluationofcuttingforceandcuttingtemperatureinmillingcarbonfiberreinforcedpolymercomposites[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2016,82(9-12):1517-1525.（15）王元生,楊書根.熱源參數(shù)對切削性能影響的有限元分析[J].機械設計與制造,2022,41(03):129-133.4.網絡資源（1）\t"/learn/SDU-306001?tid=1463127447"張景德.工程材料與機械制造基礎.大學慕課./course/SDU-306001.（2）梁新合.金屬材料成型基礎.大學慕課./course/HAUST-1001796014.（3）郭永剛.材料成型工藝基礎.大學慕課./course/HAUT-1001794005.（4）顧海.3D打印成型工藝及材料.大學慕課./course/ZLVC-1454208171.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤、回答問題及其他課堂互動活動等情況進行考核，滿分100分。（2）以平時課堂表現(xiàn)考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?41階段測試14（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次測試單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?71作業(yè)評價16（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?71期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核材料成型及金屬材料基礎知識、液態(tài)成型工藝、塑性成形工藝、焊接成形工藝、切削加工基礎知識、零件表面加工方法、機械零件的結構工藝性、機械加工的工藝過程等內容。（3）考試題型為：填空題、選擇題、判斷題、簡答題、分析題和綜合應用等。√√√29292合