机械制造基础（一）课程教学大纲
课程名称：机械制造基础（一）Machine Manufacturing foundation （一） 课程编码： Z105048 总学时/总学分：56/3.5 理论学时/理论学分：56/3.5
适用专业：机械设计制造及其自动化 开课单位：机械电气工程学院
一、课程性质及目的
1、课程性质：本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业教育必修课，是机械设计制造及其自动化专业专业重要的专业基础课。
2、课程目的：（1）重点掌握常用机械工程材料的分类、性能、应用及热处理方法，初步具有根据零件性能要求合理选择材料和热处理方法的能力。
（2）掌握零件毛坯成形方法、工艺特点及应用范围，具有正确选择毛坯的能力。
二、课程内容及要求
第一篇 工程材料 （计32学时）
第一章 工程材料的性能 （3学时）
第一节 载荷时材料的力学性能
第二节 动载时材料的力学性能
第三节 断裂韧性
教学要求：
1、掌握金属材料的各项力学性能指标尤其是强度、塑性以及疲劳强度代号及含义。
2、掌握布氏硬度和洛氏硬度的测定原理、方法、符号及应用。
3、了解拉伸试验方法和拉伸曲线图
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第二章 金属的晶体结构 （2学时）
第一节 金属的晶体结构
第二节 实际金属结构
第三节 非金属晶体
第四节 金属的结晶
教学要求：
1、掌握晶体的有关概念、金属的三种典型晶格及实际金属中的三种缺陷。
2、掌握过冷度概念及对结晶体过程的影响规律和细化晶粒的措施。
3、理解金属结晶的一般规律以及影响晶核形成和长大的因素。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、实物模型、教具模型等配合使用。
第三章 金属的塑性变形 （3学时）
第一节 单晶体、多晶体的塑性变形
第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响
第三节 变形金属在加热时的组织和性能的变化
第四节 金属的热加工
第五节 超塑性
教学要求：
1、了解金属的塑性变形过程；
2、掌握加工硬化的概念；
3、理解冷变形金属在加热过程中组织与性能的变化规律；
4、掌握冷加工与热加工的区别。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第四章 二元合金 （2学时）
第一节 合金的相结构
第二节 二元合金相图
第三节 相图与性能的关系
教学要求：
1、掌握合金及其相结构有关概念，合金、相、组织、固溶体、金属化合物等。
2、了解匀晶相变及特点；杠杆定律及应用；共晶相图中典型合金的结晶过程；合金性能与相图之间的关系；
3、掌握二元合金状态图的基本类型。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、动画演示等相结合。
第五章 铁碳合金 （4学时）
第一节 铁碳合金的相结构与性能
第二节 铁碳合金相图
第三节 碳钢
教学要求：
1、掌握铁碳合金中的基本相及组织(铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体) 性能；
2、熟练掌握铁碳合金相图并能分析典型合金的结晶过程；了解铁碳合金相图各相区的组织及性能，以及铁碳合金相图的实际应用；
3、掌握碳钢的分类、牌号、性能和用途。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、动画演示等相结合。
第六章 钢的热处理 （6学时）
第一节 概述
第二节 钢在加热时的转变
第三节 钢在冷却时的转变
第四节 钢的退火与正火
第五节 钢的淬火
第六节 钢的回火
第七节 钢的形变热处理
第八节 钢的表面淬火
第九节 钢的化学热处理
第十节 表面复层处理
第十一节 热处理对零件结构设计的要求及技术条件标注
第十二节 材料改性处理的新进展
教学要求：
1、了解热处理的定义、目的、分类及作用；
2、掌握钢加热和保温的目的；
3、掌握钢在冷却转变时的产物及转变曲线；
4、熟悉钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用；
5、掌握钢的淬透性概念、影响因素及与淬硬性的区别；
6、了解钢的表面淬火的工艺特点及应用范围；
7、了解表面化学热处理的工艺特点及应用范围。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第七章 合金钢 （4学时）
第一节 合金元素在钢中的作用
第二节 合金钢的分类和编号方法
第三节 合金结构钢
第四节 工具钢
第五节 特殊性能钢
第六节 工程材料的新进展
教学要求：
1、掌握合金元素对钢的组织和性能的影响规律；
2、熟悉各常用合金钢的牌号、主要性能、热处理方法及其应用。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、动画演示等相结合。
第八章 铸铁 （2学时）
第一节 概述
第二节 常用铸铁
第三节 合金铸铁
教学要求：
1、了解铸铁的特点、分类及铸铁的石墨化过程；
2、熟悉常用铸铁（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等）的成分、组织、性能、牌号及用途； 教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第九章 有色金属及其合金 （2学时）
第一节 铝及其合金
第二节 铜及其合金
第三节 钛及其合金
第四节 镁及镁合金
第五节 锌及锌合金
第六节 轴承合金
教学要求：
1、掌握铝、铜及其合金的成分、牌号、性能及应用；
1、了解钛、镁、锌及其合金的成分、牌号、性能及应用；
2、熟悉常用的轴承合金。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第十章 非金属材料 （2学时）
第一节 高分子材料的基础知识
第二节 高分子材料
第三节 陶瓷
第四节 复合材料
教学要求
1、掌握高分子材料的概念、结构及性能特点；
2、掌握陶瓷材料的概念及性能特点；
3、了解非金属材料的结构、性能及用途。
第十一章 材料的选用 （2学时）
第一节 选材的一般原则
第二节 零件的失效与选材
第三节 典型零件的选材与工艺
教学要求：
1、理解失效的概念及其失效形式；
2、了解选材的一般原则及方法；
3、掌握典型零件的选材及工艺路线制定；
第二篇 热加工工艺基础 （计24学时）
第一章 铸造 （8学时）
第一节 概述
第二节 金属的液态成形
第三节 砂型制造
第四节 砂型铸件结构工艺性
第五节 砂型铸造工艺方案的确定
第六节 常用合金铸件的生产
第七节 特种铸造
第八节 各种铸造方法的比较
教学要求：
1、掌握铸造性能及其影响因素；
2、理解凝固与收缩、内应力、变形和裂纹产生的原因及防止措施；
3、了解常用合金铸件的生产特点；
4、掌握铸造工艺设计特点及结构工艺性；
5、熟悉铸造工艺图的绘制及标注方法；
6、了解各种特种铸造方法工艺特点及应用。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用
第二章 锻压 （8学时）
第一节 概述
第二节 金属塑性成形原理
第三节 自由锻
第四节 模锻
第五节 板料冲压
第六节 其他塑性成形方法
教学要求：
1、掌握金属材料的可锻性及其影响因素；
2、了解自由锻、模锻、板料冲压的工艺特点及应用；
3、熟悉自由锻、模锻工艺规程的编制及锻件的结构工艺性；
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用
第三章 焊接 （6学时）
第一节 概述
第二节 熔焊过程与接头性能
第三节 常用焊接方法
第四节 现代焊接方法
第五节 常用金属材料的焊接
第六节 焊接结构工艺设计
教学要求：
1、掌握金属材料的焊接性及其影响因素；熟悉常用金属材料的焊接性。
2、了解常用焊接方法的工艺特点及应用；
3、熟悉焊条的分类、牌号及选用；
4、熟悉焊接结构工艺设计；
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用
第四章 毛坯的选择 （2学时）
第一节 机械零件毛坯的类型及其制造方法的比较
第二节 机械零件毛坯选择的原则
第三节 常用机械零件毛坯的选择
教学要求：
掌握各种常用机器零件（轴类、齿轮类等）毛坯成型方法的选择。
三、参考教材
1．戴枝荣等主编. 工程材料及机械制造基础（Ⅰ）工程材料（第二版）. 北京：高等教育出版社，2006.
2．严绍华主编. 工程材料及机械制造基础（Ⅱ）热加工工艺基础（第二版）. 北京：高等教育出版社，2004.
3．相瑜才等主编. 《工程材料及机械制造基础》（Ⅰ）工程材料. 机械工业出版社，2003.
4．王俊昌等主编. 《工程材料及机械制造基础》（Ⅱ）热加工工艺基础. 机械工业出版社，2002.
四、学习要求
1、在本课程学习之前必须完成机械制造实习实践教学环节。
2、明确本课程的研究对象，主要内容及重点章节。
3、抓住本课程的主线—材料的成分、组织、性能及应用之间的相互关系与变化规律。
4、充分利用网络课程的资源进行课外自主学习
五、成绩评定方式
课程考试形式：本门课程成绩采用百分制计分，笔试，闭卷
成绩构成：平时成绩占40% ,笔试占60%。
平时成绩构成及要求：
1、考勤 2、课堂讨论 3、平时作业 4、专题论文
大纲制定者：魏 敏
大纲审定者：张立新
制定时间：2010年10月21日
机械制造基础（一）课程教学大纲
课程名称：机械制造基础（一）Machine Manufacturing foundation （一） 课程编码： Z105048 总学时/总学分：56/3.5 理论学时/理论学分：56/3.5
适用专业：机械设计制造及其自动化 开课单位：机械电气工程学院
一、课程性质及目的
1、课程性质：本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业教育必修课，是机械设计制造及其自动化专业专业重要的专业基础课。
2、课程目的：（1）重点掌握常用机械工程材料的分类、性能、应用及热处理方法，初步具有根据零件性能要求合理选择材料和热处理方法的能力。
（2）掌握零件毛坯成形方法、工艺特点及应用范围，具有正确选择毛坯的能力。
二、课程内容及要求
第一篇 工程材料 （计32学时）
第一章 工程材料的性能 （3学时）
第一节 载荷时材料的力学性能
第二节 动载时材料的力学性能
第三节 断裂韧性
教学要求：
1、掌握金属材料的各项力学性能指标尤其是强度、塑性以及疲劳强度代号及含义。
2、掌握布氏硬度和洛氏硬度的测定原理、方法、符号及应用。
3、了解拉伸试验方法和拉伸曲线图
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第二章 金属的晶体结构 （2学时）
第一节 金属的晶体结构
第二节 实际金属结构
第三节 非金属晶体
第四节 金属的结晶
教学要求：
1、掌握晶体的有关概念、金属的三种典型晶格及实际金属中的三种缺陷。
2、掌握过冷度概念及对结晶体过程的影响规律和细化晶粒的措施。
3、理解金属结晶的一般规律以及影响晶核形成和长大的因素。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、实物模型、教具模型等配合使用。
第三章 金属的塑性变形 （3学时）
第一节 单晶体、多晶体的塑性变形
第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响
第三节 变形金属在加热时的组织和性能的变化
第四节 金属的热加工
第五节 超塑性
教学要求：
1、了解金属的塑性变形过程；
2、掌握加工硬化的概念；
3、理解冷变形金属在加热过程中组织与性能的变化规律；
4、掌握冷加工与热加工的区别。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第四章 二元合金 （2学时）
第一节 合金的相结构
第二节 二元合金相图
第三节 相图与性能的关系
教学要求：
1、掌握合金及其相结构有关概念，合金、相、组织、固溶体、金属化合物等。
2、了解匀晶相变及特点；杠杆定律及应用；共晶相图中典型合金的结晶过程；合金性能与相图之间的关系；
3、掌握二元合金状态图的基本类型。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、动画演示等相结合。
第五章 铁碳合金 （4学时）
第一节 铁碳合金的相结构与性能
第二节 铁碳合金相图
第三节 碳钢
教学要求：
1、掌握铁碳合金中的基本相及组织(铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体) 性能；
2、熟练掌握铁碳合金相图并能分析典型合金的结晶过程；了解铁碳合金相图各相区的组织及性能，以及铁碳合金相图的实际应用；
3、掌握碳钢的分类、牌号、性能和用途。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、动画演示等相结合。
第六章 钢的热处理 （6学时）
第一节 概述
第二节 钢在加热时的转变
第三节 钢在冷却时的转变
第四节 钢的退火与正火
第五节 钢的淬火
第六节 钢的回火
第七节 钢的形变热处理
第八节 钢的表面淬火
第九节 钢的化学热处理
第十节 表面复层处理
第十一节 热处理对零件结构设计的要求及技术条件标注
第十二节 材料改性处理的新进展
教学要求：
1、了解热处理的定义、目的、分类及作用；
2、掌握钢加热和保温的目的；
3、掌握钢在冷却转变时的产物及转变曲线；
4、熟悉钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用；
5、掌握钢的淬透性概念、影响因素及与淬硬性的区别；
6、了解钢的表面淬火的工艺特点及应用范围；
7、了解表面化学热处理的工艺特点及应用范围。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第七章 合金钢 （4学时）
第一节 合金元素在钢中的作用
第二节 合金钢的分类和编号方法
第三节 合金结构钢
第四节 工具钢
第五节 特殊性能钢
第六节 工程材料的新进展
教学要求：
1、掌握合金元素对钢的组织和性能的影响规律；
2、熟悉各常用合金钢的牌号、主要性能、热处理方法及其应用。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、动画演示等相结合。
第八章 铸铁 （2学时）
第一节 概述
第二节 常用铸铁
第三节 合金铸铁
教学要求：
1、了解铸铁的特点、分类及铸铁的石墨化过程；
2、熟悉常用铸铁（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等）的成分、组织、性能、牌号及用途； 教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第九章 有色金属及其合金 （2学时）
第一节 铝及其合金
第二节 铜及其合金
第三节 钛及其合金
第四节 镁及镁合金
第五节 锌及锌合金
第六节 轴承合金
教学要求：
1、掌握铝、铜及其合金的成分、牌号、性能及应用；
1、了解钛、镁、锌及其合金的成分、牌号、性能及应用；
2、熟悉常用的轴承合金。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用。
第十章 非金属材料 （2学时）
第一节 高分子材料的基础知识
第二节 高分子材料
第三节 陶瓷
第四节 复合材料
教学要求
1、掌握高分子材料的概念、结构及性能特点；
2、掌握陶瓷材料的概念及性能特点；
3、了解非金属材料的结构、性能及用途。
第十一章 材料的选用 （2学时）
第一节 选材的一般原则
第二节 零件的失效与选材
第三节 典型零件的选材与工艺
教学要求：
1、理解失效的概念及其失效形式；
2、了解选材的一般原则及方法；
3、掌握典型零件的选材及工艺路线制定；
第二篇 热加工工艺基础 （计24学时）
第一章 铸造 （8学时）
第一节 概述
第二节 金属的液态成形
第三节 砂型制造
第四节 砂型铸件结构工艺性
第五节 砂型铸造工艺方案的确定
第六节 常用合金铸件的生产
第七节 特种铸造
第八节 各种铸造方法的比较
教学要求：
1、掌握铸造性能及其影响因素；
2、理解凝固与收缩、内应力、变形和裂纹产生的原因及防止措施；
3、了解常用合金铸件的生产特点；
4、掌握铸造工艺设计特点及结构工艺性；
5、熟悉铸造工艺图的绘制及标注方法；
6、了解各种特种铸造方法工艺特点及应用。
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用
第二章 锻压 （8学时）
第一节 概述
第二节 金属塑性成形原理
第三节 自由锻
第四节 模锻
第五节 板料冲压
第六节 其他塑性成形方法
教学要求：
1、掌握金属材料的可锻性及其影响因素；
2、了解自由锻、模锻、板料冲压的工艺特点及应用；
3、熟悉自由锻、模锻工艺规程的编制及锻件的结构工艺性；
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用
第三章 焊接 （6学时）
第一节 概述
第二节 熔焊过程与接头性能
第三节 常用焊接方法
第四节 现代焊接方法
第五节 常用金属材料的焊接
第六节 焊接结构工艺设计
教学要求：
1、掌握金属材料的焊接性及其影响因素；熟悉常用金属材料的焊接性。
2、了解常用焊接方法的工艺特点及应用；
3、熟悉焊条的分类、牌号及选用；
4、熟悉焊接结构工艺设计；
教学方法、手段及教学形式：
多媒体课件、视频资料等配合使用
第四章 毛坯的选择 （2学时）
第一节 机械零件毛坯的类型及其制造方法的比较
第二节 机械零件毛坯选择的原则
第三节 常用机械零件毛坯的选择
教学要求：
掌握各种常用机器零件（轴类、齿轮类等）毛坯成型方法的选择。
三、参考教材
1．戴枝荣等主编. 工程材料及机械制造基础（Ⅰ）工程材料（第二版）. 北京：高等教育出版社，2006.
2．严绍华主编. 工程材料及机械制造基础（Ⅱ）热加工工艺基础（第二版）. 北京：高等教育出版社，2004.
3．相瑜才等主编. 《工程材料及机械制造基础》（Ⅰ）工程材料. 机械工业出版社，2003.
4．王俊昌等主编. 《工程材料及机械制造基础》（Ⅱ）热加工工艺基础. 机械工业出版社，2002.
四、学习要求
1、在本课程学习之前必须完成机械制造实习实践教学环节。
2、明确本课程的研究对象，主要内容及重点章节。
3、抓住本课程的主线—材料的成分、组织、性能及应用之间的相互关系与变化规律。
4、充分利用网络课程的资源进行课外自主学习
五、成绩评定方式
课程考试形式：本门课程成绩采用百分制计分，笔试，闭卷
成绩构成：平时成绩占40% ,笔试占60%。
平时成绩构成及要求：
1、考勤 2、课堂讨论 3、平时作业 4、专题论文
大纲制定者：魏 敏
大纲审定者：张立新
制定时间：2010年10月21日