第一讲（1）机械设计概论

《金属工艺及机制基础》课程教案第一讲铸造工艺及其对铸件结构的要求【教学目标】1.熟悉铸造的优缺点及应用；2.掌握铸造工艺分析及铸造工艺图的绘制；3.掌握铸造工艺对铸件结构的要求。【教学重点】1.绘制典型铸造工艺图的方法及步骤；2.具有分析零件铸造结构工艺性的初步能力。【教学过程】一、浇注位置和分型面的选择1.板书和讲解浇注位置和分型面的概念；2.展示和讲解浇注位置和分型面的选择原则；二、铸造工艺参数的确定1.板书和讲解铸造收缩率的确定；2.板书和讲解加工余量的确定；3.板书和讲解拔模斜度的确定；4.板书和讲解最小铸出孔和槽。三、型芯设计1．展示和讲解型芯头的设计；四、铸造工艺图的绘制1.板书和讲解绘制铸造工艺图的方法及步骤；2.展示和讲解铸造工艺图绘制实例；五、铸造工艺对铸件结构的要求1.展示和讲解铸造工艺对铸造结构的要求。第二讲合金的铸造性能及其对铸件结构的要求【教学目标】1.掌握合金的铸造性能及其对铸件质量的影响；2.掌握防止缩孔和缩松的措施。【教学重点】1.影响合金流动性和收缩性的因素；2.防止缩孔和缩松的方法；【教学过程】一、合金的流动性1.板书和讲解流动性的概念；2.板书和讲解合金的流动性对铸件质量的影响；3.展示和讲解影响合金流动性的因素。二、合金的收缩1.板书和讲解收缩的概念；2.板书和讲解影响收缩的因素；3.展示和讲解缩孔和缩松的形成4.展示和讲解缩孔和缩松的防止方法；第三讲铸造应力、铸件变形、铸件裂纹和结构工艺性分析【教学目标】1.掌握铸造应力和变形的危害及产生原因；2.掌握铸造性能对铸件结构的要求。【教学重点】1.铸造热应力和机械应力的产生原因；2.铸件的结构工艺性分析；【教学过程】二、合金的收缩5.铸造应力(1).展示和讲解铸造热应力和机械应力产生的原因；(2).板书和讲解减小和消除铸造应力的方法。6.铸件的变形(1).展示和讲解铸件变形产生的原因及危害；(2).板书和讲解防止铸件变形的方法。7.铸件裂纹(1).板书和讲解热裂和冷裂的产生原因；(2).展示和讲解防止热裂和冷裂的方法。三、合金的铸造性能对铸件结构的要求1.展示和讲解合金铸造性能对铸件结构的要求。第四讲特种铸造【教学目标】1.掌握熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造的工艺过程、特点及应用范围。【教学重点】1.使学生了解特种铸造方法的生产特点、铸件结构及应用。【教学过程】一、熔模铸造1.展示和讲解熔模铸造的工艺过程；2.板书和讲解熔模铸件的结构特点；3.板书和讲解熔模铸造的特点和适用范围。二、金属型铸造1.展示和讲解金属铸型的结构；2.板书和讲解金属型铸造的工艺特点和铸件的结构特点；3.板书和讲解金属型铸造的特点和应用范围。三、压力铸造1.展示和讲解压铸机和压铸工艺过程；2.板书和讲解压铸件的结构特点；3.板书和讲解压力铸造的特点和应用范围。四、离心铸造1.展示和讲解离心铸造机和离心铸造的工艺过程；2.板书和讲解离心铸造的特点3.板书和讲解离心铸造的优缺点及应用范围。第五讲锻造比和锻造流线、金属的锻造性能【教学目标】1.掌握锻造比的计算方法；2.掌握锻造流线对锻造机械性能的影响；3.掌握金属锻造性能的概念及影响因素。【教学重点】1.合理确定锻造比；2.金属锻造性能及影响因素。【教学过程】一、锻造比和锻造流线1.板书和讲解锻造比的概念和计算方法；2.展示和讲解锻造流线及对锻件性能的影响。二、金属的锻造性能1.展示和讲解影响金属锻造性能的因素。2.板书和讲解金属锻造性能的应用第六讲锤上自由锻工艺规程的制定【教学目标】1.掌握自由锻的特点及工艺过程；2.掌握自由锻件结构的工艺性分析。【教学重点】1.自由锻工艺规程的内容及编制步骤；2.自由锻件结构工艺性的分析。【教学过程】一、锤上自由锻工艺规程的制定1.展示和讲解自由锻件图的绘制和变形工步的确定；2.展示和讲解自由锻的工序；3.板书和讲解坯料重量和尺寸的计算；4.板书和讲解自由锻设备的选择；5.展示和讲解坯料的加热和锻件的冷却与热处理。二、自由锻典型工艺实例1．展示和讲解自由锻典型工艺实例。三、自由锻件的结构工艺性1.展示和讲解自由锻件的结构工艺性分析。第七讲板料冲压【教学目标】1.掌握板料冲压的特点及应用；2.掌握落料和冲孔的工艺过程及质量控制方法；3.掌握弯曲和拉深的工艺过程及质量控制方法。【教学重点】1.落料和冲孔件的断口质量控制；2.弯曲和拉深变形时的受力分析和质量控制。【教学过程】一、冲裁1.展示和讲解冲裁时板料的变形和分离过程；2.展示和讲解冲裁件的结构工艺性分析；3.板书和讲解落料和冲孔模具尺寸设计和模具间隙的确定。4.展示和讲解落料和冲孔件的结构工艺性二、弯曲1.展示和讲解弯曲变形时的受力分析；2.板书和讲解弯曲件的质量控制。3.板书和讲解弯曲件的结构工艺性三、拉深1.展示和讲解拉深的变形过程和应力分布；2.展示和讲解拉深件的质量控制措施。3.展示和讲解拉深件的结构工艺性4.板书和讲解拉深板料的计算第八讲焊接过程和焊接质量【教学目标】1.掌握焊接的概念和焊接的分类；2.掌握电弧的产生和电弧的结构；3.掌握熔化焊的冶金特点；4.掌握电焊条的组成及作用；5.掌握电焊条的种类、型号和牌号、电焊条的选用原则。【教学重点】1.电弧的结构；2.熔化焊的冶金特点及防护措施；3.电焊条的型号和牌号；4.电焊条的选用原则。【教学过程】一、概述1.板书和讲解焊接的分类及应用；2.展示和讲解电弧的产生和结构；二、熔化焊冶金特点1.展示和讲解熔化焊的冶金过程及特点；2.板书和讲解为保证焊缝质量需要采取的措施；三、电焊条1.板书和讲解电焊条的组成及作用；2.板书和讲解电焊条的种类和特性；3.板书和讲解电焊条的型号和牌号；4.板书和讲解碱性电焊条和酸性电焊条的区别；5.板书和讲解电焊条的选用原则。第九讲焊接接头的组织和性能、焊接变形和焊接应力【教学目标】1.掌握焊接热循环的概念;2.掌握焊接接头的概念;3.掌握低碳钢的焊接接头的组织性能在焊接过程中的变化；4.掌握易淬火钢的焊接接头的组织性能在焊接过程中的变化；5.掌握焊接变形和焊接应力的危害；6.掌握焊接变形和焊接应力的产生原因；7.掌握减小和消除焊接应力和焊接变形的措施。【教学重点】1.焊接接头的组织性能在焊接过程中的变化；2.焊接应力的产生原因；3.减小和消除焊接变形和焊接应力的措施。【教学过程】一、焊接接头的组织和性能1.板书和讲解焊接热循环和焊接接头的概念；2.展示和讲解焊缝和熔合区的组织和性能；3.展示和讲解焊接热影响区的组织和性能；4.板书和讲解影响焊接接头性能的因素。二、焊接接头和焊接应力1.板书和讲解焊接变形和焊接残余应力的危害；2.展示和讲解焊接变形和焊接残余应力的产生原因；3.展示和讲解焊接变形的防止和矫正；4.展示和讲解减小和消除焊接残余应力的措施。三、焊接缺陷1.板书和讲解焊接缺陷的危害；2.板书和讲解焊接热裂纹的特征及产生原因；3.板书和讲解热裂纹的防止措施；4.展示和讲解焊接冷裂纹的形态和特征及产生原因；5.板书和讲解防止冷裂纹产生的措施。第十讲电阻焊和钎焊、常用金属材料的焊接性【教学目标】1.掌握点焊、缝焊和对焊的工艺过程、特点及应用；2.掌握钎焊的工艺过程、特点及应用；3.掌握金属材料焊接性的概念、评价金属材料焊接性的方法；4.掌握常用金属材料焊接特点。【教学重点】1.点焊、缝焊和对焊的特点及应用；2.掌握软钎焊和硬钎焊的特点及应用；3.掌握各类金属材料焊接特点。【教学过程】一、电阻焊1.板书和讲解电阻焊的概念、特点及应用；2.展示和讲解点焊的过程；3.板书和讲解点焊的特点和应用；4.展示和讲解缝焊的过程；5.板书和讲解缝焊的特点及应用；6.展示和讲解电阻对焊和闪光对焊的过程；7.板书和讲解电阻对焊和闪光对焊的特点及应用。二、钎焊1.板书和讲解钎焊的概念；2.板书和讲解钎剂的作用；3.板书和讲解软钎焊和硬钎焊的特点和用途；4.板书和讲解钎焊与熔焊及压焊的区别。三、常用焊接方法的比较和选用1.板书和讲解常用焊接方法的比较和选用。四、常用金属材料焊接（一）金属材料焊接性1.板书和讲解金属材料焊接性的概念；2.板书和讲解金属焊接性的间接评价方法。（二）碳素结构钢和低合金结构钢的焊接1.板书和讲解低碳钢的焊接；2.板书和讲解低合金结构钢的焊接；3.板书和讲解中碳钢的焊接。（三）不锈钢的焊接1.板书和讲解不锈钢的焊接性能及焊接特点。（四）铸铁的焊补1.板书和讲解铸铁的热焊补；2.板书和讲解铸铁的冷焊补。第十一讲焊接结构工艺性机械零件毛坯的选择【教学目标】1.掌握焊接材料的选用原则；2.掌握焊缝布置的一般原则；3.掌握焊接接头型式和坡口型式的设计。4.掌握各类毛坯的特点及选择原则；5.掌握如何选择毛坯材料和制造方法。【教学重点】1.合理布置焊缝；2.焊接接头型式和坡口型式的选择。3.具有选择常用机械零件毛坯材料和制造方法的能力。【教学过程】1.板书和讲解焊接结构材料的选择；2.展示和讲解焊缝布置；3.展示和讲解焊接接头型式和坡口型式的设计。4.板书和讲解毛坯制造方法选择的指导思想；5.讲解铸造毛坯的优缺点及应用；6.讲解锻造毛坯的优缺点及应用；7.冲压件的优缺点及应用；8.讲解焊接件的优缺点及应用；9.讲解型材或板材下料件的优缺点及应用。第十二讲切削加工概述【教学目标】1掌握切削加工的特点；2掌握切削用量三要素；3掌握切削加工的阶段；4了解切削加工的分类，发展方向，零件表面的成形方法。【教学重点】1切削用量三要素，切削加工的阶段。【教学过程】一、切削加工的分类、特点、作用和发展方向1分析和板书：机械加工和钳工加工；2分析和板书：切削加工的特点；3分析和板书：切削加工的发展方向。二、零件的种类和组成1分析和板书：零件的种类；2分析和板书：组成零件的表面。三、机床的切削运动1分析和板书：主运动和进给运动；2分析和板书：切削用量三要素：切削速度，进给量，背吃刀量；.3分析和板书：零件表面的成形方法。四、切削加工的阶段1分析和板书：切削加工分阶段的优点，热处理工艺的安排。五、总结和结尾1总结：切削用量三要素和切削加工分阶段是后续学习的关键。2结尾：掌握切削用量和切削加工分阶段是切削加工方案中的热处理工艺安排提供理论基础。第十三讲刀具与刀具切削过程（刀具角度）【教学目标】1掌握刀具角度的静止参考系；2掌握5个基本刀具角度；3了解车刀的组成。【教学重点】1刀具角度静止参考系，刀具基本角度的确定。【教学过程】一、车刀的组成1分析和板书：三面两刃一尖。二、确定刀具角度的静止参考系1分析和板书：基面，切削平面，正交平面。三、刀具标注角度1分析和板书：前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角。四、总结和结尾1总结：正确确定刀具角度静止参考系，正确标注刀具基本角度是学习难点和重点。2结尾：刀具角度的正确标注为正确选择切削加工要素提供重要依据。第十四讲刀具与刀具切削过程（刀具角度和刀具材料）【教学目标】1掌握刀具工作角度对加工的影响；2掌握硬质合金刀具材料；3了解其它刀具材料。【教学重点】1刀具工作角度，硬质合金刀具。【教学过程】一、刀具的工作角度1分析和板书：刀尖高低对刀具工作角度的影响；2分析和板书：刀杆中心线偏斜对刀具工作角度的影响；3分析和板书：考虑进给运动对刀具工作角度的影响。二、刀具材料1分析和板书：普通刀具材料；2分析和板书：超硬刀具材料。三、总结和结尾1总结：正确认识刀尖高低，刀杆中心线，考虑进给运动对刀具工作角度的影响，能正确选择刀具材料。2结尾：刀具工作角度是切削加工的实际刀具角度，正确选择意义重大，正确选择刀具材料是顺利进行加工的前提条件。第十五讲刀具与刀具切削过程（刀具切削过程）【教学目标】1掌握切削变形区；2掌握切削力，切削热和积屑瘤；3了解切削加工的实质，表面变形强化和残余应力。【教学重点】1削变形区，切削力，切削热和积屑瘤。【教学过程】一、刀具切削过程的实质1分析和板书：正确理解刀具切削过程的实质是挤压变形过程。二、切削变形区1分析和板书：切削过程的三个变形区。三、切削力1分析和板书：三个切削分力及来源；2分析和板书：切