《数控加工机械基础》教案,高等教育出版社下载_word模板

1《数控加工机械基础》教案（高等教育出版社，，主编：浙江省教育厅职成教教研室组编）项目一，常用金属材料。第1教案课题：材料的发展（1课时）教学要求：了解学习本课程的目的了解本课程的基本内容及其发展史了解金属材料在各行业中的应用重点：课程是研究金属材料的成份、组织、热处理与金属材料的性能间的关系和变化规律的学科。教学过程：为什么要学习机械工程材料？工程材料是现代技术中四大支柱之一。目前，机械工业生产中应用最广的金属材料，在各种机器设备所用材料中，约占90%以上。金属材料来源丰富，具有优良的使用性能与工艺性能。高分子材料和陶瓷材料具有一些特性，如耐蚀、电绝缘性、隔音，减振，耐高温(陶瓷材料)、质轻，原料来源丰富、价廉以及成型加工容易等优点，工程材料：1金属材料2非金属材料：【高分子材【陶瓷材料【复合材料未来发展方向：主要是非金属材料方向（本章重点内容），金属材料的节能【板书】一.材料是人类文明和技术进步的重要标志。(教师讲解“写给同学们的话”第一、二段)石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代1、司母戊大鼎发掘历史；2、新型材料。二．课程作用1．机械制造和日常生活的基础知识；2．学习其他后续工艺学的基础。三．课程特点与学习要求【讲解】在浩瀚的材料世界里，金属材料是一个最大的王国。最早，我们人类使用的金属材料主要是天然产品。（穿插讲解材料史话）经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代的漫长历史过程后，在冶金技术的推动下，我们又从钢铁时代迈进了新材料时代。在人类文明历程中，金属材料对推动社会的发展，促进文明的进步，丰富文化的内容，改变人们的生活方式发挥了巨大作用。当今世界，金属材料已成为工农业生产、人民生活、科学技术和国防发展的重要物质基础。离开了金属材料的“钢筋铁骨”，桥梁将断，舰艇将毁，大厦将倾，工厂将停……【设问】同学们在平时的生活中看到过哪些金属（纯金属）？【板书】1．金属：如铁、铜、铝、金、银等，共有90种。常温下为固体（除汞外）。【设问】金属与非金属比较有哪些特性？学生自由回答【板书】2．金属特性：具有金属光泽；（铁、铝等大多数金属为银白色，铜为紫红色，金为黄色）有良好的导电性和导热性；（铜、铝是优良的导电体）有一定的强度和塑性。【交流】形状记忆合金的发现20世纪60年代初，美国海军研究所的的一个研究小组把一些乱如麻丝的镍-钛合金拉直，以便使用。他们无意中发现，当温度升高到一定值时的时候，这些已被拉直的镍-钛合金突然“记忆”起自己的模样，又恢复到弯弯曲曲的“本来面目”。经过材料专家的反复实验，证实了镍-钛合金丝“变形——恢复”的现象能重复进行。其实，类似的现象早在20世纪50年代初就不止一次被观察到，只不过当时没有引起人们的足够重视。这一发现引起了科学家们的极大兴趣，经研究发现，铜基合金，铁基合金等都有这种奇妙的记忆本领。【小结】金属：铁、铜、铝、金、银等。合金：碳钢、铸铁、黄铜、青铜等。金属具有金属光泽；有良好的导电性和导热性；有一定的强度和塑性【作业】复习绪论，预习下一章节内容2项目一，常用金属材料。第2、3教案课题一【碳钢】任务一：认识碳钢（2课时）教学要求：1.明确金属，掌握合金、金属材料及其分类，熟悉常见的金属材料；2.明确金属特性。3、掌握碳钢的概念，熟练掌握碳钢的四种分类。重点：金属材料金属特性碳钢的四种分类。教学过程：【交流与讨论】金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。请说出下表日常生活中使用的金属。金属不同的用途金属名称制易拉罐的金属制作导线的紫红色金属灯泡中的灯丝体温计中填充的金属家用热水瓶内壁上的金属【讲解】在通常情况下，金属单质往往无法满足使用要求。如纯铜、纯铝及纯铁质软，强度、硬度很小，无法用来制造承受大载荷的机械零件和工具。如果我们将一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质就得到合金。【板书】金属材料：钢铁材料—--非合金钢----低合金钢----合金钢----铸铁----铜及铜合金----铝及铝合金----轴承合金----钛及钛合金----其他非铁合金逐一分析上述钢种合金：一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质。【交流与讨论】1．组成合金的元素一定是金属元素吗？从概念上来理解合金至少有几种元素组成？其中有一种肯定是什么元素？2．合金的用途远远比纯金属广泛得多，请问这是为什么？金属材料：将纯金属和合金材料统称为金属材料。1．黑色金属：以铁或以它们为主形成的物质。如碳钢、合金钢和铸铁等。2．有色金属：除黑色金属以外的金属和合金。如铜及铜合金、铝及铝合金和轴承合金等。【板书】碳钢：含碳量小于2．11%并含有少量其他元素的铁碳合金称为碳钢（非合金钢）一、按钢的含碳量分类低碳钢含碳量≤0.25%。中碳钢含碳量0.25%-0.60%。高碳钢含碳量≥0.60%。【板书】二、按钢的质量分类（依据S、P含量分）普通钢S≤0.050%P≤0.045%；如Ｑ235-A.F优质钢S≤0.035%P≤0.035%；如45T10高级优质钢S≤0.030%P≤0.030%如T10A3【问题】“高碳钢的质量优于中碳钢，中碳钢的质量优于低碳钢。”这句子话对吗？为什么？【板书】三、按钢的用途分类结构钢C＜0.70％制造机械零件和工程结构件。（工程结构：指建筑、桥梁、船舶、锅炉等）工具钢C＞0.70％制造刀具、模具、量具等。（刀具应为金属切削刀具。刀具大多为机用的，但也有手工的。）【问题】炼钢过程是先氧化后脱氧？请问为什么要进行脱氧？分析----钢液中氧主要是为了除去钢液中的杂质，硅、锰、磷，碳等杂质而加入的，同时冲入氧气也是为了获得较高的反应效率，因此在冶炼临结束时，钢液是处于“过渡氧化”的状态。氧对钢性能的影响：氧是在钢的凝固过程中偏析倾向最严重的元素之一，在钢液的凝固和随后的冷却过程中，氧的溶解度急剧下降，钢中原溶解的绝大部分氧以铁氧化物、硫氧化物等微细夹杂物的形式在与γ或α晶界处富集，这些微细夹杂物会造成晶界脆化，使钢的加工和使用过程中容易成为晶界开裂的起点，最终导致钢材发生脆性破坏。钢中氧含量的增加会降低钢材的延性、冲击韧性、抗疲劳破坏性能，提高钢的韧-脆转换温度，降低钢材的耐腐蚀性能。此外，含氧高的钢材还容易发生时效老化，在高温加工时由于晶界处的杂质偏析形成了低熔点网膜，导致钢产生热脆。【板书】四、按钢的脱氧程度分类镇静钢（Z）脱氧完全如10Z或10（Z也可不写）沸腾钢（F）脱氧不完全如10F半镇静钢（b）脱氧介于两者之间如10b【交流与讨论】【小结】：一、碳钢二、碳钢四种分类：学习重点碳钢的四种分类【作业】做好练习册、预习下一章节内容1．应用所学Fe—Fe3C相图知识，完成以下填充：低碳钢：强度、硬度_______，塑性、韧性________；中碳钢：强度、硬度_______，塑性、韧性________；高碳钢：强度、硬度_______，塑性、韧性________。2．含碳量为1.3%、0.45%、0.60%、0.15%、0.30%0.80%、0.08%的钢材，属于低碳钢的是_____________，中碳钢的是___________，高碳钢的是_____________。4项目一，常用金属材料。第4教案课题一【碳钢】任务二：了解碳钢的力学性能一（应力与载荷）（1课时）教学要求：1.明确力学性能，理解静载荷、冲击载荷、交变载荷；2.明确弹性变形、塑性变形，理解应力含义。教学重点：三种载荷、应力。教学难点：应力含义。教学器材：镀锌钢丝、薄钢板、橡皮筋、弹簧教学过程：【交流与讨论】用来制造硬币的金属材料应具有哪些特点？（资源丰富，无毒轻便，耐磨耐腐蚀，美观易加工。）【导入新课】制造硬币的金属材料要求耐磨，也就是它必须具有定的硬度和强度。硬度和强度属于金属材料的力学性能，本节课我们来学习讨论力学性能。【板书】力学性能：金属材料在外力作用时表现来的性能。力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。【讲解】在机械设备及工具的设计、制造中选用金属材料时，大多以力学性能为主要依据，因此熟悉和掌握金属材料的力学性能是非常重要的。力学性能不仅是本章学习的重点，同时也是整个教材的学习重点，希望同学们要努力学习掌握好这些内容。本节课学习准备知识。（一）、载荷（金属材料在加工和使用过程中所受的外力）静载荷：指大小不变或变动很慢的载荷。如地面所受讲台的压力，千斤顶工作所受的载荷。冲击载荷：指突然增加的载荷。如铁匠用铁锤锻打工件、高速行驶的汽车相撞的载荷。交变载荷：指周期性或非周期性的动载荷。如电扇主轴、弹簧工作时所受的载荷。【交流与讨论】【板书】（二）、变形（金属材料受载荷作用发生几何形状和尺寸的变化。）【演示】教师用橡皮筋、弹簧演示弹性变形，用镀锌钢丝、薄钢板演示塑性变形。【板书】弹性变形：载荷去除后，可完全恢复的变形。塑性变形：载荷去除后，不可恢复的永久变形。【讲解】金属材料的弹性变形可用于控制机构运动、缓冲与吸振、储存能量等。金属材料塑性变形可用于成型产品的加工，70%的金属材料是通过塑性变形加工成型的。【交流与讨论】1、弹性变形与塑性变形的根本区别是什么？(有无永久变形。)2、生活、生产哪些地方发生弹性变形或塑性变形？你知道哪些产品产通过塑性变形加工成形的？（①沙发、席梦思中弹簧变形；汽车、拖拉机车厢下板弹簧的变形；闹钟发条的变形。②课桌椅上钢板折边、钢管弯折；自行车铃、弹壳的冲压加工；轿车车身冲压加工。）3、加工制造好的机械零件，在使用时一旦发生塑性变形有什么危害？（零件变形、失效，甚至发生断裂。）请根据下列的文字描述，判断物体所受的载荷类型。电视机放在桌面上，桌面所受的载荷是_____________。在金属拉伸试验中。金属试样所受的载荷是_________。电动机工作时，电动机主轴所受的载荷是___________。人坐在沙发上，沙发里弹簧所受的载荷是___________。子弹击中金属防弹衣，防弹衣所受的载荷是_________。5【板书】（三）应力1、内力金属受外力作用后，在材料内部作用着与外力相对抗的力称为内力。F内力=F外力【板书】2、应力：单位面积上的内力。σ=FS式中F──外力（N）；S──横截面积（mm2）；σ──应力，常用单位为MPa（N/mm2），1MPa=106Pa。【板书】结论：当横截面积一定时，应力越大，表示材料承受载荷的能力越大。例碳钢最大应力Ｑ235钢（生活中最常用的钢）460MPa45钢（制电机主轴的钢）600MPa65Mn钢（制沙发弹簧的钢）735MPa【小结】（略）【交流与讨论】【作业】做好练习册、预习下一章节内容a和b都是45钢，a的直径为20mm，b的直径为10mm，它们都受到10000N的载荷作用。请问：1．a所受的内力是______N，b所受的内力是______N；2．a的横截面积为______mm2，b的横截面积为______mm2；3．a单位横截面积上所受的应力是______N/mm2，b的位横截面积上所受的应力是______N/mm2。6项目一，常用金属材料。第5教案课题一【碳钢】任务二：了解碳钢的力学性能二（屈服）（1课时）教学要求：1.明确低碳钢拉伸曲线的四个典型阶段；2.理解掌握屈服现象、变形强化。教学重点：屈服现象，变形强化。教学难点：屈服现象，变形强化。教学器材：45钢拉伸试样、45钢拉断后的试样。教学过程：【复习】1.什么是弹性变形？什么是塑性变形？它们的根本区别是什么？2.什么叫应力？应力是如何计算的？常用的单位是什么？45钢的最大应力600MPa它的含义是什么？【导入新课】45钢的最大应力600MPa是用什么方法测定出来的？通常是将试样放在拉伸机上进行拉伸试验测出来的。【板书】拉伸试样和拉伸曲线1．拉伸试样圆形长试样L0=10×d0圆形短试样工L0=5×d0【讲解】d0为试样的原始直径（mm），L0为试样的原始长度（mm）【板书】2．拉伸曲线【讲解】拉伸曲线是指以载荷F为纵坐标，试样伸长量△L为横坐标绘制的曲线，如下图为低碳钢的拉伸曲线。【板书】（1）低碳钢的拉伸曲线oe─弹性形变形阶段试