附件1：材料成型及控制工程(本科专业)课程教学大纲 20210409.pdf

Jinzhong University 材料成型及控制工程专业 课程教学大纲（2021 版） 机械系 二 O 二一年三月 目录 一、专业教育平台........................................................................................................................... 3 1. 学科专业基础课程...................................................................................................................... 3 无机化学课程教学大纲................................................................................................................... 3 机械制图 1 课程教学大纲............................................................................................................. 12 机械制图 2 课程教学大纲............................................................................................................. 19 2.专业核心课程.............................................................................................................................. 25 电工电子技术课程教学大纲......................................................................................................... 25 材料科学基础课程大纲…………………………………………………………………………..36 材料科学基础实验课程教学大纲 ................................................................................................. 42 工程力学课程教学大纲................................................................................................................. 47 物理化学课程教学大纲................................................................................................................. 58 机械原理课程教学大纲................................................................................................................. 64 机械设计课程教学大纲................................................................................................................. 73 金属材料及热处理课程教学大纲 ................................................................................................. 83 成型专业英语课程教学大纲......................................................................................................... 90 现代材料分析技术课程教学大纲 ................................................................................................. 96 材料力学性能课程教学大纲....................................................................................................... 104 互换性与测量技术课程教学大纲 ............................................................................................... 112 机械加工技术基础课程教学大纲 ............................................................................................... 121 3.专业选修课程........................................................................................................................... 128 机床数控原理与系统课程教学大纲 ........................................................................................... 128 先进材料成型技术与理论课程教学大纲 ................................................................................... 135 增材制造技术与应用课程教学大纲 ........................................................................................... 142 金属材料物理性能课程教学大纲 ............................................................................................... 148 复合材料课程教学大纲............................................................................................................... 154 金属腐蚀与防护课程教学大纲................................................................................................... 160 无损检测技术课程教学大纲....................................................................................................... 166 材料成型数值模拟课程教学大纲 ............................................................................................... 172 轨道交通关键材料课程教学大纲 ............................................................................................... 178 Solidworks 软件应用课程教学大纲............................................................................................ 184 MATLAB 基础与应用课程教学大纲 ......................................................................................... 190 文献检索与科技论文写作课程教学大纲 ................................................................................... 198 二、职业能力教育平台............................................................................................................... 205 金属塑性成形原理课程教学大纲 ............................................................................................... 205 模具制造工艺学课程教学大纲................................................................................................... 214 冲压工艺与模具设计课程教学大纲 ........................................................................................... 222 金属塑性成形设备教学大纲....................................................................................................... 230 三维实体造型技术课程教学大纲………………………………………………………………237 焊接冶金学课程教学大纲………………………………………………………………….…...244 焊接结构课程教学大纲…………………………………………………………………………252 材料焊接工艺课程教学大纲……………………………………………………………………259 电弧焊方法及设备课程教学大纲………………………………………………………………270 1 焊接质量控制与检验课程教学大纲……………………………………………………………278 液态金属成型原理课程教学大纲………………………………………………………………285 铸造工艺学课程教学大纲………………………………………………………………………292 铸造合金及熔炼课程教学大纲………………………………………………………………....300 液态金属成型设备课程教学大纲………………………………………………………………307 先进铸造技术课程教学大纲……………………………………………………………………314 现代企业管理基础课程教学大纲………………………………………………………………322 人力资源管理课程教学大纲……………………………………………………………………329 三、专业实践……………………………………………………………………………………335 见习（包括专业导论）教学大纲………………………………………………………………335 金相样品制备技能训练教学大纲………………………………………………………………340 机械制图测绘训练教学大纲……………………………………………………………………344 电工基本技能训练实习教学大纲………………………………………………………………350 电子基本技能训练实习教学大纲………………………………………………………………356 CAD/CAM 技能训练-SolidWorks 教学大纲……………………………………………...........360 CAD/CAM 技能训练-Pro/E 教学大纲………………………………………………………….369 CAD/CAM 技能训练-Catia 教学大纲…………………………………………………………..378 《金工实习》教学大纲…………………………………………………………………………387 机械原理课程教学大纲…………………………………………………………………………394 机械设计课程设计教学大纲……………………………………………………………………400 成型专业课程设计教学大纲……………………………………………………………………407 专业实习教学大纲………………………………………………………………………………413 毕业论文（设计）教学大纲……………………………………………………………………418 生产实习课程教学大纲…………………………………………………………………………422 2 一、专业教育平台 1. 学科专业基课程 《无机化学》课程教学大纲 Inorganic Chemistry 课程类别 学科专业基础课程 课程编号 1416001B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 中学化学 总学时 32 学分 2 讲授 32 实践 0 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《无机化学》课程是高中和大学学习的过渡阶段，发挥着承前启后的作用。而且“无机 化学”课程作为应用化学专业的学科基础，又可以帮助学生为后续其它专业课程的学习专业 的学科基础，又可以帮助学生为后续其它专业课程的学习打下良好的理论和实践基础。该课 程系统、全面地介绍无机化学的基本原理、热力学及四大平衡关系。本课程的教学将提高学 生运用上述理论去对一般的无机化学问题进行理论分析和解决的能力，并帮助学生初步掌握 科学的学习方法并形成科学的思维习惯，是高校全方位培养相关高素质人才的必经环节。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 了解无机物的组成、结构、性质和变化规律，无机化学的基本原理、热力学及四大 平衡关系； 2. 综合运用上述理论对一般的无机化学问题进行理论分析和解决； 3. 掌握科学的学习方法并形成科学的思维习惯。 二、教学活动目标 （一）课程目标 3 课程目标 1：掌握物质结构、化学热力学、化学平衡、化学反应速率、氧化还原、配合 物等基本原理和基础知识， 理解物质的组成、 结构与性质的关系。 （支撑毕业要求指标点 3-3、 3-5） 课程目标 2：掌握常见元素及化合物主要性质、结构、存在形式、制备方法及在本专业 领域的应用。 （支撑毕业要求指标点 1-1） 课程目标 3：培养和提高学生独立思考、分析问题、解决问题的能力，为今后学习、科 研、工作打下一定基础。（支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：培养科学精神。化学是一门自然科学，如何培养学生坚忍不拔的科学精神 显得尤为重要。教师在教学过程中将国内外优秀的化学家和教育学家的名人轶事穿插在各个 知识点中，不仅可以活跃课堂氛围、开拓学生视野、激发学习兴趣，还能够使学生了解到这 些科学家身上所具备的艰苦奋斗的精神和科学品质。 思政目标 2：培养爱国主义精神。爱国主义是一个民族的灵魂，是社会主义核心价值观 的重要的组成部分，教师在向学生传授专业知识及专业技能的同时，也应结合课程对学生进 行意识形态教育。做好现代大学生意识形态的培养和教育工作，是一件功在当代、利在千秋 的大事，是每一位站在高校讲台教师的责任。在课堂教学的过程中，结合教学大纲所要求的 具体知识点对学生进行渗透，潜移默化的来提高学生的爱国主义精神。 思政目标 3：培养环境保护意识。化学是以实验为基础的一门学科，对于学生环保意识 的培养主要包括以下两个方面。首先，在理论教学的过程中，对大纲所要求的知识点进行梳 理，在涉及到绿色化学和环境保护内容的时候，教育工作者能够积极的将知识点与环境保护 联系起来，将绿色化学的理念渗入到具体的知识点之中，潜移默化地使学生体会并掌握绿色 化学的概念。其次，在实验教学过程中，从第一节化学实验课开始，要对学生进行绿色教育， 能够正确认识有毒有害的污染物对环境造成破坏的严重性，并逐步建立环保意识，使他们在 实验过程中养成良好的习惯。 思政目标 4：提升专业课教师思想政治素养。“师者，人之范也”，在学生眼里，老师的 言行举止会给学生带来极大的影响，教师的思想政治状况同样具有很强的示范作用，所以， 传道者首先要明道。教师的天职是教书育人，在教学过程中做到以德立身、以德立学、以德 施教。只有专业课教师主观上真正认识到课程思政的重要性和必要性，才能形成开展课程思 政的内在需求，积极提升思想政治素养和思想政治教育能力，精心研读教材，努力挖掘教材 中的思想政治元素，将专业课教学与思想政治教育有机结合起来，形成有效的自我激励机制。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 4 学时分配 章序 讲授 实践 小计 支撑 课程目标 内容 支撑的毕业 要求指标点 第一章 绪论 2 0 2 课程目标 1 1-1 第二章 气体 4 0 4 课程目标 1 1-1 第三章 化学热力学基础 4 0 4 课程目标 1 3-3 第四章 化学动力学基础 0 0 0 课程目标 3 3-6 第五章 化学平衡原理 4 0 4 课程目标 1 3-3 第六章 酸碱理论与解离 平衡 3 0 3 课程目标 1 3-3 第七章 沉淀与溶解平衡 3 0 3 课程目标 1 3-3 第八章 电化学基础 4 0 4 课程目标 1 3-5 第九章 原子结构与元素 周期律 4 0 4 课程目标 1 1-1 第十章 共价键与分子结 构 0 0 0 课程目标 1 3-6 第十一章 固体结构 4 0 4 课程目标 1 1-1 第十二章 配位化学基础 0 0 0 课程目标 1 3-6 第十三章 氢和稀有气体 0 0 0 课程目标 1 3-6 第十四章 碱金属和碱土金 属 0 0 0 课程目标 1 3-6 第十五章 卤族元素 0 0 0 课程目标 2 3-6 第十六章 氧族元素 0 0 0 课程目标 2 3-6 第十七章 氮族元素 0 0 0 课程目标 2 3-6 第十八章 碳族元素 0 0 0 课程目标 2 3-6 第十九章 硼族元素 0 0 0 课程目标 2 3-6 第二十章 过渡元素（Ⅰ） 0 0 0 课程目标 2 3-6 第二十一 章 过渡元素（Ⅱ） 0 0 0 课程目标 3 3-6 第二十二 章 铜副族和锌副族 元素 0 0 0 课程目标 2 3-6 第二十三 章 镧系元素与锕系 元素 0 0 0 课程目标 3 3-6 32 0 32 合计 5 学习内容： 第一章绪论 介绍化学是一门中心科学；无机化学；如何学好无机化学。 重点：化学的主要特征，化学面临的挑战；无机化学的现代特征，无机化学的研究领域。 难点：化学的主要特征，化学面临的挑战。 第二章气体 学习气体的性质；气体混合物及分压定律；气体分子运动论；真实气体；气体临界现象。 重点：理想气体状态方程的应用，理想气体的混合，道尔顿分压定律。 难点：理想气体状态方程的应用，道尔顿分压定律。 第三章化学热力学基础 了解化学热力学的基本概念（系统与环境，状态与状态函数，过程与途径，热和功） ； 能量转换守恒与热力学能。掌握化学反应热效应和焓；热力学第二定律和熵；化学反应方向 和吉布斯自由能。 重点：热力学第一定律；热力学标准态与热化学方程式，赫斯定律和反应热的计算；热 力学第二定律，可逆过程和不可逆过程，熵和熵变，热力学第二定律的熵表述；吉布斯自由 能及其判据，标准吉布斯自由能变的计算。 难点：标准平衡常数与 G 的关系 第四章化学动力学基础（自学） 介绍基本术语、化学反应速率和理论；浓度对化学反应速率的影响；温度对化学反应速 率的影响；催化作用。 重点：化学反应速率的表示，化学反应速率理论简介；质量作用定律，具有简单级数反 应的速率方程；范特霍夫规则，阿伦尼乌斯公式，阿伦尼乌斯活化能；催化概念及其特征， 催化反应的机理，均相催化，多相催化酶催化反应。 难点：化学反应速率理论简介，催化反应的机理。 第五章化学平衡原理 掌握化学平衡与标准平衡常数；标准平衡常数的应用；化学平衡的移动。 重点：化学平衡的基本特征，吉布斯自由能与化学平衡—化学反应等温方程式，标准平 衡常数；预测反应方向，判断反应程度；浓度(或分压)对化学平衡的影响，压力对化学平衡 的影响，温度对化学平衡的影响，勒夏特列原理。 难点：吉布斯自由能与化学平衡—化学反应等温方程式，化学平衡的移动。 第六章酸碱理论与解离平衡 学习酸碱理论；弱酸弱碱的解离平衡；缓冲溶液。 重点：酸碱的质子理论；水的解离平衡与酸碱指示剂，一元弱酸、一元弱碱溶液的解离 6 平衡，两性物质溶液的酸碱平衡，影响盐类水解的因素；缓冲溶液及缓冲原理，缓冲容量和 缓冲范围，缓冲溶液的配制。 难点：酸碱的质子理论，酸碱的电子理论，一元弱酸、一元弱碱溶液的解离平衡，缓冲 溶液及缓冲原理。 第七章沉淀与溶解平衡 学习沉淀与溶解平衡；沉淀的生成和溶解；沉淀与溶解的多重平衡。 重点：溶度积和溶解度的关系，溶度积规则；同离子效应与盐效应，沉淀的酸溶解、配 位溶解、氧化还原溶解；分步沉淀，沉淀的转化。 难点：沉淀与溶解平衡、沉淀与溶解的多重平衡。 第八章电化学基础 学习氧化还原反应； 原电池与电池电动势；电动势与电极电势的应用；电解与金属防腐。 重点：原电池，可逆电池，原电池的最大电功和吉布斯自由能；电极电势，电极电势的 产生—双电层理论，标准氢电极和甘汞电极，标准电极电势，能斯特方程；判断氧化剂和还 原剂的相对强弱，判断氧化还原反应进行的方向，判断氧化还原反应进行的程度，元素电势 图及其应用；电解，腐蚀与防护。 难点：电极电势的产生—双电层理论，电解与金属防腐。 第九章原子结构与元素周期律 了解原子核外电子的基本特征；单电子原子的结构；多电子原子的结构；元素周期律。 重点：微观粒子的量子化特征、波粒二象性特征；原子核外电子运动状态的描述方法， 四个量子数，波函数与电子云的图形；屏蔽效应，钻穿效应，近似能级图与近似能级公式， 核外电子的排布规律；原子结构与元素周期表，原子半径、电离能、电子亲和能、元素电负 性的周期性。 难点：微观粒子的量子化特征、波粒二象性特征，单电子、多电子原子结构，元素周期 律。 第十章共价键与分子结构（自学） 了解共价键理论；杂化轨道理论；价层电子对互斥理论；分子轨道理论。 重点：路易斯理论与 H2 分子，现代价键理论，共价键的特点，共价键的类型，键参数； 杂化轨道类型与分子的空间几何构型；价层电子对互斥理论的基本要点，价层电子对数的确 定，稳定结构的确定；分子轨道的形成。 难点：共价键理论，杂化轨道理论，价层电子对互斥理论，分子轨道理论。 第十一章固体结构 了解晶体结构；金属键理论与金属晶体；离子键理论与离子晶；分子间作用力与分子晶 体；原子晶体和混合型晶体。 重点：金属键理论；离子键理论；分子的偶极矩与极化率，分子间力—范德华力，氢键， 7 分子晶体；原子晶体，混合型晶体。 难点：晶体的结构特征，金属键理论，离子键理论，分子晶体，原子晶体和混合型晶体。 第十二章配位化学基础（自学） 了解配合物的基础知识；配合物的空间构型和异构现象；配离子的稳定；配合物的价键 理论；配合物的晶体场理论；配位平衡。 重点：配合物的组成、命名和分类；配合物的空间构型和异构现象；中心离子本性、配 体本性及中心离子与配体的关系对配离子稳定性的影响；配合物价键理论的要点，配离子的 空间构型与杂化方式的关系，配合物的磁性；配合物的晶体场理论；配位平衡的移动。 难点：配合物的空间构型和异构现象，配离子稳定性的影响因子， 配合物的晶体场理论； 配位平衡的移动。 第十三章氢和稀有气体（自学） 了解氢和稀有气体。 重点：氢原子的成键特征，氢化物；稀有气体的存在和分离，稀有气体结构与用途，稀 有气体的化合物。 难点：氢原子的成键特征，稀有气体结构与用途。 第十四章碱金属和碱土金属（自学） 介绍 s 区元素；s 区元素的单质；s 区元素的化合物；锂、铍的特殊性质—对角线规则。 重点：s 区元素单质的物理性质和化学性质；氧化物，氢氧化物，重要的盐类及其性质； 锂与镁的相似性，铍与铝的相似性。 难点：s 区元素单质的物理性质和化学性质，锂、铍的特殊性质—对角线规则。 第十五章卤族元素（自学） 介绍 p 区元素；卤素。 重点：p 区元素性质及变化规律，多种氧化数，化合物的成键特征；卤素的通性，卤素 单质，卤素的氢化物，卤化物和多卤化物，卤素的含氧化合物，拟卤素。 难点：p 区元素性质及变化规律，卤素的通性。 第十六章氧族元素（自学） 介绍氧族元素；氧及其化合物；硫及其化合物；硒及其化合物。 重点：氧和臭氧，过氧化氢；单质硫，硫化氢和硫化物，二氧化硫、亚硫酸及其盐，三 氧化硫、硫酸及其盐，硫的其他含氧酸及其盐，氯磺酸和二氯化硫酰。 难点：氧及其化合物，硫及其化合物。 第十七章氮族元素（自学） 介绍氮族元素；氮族元素的单质；氮的化合物；磷的化合物；砷、锑、铋的化合物。 重点：氮和磷，砷、锑、铋；氮的氢化物，氮的氧化物，氮的含氧酸及其盐；磷的氢化 物，磷的氧化物，磷的含氧酸及其盐；氢化物和氧化物，氢氧化物，砷、锑、铋的盐。 8 难点：氮和磷，砷、锑、铋；氮的化合物；磷的化合物；砷、锑、铋的盐。 第十八章碳族元素（自学） 介绍碳族元素；碳族元素的单质；碳的化合物；硅的化合物；锡、铅的化合物。 重点：碳，硅和锗，锡和铅；氧化碳和二氧化碳，碳酸及其盐，碳化物；二氧化硅，硅 酸及其盐，硅的卤化物；锡、铅氧化物的酸碱性，锡、铅化合物的氧化还原性，锡、铅的盐。 难点：碳的化合物，硅的化合物，锡、铅的化合物。 第十九章硼族元素（自学） 介绍硼族元素；硼族元素的单质；硼的化合物；铝的化合物；镓、铟、铊的化合物；P 区元素化合物性质的递变规律。 重点：硼和铝，镓、铟、铊；硼的氢化物，硼的含氧化合物，硼的卤化物，氮化硼；氧 化铝和氢氧化铝，铝的卤化物，铝的含氧酸盐；镓、铟、铊的化合物；p 区元素的氧化物及 其水合物，p 区元素含氧酸盐的热稳定性。 难点：硼的化合物，铝的化合物，镓、铟、铊的化合物。 第二十章过渡元素(I)（自学） 介绍过渡元素；钛副族元素；钒副族元素；铬副族元素；锰副族元素。 重点：过渡元素的通性，过渡元素的结构特性，过渡元素单质的化学性质，非化学计量 化合物，过渡元素的配合物和性质；钛副族元素的通性，钛的化合物，锆和铪的化合物；钒 副族元素的通性，钒的化合物，铌和钽的化合物；铬副族元素的通性，铬的化合物，钼和钨 的化合物，多酸型配合物；锰副族元素的通性，锰的化合物。 难点：过渡元素的结构特性，钛、钒、铬和锰副族元素的通性。 第二十一章过渡元素(Ⅱ)（自学） 介绍铁系元素；铂系元素；过渡金属有机化合物。 重点：铁系元素的通性，铁、钴、镍的单质，铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物，铁、钴、 镍的化合物，铁系元素的配合物；铂系元素通性，铂系金属的化合物，铂系元素的配合物； 羰基化合物，不饱和烃配合物，铂类配合物抗肿瘤药物。 难点：铁系元素的通性，铂系元素通性。 第二十二章铜副族和锌副族元素（自学） 介绍铜副族元素；锌副族元素。 重点：铜副族元素的通性，铜副族元素的重要化合物，铜、银、金的配合物，Cu(Ⅰ)和 Cu(Ⅱ)的相互转化，ⅠB 族元素和ⅠA 族元素性质对比；锌副族元素的通性，锌副族元素的重要 化合物，Hg(Ⅱ)和 Hg(Ⅰ)的相互转化，ⅡB 族元素与ⅡA 族元素性质的对比。 难点：铜副族元素的通性，锌副族元素的通性。 第二十三章镧系元素与锕系元素（自学） 介绍镧系元素与锕系元素。 9 重点：镧系元素与锕系元素简介，镧系元素与锕系元素的原子半径和电离能，镧系元素 与锕系元素的物理化学性质；镧系元素的通性，镧系元素的重要化合物，镧系元素的分离； 锕系元素的通性，钍及其化合物，铀元素。 难点：镧系元素与锕系元素的物理化学性质，镧系元素的通性，锕系元素的通性。 四、达成教学活动目标的途径和措施 1. 把握主线，引导学生运用无机化学理论对一般的无机化学问题进行理论分析和解决 的能力，为今后相关各门学科的学习奠定基础。通过学习，学生能够掌握科学的学习方法并 形成科学的思维习惯。 2. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 3. 采用案例式教学，结合应用案例，将无机化学的基本原理、热力学及四大平衡关系 融入到课堂中，从而使学生具备相关知识和方法的实际应用能力。 五、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式，“N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表现（20 分）、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分） 、实践（实验、实习、见习、社会调查等，10 分）、其它（10 分），占比 30%；“1”指期末考试成绩，占比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次）； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 10 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 六、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1] 刘又年，雷家珩，王林山．无机化学（第二版） ．北京：科学出版社．2013.8 （二）主要参考书 [1] 宋天佑，程鹏，徐家宁.无机化学（第四版）上、下册．北京：高等教育出版社．2019.3 [2] 张祖德．无机化学（第 2 版） ．北京：中国科学技术大学出版社．2018.7 执笔教师：谢瑞珍 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 11 机械制图 1 课程教学大纲 Mechanical Drawing 1 课程类别： 学科专业基础课程 课程编号： 1416002B 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 总学时： 48 学分： 3 讲授： 38 实验： 10 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《机械制图 1》课程是研究表达机械设计对象技术信息的理论、方法与技能，是材料成 型及控制工程专业一门必修的技术基础课。机械制图 1 作为先修课程，对后面的课程学习和 设计实践起着重要的技术基础作用，同时良好的图形表达与理解能力也是工程技术人员不可 缺少的专业素质。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1.通过学习《技术制图》与《机械制图》国家标准的有关规定，使学生具备依据国家标 准绘图的能力，进而培养态度认真、作风严谨的独立工作能力。 2.通过用图形表达机械设计对象的基本理论，使学生能够应用投影特性，掌握绘制和阅 读机械工程图样的方法与技能，培养用三维图形表达设计对象的基本能力，提高空间形象思 维能力，培养机械设计对象形体构造和解决空间几何问题的基本能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习投影法的基本知识，利用正投影法的投影原理及投影特性，完成 二维图形与三维图形间的相互转换，培养空间分析及投影分析的能力，进而提高空间形象思 维能力。 （支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 2：通过机械制图的历史学习和制图对生产制造的重要作用，具备前沿发展现 状的认识能力。 （支撑毕业要求指标点 1-3） 12 课程目标 3：通过学习组合体三视图的基本知识，会使用形体分析法和线面分析法，绘 制和阅读组合体三视图，使学生既具有工程基础又有较高的工程文化素质，既有丰富的工程 设计绘图基础知识、基本理论，又有较熟练的绘图和读图能力。 （支撑毕业要求指标点 3-4， 3-5） 课程目标 4：通过学习轴测图的基本知识，会利用轴测图的特性，绘制正等轴侧图和斜 二轴测图。（支撑毕业要求指标点 3-5） 课程目标 5：通过学习《技术制图》与《机械制图》国家标准的有关规定，掌握依据国 家标准绘图和查阅国家标准的基本能力，能自觉按照国家标准用各种手段较快地、准确地绘 制、阅读中等复杂程度的机械图样。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：通过机械制图的历史学习，培养学生的责任感和使命感。 思政目标 2：结合《技术制图》与《机械制图》国家标准的有关规定，培养学生认真负 责、严谨细致的工作态度和工作作风。 思政目标 3：通过学习图形绘制和阅读的方法，培养学生方法论的辩证思维。利用课程 中的知识点提炼整体与部分，普遍与特殊等辩证统一原理，以及整体观和联系观。 思政目标 4：在教学过程中，对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、发展 的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培养健 康向上的人生态度。 思政目标 5：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 6：在实验实践教学中，要求学生严格按照国家标准绘图，培养良好的画图习 惯，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 讲授 实验 小计 2 2 4 绪论及制图 第一章 基本知识 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 目标 指标点 课程目标 2 1-3 课程目标 5 3-6 支撑课程 支撑的毕业要求 内容 内容 学时分配 13 讲授 实验 小计 目标 指标点 2 2 课程目标 1 3-2 投影法概念 第二章 及点的投影 第三章 直线的投影 2 2 课程目标 1 3-2 第四章 平面的投影 2 2 课程目标 1 3-2 4 4 课程目标 1 3-2 2 2 课程目标 1 3-2 2 2 课程目标 1 3-2 10 10 课程目标 1 3-2 课程目标 1 3-2 课程目标 3 3-4、3-5 课程目标 4 3-5 直线与平面 及平面与平 第五章 面的相对位 置 第六章 投影变换 基本立体的 第七章 投影 基本体及表 第八章 面交线 第九章 第十章 组合体 轴测投影图 8 4 6 14 2 6 学习内容： 第一章 绪论及制图基本知识 《技术制图》与《机械制图》国家标准的有关规定；绘图工具及其使用方法；常用几何 作图方法；平面图的尺寸分析及画图步骤；徒手绘图方法。 重点：标注尺寸的基本规则；平面图形的绘制方法与步骤。 难点：平面图形的尺寸标注。 第二章 投影法概念及点的投影 投影法的基本知识以及工程上常用的投影图；两投影面体系中点的投影；三投影面体系 中点的投影。 重点：点在两投影面体系中的第一角内的投影；点在三投影面体系中的第一角内的投影； 两点的相对位置和重影点。 难点：两点的相对位置和重影点。 第三章 直线的投影 14 一般位置直线及特殊位置的直线的投影规律；一般位置直线的实长及其与投影面的夹角； 属于直线的点的投影规律；两直线的相对位置；直角投影定理。 重点：各种位置直线的投影特性；一般位置直线的实长及其对投影面的倾角；直角投影 定理。 难点：一般位置直线的实长及其对投影面的倾角的求解。 第四章 平面的投影 平面的表示法；特殊位置及一般位置平面的投影规律；属于平面的点和直线。 重点：特殊位置平面的投影规律及作图方法；属于平面上的点和直线的作图方法。 难点：最大斜度线的几何意义及应用。 第五章 直线与平面及平面与平面的相对位置 直线与平面平行、两平面平行；直线与平面的交点；两平面的交线；直线与平面垂直、 两平面垂直。 重点：在投影图上绘制及判断线面、面面相对位置；线面交点、面面交线的求解。 难点：一般位置直线与一般位置平面的交点及两一般位置平面交线的求解。 第六章 投影变换 换面法的概念；点的一次变换及二次变换；一般位置直线及一般位置平面变换为特殊位 置直线及特殊位置平面。 重点：一般位置直线及一般位置平面变换为特殊位置直线及特殊位置平面。 难点：一般位置直线及一般位置平面变换为特殊位置直线及特殊位置平面。 第七章 基本立体 平面立体的投影及表面取点；常见回转体投影及表面取点；同轴回转体投影；拉伸体的 投影。 重点：平面立体 (棱柱、棱锥)的投影图表示方法；曲面立体 (圆柱、圆锥、圆球)的投 影图表示方法；平面立体和曲面立体表面上取点和线。 难点：立体表面取点及线。 第八章 基本立体表面交线 直线与立体相交——贯穿点；平面与立体相交——截交线；两平面立体相贯；平面立体 与曲面立体相贯；两曲面立体相贯 重点：截交线与相贯线的求解。 难点：截交线与相贯线的求解。 第九章 组合体 组合体的形成及分析方法；组合体的组合形式；画组合体三视图的方法；读组合体三视 图的方法；组合体三视图的尺寸标注方法；组合体的正等轴测图。 重点：画组合体三视图；读组合体三视图；组合体的尺寸标注。 15 难点：组合体的尺寸标注。 第十章 轴测图 轴测图的基本概念与基本特性； 正等轴测图的画法；斜二轴测图的画法；轴测图的选择； 轴测图的尺寸标注。 重点：组合体正等轴测图及斜二测图的基本画法。 难点：曲面立体轴测图的画法。 四、本课程开设的实验项目 编号 1 实验项目名称 平面几何图形绘制 2 组合体绘制 3 轴测图绘制 学时 2 类型 综合性 6 综合性 2 综合性 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 课程目标 2 1-3 课程目标 5 3-6 课程目标 1 3-2 课程目标 3 3-4,3-5 课程目标 4 3-5 必做 必做 必做 实验 1.平面几何图形绘制 实验目的：了解《技术制图》与《机械制图》国家标准的有关规定；理解常用的平面几 何图形的作图基本原理及方法；掌握绘图工具及使用方法；掌握平面图形的分析和绘图方法； 掌握徒手绘图的绘制方法。 实验原理： 《技术制图》与《机械制图》国家标准的有关规定；平面几何图形的作图基 本原理及方法；绘图工具及使用方法；平面图形的分析和绘图方法。 实验仪器：画图板，丁字尺，圆规，三角板，铅笔。 实验安排：教师讲解国家标准规定的图纸幅面，图框，标题栏，讲解平面图形的分析和 绘图方法，绘图工具及使用方法，然后安排每个同学抄画二维平面图形，画图过程中，教师 集中或个别讲解画图的注意事项，最后图纸验收。 实验要求：按照国标要求绘制一张平面图形的 A4 图纸。 实验场所：工程制图与设计实验室。 实验 2.组合体绘制 16 实验目的：理解组合体的组合形式；掌握组合体各种表面邻接关系的画法；掌握如何画 组合体三视图；如何读组合体三视图及尺寸标注。 实验原理：组合体三视图的画图方法；组合体三视图的尺寸标注方法。 实验仪器：画图板，丁字尺，圆规，三角板，铅笔。 实验安排：教师讲解组合体的构成形式和作图步骤，然后安排每个同学利用工具测量组 合体并绘制三视图，画图过程中，教师集中或个别讲解画图的注意事项，最后图纸验收。 实验要求：按照国标要求绘制一张组合体三视图的 A3 图纸。 实验场所：工程制图与设计实验室。 实验 3.轴测图绘制 实验目的：了解绘制轴测图的目的；理解轴测投影的概念，分类及正等轴测图的轴间角 和轴向伸缩系数；掌握轴测投影图的绘制方法。 实验原理：轴测图投影特性；轴测图画图方法。 实验仪器：画图板，丁字尺，圆规，三角板，铅笔。 实验安排：教师讲解轴测图绘图方法，然后安排每个同学利用工具测量机件并绘制轴测 图，画图过程中，教师集中或个别讲解画图的注意事项，最后图纸验收。 实验要求：按照国标要求绘制一张轴测图的 A3 图纸。 实验场所：工程制图与设计实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用三 维模型及动画促进学生想象力的培养，提高教学效率。 2.本课程有 10 个学时的实验，要求学生严格按照国家标准画图，培养学生的画图能力， 提高学生“工匠精神” 。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+平时作业（30%）+实验（50%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 17 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，画图规范； ④正确性：60 分，根据答题情况给出分数； 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占 50%，评价依据如下： ①不交图纸，成绩为 0 分，百分制计分； ②图面干净：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③画图质量：80 分，按照国家标准规范画图，粗细线分明，图纸干净。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 大连理工大学工程画教研室编．画法几何学（第七版） ．北京：高等教育出版社．2011.6 （二）主要参考书： [1]大连理工大学工程画教研室编．画法几何习题集（第五版）．北京:高等教育出版 社．2011.6 [2]大连理工大学工程画教研室编．机械制图（第七版） ．北京:高等教育出版社版．2013.7 [3]大连理工大学工程画教研室编.机械制图习题集（第六版）.北京:高等教育出版 社．2013.7 [4]陆国栋,张树有,谭建荣，施岳定.图学应用教程.北京：高等教育出版社．2010.7 执笔教师：刘晓娟 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 18 机械制图 2 课程教学大纲 Mechanical Drawing 2 课程类别： 学科专业基础课程 课程编号： 1416003B 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 机械制图 1 总学时： 48 学分： 3 讲授： 34 实验： 14 一、课程性质与任务 （一）课程性质 机械制图 2 以机械制图 1 为基础，主要学习标准件和常用件的绘制，零件图和装配图的 读图、看图。机械制图 2 课程是研究表达机械设计对象技术信息的理论、方法与技能，是材 料成型及控制工程专业一门必修的技术基础课。机械制图 2 作为先修课程，对后面的课程学 习和设计实践起着重要的技术基础作用，同时良好的图形表达与理解能力也是工程技术人员 不可缺少的专业素质。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1.通过学习国家规定的标准件和常用件画法，培养学生绘图、读图和查阅国家标准的基 本能力。 2.通过学习零件图和装配图的基本知识，掌握零件图和装配图读图和画图的方法，提高 解决工程问题的基本能力。 3.培养态度认真、作风严谨的独立工作能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习机件表达方法的基本知识，能利用各机件表示方法及应用范围绘 制图形，并且根据机件的结构特点，综合运用机件的表示法绘图，为零件图和装配图的看图 和画图打下基础。（支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 2：通过学习国家规定的标准件和常用件画法，利用标准件和常用件的绘制方 19 法和阅读技能，具备标准件和常用件的看图和画图能力。（支撑毕业要求指标点 3-6） 课程目标 3：能对典型零件的零件图进行阅读、分析，具备零件图读图和画图的能力， 提高解决工程问题的基本能力。 （支撑毕业要求指标点 3-2，3-5） 课程目标 4：通过学习装配图的基本内容，掌握装配图读图和画图的方法，具备装配图 读图和画图的能力。（支撑毕业要求指标点 1-3，3-4,3-5） （二）思政目标 思政目标 1：结合《技术制图》与《机械制图》国家标准的有关规定，培养学生认真负 责、严谨细致的工作态度和工作作风。 思政目标 2：通过学习图形绘制和阅读的方法，培养学生方法论的辩证思维。利用课程 中的知识点提炼整体与部分，普遍与特殊等辩证统一原理，以及整体观和联系观。 思政目标 3：在教学过程中，对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、发展 的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培养健 康向上的人生态度。 思政目标 4：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 5：在实验实践教学中，要求学生严格按照国家标准绘图，培养良好的画图习 惯，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 五、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要求 内容 讲授 实验 小计 课程目标 指标点 10 4 14 课程目标 1 3-2 10 4 14 课程目标 3 3-2、3-5 6 2 8 课程目标 2 3-6 8 4 12 课程目标 4 1-3、3-4、3-5 机件的表达 第一章 方法 第二章 零件图 标准件与常 第三章 用件 第四章 装配图 学习内容： 第一章 机件的表达方法 基本视图的画法；剖视图和断面图的表示方法；其他规定画法与简化画法；机件各种表 20 示法综合运用；第三角投影画法简介。 重点：基本视图的形成与画法；剖视图、断面图的种类与画法。 难点：不同的机件其表达方式的合理选择。 第二章 零件图 零件图的内容和功能；零件的构形设计；零件表达方案的选择；零件图中尺寸的合理标 注；零件图上的技术要求；看零件图与画零件图的方法和步骤；典型零件图例分析；零件的 测绘。 重点：阅读和绘制零件图。 难点：如何正确、完整、合理地绘制常见零件的零件图。 第三章 标准件与常用件 螺纹基础知识；常用螺纹紧固件的规定画法；螺栓等标准件的标记及在装配图中连接图 的绘制方法；齿轮的几何要素和零件图画法；花键和焊接件的画法及尺寸注法；标准件、常 用件的查表方法。 重点：标准件、常用件的规定画法及标记；在装配图中的连接画法及查表方法。 难点：标准件、常用件在装配图中的连接画法及查表方法。 第四章 装配图 装配图的内容和功用；装配图的规定画法特殊画法；装配图尺寸标注和技术要求；装配 图零部件序号和明细表；部件测绘与绘制装配图；读装配图和拆画零件图。 重点：阅读和绘制装配图；由装配图拆画零件图。 难点：阅读和绘制装配图；由装配图拆画零件图。 四、本课程开设的实验项目 编号 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业要 目标 求指标点 要求 1 机件的表达方法 4 综合性 必做 课程目标 1 3-2 2 零件图的绘制 4 综合性 必做 课程目标 3 3-2，3-5 3 螺纹紧固件绘制 2 综合性 必做 课程目标 2 3-6 4 装配图的绘制 4 综合性 必做 课程目标 4 1-3，3-4,3-5 实验 1. 机件的表达方法 实验目的：能够根据机件的结构特点选用合适的表达方法画图。 实验原理：机件常用表达方法及应用范围。 21 实验仪器：画图板，丁字尺，圆规，三角板，铅笔。 实验安排：教师讲解机件的结构特点，机件表达方法的选用和画图步骤，然后安排每个 同学利用工具测量机件并选用合适的表达方法画图，画图过程中，教师集中或个别讲解画图 的注意事项，最后图纸验收。 实验要求：按照国标要求绘制一张 A3 图纸。 实验场所：工程制图与设计实验室。 实验 2.零件图的绘制 实验目的：掌握零件图的组成，绘制典型零件的二维工程图。 实验原理：零件图的内容、功能与作用，零件图的画图方法。 实验仪器：画图板，丁字尺，圆规，三角板，铅笔。 实验安排：教师讲解零件图绘图方法，然后安排每个同学绘制典型零件的二维工程图， 画图过程中，教师集中或个别讲解画图的注意事项，最后图纸验收。 实验要求：按照国标要求绘制一张零件图的 A3 图纸。 实验场所：工程制图与设计实验室。 实验 3.螺纹紧固件绘制 实验目的：掌握常用螺纹紧固件的规定画法及标记。 实验原理：螺栓、螺钉、双头螺柱的规定画法。 实验仪器：画图板，丁字尺，圆规，三角板，铅笔。 实验安排：教师讲解螺纹紧固件的画图方法，然后安排每个同学绘制螺栓、螺钉、双头 螺柱，画图过程中，教师集中或个别讲解画图的注意事项，最后图纸验收。 实验要求：按照国标要求绘制一张螺纹紧固件的 A3 图纸。 实验场所：工程制图与设计实验室。 实验 4.装配图的绘制 实验目的：掌握装配图的表达方法；掌握装配图尺寸和技术要求的标注方法；掌握装配 图零部件的序号编制、明细表填写的方法；掌握装配图的绘制和阅读方法；掌握拆画零件图 的方法。 实验原理：装配图的内容；装配图的绘制和阅读方法。 实验仪器：画图板，丁字尺，圆规，三角板，铅笔。 实验安排：教师讲解装配图绘图方法，然后安排每个同学根据给出部件的装配示意图及 零件工程图来绘制部件装配图，画图过程中，教师集中或个别讲解画图的注意事项，最后图 纸验收。 实验要求：按照国标要求绘制一张轴测图的 A3 图纸。 实验场所：工程制图与设计实验室。 22 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用三 维模型及动画促进学生想象力的培养，提高教学效率。 2.本课程有 14 个学时的实验，要求学生严格按照国家标准画图，培养学生的画图能力， 提高学生“工匠精神” 。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+平时作业（30%）+实验（50%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，画图规范； ④正确性：60 分，根据答题情况给出分数； 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占 50%，评价依据如下： ①不交图纸，成绩为 0 分，百分制计分； ②图面干净：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③画图质量：80 分，按照国家标准规范画图，粗细线分明，图纸干净。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 23 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 大连理工大学工程画教研室编．机械制图（第七版） ．北京:高等教育出版社版．2013.7 （二）主要参考书： [1]大连理工大学工程画教研室编.机械制图习题集（第六版）.北京:高等教育出版 社．2013.7 [2]大连理工大学工程画教研室编． 画法几何学（第七版） ．北京：高等教育出版社．2011.6 [3]大连理工大学工程画教研室编．画法几何习题集（第五版）．北京:高等教育出版 社．2011.6 [4]陆国栋,张树有,谭建荣，施岳定.图学应用教程.北京：高等教育出版社．2010.7 执笔教师：刘晓娟 审核人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 24 电工电子技术课程教学大纲 Electrical and electronic technology 课程类别： 专业核心课程 课程编号： 1416004B/5B 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 高等数学，大学物理 总学时： 96（48/48） 学 分： 6（3/3） 讲授： 80（40/40） 实 16（8/8） 验： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是高等学校工科非电类材料成型等专业的一门应用性很强的专业核心课程，同时 也是电气技术领域中有关电工技术、电子技术的一门重要的专业核心课程。随着科学技术的 不断发展，电工电子技术是当代先进的科学技术之一，它已经渗透应用于各种工业设备中， 而且是科学实践研究及工业生产的重要组成部分。 《电工电子技术》是材料成型及控制工程 专业学生必修的专业核心课程，在教学体系中占有十分重要的位置，是高校相应专业培养应 用型技术人才的一门必修课。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．了解电工技术和电子技术的基本知识结构和知识体系，培养学生良好的工程专业素 养。 2．获得电工、电子方面必要的基础理论和基本知识，提高学生分析电工电路、电子电 路的基本能力。 3．了解电工、电子技术的应用和我国电工和电子技术发展的状况，为学生后续课程和 专业知识学习以及从事工程技术工作和科研工作打下理论基础。 4．获得电工、电子方面必要的基本技能，提高分析问题和解决实际问题的能力。 5．通过以团队形式完成实验任务的方式提高沟通合作和共同协调解决问题的能力。 二、学习目标 25 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习电工电子技术基本理论和基本知识，能对一般的电气设备所涉及 的电工、电子电路进行阅读、分析，具备能够按电工设备说明书进行简单电路故障排除的初 步能力。 （支撑毕业要求指标点 1-3、3-6） 。 课程目标 2：通过学习直流电路、单相电路、三相电路的组成、特性、分析方法，能够 对这些电路进行定性的分析和定量的计算，进而了解电路实现的功能及其具体应用，为该类 型电路的设计打下基础。 （支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 3：通过学习三相异步电动机的工作原理及起动、调速、制动的方法，能达到 正确使用、维护、保养该类电动机，进而能够具备对一般机械设备的动力进行正确选型设计 的初步能力。 （支撑毕业要求指标点 3-2、3-5） 课程目标 4：具备初步的阅读电子电路的能力，能合理选用、安装一般的集成电子电路， 能设计一般组合逻辑电路，为工程应用需求打下基础。 （支撑毕业要求指标点 3-2、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解电工电子行业的先进技术，培养学生的责任感和使 命感。教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 （一） 电工电子技术 1 学时分配 序号 支撑课程 支撑的毕业要求 学习内容 讲授 实验 小计 目标 指标点 8 6 14 课程目标 1 3-2、3-6 2 10 课程目标 2 3-2 4 课程目标 2 3-2 电路的基本定律和 1/第一章 分析方法 2/第二章 单相正弦交流电路 8 3/第三章 三相交流电路 4 26 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 小计 目标 指标点 学习内容 讲授 实验 4/第四章 电路的暂态分析 4 4 课程目标 1 3-2 5/第五章 磁路与变压器 4 4 课程目标 1 3-2 6/第六章 交流电动机 6 6 课程目标 3 3-2 7/第七章 电气控制系统 6 6 课程目标 3 3-2、3-5 支撑课程目 支撑的毕业要求 （二） 电工电子技术 2 学时分配 序号 学习内容 讲授 实验 小计 标 指标点 半导体二极管及 8/第八章 4 4 课程目标 1 1-3、3-6 其基本电路 半导体三极管与 9/第九章 8 2 10 课程目标 4 3-2 2 8 课程目标 4 1-3、3-2 放大电路 10/第十章 集成运算放大器 6 11/第十一章 直流稳压电源 4 4 课程目标 1 3-2 12/第十二章 数字电路基础 4 4 课程目标 4 3-2 13/第十三章 组合逻辑电路 8 2 10 课程目标 4 3-2 14/第十四章 时序逻辑电路 6 2 8 课程目标 4 3-2 学习内容： 第一章 电路的基本定律和分析方法 电路的基本概念；基尔霍夫定律（KCL、KVL） ；电路中电位的概念及计算；线性电阻电 路的基本分析方法，包括支路电流法、节点电压法、叠加原理、戴维宁定理。 重点：基尔霍夫定律（KCL、KVL）；线性电阻电路的基本分析方法。 难点：戴维宁定理及其应用。 第二章 单相正弦交流电路 正弦量及正弦电路的基本概念；单相正弦交流电路中的电压、电流及功率的关系与分析 和计算；串联和并联谐振电路；功率因数的提高。 重点：相量法分析计算正弦交流电路。 27 难点：相量图分析正弦交流电路；功率因数的提高。 第三章 三相交流电路 三相电源的概念；电源和负载星形、三角形联接的三相电路的电流、电压及功率的计算。 重点：对称三相电路的电流电压及功率的计算。 难点：对称三相电路的电流电压及功率的计算。 第四章 电路的暂态分析 电路中的暂态和稳态的概念；换路定则与电路初始值的确定；RC、RL 电路的响应；一 阶线性电路暂态分析的三要素法；微分电路与积分电路。 重点：一阶线性电路的暂态分析。 难点：电路初始值、时间常数的确定。 第五章 磁路与变压器 磁路的的基本物理量及磁性材料；磁路及其基本定律；铁心线圈中的电磁关系；变压器 的构造、工作原理、外特性、损耗与效率。 重点：磁路及其基本定律。 难点：磁化曲线的应用。 第六章 交流电动机 三相异步电动机的工作原理及特性；笼型电动机的起动、调速与制动；单相异步电动机 的基本结构、特点。 重点：三相异步电动机的旋转磁场和机械特性。 难点：三相异步电动机的旋转磁场的概念。 第七章 电气控制系统 常用低压控制电器的基本结构、工作原理和控制作用及其选用；鼠笼式电动机直接起动 的控制电路；鼠笼式电动机正反转的控制电路；两地控制电路；行程控制电路；星形—三角 形降压起动控制线路。 重点：阅读并设计简单电气控制原理图。 难点：采用时间原则控制的电气原理图。 第六章 半导体二极管及其基本电路 半导体的基本知识；PN 结的形成；半导体二极管的伏安特性及其应用。 重点：二极管的伏安特性、二极管工作原理及其应用。 难点： PN 结的形成。 28 第九章 半导体三极管与放大电路 半导体三极管的电流放大原理；共发射极放大电路和共集电极放大电路的工作原理、静 态分析与动态公析；差分放大电路和互补对称功率放大电路的分析。 重点：共发射极放大电路和共集电极放大电路的静态分析与动态公析；差分放大电路和 互补对称功率放大电路的分析。 难点：微变等效电路的分析。 第十章 集成运算放大器 集成运算放大器的基本知识；集成运算放大器在信号运算方面的应用；集成运算放大 器的非线性应用；放大器中的负反馈。 重点：集成运算放大器在线性方面的应用；负反馈类型、特点及其判别方法。 难点：集成运算放大器在信号处理方面的应用；负反馈类型的判别。 第十一章 直流稳压电源 直流稳压电源的组成；整流电路、滤波电路、稳压电路。 重点：单相桥式整流滤波稳压电路的分析和计算。 难点：串联型稳压电路的分析。 第十二章 数字电路基础 数字电路的特点和分析方法；逻辑代数及其化简；基本逻辑门电路和复合逻辑门电路； 集成 TTL 门电路。 重点：基本逻辑门电路和复合逻辑门电路的逻辑功能；逻辑门电路的分析。 难点：逻辑门电路的分析。 第十三章组合逻辑电路 组合逻辑电路的分析与设计；加法器、编码器、译码器和数字显示电路。 重点：逻辑电路的分析与设计。 难点：逻辑电路的设计。 第十四章 触发器与时序逻辑电路 双稳态触发器、寄存器、计数器的工作原理；时序逻辑电路的分析。 重点： RS 触发器、JK 触发器和 D 触发器的逻辑功能；时序逻辑电路的分析，寄存器、 计数器的工作原理及分析方法。 难点：计数器的工作原理及其分析方法。 29 四、本课程开设的实验项目 （一）电工电子技术 1 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 直流电路中电位、电压的 1 2 验证性 必做 课程目标 1 3-2 关系研究 2 基尔霍夫定律 2 验证性 必做 课程目标 1 3-2 3 叠加定理的验证 2 验证性 必做 课程目标 1 3-2 2 综合性 必做 课程目标 2 3-2 支撑课程 支撑的毕业 学时 类型 要求 目标 要求指标点 用三表法测量电路等效 4 参数 （二）电工电子技术 2 编 实验项目名称 号 5 晶体管共射放大电路 2 验证性 必做 课程目标 3 3-2 6 集成运放基本运算电路 2 验证性 必做 课程目标 3 3-2 7 组合逻辑电路的设计 2 设计性 必做 课程目标 3 3-2 8 触发器实验 2 验证性 必做 课程目标 3 3-2 实验 1.直流电路中电位、电压的关系研究 实验目的：掌握直流电路中电位与电压的测量方法；验证电位与电压的关系；掌握电路 电位图的绘制方法。 实验原理：欧姆定律。 实验仪器：数字万用表 UT52；直流数字毫安表 28210；YBDG01 电工原理实验台。 实验安排：教师介绍 YBDG01 电工原理实验台及数字万用表 UT52、数字电流表 28210 的 使用，进行电位、电压测量的操作演示；学生以 2 人一组，进行电源调节和数据测量分析。 实验报告要求：简述电位、电压测量过程；记录实验数据及结果以表格列出；写出实验 结果；写出实验的体会并回答指定问题。 实验场所：电路原理实验室。 30 实验 2.基尔霍夫定律 实验目的：验证基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL） 。 实验原理：欧姆定律；基尔霍夫定律。 实验仪器：数字万用表 UT52；直流数字毫安表 28210；YBDG01 电工原理实验台。 实验安排：教师介绍电源单独作用时用万用表和毫安表分别测量各支路电流及各电阻元 件两端的电压和电源共同作用时用万用表和毫安表分别测量各支路电流及各电阻元件两端 的电压，并操作演示；学生以 2 人一组，进行电源调节和数据测量分析。 实验报告要求：简述电流、电压测量过程；记录实验数据及结果以表格列出；写出实验 结果；写出实验的体会与疑问。 实验场所：电路原理实验室。 实验 3.叠加定理的验证 实验目的：验证线性电路叠加原理的正确性。 实验原理：欧姆定律；KCL、KVL。 实验仪器：数字万用表 UT52；直流数字毫安表 28210；YBDG01 电工原理实验台。 实验安排：教师介绍 YBDG01 电工原理实验台及数字万用表 UT52、数字电流表 28210 的 使用，进行电流、电压测量的操作演示；学生以 2 人一组，进行电源调节和数据测量分析。 实验报告要求：简述电流、电压测量过程；记录实验数据及结果以表格列出；写出实验 结果；写出实验的体会与疑问。 实验场所：电路原理实验室。 实验 4. 用三表法测量电路等效参数 实验目的：掌握用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数。 实验原理：应用交流电压表、交流电流表及功率表测量交流电路参数。 实验仪器：电路实验台，交流电压表，交流电流表，单相功率表，三相灯组负载。 实验安排：教师介绍阻抗性质及其判别方法，介绍功率表及相位表的接法，并用电容元 件作测量操作演示；学生以 2 人一组，进行数据测量分析。 实验报告要求：简述应用三表法的测量过程；记录实验数据及结果以表格列出；写出实 验结果；写出实验的体会与疑问。 实验场所：电路原理实验室。 实验 5.晶体管共射放大电路 31 实验目的：掌握电路的静态工作点、放大器动态性能参数的测定方法；掌握放大器静态 工作点的调试方法及对放大器性能的影响。 实验原理：晶体管的电流放大作用，共射极电路的电压放大。 实验仪器：模拟电路实验箱，万用表，信号发生器。 实验安排：教师介绍 YBDG01 电工原理实验台及数字万用表 UT52、数字电流表 28210 的 使用，进行电位、电压测量的操作演示；学生以 2 人一组，进行电源调节和数据测量分析。 实验报告要求：简述电路的静态工作点的设置和放大器动态性能参数的测定方法；记录 实验数据及结果以表格列出；写出实验结果；写出实验的体会并回答指定问题。 实验场所：模拟电子技术实验室。 实验 6.集成运放基本运算电路 实验目的：熟悉集成运算放大器组成的基本运算电路运算关系；掌握集成比例运算调试 和实验方法，验证理论分析结果。 实验原理：集成运算的线性放大。 实验仪器：模拟电路实验箱，双路直流稳压电源，示波器，直流信号源，数字信号源， 数字万用表。 实验安排：教师介绍 CF741 芯片的连接方法并操作演示；学生以 2 人一组，进行测量反 相比例放大器、同相比例放大器、电压跟随器、减法运算放大器的输出和输入电压。 实验报告要求：简述集成比例运算芯片的调试和实验测量方法；记录实验数据及结果以 表格列出；写出实验结果；写出实验的体会并回答指定问题。 实验场所：模拟电子技术实验室。 实验 7. 组合逻辑电路的设计 实验目的：掌握基本门电路的逻辑功能的测试方法；掌握组合逻辑电路的设计方法。 实验原理：依靠门电路的逻辑功能实现特定的逻辑电路。 实验仪器：数字电路实验箱，数字万用表，基本门电路芯片。 实验安排：教师介绍芯片的连接方法并操作演示；学生以 2 人一组，应用进行基本门电 路设计特定的逻辑电路。 实验报告要求：简述所用芯片的逻辑功能；由门电路设计组合逻辑电路，用指定芯片模 拟完成组合逻辑电路的设计。写出实验的体会并回答指定问题。 实验场所：数字电子技术实验室。 32 实验 8.触发器实验 实验目的：了解触发器逻辑功能的转换；熟悉触发器的基本应用；掌握常用触发器的逻 辑功能及测试方法。 实验原理：由门电路构成触发器。 实验仪器：数字电子实验箱 , 触发器芯片。 实验安排：教师介绍芯片的连接方法并操作演示；学生以 2 人一组，记录实验数据及结 果以表格列出；写出实验的体会并回答指定问题。 实验报告要求：简述所用芯片的逻辑功能；记录实验数据及结果以表格列出；写出实验 结果；写出实验的体会并回答指定问题。 实验场所：数字电子技术实验室。 五、达成学习目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和应用性较强的课程，授课时应借助多媒体教学，增加教学内 容的信息量，结合电工电子技术的前沿发展知识，拓宽学生的视野，体现知识的应用性，提 高课程教学质量。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行电工电子电路的理论分析和应用分析， 使学生具备解决实际问题的能力。 3. 采用启发式教学，从“以教师为中心”的教学模式向“以学生为中心”的教学模式 转变。 4. 本课程有 8 个学时的实验教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创新和工程实 践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分）、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分） 、实验（20 分），占比 30%； “1”指期末 考试成绩，占比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩中的 20 分，考勤全勤记为 20 分，缺勤一次减 5 分，每学期课 堂考勤不少于 3 次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 33 课堂表现占平时成绩中的 20 分，参与所有课堂活动记 20 分，缺席一次减 3 分，无故不 参与课堂活动 4 次，课程修读无效。 平时作业占平时成绩中的 30 分，每学期布置 6 次平时作业，每次作业满分 5 分，作业 评价方法与标准附后。 课堂笔记占平时成绩中的 10 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，分为 10 分、8 分、5 分、2 分、1 分、0 分六档。 实验环节占平时成绩中的 20 分，评价方法与标准附后。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 34 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 秦曾煌.电工学（第七版）.北京:高等教育出版社.2009 年 5 月 （二）主要参考书： [1]张永平，程荣龙，周华茂.电工电子技术（第二版）.武汉:华中科技大学出版社.2017 年7月 [2]赵京，贾昊，吕根来.电工电子技术.沈阳:东北大学出版社.2018 年 1 月 [3]田慕琴，陈惠英.电工电子技术（第 2 版）.北京:电子工业出版社.2017 年 6 月 [4]穆丽娟，任晓霞.电工电子技术.北京:中国矿业大学出版社.2018 年 8 月 [5]彭端.电工与电子技术实验教程.武汉: 武汉大学出版社.2011 年 9 月 执笔教师： 张永平 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 35 材料科学基础课程教学大纲 Fundamentals of MaterialsScience 课程类别 专业核心课程 课程编号 1416006B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 大学物理、物理化学 总学时 64 讲授 64 学分 实践/实验/上机 4 0 一、课程性质与任务 （一）课程性质 材料科学基础是材料类专业的核心基础课程。通过讲课、实验、课堂讨论和课外实践等 各个教学环节，将金属学、陶瓷学和高分子物理的基础理论融合为一体，以研究材料共性规 律，注重于材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的内在联系，指导材料的设计和应 用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。 （二）课程任务 通过学习该课程的学习，应着重掌握材料成分、组织、结构及加工过程与性能间的相互 关系；了解材料科学在国民经济中的地位与作用与材料科学的发展历史；掌握材料中原子的 结合方式、晶体学基础、材料的晶体结构、相结构。掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷的有关概 念、规律、实际应用等基本理论；掌握纯金属的结晶过程、结晶的条件、形核规律、长大规 律，了解结晶理论的实际应用；掌握相图的基本知识、二元相图的基本类型、二元相图的分 析与使用方法，熟练记忆和应用 Fe-Fe3C 相图；掌握单晶体的塑变、多晶体的塑变的规律， 掌握塑性变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释；掌握金属及合金在加 热过程中的组织与性能变化，掌握回复、再结晶、晶粒长大及金属的热变形的规律；掌握材 料热处理的基本原理和应用；掌握常用金属材料的种类、基本性能和应用范围。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力： 课程目标 1：掌握材料科学与工程方面的基本原理，能够运用技术调研、文献检索、表 征评价、数据分析等基本方法识别、描述和分析材料工程领域的问题； （支撑毕业要求指标 36 点 1-3） 课程目标 2：能够基于科学原理和材料专业知识，针对材料与工程领域复杂工程问题特 定需求的系统、单元或工艺流程设计解决方案； （支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 3： 、在设计材料领域复杂工程问题的解决方案时，能够综合考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等因素，并体现创新意识。（支撑毕业要求指标点 3-3,3-4） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 第一章 支撑课程 支撑的毕业要求 内容 绪论 讲授 实践/实验/上机 小计 目标 指标点 1 0 1 课程目标 2 3-2 10 0 10 课程目标 1 1-3 6 0 6 课程目标 1 1-3 1 材料中的 第二章 原子排列 固体中的 第三章 相结构 第四章 凝固 6 0 6 课程目标 1 1-3 第五章 相图 15 0 4 课程目标 1 1-3 材料中的 第六章 扩散 1-2 6 0 6 第七章 塑性变形 6 课程目标 1 6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 1-3 0 2、3 回复与再 6 第八章 6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 0 结晶 2、3 4 第九章 3-4 固态相变 4 3-4 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 0 2、3 37 3-4 复合效应 4 第十章 4 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 0 与界面 2、3 3-4 学习内容： 1．/第一章 绪论 材料的定义、分类及基本性质；材料科学与工程概述； 2．/第二章 工程材料中的原子排列 了解三种典型的晶体结构、晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质。理解位错的应 力场和应变能；位错的运动与交互作用；掌握晶面、晶向的表示方法。 重点：原子的规则排列；原子的不规则排列；缺陷及位错理论。 难点：缺陷及位错理论。 3．/第三章 固体中的相结构 了解分子相的结构特点及分子晶体；理解 Hume-Rothery 规则；掌握合金相及玻璃相的 形成条件。 重点：固溶体；金属间化合物。 难点：置换固溶体及玻璃相。 4．/第四章 凝固 了解晶体长大机制及界面形态；理解纯金属在凝固过程中的基本规律；掌握凝固理论及 利用其解释和说明实际问题。 重点：晶核的形成，晶体的长大。 难点：层合梁的分析。 5．/第五章 相图 了解相图相关概念，能认识一般的二元相图，了解三元相图并熟悉三元合金的成分表示 方法;理解成分过冷的形成、影响因素;掌握分析相图的方法并依据相图判断合金的工艺性能 与机械性能。 重点：二元匀晶相图；二元共晶相图；二元包晶相图；其它二元要相图；二元相图的分 析方法。 难点：二元相图的分析方法。 6．/第六章 塑性变形 了解滑移、孪生变形的主要特点；理解加工硬化、细晶强化等产生的原因及实际意义； 掌握塑性变形过程中组织和性能的变化规律。 重点：金属的应力——应变曲线；单晶体的塑性形变；多晶体的塑性形变。 难点：金属的应力——应变曲线及多晶体的塑性形变。 7．/第七章 回复与再结晶 38 了解变形金属发生回复和再结晶的条件；理解动态回复过程中的位错运动特点；掌握再 结晶后晶粒大小控制。 重点：.冷变形金属在加热时的变化；回复；再结晶。 难点：金属的应力——应变曲线及多晶体的塑性形变。 8．/第八章 固态相变 了解滑移、孪生变形的主要特点；理解加工硬化、细晶强化等产生的原因及实际意义； 掌握塑性变形过程中组织和性能的变化规律。 重点：金属的应力——应变曲线；单晶体的塑性形变；多晶体的塑性形变。 难点：回复及再结晶。 9．/第九章 固态相变 了解固态相变的类型；理解固态相变的特征；掌握贝氏体转变、珠光体转变及马氏体转 变的异同。 重点：固态相变的特点；固态相变的形核；固态相变的晶核长大。 难点：贝氏体转变、珠光体转变及马氏体转变。 10．/第十章 复合效应与界面 了解研究界面的意义；理解界面结合原理；掌握复合材料的概念、分类特点及界面结合 类型。 重点：复合效应；复合材料增强原理；复合材料的界面。 难点：复合效应及增强原理。 四、达成教学活动目标的途径和措施 1.课堂教学：以材料科学基础的原理为主线，分解每节课的学习目标，讲课-讨论-作业、 测试交叉结合，达到学习效果。课堂表现：由课堂交流与提问、分析讨论表现、知识点讨论 表现等。 2.综合作业：围绕课程学习目标，布置一定量的作业。根据课程类型、性质，更好地训 练、考察学生对知识的深度理解与应用。 3.课堂测试：课程学习到一定阶段后，要对学生进行课堂测试，主要加强学生对基础 知识点的掌握程度。 五、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查 等，10 分） 、其它（10 分），占比 30%； “1”指期末考试成绩，占比 70%。 39 考查课程成绩采取“N+2”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、实践（实验、实习、见习、社会调查等，20 分） 、其它（10 分），占比 30%； “2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%，其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； 40 ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1] 胡赓祥，蔡珣.《材料科学基础》.上海：上海交通大学出版社. 2010.5. [1] 潘金生，仝健民，田民波.《材料科学基础》.北京：清华大学出版社. 2011.1. [2] 赵长生《材料科学基础》.北京：化学工业出版社. 2020.2. 执笔教师：温凯 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 41 材料科学基础实验教学大纲 Experimentsof Fundamentals of Materials Science 课程类别 专业核心课程 课程编号 1416007B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 材料科学基础 总学时 16 学分 0.5 讲授 4 实验 12 一、课程性质与任务 （一）课程性质 材料科学基础实验是与材料科学基础课程配套的实验课，是材料成型及控制工程专业的 一门专业基础必修课，主旨是为学生加深基础知识的理解与运用，增强学生对材料成分、工 艺、组织和结构之间内在联系的认知，培养理论基础知识扎实的应用型人才。 （二）课程任务 该实验课程包括 6 个部分：晶体结构认知、二元相图的建立、金相观察、定量金相分析、 金属塑性变形组织观察、自主实验。 二、教学活动目标 （一）课程目标（3-5 个） 课程目标 1：使学生明确本课程与毕业要求的支撑关系以及它在课程体系中的作用。 （支 撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 2：着力于学生对理论基础知识的融通运用和能力的综合训练，科学素养，创 新意识和创新能力等方面的培养。（支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 3：能够针对材料工程领域的科学问题和工程问题，利用材料科学基础实验技 能，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，解决相关问题。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在实验过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 42 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 三、实验内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 实验项目名称 学时 类型 1 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 2 要求 1 晶体结构认知 2 综合性 必做 课程目标 1 3-1 2 二元相图的建立 4 综合性 必做 课程目标 2 3-4 3 定量金相分析 2 综合性 必做 课程目标 2 3-4 4 金属塑形变形组织观察 4 设计性 必做 课程目标 3 3-6 4 创新性 必做 课程目标 3 3-6 5 自主实验 3 实验 1.用 X 射线仪进行多晶体物质的相分析 实验目的：掌握常见金属的晶体结构；理解晶胞、配位数。 实验原理：布拉菲点阵。 实验仪器：晶体结构模型。 实验安排：教师介绍常见金属的晶体结构；利用模型演示；学生以 4 人一组，通过模型 观察常见晶体结构。 实验场所：金相实验室。 实验报告要求：独立绘出三种常见金属的晶体结构简图；写出实验的体会与疑问。 实验 2.二元相图的建立 实验目的：掌握热分析法测定金属与合金的临界点，理解临界点并绘制二元合金相图。 实验原理：热分析法建立二元合金相图。 实验仪器：热处理炉、石墨坩埚、温度计若干 实验安排：教师介绍二元合金相图的绘制方法，并进行演示；学生以 5 人一组，利用已 有数据进行分析二元合金相图。 实验场所：金相实验室。 实验报告要求：简述金相显微镜的操作方法；绘制观察材料的金相显微组织形貌示意图； 写出实验的体会与疑问。 类型指：验证性、综合性、设计性等。 要求指：必做、选做。 3 对应人才培养方案中的“能力矩阵” ：知识 1-1，1-2，┄，素质 2-1，2-2，┄，能力 3-1，3-2，┄。 43 1 2 实验 3.定量金相分析 实验目的：了解金相显微镜的构造、原理及使用规则；掌握晶粒度的测量方法，理解金 相组织的表示方法。 实验原理：金相显微镜成像原理。 实验仪器：金相显微镜。 实验安排：教师介绍金相显微镜的用法，进行演示；学生以 4 人一组，观察常见晶体材 料的金相组织。 实验场所：金相实验室。 实验报告要求：简述金相显微镜的操作方法；绘制观察材料的金相显微组织形貌示意图； 写出实验的体会与疑问。 实验 4.金属塑形变形组织观察 实验目的：掌握典型金属塑性变形组织形态，加深理解塑性变形组织和性能之间的关系。 实验原理：塑性变形的基本理论。 实验仪器：金相显微镜、力学试验机、腐蚀液（通风条件下进行） 。 实验安排：教师介绍塑性变形对金属组织和性能的影响，演示样品制备和观察方 法；学生以 5 人一组，利用已有样品分析塑性变形组织和性能之间的关系。 实验场所：金相实验室，力学性能实验室。 实验报告要求：简述塑性变形对金属组织和性能的影响；绘制观察样品的金相显微组织 形貌示意图；写出实验的体会与疑问。 实验 5.自主实验 实验目的：能够综合应用已学的金相组织制备方法，参考有关材料， 制定合理实验方案， 自己动手实施金相制备、摄影、分析组织和性能之间的关系。 实验原理：霍尔佩奇公式。 实验仪器：金相显微镜、热处理炉、硬度计。 实验安排：教师给定制定样品和力学性能指标；学生以 5 人一组，根据所学知识利用已 有样品制定相应的工艺方案并测定力学性能。 实验场所：金相实验室，力学性能实验室。 实验报告要求：简述组织对金属组织和性能的影响；绘制工艺示意流程图并分析过程与 原理；写出实验的体会与疑问。 44 四、达成教学活动目标的途径和措施 1：以实验教学为主。以适当的研讨时间培养学生认识问题和解决问题的能力。如针对 晶体结构模型观察、分析常见金属的晶体结构。 2：通过工程问题如“产品质量判定” ，引导学生讨论，提出组织判定的指标及实现路径 （方法和仪器等） 。以培养学生具备对工程问题进行实验和分析的能力。如理解金属结晶的 基本规律，具备应用热分析学法建立二元相图的能力，以培养学生能够分析问题并获得有效 结论。 五、考核方式 （一）考核方式 实验成绩考核主要包括实验预习、实验操作和实验报告三部分。 总成绩=实验预习（20%）+实验操作（30%）+实验报告（50%） 总成绩采用五级制计分，考核结果分为优秀（90 分以上） 、良好（80 分~89 分） 、中等 （70 分~79 分） 、及格（60 分~69 分）和不及格（59 分以下）五个等级。 （二）成绩评定标准 实验分预习、实验操作、实验报告三部分，均以百分制计分。 实验预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 实验报告评价依据： ①没有实验报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，实验报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据实验报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的实验报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合实验预习、实验操作、实验报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每 45 个学生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 六、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]高路斯.《材料科学基础实验》.大连：大连理工大学出版社.2015. [1]林昭淑.《金属学与热处理实验》.湖南：湖南大学出版社.1996. 执笔教师：温凯 审 核 人： 李伯琼 2021 46 年 3 月 7 日 工程力学课程教学大纲 Engineering Mechanics 课程类别 专业核心课程 课程编号 1416008B 适用专业 材料成型及控制工程专业 先修课程 高等数学 大学物理 总学时 64 学分 4 讲授 56 实验 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 工程力学课程是材料成型及控制工程专业的一门专业核心课程。本课程是一门理论性、 系统性较强的专业基础课、必修课，是后续其他各门力学课程和相关专业课程的基础，同时 在许多工程技术领域中有着广泛的直接应用，是实现高校培养目标的必经环节。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 通过学习基本概念、基本理论和基本方法，使学生认识物体机械运动的基本规律， 启发引导学生观察研究生活和工程中的实际力学问题，在分析和研究一些工程实际问题中掌 握力学模型建立、简化受力形式、约束形式。 2. 通过学习物体平衡态的力学分析和计算、运动态的运动分析和计算，使学生掌握材 料力学部分分析构件强度、刚度、设计、计算的能力。 3. 通过指导学生理解工程力学的研究方法助力学生深入掌握课程本身和解决工程实际 问题，培养学生研究性思维和终身学习兴趣和能力，完成以高层次的学习与培养、教学、研 究和社会服务的任务。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：系统地掌握本专业领域的技术理论基础和专业知识，了解本专业学科前沿 47 发展现状与趋势。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：具有设计机械系统、部件、零件、和工艺过程的能力，培养终身教育的意 识和继续学习的能力。 （支撑毕业要求指标点 3-2、3-6） 课程目标 3：在培养理论分析和实践能力的同时，以课程为载体，努力注重培养学生的 研究型思维，提高学生综合分析和处理问题的素质,为工科专业后续课程机械原理、机械零 件等技术基础课和专业课打基础，具有创新创业能力。 （支撑毕业要求指标点 3-3、3-5） （二）思政目标 思政目标 1：本课程是学生毕业设计及参与工程实践活动不可少的基础知识，以“制造 业强国战略”，引导学生树立远大理想和爱国主义情怀，树立正确的世界观、人生观、价值 观，勇敢地肩负起时代赋予的光荣使命，全面提高学生思想政治素质。 思政目标 2：结合知识点让学生多了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。 思政目标 3：教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实、一丝 不苟的工作作风。 思政目标 4：鼓励学生寻找问题，发现问题，养成良好的自学能力和信息获取能力。 思政目标 5：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 6：在实验教学中，通过合理分工和有效组织，培养良好的交流、沟通与人合 作的团队精神；鼓励追求真理，实事求是，用于探究与实践的科学精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 小计 目标 指标点 1 1 课程目标 1 1-3 3 3 课程目标 1 1-3 内容 讲授 绪论 实验 静力学基 第一章 础 48 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 目标 指标点 内容 讲授 实验 小计 平面汇交 力系与平 第二章 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 3 3 面力偶理 2、3 3-5、3-6 论 平面任意 第三章 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 3 3 力系 2、3 3-5、3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 第四章 摩擦 2 2 2、3 3-5、3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 第五章 空间力系 3 3 2、3 3-5、3-6 点的运动 第六章 1 1 课程目标 1 1-3 1 1 课程目标 1 1-3 4 4 描述 刚体的 第七章 基本运动 点的合成 第八章 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 运动 2、3 刚体的 第九章 3-5、3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 4 4 平面运动 2、3 3-5、3-6 动力学 第十章 1 1 课程目标 1 1-3 基本方程 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 第十一章 动量定理 3 3 2、3 动量矩定 第十二章 3-5、3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 3 3 理 2、3 3-5、3-6 1-3 、 3-2 、 课程目标 1、 第十三章 动能定理 3 3 3-3、 2、3 3-5、3-6 49 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 小计 目标 指标点 1 课程目标 1 内容 讲授 实验 材料学的 第十四章 1 1-3 基本概念 轴向拉伸 第十五章 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 4 6 10 和压缩 2、3 3-5、3-6 课程目标 1 1-3 剪切与挤 第十六章 1 1 压 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 第十七章 扭转 3 2 5 2、3 3-5、3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 第十八章 弯曲内力 3 3 2、3 3-5、3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 第十九章 弯曲应力 3 3 2、3 3-5、3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 第二十章 弯曲变形 3 3 2、3 3-5、3-6 应力状态 第 二 十一 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 和强度理 3 3 章 2、3 3-5、3-6 论 学习内容： 绪论 工程力学的研究内容、研究对象、研究方法；工程力学与工程实际的关系。 第一章 静力学基础 静力学基本概念；静力学公理及推论；约束和约束力；物体的受力分析和受力图。 重点：构件的受力分析。 难点：构件的受力分析。 第二章 平面汇交力系与平面力偶理论 平面汇交力系合成与平衡的几何法、解析法；力矩与力偶的概念及其性质；平面力偶系 50 的合成与平衡。 重点：平面汇交力系合成与平衡的解析法；力矩与力偶的概念、性质及合成与平衡。 难点：力矩与力偶的合成与平衡解析法。 第三章 平面任意力系 力线平移定理；平面任意力系向已知点的简化与力系的主矢和主矩；简化结果分析与合 力矩定理；平面任意力系的平衡条件与平衡方程；平面平行力系的平衡方程；静定和静不定 问题与物体系统的平衡。 重点：力线平移定理和合力矩定理；力系的主矢和主矩平衡方程。 难点：力系的主矩平衡方程。 第四章 摩擦 滑动摩擦概念；考虑滑动摩擦时的平衡问题；滚动摩擦概念。 重点：静摩擦、动摩擦和滚动摩擦的概念；考虑滑动摩擦时的平衡问题。 难点：考虑滑动摩擦时的平衡问题。 第五章 空间力系 力在空间坐标轴上的投影；力对点的矩和力对轴的矩与合力矩定理；空间汇交力系的合 成与平衡；空间任意力系的平衡方程与空间约束。 重点：力对轴之矩、合力矩定理于合力矩定理；空间任意力系的平衡方程与空间约束。 难点：空间任意力系的平衡方程与空间约束。 第六章 点的运动学 点运动的矢径法；点运动的直角坐标法；点运动的自然法。 重点：点的运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法，求点的运动轨迹；求解点的速度和 加速度问题。 难点：点的运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法，求点的运动轨迹；求解点的速度和 加速度问题。 第七章 刚体的基本运动 刚体的平动、刚体的定轴转动刚体内各点的速度和加速度。 重点：求解刚体定轴转动的速度和加速度问题。 难点：求解刚体定轴转动的速度和加速度问题。 第八章 点的合成运动 51 点的合成运动概念；点的速度合成定理；牵连运动为平动时点的加速度合成定理。 重点：点的速度合成定理；牵连运动为平动时点的加速度合成定理。 难点：点的速度合成定理；牵连运动为平动时点的加速度合成定理。 第九章 刚体的平面运动 刚体平面运动的概念；平面运动分解为平动和转动；平面图形内各点的速度及其求解方 法。 重点：用基点法、瞬心法和速度投影定理求解速度。 难点：用基点法、瞬心法和速度投影定理求解速度。 第十章 动力学基本方程 动力学基本定律；质点运动的微分方程；质点动力学的两类基本问题的转换和求解。 重点：用质点动力学解决力与质点运动问题。 难点：用质点动力学解决力与质点运动问题。 第十一章 动量定理 质点的、质点系的、质心运动定理，及求解。 重点：用质心运动定理、质点、质点系的动量定理解决问题。 难点：用质心运动定理、质点、质点系的动量定理解决问题。 第十二章 动量矩定理 质点、质点系的动量矩定理；刚体定轴转动微分方程的求解；刚体对轴的转动惯量求解。 重点：刚体定轴转动微分方程求解；用质点和质点系的动量矩定理解决问题。 难点：用质点和质点系的动量矩定理解决问题。 第十三章 动能定理 功与功率、动能的概念；质点的动能定理；质点系的动能定理。 重点：用质点和质点系的动能定理解决问题。 难点：用质点和质点系的动能定理解决问题。 第十四章 材料力学的基本概念 材料力学的任务；变形固体的基本假设；构件分类及杆件变形的基本形式。 重点：构件分类及杆件变形的基本形式。 第十五章 轴向拉伸和压缩 轴向拉伸或压缩时的内力、应力、变形、力学性能、强度计算、应变能；圣维南原理和 52 应力集中的运用。 重点：杆件的轴向拉伸压缩的变形、强度、刚度计算。 难点：杆件的轴向拉伸压缩的变形、强度、刚度计算。 第十六章 剪切和挤压 剪切的实用计算；挤压的实用计算。 重点：剪切和挤压的实用计算。 难点：剪切和挤压的实用计算。 第十七章 扭转 扭转的概述和工程实际中的扭转问题；杆件扭转时的内力；切应力互等定理与剪切胡克 定律；圆轴扭转时的应力和变形、强度和刚度计算；矩形截面杆的扭转的概念。 重点：圆轴扭转时的应力、变形以及强度、刚度计算。 难点：圆轴扭转时的应力、变形以及强度、刚度计算。 第十八章 弯曲内力 弯曲的相关概念；静定梁的分类；剪力与弯矩；剪力图和弯矩图载荷集度、剪力和弯矩 间的微分关系；绘制梁弯曲时的剪力图与弯矩图。 重点：绘制梁弯曲时的剪力图与弯矩图。 难点：绘制梁弯曲时的剪力图与弯矩图。 第十九章 弯曲应力 弯曲正应力概念；弯曲正应力、弯曲切应力的强度条件及计算；提高弯曲强度的措施。 重点：弯曲正应力和切应力的计算；提高弯曲强度的一些措施。 难点：弯曲正应力和切应力的计算；提高弯曲强度的一些措施。 第二十章 弯曲变形 梁弯曲的基本方程表示形式；用积分法求弯曲变形；用叠加法求弯曲变形；梁的刚度条 件及提高措施。 重点：叠加法计算梁的位移、梁的刚度计算。 难点：叠加法计算梁的位移、梁的刚度计算。 第二十一章 应力状态与强度理论 应力状态的概念；二向应力状态分析——解析法、图解法；三向应力状态的分析；广义 的胡克定律；强度理论及其应用。 53 重点：平面平面应力状态分析——解析法、图解法。 难点：平面平面应力状态分析——解析法、图解法。 四、本课程开设的实验项目 支撑的毕业要求 序号 实验项目名称 学时 类型 要求 支撑课程目标 指标点 3-2、3-3、 1 金属材料拉伸实验 4 验证性 必做 课程目标 2、3 3-5、3-6 3-2、3-3、 2 金属材料压缩实验 2 验证性 必做 课程目标 2、3 3-5、3-6 2 3 金属材料扭转实验 3-2、3-3、 验证性 必做 课程目标 2、3 3-5、3-6 实验 1.金属材料拉伸实验 实验目的：测定低碳钢和铸铁材料在常温、静载条件下的屈服强度、抗拉强度、伸长率 和断面收缩率；掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法；如何正确拉伸实验的测量；观 察在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图。 实验原理：低碳钢和铸铁的拉伸特性。 实验仪器：游标卡尺、万能试验机。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 4 人一组， 分次进行独立实验。 实验场所：力学与机械性能实验室。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，相关实验的思考题和实验感想。 实验 2.金属材料压缩实验 实验目的：测定在压缩时低碳钢的屈服极限，铸铁的强度极限；观察它们的破坏现象， 并比较这两种材料受压时的特性。 实验原理：低碳钢和铸铁的压缩特性。 实验仪器：游标卡尺、万能试验机。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 4 人一组， 分次进行独立实验。 54 实验场所：力学与机械性能实验室。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，相关实验的思考题和实验感想。 实验 3.金属材料扭转实验 实验目的：测定低碳钢的剪切屈服点、剪切强度，铸铁的剪切强度，观察扭矩-转角曲 线；观察低碳钢和铸铁试样扭转破坏断口形貌；测定低碳钢的剪切弹性模量；验证圆截面杆 扭转变形的胡克定律，依据低碳钢的弹性模量,大概计算出低碳钢材料的泊松比。 实验原理：低碳钢和铸铁的扭转特性。 实验仪器：游标卡尺、万能试验机。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 4 人一组， 分次进行独立实验。 实验场所：力学与机械性能实验室。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，相关实验的思考题和实验感想。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 2. 采用案例式教学，结合工程实际，进行力学和运动分析、校核和设计，提升理论结 合实际的应用能力。 3. 本课程有 8 个学时的实验，具体实验内容见“四、本课程开设的实验项目”。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，属考试课。 课程成绩采取“N+1”的评定模式，“N”指平时成绩，占比 30%，包括考勤（20%） 、课 堂表现（30%） 、平时作业（30%） 、课堂笔记（10%） 、实验（10%） ； “1”指期末考试成绩，占 比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂考勤评价方法与标准 全勤记为 100 分，请假不扣分，迟到或早退一次扣 10 分，旷课一次扣 20 分。 2. 课堂表现评价方法与标准 55 90~100 分：上课认真听讲，能提出新意主动与老师探讨，回答问题完全正确； 80~89 分：上课认真听讲，回答问题正确率较高； 70~79 分：上课能够认真听讲，回答问题正确率较高； 60~69 分：上课时有走神，回答问题正确率低； 0~59 分：不认真听讲，回答问题正确率极低。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 3. 平时作业评价方法与标准 90~100 分：按时完成作业，内容完整，过程合理，结果正确； 80~89 分：按时完成作业，内容基本完整，少数结果有误； 70~79 分：按时完成作业，过程模糊，部分结果有误； 60~69 分：催交，过程模糊，大部分结果有误； 0 分：催交未果。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 学期末，每个学生所有平时作业的平均值，即是该同学最后的作业评价成绩。 4. 课堂笔记评价方法与标准 90~100 分：笔记内容完整，条理清晰，重点、难点问题有标记，总结性强； 80~89 分：笔记少于 10%的内容，条理清晰，总结性较强； 70~79 分：笔记少于 20%的内容； 60~69 分：笔记少于 30%的内容； 0~59 分：笔记少于 50%的内容。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 5. 实验评价方法与标准 90~100 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答正确，实验心得合理、深刻； 80~89 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答正确，实验心得不合理； 70~79 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答部分有误，实验心得不合理； 60~69 分：预习效果不佳，能在老师指导下完成实验操作，实验报告不规范，实验结果、 56 结论、实验问答部分有误，实验心得不合理； 0~59 分：预习效果不佳，能在老师指导下完成实验操作，实验报告不规范，实验结果、 结论、实验问答错误较多，实验心得不合理。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 学期末，每个学生所有实验成绩的平均值，即是该同学最后的实验评价成绩。 6. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 王永岩.工程力学.北京:科学出版社.2010.01 （二）主要参考书 [1]黄丽华.工程力学.北京:高等教育出版社.2019.03 [2]王亚双.工程力学.北京:机械工业出版社.2018.07 [3]梅群,侯中华.工程力学.北京:机械工业出版社.2018.05 [4]廖明成,王钦亭.工程力学(第二版).北京:中国电力出版社.2015.08 [5]郭光林,侯玉梅,张慧玲.工程力学.北京:机械工业出版社.2014.09 [6]顾成军,姜益军,廖东斌.工程力学.北京:科学出版社.2012.05 [7]王永岩.工程力学.北京:科学出版社.2010.01 [8]王斌耀,顾惠琳.工程力学练习册.北京:机械工业出版社.2007.10 执笔教师： 闫志琴 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 57 《物理化学》课程教学大纲 Hydraulic and Pneumatic Control Technology 课程类别 专业核心课程 课程编号 1416009B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 无机化学 总学时 48 学分 3 讲授 48 实践 0 一、课程性质与任务 （一）课程性质 物理化学是化学、化工、制药、材料、环境、食品等众多专业的必修骨干课程。本课程 也是我院为材料成型及控制工程专业学生开设的一门专业核心课程。学习好该课程，学生就 构筑了坚实的化学基础理论平台，这不仅是学生后续课程学习的需要，更是以后发展（深造 或就业）的需要。通过本课程学习，学生应系统掌握物理化学的基本概念、原理、研究思路 与方法，并能灵活加以运用，解决与物理化学有关的各种实际问题。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 掌握物理过程和化学过程的基本原理，主要是化学热力学规律和化学动力学规律以 及这些变化规律有密切联系的物质结构及性质（宏观性质、微观性质、界面性质和分散体系 等）； 2. 建立完整的物理化学基本理论和方法的框架，掌握热力学、动力学、电化学、界面 体系和分散体系中的普遍规律和方法，从而深化、巩固前修基础课程的有关知识和理论； 3. 能够在学习中提出问题，并善于运用所学的基本理论和知识加以分析、解决问题的 能力；能通过自学式、讨论式、网络学习，使学生增强专业知识学习和积累，具有良好的自 学综合能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 课程目标 1：建立一个完整的物理化学基本理论和方法的框架，掌握热力学、动力学、 58 电化学、界面体系和分散体系中的普遍规律和方法。 （支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 2：在学习中提出问题，并善于运用所学的基本理论和知识加以分析、解决问 题的能力。（支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 3：通过自学式、讨论式、网络学习，使学生增强专业知识学习和积累，具有 良好的自学综合能力。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：培养科学精神。化学是一门自然科学，如何培养学生坚忍不拔的科学精神 显得尤为重要。教师在教学过程中将国内外优秀的化学家和教育学家的名人轶事穿插在各个 知识点中，不仅可以活跃课堂氛围、开拓学生视野、激发学习兴趣，还能够使学生了解到这 些科学家身上所具备的艰苦奋斗的精神和科学品质。 思政目标 2：培养爱国主义精神。爱国主义是一个民族的灵魂，是社会主义核心价值观 的重要的组成部分，教师在向学生传授专业知识及专业技能的同时，也应结合课程对学生进 行意识形态教育。做好现代大学生意识形态的培养和教育工作，是一件功在当代、利在千秋 的大事，是每一位站在高校讲台教师的责任。在课堂教学的过程中，结合教学大纲所要求的 具体知识点对学生进行渗透，潜移默化的来提高学生的爱国主义精神。 思政目标 3：培养环境保护意识。化学是以实验为基础的一门学科，对于学生环保意识 的培养主要包括以下两个方面。首先，在理论教学的过程中，对大纲所要求的知识点进行梳 理，在涉及到绿色化学和环境保护内容的时候，教育工作者能够积极的将知识点与环境保护 联系起来，将绿色化学的理念渗入到具体的知识点之中，潜移默化地使学生体会并掌握绿色 化学的概念。其次，在实验教学过程中，从第一节化学实验课开始，要对学生进行绿色教育， 能够正确认识有毒有害的污染物对环境造成破坏的严重性，并逐步建立环保意识，使他们在 实验过程中养成良好的习惯。 思政目标 4：提升专业课教师思想政治素养。“师者，人之范也”，在学生眼里，老师的 言行举止会给学生带来极大的影响，教师的思想政治状况同样具有很强的示范作用，所以， 传道者首先要明道。教师的天职是教书育人，在教学过程中做到以德立身、以德立学、以德 施教。只有专业课教师主观上真正认识到课程思政的重要性和必要性，才能形成开展课程思 政的内在需求，积极提升思想政治素养和思想政治教育能力，精心研读教材，努力挖掘教材 中的思想政治元素，将专业课教学与思想政治教育有机结合起来，形成有效的自我激励机制。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 第一章 支撑课程 支撑的毕业 内容 热力学第一定律 讲授 实践 小计 目标 要求指标点 8 0 8 课程目标 1 3-1 59 第二章 热力学第二定律 7 0 7 课程目标 1 3-1 第三章 化学势 5 0 5 课程目标 1 3-4 第四章 化学平衡 4 0 4 课程目标 1 3-1 第五章 多相平衡 6 0 6 课程目标 1 3-1 第六章 统计热力学初步 0 0 0 课程目标 1 3-4 第七章 电化学 7 0 7 课程目标 1 3-4 第八章 表面现象与分散体系 4 0 4 课程目标 1 3-6 第九章 化学动力学基本原理 4 0 4 课程目标 1 3-6 第十章 复合反应动力学 3 0 3 课程目标 1 3-6 学习内容： 第一章热力学第一定律 了解系统与环境、状态、过程、状态函数与途径函数等基本概念，了解可逆过程的概念。 理解功、热、热力学能、焓、热容、摩尔相变焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准 摩尔燃烧焓等概念。掌握热力学第一定律及其在简单状态变化 PVT、相变化及化学变化中 的应用，掌握计算各种过程的功、热、热力学能变、焓变的方法。 重点：热力学第一定律、焓变、体积功的计算。绝热过程，节流膨胀过程的特点。 难点：各变化过程△U、△H、W、Q 的计算及应用。 第二章热力学第二定律 了解熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义；了解自发过程、卡诺循环、卡诺定理；理解 推导热力学基本方程和麦克斯韦关系式的演绎方法。掌握熵增原理、熵判据、亥姆霍兹函数 判据、吉布斯函数判据及相关计算。 重点：熵判据、亥姆霍兹函数与吉布斯函数判据、热力学基本方程。 难点：热力学第二定律与熵判据、吉布斯自由能判据、亥姆霍兹自由能判据及应用；各 热力学公式的灵活运用，△S、△G、△A 的计算及应用。 第三章化学势 了解拉乌尔定律与享利定律、逸度与活度、非理想溶液中物质的化学势；理解偏摩尔量 及化学势的概念；理想液态混合物的定义及性质；理想气体、真实气体、理想液态混合物、 理想稀溶液中各组分化学势的表达式。 重点：理解偏摩尔量及化学势的概念及其应用。 难点：多组分系统的热力学特性，偏摩尔量及其应用；化学势及其在多相平衡、化学平 衡中的应用、气体及溶液的化学势及标准态。 60 第四章化学平衡 了解温度、压力、组成等因素对平衡的影响的分析方法；理解标准平衡常数的定义；热 力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法；在一定条件下化学反应可能进行的方向；掌握范 特霍夫等温方程的推导及应用；摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔反应吉布斯函数、标准摩尔 生成吉布斯函数定义及应用。 重点：ΔrGm= −RTlnK、理想气体反应的平衡常数、ΔrGm 的计算、温度对标准平衡常 数的影响、不同温度下平衡常数的求算。 难点：化学反应定温方程、定压方程及应用；各因素对化学平衡的影响及计算。 第五章多相平衡 了解由实验数据绘制简单相图的方法，理解相律的意义、推导；掌握单组分系统、二组 分气―液平衡系统和二组分凝聚系统典型相图的分析和应用；用杠杆规则进行分析与计算。 重点：相律的应用、两组分液态完全互溶系统的气-液平衡、部分互溶系统的气-液平衡 相图(T-X 图)、两组分系统的液一固平衡。 难点：相律及其应用；单组分系统、二组分系统的相图及应用。 第七章电化学 了解表征电解质溶液的电导、电导率、摩尔电导率、电迁移率，迁移数等概念；离子强 度的定义；极化作用和超电势的概念。理解离子平均活度及平均活度系数定义及其计算；可 逆电池的概念；能斯特方程的推导及其应用；原电池的设计原理。掌握电解质溶液的电导及 其应用；电池电动势与热力学函数的关系及其计算。掌握常用电极符号、电极反应及其电极 电势的计算,掌握电池电动势的计算及其应用。 重点：电解质溶液摩尔电导率、可逆电池热力学、电解时的电极反应。 难点：电解质溶液的电导及其应用；可逆电池电动势及其应用；不可逆电极过程及应用。 第八章表面现象与分散体系 了解朗格缪尔单分子层吸附理论，朗格缪尔吸附等温式。溶液界面的吸附及表面活性物 质的作用与应用，吉布斯吸附公式的含义和应用，分散体系的分类及胶体的定义。理解表面 张力及表面吉布斯函数的概念；接触角、润湿、附加压力的概念及其与表面张力的关系；物 理吸附与化学吸附的含义和区别；溶胶的光学性质、动力性质和电学性质。胶团的结构和胶 体稳定性与聚沉作用。重点掌握拉普拉斯公式及开尔文公式的应用。 重点：界面层的热力学、表面吸附、溶胶的性质。 难点：表面化学原理及其应用；分散系统的性质及应用。 第九章化学动力学基本原理 了解基元反应速率理论的基本思想。理解化学反应速率、基元反应及反应分子数的概念； 反应速率常数以及反应级数的概念；阿仑尼乌斯方程的意义，活化能及指前因子的意义。掌 握简单级数反应的动力学公式及其应用掌握温度对反应速率的影响及应用；通过实验确立速 61 率方程的方法；阿仑尼乌斯方程的应用。 重点：反应级数的确定；温度对反应速率的影响及应用。 难点：简单级数反应的动力学公式及其应用；反应级数的确定；温度对反应速率的影响 及应用。 第十章复合反应动力学 了解典型复杂反应的特征，处理对峙反应、平行反应和连串反应的动力学方法，链反应 动力学的特点；理解稳态近似法、平衡态近似法及速率决定步骤等处理复杂反应的近似方法； 掌握复合反应的动力学及应用。 重点：理解稳态近似法、平衡态近似法及速率决定步骤等处理复杂反应的近似方法。 难点：反应机理的确定。 四、达成教学活动目标的途径和措施 1. 把握主线，引导学生系统掌握物理化学的基本概念、原理、研究思路与方法，并能 灵活加以运用，解决与物理化学有关的各种实际问题。 2. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 3. 采用案例式教学，进行物理化学基本理论和方法的框架、规律和方法讲解，从而使 学生具备相关知识和方法的实际应用能力。 五、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式，“N”指平时成绩，包括考勤（20 分） 、课堂表现（20 分）、平时作业（30 分）、课堂笔记（10 分） 、实践（实验、实习、见习、社会调查等，10 分）、其它（10 分），占比 30%；“1”指期末考试成绩，占比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； 62 ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 六、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1] 印永嘉,奚正楷,张树永等.物理化学简明教程第 4 版，北京：高等教育出版社.2007.8 （二）主要参考书 [1] 傅献彩,沈文霞,姚天扬,侯文华等.《物理化学》上册. 第 5 版. 北京：高等教育出版 社.2005.7 [2] 傅献彩,沈文霞,姚天扬,侯文华等.《物理化学》下册. 第 5 版. 北京：高等教育出版 社.2006.1 执笔教师：谢瑞珍 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 63 机械原理课程教学大纲 Principle of Machinery 课程类别 专业核心课程 课程编号 1416010B 适用专业 材料成型与控制工程 先修课程 总学时 64 学分 4 讲授 56 实验 8 大学物理 工程力学 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是机械类各专业的一门专业核心课程，在培养学生的机械设计能力和创新能力所 需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。在培养机械类高级工程技术人才的全 局中，本课程为学生从事机械方面的设计、制造、研究和开发奠定重要的基础，具有增强学 生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 通过学习机构结构学和运动学的基本理论，掌握机构运动简图的绘制和机构自由度 的计算，掌握平面机构组成原理和结构分析；掌握速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用， 掌握用图解法求机构的位置、速度和加速度。 2. 通过学习常用机构的分析与设计，掌握连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、轮系的类 型、特点、应用及设计方法，为机械传动系统的方案设计打下必要的运动学基础。 3. 通过学习机器动力学基本理论，了解在已知力作用下机械的真实运动规律，研究机 械运转过程中速度波动的调节问题以及惯性力系的平衡问题，为机械传动系统的方案设计打 下必要的动力学基础。 4. 通过学习机械系统方案设计，使学生具有进行机械系统运动方案设计的初步能力。 二、教学活动目标 64 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：能够运用机构学和机器动力学基本理论，绘制机构运动简图，计算机构自 由度，判断机构是否具有确定运动，应用速度瞬心法对机构速度分析，用相对运动图解法求 解机构的速度和加速度，根据刚性转子静、动平衡的原理计算刚性转子静、动平衡，机器周 期性速度波动的调节方法。 （支撑毕业要求指标点 1-3、3-3、3-6） 课程目标 2：通过学习常用机构，学会常用机构的分析和综合方法。（支撑毕业要求指 标点 3-3、3-5、3-6） 课程目标 3： 通过学习机构学和机器动力学的基本理论、基本知识，培养学生能初步 拟定机械运动方案，注重理论联系实际，培养学生在信息技术时代条件下的综合设计能力、 创新设计能力、工程实践能力和终身学习能力。 （支撑毕业要求指标点 3-2、3-3、3-5、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点了解我国制造业发展的现状，树立责任感，使命感，培养学生 的工匠精神。 思政目标 2：结合实际案例，理论联系实际，学以致用，培养学生实事求是，严谨踏实 的工作作风。 思政目标 3：在实验实践教学中，培养学生良好的安全操作习惯，培养学生团队合作意 识，勇于克服困难，提高动手能力。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 小计 目标 指标点 2 课程目标 1 1-3 8 课程目标 1 3-3 4 4 课程目标 1 3-3 3-6 4 4 课程目标 1 3-3 3-6 4 4 课程目标 1 3-3 3-6 内容 讲授 第一章 绪论 实验 2 机构的结构 第二章 6 2 3-6 分析 平面机构运 第三章 动分析 第六章 机械的平衡 机械运转及 第七章 其速度波动 调节 65 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 小计 目标 指标点 8 课程目标 2 3-3 3-5 3-6 6 课程目标 2 3-3 3-5 3-6 16 课程目标 2 3-3 3-5 3-6 6 6 课程目标 2 3-3 3-5 3-6 2 2 课程目标 2 3-3 3-5 3-6 内容 讲授 实验 连杆机构 第八章 6 2 及其设计 凸轮机构 第九章 6 及其设计 齿轮机构 第十章 12 4 及其设计 轮系及其 第十一章 设计 其他常用 第十二章 机构 机械传动 第十四章 系统的方 4 4 3-2 3-3 3-5 3-6 课程目标 3 案设计 学习内容： 第一章 绪论 本课程的研究对象和内容；本课程在教学中的地位、作用和任务；如何学好本课程；机 械原理学科的发展趋势。 重点：机械原理的研究对象、研究内容。 第二章 机构的结构分析 机构运动简图的绘制；平面运动副和平面机构的自由度计算和计算中要注意的问题；平 面机构的组成原理及高副低代问题。 重点：运动副、运动链、机构的概念；机构自由度计算。 难点：平面机构低副代替高副法。 第三章 平面机构的运动分析 “三心定理”及其应用；速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用；用相对运动图解法 作机构的速度分析和加速度分析；用解析法作机构的速度分析和加速度分析。 66 重点：三心定理及应用；速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用。 难点：用相对运动图解法求加速度。 第六章 机械的平衡 刚性转子静、动平衡的原理和计算方法；平面四杆机构的平衡。 重点：刚性转子静、动平衡的原理和计算方法。 难点：动平衡的原理和计算。 第七章 机械的运转及其速度波动的调节 机械速度波动的原因；机器运动方程式；求解力为位置函数时的运动方程式；飞轮调速 原理；飞轮转动惯量的计算；非周期性速度波动及调节。 重点：等效力矩（力） 、等效转动惯量（质量）的计算及飞轮转动惯量的计算。 难点：最大盈亏功的计算。 第八章 平面连杆机构及其设计 平面四杆机构的基本形式、演化及应用；平面四杆机构的主要工作特性：曲柄存在的条 件，急回特性和行程速比系数；传动角、压力角和死点位置；用图解法设计四杆机构，用解 析法设计四杆机构，用实验法设计四杆机构。 重点：平面连杆机构的主要工作特性。 难点：按巳知运动规律设计平面连杆机构。 第九章 凸轮机构及其设计 凸轮机构的类型和应用；从动件常用的运动规律；用图解法和解析法设计凸轮廓线；凸 轮机构的基本尺寸确定。 重点：作图法设计平面凸轮的轮廓曲线。 难点：求作凸轮压力角。 第十章 齿轮机构及其设计 齿轮机构的类型和应用；齿廓啮合基本定律；渐开线的性质、方程；渐开线直齿圆柱齿 轮的基本参数与几何尺寸计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性；渐开线轮齿轮的展成原理、 根切现象与最少齿数；变位齿轮传动概述；斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点、几何 尺寸计算；标准直齿圆锥齿轮传动特点及其基本尺寸计算；蜗轮蜗杆传动的特点及其基本尺 寸计算。 重点：渐开线齿廓的啮合特性；单个齿轮几何尺寸的计算及变位齿轮；渐开线齿轮传动 的正确啮合条件和连续传动条件。 难点：变位齿轮传动、斜齿轮及锥齿轮的当量齿轮的概念。 第十一章 轮系及其设计 轮系的应用和分类；定轴轮系、周转轮系及其复合轮系传动比计算；轮系的效率、选 型及设计的基本知识。 67 重点：周转轮系传动比计算。 难点：复合轮系传动比计算。 第十二章 其他常用机构 棘轮机构；槽轮机构；擒纵机构；凸轮间歇运动机构；不完全齿轮机构；星轮机构；非 圆齿轮机构；螺旋机构；万向铰链机构；组合机构。 重点：棘轮机构、槽轮机构、万向铰链机构特点和应用。 难点：万向铰链机构。 第十四章 机械传动系统的方案设计 常用机构的分析比较与机构的选型；机械传动系统方案的拟定；机械执行机构的协调设 计和运动循环图。 重点：工作循环图的绘制及简单机械运动方案的拟定。 难点：简单机械运动方案的拟定。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 机构运动简图测绘和结构 1 2 验证性 必做 课程目标 1 3-3 分析 2 渐开线齿廓范成法加工 2 验证性 必做 课程目标 2 3-3 3 渐开线齿轮基本参数测定 2 验证性 必做 课程目标 2 3-3 2 验证性 必做 课程目标 2 3-3 曲柄（导杆）滑块机构的动 4 态测试 实验 1.机构运动简图测绘和结构分析 实验目的：学会根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图；分析和验证机构自由度； 掌握正确的自由度计算方法。 实验原理：机构运动简图的绘制；机构的自由度计算。 实验仪器：JC-J3 牛头刨床机构、JC-D46 差速器、JC-F4 颚式破碎机等模型。 实验安排：教师讲解机构运动简图的绘制，讲解机构的自由度计算，并进行操作演示； 学生以 3 人一组，根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图，并正确计算机构的自由度。 实验报告要求：简述实验目的和原理；记录实验步骤，绘制机构模型运动简图，并计算 机构的自由度；写出实验的体会与疑问。 68 实验场所：机械原理实验室。 实验 2.渐开线齿廓范成法加工实验 实验目的：了解渐开线标准齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；了解变位齿轮 与标准齿轮的异同；掌握范成法切制渐开线齿轮的原理。 实验原理：范成法切制渐开线齿轮的原理。 实验仪器：CFY-B 齿轮范成仪、 CTFY-B 齿轮范成仪。 实验安排：教师讲解范成法切制渐开线齿轮的原理，讲解齿轮范成仪结构，讲解渐开线 标准齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法，并进行操作演示如何绘制渐开线齿廓；学 生以 2 人一组，用渐开线齿廓范成仪，分别模拟范成法切制渐开线标准齿轮和变位齿轮的加 工过程，在图纸上绘制出二至三个完整的齿形。 实验报告要求：简述实验目的和原理；记录实验步骤，并用渐开线齿廓范成仪在图纸上 绘制出二至三个完整标准齿轮和变位齿轮的齿形；写出实验的体会与疑问。 实验场所：机械原理实验室。 实验 3. 渐开线齿轮基本参数的测定 实验目的：掌握渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的测量方法；掌握齿轮各基本尺寸计算和 参数的关系及渐开线性质；培养学生解决工程实际问题能力，使其能够运用所学知识来解决 齿轮参数测定这样一个实际生产问题。 实验原理：齿轮各基本尺寸计算和参数的关系及渐开线性质。 实验仪器：渐开线齿轮参数测定实验箱。 实验安排：教师讲解齿轮各基本尺寸计算和参数的关系及渐开线性质，推导本实验要测 定和计算的渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数公式；学生以 3 人一组，用游标卡尺、计算器测 量并计算渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数。 实验报告要求：简述实验目的和原理；记录实验步骤，游标卡尺、计算器测量并计算， 并将测量数据及计算结果以表格列出；写出实验的体会与疑问。 实验场所：机械原理实验室。 实验 4. 曲柄（导杆）滑块机构的动态测试 实验目的：掌握机构运动参数测试的原理和方法；了解机构参数及几何参数对机构运动 及动力性能的影响；实现计算机多媒体交互式教学方式，使学生在计算机多媒体软件的指导 69 下，独立自主的进行实验内容的选择，实验台操作及模拟仿真，培养学生综合分析能力，了 解现代实验设计、现代测试手段。 实验原理：机构运动参数测试的原理和方法；机构参数及几何参数对机构运动及动力性 能的影响。 实验仪器：QH-I 曲柄（导杆）滑块机构实验台。 实验安排：教师讲解机构运动参数测试的原理和方法，讲解实验台提供的各种传动机构 的结构及传动特点，并进行操作演示；学生以 3 人一组，打开采集箱电源，打开计算机，并 进入数据采集界面，观察相应构件的运动情况，对执行构件的运动进行仿真，并绘制仿真曲 线。 实验报告要求：简述实验目的和原理；记录实验步骤，打开采集箱电源，打开计算机， 对执行构件的运动进行仿真，并绘制仿真曲线；写出实验的体会与疑问。 实验场所：机械原理实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程在教学中采用多媒体教学和计算机辅助教学等先进教学手段，将传统教学与多 媒体教学相结合，提高课堂信息量，增加教学的直观性。 2.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，采用案例式教学，结合工程实际问题，配 合例题的讲解及适当的思考题，充分调动学生学习的主观能动性，培养学生思考问题、分析 问题和解决问题的能力。 3.本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，提高学生创新和工程实践能力，培养学 生团队合作意识，勇于克服困难，提高动手能力。 六、考核方式 （一）考核方式 本课程为考试课，考试课程成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤 （20 分） 、课堂表现（20 分） 、平时作业（30 分）、课堂笔记（10 分） 、实验（10 分） 、其它 （10 分） ，占比 30%； “1”指期末考试成绩，占比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩中的 20 分，考勤全勤记为 20 分，缺勤一次减 5 分，每学期课 堂考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 课堂表现占平时成绩中的 20 分，参与所有课堂活动记 20 分，缺席一次减 3 分，无故不 70 参与课堂活动 4 次，课程修读无效。 课堂笔记占平时成绩中的 10 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，分为 10 分、8 分、6 分、4 分、0 分五档。 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂讨论的参与度、维护教室卫生与多媒体 设备养护情况等。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占平时成绩 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占平时成绩的 10%，实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； 71 ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 孙桓，陈作模，葛文杰．机械原理（8 版） ．北京：高等教育出版社．2018.12 （二）主要参考书： [1]郑文纬，吴克坚．机械原理（7 版） ．北京：高等教育出版社．2011.7 [2]孙桓，陈作模，葛文杰．机械原理（7 版） ．北京：高等教育出版社．2006.5 [3]申永胜．机械原理教程．北京：清华大学出版社．2005.12 [4]邹慧君，张春林，李杞仪（2 版）．机械原理．北京：高等教育出版社．2006.5 执笔教师：闫石林 审核人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 72 机械设计课程教学大纲 Mechanical Design 课程类别 专业核心课程 课程编号 1416011B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 总学时 64 学 分 4 讲授 56 实验 8 理论力学机械原理 一、课程性质和教学目标 （一）课程性质 机械设计是材料成型及控制工程专业的一门重要的专业核心课程，旨在让学生掌握通用 零部件基本的设计理论和方法，学会使用标准、规范、手册和资料，积累机械设计的基本经 验。 （二）课程任务 1. 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 2. 本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，培养实验能力。 3. 掌握通用零部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，并使学生具有掌握查阅 文献资料、使用各类标准及计算机辅助设计的能力。 4. 初步树立正确的设计思路和设计方法。初步掌握一般机械零部件的设计原理。 二、教学活动目标 （一）课程目标 机械设计是讲授整台机器设计的基本知识、通用零部件的设计方法的课程，目的是让学 生掌握通用零部件的基本设计理论和方法，进行实验、分析和解释数据的能力，使他们能分 析和设计简单的传动装置。具体要求如下： 课程目标 1：要求学生能够掌握通用零部件的设计方法 （支撑毕业要求指标点 1-3， 3-6） ； 课程目标 2：要求学生能够进行实验、分析和解释数据（支撑毕业要求指标点 2-2，3-3） ； 课程目标 3：要求学生能够分析和设计简单的传动装置 （支撑毕业要求指标点 3-2， 3-5） 。 （二）思政目标 73 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 小计 目标 指标点 2 2 课程目标 1 1-3、2-2、3-6 2 2 内容 讲授 第一章 绪论 实验 机械设计 第二章 课程目标 1 总论 1-3 课程目标 3 机械零件 第三章 5 5 课程目标 1 1-3 2 2 课程目标 1 1-3 课程目标 1 1-3 课程目标 2 3-2、3-3 课程目标 1 1-3 课程目标 1 1-3 课程目标 2 3-2、3-3 课程目标 1 1-3 的强度 摩擦、磨 第四章 损及润滑 概述 螺纹连接 第五章 和螺旋传 7 2 9 动 键、花键、 第六章 无键连接 2 2 和销连接 第八章 第九章 带传动 链传动 6 2 8 4 4 74 第十章 齿轮传动 9 2 课程目标 1 1-3 课程目标 2 3-2、3-3、3-5 11 第十一章 蜗杆传动 5 5 课程目标 1 1-3 第十三章 滚动轴承 6 6 课程目标 1 1-3 2 4 课程目标 1 1-3 6 课程目标 1 1-3 联轴器和 第十四章 离合器 第十五章 轴 4 2 学习内容： 第一章绪论 了解本课程的内容、性质、特点，与先修及后继课程之间的关系，以及相应的学习方法； 从而对整个课程获得大概的认识；了解机械现代设计方法的新发展。 重点：机械设计课程的学习目的和学习方法。 第二章机械设计总论 了解设计机器的一般程序；了解机械零件设计中标准化的内容和重要意义；了解机械零 件的材料及选择。理解机械零件设计时应满足的基本要求。 重点：机械零件设计时应满足的基本要求。 第三章机械零件强度 了解疲劳损伤累积假说的意义及其应用方法。理解疲劳曲线及极限应力曲线的意义及用 途，能绘制零件的极限应力简化线图。掌握单向变应力时的强度计算方法。 重点：疲劳曲线及极限应力曲线的意义及用途；绘制零件的极限应力简化线图；单向变 应力时的强度计算方法。 难点：极限应力图绘制。 第四章摩擦、磨损及润滑概述 了解磨损的一般规律及各种磨损的机理；了解润滑的作用及润滑剂的主要质量指标；了 解弹性流体动力润滑和流体静力润滑。理解干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、流体摩擦的特点。 掌握流体动力润滑的基本概念及粘度的概念。 重点：摩擦的特点；各种磨损的机理；流体动力润滑的基本概念及粘度的概念。 难点：流体动力润滑的基本概念。 75 第五章螺纹连接和螺旋传动 了解预紧和防松的目的；了解滑动螺旋传动的常用设计方法。理解提高螺栓连接强度的 各种措施。掌握螺纹连接的基本知识——螺纹连接的基本类型、结构、特点及其应用，螺纹 连接标准件，螺纹连接的预紧与防松。掌握螺栓组连接的受力分析，单个螺栓连接的强度计 算理论与方法。 重点：螺栓组连接的受力分析；单个螺栓连接的强度计算理论与方法。 难点：受倾覆力矩螺栓组连接的受力分析；受轴向载荷紧螺栓连接的强度计算。 第六章键、花键、销、成形连接 了解花键连接的齿形、特点、工作原理。理解平键连接的工作原理、结构特点，键的剖 面尺寸和长度的确定方法及平键连接强度校核计算方法。 重点：键的剖面尺寸和长度的确定方法及平键连接强度校核计算方法。 第八章带传动 了解带传动的类型、工作原理、特点及应用（含同步带传动）；了解 V 带与 V 带轮的结 构、规格与基本尺寸。理解带传动的失效形式、设计准则。掌握带传动的受力分析、应力分 析与应力分布图、弹性滑动和打滑的基本理论。掌握普通 V 带传动的设计计算方法和参数 选择原则。 重点：带传动的受力分析、应力分析与应力分布图、弹性滑动和打滑的基本理论；带传 动的失效形式、设计准则。掌握普通 V 带传动的设计计算方法和参数选择原则。 难点：弹性滑动和打滑的基本理论。 第九章链传动 了解链传动的类型、工作原理、特点及其应用；了解滚子链的结构、规格及其链轮的结 构特点。理解链传动的运动特性。掌握滚子链传动的设计计算方法和参数选择原则。 重点：链传动的运动特性；滚子链传动的设计计算方法和参数选择原则。 难点：链传动的多边形效应。 第十章齿轮传动 了解齿轮传动润滑方式和润滑油的选择方法。理解计算载荷的定义及载荷系数的物理意 义、影响因素及减小载荷系数的措施；理解齿轮强度计算的力学模型、理论依据、应力的类 型及变化特性。掌握齿轮传动的失效形式、失效机理及预防措施；掌握齿轮传动的设计计算 准则；掌握齿轮传动的受力分析方法——包括假设条件、各分力大小的计算与方向的判断； 76 掌握直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算，掌握强度计算公式中 各参数的物理意义及其对应力（或强度）的影响；掌握斜齿圆柱齿轮传动和直齿锥齿轮传动 的强度计算；掌握齿轮传动的设计方法与步骤（包括选择材料、热处理方式、精度等级、设 计参数和结构设计）。 重点：齿轮传动的失效形式和设计计算准则、设计参数和结构设计 难点：齿轮传动的受力分析；齿轮强度计算的力学模型、应力的变化特性。 第十一章蜗杆传动 了解蜗杆传动的特点及应用。理解普通圆柱蜗杆传动的主要参数选择原则；理解蜗杆传 动的失效形式、设计准则和常用材料及选择原则。掌握蜗杆传动的受力分析及其强度计算； 掌握蜗杆传动效率计算和热平衡计算的方法，掌握提高传动效率和散热能力的措施。 重点：普通圆柱蜗杆传动的主要参数选择原则；蜗杆传动效率计算和热平衡计算的方法。 难点：蜗杆传动的受力分析。 第十三章滚动轴承 了解各类滚动轴承的结构特点，能正确选择轴承的类型。理解滚动轴承代号的含义。掌 握常用滚动轴承的类型；滚动轴承承载能力校核计算方法。能正确进行滚动轴承部件的组合 设计，会画滚动轴承部件装配图。 重点：滚动轴承寿命计算方法；滚动轴承部件的组合结构设计。 难点：角接触轴承的寿命计算；滚动轴承的组合结构设计。 第十四章联轴器和离合器 了解常用联轴器、离合器和制动器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择与计算方 法。理解联轴器连接的两轴位置补偿的原理。掌握联轴器和离合器在功能上的异同。 重点：常用联轴器、离合器和制动器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择与计算 方法。掌握联轴器连接的两轴位置补偿的原理。 难点：联轴器连接的两轴位置补偿的原理。 第十五章轴 了解轴的功用与分类。掌握轴上零件的定位措施、轴结构设计基本要求和方法；掌握轴 的三种强度计算和刚度计算。 重点：轴上零件的定位措施、轴结构设计基本要求和方法。 难点：轴的结构设计。 77 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 1 螺栓组应力分析 2 验证性 必做 课程目标 2 3-2,3-3 2 带传动滑动率与效率测定 2 验证性 必做 课程目标 2 3-2,3-3，2-2 3 齿轮传动效率测试 2 验证性 必做 课程目标 2 3-2,3-3,3-5 4 减速器拆装 2 综合性 必做 课程目标 3 3-3，2-2 实验 1.螺栓组应力分析 实验目的：掌握螺栓连接受外载后，螺栓和被连接体的受力及变形的变化规律，作出螺 栓连接综合变形图；了解机械参数电测的基本方法及应变仪的使用方法。 实验原理：螺栓的弹性变形 实验仪器：LST-I 螺栓实验台 实验安排：教师讲解 LST-I 螺栓实验台的实验原理，并进行操作演示；学生以 3~4 人 一组，进行试验，并记录相关参数。 实验报告要求：简述实验原理；记录实验步骤，通过分析原始数据，写出实验结论，绘 出螺栓联接综合变形图；写出实验的体会与心得。 实验场所：机械设计实验室。 实验 2.带传动滑动率与效率测定 实验目的：观察带传动工作中的弹性滑动和打滑现象并分析其产生原因；测定带传动在 实验条件下的弹性滑动率与传动效率，并绘制弹性滑动曲线和传动效率曲线；了解本实验所 用设备的工作原理和使用方法。 实验原理：当发电机负载即灯泡消耗电能时，发电机因消耗了电能故其主轴开始变慢， 而主动轮还是初始的速度运转，故皮带开始打滑。负载越大发电机主轴转速就越慢，皮带打 滑就越大。皮带相对发电机作绝对打滑的过程中，因为皮带据有弹性，且主电动机是可以活 动的，故皮带相对电动机皮带轮就开始弹性打滑。 实验仪器：DS-I 带传动实验台 实验安排：教师讲 DS-I 带传动实验台的工作原理，并进行演示；学生以 3~4 人一组， 进行试验，并记录相关参数。 实验报告要求：简述实验原理；记录实验步骤，通过分析原始数据，写出实验结论，绘 78 出效率和滑动率曲线图；写出实验的体会与心得。 实验场所：机械设计实验室。 实验 3.齿轮传动效率测试 实验目的：学生可以根据装配图拼装实验台，培养学生的动手能力；通过计算机测试分 析软件可检测不同负载下的齿轮传动，并作出系统转矩及效率随负载变化的负载特性曲线。 通过计算机检测分析软件，检测不同转速下的齿轮转速变化的机械特性曲线。 实验原理：电测系统可以检测齿轮传动的输入输出转速，输入输出扭矩，不同载荷不同 转速下的传动效率。 实验仪器：CXT-II 齿轮效率实验台 实验安排：教师讲解 CXT-II 齿轮效率实验台的工作原理，并进行操作演示；学生以 3~4 人一组，通过操作检测齿轮传动的效率，让学生了解润滑条件对齿轮传动效率的影响。 实验报告要求：简述实验原理；记录实验步骤，通过分析原始数据，写出实验结论，作 出系统转矩及效率随负载变化的负载特性曲线；写出实验的体会与心得。 实验场所：机械设计实验室。 实验 4.减速器拆装 实验目的：了解减速器的整体结构、功能及设计布局； 了解减速器的润滑与密封等要求； 了解轴上零件的定位方式、轴系与箱体的定位方式、轴承及其间隙调整方法等；观察与分析 轴的工艺结构。 实验原理：齿轮及轮系传动 实验仪器：ZQ25-3-1 二级圆柱齿轮减速器 实验安排：教师讲解 ZQ25-3-1 减速器的结构，并进行拆装演示；学生以 5 人一组，通 过观测教师的演示，动手拆装减速器。 实验报告要求：按合理的拆装方法及拆装顺序拆装减速器；能正确用测量工具测量简单 零件，并能准确读数；每人记录实验步骤及相关数据；写出实验的体会与心得。 实验场所：机械设计实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用动 画模拟演示机械传动系统的结构与工作原理，模拟机械传动的工作过程，增加学生的感性认 79 识，提高教学效率。 2.采用案例式教学，结合工程实际问题，进行机械传动系统的原理和应用分析，使学生 具备相关的实际应用能力。 3.本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创 新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 本课程为考试课。成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分） 、 课堂表现（20 分）、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分） 、实践（实验、实习、见习、社 会调查等，10 分）、其它（10 分） ，占比 30%； “1”指期末考试成绩，占比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩中的 20 分，考勤全勤记为 20 分，缺勤一次减 5 分，每学期课 堂考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 课堂表现占平时成绩中的 20 分，参与所有课堂活动记 20 分，缺席一次减 3 分，无故不 参与课堂活动 4 次，课程修读无效。 课堂笔记占平时成绩中的 10 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，分为 10 分、8 分、6 分、4 分、0 分五档。 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂讨论的参与度、维护教室卫生与多媒体 设备养护情况等。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 80 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 濮良贵．机械设计．北京：高等教育出版社．2019，7. 81 （二）主要参考书： [1]邱宣怀主编． 《机械设计》第四版，高等教育出版社，1997，7． [2]唐照民．机械设计．西安：西安交通大学出版社．1995，12. [3]辛绍杰．机械设计．武汉：华中科技大学出版社．2014，6. [4]卜炎．机械设计．北京：高等教育出版社．2010，6. [5]吴克坚，于晓红，钱瑞明．机械设计．北京：高等教育出版社.2003，1. 执笔教师：刘刚 审核人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 82 金属材料及热处理教学大纲 Metal Material and Heat Treatment 课程类别 专业核心课程 课程编号 1416012B 适用专业 材料成型及控制工程专业 先修课程 高等数学 大学物理 总学时 48 学分 3 讲授 40 实验 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 金属材料及热处理课程是材料成型及控制工程专业的一门概念多、逻辑性强、内容抽象、 微观知识点多的专业核心、必修课。本课程研究金属材料的化学成分、组织结构与性能之间 的关系及其变化规律，并利用这些关系和规律来改善和提高金属材料的性能，进而设计、研 制和开发新型合金。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 通过学习对金属材料的分类、发展历史、金属材料热处理的作用和发展历史有初步 认识。 2. 通过本课程的学习,将使学生获得有关金属材料的基本理论和基础知识,初步掌握机 械零件设计时的合理选材并具有正确运用热处理技术、妥善安排加工工艺路线及材料检测等 方面的知识和能力,为后续相关课程的学习和职业资格证书的获取打下基础。 3. 围绕材料成分—工艺—组织—性能—应用的主线，介绍金属材料热处理原理及工艺 以及各类结构钢、工具钢、特殊性能钢、铸铁等常用钢铁材料和铝、铜、钛、镁等有色金属 合金典型材料，助力学生深入掌握课程本身和解决工程实际问题，培养学生研究性思维和分 析问题、解决问题的能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 83 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：系统地掌握本专业领域的技术理论基础和专业知识，了解本专业学科前沿 发展现状与趋势。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：具有对机械零部件选材、指定热处理工艺等系统设计能力和解决方案能力， 培养终身教育的意识和继续学习的能力。 （支撑毕业要求指标点 3-2、3-3、3-6） 课程目标 3：在培养理论分析和实践能力的同时，以课程为载体，努力注重培养学生的 研究型思维，使其具有创新创业能力。（支撑毕业要求指标点 3-5） （二）思政目标 思政目标 1：本课程是学生毕业设计及参与工程实践活动不可少的基础知识，以“制造 业强国战略”，引导学生树立远大理想和爱国主义情怀，树立正确的世界观、人生观、价值 观。 思政目标 2：教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实、一丝 不苟的工作作风。 思政目标 3：鼓励学生寻找问题，发现问题，养成良好的系统分析和解决问题的能力。 思政目标 4：在实验教学中，培养学生良好的交流、沟通与人合作的团队精神，正确对 待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培养健康向上的人生态度。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 小计 目标 指标点 2 2 课程目标 1 1-3 2 2 内容 讲授 绪论 实验 材料的种 第一章 课程目标 1、 类与性能 1-3、3-6 2 金属的晶 体结构及 第二章 课程目标 2、 6 6 二元合金 3-2、3-5、3-6 3 相图 铁碳合金 第三章 6 2 8 相图 84 课程目标 2 3-2、3-3、3-6 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 目标 指标点 内容 讲授 实验 小计 钢的热处 课程目标 2、 3-2、3-3、3-5、 第四章 理原理与 8 4 12 3 3-6 工艺 课程目标 1、 1-3、3-2、3-3、 第五章 钢铁材料 12 12 2、3 有色金属 第六章 3-5、3-6 课程目标 1、 4 2 6 及其合金 1-3、3-5、3-6 2、3 学习内容： 绪论 介绍金属材料在人类社会中的作用； 强调热处理在材料生产中的地位；指明课程的学 习内容、目的及考核要求。 第一章 材料的种类与性能 工程材料种类及金属材料的性能及应用。 重点：工程材料的种类。 难点：金属材料的性能。 第二章 金属的晶体结构及二元合金相图 金属的晶体结构及常见的晶体缺陷；纯金属的结晶与铸锭；合金的基本概念，固态合金 的相结构；二元合金相图的概念、分析步骤。 重点：三种典型的金属晶格及常见的晶体缺陷；纯金属结晶的基本规律；合金的基本概 念，固态合金的相结构。 难点：二元合金相图。 第三章 铁碳合金相图 铁碳合金相图及其分析与应用；含碳量对铁碳合金组织和性能的影响规律。 重点：铁碳合金相图分析；典型铁碳合金结晶过程分析；含碳量对铁碳合金组织和性能 的影响规律； 难点：典型铁碳合金结晶过程分析。 第四章 钢的热处理原理与工艺 85 钢在加热和冷却时的组织转变；钢的退火、正火、淬火和回火；钢的表面热处理、化学 热处理；热处理结构的工艺性。 重点：金属材料的普通热处理工艺：退火、正火、淬火和回火的概念、分类、操作工艺、 目的和应用领域。 难点：钢在加热和冷却时的组织转变；钢的回火。 第五章 钢铁材料 钢铁材料的分类、化学成分、牌号、性能及用途。合金钢中合金元素及其对性能的影响； 结构钢热处理工艺设计规范。 重点：钢铁材料的分类、牌号；结构钢的化学成分、性能、用途和热处理工艺设计规范。 难点：铸铁的石墨化过程。 第六章 有色金属及其合金 常用有色金属及其合金的牌号、性能及用途；有色金属及其合金的热处理:包括固溶处 理，时效强化机制。 重点：铝及铝合金；铜及铜合金 难点：固溶处理、时效强化。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 3-2、 1 铁碳相图平衡组织观察 2 验证性 必做 课程目标 2 3-3、3-6 3-2、 2 热处理实验 4 设计性 必做 课程目标 2 3-3、3-6 有色金属及其合金组织观 2 3 课程目标 创新性 察 必做 1-3、3-5 1、3 实验 1.铁碳相图平衡组织观察 实验目的：熟悉金相显微镜的构造、原理及使用规则；观察典型铁碳合金室温下的平衡 组织；理解铁碳合金中的相、组织组成物的本质、形态及分布特征。 实验原理：铁碳合金平衡组织规律。 86 实验仪器：金相显微镜。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验场所：金相实验室。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，相关实验的思考题和实验感想。 实验 2.热处理实验 实验目的：了解普通热处理工艺方法；熟悉高温加热炉的操作方法，进行中碳钢的普通 处理；理解热处理加热温度、保温时间、冷却速度对碳钢性能的影响。 实验原理：热处理工艺。 实验仪器：热处理炉。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验场所：热处理实验室。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，相关实验的思考题和实验感想。 实验 3.有色金属及其合金组织观察 实验目的：了解有色金属及其合金金相显微试样制备的基本方法；观察常用有色金属及 其合金的金相组织。 实验原理：有色金属及其合金金相组织特征。 实验仪器：金相显微镜。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验场所：金相实验室。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，相关实验的思考题和实验感想。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 2. 采用案例式教学，结合工程实际，进行热处理工艺设计，提升理论结合实际的应用 能力。 87 3. 本课程有 8 个学时的实验，具体实验内容见“四、本课程开设的实验项目”。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，属考试课。 课程成绩采取“N+1”的评定模式，“N”指平时成绩，占比 30%，包括考勤（20%） 、课 堂表现（30%） 、平时作业（30%） 、课堂笔记（10%） 、实验（10%） ； “1”指期末考试成绩，占 比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂考勤评价方法与标准 全勤记为 100 分，请假不扣分，迟到或早退一次扣 10 分，旷课一次扣 20 分。 2. 课堂表现评价方法与标准 90~100 分：上课认真听讲，能提出新意主动与老师探讨，回答问题完全正确； 80~89 分：上课认真听讲，回答问题正确率较高； 70~79 分：上课能够认真听讲，回答问题正确率较高； 60~69 分：上课时有走神，回答问题正确率低； 0~59 分：不认真听讲，回答问题正确率极低。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 3. 平时作业评价方法与标准 90~100 分：按时完成作业，内容完整，过程合理，结果正确； 80~89 分：按时完成作业，内容基本完整，少数结果有误； 70~79 分：按时完成作业，过程模糊，部分结果有误； 60~69 分：催交，过程模糊，大部分结果有误； 0 分：催交未果。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 学期末，每个学生所有平时作业的平均值，即是该同学最后的作业评价成绩。 4. 课堂笔记评价方法与标准 90~100 分：笔记内容完整，条理清晰，重点、难点问题有标记，总结性强； 80~89 分：笔记内容基本完整，重点、难点问题有标记，条理基本清晰，总结性强； 88 70~79 分：笔记内容基本完整，重点、难点问题有标记，条理基本清晰； 60~69 分：重点、难点问题有标记，条理基本清晰； 0~59 分：重点、难点问题有标记。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 5. 实验评价方法与标准 90~100 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答正确，实验心得合理、深刻； 80~89 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答正确，实验心得不合理； 70~79 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答部分有误，实验心得不合理； 60~69 分：预习效果不佳，能在老师指导下完成实验操作，实验报告不规范，实验结果、 结论、实验问答部分有误，实验心得不合理； 0~59 分：预习效果不佳，能在老师指导下完成实验操作，实验报告不规范，实验结果、 结论、实验问答错误较多，实验心得不合理。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 学期末，每个学生所有实验成绩的平均值，即是该同学最后的实验评价成绩。 6. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 叶宏.金属材料与热处理（第二版）.北京:化学工业出版社.2015.06 （二）主要参考书 [1] 史文.金属材料及热处理（第二版）.上海：上海科学技术出版社.2011.02 [2] 崔振铎,刘华山.金属材料及热处理.湖南:中南大学出版社.2010.09 [3] 耿洪滨,吴宜勇.新编工程材料.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.2000.01 执笔教师： 李伯琼 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 89 成型专业英语课程教学大纲 Specialized English of Forming 课程类别： 专业核心课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 1416013B 《材料科学基础》 《金属材料及热 处理》 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 32 实 验： 0 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《成型专业英语》是材料成型及控制工程专业本科生的一门专业核心课程，是在学习基 础英语的基础上开设的一门专业理论课程。 本课程是材料成型及控制工程本科专业的一门专业核心课程，介绍了材料成型专业英语 的翻译与写作的相关知识。在科技英语的基础上，对材料成型领域英语文献的词义、语法结 构、句型使用及修辞手法等内容进行讲解。使学生掌握材料成型专业英语的特点、翻译的方 法与技巧；掌握英文文献的写作技巧和国际会议的投稿与写作的基本常识。通过本课程的学 习，学生将有能力了解国外材料成型领域学科前沿的发展趋势，为学生在后续工作中的跨文 化交流提供必要的基础。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过对材料成型领域英语文献的词义、语法结构、句型使用及修辞手法等内容进行 讲解，使学生掌握材料成型专业英语的特点、翻译的方法与技巧。 2．通过学习材料成型专业英语，使学生能够顺利阅读和翻译材料成型专业的英文科技 资料或用英文来撰写机械专业论文及报告。 3．通过讲解成型专业英语学习，能够顺利查阅所需的英文科技文献资料或专利文献资 料，了解英文文献的写作技巧和国际会议的投稿与写作的基本常识。 二、教学活动目标 90 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：掌握材料成型领域专业英语的专业词汇、语法结构、句型使用及修辞手法 等基础知识。 （支撑毕业要求指标点 1-2） 课程目标 2：能够综合运用材料成型领域专业英语的专业名词和翻译技巧等，阅读和理 解材料成型领域相关的英文文献，并能翻译文献。（支撑毕业要求指标点 2-3） 课程目标 3：能够综合运用材料成型领域专业英语的专业名词和写作技巧等知识，具有 使用英文描述材料成型领域的相关知识的能力。 （支撑毕业要求指标点 2-3,3-4,3-6） 课程目标 4：能够顺利查阅所需的英文科技文献资料或专利文献资料，了解英文文献的 写作技巧和国际会议的投稿与写作的基本常识。 （支撑毕业要求指标点 2-3,3-4,3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解专业英语重要性，培养学生的责任感和使命感。教 学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 内容 绪论 讲授 实践 小计 课程目标 要求指标点 2 0 2 课程目标 1 3-4,3-6 6 课程目标 1 1-2,2-3 8 课程目标 2 1-2,2-3 6 课程目标 2 1-2,2-3 MATERIALS CHAPTER 1 AND HOT 6 WORK MECHANISMS CHAPTER 2 AND MACHINE 8 0 THEORY CHAPT MACHINE ER 3 TOOLS 6 91 CUTTINGTECH CHAPTER 4 NOLOGY&HY 6 0 6 课程目标 2 1-2,2-3 4 0 4 课程目标 3 1-2,2-3 DRAULICS MECHATRONI CHAPTER 5 CS 学习内容： 绪论 专业英语在教学中的重要地位，专业英语与普通英语的区别，学习专业英语翻译技巧和 方法的重要性，了解国外材料成型领域学科前沿的发展趋势。 重点：学习专业英语翻译技巧和方法的重要性。 难点：学习专业英语翻译技巧和方法的重要性。 CHAPTER 1 MATERIALS AND HOT WORK 翻译的基本方法—词义的选择；翻译的基本方法—词义的引申；掌握有关材料学和热加 工的专业词汇，能够阅读并翻译相关文献。金属材料和非金属材料和热处理两文相关专业词 汇，复杂长句子的句型分析，找到主谓宾语、状语、定语及并列句子等，准确翻译长句子。 重点：金属材料和非金属材料和热处理两文相关专业词汇，复杂长句子的句型分析，找 到主谓宾语、状语、定语及并列句子等，准确翻译长句子。 难点：复杂长句子的句型分析及翻译。 CHAPTER 2 MECHANISMS AND MACHINE THEORY 翻译的基本方法—增词和减词；翻译的基本方法—转换词性；翻译的基本方法—改变句 子结构；机床、齿轮、轴及标准件相关专业词汇，复杂长句子的句型分析，找到主谓宾语、 状语、定语及并列句子等，准确翻译长句子。复杂长句子的句型分析及翻译，翻译训练 重点：机床、齿轮、轴及标准件相关专业词汇，复杂长句子的句型分析，找到主谓宾语、 状语、定语及并列句子等，准确翻译长句子。 。 难点：复杂长句子的句型分析及翻译，翻译训练。 CHAPTER 3 MACHINE TOOLS 翻译的基本方法—肯定与否定的处理；各种加工方法相关专业词汇，复杂长句子的句型 分析，找到主谓宾语、状语、定语及并列句子等，用肯定与否定的处理准方法确翻译长句子。 重点：各种加工方法相关专业词汇，复杂长句子的句型分析，找到主谓宾语、状语、定 语及并列句子等，用肯定与否定的处理准方法确翻译长句子。 难点：用肯定与否定的处理准方法确翻译长句子。 CHAPTER 4 CUTTING TECHNOLOGY & HYDRAULICS 92 翻译的基本方法，掌握专业英语翻译中的词义的选择、词义的引申、增译、减译和特殊 句型等知识；掌握机床和主要切削参数相关专业词汇，能够阅读并翻译相关文献。 重点：掌握专业英语翻译中的词义的选择、词义的引申、增译、减译和特殊句型等知识； 掌握机床和主要切削参数相关专业词汇，能够阅读并翻译相关文献。 难点：能够阅读并翻译相关文献。 CHAPTER 5 MECHATRONICS 翻译的基本方法；复杂长句子的句型分析及翻译；有关材料成型专业各种系统、软件及 复杂制造系统专业词汇，能够阅读并翻译相关文献。 重点：复杂长句子的句型分析及翻译；有关材料成型专业各种系统、软件及复杂制造系 统专业词汇，能够阅读并翻译相关文献。 难点：能够阅读并翻译相关文献。 四、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门实践性较强的课程，所以在授课时应加强训练专业英语的听说写的能 力，提高教学效率，提高学生阅读、翻译和写专业英语论文的能力，培养技术应用型人才。 2. 采用任务型教学方法，让学生相互竞争，鼓励学生多读、多翻译及多写，使学生具 备相关的实际应用能力。 3.采用分组做技术报告教学形式，让学生实际参与各种报告书写格式、逻辑要求及幻灯 片展示，提高学生应专业英语应用能力。 五、考核方式 （一）考核方式为考查 期末考试成绩占比 50%，平时成绩占比 30%，课堂笔记（20%）即： 总成绩=期末考试成绩（50%）+平时成绩（30%）+课堂笔记（20%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+实验（20%）+其它（10%） 。 其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 ①课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 ②课堂表现占 20%； 课堂表现满分为 100 分，积极参与课堂活动次数 2/3 以上的为满分，参与次数小于 2/3 大于 1/3 的记 75 分，少于 1/3（不包括 0 参与）的记 60 分，完全不参与记 0 分。 93 ③课堂笔记占 20%； 课堂笔记满分为 100 分，笔记不限形式，可以在书上做标记也可以在笔记本上记录，笔 记中包含所有本节课重点内容的为满分，根据重点内容的完善度酌情扣分，书上没有任何记 录的情况为 0 分。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； 94 ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4.平时成绩其他情况占 10%； 平时成绩其他特殊情况综合考虑进行打分。 5. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 六、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： [1]司徒忠.机械工程专业英语.武汉：武汉理工大学出版社.2019.01 （二）主要参考书： [1]范小红.材料成型及控制工程专业英语教程.北京：化学工业出版社.2014.01 [2]刘瑛.材料成型及控制工程专业英语.北京：机械工业出版社.2014.01 [3]司徒忠.机械工程专业英语.武汉：武汉理工大学出版社.2019.01 执笔教师：陈园园 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 95 现代材料分析技术大纲 Modern analytical technique of material 课程类别 专业核心课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 总学时 48 讲授 40 1416014B 大学物理、材料科学基础 学分 实践/实验/上机 3 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是材料成型及控制工程的专业基础必修课程。通过本课程学习，使学生掌握 材料物相结构、微观组织结构的基本分析理论与方法；掌握相关测试分析设备的基本工 作原理与构造，具备对实验结果进行处理与分析的能力；了解材料物相与微观组织结构 分析的最新理论与技术的进展；为学生专业综合素质的提高打下坚实的基础。 （二）课程任务 本课程主要介绍采用 X 射线衍射和电子显微镜来分析材料的微观组织结构与显微成分 的方法。使学生了解材料现代分析技术必要的理论基础，基本知识和技能。并为在材料科学 领域内应用这些技术，解决实际问题打下基础。本课程主要介绍采用 X 射线衍射和电子显微 镜来分析材料的微观组织结构与显微成分的方法。使学生了解材料现代分析技术必要的理论 基础，基本知识和技能。并为在材料科学领域内应用这些技术，解决实际问题打下基础。 通过学习基本掌握 X 射线衍射、电子显微分析，扫描电子显微镜等的基本原理和基本方 法。了解常用分析方法的应用领域和实验结果的处理及分析方法。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过本课程学习，使学生具备：掌握 X 射线、透射电子显微镜分析材料物 相结构的基本原理与方法，并掌握电子显微镜和扫描电子显微镜分析材料形貌结构的基本原 理与方法；（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：掌握 X 射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜的基本结构与工作 原理；具备设计相关测试、检验等实验的能力，具有分析、推理和解决相关工程问题的能力； （支撑毕业要求指标点 2-3） 课程目标 3：设备选择与使用相关专业检测设备，进行材料的物相、形貌等实验测试与 96 分析的能力；能够在特定工程问题的分析与解决过程中承担一定角色，具备良好的团队协作 能力；具备自主学习的意识，以适应相关测试领域技术与理论发展的能力。（支撑毕业要求 指标点 3-4、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 小计 目标 指标点 1 1 课程目标 1 1-3 4 4 课程目标 1 1-3 4 4 课程目标 1 1-3 10 课程目标 2 2-3 2 2 课程目标 1 1-3 2 2 课程目标 1 内容 实践/实验/ 讲授 4 上机 第一章 概论 X 射线物 第二章 理学基础 X 射线衍 第三章 射基本理 论 X 射线衍 射仪原理 第四章 6 4 及数据分 析 电子光学 第五章 基础 电子衍射 第六章 1-3 基本理论 4 对应人才培养方案中的“能力矩阵”：知识 1-1，1-2，┄，素质 2-1，2-2，┄，能力 3-1，3-2，┄。 97 透射电镜 第七章 原理及数 4 2 6 课程目标 2 2-3 8 2 10 课程目标 2 2-3 1 1 课程目标 2 2-3 8 8 课程目标 3 3-4、3-6 据分析 扫描电镜 第八章 原理及数 据分析 其他材料 第九章 分析分析 方法简介 实例综合 第十章 分析应用 学习内容： 1．/第一章 概论 了解现代材料分析技术的重要性；现代材料分析技术的发展现状。重点：复合材料概述。 2．/第二章 复合材料的基体和增强体 掌握 X 射线的物理学基础，理解 X 射线的产生过程以及与物质相互作用的过程 重点：X 射线的产生及 X 射线谱；X 射线与物质的相互作用。 难点：X 射线与物质的相互作用。 3．/第三章 X 射线衍射基本理论 在掌握晶体结构基本知识的基础上，掌握 X 射线衍射基本理论。 重点：布拉格方程；X 射线衍射方法；多晶体衍射图相的形成；洛伦兹因数。。 难点：多晶体衍射图相的形成。 4．/第四章 X 射线衍射仪原理及数据分析 掌握 X 射线衍射仪的基本结构，并掌握 X 射线衍射分析物相的方法。 重点：德拜-谢乐法；X 射线衍射仪；物相分析；多晶体织构的测定。 难点：X 射线衍射仪；多晶体织构的测定。 5．/第五章 电子光学基础 掌握电子光学基础，了解电子显微学的发展历史与现状，理解电磁透镜的工作原理。 重点：电磁透镜的景深和焦长。 难点：电磁透镜的景深和焦长。 6．/第六章 电子衍射基本理论 在掌握晶体结构基本知识的基础上，掌握电子衍射的基本理论 98 重点：电子衍射原理；电子显微镜中的电子衍射；单晶体电子衍射花样标定。 难点：单晶体电子衍射花样标定。 7．/第七章 透射电镜原理及数据分析 掌握透射电子显微镜基本结构和数据分析方法。 重点：电子衍射原理；电子显微镜中的电子衍射；单晶体电子衍射花样标定。 难点：单晶体电子衍射花样标定。 8．/第八章 扫描电镜原理及数据分析 掌握扫描电子显微镜基本结构和电子显微形貌分析。 重点：电子束与固体样品作用时产生的信号；扫描电子显微镜的构造和工作原理；表面 形貌衬度和原子序数衬度原理机器应用；电子背散射衍射分析技术。 难点：电子束与固体样品作用时产生的信号；表面形貌衬度和原子序数衬度原理机器应 用。 9．/第九章 其他材料分析分析方法简介 了解其他材料分析方法。 重点：原子力显微镜；激光拉曼光谱；扫描透射电子显微镜。 难点：扫描透射电子显微镜。 10．/第十章 实例综合分析应用 综合运用所学材料分析方法进行实例分析。 重点：多晶体材料形貌表征及晶体结构综合分析。 难点：综合数据分析能力。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 多晶体 X 射线衍射及数据 1 4 综合性 必做 课程目标 3 3-4、3-6 4 综合性 必做 课程目标 3 3-4、3-6 2 综合性 必做 课程目标 3 3-4、3-6 分析 透射电子显微镜结构原理 2 及明暗场成像 3 扫描电子显微镜数据分析 实验 1.多晶体 X 射线衍射及数据分析 实验目的：实验目的:检测样品内部晶胞的点阵参数、原子位置和晶粒度及应力、畸变 等晶体的不完整性。 99 实验原理：X 射线与晶体的相互作用。 实验仪器：X-ray 衍射仪。 实验安排：教师讲解 X 射线与晶体的相互作用，讲解实验原理，并观看演示实验；学生 以 5 人一组利用给定数据，对数据进行分析。 实验报告要求：简述实验原理；记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格列出；绘制 XRD 衍射图。 实验场所： XRD 实验室。 实验 2.透射电子显微镜结构原理及明暗场成像 实验目的：观察样品形貌，进行选区成像，选区衍射结构分析。 实验原理：透射电子与晶体结构相互作用。 实验仪器：透射电子显微镜。 实验安排：教师讲解透射电子显微镜成像特性，讲解实验原理，并进行演示数据分析 过程；学生以 5 人一组，对照实验数据分析过程，通过软件分析给定实验数据。 实验报告要求：简述实验原理；记录实验步骤，并将实验原始数据及结果列出；写出 实验的体会与疑问。 实验场所：多媒体教室。 实验 3.扫描电子显微镜数据分析 实验目的：材料的形貌组织观察，与能谱仪联用，研究样品的微区元素成份分布。。 实验原理：二次电子、俄歇电子和原子的相互作用。 实验仪器：扫描电子显微镜。 实验安排：教师讲解扫描电子显微镜工作原理，讲解实验操作过程，；学生以 5 人一组， 对照实验原理图，分析获取的图像数据，明确数据的获取过程及处理过程。 实验报告要求：简述实验原理；记录实验步骤，通过数据分析得出实验结论；写出实验 的体会与疑问。 实验场所：多媒体教室 五、达成教学活动目标的途径和措施 1、课堂讲授：采用多媒体教学，强化课堂的教学效果。课程强调对 X 射线、电子束与 材料相互作用而建立材料现代测试方法基本的共性的理论的学习，形成清晰明确的物理概念， 100 从而把握材料现代分析方法的基础。在此基础上讲解 X 射线衍射与电子显微分析技术的具体 原理、检测过程与仪器、测试结果的分析处理和方法。构建一个开放材料分析方法的理论体 系，将知识系统化，并能容纳不断出现的新型分析技术。 2、习题课：通过讲解典型习题作业加深学生对相关知识点的理解与掌握。 加强教学中 课堂以外的自学环节和习题练习，使学生能做到预习、课堂讲授和复习有机统一。 3、课堂分组讨论：就具体研究案例或“现代材料分析技术发展与应用”等进行讨论并 完成相应报告，加强对学习内容的理解、拓宽视野、锻炼文献检索与阅读能力的同时，培养 学生团结协作精神 六、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查 等，10 分） 、其它（10 分），占比 30%； “1”指期末考试成绩，占比 70%。 考查课程成绩采取“N+2”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、实践（实验、实习、见习、社会调查等，20 分） 、其它（10 分），占比 30%； “2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%，其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； 101 ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 （一）推荐教材： 102 [1]周玉.《材料分析方法》.北京：机械工业出版社.2012 （二）主要参考书： [1]朱和国.《材料现代分析技术》.北京：国防工业出版社.2012 [2]姜传海.《材料射线衍射和散射分析》.北京：高等教育出版社.2010 [3]范雄.《金属 X 射线学》.北京：机械工业出版社.1992 [4] 陈世朴，王永瑞.《金属电子显微分析》北京：机械工业出版社.1992 执笔教师：温凯 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 103 材料力学性能课程教学大纲 Mechanical properties of Materials 课程类别： 专业核心课程 课程编号： 1416015B 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 《材料科学基础》 《工程力学》 总学时： 32 学分： 2 讲授： 24 实验： 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 随着社会的进步和科学技术的不断提高，作为材料成型及控制工程专业的学生，从将来 从事材料成型技术工作的需求出发，除必须具备材料成型及控制的相关内容外，同时还必须 掌握有关材料力学性能方面的知识。 《材料力学性能》是材料成型及控制工程的专业核心课 程。在整个教学计划中，该课程占有很重要的地位，它所介绍的内容是材料技术人员必须掌 握，不可缺少的专业基础知识。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过学习金属在不同载荷下的力学性能，使学生具备：从位错的运动、增殖和交互 作用等微观角度解释力学性能指标的物理本质及宏观变化规律；掌握材料在各种外加载荷或 载荷与环境因素联合作用下的力学行为，了解力学性能指标的物理意义和测试方法，并弄清 这些指标之间的关系；为机械设计和制造过程中，正确选择和合理使用材料奠定基础。 2．通过学习材料的疲劳，使学生了解金属的疲劳现象；理解材料的疲劳破坏过程。掌 握疲劳曲线、疲劳极限及其物理意义、过载持久值及过载损伤界的基本概念。能够进行疲劳 寿命的定量计算，评价材料的疲劳抗力指标。 3．通过学习金属材料的高温力学性能，使学生能够掌握蠕变的定义和典型的蠕变曲线。 理解蠕变变形与断裂机理。掌握评价材料的金属高温力学性能指标及影响因素。 二、教学活动目标 104 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习材料力学性能的相关知识，使学生理解力学性能指标的物理意义， 并弄清这些指标之间的关系；为机械设计和制造过程中，正确选择和合理使用材料奠定基础。 （支撑毕业要求指标点 1-3、3-2、3-6） 课程目标 2：通过学习材料力学性能的相关知识，使学生掌握材料力学性能的测试方法 和影响因素，为后续专业课程的学习以及从事工程技术工作和科研工作打下基础。（支撑毕 业要求指标点 1-3、3-2、3-4、 、3-6） 课程目标 3：通过学习材料力学性能的相关知识，培养学生的科学思维能力，树立理论 联系实践的工程观点，完成将材料力学性能的相关知识应用于本专业和具有发展本专业的能 力。（支撑毕业要求指标点 1-3、3-2、3-4、3-5、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。引导 学生树立远大理想和爱国主义情怀，树立正确的世界观、人生观、价值观，勇敢地肩负起时 代赋予的光荣使命，全面提高学生思想政治素质。 思政目标 2：教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实、一丝 不苟的工作作风。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业要求 目标 指标点 内容 讲授 实验 小计 金属在静载 课程目标 1、 第一章 荷下的力学 4 2 6 1-3、3-2、3-6 3 性能 金属在其它 1 第二章 静加载下的 4 课程目 6 1-3、3-2、3-6 0 力学性能 105 标 1、3 金属在 课程目标 1、 第三章 冲击载荷下 2 2 1-3、3-5、3-6 3 的力学性能 金属的断裂 第四章 课程目标 1、 2 2 韧度 1-3、3-5、3-6 3 课程目标 1、 1-3、3-2、3-5、 第五章 材料的疲劳 4 4 3 应力腐蚀和 第六章 课程目标 1、 1-3、3-2、3-5、 2 2 氢脆断裂 3 金属磨损和 第七章 3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-4、 2 2 接触疲劳 3 金属高温力 第八章 3-6 3-6 课程目标 1、 1-3、3-2、3-4、 2 2 学性能 3 3-6 聚合物、陶 课程目标 1、 1-3、3-2、3-4、 第九章 瓷和复合材 2 2 3 3-6 料力学性能 学习内容： 第一章 金属在静载荷下的力学性能 金属在单向静拉伸载荷下的力学性能；塑性变形的基本规律和原理；影响屈服强度的因 素。 重点：金属在单向静拉伸载荷下的力学性能；塑性变形的基本规律和原理；影响屈服强 度的因素。 难点：塑性变形的基本规律和原理。 第二章 金属在其它静加载下的力学性能 应力状态软性系数 α 的定义；不同加载方式下的应力状态软性系数；金属在扭转、弯曲、 压缩载荷下的力-变形曲线及基本力学性能指标的定义、表示方法及物理意义；布氏硬度、 洛氏硬度、维氏硬度的试验原理、表示方法、优缺点及其工程应用。 重点：应力状态软性系数 α 的定义；不同加载方式下的应力状态软性系数；布氏硬度、 洛氏硬度、维氏硬度的试验原理、表示方法、优缺点及其工程应用。 106 难点：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的试验原理、表示方法、优缺点及其工程应用。 第三章 金属在冲击载荷下的力学性能 金属在冲击载荷下的力学性能指标的物理意义；缺口试样冲击弯曲试验的原理、性能和 断口形貌；金属的低温脆性现象；低温脆性的测试方法及其力学性能指标的确定。 重点：金属在冲击载荷下的力学性能指标的物理意义；缺口试样冲击弯曲试验的原理、 性能和断口形貌；金属的低温脆性现象。 难点：金属在冲击载荷下的力学性能指标的物理意义；金属的低温脆性现象。 第四章 金属的断裂韧度 材料的低应力脆断的现象及本质、线弹性力学和弹塑性力的应力场；平面应力与平面应 变应力状态下材料的断裂判据；弹塑性条件下的断裂韧性的基本概念，包括 J 积分原理及断 裂韧性 JIC；裂纹前端张开位移(COD)及断裂韧性 δC。 重点：平面应力与平面应变应力状态下材料的断裂判据；弹塑性条件下的断裂韧性的基 本概念，包括 J 积分原理及断裂韧性 JIC；裂纹前端张开位移(COD)及断裂韧性 δC。 难点：塑性条件下的断裂韧性的基本概念，包括 J 积分原理及断裂韧性 JIC；裂纹前端 张开位移(COD)及断裂韧性 δC。 第五章 材料的疲劳 金属的疲劳现象；材料的疲劳破坏过程；疲劳曲线、疲劳极限及其物理意义、过载持久 值及过载损伤界的基本概念；疲劳寿命的定量计算，材料的疲劳抗力指标；低周疲劳与热疲 劳的定义、特点和失效形式。 重点：金属的疲劳现象；材料的疲劳破坏过程；低周疲劳与热疲劳的定义、特点和失效 形式。 难点：金属的疲劳现象。 第六章 应力腐蚀和氢脆断裂 应力腐蚀和氢脆断裂的基本概念；应力腐蚀和氢脆断裂。 重点：应力腐蚀和氢脆断裂。 难点：应力腐蚀和氢脆断裂 第七章 金属磨损和接触疲劳 磨损的定义、分类及磨损过程；材料的粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损和微动磨损的机 理。 重点：磨损的定义、分类及磨损过程；材料的粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损和微动磨 损的机理。 难点：材料的粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损和微动磨损的机理。 第八章 金属高温力学性能 107 蠕变的定义和典型的蠕变曲线；蠕变变形与断裂机理；评价材料的金属高温力学性能指 标及影响因素。 重点：蠕变的定义和典型的蠕变曲线；蠕变变形与断裂机理；评价材料的金属高温力学 性能指标及影响因素。 难点：蠕变变形与断裂机理。 第九章 聚合物、陶瓷和复合材料力学性能 聚合物、陶瓷和复合材料力学性能特征。 重点：聚合物、陶瓷和复合材料力学性能特征。 难点：聚合物、陶瓷和复合材料力学性能特征。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 1 金属材料拉伸实验 2 综合性 必做 课程目标 1、3 1-3、3-2 2 金属材料压缩实验 2 综合性 必做 课程目标 1、3 1-3、3-2 3 金属材料扭转实验 2 综合性 必做 课程目标 1、3 1-3、3-2 4 金属材料硬度测试实验 2 综合性 必做 课程目标 1、3 1-3、3-2 实验 1.金属材料拉伸实验 实验目的：掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法；测量镁合金和铝合金材料在常 温、静载条件下的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率；观察拉伸过程中应力-应变 的变化，绘制拉伸的应力-应变曲线。 实验原理：镁合金和铝合金的拉伸特性。 实验仪器：万能液压力学测试平台、游标卡尺。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，写出实验的体会与疑问。 实验场所：力学与机械性能实验室。 实验 2.金属材料压缩实验 实验目的：测定压缩时镁合金和铝合金的屈服极限、抗压极限和伸长率；观察它们的 破坏现象。 实验原理：镁合金和铝合金的压缩特性。 108 实验仪器：万能液压力学测试平台、游标卡尺。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一 组，分次进行独立实验。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，写出实验的体会与疑问。 实验场所：力学与机械性能实验室。 实验 3.金属材料扭转实验 实验目的：测定镁合金和铝合金的剪切屈服点、剪切强度，观察扭矩-转角曲线；测定 镁合金或铝合金的剪切弹性模量；验证圆截面杆扭转变形的胡克定律，依据镁合金或铝合金 的弹性模量,大概计算出泊松比。 实验原理：镁合金和铝合金的扭转特性。 实验仪器：万能液压力学测试平台、游标卡尺。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一 组，分次进行独立实验。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，写出实验的体会与疑问。 实验场所：力学与机械性能实验室。 实验 4.金属材料硬度测试实验 实验目的：掌握洛氏硬度和维氏硬度的工作原理和使用方法；测定镁合金和铝合金材 料的洛氏硬度和维氏硬度。 实验原理：镁合金和铝合金的硬度特性。 实验仪器：洛氏硬度仪和维氏硬度仪。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，写出实验的体会与疑问。 实验场所：硬度实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，实现动 画演示，增加学生的感性认识，提高教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，使学生理解力学性能指标的物理意义，培养 109 学生的实际应用能力。 3.本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创 新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%）+实 验（10%）+其它（10%）。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； 110 ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 束德林. 工程材料力学性能(第三版). 北京：机械工业出版社. 2016.6 （二）主要参考书： [1]刘瑞堂,刘文博,锦云. 工程材料的力学性能. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社. 2001.8 [2]郑修麟. 工程材料的力学性能. 西安：西北工业大学出版社. 2000.4 [3]姜伟之,赵时熙,王春生. 工程材料的力学性能. 北京：北京航空航天大学出社.1991.6 执笔教师：郝建强 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 111 互换性与测量技术课程教学大纲 Interchangeability and Measurement Technology 课程类别 专业核心课程 课程编号 1411005B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 机械制图 总 学 时 32 学 分 讲 授 24 实 2 践 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是机械设计制造及其自动化专业必修的专业核心课程，属工程技术基础课的性质， 应用性极强，以理论课或设计课为基础，应用几何量公差设计知识和检测知识，为专业课或 工艺课进行设计，特别是保证零件（或部件）的工作功能进行几何方面的精度设计，给出合 理的公差范围，使误差被较好地控制在合理的区间内，是机械零部件功能实现和工作寿命的 保障和措施的体现。本课程是联系机械设计与机械制造工艺的纽带，是专业技术基础课过渡 到专业课的桥梁，是一门重要的技术基础课。 （二）课程任务 通过本课程的学习，使学生获得互换性、标准化、技术测量方面的基础知识与一定的工 作能力，为在培养应用型高级工程技术人才的过程中，提供机械零部件几何精度设计理论和 方法，并让学生熟悉相关国家标准及典型几何量测量技术，为进一步应用公差标准，从事机 械产品设计、制造与维修、开发及科研工作打下一定的基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：初步掌握了解互换性生产原则及其在现代化生产中的重要意义；掌握相关 标准的基本术语，了解标准的基本内容，掌握优先数的基本原理及其应用。 （支撑毕业要求 指标点 1-2、3-1、3-6） 课程目标 2：掌握零件精度设计（尺寸精度设计和几何精度设计）的基本内容和方法， 112 具备精度设计的合理选择及正确地标注的能力。 （支撑毕业要求指标点 1-2、3-1） 课程目标 3：掌握表面粗糙度的基本概念，了解表面粗糙度对零件使用性能的影响，具 备正确选择表面粗糙度参数、正确标注，选定合理的参数评定方法的能力。 （支撑毕业要求 指标点 1-2、3-1） 课程目标 4：掌握测量的基本原理和方法，具备量块合理选用、测量误差分析及数据处 理的能力；掌握工件验收极限的确定及计量器具的选择方法，具备光滑极限量规的设计能力。 （支撑毕业要求指标点 1-2、3-1） 课程目标 5：掌握常用零件（滚动轴承、平键与花键、螺纹结合）和渐开线圆柱齿轮传 动的精度设计，具备公差等级、配合、精度的合理选择、精度要求的正确标注能力。 （支撑 毕业要求指标点 1-2、3-1） （二）思政目标 思政目标 1：在系统讲解基本原理、基本方法的过程中，逐步揭示互换性与测量技术中 的辩证法原理，帮助学生树立辩证唯物主义世界观。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：培养学生优良的道德品质、坚强的意志品格，勇于探索、敢于创新的思想 意识和良好的团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑课程 支撑的毕业 小计 目标 要求指标点 2 课程目标 1 1-2、3-1、3-6 内容 讲授 实验 第一章 绪论 2 第二章 尺寸精度设计 6 2 8 课程目标 2 1-2、3-1 第三章 几何精度设计 6 2 8 课程目标 2 1-2、3-1 第四章 表面粗糙度 2 1 3 课程目标 3 1-2、3-1 4 课程目标 4 1-2、3-1 4 课程目标 5 1-2、3-1 几何参数检测技 第五章 4 术基础 常用典型零件精 第六章 2 2 度设计 113 渐开线圆柱齿轮 第七章 2 1 3 课程目标 5 1-2、3-1 传动的精度设计 学习内容： 第一章 绪论 机械精度设计的概述及研究对象；标准化与优先数系的概念；互换性、公差、检测的定 义与分类。 重点：互换性、公差、检测的定义与分类。 难点：机械零件几何精度设计原则。 第二章 尺寸精度设计 有关尺寸、公差与偏差、配合的术语及定义；尺寸的极限与配合标准简介，标准公差的 制订原则；尺寸精度设计的基本原则和方法，基孔制、基轴制、公差与配合图解；极限间隙 或极限过盈的计算；一般公差。 重点：重点理解掌握极限与配合国家标准的构成。 难点：难点如何正确地进行尺寸精度设计，即适当选择尺寸公差的配合制、公差等级和 基本偏差代号。 第三章 几何精度设计 几何误差；几何公差；几何误差的评定；几何公差与尺寸公差的关系；几何公差的选用。 重点：公差原则的研究内容，相关原则的适用对象、边界名称、标注方法以及合格条件。 难点：形位公差的标注方法以及形位公差带的特点。 第四章 表面粗糙度 表面粗糙度基本概念；表面粗糙度的评定；表面粗糙度的选用；表面粗糙度符号、代号 及其注法。 重点：表面粗糙度在图样上的标注。 难点：表面粗糙度的选用原则，正确选用表面粗糙度指标数值。 第五章 几何参数检测技术基础 测量基本概念；测量方法和计量器具的分类；计量器具的度量指标；测量误差与数据处 理；测量结果的数据处理。 重点：测量误差的概念、测量误差的分类和等精度测量结果的处理。 难点：测量结果分析及数据处理。 第六章 常用典型零件精度设计 滚动轴承结合的精度设计；平键、矩形花键结合的精度设计；螺纹联结的精度设计。 重点：滚动轴承及其相配件精度要求内容；平键联结的精度和矩形花键联结的精度内容； 114 螺纹公差的内容、选用与标注。 难点：滚动轴承相配件精度设计和正确地在图纸上标注；平键、矩形花键精度设计和正 确地在图纸上标注；螺纹精度的评价合格条件。 第七章 渐开线圆柱齿轮传动的精度设计 齿轮传动的使用要求；影响渐开线圆柱齿轮精度的因素；渐开线圆柱齿轮精度等级及在 图样上的标注。 重点：渐开线圆柱齿轮精度等级及在图样上的标注。 难点：渐开线圆柱齿轮精度的必检指标。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 1 零件尺寸检测实验 2 验证性 必做 课程目标 2、4 1-4 2 零件形位误差检测实验 2 验证性 必做 课程目标 2、4 1-4 3 表面粗糙度检测实验 1 验证性 必做 课程目标 3 1-4 4 普通螺纹尺寸检测实验 2 综合性 必做 课程目标 4、5 1-4 3-1 3-1 5 直齿轮尺寸检测实验 1 综合性 必做 课程目标 4、5 3-5 实验 1.零件尺寸检测实验 实验目的：掌握游标卡尺测量零件长度尺寸的方法和技能，能正确判断零件长度尺寸是 否合格；掌握外径千分尺测量外圆尺寸的方法和技能，能正确判断外圆尺寸是否合格；掌握 内径百分表测量内圆尺寸的方法和技能，能正确判断内圆尺寸是否合格。 实验原理：游标卡尺、外径千分尺、内径百分表的工作原理、使用及读数方法。 实验仪器：试验台、游标卡尺、外径千分尺、内径百分表等。 实验安排：教师讲解实验仪器的工作原理，介绍其使用及读数方法，并进行演示测量方 法及分析测量数据；学生以 4 人一组，通过操作游标卡尺、外径千分尺、内径百分表完成长 度、外圆、内圆等尺寸的测量，并记录实验数据。 实验报告要求：简述实验目的和要求、实验原理和内容；记录实验步骤，并将实验数据 及结果以表格的形式列出，分析实验数据并作出合格性判定；完成相关实验的思考启发性问 115 题；写出实验的体会与心得。 实验场所：互换性与测量技术实验室。 实验 2.零件形位误差检测实验 实验目的：掌握直线度误差的测量方法及评定方法，正确判断零件直线度是否合格；掌 握平面度误差的测量方法，熟悉按最小条件处理平面度误差测量数据的方法，正确判断零件 平面度是否合格。 实验原理：最小条件测量原理。 实验仪器：试验台、百分表架、百分表及相关测量工具等。 实验安排：教师介绍百分表及其组合使用方法，并进行演示测量过程，讲解最小条件测 量原理并分析测量数据；学生以 4 人一组，完成仪器组装，通过操作百分表完成直线度误差、 平面度误差的测量，并记录实验数据。 实验报告要求：简述实验目的和要求、实验原理和内容；记录实验步骤，并将实验数据 及结果以表格的形式列出，分析实验数据并作出合格性判定；完成相关实验的思考启发性问 题；写出实验的体会与心得。 实验场所：互换性与测量技术实验室。 实验 3.表面粗糙度检测实验 实验目的：通过对比检验加深理解表面粗糙度的概念；掌握比较法判断车削外圆、平面 铣削、平面磨削表面粗糙度的方法；掌握比较法判断车削外圆、平面铣削、平面磨削表面粗 糙度的技能。 实验原理：比较法。 实验仪器：试验台、表面粗糙度对比样块等。 实验安排：教师讲解表面粗糙度的概念、评定方法、选用；介绍表面粗糙度接触式测量 和非接触式测量两种方法，并演示比较测量方法；学生以 4 人一组，通过将被测表面与表面 粗糙度对比样块进行比较完成不同加工工艺表面粗糙度的判定，并记录实验数据。 实验报告要求：简述实验目的和要求、实验原理和内容；记录实验步骤，并将实验数据 及结果以表格的形式列出，分析实验数据并作出表面粗糙度大小的判定；完成相关实验的思 考启发性问题；写出实验的体会与心得。 实验场所：互换性与测量技术实验室。 实验 4.普通螺纹尺寸检测实验 116 实验目的：掌握游标卡尺测量螺纹内、外径公称的判断方法；掌握螺纹样板检测螺距及 牙型角方法和技能；掌握螺纹千分尺检测量螺纹中经方法和技能；掌握判断外螺纹中经尺寸 是否合格的方法和技能。 实验原理：三针法测量原理、游标卡尺测量直径原理、螺纹千分尺测量中径原理。 实验仪器：试验台、游标卡尺、螺纹样板及螺纹千分尺等。 实验安排：教师讲解游标卡尺、螺纹千分尺的工作原理，介绍其使用及读数方法，并进 行演示测量方法及分析测量数据；学生以 4 人一组，通过操作游标卡尺、螺纹千分尺完成螺 纹内径、中径、外径等尺寸的测量，并记录实验数据。 实验报告要求：简述实验目的和要求、实验原理和内容；记录实验步骤，并将实验数据 及结果以表格的形式列出，分析实验数据并作出合格性判定；完成相关实验的思考启发性问 题；写出实验的体会与心得。 实验场所：互换性与测量技术实验室。 实验 5.直齿轮尺寸检测实验 实验目的：掌握游标卡尺检测齿顶圆和齿宽的方法和技能；掌握计算齿轮标准模数方法 和技能。 实验原理：公法线千分尺测量原理。 实验仪器：试验台、游标卡尺、千分尺、齿厚卡尺等。 实验安排：教师讲解实验仪器的工作原理，介绍其使用及读数方法，并进行演示测量方 法及分析测量数据；学生以 4 人一组，通过操作游标卡尺、游标卡尺、千分尺、齿厚卡尺完 成齿轮参数尺寸的测量，并记录实验数据。 实验报告要求：简述实验目的和要求、实验原理和内容；记录实验步骤，并将实验数据 及结果以表格的形式列出，分析实验数据并作出合格性判定；完成相关实验的思考启发性问 题；写出实验的体会与心得。 实验场所：互换性与测量技术实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，加强直 观性教学，同时要充分运用实物、挂图和教具，以提高学生的学习积极性。 2.采用案例式教学，结合本校实训车间产品的生产工艺，使教学内容有机地联系生产实 践、以充实教学内容和丰富学生分析问题与解决问题的能力。 117 3.采用讨论式教学，提高学生的纠错能力、解题能力，使相关知识得以拓展。 4.本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创 新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分）、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分） 、实验（20 分），占比 30%； “1”指期末 考试成绩，占比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩中的 20 分，考勤全勤记为 20 分，缺勤一次减 5 分，每学期课 堂考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 课堂表现占平时成绩中的 20 分，参与所有课堂活动记 20 分，缺席一次减 3 分，无故不 参与课堂活动 4 次，课程修读无效。 平时作业占平时成绩的 30 分，布置 6 次平时作业，每次作业满分 5 分，评价方法与标 准附后。 课堂笔记占平时成绩的 10 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，分为 10 分、8 分、6 分、4 分、2 分、0 分六档。 实验占平时成绩的 20 分，布置 5 次实验，每次实验满分 4 分，评价方法与标准附后。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，以百分制计分，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占 20%，实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 118 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 孟兆新，马惠萍. 机械精度设计基础.北京:科学出版社.2012.05 （二）主要参考书 [1]廖念钊等.互换性与技术测量.中国计量出版社.2000.01 [2]王伯平.互换性与测量技术基础.北京:机械工业出版社.2012.08 [3]陈于萍，周兆元.互换性与测量技术基础.北京:机械工业出版社.2005.10 119 [4]黄云清.公差配合与测量技术.北京：机械工业出版社.2007.09 执笔教师：张晋辉 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 120 《机械加工技术基础》课程教学大纲 《Fundamental of Mechanical process》 课程类别： 专业核心课程 课程编号： 14116017B 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 《互换性与测量技术》 总学时： 32 学分： 2 讲授： 24 实验： 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《机械加工技术基础》是机械工程学科的一门专业课程，它系统地介绍了机械制造生产 过程及主要工艺方法（车、铣、刨、磨等） ，为学习者解决机械制造方面的实际问题提供了 理论基础。本课程学习需要掌握的前序知识包括互换性与测量技术、金属学与热加工、机械 设计等。学习本课程对于开展机械设计和机械制造过程具有不可替代的功能和作用。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 了解和掌握机械加工的有关基本知识、基本理论、基本技能和科学思维方法。 （支撑 毕业要求指标点 3-1） 2. 掌握机床的结构及传动系统的工作原理。 （支撑毕业要求指标点 3-1） 3. 培养学生分析和解决机加工实际工程问题的能力，并为开展新工艺、新技术创新打 下基础。 （支撑毕业要求指标点 3-1） 4. 在理论与实验的结合上，增加感官认识与实际实践锻炼，激发学习兴趣。 （支撑毕业 要求指标点 3-5） 5. 引导大学生以积极的态度提高思想、政治、及道德品质等方面的修养，培养良好的 思想道德素质，使之逐渐成长为全面发展的社会主义事业的合格建设者和可靠接班人。（支 撑毕业要求指标点 3-5） 二、教学活动目标 121 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：理解切削加工的本质与过程，掌握刀具结构。（支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 2：掌握机床的结构及传动系统的工作原理（支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 3：掌握常用表面（平面、外圆面、内圆面等）的成型方法。 （支撑毕业要求 指标点 3-1） 课程目标 4：熟悉常用的九种机械加工方法及四种特种加工方法； （支撑毕业要求指标 点 3-1） 课程目标 5：了解工艺过程的基本知识，会初步制定机械加工工艺路线； （支撑毕业要 求指标点 3-5） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要求 内容 讲授 实验 小计 课程目标 指标点 6 4 10 课程目标 1 3-1 6 课程目标 1 金属切削 第一章 的基础知 识 金属切削 第二章 机床的基 4 4 础知识 122 3-1 常用的加 第三章 工方法综 6 0 6 课程目标 2 3-1 4 0 4 课程目标 2 3-5 2 0 2 课程目标 2 3-1 4 0 4 述 精密加工 第四章 与特种加 工 典型表面 第五章 加工分析 工艺过程 课程目标 第六章 的基本知 3-5 3-5 识 学习内容： 第一章金属切削的基础知识 切削运动与切削要素；刀具材料与刀具角度；金属切削过程；切削加工技术经济；机械 零件的配合。 重点：刀具材料与刀具角度 难点：刀具角度、机械零件的配合。 第二章金属切削机床的基本知识 机床的分类与结构；机床的传动；加工中心 重点：机床的传动。 难点：加工中心。 第三章常用的加工方法综述 车削；钻削；磨削；铣削；刨削；拉削；扩孔；铰孔；镗削。’ 重点：车削；镗削；磨削。 难点：拉削。 第四章精密加工与特种加工 电火花加工；电解加工；研磨；珩磨；抛光。 重点：研磨；珩磨；抛光。 123 难点：电火花加工。 第五章典型表面加工分析 平面、外圆面、内圆面及成型面的加工方法。 重点：平面与外圆面的加工方法。 难点：成型面的加工方法。 第六章工艺过程的基本知识 工艺过程的基本知识；零件的安装与家具；机械加工工艺规程的拟定；典型零件的工艺 过程。 重点：典型零件的工艺过程。 难点：机械加工工艺规程的拟定。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 号 1 2 车刀角度测量 CA6140 机床传动系统剖析 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 2 验证性 必做 课程目标 1 3-1 2 验证性 必做 课程目标 2 3-1 实验 1.车刀角度测量与统计分析 实验目的：车刀量角台结构及调整和使用方法。车刀切削部分的组成。刀具前角、后角、 主偏角、副偏角，刃倾角的测量方法。测量数据的采集和处理方法。 实验原理：金属切削刀具的组成。 实验仪器：车道角度测量仪。 实验安排：教师介绍车刀角度测量仪的构造及测量方法，进行操作演示。学生以 2 人一 组，对事先准备好的测量仪和刀具进行结构认识和测量分析。 实验场所：机械制造工艺夹具实验室。 实验报告要求：简述并简画测量仪的构造原理及各部分作用；简述并简画刀具的构造及 各部分作用。简述测量仪的使用方法及测量过程。简述刀具的各个角度的定义。记录刀具角 度的测量结果。分析测量结果。解答教师提出问题并试探索新技术。 实验 2. CA6140 机床传动系统剖析 实验目的：CA6140 车床的结构，CA6140 车床的启动、停止、变速、变向的操纵；主 124 轴箱、进给箱、拖板箱、尾座、床身及导轨的位置及作用；主要移动部件的具体操作及调整 方法。 实验原理：金属切削机床的组成。 实验仪器：CA6140 机床。 实验安排：教师介绍 CA6140 机床的总体构造及组成并进行手动运动操作演示。学生以 3 人一组，对事先准备好的车床进行结构认识和手动运动控制。 实验场所：工程训练中心。 实验报告要求：简述并简画车床的构造原理及各部分作用；简述车床主运动传动系统的 传递路线并分析。简述车床进给运动传动系统的传递路线并分析。记录车床的运动的控制结 果。分析结果。解答教师提出问题并试探索新技术。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 把握主线，引导学生掌握机械制造的相关概念、基本原理与方法的实际意义，利用 机械加工零件的实际案例，帮助学生理解和掌握不同设计和加工方法的基本原理及特点，具 备对零件选择合适设计和加工方法的能力。 2. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 3. 采用案例式教学，结合工程实际，进行典型零件及机器的分析，从而具备相关知识 和方法的实际应用能力。 4. 本课程有 6 个学时的实验，具体实验内容见“四、本课程开设的实验项目”。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%） +实验（10%）+其它（10%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 125 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 126 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 华茂发．机械制造技术．北京：机械工业出版社．2014 年 2 月 （二）主要参考书： [1]孙学强．机械加工技术．北京：机械工业出版社．2018 年 7 月 [2]刘本锁．机械加工技术．北京：机械工业出版社．2018 年 8 月 [3]万素文. 机械加工技术．北京：机械工业出版社．2018 年 6 月 [4]孔德音．机械加工工艺基础．北京：机械工业出版社．2018 年 7 月 执笔教师：李春林 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 127 专业选修课程 机床数控原理与系统课程教学大纲 Principle and System of Numerical Control Machine 课程类别 机械制造自动化模块课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 1411006C 机械制造技术基础、数控 机床编程及操作 总 学 时 32 学 分 2 讲 24 实 验 8 授 一、课程性质与任务 （一）课程性质 科学技术的高速发展使制造业发生了很大的变化，普通机床逐渐被高效、高精度的数控 机床所代替。数控机床发展和应用的水平标志着一个国家的工业生产能力和科学技术水平。 本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业模块课程,本课程围绕数控机床的组 成，详细地介绍了计算机数控装置、检测装置、伺服驱动系统等数控机床的各组成部分的相 关理论。通过学习数控机床的相关理论知识以及实验操作，学生可以更好地把数控知识和数 控机床相结合，把理论应用于实践中。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过学习插补原理，使学生对数控加工程序中的插补和刀补原理进一步深入理解。 2．通过学习计算机数控系统，使学生能够理解数控加工程序被送入数控装置后要进行 哪些处理，最后才能使得机床按照数控指令来进行动作从而实现自动加工零件。 3．通过检测装置在数控机床上的应用，使学生能理解高精度的数控机床需要有高精度 的检测装置与之相适应。 4．通过学习伺服驱动系统，使学生能理解数控机床的驱动都需要电机来实现，不同的 电机驱动控制系统又应用于不同的场合。 128 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：本课程是一门涉及多学科的综合性课程。经济建设和国防建设所需要的大、 特、精、小等类型的装备必须利用数控机床来加工。通过学习本课程，使学生可以掌握计算 机、电机拖动、测试技术等多方面的专业知识。对于数控机床的故障诊断及维修也是需要工 作人员精通多学科知识。 （支撑毕业要求指标点 1-4） 课程目标 2：通过学习数控机床各个组成部分的原理，使学生在了解数控机床机械结构 的基础上可以对数控机床各部分进行分析研究，从而为以后进一步学习打下坚实的基础。 （支 撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 3：通过学习柔性制造系统相关知识，了解数控机床是柔性制造系统的一部分。 柔性制造系统使得数控加工的生产效率得到了很大的提高。（支撑毕业要求指标点 3-5） （二）思政目标 思政目标 1：通过对数控机床的发展历史及发展趋势进行了解，使学生清楚数控机床的 先进程度对一个国家发展的重要性。通过介绍“东芝事件” ，引导学生建立爱国精神、刻苦 勤奋的学习精神，鼓励学生刻苦学习，报效祖国。 思政目标 2：通过学习计算机数控装置的硬件和软件特点，使学生理解计算机技术在数 控技术中的重要作用。先进的计算机技术有助于数控技术的进一步发展，从而激发学生的学 习热情和创新精神。 思政目标 3：通过讲授数控机床的检测装置，使学生理解精度要求高的数控设备需要有 精度高的检测装置与之相适应。传感器是检测装置的核心部分，我国中高档的传感器主要依 赖于进口，所以要想改变目前落后的形势，需要年轻学子们不断努力。从而激发培养学生的 爱国情怀、甘于奉献和敬业精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 第一章 第二章 支撑课程 支撑的毕业要求 指标点 内容 绪论 插补与刀补计算原理 讲授 实验 小计 目标 2 2 4 课程目标 1 1-4 6 课程目标 2 3-1 6 129 CNC 系统结构及控制方 第三章 4 4 课程目标 2 3-1 法 第四章 检测装置 4 2 6 课程目标 2 3-1 4 2 6 课程目标 2 3-1 2 课程目标 1 1-4 4 课程目标 3 3-5 数控机床的伺服驱动系 第五章 统 第六章 数控机床的故障诊断 2 第七章 柔性制造系统 2 2 学习内容： 第一章 绪论 数控机床的组成与分类；数控机床的有关功能规定；机床数控技术的发展过程。 重点：数控机床的组成与分类。 难点：开环、半闭环、全闭环控制系统的特点。 第二章 插补与刀补计算原理 插补概述；逐点比较法；数字积分法；刀具半径补偿。 重点：逐点比较法插补；数字积分法插补。 难点：数字积分法插补原理。 第三章 CNC 系统结构及控制方法 CNC 系统的组成及特点；计算机数控系统硬件结构；CNC 系统软件结构及控制；CNC 系 统常用外设及接口。 重点：CNC 系统的硬件构成特点及 CNC 系统的软件结构特点。 难点：CNC 系统的软件控制工作过程。 第四章 检测装置 旋转变压器；感应同步器；光栅；磁栅；编码器。 重点：旋转变压器和感应同步器的鉴相鉴幅工作方式；莫尔条纹的性质；检测装置在数 控机床上的应用。 难点：磁栅的拾磁原理。 第五章 数控机床的伺服驱动系统 伺服驱动系统概述；开环步进式伺服驱动系统；闭环伺服控制原理与系统。 重点：鉴相式伺服系统的工作原理和鉴幅式伺服系统的工作原理。 难点：提高步进式伺服驱动系统精度的措施。 第六章 数控机床的故障诊断 概述；数控机床故障诊断的一般方法。 130 重点：数控机床的故障诊断方法。 难点：根据 PC 状态或梯形图进行故障诊断。 第七章 柔性制造系统 柔性制造系统的定义及特点；柔性制造系统的基本组成。 重点：柔性制造系统的基本组成。 难点：柔性制造系统的管理与控制系统。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 1 数控机床的认知 2 验证性 必做 课程目标 1 1-4 2 逐点比较法插补原理 4 综合性 必做 课程目标 2 3-1 3 柔性制造系统的认知 2 验证性 必做 课程目标 3 3-5 实验 1.数控机床的认知 实验目的：认识数控车床、数控铣床及加工中心的各个组成部分；掌握各个部分的工作 原理；熟悉数控机床操作面板的基本操作。 实验原理：数控机床的组成。 实验仪器：数控车床、数控铣床及加工中心。 实验安排：教师讲解数控车床的基本结构及操作面板的用法；学生以 5 人为一组，用类 似的方法分析其他机床的结构及工作原理；学生可以对操作面板进行简单的操作。 实验报告要求：画出数控机床的组成框图，简述各部分的作用。 实验场所：柔性制造系统实验室。 实验 2.逐点比较法插补原理 实验目的：利用微型计算机控制步进电机系统，通过逐点比较法插补程序，画出直线和 圆弧插补轨迹。 实验原理：逐点比较法直线、圆弧插补原理。 实验仪器：电脑、计算机控制系统实验箱。 实验安排：教师讲解逐点比较法插补原理，学生编写程序。学生以 2 人为一组，搭建微 型计算机控制步进电机系统，输入程序，完成插补过程。 实验报告要求：写出插补程序；画出步进电机接口示意图。 131 实验场所：计算机控制系统实验室。 实验 3.柔性制造系统的认知 实验目的：认识柔性制造系统的各个组成部分，理解各部分的工作原理；熟悉柔性制造 系统的工作过程。 实验原理：柔性制造系统的组成及工作原理。 实验仪器：柔性制造系统一套，包含立体仓库及物料、传送带、机器人、数控机床、装 配站、检测站。 实验安排：教师讲解柔性制造系统各部分的工作原理并进行操作演示。学生以 5 人为一 组，对系统进行一系列的完整操作。 实验报告要求：简述本系统各个组成部分的工作原理。 实验场所：柔性制造系统实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程所涉及到的理论知识以课堂讲授为主，结合板书、PPT、视频资料。 2.采用案例式教学，结合机械工程实际问题，使学生具备相关的实际应用能力。 3.本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创 新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 本课程为考查课，考查课程成绩采取“N+2”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤 （20 分） 、课堂表现（20 分） 、平时作业（30 分） 、实践（实验、实习、见习、社会调查等， 20 分） 、其它（10 分），占比 30%； “2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%，其中 卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩的 20 分，考勤全勤记为 20 分，缺勤一次减 5 分，每学期课堂 考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 课堂表现占平时成绩的 20 分，参与所有课堂活动记 20 分，缺席一次减 3 分，无故不参 与课堂活动 4 次，课程修读无效。 132 课堂笔记占总成绩的 20 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，分为 20 分、 18 分、15 分、12 分、10、0 分六档。 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂讨论的参与度、维护教室卫生与多媒体 设备养护情况等。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占平时成绩的 30 分，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占平时成绩的 20 分，实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； 133 ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 陈蔚芳、王宏涛.机床数控技术及应用（第三版）.北京:科学出版社.2016 （二）主要参考书： [1]汪木兰.数控原理与系统.北京:机械工业出版社.2014 [2]王明红.数控技术.北京:清华大学出版社.2009 [3]王润孝,秦现生.机床数控原理与系统(第 2 版).西安:西北工业大学出版社.1997 执笔教师：薛小兰 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 134 先进材料成形技术与理论 Advanced material forming process and theory 课程类别： 专业选修课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 1416019B 《材料科学基础》《材料力学 性能》 《理论力学》 总学时： 32 学分： 2 讲授： 24 实验： 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是材料成型及控制工程专业的专业选修课程。近年来，随科学技术的发展，材料 的种类繁多，加工方法各异，新材料、新加工技术不断出现。本课程将概述材料的分类及其 加工方法的选择，重点介绍液态金属精密成形、金属材料塑性精确成形及金属连接成形等研 究与应用领域的新技术、新理论；阐述材料加工中的共性与一体化技术。 （二）课程任务 通过本课程的学习使学生具备如下能力： 1.了解材料加工尤其是液态精密成形、金属材料塑性精密成形以及金属连接成形研究与 应用的新技术、新理论； 2.对各种先进材料成形技术成形原理具有一定的掌握，引导学生在材料科学领域进行思 考分析，为从事材料加工工程技术的研究奠定基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过了解材料的分类以及加工方法的种类使学生理解不同加工方法下的材 料成形精度并且能够掌握不同加工方法的选用原则，使学生掌握一定的学科前沿知识。（支 撑毕业要求指标点 1-3，2-2） 课程目标 2：通过学习各种材料液态成形的范畴以及概述，使学生掌握各种液态金属精 密成形理论的特点及应用范围，让学生了解金属材料的超塑性及超塑成形概念。（支撑毕业 135 要求指标点 1-3，3-2，3-6） 课程目标 3：通过学习超塑性成形原理，让学生理解各塑性精密成形工艺的原理，了解 材料连接成形技术概念。 （支撑毕业要求指标点 3-2，3-6） 课程目标 4：通过学习理解常用新型连接方法的原理及特点，能够了解常用新型连接方 法的应用，掌握材料的复合化成形加工方法。 （支撑毕业要求指标点 3-2，3-6） 课程目标 5：通过学习常用复合化成形加工方法的成形特点，能够掌握常用复合化成形 加工工艺。（支撑毕业要求指标点 3-4，3-5，3-6） 课程目标 6：通过学习粉末冶金原理，掌握粉末材料喷射成形原理及粉末材料注射成形 原理。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解目前先进材料成形技术在实际中的应用以及成形理 论，培养学生对于本专业的责任感和使命感。教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠” 精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神， 同时培养学生的一丝不苟的“工匠”精神。 思政目标 4：在了解新工艺的同时让学生意识到发展的实质就是新事物的产生和旧事物 的灭亡，发展的本质是创新，引导学生的创新意识。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 小计 支撑 课程目标 支撑的毕业要求 指标点 内容 讲授 实验 第一章 材料的分类及其加 工方法概述 2 2 课程目标 1 1-3、2-2 第二章 液态金属精密成形 理论与应用 4 8 课程目标 2 1-3、3-2、3-6 第三章 金属材料塑性精密 成形工艺及理论 6 6 课程目标 3 3-2、3-6 第四章 先进连接技术理论 及应用 4 4 课程目标 4 3-2、3-6 4 136 第五章 复合化成形加工方 法及技术基础 4 第六章 粉末材料及其成形 技术 4 4 4 课程目标 5 3-4、3-5、3-6 8 课程目标 6 3-6 学习内容： 第一章 材料的分类及其加工方法概述 材料的分类及加工方法概述；材料加工方法的选择及不同加工方法的精度比较；材料加 工中的共性（与一体化）技术；材料加工技术的发展趋势。 重点：材料加工方法以及不同加工方法的成形精度。 难点：材料加工方法的选择。 第二章 液态金属精密成形理论与应用 材料液态成形的范畴以及概述；消失模精密锻造原理及应用；半固态铸造成型原理及 应用；金属零件的数字化铸造技术。 重点：各种液态金属精密成形工艺的成形原理。 难点：各液态金属精密成形工艺的应用 第三章 金属材料塑性精密成形工艺及理论 金属塑性成形种类与概述；金属材料的超塑性及超塑成形；复杂零件精密模锻及复杂管 件的精密成形；板料精密成形；板料数字化成形；特种锻造。 重点：金属材料的超塑性及超塑成形概念、条件。 难点：常见精密成形方式的成形原理。 第四章 先进连接技术理论及应用 材料连接成形技术概述；高能密束焊、搅拌磨擦焊、微链接等连接方法的基本原理、工 艺及应用。 重点：高能密束焊、搅拌磨擦焊、微链接等连接方法的基本原理。 难点：高能密束焊、搅拌磨擦焊、微链接等连接方法的应用。 第五章 复合化成形加工方法及技术基础 材料成形加工技术的复合化；连铸连轧技术；成形与精密加工复合化；复合能量场成形； 新材料制备与成形一体化。 重点：连铸连轧技术；成形与精密加工复合化。 难点：成形与精密加工复合化。 第六章 粉末材料及其成形技术 137 了解粉末冶金原理；理解粉末材料喷射成形原理及粉末材料注射成形原理。 重点：粉末冶金原理及应用。 难点：粉末材料的制备。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 1 高分子材料注射成型实验 4 验证性 必做 课程目标 6 1-3、3-6 2 粉末压制成型实验 4 验证性 必做 课程目标 6 1-3、3-6 实验 1.高分子材料注射成型实验 实验目的：了解高分子材料注射成型设备的基本结构以及工作原理；掌握设备操作基本 步骤；了解设备工艺参数对试样质量的影响。 实验原理：注射成型设备工作原理。 实验仪器：注射成形设备。 实验安排：教师讲解注射成型过程实验原理，演示注射成型设备操作流程；学生以 3 人为一组，确定好注射成型工艺参数，调好料筒温度，等待温度到达预定温度后开始按照试 验步骤下一步工作；记录不同试样质量要求下的实验数据。 实验报告要求：简述注射成型原理以及注射成型设备的结构；记录实验操作步骤；记录 不同试样质量要求下设备参数；分析设备参数对试样质量的影响；写出实验的体会与疑问。 实验场所：注射成型实验室。 实验 2.粉末压制成型实验 实验目的：了解粉末压制成型技术的成形原理；了解实验过程的主要工艺参数。 实验原理：粉末材料经过加压成形后，得到接近理论密度的材料。 实验仪器：压片机。 实验安排：教师讲解粉末压制成型原理，演示成型实验机操作过程；学生以 3 人为一组， 按照试验步骤实际操作进行压制成型实验。 实验报告要求：简述粉末材料压制成型原理；记录实验操作步骤以及实验过程详细工艺 参数；分析实验工艺参数域对试样质量的影响；最后写出实验的体会与疑问。 实验场所：材料压制实验室。 138 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程内容为各种先进成形技术，通过借助多媒体结引入实际案例让学生了解各种先 进成形工艺的工作原理以及相关成形设备。 2. 采用启发性教学手段，通过讲述材料先进成型技术成形原理，引导学生开放思维创 新工艺。 3.本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创 新和工程实践能力。 六、考核方 （一）考核方式 本课程为考查课，考查课程成绩采取“N+2”的评定模式。 “N”指平时成绩，占比 30%。包括考勤（20 分） 、课堂表现（20 分）、平时作业（30 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查等，20 分） 、其它（10 分）。 即：平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+实验（20%）+其它（10%） ； “2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%。其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。期末采用闭卷形式进行考核； 总成绩=期末考试成绩（50%）+平时成绩（30%）+课堂笔记（20%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩的 20%： 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 课堂表现占平时成绩的 20%： 课堂表现满分为 100 分，积极参与课堂活动次数 2/3 以上的为满分，参与次数小于 2/3 大于 1/3 的记 75 分，少于 1/3（不包括 0 参与）的记 60 分，完全不参与记 0 分； 课堂笔记占总成绩的 20%： 课堂笔记满分为 100 分，笔记不限形式，可以在书上做标记也可以在笔记本上记录。笔 记中包含所有本节课重点内容的为满分，根据重点的内容的完善度酌情扣分，书上没有任何 记录的情况为 0 分。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占平时成绩的 30%，评价依据以下几个方面： 139 ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 140 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 樊自田.先进材料成形技术与理论.北京：化学工业出版社.2006.09 （二）主要参考书： [1]谢建新.材料加工新技术与新工艺.冶金工业出版社.2004.03 [2]毛萍莉.材料成形技术.北京：机械工业出版社.2007.07 [3]刘建华.材料成形工艺基础.西安，西安电子科技大学出版社.2007.08 [4]毛卫民.金属材料成形与加工.北京：清华大学出版社.2008.12 执笔教师：牛 婷 审 核 人：李伯琼 2021 年 03 月 07 日 141 增材制造技术与应用课程教学大纲 AdditiveManufacturing Technology 课程类别 专业核心课程 课程编号 1416020B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 材料科学基础 总 学 时 32 学 分 2 讲 授 24 实 验 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 增材制造技术是将计算机辅助设计（CAD） 、计算机辅助制造（CAM） 、计算机数字控 制（CNC）、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体的高新技术。随着增材制造 技术的不断发展，其在航空、航天、汽车、电器、日用产品、医学等领域得到了广泛应用。 增材制造技术与应用是材料成型及控制工程专业的选修课程，通过该课程使学生掌握增材制 造技术的原理、技术方法和工程应用，建立对增材制造技术的整体性认知，开阔学生眼界， 深入对材料成型技术的了解，在培养学生创造性思维、工程创新和综合实践能力等方面占有 重要地位。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 了解国内外工业生产现状以及新的制造技术和制造模式，培养学生的创新意识。 2. 通过学习典型增材制造工艺技术，使学生具备增材制造技术的理论知识和应用技能， 能应用增材制造技术解决工程实践问题，培养学生的综合实践能力。 3. 通过学习增材制造技术的应用，使学生熟悉增材制造技术的应用领域，能将增材制 造技术应用于概念模型、设计评价、功能测试、快速模具、铸造等领域。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习增材制造技术基本理论，使学生具备交叉学科创新思维能力。 （支 142 撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：通过学习增材制造工艺方法、应用需求，会运用增材制造原理，正确选择 增材制造方法，将 CAD 模型直接转化为产品。（支撑毕业要求指标点 3-3） 课程目标 3：将增材制造技术应用于概念模型、设计评价、功能测试、铸造等领域。通 过学习快速模具制造技术，能将增材制造技术应用于快速模具设计、开发及生产中，利用增 材制造技术知识解决机械设计、制造中的复杂工程问题。 （支撑毕业要求指标点 3-2、3-5、 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。 思政目标 2：教学过程中严格要求学生，培养学生一丝不苟、精益求精的职业素养。 思政目标 3：通过实验教学，培养学生具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科 学精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 小计 课程目标 要求指标点 2 课程目标 1 1-3 12 课程目标 2 3-3 8 课程目标 3 3-2、3-3 10 课程目标 3 3-5、3-6 内容 讲授 1 概论 2 2 典型增材制造工艺方法 8 3 快速模具制造技术 8 4 增材制造技术的应用 6 实验 4 4 学习内容： 1．概论 国内外增材制造技术的研究现状、特点、应用。 重点：增材制造技术的特点。 难点：增材制造技术的应用。 2．典型增材制造工艺方法 光固化成型工艺；叠层实体制造工艺；熔融沉积快速成型工艺；选择性激光烧结工艺； 增材制造技术的比较及选用原则。 重点：熔融沉积快速成型工艺；选择性激光烧结工艺。 难点：选择性激光烧结工艺。 3．快速模具制造技术 快速模具分类及工艺流程；硅橡胶制模技术；硬模制造技术；选择性激光烧结快速模具 143 制造技术。 重点：快速模具工艺流程；硅橡胶制模技术；硬模制造技术。 难点：快速制模工艺。 4．增材制造技术的应用 增材制造技术在产品设计中的应用；在快速模具及铸造领域的应用；在医学领域的应用。 重点：增材制造技术在快速模具及铸造领域的应用。 难点：增材制造技术在医学领域的应用。 四、本课程开设的实验项目 序号 1 实验项目名称 熔融沉积快速成型 学时 类型 支撑 支撑的毕业要求 课程目标 指标点 要求 4 综合性 必做 课程目标 2 3-3 4 综合性 必做 课程目标 3 3-5、3-6 基于快速成型件的快 2 速制模 实验 1.熔融沉积快速成型 实验目的：熟悉熔融沉积快速成型材料及设备；掌握熔融沉积快速成型工艺方法；理解 快速成型技术的特点以及与传统切削加工方法的本质区别。 实验原理：快速成型三维叠加成型原理。 实验仪器：计算机、3D-P 桌面打印机。 实验安排：教师讲解并演示三维模型构建方法、STL 数据文件的处理、三维模型切片处 理；学生依据所给零件图完成三维模型构建、数据处理，并打印三维实体。 实验场所：快速成型实验室。 实验报告要求：简述熔融沉积快速成型过程；将成型工艺参数以表格列出；写出实验的 体会与疑问。 实验 2.基于快速成型件的快速制模 实验目的：了解快速软模制模的原理，掌握硅胶软模快速制模方法及工程应用。 实验仪器：真空搅拌机、烘干机。 实验安排：教师讲解并演示硅胶软模制模方法；学生依据所给母模完成硅胶模具的制作， 并浇注树脂实体。 实验场所：快速成型实验室。 144 实验报告要求：简述硅胶软模制模过程；将工艺参数以表格列出；写出实验的体会与疑 问。 五、达成教学活动目标的途径和措施 多种教学方法应相互结合。例如通过展示模型问学生能否用传统加工方法加工及存在的 问题；采用多媒体使课堂教学更加形象、生动，激发学生学习兴趣；以分组讨论的方式讨论 并总结激光加工、快速成型 3D 打印在工业中的应用等，教学方法和教具根据具体情况，结 合教学过程灵活应用。通过改进教学方法以丰富课堂内容，突出重点，讲透原理，强化课堂 互动。 六、考核方式 （一）考核方式 本课程为考查课程，采用开卷笔试进行考核，课程总评成绩采取 N+2 的评定模式， “N” 指平时成绩，包括考勤（20 分） 、课堂表现（20 分） 、平时作业（30 分）、实验（20 分） 、其 它（10 分） ，占比 30%； “2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%。其中卷面成绩不 低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩 20%，考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤 次数，一学期不少于 3 次）。 课堂表现占平时成绩 20%，参与所有课堂小组活动记 100 分，缺席一次减 100/n 分（n 为课堂活动次数，一学期不少于 3 次） 。 课堂笔记占总成绩 20%，主要从完整性、书写规范性等方面为考查标准，分为 100 分、 90 分、80 分、70 分、60 分五个标准。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占平时成绩 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 145 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占平时成绩 20%，分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 王广春.快速成型与快速模具制造技术及应用.北京:机械工业出版社.2016.7 146 （二）主要参考书 [1]韩霞.快速成型技术与应用.北京:机械工业出版社.2012.7 [2]刘伟军.快速成型技术及应用.北京:机械工业出版社.2005.1 [3]王运赣.快速模具制造及其应用.武汉:华中科技大学出版社.2003.4 执笔教师： 吴晓英 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 147 金属材料物理性能课程教学大纲 Physical Properties of MetalMaterials 课程类别 专业选修课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程专业 先修课程 1416021B 材料科学基础 大学物理 总学时 16 学分 1 讲授 14 实验 2 一、课程性质与任务 （一）课程性质 金属材料物理性能是材料成型及控制工程专业本科生的一门专业选修课程。本课程具有 一定的理论基础及实践性，在许多工程技术领域中有着广泛的直接应用，是实现高校培养目 标的重要支撑环节。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 通过学习基本概念、基本理论和基本方法，使学生认识金属材料的主要物理性能的 基本概念及影响各种物理性能的因素，启发引导学生解决工程中的实际物理性能问题。 2. 通过学习金属材料各种物理性能的测试方法，使学生掌握常用的研究金属材料的物 理方法及主要仪器的操作技能。 4． 学生在学完本课程后，应具有合理选择物理性能分析方法，设计实验方案，独立进 行试验的初步能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：在培养理论分析和实践能力的同时，以课程为载体，努力注重培养学生的 研究型思维，提高学生综合分析和研究问题的能力,具有创新创业能力。 （支撑毕业要求指标 点 3-1、3-5） 148 课程目标 2：具有项目管理的能力，培养终身教育的意识和继续学习的能力。 （支撑毕 业要求指标点 3-4、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：本课程是学生毕业设计及参与工程实践活动不可少的基础知识，以“新能 源、新材料”等战略性新兴产业为契机，引导学生树立远大理想和爱国主义情怀，树立正确 的世界观、人生观、价值观，勇敢地肩负起时代赋予的光荣使命，全面提高学生思想政治素 质。 思政目标 2：教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实、一丝 不苟的工作作风。 思政目标 3：鼓励学生发现问题，分析问题，养成良好的自学能力和信息获取能力。 思政目标 4：在实验教学中，通过合理分工和有效组织，培养良好的交流、沟通与人合 作的团队精神；鼓励追求真理，实事求是，用于探究与实践的科学精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 讲授 第一章 支撑 支撑的毕业要求 小计 课程目标 指标点 1 课程目标 2 3-4 4 课程目标 1 3-1 内容 绪论 1 电学性能 2 实验 2 课程目标 1、 第二章 磁学性能 2 2 3-5、3-6 2 课程目标 1、 第三章 光学性能 2 2 3-5、3-6 2 课程目标 1、 第四章 热学性能 3 3 3-1、3-5、3-6 2 课程目标 1、 第五章 弹性和滞弹性 3 3 3-1、3-5、3-6 2 各种金属物理 课程目标 1、 第六章 性能分析方法 1 3-1、3-4、3-5、 1 2 的综合评述 149 3-6 学习内容： 绪论 金属材料物理性能的研究内容、研究对象、研究方法；课程与工程实际的关系。 第一章 电学性能 材料的导电性；半导体的电学性能与半导体；绝缘体的电学性能；超导电性与超导材料； 影响金属导电性的因素与电性材料；导电性的测量；电阻分析的应用。 重点：影响金属导电性的因素与电性材料。 难点：电阻分析的应用。 第二章 磁学性能 磁性基本量及磁性分类；抗磁性和顺磁性；铁磁性的物理本质；磁晶各向异性和磁晶各 向异性能；磁致伸缩和磁弹性能；铁磁体的形状各向异性和退磁能；磁畴及磁畴结构；技术 磁化和反磁化过程；影响铁磁性的因素；动态磁化特性；磁性的测量；磁性分析的应用。 重点：磁性基本量及磁性分类。 难点：技术磁化和反磁化过程。 第三章 光学性能 光传播的基本理论；光的反射和折射；材料对光的吸收和色散；晶体的双折射和二向色 性；介质的光散射；材料的光反射；材料的受激辐射和激光。 重点：光传播的基本理论。 难点：材料的受激辐射和激光。 第四章 热学性能 热容与热焓；热膨胀与因瓦反常；热传导；热电性；热稳定性。 重点：热膨胀、热传导与热电性。 难点：热膨胀与因瓦反常。 第五章 弹性和滞弹性 材料的弹性；影响弹性模量的因素；弹性模量的各向异性；弹性的铁磁性反常；弹性模 量的测量及应用；滞弹性与内耗；内耗产生的机制；内耗的量度和内耗的测量方法；减振合 金；内耗分析的应用。 重点：弹性的铁磁性反常。 150 难点：滞弹性与内耗。 第六章 各种金属物理性能分析方法的综合评述 各种金属物理性能分析方法的物理本质、特点及应用范围；物理性能分析方法的选用原 则及示例；各种物理性能分析方法的综合应用。 重点：物理性能分析方法的选用原则及示例。 难点：各种物理性能分析方法的综合应用。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 要求 课程目标 1 金属材料电阻测量实验 2 验证性 必做 3-1、3-4、3-6 1、2 实验 1.金属材料电阻测量实验 实验目的：测定不同几何尺寸金属材料的电阻；掌握电阻测量仪的工作原理和使用方法。 实验原理：电阻率只与材料特性有关，而与导体的几何尺寸无关。 实验仪器：游标卡尺、电阻测量仪。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验场所：材料物理性能实验室。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，相关实验的思考题和实验感想。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 2. 采用案例式教学，结合工程实际，进行金属物理性能测试方法分析，提升理论结合 实际的应用能力。 3. 本课程有 2 个学时的实验，具体实验内容见“四、本课程开设的实验项目”。 六、考核方式 （一）考核方式 151 采用期末开卷形式进行考核，属考查课。 课程总评成绩由平时成绩（占 30%） 、期末考试成绩（占 50%）和课堂笔记（占 20%）三 部分构成，其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。平时成绩主要由 出勤（30%） 、作业（20%） 、课堂表现（30%）及实验（20%）组成。 （二）成绩评定标准 1. 课堂考勤评价方法与标准 全勤记为 100 分，请假不扣分，迟到或早退一次扣 10 分，旷课一次扣 20 分。 2. 课堂表现评价方法与标准 90~100 分：上课认真听讲，能提出新意主动与老师探讨，回答问题完全正确； 80~89 分：上课认真听讲，回答问题正确率较高； 70~79 分：上课能够认真听讲，回答问题正确率较高； 60~69 分：上课时有走神，回答问题正确率低； 0~59 分：不认真听讲，回答问题正确率极低。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 3. 平时作业评价方法与标准 90~100 分：按时完成作业，内容完整，过程合理，结果正确； 80~89 分：按时完成作业，内容基本完整，少数结果有误； 70~79 分：按时完成作业，过程模糊，部分结果有误； 60~69 分：催交，过程模糊，大部分结果有误； 0 分：催交未果。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 学期末，每个学生所有平时作业的平均值，即是该同学最后的作业评价成绩。 4. 课堂笔记评价方法与标准 90~100 分：笔记内容完整，条理清晰，重点、难点问题有标记，总结性强； 80~89 分：笔记内容基本完整，重点、难点问题有标记，条理基本清晰，总结性强； 70~79 分：笔记内容基本完整，重点、难点问题有标记，条理基本清晰； 60~69 分：重点、难点问题有标记，条理基本清晰； 0~59 分：重点、难点问题有标记。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 5. 实验评价方法与标准 152 90~100 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答正确，实验心得合理、深刻； 80~89 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答正确，实验心得不合理； 70~79 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答部分有误，实验心得不合理； 60~69 分：预习效果不佳，能在老师指导下完成实验操作，实验报告不规范，实验结果、 结论、实验问答部分有误，实验心得不合理； 0~59 分：预习效果不佳，能在老师指导下完成实验操作，实验报告不规范，实验结果、 结论、实验问答错误较多，实验心得不合理。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 学期末，每个学生所有实验成绩的平均值，即是该同学最后的实验评价成绩。 6. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 陈騑騢.材料物理性能.北京：机械工业出版社.2006.03 （二）主要参考书 [1]李立碑,孙玉福.金属材料物理性能手册.北京:机械工业出版社出版.2011.05 [2] 邱成军,王元化,王义杰.材料物理性能.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2003 [3] 王润.金属材料物理性能.北京：冶金工业出版社.1985 执笔教师： 李伯琼 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 153 复合材料课程教学大纲 CompositeMaterials 课程类别 专业选修课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 总学时 16 学分 1 讲授 16 实践/实验/上机 0 1416005C 无机化学、材料科学基础 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是材料成型及控制工程的专业基础选修课程。主要内容包括介绍复合材料的 分类、制备方法、性能和应用领域以及二十一世纪复合材料领域的新概念、新理论、新 技术。通过本课程的学习，使学生熟悉复合材料的设计、复合技术及应用范围，为以后 正确选择和应用复合材料打下良好基础。 （二）课程任务 该课程全面系统地介绍复合材料的基础理论和发展概况、界面结构和界面优化设计；讲 授复合材料的增强、增韧机理，复合材料的种类、基本性能、制备工艺、成型及加工方法和 应用；介绍复合材料的结构设计基础和复合材料的可靠性评价、制备的最新技术和复合材料 的最新发展动态；在次基础上，引入国内外复合材料的最新研究成果，如纳米材料、仿生材 料、材料复合新技术及材料复合的新理论等。为以后工作、学习及毕业论文实验提供必要的 知识面和方法。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力： 课程目标 1：学习复合材料的基本理论知识，掌握复合材料的概念及制备方法等的基本 知识，使毕业学生在材料方面具有扎实的基础理论知识，具有开发和选用新材料的基本能力； （支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 2：学习复合材料的种类、特征及其应用，使学生掌握不同复合材料的使用条 件和范围，使学生具有开发新材料、新工艺和新方法的基本理论知识； （支撑毕业要求指标 154 点 3-4） 课程目标 3：掌握复合材料的加工过程和制备方法，包括聚合物基复合材料、金属基复 合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料等等，培养学生使其具有工程实际应用的能力； （支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 4：通过了解材料复合新技术和新型复合材料，了解新材料发展的前沿和动向； 培养学生树立正确的学习方法，了解复合材料生产和加工过程中国家有关的经济、环境、法 律、安全、健康、伦理等政策和制约因素。（支撑毕业要求指标点 3-5） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑的毕业要求 小计 课程目标 指标点 内容 讲授 第一章 支撑 概论 实践/实验/上机 5 2 0 2 课程目标 1 3-1 2 0 2 课程目标 1 3-1 2 0 2 课程目标 1 3-1 2 1 3 课程目标 2 复合材料 第二章 的基体和 增强体 复合材料 第三章 的界面 金属基复 第四章 3-4 合材料 3-5 陶瓷基复 第五章 合材料 5 3-4 2 1 3 课程目标 3 3-5 对应人才培养方案中的“能力矩阵”：知识 1-1，1-2，┄，素质 2-1，2-2，┄，能力 3-1，3-2，┄。 155 聚合物基 3-4 第六章 和水泥基 2 0 2 课程目标 4 2 0 2 课程目标 4 3-5 复合材料 新型复合 第七章 3-4 材料 3-5 学习内容： 1．/第一章 概论 了解复合材料的发展概况、命名和分类原则及复合材料的基本性能；掌握复合材料结构 设计的基本理论。 重点：复合材料概述。 2．/第二章 复合材料的基体和增强体 掌握复合材料的基体材料（金属材料、无机胶凝材料、陶瓷材料、聚合物材料）的主要 种类、性能特征及选用的原则；了解复合材料的增强材料（玻璃纤维及其制品、碳纤维、无 机晶须、有机晶须）的性能特征及应用范围。 重点：复合材料的基体材料的主要种类、性能特征及选用的原则；复合材料的增强材料 的性能特征及应用范围。 难点：复合材料的基体材料的性能特征及选用的原则；复合材料的增强材料的性能特征 及应用范围。 3．/第三章 复合材料的界面 了解界面的定义及界面效应；掌握各类复合材料的界面特征；掌握金属陶瓷、陶瓷基复 合材料的表面处理过程及其与基体材料结合的界面特征。 重点：界面的定义及界面效应；各类复合材料的界面特征。 难点：称层合板弯曲工程弹性常数及弯曲刚度系数的计算。 4．/第四章 金属基复合材料 了解金属基复合材料的种类、基本性能和用途；掌握铝基复合材料、镍基复合材料、钛 基复合材料的结构与性能；熟练掌握常用金属基复合材料的制备方法。 重点：金属基复合材料的种类、基本性能和用途；常用金属基复合材料的制备方法。 难点：金属基复合材料的种类、基本性能和用途；常用金属基复合材料的制备方法。 5．/第五章 陶瓷基复合材料 了解陶瓷基复合材料的种类、性能和应用范围；掌握陶瓷基复合材料的制备方法；掌握 典型陶瓷基复合材料特别是纤维增强、晶须和颗料增强（韧）陶瓷基复合材料的的种类和性 能，并了解相变增韧机制。 重点：典型陶瓷基复合材料特别是纤维增强、晶须和颗料增强（韧）陶瓷基复合材料的 156 的种类和性能。 难点：典型陶瓷基复合材料特别是纤维增强、晶须和颗料增强（韧）陶瓷基复合材料的 的种类和性能。 6．/第六章 聚合物基和水泥基复合材料 了解聚合物基复合材料的种类、性能及应用；了解聚合物基复合材料的结构设计和成型 加工方法；了解水泥基复合材料的种类、性能和应用范围；掌握水泥基复合材料的成型工艺。 重点：聚合物基复合材料的种类、性能及应用；聚合物基复合材料的结构设计和成型加 工方法；水泥基复合材料的种类、性能和应用范围；水泥基复合材料的成型工艺。 难点：聚合物基复合材料的结构设计和成型加工方法。 7．/第七章 新型复合材料 了解新型复合材料的种类、制备工艺和发展趋势。 四、达成教学活动目标的途径和措施 1、课堂讲授：采用多媒体教学手段，教学方法上尽量采用启发式、讨论式教学，培养 学生独立思考和解决问题的能力。授课中结合日常生活及实际生产、科研工作中的具体事例、 用较为通俗的语言把相关知识点予以阐述，加深学生的理解。 2、习题课：每章布置一定数量的作业，针对作业中存在的普遍性和典型性问题，进行 讲解，进一步消化理解课堂讲授内容。 3、课外实践环节： “复合材料的发展及应用”文献综述环节，使学生通过文献阅读进一 步了解复合材料的发展现状、新型复合材料和新型复合技术以及复合材料在不同领域的应用。 五、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查 等，10 分） 、其它（10 分），占比 30%； “1”指期末考试成绩，占比 70%。 考查课程成绩采取“N+2”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、实践（实验、实习、见习、社会调查等，20 分） 、其它（10 分），占比 30%； “2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%，其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 157 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； 158 ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]王荣国, 武卫莉, 谷万里《复合材料概论》.哈尔滨：哈尔滨工业大学出 版社.2004 （二）主要参考书 [1]吴人浩.《复合材料》.天津：天津大学出版社.2000 [2]高濂，靳喜海，郑珊.《纳米复相陶瓷》.北京：化学工业出版社.2004 [3]贾成厂.《陶瓷基复合材料导论》.北京：冶金工业出版社.2002 [4]李荣久.《陶瓷－金属复合材料》.北京：冶金工业出版社.2004 [5]张玉龙.《高技术复合材料制备手册》.北京：国防工业出版社.2002 执笔教师：温凯 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 159 《金属腐蚀与防护》课程教学大纲 Corrosion and Protection of Metals 课程类别 专业选修课程 课程编号 1416023B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 无机化学、物理化学 总学时 16 学分 1 讲授 14 实践 2 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是材料成型及控制工程专业本科生在已经掌握有关材料基础知识的基础上，进一 步为专业知识学习奠定扎实基础而开设的专业选修课程。本课程的学习，将为后续专业课学 习打下牢固基础，并为将来从事材料腐蚀与防护行业的工作打下坚实的必备理论和实践研究 的基础。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 了解金属腐蚀的化学和电化学理论； 2. 能从合金化与腐蚀电位的角度出发，分析金属腐蚀的原因； 3. 掌握金属腐蚀性评价方法，电化学测试技术。 4. 分析金属腐蚀性强弱，并提出提高金属耐腐蚀性的途径。 二、教学活动目标 （一）课程目标 课程目标 1：了解金属腐蚀的化学和电化学理论，包括腐蚀热力学、腐蚀动力学、析氢 腐蚀及吸氧腐蚀的基本原理、金属腐蚀防护的措施及原理等相关内容。 （支撑毕业要求指标 点 3-1） 课程目标 2：从合金化与腐蚀电位的角度出发，分析金属腐蚀的原因，并提出提高金属 耐腐蚀性的途径。（支撑毕业要求指标点 3-5） 课程目标 3：运用电化学测试技术及理论评价金属的腐蚀性。 （支撑毕业要求指标点 3-6） 160 （二）思政目标 思政目标 1：培养科学精神。金属腐蚀与防护是一门新兴交叉科学，如何培养学生坚忍 不拔的科学精神显得尤为重要。教师在教学过程中将国内外优秀的化学家和教育学家的名人 轶事穿插在各个知识点中，不仅可以活跃课堂氛围、开拓学生视野、激发学习兴趣，还能够 使学生了解到这些科学家身上所具备的艰苦奋斗的精神和科学品质。 思政目标 2：培养爱国主义精神。爱国主义是一个民族的灵魂，是社会主义核心价值观 的重要的组成部分，教师在向学生传授专业知识及专业技能的同时，也应结合课程对学生进 行意识形态教育。做好现代大学生意识形态的培养和教育工作，是一件功在当代、利在千秋 的大事，是每一位站在高校讲台教师的责任。在课堂教学的过程中，结合教学大纲所要求的 具体知识点对学生进行渗透，潜移默化的来提高学生的爱国主义精神。 思政目标 3：培养创新意识。腐蚀与防护日益受到人们的关注，且新的腐蚀防护技术不 断涌现。教师应力求以最简洁易懂的方式，帮助学生进入腐蚀与防护领域，从最基础的知识 和最简单的应用开始，循序渐进地介绍基本理论和典型应用，逐步培养创新意识。 思政目标 4：提升专业课教师思想政治素养。“师者，人之范也”，在学生眼里，老师的 言行举止会给学生带来极大的影响，教师的思想政治状况同样具有很强的示范作用。教师在 教学过程中做到以德立身、以德立学、以德施教，并积极提升思想政治素养和思想政治教育 能力，精心研读教材，努力挖掘教材中的思想政治元素，将专业课教学与思想政治教育有机 结合起来，形成有效的自我激励机制。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的业 内容 讲授 实践 小计 课程目标 要求指标点 1 概论 1 0 1 课程目标 1 3-1 2 金属的电化学腐蚀 3 2 5 课程目标 1 3-1 3 全面腐蚀与局部腐蚀 2 0 2 课程目标 1 3-1 4 金属在各种环境中的腐蚀 3 0 3 课程目标 1 3-1 5 金属的耐蚀性 3 0 3 课程目标 2 3-5 6 金属的腐蚀防护 2 0 2 课程目标 2 3-5 学习内容： 1．概论 161 掌握材料腐蚀的基本概念，了解研究材料腐蚀的重要性。 重点：金属腐蚀，金属的耐蚀性，腐蚀防护。 难点：金属的耐蚀性。 2．金属的电化学腐蚀 掌握腐蚀原电池及其工作过程，理解极化现象及其原因，熟悉腐蚀极化图及金属的钝化 现象。 重点：腐蚀原电池及其工作原理。 难点：阻抗和极化的原理。 3．全面腐蚀与局部腐蚀 了解金属的两种腐蚀方式：全面腐蚀与局部腐蚀产生条件及控制方法。 重点：点腐蚀、应力腐蚀及疲劳腐蚀的条件及控制方法。 难点：点腐蚀、应力腐蚀及疲劳腐蚀的条件及控制方法。 4．金属在各种环境中的腐蚀 熟悉金属在大气、土壤、海水及人体内的腐蚀特点、影响因素及控制措施。 重点：金属在各种环境中腐蚀的影响因素。 难点：减缓金属腐蚀的措施。 5．金属的耐蚀性 理解金属耐蚀性及耐蚀机理；了解工业生产中常用金属材料如碳钢、不锈钢、铸铁、镁 合金、镍钛合金及非晶合金的腐蚀特点及耐蚀性。 重点：纯金属的耐蚀性。 难点：金属的热力学稳定性。 6．金属的腐蚀防护 掌握金属腐蚀保护的两种方法：电化学保护与表面涂层保护。 重点：金属的电化学保护；表面涂层保护。 难点：缓蚀剂在腐蚀防护中的运用。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 课程目标 3 3-6 要求 金属极化曲线与交流阻抗 1 2 综合性 的测定 实验 1. 金属极化曲线与交流阻抗的测定 162 必做 实验目的：掌握极化曲线与交流阻抗的测定方法，理解与材料耐蚀性之间的关系，了解 电化学工作站的结构及作用。 实验原理：电化学理论。 实验仪器：CS350 电化学工作站。 实验安排：教师介绍电化学测试技术，进行操作演示，采集并绘制相关图谱；学生以 6 人一组，对事先准备好的测试结果进行分析。 实验场所：清逸苑 3 实验室。 实验报告要求：简述极化曲线与交流阻抗的测定过程；分析测试结果，将实验数据及结 果以图片和表格呈现；简要分析实验结果；写出实验的体会与疑问。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 把握主线，引导学生掌握金属腐蚀与防护的相关概念、基本原理与方法的实际意义， 通过试验，帮助学生理解和掌握电化学基本原理及测试技术，并对测试结果进行综合分析的 能力。 2. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 3. 采用案例式教学，结合工程实际，进行金属材料耐蚀性分析，从而具备相关知识和 方法的实际应用能力。 4. 本课程有 6 个学时的实验，具体实验内容见“四、本课程开设的实验项目”。 六、考核方式 （一）考核方式 考查课程成绩采取“N+2”的评定模式，“N”指平时成绩，包括考勤（20 分） 、课堂表现（20 分）、平时作业（30 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查等，20 分） 、其它（10 分）， 占比 30%；“2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%，其中卷面成绩不低于 50 分， 低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 163 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 164 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1] 孙齐磊，王志刚，蔡元兴. 材料腐蚀与防护. 北京：化学工业出版社.2019.8 （二）主要参考书 [1]李晓刚. 材料腐蚀与防护概论第 2 版. 北京：机械工业出版社.2017.8 执笔教师：谢瑞珍 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 165 无损检测技术课程教学大纲 Non-destructive Testing Technology 课程类别： 专业选修课程 课程编号： 1416024B 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 材料科学基础 总学时： 16 学分： 1 讲授： 14 实验： 2 一、课程性质与任务 （一）课程性质 无损检测技术焊接专业选修课程，本课程将介绍超声、射线、涡流、渗透和磁粉五大常 规无损检测技术的基本物理基础、设备原理和检测方法，为材料的缺陷定量无损检测和质量 评价奠定理论基础。通过本课程的学习，学生将初步掌握材料缺陷检测和质量评价的基本方 法，为日后从事材料加工工艺和质量控制等相关工作打下基础。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过对无损检测技术在现代工业中应用的学习，了解材料无损检测技术的目的和意 义，无损检测的分类及发展过程和主要发展趋势。 2．通过对不同检测方法的学习，理解掌握超声、射线、涡流等常规无损检测技术的物 理基础、设备原理和检测方法。 3．通过所学专业知识依据构件的材料组成、加工工艺和缺陷特点来合理选择无损检测 方法，为构件缺陷的定量无损检测和质量评价奠定理论基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：学生应了解无损检测的概念、意义、特点，以及无损检测的分类和现阶段 的应用情况。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：学生应初步掌握超声、射线、涡流等常规无损检测技术的物理基础、设备 原理和检测方法，以及各种检测方式的适用范围。（支撑毕业要求指标点 2-2、3-5、3-6） 166 课程目标 3：通过所学专业知识依据构件的材料组成、加工工艺和缺陷特点来合理选择 无损检测方法，为构件缺陷的定量无损检测和质量评价奠定理论基础。（支撑毕业要求指标 点 3-2、3-4） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要求 小计 课程目标 指标点 3-1 内容 讲授 实验 第一章 绪论 1 1 课程目标 1 第二章 射线探伤 2 2 课程目标 2 2-2、3-5、3-6 第三章 超声波探伤 2 4 课程目标 2 2-2、3-5、3-6 4 4 课程目标 2 2-2、3-5、3-6 3 3 课程目标 2 2-2、3-5、3-6 2 2 课程目标 3 3-2、3-4 2 磁力探伤与 第四章 涡流探伤 第五章 渗透探伤 无损检测新 第六章 技术 学习内容： 第一章 绪论 讲解无损检测的意义、发展过程和研究现状，常用的无损检测方法的分类、技术原理与 应用领域。 重点：无损检测的意义和分类。 难点：无损检测的方法及应用。 第二章 射线探伤 167 射线探伤的基本原理：基本概念及分类、射线性质、射线与物质的相互作用、探伤的基 本原理射线探伤设备：X—ray 机、γ—ray 机、加速器、射线探伤设备的选择；射线照相法 探伤：探伤系统的基本结构、探伤条件的选择、焊缝射线底片的评定、焊缝射线探伤的一般 程序；射线探伤中的安全防护：电离幅射的生物效应、保健物理和安全防护。 重点：衰减定律、探伤的基本原理。 难点：缺陷的评定。 第三章 超声波探伤 超声在探伤中的基本原理：超声波及波型、超声波的产生和接收、超声波的性质、脉冲 反射法律声波探伤基本原理；超声波探伤设备：探头、超声波探伤仪、试块；直接接触法超 声波探伤：垂直入射法与斜角探伤法、探伤条件的选择、焊接接头的探伤、缺陷测定。 重点：超声在探伤基本原理。 难点：波型的识别及缺陷的评定。 第四章 磁力探伤与涡流探伤 磁力探伤原理、磁力探伤分类；磁粉探伤方法：磁粉探伤器材和设备、磁粉探伤技术； 涡流探伤：探伤原理、涡流探伤特点、涡流探伤设备。 重点：磁力探伤与磁粉探伤。 难点：涡流探伤原理。 第五章 渗透探伤 渗透探伤原理：渗透探伤的理化基础、渗透探伤原理；渗透探伤剂及设备：渗透探伤剂、 渗透探伤设备、对比试块；渗透探伤方法：分类、基本步骤和方法；渗透探伤新技术：高灵 敏度渗透探伤剂、特种渗透探伤剂、自动化渗透探伤装置。 重点：毛细管作用、渗透探伤过程。 难点：渗透探伤原理。 第六章 无损检测新技术 目视检测、激光全息检测、声发射技术、红外检测、微波检测等无损技术的原理、应用 举例及发展状况。 重点：红外检测方法。 难点：激光全息检测方法。 四、本课程开设的实验项目 编号 1 实验项目名称 超声波探伤实验 学时 2 类型 设计性 168 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 课程目标 2 2-2、3-5、3-6 要求 必做 实验 1.超声波探伤实验 实验目的：了解超声波探伤基本原理、超声探伤适用范围及设备功能介绍；掌握超声波 探伤仪的操作流程；掌握超声探伤对样品缺陷的检测步奏及根据实验数据对焊接接头进行质 量评定。 实验原理：超声波的传播特性在探伤中的应用。 实验仪器：超声探伤仪、直（斜）探头、耦合剂、被测试试件。 实验安排：老师讲解超声波探伤基本原理；介绍超声波探伤设备的适用范围及功能；演 示探伤过程，令学生分为 3 人一组实际操作，根据实验数据对焊接接头进行质量评定。 实验报告要求：简述超声波探伤工作原理；记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格 列出；掌握超声探伤对样品缺陷的检测步奏及根据实验数据对焊接接头进行质量评定。 实验场所：焊接实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用动 画模拟演示不同检测方法及设备工作原理，模拟无损检测过程，增加学生的感性认识，提高 教学效率。 2.采用案例式教学，结合工程实际问题，进行不同无损检测方法的原理学习和应用分析， 使学生具备相关的实际应用能力。 3.本课程有 2 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创 新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式为考查 本课程采用“N+2”形式进行考核，即： 总成绩=期末考试成绩（50%）+平时成绩（30%）+课堂笔记（20%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+实验（20%）+其它（10%） 。 其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 ①课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 ②课堂表现占 20%； 课堂表现满分为 100 分，积极参与课堂活动次数 2/3 以上的为满分，参与次数小于 2/3 169 大于 1/3 的记 75 分，少于 1/3（不包括 0 参与）的记 60 分，完全不参与记 0 分。 ③课堂笔记占 20%； 课堂笔记满分为 100 分，笔记不限形式，可以在书上做标记也可以在笔记本上记录，笔 记中包含所有本节课重点内容的为满分，根据重点内容的完善度酌情扣分，书上没有任何记 录的情况为 0 分。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； 170 ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4.平时成绩其他情况占 10%； 平时成绩其他特殊情况综合考虑进行打分。 5. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 张俊哲主编. 无损检测技术与应用．北京：科学出版社．2010.10 （二）主要参考书： [1]张小海、邬冠华主编.射线检测.北京.机械工业出版社 2013.11 [2]任吉林、林俊明、徐可北主编.涡流检测.北京.机械工业出版社 2017.01 执笔教师：杜超 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 171 材料成型数值模拟课程教学大纲 Materials Forming Numerical Simulation 课程类别 专业选修课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 1416025B 材料科学基础、金属塑性 成形原理、线性代数 总学时 16 学分 1 讲授 14 实践 2 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是材料成型及控制工程专业塑性成形方向的一门专业选修课程，主要包含三个部 分：有限元基本原理及有限元模型的构建方法及关键技术；常用数值模拟软件介绍及应用案 例；金属塑性成形数值模拟软件 ABAQUS 的建模、求解和分析及典型塑性成形工序的数值模 拟分析。 （二）课程任务 通过对本课程由浅入深的应用实例的完整介绍和学习，使学生初步掌握应用数值模拟技 术解决工程实际问题的技能，为今后的工作打下良好的基础，以满足用人单位对计算机数值 模拟技术分析人才的需求。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：了解有限元的基本原理和步骤，理解有限元模型构建的关键技术；了解各 领域常用有限元软件、功能及应用。 课程目标 2：了解塑性成形中的有限元法及分类；了解有限元的基本原理和步骤；理解 有限元模型构建的关键技术。 课程目标 3：掌握使用塑性成形数值模拟软件进行塑性成形数值模拟的步骤；前处理各 参数的物理意义及设置；后处理各种计算结果分析功能的使用和分析。 172 课程目标 4：掌握冲压等典型塑性成形工艺建模和分析过程，了解对称、材料模型建立、 单元选择、边界条件设定、提高计算效率等关键技术的使用，掌握后处理结果提取方法与结 果分析技术。 （二）思政目标 思政目标 1：在系统讲解基本原理、基本方法的过程中，逐步揭示材料成型数值模拟中 的辩证法原理，帮助学生树立辩证唯物主义世界观。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：培养学生优良的道德品质、坚强的意志品格，勇于探索、敢于创新的思想 意识和良好的团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 要求指标点 内容 讲授 实验 小计 课程目标 2 0 2 课程目标 1 1-3、2-2 第一章 绪论 3-5、3-6 1-3、3-2 第二章 数值模拟基本理论 2 0 2 课程目标 2 3-5、3-6 1-3、3-2 第三章 数值模拟技术 8 0 8 课程目标 3 3-5、3-6 1-3、3-2 第四章 典型案例分析 2 2 4 课程目标 4 3-5、3-6 学习内容： 第一章 绪论 塑性成形数值模拟分析方法，CAE 概念及应用；常用有限元软件、功能及应用。 重点：塑性成形数数值模拟分析方法，CAE 概念及应用。 难点：塑性成形数数值模拟分析方法。 第二章 数值模拟基本理论 173 塑性成形中的有限元法概述及分类；有限元的基本原理和步骤；有限元模型构建的关键 技术；应用数值方法模拟的若干注意事项。 重点：塑性成形中的有限元法概述及分类；有限元的基本原理和步骤，有限元模型构建 的关键技术。 难点：有限元的基本原理和步骤，有限元模型构建的关键技术。 第三章 数值模拟技术 塑性成形数值模拟软件分析方法；塑性成形数值模拟软件初始，用户界面、材料模型、 软件接口；塑性成形数值模拟软件前处理模块和后处理模块。 重点：塑性成形过程有限元模型的构建步骤；塑性成形数值模拟前处理模块和后处理模 块。 难点：塑性成形数值模拟前处理关键技术合理选择；后处理计算结果的提取与分析。 第四章 典型案例分析 冲压等典型塑性成形有限元模型建立及关键技术处理，提取典型有限元结果，针对成形 过程进行分析与讨论。 重点：有限元模型的建立步骤，数值模拟过程中关键技术处理，后处理结果输出，全过 程数值模拟结果的分析。 难点：塑性成形有限元模型建立过程中关键技术的处理，后处理分析方法的使用。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 要求 典型塑性成形工艺数值 1 1-3、3-2 2 综合性 必做 课程目标 3、4 模拟 3-5、3-6 实验 1.典型塑性成形工艺数值模拟 实验目的：熟悉塑性成形数值模拟软件进行塑性成形数值模拟的步骤，前处理各参数的 物理意义及设置，后处理各种计算结果分析功能的使用和分析；掌握冲压、弯曲典型塑性成 形工艺有限元模型建立步骤，以及建模关键技术的合理处理；掌握数值模拟结果的提取与输 出，以及数值模拟结果的分析方法。通过有限元计算结果分析能正确判断典型零件的成形特 点及缺陷预测。 实验原理：有限元基本原理、有限元模型构建关键技术理论。 实验仪器：高性能计算机、CAE 软件等。 174 实验安排：教师讲解有限元基本原理和有限元模型构建关键技术理论，介绍 CAE 软件建 模步骤及技巧，并进行演示数值模拟结果的提取与输出，以及数值模拟结果的分析方法；学 生通过 CAE 软件完成典型塑性成形工艺有限元模型构建、计算结果输出、数值模拟结果分析。 实验场所：材料成型及控制实验室。 实验报告要求：简述实验目的和要求、实验原理和内容；记录实验步骤，并将仿真模拟 数据及结果以图表、云图的形式列出，分析仿真数据及结果并作出典型零件的成形特点及缺 陷预测分析；完成相关实验的思考启发性问题；写出实验的体会与心得。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，加强直 观性教学，同时要充分运用实物、挂图和教具，以提高学生的学习积极性。 2.采用案例式教学，结合本校实训车间产品的生产工艺，使教学内容有机地联系生产实 践、以充实教学内容和丰富学生分析问题与解决问题的能力。 3.采用讨论式教学，提高学生的纠错能力、解题能力，使相关知识得以拓展。 4.本课程有 2 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创 新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（10%）+课堂表现（10%）+平时作业（10%）+课堂笔记（10%）+实 验（50%）+其它（10%）。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 10%，课堂表现占 10%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 积极参与课堂活动记满分，无故不参与课堂活动一次扣 20 分，一学期不超过 3 次。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 10%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； 175 ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占 50%； 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 176 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]刘建生. 金属塑性加工有限元模拟技术与应用.北京:冶金工业出版社.2003.5 （二）主要参考书 [1]彭颖红.金属塑性成形仿真技术.上海:上海交通大学出版社.1999.11 [2] 俞汉清、陈金德. 金属塑性成形原理.北京:机械工业出版社.1999.08 [3] 赵洪运. 材料成形原理.北京:国防工业出版社.2009.09 [4] 傅建、肖兵. 材料成形过程数值模拟.北京:化学工业出版社.2009.09 执笔教师：张晋辉 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 177 《轨道交通关键材料》课程教学大纲 Key Materials for Rail Transit 课程类别 专业选修课程 课程编号 1416026B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 材料科学基础 总学时 16 学分 1 讲授 14 实践 2 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《轨道交通关键材料》是材料成型及控制工程专业以及轨道交通信号与控制专业本科生 的一门专业选修课程。轨道交通关键材料的合理设计在城市轨道交通安全中起到关键的作用。 该课程能够培养学生适应城市交通系统现代化建设需要，掌握城市轨道交通关键材料的专门 知识和相关技术，具有从事轨道交通系统规划与设计工作的能力和素质。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 掌握各章的基本知识和方法； 2. 掌握典型产品的结构、工况条件及对材料性能的要求，各种轨道交通材料的种类及 其性能特点等基本技能。 3. 通过以团队形式完成实践任务的方式提高沟通合作和共同协调解决问题的能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 课程目标 1：了解轨道交通的特点、发展历程，特别是高速轨道交通的技术特点。 （支 撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 2：了解轨道交通的服役条件、关键材料的种类、技术条件和应用特点及国内 外最新发展动向，引导学生正确使用材料，初步掌握开发满足不同要求的新材料的途径和方 法。（支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 2：拓宽学生的知识面，提高学生思考问题和应用所学知识的能力。（支撑毕 178 业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：培养科学精神。轨道交通关键材料是一门新兴交叉科学，如何培养学生坚 忍不拔的科学精神显得尤为重要。教师在教学过程中将名人轶事穿插在各个知识点中，不仅 可以活跃课堂氛围、开拓学生视野、激发学习兴趣，还能够使学生了解到这些科学家身上所 具备的艰苦奋斗的精神和科学品质。 思政目标 2：培养爱国主义精神。爱国主义是一个民族的灵魂，是社会主义核心价值观 的重要的组成部分，教师在向学生传授专业知识及专业技能的同时，也应结合课程对学生进 行意识形态教育。做好现代大学生意识形态的培养和教育工作，是一件功在当代、利在千秋 的大事，是每一位站在高校讲台教师的责任。在课堂教学的过程中，结合教学大纲所要求的 具体知识点对学生进行渗透，潜移默化的来提高学生的爱国主义精神。 思政目标 3：培养创新意识。轨道交通关键材料日益受到人们的关注，且新的材料不断 涌现。教师应力求以最简洁易懂的方式，帮助学生进入轨道交通关键材料领域，从最基础的 知识和最简单的应用开始，循序渐进地介绍基本理论和典型应用，逐步培养创新意识。 思政目标 4：提升专业课教师思想政治素养。“师者，人之范也”，在学生眼里，老师的 言行举止会给学生带来极大的影响，教师的思想政治状况同样具有很强的示范作用。教师在 教学过程中做到以德立身、以德立学、以德施教，并积极提升思想政治素养和思想政治教育 能力，精心研读教材，努力挖掘教材中的思想政治元素，将专业课教学与思想政治教育有机 结合起来，形成有效的自我激励机制。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑的毕业要求 内容 高速铁路概论 1 支撑 讲授 实践 小计 课程目标 指标点 2 0 2 课程目标 1 3-1 2 2 4 课程目标 1 3-1 2 0 2 课程目标 2 3-4 课程目标 2 3-4 高速铁路的特点及其对材 2 料的要求 车辆结构与车体材料 3 4 车辆的走行机构及材料 2 0 2 5 制动及制动材料 2 0 2 课程目标 2 3-4 6 受流系统及集电材料 2 0 2 课程目标 2 3-4 7 钢轨及工务材料 2 0 2 课程目标 3 3-6 179 学习内容： 1．高速铁路概论 了解高速铁路在教学和生活中的重要地位，学习方法与技巧，学习要求及考核方法。了 解高速铁路概论：介绍铁路的发展史，高速列车的起源，日本、法国、德国、中国的高速列 车。 重点：高速铁路在教学和生活中的重要地位；高速铁路概论：介绍铁路的发展史，高速 列车的起源，日本、法国、德国、中国的高速列车。 难点：高速铁路概论。 2．高速铁路的特点及其对材料的要求 了解高速铁路的特点及其对材料的要求；理解高速引发的新问题；掌握应对措施。 重点：高速铁路的特点及其对材料的要求。 难点：高速引发的新问题及应对措施。 3．车辆结构与车体材料 了解车体的轻量化；理解车体结构、工况条件、对材料性能要求；掌握车体材料。 重点：车体材料。 难点：车体结构、工况条件、对材料性能要求。 4．车辆的走行机构及材料 了解轮、轴材料的应用；理解车辆的走行机构及材料及转向架结构、作用、工况条件、 对材料性能要求；掌握走行机构、工况条件、对材料性能要求。 重点：车辆的走行机构及材料。 难点：走行机构、工况条件、对材料性能要求。 5．制动及制动材料 了解制动盘结构及各种制动制动盘材料、闸片材料，电阻制动材料；理解制动方式及其 特点；掌握制动材料。 重点：制动材料。 难点：制动方式。 6．受流系统及集电材料 了解受流系统及集电材料；理解接触网的组成及特点，接触网导线；掌握受电弓及滑板 材料的种类、应用条件、特点。 重点：受电弓及滑板材料的种类、应用条件、特点。 难点：接触网的组成及特点，接触网导线。 7．钢轨及工务材料 了解轨道的组成，钢轨的工况及技术条件，使用的一般要求，道岔对材料性能要求；理 解高速铁路对钢轨的要求，道岔的结构；掌握道岔用材料。 180 重点：道岔用材料。 难点：道岔的结构，道岔对材料性能要求。 四、本课程开设的实验项目 序号 1 实验项目名称 学时 认知观察 2 类型 综合型 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 课程目标 2 4-2 要求 必做 实验 1. 认知观察 实验目的：了解轨道交通系统的构造、原理及使用规则；理解轨道交通关键材料的类别 及应用。 实验原理：轨道交通原理。 实验仪器：铁轨、转辙机、道岔等。 实验安排：教师带领学生参观介绍铁轨、转辙机、道岔等。 实验场所：清逸苑 3 实验室。 实验报告要求：简述铁轨、转辙机、道岔等选用轨道交通关键材料的类型；写出实验的 体会与疑问。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 把握主线，引导学生掌握轨道交通关键材料的相关概念、轨道交通系统的构造和原 理，帮助学生理解和掌握轨道交通关键材料的应用。 2. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 3. 采用案例式教学，结合工程实际，了解轨道交通关键材料，从而具备相关知识和方 法的实际应用能力。 4. 本课程有 2 个学时的实践，具体实验内容见“四、本课程开设的实验项目”。 六、考核方式 （一）考核方式 考查课程成绩采取“N+2”的评定模式，“N”指平时成绩，包括考勤（20 分） 、课堂表现（20 分）、平时作业（30 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查等，20 分） 、其它（10 分）， 占比 30%；“2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%，其中卷面成绩不低于 50 分， 低于 50 分者，总成绩视为不及格。 181 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： 182 ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1] 毛保华. 城市轨道交通规划与设计（第 3 版）. 北京: 人民交通出版社, 2020.3 （二）主要参考书 [1] 张星臣. 城市轨道交通运营管理. 北京: 高等教育出版社, 2017.1. [2] 胡赓祥. 材料科学基础（第三版）. 上海: 上海交通大学出版社, 2010.5. 执笔教师：谢瑞珍 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 183 《SolidWorks 软件应用》课程教学大纲 Applications of SolidWorks Technology of SolidWorks Application 课程类别： 专业选修课程 课程编号： 1416027B 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 《机械制图》 《机械设计》 总学时： 32 学分： 2 讲授： 24 上机： 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 在高速发展的科技时代，CAD/CAM/CAE 技术可大大降低产品开发周期，提高产品研发和 生产效率，成为现代精益制造不可缺少的环节。所以在大学期间必须要熟练掌握一门设计软 件的应用。 《SolidWorks 软件应用》是材料成型及控制工程专业学生的一门专业方向选修课程， 该课程具有很强的工程性和实践性，为从事材料加工领域的设计制造、试验研究提供智能化 的辅助设计分析工具，是应用型高级工程技术人才不可或缺技能之一。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 通过学习软件使用及上机实践，使学生了解计算机辅助设计在产品设计中的应用， 树立学生产品设计 CAD/CAM/CAE 一体化的理念，了解行业前沿的设计理念。 2. 通过学习软件技术及上机实践，使学生能进行零件设计，装配体设计，并掌握零件 及装配体的二维工程图表达，掌握自下而上的设计方法，具备较强的计算机辅助设计的能力， 为今后人事工程技术工作，提高产品设计开发和创新能力打下坚实基础。 3. 通过课程的学习，使学生具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神； 具有严谨踏实、一丝不苟、讲求实效的职业精神；具有爱岗敬业的敬业精神、培养学生精益 求精的工匠精神；掌握先进制造技术，勇于创新，为工业 4.0 及中国制造 2025 作贡献。 二、教学活动目标 184 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：掌握参数化草图绘制工具的使用，掌握基本实体特征建模及其编辑工具的 使用，从而可以在 SW 环境熟练地进行零件设计。下可以掌握 SolidWorks 软件的零件建模， 装配体建模，工程图建模， 。（支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 2：在零件建模的基础上掌握零件的装配技术，实现自下而上的设计方法，并 可以进行简单的装配干涉检查，并实现简单装配运动。 （支撑毕业要求指标点 3-3、3-4） 课程目标 3：掌握零件的工程图设计，装配体的工程图设计方法，可以实现用合适的表 达方式来绘制出符合生产加工的技术性文件，从而提高工程实践能力，使理论与实践相结合。 （支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 4：在熟练掌握 SolidWorks 软件技术的前提下，再结合前期学习的各种专业 课程，可进行产品的创新型设计并分析。树立 CAD/CAM/CAE 的产品设计加工制造一体化的先 进技术理念，紧跟时代步伐。（支撑毕业要求指标点 3-5） 课程目标 5：在学习掌握 SolidWorks 软件技术的前提下，要理解三维建模思想，要触 类旁通，可以短时间内掌握行业各种建模软件的使用，这样在工作中选择合适的软件设计工 具完成相应的设计任务。（支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：爱国情怀——通过讲解我国在设计软件与国处的差距、自主研发的大型机 械工程设备案例，再结合中国政府的“制造业强国战略”以及《中国制造 2025》激发学生 的民族自尊心和自豪感，培养学生的爱国精神和社会责任感，从而树立正确的世界观、人生 观、价值观，勇敢地肩负起时代赋予的光荣使命，全面提高学生思想政治素质。 思政目标 2：敬业精神——在产品设计过程中的，一个零件微小尺寸错误可以导致整台 机器装配完成后配合不严密从而导致系统功能的失效，让学生意识到敬业、精益、专注的重 要性，来培养学生的“工匠”精神。 思政目标 3：诚信品德——指导学生了解国内外设计行业标准，了解 CAD/CAM/CAE 管理，引导学生深入了解设计任务需求，按时按质按量完成项目工程，培养学生诚实守信的 职业道德和正确的质量意识。 思政目标 4：友善性格——以项目组形式，引导学生根据项目任务，合理分工，取长补 短，互相学习，互相包容，学习与人为善的处世之道，培养学生团队合作精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 185 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 内容 讲授 上机 小计 课程目标 要求指标点 2 1 3 课程目标 1 3-2 3-2 绪论及参数化草图 1 设计 2 零件建模设计 12 5 17 课程目标 2 3 装配体设计 4 1 5 课程目标 3、4 3-3，3-4 4 工程图设计 4 1 5 课程目标 3、4 3-3，3-4 2 课程目标 5 3-5，3-6 CAD/CAM/CAE 设计一 5 2 体化 学习内容： 1．绪论及参数化草图设计 CAD/CAM/CAE 设计一体化的基本概念及工程应用；Solidworks 软件建模的基本思路；草 图的概念作用，参数化草图绘制思路；各种绘图工具的使用；约束的添加方法。 重点：尺寸驱动下的草图绘制、修改编辑方法；约束添加的方法。 难点：约束的添加。 2．零件设计 运用基础特征拉伸、旋转、放样、扫描、筋的生成及编辑方法进行零件主体结构设计； 运用孔、倒角、圆角、抽壳、拨模、镜像及阵列等特征进行零件的细部结构和工艺结构设计； 掌握参考几何体特征、螺纹建模特征的生成编辑方法；逐步建立实体建模思路。 重点：特征截面的选择；参考几何体及特征编辑修改的方法。 难点：参考几何体特征的生成及编辑 3．装配体设计 装配体特征及其编辑方法；装配体爆炸图的生成；装配体的干涉检查及装配运动。 重点：装配体的配合。 难点：如何定义装配体的配合。 4．工程图设计 工程图特征及其编辑方法。创建图幅、样式设置；三视图、模型视图、投影视图、辅助 视图、剖面视图、局部视图、断开视图等各种工程视图的生成编辑方法；尺寸、文字、线型、 线粗等各种样式设置方法；工程图技术要求的标注方法；装配图中零件序号及明细表的制作。 重点：各种视图的生成及其编辑方法。 186 难点：如何选择合适的视图合理的表达零件及装配体。 5．CAD/CAM/CAE 设计一体化 通过一个实例的整个开发过程，说明了如何将 CAD/CAM/CAE 系统集成起来，让学生了解 现代产品设计加工制造一体化的流程。 四、本课程开设的实践项目 编号 实验项目名称 学时 类型 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 参数化草图设计零件 1 支撑课程 课程目标 2 设计性 必做 设计 1 3-2 1， 2 课程目标 2 零件设计 2 2 设计性 必做 3-3，3-4 1，2 课程目标 6 装配体设计 2 设计性 必做 3-3，3-4 3、4 课程目标 4 工程图设计 2 设计性 必做 3-5 3、4 项目 1.参数化草图设计及零件设计 1 目的：应用直线、圆等草图实体绘制方法，以及用垂直是、水平等约束添加方法进行草 图设计；应用拉伸、旋转、扫描、放样等特征建模工具进行具有单一特征的零件建模。 仪器：微型计算机。 安排：每人要完成一个完整的二维参数化草图设计；完成两个简单的零件实体建模。 场所：CAD/CAM 实验室。 项目 2.零件设计 2 目的：选用合适的特征进行典型零件的建模设计 仪器：微型计算机。 安排：完成一个较复杂零件的建模设计，尽量多的使用特征及编辑工具。 场所：CAD/CAM 实验室。 项目 3.装配体设计 187 目的：将零件装配添加相应的配合约束构成一个完整的部件，检查干涉情况，并生成爆 炸图。 仪器：微型计算机。 安排：调用软件所带资源库里的零件学习装配体的设计 场所：CAD/CAM 实验室。 项目 4.工程图设计 目的：由零件及装配体生成完整的零件工程图及装配图，掌握各种视图的生成方法及修 改方法；掌握尺寸技术要求的标注，图纸图幅的设置等，生成合格的可用于生产的技术文件。 仪器：微型计算机。 安排：利用前面上机做的零件及装配体进行工程图的绘制。 场所：CAD/CAM 实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门工程性与实践性较强的课程，所以在授课时采用多媒体教学手段，人 机互动的方法，进行项目式教学，通过完成相应的项目任务掌握软件各种工具的使用 2. 本课程的实操性很强，所以通过课后布置作业的方式补充实践课的不足以达到熟练 掌握软件的工具用法。 六、考核方式 （一）考核方式 1. 考核方式为考查，重点考查学生对软件的熟悉程度，注意考查实用性的知识及应用 性较强的知识。 2. 总成绩由平时成绩与末考成绩两部分构成。平时成绩依据出勤率、平时作业、课堂 表现、纪律遵守等情况打分，平时成绩占 30%；末考以大作业形式进行考试，占期末考试 的 70%。 （二）平时成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 70%，评价依据以下几个方面： 188 ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 刘源，刘慧玲.《SolidWorks 产品设计》.沈阳：东北大学出版社.2020 （二）主要参考书： [1]CAD/CAM/CAE 技术联盟.《SolidWorks2016 中文版机械设计从入门到精通》.北京. 清华大学出版社.2019 [2]陈超祥.《SolidWorks 零件与装配体教程》.北京：机械工业出版社.2018 [3]倪洪启，王树强.《SolidWorks 实例应用》.北京：人民邮电出版社.2011 [4]任学军，田卫军.《CAD/CAM 应用技术》.北京：电子工业出版社.2011.7 [5]姚英学，蔡颖.《计算机辅助设计与制造》.北京：高等教育出版社.2002 [6]魏峥.《SolidWorks 基础教程与上机指导》.北京清华大学出版社.2011 执笔教师：曲晓华 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 189 MATLAB 基础及应用课程教学大纲 Basis and Application of MATLAB 课程类别： 专业选修课程 课程编号： 1416028B 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： C 语言程序设计 总学时： 32 学分： 2 讲授： 24 实验： 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 MATLAB 是 MathWorks 公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件， 可以解决工程、 科学计算和数字信号处理、通信、自动化、数学等学科中许多问题。本课程是自动化专业核 心课程，在培养学生理论联系实际及综合应用能力等方面具有十分重要的地位。MATLAB 基 础与应用课程以高等数学、线性代数、复变函数为教学实践基础，培养学生利用 MATLAB 对 数学计算和仿真实验进行编程、计算、建模和分析的技能，提高学生解决实际问题的能力。 在整个教学计划中，该课程占有很重要的地位，它所介绍的内容是自动化技术人员必须掌握， 不可缺少的专业基础知识。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 通过学习 MATLAB 的基本构成及使用方法，使学生掌握 MATLAB 基本操作和程序设 计。 2. 通过以高等数学、线性代数等教学实践基础，学习 MATLAB 进行数据的统计与分析、 数值插值和求解常微分方程。培养学生利用 MATLAB 对数学计算和仿真实验进行编程、计算、 建模和分析的技能。 3. 通过 MATLAB 绘图的学习，使学生能够掌握二维图形和三维图形的绘制方法，为学习 和绘制更复杂图形打下基础。 4. 通过学习 Simulink 系统建模与仿真方法，使学生了解 Simulink 库的分类及模块的 含义功能与正确使用方法。掌握利用模块进行建模的基本方法和动态仿真分析技能。 二、教学活动目标 190 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习 MATLAB 的基本构成、基本功能、软件结构及其作用，具备理解 程序的结构特点、编程规则的逻辑关系，语言的背景意义。能够掌握变量、数据和函数的表 示与操作及运算符的使用、程序的结构及使用、MATLAB 基本数学函数及运算、自定义函数 的编辑方法、基本绘图函数及其操作。（支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 2：通过以高等数学、线性代数等教学实践基础，学习 MATLAB 进行数据的统 计与分析、数值插值和求解常微分方程。 （支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 3：指能灵活运用 MATLAB，具备利用 MATLAB 对数学计算和仿真实验进行编程、 计算、建模和分析的技能解决实际问题并在计算机上编程，调试并得出正确的结果。 （支撑 毕业要求指标点 3-1、3-6） 课程目标 4：具备熟练绘制二维图形和三维图形的能力。（支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 5：掌握 Simulink 库的分类及模块的含义功能与正确使用方法。具备能利用 模块进行建模的基本方法和动态仿真分析技能。 （支撑毕业要求指标点 3-1、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学过程 中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，培养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 第一章 支撑 支撑的毕业要求 内容 绪论 讲授 实验 小计 课程目标 指标点 4 0 4 课程目标 1 3-1 191 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要求 内容 讲授 实验 小计 课程目标 指标点 4 0 4 课程目标 2 3-1 矩阵、数 第二章 组、符号 运算 第三章 编程 8 6 14 课程目标 3 3-1、3-6 第四章 绘图 2 0 2 课程目标 4 3-1 4 2 6 课程目标 2 3-1 数值计算 第五章 方法 Simulink 第七章 3-1 2 0 2 课程目标 5 仿真系统 3-6 学习内容： 第一章 绪论 MATLAB 的基本构成、基本功能、软件结构及其作用；MATLAB 桌面的命令窗口、命令历 史窗口、工作空间窗口的使用。 重点：MATLAB 桌面的命令窗口、命令历史窗口、工作空间窗口的使用。 难点：MATLAB 桌面的命令窗口、命令历史窗口、工作空间窗口的使用。 第二章 矩阵、数组、符号运算 变量、数据和函数的表示与操作；算术运算符；逻辑运算符；关系运算符；创建矩阵的 方法；微积分函数的使用；求解符号方程。 重点：变量、数据和函数的表示与操作、四种运算符运算。 难点：变量、数据和函数的表示与操作。 第三章 编程 顺序结构程序设计；分支结构程序设计；循环结构程序设计。掌握常用数学函数的结构 与功能、自定义函数的编辑方法。 重点：顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构程序设计。 难点：顺序结构程序设计、分支结构程序设计、循环结构程序设计。 第四章 绘图 192 图形窗口的打开和设置、二维绘图方法及指令的使用；三维绘图方法及指令的使用 重点：二维绘图方法及指令的使用。 难点：二维绘图方法及指令的使用。 第五章 数值计算方法 函数与极限运算、级数求和、方程的求解（齐次方程组求解、非齐次方程组求解）、求 解函数的零点、极点运算，导数与微分、积分及其应用。 重点：函数与极限运算、方程的求解、导数与微分、积分及其应用。 难点：函数与极限运算、导数与微分、积分及其应用。 第七章 Simulink 仿真系统 Simulink 软件包的功能、Simulink 模块库、Simulink 模块窗口、Simulink 软件包系统 建模方法。 重点：Simulink 软件包系统建模方法。 难点：Simulink 软件包系统建模方法。 四、本课程开设的实验项目 编号 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 1 if 条件分支结构实验 2 设计性 必做 课程目标 3 3-1、3-6 2 for 循环结构实验 2 设计性 必做 课程目标 3 3-1、3-6 3 while 循环结构实验 2 设计性 必做 课程目标 3 3-1、3-6 4 数值计算实验 2 综合性 必做 课程目标 2 3-1 实验 1.if 条件分支结构实验 实验目的：掌握新建 m 文件的方法；了解分支结构程序；掌握 if 条件分支结构流程图 的绘制。 实验原理：if 条件分支结构。 实验仪器：安装 matlab 软件的电脑一台。 实验安排： 教师讲解 if 条件分支结构的使用和特点， 讲解实验 if 条件分支结构流程图， 学生以 1 人一组，对照给出的问题画出 if 条件分支结构流程图， ，通过编写程序，并记录运 行结果。 193 实验报告要求：简述实验 if 条件分支结构流程图；记录实验步骤，并将几组实验数据 及结果以表格列出；写出实验的体会及编程中遇到的问题。 实验场所：机房实验室。 实验 2. for 循环结构实验 实验目的：掌握新建 m 文件、m 函数的方法；了解分支结构程序；掌握 for 循环结构流 程图的绘制。 实验原理：for 循环结构。 实验仪器：安装 matlab 软件的电脑一台。 实验安排：教师讲解 for 循环结构的使用和特点，讲解实验 for 循环结构流程图，学生 以 1 人一组，对照给出的问题画出对应的 for 循环结构流程图，通过编写程序，并记录运行 结果。 实验报告要求：简述实验 for 循环结构流程图；记录实验步骤，并将几组实验数据及结 果以表格列出；写出实验的体会及编程中遇到的问题。 实验场所：机房实验室。 实验 3.while 循环结构实验 实验目的：掌握新建 m 文件、m 函数的方法；了解分支结构程序；掌握 while 循环结构 流程图的绘制。 实验原理：while 循环结构。 实验仪器：安装 matlab 软件的电脑一台。 实验安排：教师讲解 while 循环结构的使用和特点，讲解实验 while 循环结构流程图， 学生以 1 人一组，对照给出的问题画出对应的 while 循环结构流程图，通过编写程序，并记 录运行结果。 实验报告要求：简述实验 while 循环结构流程图；记录实验步骤，并将几组实验数据及 结果以表格列出；写出实验的体会及编程中遇到的问题。 实验场所：机房实验室。 实验 4.数值计算实验 实验目的：理解函数与极限运算、级数求和；掌握方程的求解（齐次方程组求解、非 齐次方程组求解）；求解函数的零点、极点运算，导数与微分、积分及其应用。 实验原理：函数极限运算、级数求和函数；函数的零点、极点运算，导数与微分、积分 194 函数。 实验仪器：安装 matlab 软件的电脑一台。 实验安排：教师讲解函数极限运算、级数求和函数、函数的零点、极点运算，导数与微 分、积分函数，并对其中几个函数的使用演示；学生以 1 人一组，对照实验中涉及到的函数 的问题，根据实验题目的要求，使用相应的函数编程，观测函数极限运算、级数求和、函数 的零点、极点运算，导数与微分、积分等函数的运算结果，明确函数的使用方法。 实验报告要求：简述实验原理并写出函数的使用方法；记录实验步骤，通过验证实验中 函数运算结果，得出实验结论；写出实验的体会与疑问。 实验场所：机房实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，教师少 讲、精讲，让学生通过对实例分析、讨论，总结解题步骤，增加学生的感性认识，提高教学 效率。 2.采用案例式教学，结合工程实际问题，使学生具备相关的实际应用能力。 3.本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生创 新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 本课程为考查课，考查课程成绩采取“N+2”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤 （20 分） 、课堂表现（20 分） 、平时作业（30 分）、实践（实验，20 分）、其它（10 分） ，占 比 30%； “2”指期末成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%，其中期末成绩不低于 50 分，低 于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩中的 20 分，考勤全勤记为 20 分，缺勤一次减 5 分，每学期课 堂考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 课堂表现占平时成绩中的 20 分，参与所有课堂活动记 20 分，缺席一次减 3 分，无故不 参与课堂活动 4 次，课程修读无效。 195 课堂笔记占总成绩中的 20 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，分为 20 分、18 分、15 分、12 分、10、0 分六档。 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂讨论的参与度、维护教室卫生与多媒体 设备养护情况等。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占平时成绩 30 分，评价依据以下几个方面： 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分完 全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占平时成绩的 20 分，实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分完 全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； 196 ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部 分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 王永龙，张兆忠，张桂红．MATLAB 语言基础与应用．北京：电子工业出版社．2016.5 （二）主要参考书： [1] 薛定宇.控制系统计算机辅助设计：MATLAB 语言与应用，北京：清华大学出版社， 2006.3 [2] 薛定宇、陈阳泉.基于 MATLAB/Simulink 的系统仿真技术与应用，北京：清华大学 出版社，2002.2 [3] 郑恩让、聂诗良. 控制系统仿真，北京：北京大学出版社，2006.8 [4]王正林，王胜开，陈国顺. MATLAB\Simulink 与控制系统仿真(第 2 版). 北京：电 子工业出版社，2008.6 执笔教师：苗玉 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 197 文献检索与科技论文写作课程教学大纲 Literature searching and scientific papers writing 课程类别 专业选修课程 课程编号 1416029B 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 材料科学基础 总学时 32 学分 2 讲授 24 上机 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是为我校不同专业的学生开设的一门公共选修课，针对对象主要是即将开展毕业 论文（或毕业设计）的大三或大四的高年级学生，其目的就是使大学生获得一定的文献信息 收集、整理、加工与利用能力，以利其课程论文或毕业论文的顺利完成；或通过本课程的系 统学习，全面掌握科技文献检索和科技论文写作的方法，为将来走上工作岗位或进一步的深 造打下一个坚实的基础。 （二）课程任务 文献检索与科技论文写作课程是一门融理论、方法、实践于一体，能激发大学生创新意 识和培养创新能力的科学方法课。其目的就是使大学生、 研究生获得一定的文献信息收集、 整理、加工与利用能力，以利其课程论文或毕业论文的顺利完成；同时，促进大学生的信息 意识、信息价值、信息道德与信息安全等信息素质观念的形成与发展，提高学生学习、研究 和创新能力。本门课程以全新的视角，将一些检索工具与传统的和现代的手段有机地融为一 体，具体内容涉及各种文献特点与分布，传统文献检索工具的编排组织规则和使用方法，电 子文献检索技术，国内外著名的题录、文摘或索引数据库、引文数据库、全文数据库的特点 及使用方法，文献的合理使用，学术论文的写作规范、撰写方法以及投稿技巧等。 通过本课程的学习，学生能够掌握文献信息检索的基础知识，信息处理技能，较为熟练 地利用图书馆馆藏传统文献检索工具和网络学术数据库来查检、 获取学习与研究中所需的 文献信息， 并对我国有关的信息安全与知识产权方面的法律法规和常识有一定的了解，初 步形成负责任地使用文献资源的意识与观念。 二、教学活动目标 198 （一）课程目标（3-5 个） 本课程是高等院校相关专业的考查课程，向学生讲授数据库联机检索、计算机搜索引擎、 网络电子资源的利用、各类文摘索引、以及传统的常用工具书，培养学生对信息检索的理论 认识与综合操作能力。 课程目标 1：通过文献检索课程的学习，让学生了解当今信息发展与知识更新的概况， 懂得如何靠自己查找相关资料进行独立的研究与论文的写作。（支撑毕业要求指标点 3-2， 3-3，3-5） 课程目标 2：培养学生自学能力、独立解决问题能力以及知识更新能力。 （支撑毕业要 求指标点 3-3，3-6） 课程目标 3：通过操作实习让学生掌握信息检索能力，培养学生良好的信息观念。（支 撑毕业要求指标点 3-3，3-4） （二）思政目标 1.高校大学生正处在人生观、世界观和价值观形成和确立的关键时期，大学生要在网络 信息的海洋中自由地航行，就必须具备抵御风浪的能力，即良好的信息道德素质。 2.在高校文献检索课程中对大学生进行信息法律和法规教育，有利于他们尊重知识产权， 自觉遵守信息法律和法规，让学生懂得以法律来保护和约束自身的信息活动和信息行为。 3.许多对科学研究感兴趣的学生会通过选修文献检索课程以提高自身信息查询、信息识 别、信息分析与综合等科学研究能力。因此，高校文献检索课程可以着力培养学生的科学精 神和创新精神。 4. 高校文献检索课程的检索案例是不限学科和主题的，因此，在检索案例中可植入一 些基本的思想政治教育元素，如爱国主义教育、一般的法制教育、国防教育、民族团结教育 等。另外，采取小组制授课模式还可以对学生进行团结协作精神教育。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 小计 课程目标 要求指标点 2 课程目标 1 3-5 4 课程目标 1 3-3/3-5 2 课程目标 1 3-3/3-5 内容 讲授 上机 第一章 信息检索与信息素养 2 第二章 信息源 2 第三章 信息检索技术 2 第四章 搜索引擎 2 2 4 课程目标 1 3-3/3-5 2 0 2 课程目标 1 3-2 2 数 据 库与 检索 系统 的 使 第五章 用 199 第六章 期刊数据库检索 4 2 6 课程目标 2 3-3/3-6 第七章 电子图书 2 2 4 课程目标 2 3-3/3-6 第八章 特种文献检索 2 0 2 课程目标 2 3-3/3-6 第九章 数据与事实检索 1 0 1 课程目标 2 3-3/3-6 2 0 2 课程目标 3 3-3/3-6 1 0 1 课程目标 3 3-4 2 0 2 课程目标 3 3-4/3-6 学习、考试、留学信息检 第十章 索与利用 企 业 与商 业性 信息 检 索 第十一章 与利用 学 术 信息 检索 与科 技 论 第十二章 文写作 学习内容： 第一章 信息检索与信息素养 通过学习信息检索的目标、意义及方法，让学生去了解信息、知识、文献、情报的概念 及其相互关系；进而得以掌握信息检索的原理及方法。本章概述了信息、知识、文献、情报； 信息检索的基本原理及方法，以及信息素养的培养。 重点：信息检索的原理和方法以及信息素养的培养。 难点：信息检索的原理和方法。 第二章 信息源 通过学习信息源的分类；让学生理解国内外开放存取数据库及系统的特点；并掌握信息 检索委托与求助的方法。本章主要内容包括信息源的分类；图书馆的资源与类型；网络及网 络资源的分类与特点；国内外开放存取数据库及系统的特征与类型；信息检索委托与求助的 方法。 重点：信息源的分类与国内外开放存取数据库及系统的特点。 难点：国内外开放存取数据库及系统的特征与类型。 第三章 信息检索技术 通过学习数字化信息资源的概念、类型、特点以及数据库的类型、结构等基础知识；以 掌握计算机信息检索的原理、方法、途径和步骤，以及计算机检索技术的使用。 重点：检索词的确定方法与常用的计算机检索途径。 难点：检索词的确定方法。 第四章 搜索引擎 通过学习常用搜索引擎的使用方法，来理解搜索引擎的使用技巧；掌握常用搜索引擎搜 索学术信息的方法。 200 重点：搜索引擎的使用技巧以及用搜索引擎搜索学术信息的方法。 难点：用搜索引擎搜索学术信息的方法。 第五章 数据库与检索系统的使用 通过学习如何利用检索系统提供的功能让自己的需求得到完整表达，来理解数据库检索 平台的使用方法，并掌握如何利用检索结果的分析功能找到最合适的文献。本章主要内容分 为三大块，即：认识检索系统；使用检索系统的流程；常用的综合检索平台。 重点：数据库检索平台的使用方法。 难点：如何利用检索结果的分析功能找到最合适的文献。 第六章 期刊数据库检索 通过引导学生学习如何使用常用的中外文期刊数据库，以达到让学生理解中文三大期刊 全文数据库的检索方法，并要求掌握三大中文期刊数据库的文献收录范围、检索方法和对检 索结果的处理。本章节内容主要有：认识常用的中外文期刊数据库；中文三大期刊全文数据 库的对比和检索方法；认识常用的外文期刊数据库。 重点：中文三大期刊全文数据库的检索方法。 难点：对检索结果的处理方法。 第七章 电子图书 通过学习中外文电子图书的检索概况，使学生理解中外文电子图书数据库的检索方法与 技巧，并且掌握超星电子图书和方正电子图书数据库的检索方法与技巧。本章内容包括认识 电子图书；中文电子图书；外文电子图书。 重点：超星电子图书和方正电子图书数据库的检索方法与技巧。 难点：外文电子图书数据库的检索方法与技巧。 第八章 特种文献检索 通过学习特种文献的相关概况，使学生理解各种特种文献的特征与检索特点，并掌握各 种特种文献的检索方法。本章内容涵盖了专利检索；标准检索；会议文献检索；学位论文检 索；科技报告检索；产品样本检索；报纸检索等几乎所有的特种文献检索方法。 重点：各种特种文献的特征与检索特点。 难点：各种特种文献的检索方法。 第九章数据与事实检索 引导学生学习参考工具书的类型，使其理解数据与事实数据库的检索特点，并且掌握法 律信息检索的途径。本章教学内容有：工具书的种类与检索；数据与事实数据库的检索；法 律信息的检索。 重点：工具书的检索方法。 难点：网络法律信息的检索途径。 第十章学习、考试、留学信息检索与利用 201 通过学习考试类信息检索的特点，以达到理解学习考试类信息的正确获取方法，并且掌 握各种学习考试类信息的检索与利用。本章教学内容包括：考试信息的检索与利用；课程信 息的检索与利用；留学信息的检索与利用。 重点：各种学习考试类信息的检索与利用。 难点：学习考试类信息的正确获取方法。 第十一章企业与商业性信息检索与利用 通过学习商业信息在网站的发布方式，以理解企业与商业性信息检索的途径，并且掌握 就业信息的检索途径与方法。本章教学内容包括企业信息的检索与利用；就业信息的检索与 利用；网络购物信息的检索与利用。 重点：企业与商业性信息的检索。 难点：查找企业信息的途径与就业信息的检索途径和方法。 第十一章学术信息检索与科技论文写作 通过学习如何整理并阅读学术信息，以理解学术规范与科技论文写作规范以及论文的收 录、应用与发表，并掌握毕业设计(论文)各阶段的信息检索与方法。本章内容有：学术信息 的整理与阅读；毕业设计(论文)各阶段的信息检索与利用方法；学术规范与写作规范；科技 论文的收录、应用与发表。 重点：毕业设计(论文)各阶段的信息检索与方法。 难点：学术规范与科技论文写作规范以及论文的收录、应用与发表 四、本课程开设的实验项目（如课程不含实验等实践环节，请将该项删除） 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 要求 1 搜索引擎的使用 2 综合性 必做 课程目标 1 3-3 2 图书馆数字化信息资源的利用 2 综合性 必做 课程目标 1 3-3 3 CNKI 数据库的使用 2 综合性 必做 课程目标 2 3-6 4 超星电子图书的使用 2 综合性 必做 课程目标 2 3-6 实验 1.搜索引擎的使用 实验目的：搜索引擎的使用方法与技巧；如何用搜索引擎搜索学术信息。 实验仪器：计算机。 实验安排：教师讲解后，学生自行了解搜索引擎的类型、功能、掌握搜索引擎使用技巧。 实验场所：机械楼一层机房。 实验 2.图书馆数字化信息资源的利用 202 实验目的：图书馆数字化信息资源的分布情况与利用技巧。 实验仪器：计算机。 实验安排：教师讲解后，学生了解图书馆的资源与类型；理解图书馆数字化信息资源的 分布情况；掌握图书馆数字化信息资源的利用技巧。 实验场所：机械楼一层机房。 实验 3.CNKI 数据库的使用 实验目的：CNKI 数据库的检索界面和检索方式。 实验仪器：计算机。 实验安排：教师讲解后，学生了解 CNKI 数据库的概况以及检索界面；掌握 CNKI 的检索 方式。 实验场所：机械楼一层机房。 实验 4.超星电子图书的使用 实验目的：超星电子图书资源的分布情况与利用技巧。 实验仪器：计算机。 实验安排：教师讲解后，学生了解超星电子图书的资源与类型；掌握超星电子图书资源 的利用技巧。 实验场所：机械楼一层机房。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.积极推行互动教学法，一边学习一边练习，学以致用。 2.运用多媒体教室，对课堂教学进行一体化的教学模式。 3.理论教学与实践教学紧密配合，提高学生的动手能力和操作能力。 六、考核方式 （一）考核方式 课程成绩采取“N+2”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分） 、课堂表现（20 分）、平时作业（30 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查等，20 分） 、其它（10 分）， 占比 30%； “2”指卷面成绩与课堂笔记，分别占比 50%、20%，其中卷面成绩不低于 50 分， 低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 本课程采用平时考核，期末机试以及课堂笔记综合评定学生成绩。其中平时成绩中的课 203 堂考勤记录占平时成绩的 20 分，考勤全勤记为满分，缺席一次减 4 分，每学期课堂考勤不 少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 课堂表现占平时成绩中的 20 分，参与所有课堂活动记满分，缺席一次减 2 分，无故不 参与课堂活动 4 次，课程修读无效。 平时作业占平时成绩的 30 分，以 4 次实践作业为参考。评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 实验成绩占平时成绩的 20 分，每项实验，预习报告占 20%，实际操作 40%，实验报告 40%。实验成绩=预习报告+上机操作+实验报告。 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂生成的随机提问作答情况、课堂讨论的 参与度、维护教室卫生与多媒体设备养护情况等。 课堂笔记占最终成绩中的 20％，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，根据笔 记情况给出相应分数。 期末机试占总成绩的 50％，考核评价标准：详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 邓发云.信息检索与利用.北京: 科学出版社.2018.1 （二）主要参考书 [1]马三梅.科技文献检索与利用(第二版）.北京:科学出版社.2019.2 [2]王红军.文献检索与科技论文写作入门.北京: 机械工业出版社.2018.11 [3]姚养无.科技论文写作基础.北京: 国防工业出版社. 2017.6 执笔教师： 弓晓园 审 核 人： 李伯琼 2021 204 年 3 月 7 日 二、职业能力教育平台 金属塑性成形原理 Technology principles of metal forming 课程类别： 模具模块课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 1416001C 《材料科学基础》《材料力学 性能》《金属材料及热处理》 总 学 时： 48 学 分： 3 讲 42 实 验： 6 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是材料成型及控制工程专业模具方向最重要的专业必修课程,是一门系统地研究 金属塑性成形理论及其普遍规律的科学,是模具模块专业后续冲压工艺与模具设计等课程的 基础。此课程阐述塑性力学基础，研究塑性成形中的共同规律和特殊规律，目的是可以用本 课程所学知识分析和解决在塑性加工过程中遇到的材料变形问题。 （二）课程任务通过本课程的学习使学生具备如下能力： 1. 具有用于解决金属塑性成形工艺分析及模具设计过程中复杂问题的专业知识。 2. 具有综合应用数学、力学、材料学等知识对金属塑性成形问题进行建模、分析、判 别、优化的能力。 3. 具有对复杂金属塑性成形问题进行分析和提炼，并尝试改进的初步能力；具有对解 决方案的可行性进行初步分析与论证的能力；掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和 意识；能够设计满足特定需求的塑性成形工艺与模具。 4. 能够应用所学知识对金属性能、变形行为、成形参数、模具设计等问题制定实验研 究方案。 5. 能正确认识材料成型过程对于环境和社会可持续发展的影响。 二、教学活动目标 205 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习应力、应变理论、屈服准则、塑性力学本构方程，在此基础上研 究金属塑性成形中的有关力学问题的各种解法，目的在于分析变形体内的应力、应变及其分 布，确定变形力和变形功，为选择设备吨位、计算模具强度提供依据。 （支撑毕业要求指标 点 1-3） 课程目标 2：在学习金属学的基础上研究变形条件变形温度、变形速度、金属强度、应 力状态、摩擦条件等对金属塑性和变形抗力的影响及提高金属塑性和降低变形抗力的措施， 目的在于在生产中以最小的能量获取最大的变形，减小工序，提高生产率，同时又能获取性 能良好的工件。（支撑毕业要求指标点 3-6） 课程目标 3：通过学习金属变形对变形体的机械性能和物理性能的影响，分析变形条件 与组织、性能之间的关系，以便确定金属与合金的塑性加工规范，如变形强度、变形速度、 极限变形量、加热速度、冷却速度。（支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 4：通过学习金属在塑性成形中的流动规律和变形特点，目的使学生掌握如何 确定合理的毛坯尺寸以及制定合理的工艺使工件顺利成形。（支撑毕业要求指标点 3-2） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解目前金属成形的先进技术以及在实际成产中的应用， 培养学生对于本专业的责任感和使命感。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在学习工件成形工艺的过程中，引导学生意识到在科技迅速发展当下，高 速发展的工业与日益恶化的自然环境既对立又统一，两者需要兼顾。坚持寻求绿色发展之路， 建立全面协调的可持续发展道路。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的“工匠”精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要 内容 讲授 实验 小计 206 课程目标 求指标点 课程目标 第一章 绪论 2 2 3-1 1 第二章 金属塑性 变形的物 理基础 4 第三章 金属塑性 变形力学 基础 10 2 12 课程目标 1 3-2 第四章 塑性成形 中的摩擦 4 2 6 课程目标 2 3-2 第五章 塑性成形 件质量的 定性分析 4 4 课程目标 3 3-2 第六章 主应力法 及其应用 10 12 课程目标 3、4 3-2、3-6 第七章 滑移线场 理论简介 4 4 课程目标 4 3-2、3-6 第八章 上限法及 应用 4 4 课程目标 4 3-6 4 2 课程目标 1 3-2 学习内容： 第一章 绪论 金属塑性成形的特点及分类；本课程的目的与任务；金属塑性成形理论的发展概况。 重点：金属塑性成形的特点及分类。 难点：金属塑性成形的特点。 第二章 金属塑性变形的物理基础 金属冷态下的塑性变形；金属热态下的塑性变形；金属的超塑性变形；金属在塑性加工 过程中的塑性行为；变形力学条件对金属塑性的影响；其他因素对金属塑性的影响；提高金 属塑性的基本途径。 重点：金属冷变形的变形机理以及特点，冷变形对金属组织和性能的影响；金属热变形 时软化过程以及变形机理；热塑性变形对金属组织和性能的影响；金属成分、变形温度、应 变速率、变形力学条件对金属塑性的影响。 难点：金属的化学成分和组织对塑性的影响，应变速率对金属塑性的影响。 第三章 金属塑性变形的力学基础 207 应力分析；应变分析；平面应力及轴对称问题；屈服准则；塑性变形时应力应变关系； 真实应力一应变曲线。 重点：应力分析；应变分析；平面应力及轴对称问题；屈服准则的概念，屈雷斯加屈服 准则，米塞斯屈服准则。 难点：应力分析；应变分析；平面应力及轴对称问题；屈服准则的概念，屈雷斯加屈服 准则，米塞斯屈服准则。 第四章 塑性成形中的摩擦 金属塑性成形中摩擦的特点和影响；塑性成形中摩擦的分类及机理；描述接触表面上摩 擦力的数学表达式；影响摩擦系数的主要因素；测定外摩擦系数的方法；塑性成形中的润滑。 重点：金属塑性成形中摩擦的特点和影响，塑性成形中摩擦的分类及机理。 难点：金属塑性成形中摩擦的特点和影响，塑性成形中摩擦的分类及机理。 第五章 塑性成形件质量的定性分析 原材料及塑性成形过程中常见的缺陷类型；塑性成形件质量分析的一般过程及分析方 法，；塑性成形件中的空洞和裂纹；塑性成形件中裂纹分析实例；塑性成形件中的折叠，折 叠的类型及其形成原因；塑性成形件中的晶粒度，晶粒大小对力学性能的影响，影响晶粒大 小的主要因素，细化晶粒的主要途径。 重点：塑性成形件中的晶粒度， 晶粒大小对力学性能的影响；影响晶粒大小的主要因素， 细化晶粒的主要途径。 难点：塑性成形件中的空洞和裂纹；塑性成形件中裂纹分析实例；塑性成形件中的折叠， 折叠的类型及其形成原因。 第六章 主应力法及其应用 主应力法的基本原理、假设；主应力法的解题方法和步骤；不同情况下（平面变形、轴 对称变形、镦粗、挤压等）变形力的计算方法。 重点：主应力法的解题方法和步骤；不同情况下（平面变形、轴对称变形、镦粗、挤压 等）变形力的计算方法。 难点：不同情况下（平面变形、轴对称变形、镦粗、挤压）变形力的计算方法。 第七章 滑移线场理论简介 塑性平面应变状态下的应力莫尔圆与物理平面；滑移线的基本概念，汉基（Hencky） 应力方程，滑移线几何特性，应力边界条件，滑移线场的图解法；滑移线法在塑性成形中的 应用。 重点：了解及理解滑移线的基本概念，汉基（Hencky）应力方程，滑移线几何特性， 208 应力边界条件，滑移线场的图解法；滑移线法在塑性成形中的应用。 难点：滑移线场的图解法。 第八章 上限法及其应用 虚功方程和极值原理；速度间断的剪切功率；上限法在塑性加工中的应用；握重基本能 量方程式，速度场的建立，上限法的应用。 重点：基本能量方程式，速度场的建立。 难点：速度场的建立，上限法的应用。 四、本课程开设的实验项目 编 号 实验项目名称 时 学 类型 要求 支撑课程 目标 支撑的毕业 要求指标点 1 真实应力—应变曲线的建立 2验证性 必做 课程目标 1 3-2、3-6 2 圆环镦粗法测摩擦系数 2验证性 必做 课程目标 2 3-2、3-6 3 镦粗时接触面上正应力的分布 2综合性 必做 课 程 目标 4 3-2、3-6 实验 1. 真实应力—应变曲线的建立实验 实验目的：通过该实验使学生了解真实应力—应变曲线的绘制方法，了解金属材料在塑 性变形时应力随应变的变化规律。 实验原理：材料真实应力—应变的关系。 实验仪器：AGS-X100KN 材料试验机，动态应变仪，拉力传感器，函数记录仪。 实验安排：学生以 3 人为一组，在材料万能试验机上进行圆柱体镦粗试验，传感器以及 应变仪记录变形过程力和变形量，最终绘制真实应力—应变曲线。 实验报告要求：简述真实真实应力-应变实验原理；记录实验步骤，并将实验数据及结 果以表格列出；绘制真实应力—应变曲线图；写出实验的体会与疑问。 实验场所：力学测试实验室。 实验 2. 圆环镦粗法测摩擦系数实验 实验目的：目的是通过该实验使学生了解摩擦对金属流动的影响，通过圆环镦粗法测 定让学生掌握摩擦系数的测定方法。 实验原理：一定尺寸的圆环放在平板之间进行压缩，压缩后圆环内外径的变化情况与 平板接触面上的摩擦情况有关，圆环内径对接触面上摩擦情况变化比较敏感，接触面上的润 209 滑情况比较差时，圆环内径就会缩小，接触面上的润滑情况比较好时，圆环内径会增大，以 此通过测定内径的变化来确定摩擦系数。 实验仪器：AGS-X100KN 材料试验机，各种尺寸纯铝试样。 实验安排：学生以 3 人为一组，以一定尺寸的环形铝为试样，利用 AGS-X100KN 材料 试验机在不同的摩擦条件下进行压缩实验。 实验报告要求：简述圆环镦粗法测摩擦系数实验原理；记录该实验的步骤；通过列表 记录每次压缩后环件几何尺寸（内径、外径、高度） ，根据以上尺寸计算得出摩擦系数；最 后写出实验的体会与疑问。 实验场所：力学测试实验室。 实验 3.镦粗时接触面上正应力的分布 实验目的：通过实验测量镦粗时过程中金属的变形确定接触面上正应力的分布规律情况。 实验原理：在模具上加工一条垂直于镦粗平面的细缝，镦粗时金属流进细缝形成特殊的 峰脊，峰脊的高低与接触正应力成正比，从而通过测量变形量得出正应力的分布情况。 实验仪器：AGS-X100KN 材料试验机。 实验安排：教师讲解镦粗时接触正应力测试的实验原理；学生以 3 人一组，对照实验原 理，操作试验机，镦粗试样并记录每次压缩后的变形量。 实验报告要求：简述实验原理；记录实验步骤；记录每次压缩后的变形量，根据变形量 数据绘制接触面上正压力分布图；写出实验的体会与疑问。 实验场所：力学测试实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程理论性较强并且具有抽象性，通过引入相关材料等实际案例引导学生掌握金 属塑性成形材料的物理基础、力学基础，结合实验让学生掌握变形过程中的摩擦、塑性成形 质量的定量分析，最终让学生掌握分析金属在塑性成形时的基本方法。 2. 采用多媒体教学手段，使抽象的微观组织现象具体化，配合例题的讲解及适当的思 考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。 3. 采用案例式教学，结合工程实例进行材料微观结构的测试和分析，使学生具备相关 知识和方法的应用能力。 4. 本课程有 6 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 210 六、考核方式 （一）考核方式 本课程为考试课，考试课程成绩采取“N+1”的评定模式。 “N”指平时成绩，占比 30%，包括考勤（20 分） 、课堂表现（20 分）、平时作业（30 分）、课堂笔记（10 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查等，10 分） 、其它（10 分）； 即：平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%）+实验（10%） +其它（10%） 。 “1”指期末考试成绩，占比 70%，期末以闭卷形式进行考核。 本课程总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩的 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 课堂表现占平时成绩的 20%； 课堂表现满分为 100 分，积极参与课堂活动次数 2/3 以上的为满分，参与次数小于 2/3 大于 1/3 的记 75 分，少于 1/3（不包括 0 参与）的记 60 分，完全不参与记 0 分； 课堂笔记占平时成绩的 10%； 课堂笔记满分为 100 分，笔记不限形式，可以在书上做标记也可以在笔记本上记录。笔 记中包含所有本节课重点内容的为满分，根据重点的内容的完善度酌情扣分，书上没有任何 记录的情况为 0 分。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占平时成绩的 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 211 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 俞汉清，陈金德. 金属塑性成形原理. 北京：机械工业出版社. 2017.06 （二）主要参考书： [1]汪大年. 金属塑性成形原理. 北京：机械工业出版社. 1986.11 [2]陈森灿. 金属塑性加工原理. 北京：清华大学出版社. 1991.01 212 [3]万胜狄. 金属塑性成形原理. 北京：机械工业出版社. 1995.01 [4]徐秉业，陈森灿. 塑性理论基础. 北京：清华大学出版社. 1984.06 执笔教师：牛 婷 审 核 人：李伯琼 2021 年 03 月 07 日 213 模具制造工艺学教学大纲 Mold manufacturing technology 课程类别： 模具模块课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 1416002C 《机械设计》 《机械制图》 《冲压工艺与模具设计》 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 24 实 验： 8 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《模具制造工艺学》是材料成型及控制工程专业的一门专业必修课，主要讲述模具制造 的基本专业知识和常用工艺方法。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过本课程的学习，使学生掌握模具制造的基本专业知识、特点和常用工艺方法， 了解和掌握先进模具制造技术，掌握各种制造方法对模具结构的要求，具有分析模具结构工 艺性的能力，提高模具设计的综合水平； 2．通过本课程的学习，使学生具有较强的从事模具制造工艺技术工作和组织模具生产 管理的能力，为今后继续模具课程学习和从事模具制造工作打下坚实的基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：掌握模具常用钢化学成分、模具材料的基本性能要求、常用模具钢热处理 工艺等模具材料方面的基础知识。 （支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 2：熟悉模具钢的加工方法包括普通加工、精密加工、数控加工以及特种加工， 能够对某种类型的模具选择合理的加工方法。 （支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 3：掌握模具的表面加工及处理技术，了解并行工程、逆向工程等模具制造新 技术，熟悉冷冲模、塑料模、压铸模等典型模具的制造过程及工艺要点，具有分析模 214 具制造工艺的能力。 （支撑毕业要求指标点 3-7） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解塑性成形设备重要性，培养学生的责任感和使命感。 教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 章序 学时分配 支撑 支撑的毕业 实践 小计 课程目标 要求指标点 4 课程目标 1 3-2 6 课程目标 1 3-2 2 课程目标 1 3-2 内容 讲授 第1章 模具材料及热处理 4 第2章 模具零件的机械加工 4 第3章 模具零件的精密加工 2 第4章 模具数控加工 4 2 6 课程目标 1,2 3-2 第5章 模具特种加工 2 4 6 课程目标 1,2 3-2 5 5 课程目标 3 3-7 1 1 课程目标 3 3-7 2 2 课程目标 3 3-7 2 模具表面加工与处理 第6章 技术 其他模具制造新技术 第7章 简介 第8章 典型模具制造工艺 学习内容： 第一章 模具材料及热处理 模具钢的普通热处理、表面热处理、特殊热处理；模具材料的常规力学性能要求、特殊 性能要求；塑料模具常用钢及其化学成分、冲压模具常用钢及其化学成分、压铸模具常用钢 及其化学成分；塑料模具专用钢的热处理规范、冷冲压模具常用钢的热处理规范、压铸模具 常用钢的热处理规范。 重点：模具钢的热处理；模具材料的基本性能要求。 难点：模具钢的热处理。 215 第二章 模具零件的机械加工 熟悉车削加工、铣削加工、刨削加工、钻削与铰削加工、磨削加工等常规加工方式。车 削加工工艺范围、工件的定位方式、车削在模具加工中的应用；铣削加工工范围、工件的定 位方式、铣削在模具加工中的应用；刨削加工工艺范围、刨削加工工艺特点；钻削加工；铰 削加工；平面磨削；外圆磨削。 重点：车削加工；铣削加工。 难点：工件的定位方式。 第三章 模具零件的精密加工 熟悉坐标镗床与坐标磨床加工、成型磨削。坐标镗床加工，坐标磨床加工，坐标尺寸换 算，成型砂轮磨削法，夹具磨削法，成型磨削工艺尺寸的换算，光学曲线磨床磨削。 重点：坐标镗床加工，坐标磨床加工。 难点：坐标尺寸换算。 第四章 模具数控加工 了解数控加工技术、数控加工程序编制基础、数控加工的程序编制、计算机辅助制造。 数控加工基本概念，数控机床的工作原理与分类，数控加工的特点与应用，程序编制的基本 步骤与方法，数控机床的坐标系，数控加工程序的结构与格式，数控加工程序的指令代码， 手工编程与自动编程，数控铣削加工，加工中心切削加工，CAM 技术的应用情况，模具 CAM 技术的应用实例。 重点：数控加工技术，数控加工程序编制基础。 难点：数控机床的工作原理，数控加工程序编制。 第五章 模具特种加工 熟悉模具电火花成型加工，模具电火花线切削加工，模具电化学加工，模具超声波加工 与激光加工等加工方式。电火花成型加工的基本原理，模具电火花加工的特点及应用范围， 电火花成型加工的设备，电火花加工的基本工艺规律，模具电火花加工工艺，电火花线切割 技术，线切割加工工艺参数的选择，模具电火花线 切割加工工艺，电化学加工的基本原理 及应用范围，模具电解加工，模具电铸成型，模具的超声波加工，模具的激光加工。 重点：电火花成型加工，模具电火花线切割加工。 难点：模具电火花加工的基本原理，电火花加工的基本工艺规律，模线切割加工工艺参 数的选择。 第六章 模具表面加工与处理技术 掌握模具表面光整加工，电镀与化学镀技术，表面蚀刻技术，热扩渗技术，高能束技术， 气相沉积技术等表面工程技术。光整加工的特点与分类，研磨加工，抛光加工，电镀基本原 理与工艺，单金属电镀与复合电镀，化学镀原理与工艺，化学镀应用，光化学电蚀刻技术， 216 高能束蚀刻技术，热扩渗的基本原理与分类，气体热扩渗工艺与应用，固体热扩渗工艺及应 用，激光表面处理，电子束表面处理，离子束表面处理，物理气相沉积，化学气相沉积。 重点：模具表面光整加工，电镀与化学镀技术。 难点：电镀与化学镀原理。 第七章 其他模具制造新技术简介 并行工程的提出，并行工程的关键技术，模具制造并行工程的实施，逆向工程的产生， 逆向工程的应用，数据采集，后处理及逆向工程技术在模具制造中的应用，网络化制造简述， 模具网络化制造。 重点：并行工程，逆向工程。 难点：并行工程的关键技术，逆向工程数据采集。 第八章 典型模具制造工艺 熟悉模具常用零件制造工艺，冷冲模制造工艺，塑料模制造工艺，压铸模的制造，简易 模具制造工艺等模具制造工艺。导向机构零件的制造，模板类零件的加工，滑块的加工，凸 模、凹模的结构特点和技术要求，冲裁模凸模的制造工艺过程，冲裁模凹模的制造工艺过程， 冷重模结构的工艺性，塑料模具成型零件的加工，塑料注射模具制造工艺要点，塑料压缩模 具制造工艺要点，塑料吹塑模具制造工艺要点，塑料挤出模具制造工艺要点，塑料热成型模 具制造工艺要点，压铸模技术要求，压铸模的制造，低熔点合金模具，锌合金模具。 重点：冷冲模制造工艺。 难点：冷冲模结构的工艺性。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 用万能夹具进行成形磨 1 2 综合性 必做 课程目标 3 3-2,3-7 削的测量 2 数控铣床加工型腔 2 综合性 必做 课程目标 2 3-2,3-7 3 快速成型加工模具 2 综合性 必做 课程目标 4 3-2,3-7 4 线切割实验 2 综合性 必做 课程目标 4 3-2,3-7 实验 1.用万能夹具进行成形磨削的测量 实验目的：了解万能夹具和测量调整器的结构、功能；掌握万能夹具和测量调整器的安 装、调整和使用方法。 实验原理：万能夹具装夹原理。 217 实验仪器：万能夹具，成型磨床 MD9020，标准块规组、标准芯轴、千分表、测量调整 器。 实验安排：观察万能夹具的结构，教师讲解万能夹具结构、工作原理、定位元件、夹紧 装置、夹具体以及各个零件的作用，进行成形磨削的测量并测量数据；学生以 3 人一组，对 照实验原理，通过操作万能夹具测量成形磨削，并记录实验数据。 实验报告要求：简述万能夹具结构、各零件的作用、工作原理及测量方法；记录实验步 骤，并将实验数据及结果以表格列出；分析并写出实验的体会与存在问题。 实验场所：校工程训练中心。 实验 2. 数控铣床加工型腔 实验目的：了解数控加工的特点及在模具加工中的应用；掌握数控加工中常用工具的使 用方法；掌握模具加工中典型数控机床的操作方法。 实验原理：数控铣床铣削加工型腔。 实验仪器：数控铣床和必要夹具。 实验安排：教师讲解数控铣床的组成、结构、功能及工艺范围，操作机床、工件的安装、 找正、刀具夹具的安装和找正；加工程序的输入、输出及编辑，加工程序的调试，加工转台 的调整，进行数控铣演示并测量数据；学生以 3 人一组，对照实验原理图，通过操作，并记 录实验数据。 实验报告要求：简述数控铣床的组成、结构、功能及工艺范围，操作机床、工件的安装、 找正、刀具夹具的安装和找正；记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格列出；写出实验 的体会与疑问。 实验场所：校工程训练中心 实验 3.快速成型加工模具 实验目的：了解快速成型特点及在模具加工中的应用；掌握加工中常用工具的使用方法； 掌握机床的操作方法。 实验原理：计算接收和存储成型工件的三维模型数据，原材料存储与运送部件将把存储 在其中的原材料送至工作台上方，激光切割器将沿着工件截面轮廓线对薄膜进行切割，可升 降的工作台在每层成型之后降低一个材料厚度，最后热粘压部件将会一层一层地把成型区域 的薄膜粘合在一起，就这样重复上述的步骤直到工件完全成型。 实验仪器：3D 打印成型设备。 218 实验安排：教师讲解 3D 打印机的组成、结构、功能及工艺范围，演示操作过程；学生 以 3 人一组，对照实验原理图，完成实验操作，并记录实验数据。 实验报告要求：简述 3D 打印机的组成、结构、功能及使用范围；3D 打印机成形打印模 型时工艺参数。 实验场所：校工程训练中心。 实验 4. 线切割实验 实验目的：了解数控电火花线切割机床的组成和工作原理；掌握电极丝的找正方法；熟 悉线切割机床的工作方式；能完成凸模零件的线切割加工。 实验原理：数控电火花线切割机工作原理。 实验仪器：数控电火花加工机床、必要的夹具。 实验安排：教师讲解数控电火花线切割机床的组成和工作原理，讲解极丝的找正方法， 并进行线切割机床加工凸模零件演示；学生以 3 人一组，对照实验原理，进行线切割机床加 工凸模零件，明确数控电火花线切割机床的工作原理。 实验报告要求：简述实验原理并写出线切割机床加工凸模零件步骤；记录实验步骤，通 过观察线切割机床加工凸模零件过程，写出实验结论并写出实验的体会与疑问。 实验场所：校工程训练中心。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.教学方法：注重理论联系实际，应用案例，突出适用；将冲压成型工艺与模具设计有 机融合；多采用启发式教学，培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力，增加课堂讨 论及答疑环节。 2.教学手段：注重现场教学，大力采用计算机辅助教学手段，应用各类多媒体（如图片、 动画与录像等），处理好课程重点和难点的教学。 六、考核方式 （一）考核方式为闭卷考试 期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%）+实 验（10%）+其它（10%）。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 219 ①课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 ②课堂表现占 20%； 课堂表现满分为 100 分，积极参与课堂活动次数 2/3 以上的为满分，参与次数小于 2/3 大于 1/3 的记 75 分，少于 1/3（不包括 0 参与）的记 60 分，完全不参与记 0 分。 ③课堂笔记占 10%； 课堂笔记满分为 100 分，笔记不限形式，可以在书上做标记也可以在笔记本上记录，笔 记中包含所有本节课重点内容的为满分，根据重点内容的完善度酌情扣分，书上没有任何记 录的情况为 0 分。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； 220 ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4.平时成绩其他情况占 10%； 平时成绩其他特殊情况综合考虑进行打分。 5. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 祁红志.模具制造工艺.北京:化学工业出版社.2015.04 （二）主要参考书： [1]付建军.模具制造工艺.北京：机械工业出版社.2009.06 [2]宋满仓.模具制造工艺.北京：电子工业出版社.2015.01 [3]许发樾.模具制造工艺与装备.北京：机械工业出版社.2015.08 执笔教师：陈园园 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 221 冲压工艺与模具设计课程教学大纲 Stamping Process and Die Design 课程类别： 模具模块课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 1416003C 《机械制图》 《机械制造基 础 1》《材料力学》 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 24 实 验： 8 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《冲压工艺与模具设计》是机械工艺技术专业的一门机械设计模块课程，是一门理论性 和实践性均较强的专业课程，是培养从事模具设计与制造的工程技术人才的必经环节，为提 高全面素质、增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打下良好的基础。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 通过学习冲压变形理论，使学生能够分析中等复杂冲压件变形特点，合理制定冲压 工艺规程。 2. 通过学习典型冲压成型工艺方法和模具结构，使学生掌握冲压工艺设计及计算方法， 具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：系统地掌握本专业领域的技术理论基础和专业知识，了解本专业学科前沿 发展现状与趋势。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：具备模具设计、装配、调试以及维修的能力，培养终身教育的意识和继续 学习的能力。 （支撑毕业要求指标点 3-1、3-6） 222 课程目标 3：培养理论联系实际的思想，培养学生综合设计能力，具有对新知识、新技 能的学习能力和创新能力。 （支撑毕业要求指标点 3-1、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合课程行业背景和知识点，使学生了解冲压模具设计与制造技术国内外 发展现状和发展趋势，培养学生的责任感和使命感。教学过程中严格要求学生，培养学生勤 奋学习的态度，严谨求实、创新的工作作风。 思政目标 2：在讲授过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生良好的心理素质和克 服困难的能力，培养学生要用科学的思维方式去判断分析问题。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生具备较强的沟通 能力和良好的团队意识。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养具备良好 的设备安全操作意识，以及严谨的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 讲授 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 支撑 支撑的毕业要求 小计 课程目标 指标点 2 课程目标 1 内容 冲压成型 原理 冲裁工艺 与模具设 计 弯曲工艺 与模具设 计 拉深工艺 与模具设 计 其他冲压 成型工艺 与模具设 计 冲压工艺 过程设计 实验 2 1-3 8 4 12 课程目标 1、2、3 1-3、3-1、3-6 5 2 7 课程目标 1、2、3 1-3、3-1、3-6 5 2 7 课程目标 1、2、3 1-3、3-1、3-6 2 2 课程目标 1、2、3 1-3、3-1、3-6 2 2 课程目标 1、2、3 1-3、3-1、3-6 学习内容： 第一章 冲压工艺基础 冲压工序的分类；何谓冷冲压；金属材料弹、塑性变形的机理及规律；塑性变形的两种 223 基本形式；多晶体塑变规律及其特点；一点的应力与应变状态；应力与应变的关系。 重点：冲压工序的分类；金属材料弹、塑变形的机理及规律。 难点：金属材料弹、塑变形的机理及规律。 第二章 冲裁工艺与模具设计 冲裁机理分析；冲裁间隙的确定；冲裁件质量及影响因素；凸、凹模尺寸的计算；冲裁 力和冲裁功；冲裁模寿命及影响因素；精密冲和整修；冲裁模基本类型及结构；冲裁模主要 零件的结构与设计；冲裁工艺设计。 重点：冲裁间隙的确定；冲裁件质量及影响因素；凸、凹模尺寸的计算；冲裁力和冲裁 功；冲裁模基本类型及结构；冲裁模主要零件的结构与设计。 难点：凸、凹模尺寸的计算；冲裁模基本类型及结构。 第三章 弯曲工艺与模具设计 板材弯曲变形过程及其特点；板材弯曲变形的应力分析；何谓中性层及其应力、应变关 系；自由弯曲力及其计算方法；影响自由弯曲力的因素；校正弯曲的必要性及校正力的计算 方法；弯曲件长度的计算原则及计算方法；弯曲件的工艺性；最小相对弯曲半径；弯曲件工 序的合理安排；凸、凹模的圆角半径及间隙；弯曲模。 重点：弯曲力的计算；弯曲件长度的计算原则及计算方法；弯曲件工序的合理安排；凸、 凹模的圆角半径及间隙；。 难点：板材弯曲变形过程及其特点。 第四章 拉深工艺与模具设计 拉深过程中毛坯的应力、应变状态；毛坯尺寸与拉深成形的关系；起皱、拉裂及其预防 措施；拉深件毛坯尺寸的确定；作图法和解析法；有、无凸缘圆筒形的拉深系数与拉深次数； 宽凸缘圆筒形的多次拉深；阶梯形零件的拉深；矩形盒的拉深特点；矩形盒圆角部分和垂直 部分的展开尺寸；高盒形件的拉深方法；采用压边的条件；压边力的计算；压边的形式；拉 深力、拉深功的计算；拉深凸、凹模的间隙和圆角半径；凸、凹模的结构形式、工作部分及 其公差；典型拉深模具结构特点及工作原理；对拉深件结构形状的要求；拉深件的材料；拉 深件的工序设计；拉深件工序安排的一般原则。 重点：拉深件毛坯尺寸的确定；有、无凸缘圆筒形的拉深系数与拉深次数；拉深力的计 算；拉深凸、凹模的间隙和圆角半径；凸、凹模的结构形式、工作部分及其公差；典型拉深 模具结构特点及工作原理；。 难点：拉深过程中毛坯的应力、应变状态；有、无凸缘圆筒形的拉深系数与拉深次数； 拉深件的工序设计。 第五章 其他冲压成型工艺与模具设计 何谓翻边；翻边有何工艺特点；翻边的分类；圆孔翻边的变形特点；何谓翻边系数； 圆孔帆翻边的工艺计算；外缘翻边的工艺特点；内曲翻边与外曲翻边的异同比较；非圆孔翻 224 边的工艺特点；变薄翻边的工艺特点；何谓缩口；缩口成形的一般工艺方法；缩口成形的工 艺特点；缩口时毛坯计算；简单的缩口模及支承形式；何谓旋压；旋压的一般工艺方法；不 变薄旋压的工艺特点；变薄旋压的工艺特点；何谓爆炸成形；爆炸成形特点；何谓电水成形； 电水成形的工艺特点；何谓电磁成形；电磁成形的原理；何谓超塑性；何谓超塑性成形；超 塑性的工艺特点；影响超塑性的因素；超塑性的成形方法。 重点：翻边成型。 难点：翻边的工艺计算。 第六章 冲压工艺过程设计 冲压工艺设计的准备工作；冲压工艺设计的主要内容；冲压工艺设计的一般过程；冲压 工艺设计的工艺方案的确定；冲压件的工艺分析；拟定工艺方案的思路；工艺方案的分析、 比较；编制工艺卡片。 重点：冲压工艺设计的主要内容；冲压工艺设计的工艺方案的确定； 冲压件的工艺分析。 难点：冲压工艺设计的工艺方案的确定。 四、本课程开设的实验项目 编 号 实验项目名称 学时 类型 要求 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 1 连续冲裁模具的拆装与测 绘 2 综合性 必做 课程目标 2、3 课程目标 2、3 2 复合模具的拆装与测绘 2 综合性 必做 3 弯曲模具的拆装与测绘 2 综合性 必做 课程目标 2、3 3-1、3-6 4 拉深模具的拆装与测绘 2 综合性 必做 课程目标 2、3 3-1、3-6 3-1、3-6 3-1、3-6 实验 1.连续冲裁模具的拆装与测绘实验 实验目的：了解连续冲裁模具的整体结构组成；理解一副连续冲裁模具中各零部件的作 用；掌握连续冲裁模具的测绘方法。 实验原理：连续冲裁模具各组成部分的作用与相互之间的位置关系。 实验仪器：连续冲裁模具、测量工具与拆装工具。 实验安排：教师讲解连续冲裁模具各组成部分的名称、作用与相互之间的位置关系；讲 解连续冲裁模具工作过程；学生两人一组，按照冲裁模具各组成部分相互之间的位置关系， 对冲裁模具进行拆卸、测绘、记录数据以及安装。 实验报告要求：画出所拆装模具的总装配图；标出冲裁模具的闭合高度；画出凸模或凹 模的零件图；画出冲裁模生产的制件的零件图。 225 实验场所：模具拆装实验室。 实验 2.复合冲裁模具的拆装与测绘实验 实验目的：了解复合冲裁模具的整体结构组成；理解一副连续复合冲裁模具中各零部件 的作用；掌握复合冲裁模具的测绘方法。 实验原理：复合冲裁模具各组成部分的作用与相互之间的位置关系。 实验仪器：复合冲裁模具、测量工具与拆装工具。 实验安排：教师讲解复合冲裁模具各组成部分的名称、作用与相互之间的位置关系；讲 解复合冲裁模具工作过程；学生两人一组，按照冲裁模具各组成部分相互之间的位置关系， 对冲裁模具进行拆卸、测绘、记录数据以及安装。 实验报告要求：画出所拆装模具的总装配图；标出冲裁模具的闭合高度；画出凸模或凹 模的零件图；画出冲裁模生产的制件的零件图。 实验场所：模具拆装实验室。 实验 3. 弯曲模具的拆装与测绘实验 实验目的：了解弯曲模具的整体结构组成；理解一副弯曲模具中各零部件的作用；掌握 弯曲模具的测绘方法。 实验原理：弯曲模具各组成部分的作用与相互之间的位置关系。 实验仪器：弯曲模具、测量工具与拆装工具。 实验安排：教师讲解弯曲模具各组成部分的名称、作用与相互之间的位置关系；讲解弯 曲模具工作过程；学生两人一组，按照弯曲模具各组成部分相互之间的位置关系，对弯曲模 具进行拆卸、测绘、记录数据以及安装。 实验报告要求：画出所拆装模具的总装配图；标出弯曲模具的闭合高度；画出凸模或凹 模的零件图；画出弯曲模生产的制件的零件图。 实验场所：模具拆装实验室。 实验 4.拉深模具的拆装与测绘实验 实验目的：了解拉深模具的整体结构组成；理解一副拉深模具中各零部件的作用；掌握 拉深模具的测绘方法。 实验原理：拉深模具各组成部分的作用与相互之间的位置关系。 实验仪器：拉深模具、测量工具与拆装工具。 实验安排：教师讲解拉深模具各组成部分的名称、作用与相互之间的位置关系；讲解拉 深模具工作过程；学生两人一组，按照拉深模具各组成部分相互之间的位置关系，对拉深模 具进行拆卸、测绘、记录数据以及安装。 实验报告要求：画出所拆装模具的总装配图；标出拉深模具的闭合高度；画出凸模或凹 模的零件图；画出拉深模生产的制件的零件图。 实验场所：模具拆装实验室。 226 实验场所：模具拆装实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，在讲课时注重理论联系实际，应用案例， 突出适用；将冲压成型工艺与模具设计有机融合；多采用启发式教学，培养学生发现问题、 分析问题与解决问题的能力，增加课堂讨论及答疑环节 2. 注重现场教学，大力采用计算机辅助教学手段，应用各类多媒体（如图片、动画与 录像等） ，处理好课程重点和难点的教学。 3. 本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生理论与实践相结合以及实际 动手操作能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，属考试课。 课程成绩采取“N+1”的评定模式，“N”指平时成绩，占比 30%，包括考勤（20%） 、课 堂表现（30%） 、平时作业（30%） 、课堂笔记（10%） 、实验（10%） ； “1”指期末考试成绩，占 比 70%。 （二）成绩评定标准 1. 课堂考勤评价方法与标准 全勤记为 100 分，请假不扣分，迟到或早退一次扣 10 分，旷课一次扣 20 分。 2. 课堂表现评价方法与标准 90~100 分：上课认真听讲，能提出新意主动与老师探讨，回答问题完全正确； 80~89 分：上课认真听讲，回答问题正确率较高； 70~79 分：上课能够认真听讲，回答问题正确率较高； 60~69 分：上课时有走神，回答问题正确率低； 0~59 分：不认真听讲，回答问题正确率极低。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 3. 平时作业评价方法与标准 90~100 分：按时完成作业，内容完整，过程合理，结果正确； 80~89 分：按时完成作业，内容基本完整，少数结果有误； 70~79 分：按时完成作业，过程模糊，部分结果有误； 60~69 分：催交，过程模糊，大部分结果有误； 227 0 分：催交未果。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 学期末，每个学生所有平时作业的平均值，即是该同学最后的作业评价成绩。 4. 课堂笔记评价方法与标准 90~100 分：笔记内容完整，条理清晰，重点、难点问题有标记，总结性强； 80~89 分：笔记少于 10%的内容，条理清晰，总结性较强； 70~79 分：笔记少于 20%的内容； 60~69 分：笔记少于 30%的内容； 0~59 分：笔记少于 50%的内容。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 5. 实验评价方法与标准 90~100 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答正确，实验心得合理、深刻； 80~89 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答正确，实验心得不合理； 70~79 分：按要求认真预习，能独自胜任实验操作，实验报告规范，实验结果、结论、 实验问答部分有误，实验心得不合理； 60~69 分：预习效果不佳，能在老师指导下完成实验操作，实验报告不规范，实验结果、 结论、实验问答部分有误，实验心得不合理； 0~59 分：预习效果不佳，能在老师指导下完成实验操作，实验报告不规范，实验结果、 结论、实验问答错误较多，实验心得不合理。 上述确定的分值依据及对应分值也需根据学生具体发生的情况做适度灵活调整。 学期末，每个学生所有实验成绩的平均值，即是该同学最后的实验评价成绩。 6. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 姜奎华.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社.2012.08 （二）主要参考书： 228 [1] 刘建超，张宝忠.冲压模具设计与制造.北京：高等教育出版社.2010.01 [2] 王秀凤，李卫东.冷冲压模具设计与制造.北京：北京航空航天大学出版社.2016.04 [3] 王孝培.冲压手册.北京：机械工业出版社.2000.10 [4] 陈剑鹤，宋志国，于云程.冷冲压模具设计图册.北京：清华大学出版社.2007.10 执笔教师：刘颖 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 229 金属塑性成形设备教学大纲 Metal Plastic Forming Equipment 课程类别： 模具模块课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 1416004C 《机械设计》 《机械制图》 《冲压工艺与模具设计》 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 24 实 验： 8 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《金属塑性成形设备》是材料成型及控制工程专业（塑性成形方向）的一门专业核心课 程。本课程的任务是主要讲述塑性成形设备的工作原理、主要技术参数和选用。通过本课程 的学习，使学生熟悉和掌握包括曲柄压力机、液压机、塑料成型设备、螺旋压力机和锻锤等 常用设备的特点、工作原理、结构组成、工艺用途和主要技术参数等，初步具有选用塑性成 形设备的能力；具备团队精神，为学生理解材料成型过程、合理选用设备以及后续的课程设 计、毕业设计奠定基础。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过本课程的学习，使学生熟悉和掌握包括曲柄压力机、液压机、塑料成型设备、 螺旋压力机和锻锤等常用设备的特点、工作原理、结构组成、工艺用途和主要技术参数等， 初步具有选用塑性成形设备的能力。 2．具备团队精神，为学生理解材料成型过程，合理选用设备以及后续的课程设计、毕 业设计奠定基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：了解塑性成形设备的发展概况，熟悉部分新型塑性成形设备，理解塑性成 形设备在生产中的地位和作用，具备专业相关的安全环保意识。（支撑毕业要求指标点 230 1-3,2-2） 课程目标 2：学习塑性成形设备基础知识，熟悉和掌握常用的塑性成形设备的工作原理 与特点、结构组成、工艺用途、主要技术参数等。（支撑毕业要求指标点 1-3，2-2） 课程目标 3：能够运用所学的设备基础知识，树立根据工程实际，选用设备的思想；初 步具备根据工程实际，合理选用塑性成形设备的能力。（支撑毕业要求指标点 3-4， 3-5,3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解塑性成形设备重要性，培养学生的责任感和使命感。 教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 小计 课程目标 要求指标点 内容 讲授 实践 第1章 绪论 2 2 课程目标 1 1-3 第2章 锻锤 4 4 课程目标 1 2-2、3-4 第3章 液压机 6 2 8 课程目标 1 第4章 曲柄压力机 6 4 10 课程目标 1,2 第5章 旋转成形机械 4 4 课程目标 1,2 第6章 塑料成形机械 2 4 课程目标 1,3 2 学习内容： 第一章 绪论 231 2-2、3-4 3-5、3-6 2-2、3-4 3-5、3-6 2-2、3-4 3-5、3-6 2-2、3-4 3-5、3-6 塑性成形设备在制造业中的地位；塑性成形设备的类型、特点及工艺用途；塑性成形设 备的发展历程和未来发展方向。 重点：塑性成形设备的分类及特点（按工艺用途、结构或传动、设备工作原理分类） ； 曲柄压力机的分类、型号表示以及主要技术参数；塑性成形设备的驱动及传动方式。 难点：制造业和装备业的概念；塑性成形设备的传统形式及工作特性。 第二章 锻锤 锻锤的分类、主要特点和打击特性；蒸汽-空气锤的结构与工作原理；空气锤的结构与 工作原理；液压模锻锤的结构；电液锤和螺旋压力机的特点和工作原理。 重点：锻锤的分类、主要特点和打击特性；空气锤和液压锤的结构和工作原理；电液锤 和螺旋压力机的工作原理。 难点：锻锤的打击特性；电液锤和螺旋压力机的工作特性。 第三章 液压机 液压机的工作原理、特点和分类；液压机的基本参数；液压机的本体结构；液压机的液 压系统（泵站）；液压机主要构件设计计算；专用液压机。 重点：通过液压机工作原理和基本结构的学习，对液压机这种重型锻压机械设备的适用 范围有所了解。 难点：何种工艺对应何种液压机结构形式好，主要构件-液压缸的选用及设计。 第四章 曲柄压力机 曲柄压力机的工作原理与结构及其分类和技术参数；曲柄滑块机构的运动与受力分析； 曲柄压力机的主要零部件结构；曲柄压力机的选用与使用；曲柄压力机的计算；曲柄压力机 的结构和原理。 重点：通过熟悉通用压力机工作原理和基本结构的学习，加深对一般机械设备的了解， 强化专业意识。 难点：建立公称压力、公称压力角和公称压力行程的概念，并清楚它们之间的关系；理 清公称扭矩的计算步骤和方法。 第五章 旋转成形机械 旋转成形设备的特点及种类；辊锻变形的基础理论，辊锻机的工作原理和结构；楔横轧 及斜轧的运动分析及旋转条件，楔横轧机及斜轧机的工作原理、结构、类型及特点；辗压变 形分析，辗环机的用途、分类、工作原理及结构；旋压机的工作原理、分类、技术参数与结 构。 重点：旋转成形设备共有特性的掌握。 难点：旋转成形设备的应用。 第六章 塑料成形机械 塑料挤出机概述；挤出过程和挤出理论；单螺杆挤出机；塑料注射机。 232 重点：塑料挤出机中料筒和物料对应区域。 难点：塑料挤出机中料筒和物料对应区域。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 1 液压机工作过程 2 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 2 曲柄压力机精度测量 2 综合性 必做 课程目标 3 3-5、3-6 3 曲柄压力机拆装 2 综合性 必做 课程目标 2 3-5、3-6 4 塑料挤出机工作过程 2 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 实验 1. 液压机工作过程 实验目的：进一步理解液压机的工作原理、特点和分类；液压机的基本参数；液压机的 本体结构；液压机的液压系统（泵站）。 实验原理：液压机工作时是根据静态下密闭容器中，液体压力等值传递帕斯卡原理，利 用液态压力来传递能量以完成各种成形加工的成形设备。 实验仪器：液压机 实验安排：教师讲解液压机主体以及液压系统的原理，并结合具体零件演示液压机工作 原过程；学生以 3 人一组自己完成液压机一次工作循环，进一步深刻了解液压机结构、工作 原理、设备主要技术参数。 实验报告要求：简述液压机主体工作原理以及液压系统的工作原理图，设备主要技术参 数对设备工作过程的影响。 实验场所：工程训练中心。 实验 2. 曲柄压力机精度测量 实验目的：了解曲柄压力机主要性能；理解实验设备和实验方法；对曲柄压力机的安装 及在使用过程中如何保证精度作全面了解，为冷冲模设计中选用压力机打下基础。 实验原理：检测床身水平度，检查工作台平面度。 实验仪器：百分表，千分表。 实验安排：教师讲解曲柄压力机主要性能，压力机的安装及在使用过程中如何保证冲压 的精度及测量机床的方法；学生以 3 人一组，对照实验原理，检测床身水平度和工作台平面 度，并记录实验数据。 实验报告要求：学生按照实验检测机床精度方法要求，认真测量曲柄压力机精度和填写 实验报告，并分析测量方法的原理及意义。 233 实验场所：工程训练中心。 实验 3.曲柄压力机拆装 实验目的：了解曲柄压力机主要零件结构和压力机工作原理，为冷冲模设计中选用压力 机打下基础。 实验原理：曲柄压力机通过滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动， 对坯料进行成形加工。 实验仪器：曲柄压力机，扳手，螺丝刀等。 实验安排：教师讲解曲柄压力机工作原理，演示拆装压力机主要零部件；学生以 3 人一 组，对照实验原理，自己动手拆装开式曲柄压力机。 实验报告要求：绘制典型零件图形并阐述在压力机中所起的作用；简述曲柄压力机结构 和工作原理。 实验场所：工程训练中心。 实验 4. 塑料挤出机工作过程 实验目的：理解塑料挤出机的工作原理、特点和分类；塑料挤出机的基本参数。 实验原理：通过外部动力传递和外部加热元件的传热进行塑料的固体输送、压实、熔融、 剪切混炼挤出成型。 实验仪器：塑料挤出机 实验安排：通过教师演示塑料挤出机工作过程，让学生深刻了解塑料挤出机结构、工作 原理、特点、分类和基本参数。 实验报告要求：学生以 3 人一组，讨论塑料挤出机工作原理；写出主要零件名称及在塑 料挤出机中所起的作用；简述塑料挤出机结构和工作原理。 实验场所：塑性成形实验室 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用 动画模拟演示液压元件的结构与工作原理，模拟液压系统的工作过程，增加学生的感性认识， 提高教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行液压传动系统的原理和应用分析，使学 生具备相关的实际应用能力。 3. 本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式为闭卷考试 期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 234 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%）+实 验（10%）+其它（10%）。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 ①课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 ②课堂表现占 20%； 课堂表现满分为 100 分，积极参与课堂活动次数 2/3 以上的为满分，参与次数小于 2/3 大于 1/3 的记 75 分，少于 1/3（不包括 0 参与）的记 60 分，完全不参与记 0 分。 ③课堂笔记占 10%； 课堂笔记满分为 100 分，笔记不限形式，可以在书上做标记也可以在笔记本上记录，笔 记中包含所有本节课重点内容的为满分，根据重点内容的完善度酌情扣分，书上没有任何记 录的情况为 0 分。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； 235 ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4.平时成绩其他情况占 10%； 平时成绩其他特殊情况综合考虑进行打分。 5. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 李永堂.塑性成形设备.北京：机械工业出版社.2011.09 （二）主要参考书： [1] 王卫卫.材料成形设备.北京：机械工业出版社.2019.11 [2] 夏巨谌.塑性成形工艺与设备.北京：机械工业出版社.2001.05 [3] 杨裕国. 压铸工艺与模具设计.北京：机械工业著出版社.2002.02 执笔教师：陈园园 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 236 三维实体造型技术课程教学大纲 3D Solid Modeling Technology 课程类别 模具模块课程 课程编号 1416005C 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 画法几何、机械制图 总 学 时 24 学 分 1.5 讲 20 实 践 4 授 一、课程性质与任务 （一）课程性质 三维实体造型技术是材料成型及控制专业的一门实践性很强的、操作性很强的专业主干 课程，SolidWorks 软件的三维建模从草图绘制开始，以机械制图为基础技术知识绘制草图， 由草图通过特征建模建立起零件实体三维模型，通过对零件的配合及约束条件的定义形成装 配体；工程图的绘制中，图形由三维零件或装配体的模型转换而来，标注、注释及修改以机 械制图为基础技术知识完成工程图绘制。 （二）课程任务 通过本课程的学习，掌握三维造型的基本概念，培养学生的三维造型设计能力，理解三 维设计的一般流程，了解计算机图形学的一般知识，三维造型的重要性等，具备利用三维设 计软件进行三维造型的能力。初步掌握从草图绘制、三维建模到工程图的转换与绘制的计算 机处理过程和技能，为今后从事工程技术工作，提高产品设计开发和创新能力打下基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力： 课程目标 1：掌握 CAD 的基本概念，CAD 系统的组成及选用原则；理解三维 CAD 在设计 工作中的重要性；了解国内外三维造型软件的发展现状及使用的范围。 课程目标 2：掌握计算机生成图形的方法，二维图形的基本变换的实现及各类基本变换 的变换矩阵，三维造型技术的方法等；理解图形变换的原理，了解三维图形的基本变换，三 视图的生成方法。 237 课程目标 3：掌握三维软件文件的输出格式，常用的中间格式的数据文件及其优缺点， 具备 Solidworks 软件的文件格式和其他格式的文件的导入导出的技能；理解文件格式的转 换原理及转换过程中的误差产生原理；了解不同软件之间文件格式转换的必要性及基本方法。 课程目标 4：掌握创建点、曲线、点生成面、线生成面、扫描成体、体素特征及特征建 模等命令的使用方法，理解几何要素的相关性及形成方法，特征定位的原理及方法；掌握各 类装配约束的原理及方法，爆炸图及顺序装配的生成方法，理解自上而下的装配和自下而上 的转换的原理及实现，了解镜像装配及组件阵列的使用场所及使用方法。 课程目标 5：掌握工程图的概念，Solidworks 软件的各类视图的生成方法，尺寸及粗糙 度要求的标注，理解各类技术要求的提出方法，了解图框和标题栏的插入方法。 （二）思政目标 思政目标 1：在系统讲解理论知识和提升实际操作技能的过程中，逐步揭示三维实体造 型技术中的辩证法原理，帮助学生树立辩证唯物主义世界观。 思政目标 2：在工程设计项目案例的操作过程中，通过对难点与技巧的分析和解决，培 养学生用联系的、全面的、发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好 人生发展中的各种矛盾，培养健康向上的人生态度。 思政目标 3：培养学生优良的道德品质、坚强的意志品格，勇于探索、敢于创新的思想 意识和良好的团队合作精神。 思政目标 4：在具体的实践教学中，要求学生严格遵守机械设计相关规范与国家标准， 传播规范的工程设计理论与应用知识，培养严谨细致的工程素养。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 要求指标点 内容 讲授 实验 小计 课程目标 2 0 2 课程目标 1 3-1、3-4 第一章 绪论 3-5、3-6 3-1、3-4 第二章 计算机图形学 2 0 2 课程目标 2 3-5、3-6 三维 CAD 数据文 第三章 3-1、3-4 2 0 2 课程目标 3 件及转换 3-5、3-6 3-1、3-4 第四章 零件的三维造型 8 1 9 课程目标 4 3-5、3-6 238 3-1、3-4 第五章 部件的三维造型 3 0.5 3.5 课程目标 4 3-5、3-6 3-1、3-4 第六章 工程图 3 0.5 3.5 课程目标 5 3-5、3-6 第七章 综合练习 0 2 课程目标 3-1、3-4 1、2、3、4 3-5、3-6 2 学习内容： 第一章 绪论 CAD 的基本概念，三维 CAD 在设计工作中的重要性，CAD 系统的组成及发展历程，CAD 系统的选用原则。 重点：CAD 的基本概念，CAD 系统的组成及选用原则。 难点：三维 CAD 造型的重要性及三维设计的一般流程。 第二章 计算机图形学 计算机图形学的基本内容，计算机生成图形的方法、图形变换、三视图的生成原则、三 维造型技术的方法等。 重点：计算机图形的生成方法、图形的基本变换、三维造型的实现技术等。 难点：图形变换的基本原理，三维造型生无可恋的基本原理等。 第三章 三维 CAD 数据文件及转换 三维文件的输出格式及转换，Solidworks 文件与其他类型文件的转换。 重点：数据文件的转换方法及中间格式数据文件的类型及作用。 难点：Solidworks 格式文件和不同类型的数据文件导入导出的方法。 第四章 零件的三维造型 以 Solidworks 软件为例讲述点、线、面、体等几何要素的生成原则及方法。 重点：创建点、基本曲线、点生成面、扫描成体、体素特征及特征建模等命令的使用方 法。 难点：创建点、基本曲线、点生成面、扫描成体、体素特征及特征建模等命令的使用方 法。 第五章 部件的三维造型 以 Solidworks 软件为例讲述部件的约束及生成方法，爆炸图及顺序装配的生成方法等。 重点：装配约束的原理及方法。 难点：自上而下和自下而上的装配的实现。 第六章 工程图 239 工程图的概念、三维实体转换成工程图的方法，以 Solidworks 软件为例讲述工程图的 生成方法及尺寸标注的方法，图框和标题栏的插入方法。 重点：基本视图和剖视图的生成，尺寸的标注。 难点：局部剖视图、半剖视图及阶梯剖视图的生成。 第七章 综合练习 完成典型零件的草图、三维建模、装配体及转化工程图。 重点：三维特征建模的基本方法，装配体工程图的编辑方法，视图编辑、基本设置、图 纸标注。 难点：三维特征建模命令的使用与编辑、定义装配体的配合、视图编辑的方法与技巧。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 要求 1-3、3-2 1 零件的三维造型 1 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 3-1、3-4 2 部件的三维造型 0.5 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 3-1、3-4 3 工程图 0.5 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 3-1、3-4 4 综合练习 2 综合性 必做 课程目标 1-5 3-5、3-6 实验 1. 零件的三维造型 实验目的：掌握创建点、基本曲线、点生成面、线生成面、扫描成体、体素特征及特征 建模等命令的使用方法，理解几何要素的相关性及形成方法，特征定位的原理及方法，了解 直线圆弧、一般二次曲线的生成方法，表达式的使用方法等。 实验原理：三维造型技术理论。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成零件的三维造型建模。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 2. 部件的三维造型 240 实验目的：掌握各类装配约束的原理及方法，爆炸图及顺序装配的生成方法，理解自上 而下的装配和自下而上的转换的原理及实现，了解镜像装配及组件阵列的使用场所及使用方 法。 实验原理：三维造型技术理论。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成部件的约束及生成方法，爆炸图及顺序装配 的生成方法等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 3. 工程图 实验目的：掌握工程图的概念， Solidworks 软件的各类视图的生成方法，尺寸及粗糙 度要求的标注，理解各类技术要求的提出方法，了解图框和标题栏的插入方法。 实验原理：工程图的概念及三维实体转换成工程图的原则。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成工程图的生成方法及尺寸标注的方法，图框 和标题栏的插入方法等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 4. 综合练习 实验目的：掌握三维特征建模的基本方法，装配体工程图的编辑方法，视图编辑、基本 设置、图纸标注。 实验原理：三维造型技术理论。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成典型零件的草图、三维建模、装配体及转化 工程图。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，加强 直观性教学，同时要充分运用实物、挂图和教具，以提高学生的学习积极性。 2. 采用案例式教学，结合本校实训车间产品的生产工艺，使教学内容有机地联系生产 实践、以充实教学内容和丰富学生分析问题与解决问题的能力。 241 3. 采用讨论式教学，提高学生的纠错能力、解题能力，使相关知识得以拓展。 4. 本课程有 4 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（20%）+实验（30%）+其它（10%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%，课堂表现占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 积极参与课堂活动记满分，无故不参与课堂活动一次扣 20 分，一学期不超过 3 次。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 20%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占 30%； 实验分预习、实验操作两部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； 242 ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 每次实验综合预习、实验操作两部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学生所有实验 的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 单岩、吴立军、蔡娥. 三维造型技术基础 北京:清华大学出版社，2008.11 （二）主要参考书 [1] Donald Hearn、M.Pauline Baker、Warren R.Carithers. 计算机图形学（第四版） 北京： 电子工业出版社，2014.11 [2] 魏峥.SolidWorks2016 基础教程与上机指导 北京: 北京大学出版社，2018.1 [3] 詹迪维.SolidWorks2015 机械设计教程 北京:机械工业出版社，2015.8 [4] CAD/CAM/CAE 技术联盟.SolidWorks2016 中文版机械设计从入门到精通 北京：清华 大学出版社，2019.6 [5] 刘源，刘慧玲.SolidWorks 产品设计实体建模、工程图及减速器教程 沈阳：东北 大学出版社，2019. 执笔教师：张晋辉 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 07 日 243 焊接冶金学教学大纲 Metallurgy of Welding 课程类别 焊接模块课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 1416006C 物理化学，材料科学 基础，材料力学 总 学 时 48 学 分 3 讲 42 实 验 6 授 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《焊接工艺学》是一门实战性很强的专业模块课程。本课程内容包括焊接化学冶金、焊 接材料、焊接熔池凝固与固态相变、焊接热影响区组织与性能以及焊接裂纹与防治等。通过 本课程学习，培养学生合理选择焊接方法与焊接材料，优化焊接工艺参数，调控焊接熔池凝 固与固态相变以及焊接热影响区的组织和性能，避免焊接接头的缺陷及焊接裂纹，同时具有 初步应对实际工况条件下的应变能力、综合分析和解决问题工程能力。 （二）课程任务 本课程是是焊接技术与工程专业的一门理论性与实用性都很强的专业基础课程。培养学 生掌握金属材料熔化焊条件下的有关化学冶金和物理冶金方面的普遍性规律，在此基础上分 析各种条件下金属材料的焊接性，为制订合理的焊接工艺、避免焊接缺陷（气孔、夹杂和裂 纹）等提供理论依据。授课教师尽量采用讲授、研讨、作业等互动式教学模式，坚持理论联 系实际，做到课堂教学与实验教学相结合。要求学生发挥主观能动性，坚持学习的自觉性。 通过系统学习，掌握焊接冶金的基本理论、接头组织与性能的关系以及焊接缺陷产生的原因 及控制方法，学会材料焊接性分析方法，做到正确选择焊接材料、合理制定焊接工艺。 二、教学活动目标 （一）课程目标 本课程是材料成型及控制工程焊接方向学生必修的一门主干专业课程。课程阐述金属材 料在焊接过程中化学治金的普遍规律，揭示焊接过程中传热、传质和流动现象，分析缺陷的 形成与防止。通过学习，使学生了解和掌握焊接冶金，及各种缺陷形成的原因和控制措施， 244 为后续的专业课打下基础。 课程目标 1：通过学习焊接冶金学的基本概念和理论知识，掌握与焊接相关的数学、自 然科学和工程科学的基本原理（指标点 1-3） 。 课程目标 2：通过对常用焊接材料结构件进行焊接性分析，具备分析焊接过程复杂工程 问题和创新的能力。 （指标点 3-6） 。 课程目标 3：通过对焊接冶金原理及焊接工艺的了解，能够对复杂焊接工程实际问题进 行设计、实验（指标点 3-4） 。 课程目标 4：通过使用现代工具对材料焊接工程问题的模拟分析，能够理解和预测实际 中会出现的问题。（指标点 3-4）。 课程目标 5：通过对焊接技术工程相关背景知识的学习，掌握分析处理复杂工程问题的 能力。 （指标点 3-4） 。 （二）思政目标 思政目标 1：焊接技术的发展在一定程度上反映了我国的制造业水平，这就更需要我们 培养学生养成正确的职业观和职业道德；全面提高学生缘事析理、明辨是非的能力；具备珍 惜韶华、脚踏实地、精益求精的“工匠精神” 。 思政目标 2：在新时代背景下，对毕业生素质提出了更高的要求，不仅要具备相关的专 业知识，还要具备终身学习等可持续能力。因此，作为高校的工科类教师，在课堂上既要传 授专业知识，还要注重培养学生的人文精神、科学精神、学术素养。 思政目标 3：要是没有德育意识，解惑的工作做得再好也只能算是一个百度输出。因此， 在课堂教学中，教师不仅要向学生传授知识，而且要让学生感受到知识背后创造者的高尚情 操和人格以及强大的精神追求。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 内容 讲授 实验 小计 课程目标 要求指标点 第一章 绪论 2 0 2 课程目标 1 1-3 第二章 焊接化学冶金 9 0 9 课程目标 3 3-6 第三章 焊接材料的组成及作用 4 2 6 课程目标 3 1-3/3-4 第四章 熔池凝固和固态相变 9 2 11 课程目标 3 3-4/3-6 8 2 10 课程目标 4 3-4 10 0 10 课程目标 5 3-4/3-6 焊接热影响区的组织和 第五章 性能 第六章 焊接裂纹 245 学习内容： 1．第一章 绪论 焊接过程的物理本质；焊接热源的种类及其特征；焊件上加热区的能量分布及焊接接头 的形成；焊接温度场的一般特征及影响因素；本课程目的、任务及地位。 重点：焊接过程的物理本质；熔焊加热特点及焊接接头的形成；焊接温度场。 难点：熔化焊时原子之间的结合 2．第二章 焊接化学冶金 在各种焊接工艺条件下，焊接热源及加热熔化过程，包括焊接热源种类、焊材加热过程、 熔池的形成过程，以及焊接冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。目的 在于学习如何运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用 要求，设计创造新的焊接材料。 重点：焊接化学冶金反应的特点；氢、氮、氧对金属的作用；熔渣的氧化、还原作用； 合金的过渡。 难点：酸性渣和碱性渣对焊接的不同影响 3．第三章 焊接材料的组成及作用 主要讲解焊条的组成及分类、焊条的工艺性能、冶金性能、焊条的配方设计。要求掌握 焊条的配方设计。 重点：焊条药皮类型；焊条分类；焊条型号。 难点：典型焊条的性能分析。 4．第四章 熔池凝固和固态相变 熔池结晶的特点和形态；焊缝金属的一次结晶；焊缝金属的二次结晶；焊缝中的气孔和 夹杂；焊缝性能的控制。 重点：熔池凝固条件和特点及一般规律；各钢种焊缝的固态相变组织的转变；焊缝中的 气孔和夹杂问题；焊缝性能问题讨论 难点：熔池凝固过程对焊缝金属的组织、性能的影响。 5．第五章 焊接热影响区的组织和性能 焊接热循环；焊接热循环条件下的金属组织转变特点；热影响区的组织性能变化；焊接 热力模拟试验方法的特点。 重点：快速加热和快速冷却的金属组织转变特点；CCT 图的应用；热影响区的划分方法； 不易淬硬钢及淬硬钢的焊接热影响区分布和组织转变。 难点：焊接热循环的主要参数及意义。 6．第六章 焊接裂纹 焊接热裂纹、焊接冷裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹、再热裂纹等的特征、产生的机理、 影响因素及防止方法。要求掌握热裂纹、冷裂纹这主要两大类常见的裂纹。 246 重点：焊接热裂纹和焊接冷裂纹的形成机理及防治措施。 难点：结晶裂纹和延迟裂纹的形成机理及防治方法。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 要求 焊接材料认知及焊接工艺 1 2 验证性 必做 课程目标 1 1-3/3-4 试验 2 焊接缺陷观察 2 验证性 必做 课程目标 3 3-4/3-6 3 焊缝及热影响区组织观察 2 验证性 必做 课程目标 3 3-4 实验 1. 焊接材料认知及焊接工艺试验 实验目的：学生观察认识焊接材料中的焊条、焊丝、焊剂及保护气体，对焊接材料的型 号及牌号进行初步了解。根据各焊条、焊丝的特点，焊接设备如何选择焊接材料，并写出实 验报告。了解手弧焊的基本理论，熟练掌握手工电弧焊的基本操作及焊接规范参数调整的方 法。观察焊接电流，焊接电压及焊条直径对焊缝成型的影响。 实验原理：焊条类型的选择及焊接规范的正确预置，各种焊接位置的操作及焊接规范对 焊接成型的影响。 实验仪器：ZX7-315DL 双电压逆变电焊机；焊板；焊条（酸性） ；锤；砂纸、钢丝刷等 实验安排：教师先行示范，学生 4 人一组练习在 5 秒钟内完成引弧，并建立稳定电弧； 能够将一根完整的焊条不断弧烧完；焊缝熔宽、堆高均匀，无气孔、夹渣；测试分析焊接电 流对焊缝成型的影响；其它同学观看电弧形态。 实验场所：工程训练中心。 实验报告要求：选择几组成型最好的焊接数据并记录，记录所选焊件的堆高、熔宽、气 孔、夹渣等，按以上记录说明最佳规范的参数；分析手工电弧焊设备及工作原理；说明焊接 电流的调整方法（根据实验时采用的不同焊条） ；焊条的基本组成，分类和焊条的选用原则。 实验 2. 焊接缺陷观察 实验目的：观察焊接时产生的缺陷（气孔、夹杂或裂纹） ；了解焊接时产生的缺陷的原 因及防止措施。 实验原理：在焊接生产中遇到缺陷问题是十分普遍的，几乎从碳钢到高合金钢、有色金 属都有产生气孔的可能。我们应当正确认识并尽量避免。 247 实验仪器：光学显微镜；焊缝试样 实验安排：教师先行讲解，使学生能够了解焊接缺陷试样特点；用宏观方法观察焊接缺 陷位置及制样方法；而后示范学生用用放大倍数 100、400 以上的视场观察焊接缺陷试样， 注意缓慢调整。 实验场所：工程训练中心。 实验报告要求：绘出焊接气孔的形态示意图；分析焊接裂纹的种类及特征。 实验 3. 焊缝及热影响区组织观察 实验目的：仔细观察焊缝和热影响区及母材金属的显微组织；了解焊缝进检验方法。 实验原理：焊缝金属的凝固好似一个小小的金属摸铸锭，其组织具有清晰的柱状晶。柱 状晶的生长方向与散热方向相反，多半是垂直于溶和线向焊缝心部分布。焊缝及热影响区各 部分由于离溶池距离不同饿而被加热到不同的温度。焊后冷却时又以不同的冷却速度冷却下 来，因而所得到的组织各不相同。焊缝及热影响区各个部分被加热的最高温度及其冷却后的 组织可与铁碳相图结合分析。 实验仪器：光学显微镜；20 钢焊缝试样；钢焊缝试样。 实验安排：教师先行讲解，使学生能够了解不易淬火钢和淬火钢的分类及试样特点；用 宏观方法观察焊缝位置；而后示范学生用放大倍数 400 以上的视场观察 20 钢、45 钢焊接试 样，注意缓慢调整，依次观察焊缝、热影响区、母材的组织。 实验场所：工程训练中心。 实验报告要求：绘出不易淬火钢焊缝及热影响区的组织示意图，要求标明材料、区域、 焊接方法、放大倍数、腐蚀介质等。分析不易淬火钢和易淬火钢热影响区的划分。 五、达成教学活动目标的途径和措施 本教学大纲依据专业指导性教学计划制定并指导各教学环节。 1. 理论教学环节：教学以课堂讲授为主，对课程中的重点、难点问题着重讲解。在教 学过程中注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。采用启发式教学，培 养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。 2. 实践教学环节：根据知识、能力、技能方面的要求，安排实验项目，适当设置综合 性或设计性实验提高学生分析解决实际问题的能力。 3. 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课为物理化学，材 料科学基础，材料力学等课程。 4.要求学生在课后独立完成习题；独立完成大纲要求的实验项目，并提出合格实验报告。 248 六、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分）、实践（实验、实习、见习、社会调查 等，10 分） 、其它（10 分），占比 30%； “1”指期末考试成绩，占比 70%。 （二）成绩评定标准 本课程采用平时考核，期末考试综合评定学生成绩。 1. 课堂教学情况评价方法与标准 其中平时成绩中的课堂考勤记录占平时成绩的 20 分，考勤全勤记为满分，缺席一次减 4 分，每学期课堂考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 2. 课堂表现评价方法与标准 课堂表现占平时成绩的 20 分，随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根 据学生答题情况给出成绩，按照次数求均分。 3. 作业评价方法与标准 作业占平时成绩的 30 分，以 4 次作业为参考。评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 4. 课堂笔记评价方法与标准 课堂笔记占平时成绩的 10 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，根据笔记 情况给出相应分数。 5. 实验评价方法与标准 实验占平时成绩的 10 分，实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； 249 ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 6. 其他部分评价方法与标准 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂生成的随机提问作答情况、课堂讨论的 参与度、维护教室卫生与多媒体设备养护情况等。 7. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 张文钺，《焊接治金学基本原理》 ，北京，机械工业出版社，2014.6 （二）主要参考书 推荐教材及参考书目，要写明全部参考书目的作者、书名、出版社、出版日期等。格式 如下： 1. 黄继华编，《焊接治金原理》 ，北京，机械工业出版社，2015.1 250 2. 王元良， 《焊接科学与工程》 ，成都，西南交通大学出版社，2008.11 3. 刘会杰， 《焊接治金与焊接性》 ，北京，机械工业出版社，2017.1 4. 吴金杰主编， 《焊接治金学与金属材料焊接》 ，大连，大连理工大学出版社，2010.12 5. SindoKou 著，《焊接治金学》 ，北京，高等教育出版社，2012.1 执笔教师： 弓晓园 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 251 焊接结构课程教学大纲 Welding Structure 课程类别： 焊接模块课程 课程编号： 1416007C 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 焊接冶金学 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 24 实 验： 8 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 焊接结构课程属于焊接专业的必修课，是焊接理论教学课程体系的重要组成部分，是一 门理论性和实践性较强的专业课。本课程是对焊接结构产品进行制造生产工艺的分析研究， 是对焊接原理、焊接方法、焊接材料、焊接结构等方面知识内容的综合，在培养焊接技术与 工程人才的全局中占有十分重要的地位。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过焊接结构在焊接体系中的应用实例，使学生了解焊接结构的分类及特点以及构 件的焊接性；通过焊接接头力学特征的学习，使学生了解焊接接头的力学特点以及焊缝强度 的计算、评价方法。 2．通过对焊接结构的脆性特征、疲劳特征、应力腐蚀特征、高温力学特征的学习，了 解焊接结构在不同工况下需要满足的安全要求，掌握相应的焊接结构强度评价方法和结构失 效的预防措施。 3．通过深入学习焊接结构力学特征，理解焊接结构设计的要求及一般准则，掌握焊接 结构设计的合理性分析及计算方法。 4. 通过焊接结构可靠性的基本知识，理解造成焊接结构失效的各种原因，掌握焊接结 构失效的分析方法并能初步对焊接结构的安全性、可靠性进行初步评价。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 252 课程目标 1：了解焊接结构的分类及特点以及在现代工程中的应用实例，初步理解焊接 接头力学特征以及焊缝强度的计算、评价方法。 （支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 2：理解焊接结构的脆性特征、疲劳特征、应力腐蚀特征、高温力学特征的学 习，焊接结构在不同工况下需要满足的安全要求，掌握相应的焊接结构强度评价方法和结构 失效的预防措施。（支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 3：理解焊接结构力学特征，掌握焊接结构设计的要求及一般准则，掌握焊接 结构设计的合理性分析及计算方法。 （支撑毕业要求指标点 3-1、3-6） 课程目标 4：了解焊接结构可靠性的基本知识，理解造成焊接结构失效的各种原因，掌 握焊接结构失效的分析方法并能初步对焊接结构的安全性、可靠性进行初步评价。（支撑毕 业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要求 小计 课程目标 指标点 1 1 课程目标 1 3-1 4 4 课程目标 1 3-1 12 课程目标 1 3-1 4 4 课程目标 2 3-1 4 4 课程目标 2 3-1 内容 讲授 第一章 绪论 实验 焊接接头静 第二章 载力学行为 焊接应力与 第三章 4 8 变形 焊接结构的 第四章 脆性断裂 焊接结构的 第五章 疲劳性能 253 焊接结构应 第六章 2 2 课程目标 2 3-1 2 2 课程目标 2 3-1 力腐蚀破坏 焊接结构高 第七章 温力学性能 焊接结构力 3-1 第八章 学特征及结 2 2 课程目标 3 3-6 构设计 焊接结构可 第九章 1 1 课程目标 4 3-6 靠性分析 学习内容： 第一章 绪论 结构学在焊接体系中的作用；焊接结构的组成及分类；焊接结构的特点。 重点：焊接结构的组成及分类。 难点：焊接结构的特点。 第二章 焊接接头静载力学行为 焊接接头的一般性能。接头概念，接头不均匀性能及力学行为；焊接接头的工作应力分 布和工作性能；焊接接头静载强度计算。 重点：焊缝及接头形式的表示方法，焊接接头的工作应力分布，应力集中对工作性能的 影响，焊接接头静载强度计算方法。 难点：熔化焊接头的工作应力分布，焊接接头的静载强度计算。 第三章 焊接应力与变形 焊接变形与应力的产生机理；焊接残余变形；焊接残余应力；焊接变形与残余应力的调 控措施；焊接残余应力的测量方法；焊接变形与应力数值模拟计算。 重点：焊接残余变形，焊接残余应力。 难点：焊接变形与应力的产生机理。 第四章 焊接结构的脆性断裂 研究脆断的意义，金属材料的断裂及其影响因素；焊接结构的脆性断裂；焊接结构抗开 裂性能与止裂性能；预防焊接结构脆性断裂的措施。 重点：影响脆断的因素，预防脆断的措施，脆断断口特征。 难点：脆断的机制和形态。 第五章 焊接结构的疲劳性能 254 研究疲劳断裂的意义；金属材料疲劳表征和疲劳类型，疲劳断裂过程和断口特征；断裂 力学在疲劳裂纹扩展研究中的应用；影响焊接接头疲劳强度的因素，提高焊接结构疲劳强度 的措施。 重点：影响疲劳断裂的因素，预防疲劳断裂的措施，疲劳断口特征。 难点：疲劳断裂的机制和形态。 第六章 焊接结构应力腐蚀破坏 应力腐蚀及其发生条件；应力腐蚀开裂机制及其断口特征；焊接结构应力腐蚀的预防 措施。 重点：影响应力腐蚀开裂的因素，预防应力腐蚀破坏措施，应力腐蚀破坏断口特征。 难点：应力腐蚀破坏的机制和形态。 第七章 焊接结构高温力学性能 材料高温力学性能；蠕变损伤和蠕变裂纹扩展；焊接接头的蠕变性能。 重点：影响高温破坏的因素，预防高温破坏的措施，高温破坏特征。 难点：高温破坏的机制和形态。 第八章 焊接结构力学特征及结构设计 焊接结构力学特征；焊接结构设计；焊接结构设计的合理性分析及计算方法。 重点：各种焊接结构的力学特征特点。 难点：焊接结构设计的合理性分析。 第九章 焊接结构可靠性分析 焊接结构可靠性分析的概念；造成焊接结构失效的原因；焊接结构失效分析。 重点：结构可靠性分析方法。 难点：焊接结构基于可靠性的失效分析。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 焊接应力与变形控制实验 8 综合性 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 1 支撑课程 必做 课程目标 4 3-6 实验 1. 焊接应力与变形控制实验 实验目的：理解焊接应力与焊接变形的基本理论；训练运用焊接技术的基本技能，掌握 科学的实验方法；通过实验培养学生根据实际情况调节焊接参数的能力；熟悉应力应变仪的 使用方法，掌握焊接应力的测量方法；基本掌握焊接构件焊接应力和焊接变形的控制方法； 基本掌握根据实验要求设计并焊接实际焊接构件，在实验中能够预测焊接变形和焊接应力。 255 实验原理：焊接应力与焊接变形的基本理论。 实验仪器：手工电弧焊机、CO2 气体保护焊半自动焊机、交流钨极氩弧焊机、熔化极半 自动氩弧焊机、应力应变仪。 实验安排：老师讲解焊接应力与焊接变形的基本理论，演示手工电弧焊、CO2 气体保护 焊、交流钨极氩弧焊、熔化极半自动氩弧焊全过程并在焊接后使用应力应变仪测量焊接接头 应力分布情况，学生分为 3 人一组实际操作,观测焊接工艺过程及应力应变测量过程，记录 实验数据并分析不同焊接方法下，焊接接头应力分布情况。 实验报告要求：简述焊接结构变形的原理；记录应力应变仪使用步骤，并将实验数据及 结果以表格列出；分析焊接工艺参数对焊接接头结构应力分布的影响。 实验场所：焊接实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用 动画模拟演示不同焊接结构在构件中的作用，模拟焊接结构在不同工况下失效过程，增加学 生的感性认识，提高教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行不同焊接结构设计的原理学习和应用分 析，使学生具备相关的实际应用能力。 3. 本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%）+实 验（10%）+其它（10%）。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： 256 ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 257 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 王文先主编. 焊接结构. 北京. 化学工业出版社. 2012.06 （二）主要参考书： [1]方洪渊主编.焊接结构学.北京.机械工业出版社. 2008.05 [2]田锡唐主编.焊接结构.北京.机械工业出版社. 1994.10 执笔教师：杜超 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 258 材料焊接工艺教学大纲 Material welding process 课程类别 焊接模块课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 1416008C 大学物理 电子电工 学 金属材料及热处理 总 学 时 32 讲 24 授 学 实验 分 2 8 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《材料焊接工艺》是研究焊接技术基本原理和焊接工艺设定方法与技巧的一门专业实战 性很强的专业方向课程。也是一门实践性很强和实用性的课程。其教学重点是焊接电弧的特 性、焊材的熔化和熔滴过渡、母材熔化与焊缝成型、各类焊接方法(设备) 原理以及焊接工 艺的设定因此学习本教材时应与其它课程和教学环节（如实习、课程设计等）配合，通过理 论联系实际，培养学生分析问题和解决问题的能力。即不但应通过引导学生掌握教材本身所 介绍的内容，同时，还要特别重视实验和操作环节，才能有更好的学习效果。这门课程实行 工学结合的教学方式。 遵循本专业的培养目标，教学原则和教学实践方面的要求，充分考虑专业化教育的特点， 以培养学生在生产中分析问题和解决问题的能力为中心，使学生掌握一定的焊接理论知识及 焊接工艺编制方法，具备解决生产中出现的一般质量问题的能力，能进行必要的理论分析， 并对焊接过程控制及焊接技术的最新进展有一定的了解，为以后的学习和工作实践打下必要 的基础。 （二）课程任务 1．知识方面的要求：通过学习材料焊接工艺的基本概念、如何分析材料的焊接性及常 用材料的焊接工艺试验方法等；掌握焊接材料的分类及选用原则；掌握几种常见材料的性能、 焊接性、焊接工艺特点和工程应用等；了解异种材料的焊接工艺特点及工程应用。 2．能力及技能的要求：具备制定常见金属焊接工艺的能力。初步具备焊接性试验操作 的能力。通过学习材料焊接性基础知识，具备针对焊接相关的工程实际问题进行分析、设计 和实验的能力；具有创新意识和对新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和初步设计的能 259 力；掌握焊接工艺及工装的设计、产品的研发、焊接设备的操控等专业技能。 通过对焊接材料焊接工艺的发展现状和趋势，以及焊接材料焊接工艺领域最新的设计理 论和先进成型技术的了解，熟悉掌握焊接材料焊接工艺的发展方向，掌握焊接材料与焊接性 的理论和方法，能用计算机进行焊接工艺和工装的三维设计、过程分析和工艺优化。 在教学过程中，注意焊接技术的发展动态及时引进新的教学内容、从学生的实际出发， 以学生为主体、充分调动学生学习的主动性、积极性、 注重培养学生的创新思维和创新能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程学习，使学生了解焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、手工钨极氩弧焊等焊接 方法的工作原理、特点及应用，掌握焊接工艺、设备安装与调试、安全操作规程，通过本课 程学习，达到下列基本要求： 课程目标 1：通过学习焊接工艺的基本理论以及常用的焊接术语、标准与代号；掌握焊 接本质、特点及分类，初步具备焊接工艺设计能力。 （支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：通过学习与熔焊电弧有关的基本概念；了解和掌握电弧特性及其控制，磁 场对电弧的影响，应用界限；掌握电弧温度分布及其作用、焊接工艺的影响，并可根据不同 的材料初步具备选择熔焊方法与设备的能力。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 3：通过学习熔滴过渡特点，从而掌握焊接参数对焊缝形状尺寸的影响，理解 各种焊缝缺陷形成的原因及预防措施，了解电弧焊的程序自动控制及自动调节系统。 （支撑 毕业要求指标点 3-2） 课程目标 4：通过对常规熔焊方法（MMA 焊、埋弧焊、熔化极氩弧焊、二氧化碳气体 保护焊等焊接方法）原理、特点及应用的学习，掌握常规熔焊方法的熔滴过渡特点及焊接工 艺，初步具有熔焊接头性能的评定能力。 （支撑毕业要求指标点 3-5） 课程目标 5：通过学习常规压力焊（点焊、缝焊、对焊、凸焊）方法及基本原理，掌握 常规压力焊工艺及常用材料焊接性；了解高频焊、扩散连接、磨擦焊、超声波焊、焊炸焊、 变形焊等其他压焊方法原理、工艺及特点，并初步具有压力焊方法与设备的合理选择能力。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 1、养成遵纪、守法、依规、文明的行为习惯。 2、培养学生良好的道德品质、职业素养、竞争和创新意识。 3、培养学生收集、处理信息的能力。 4、培养学生爱岗敬业、能吃苦耐劳、高度责任心和良好的团队合作精神。 260 5、在教学过程中中融入工匠精神教育和人文教育，培养学生的岗位意识和吃苦耐劳的精神。 6、培养学生科学思维方式和判断分析问题的能力，及时养成耐心细致的习惯。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 讲授 第一章 支撑 支撑的毕业 小计 课程目标 要求指标点 内容 绪论与焊接电弧 实践/实验/上机 2 0 2 课程目标 1 1-3 2 0 2 课程目标 3 1-3/3-2 2 0 2 课程目标 3 1-3/3-2 1 0 1 课程目标 1 1-3 焊丝的熔化与熔 第二章 滴过渡 母材熔化与焊缝 第三章 成形 电弧焊自动焊控 第四章 制基础 第五章 MMA 焊(SMAW) 2 2 4 课程目标 3 3-5 第六章 埋弧焊 2 0 2 课程目标 3 3-5 3 2 5 课程目标 3 3-5 钨极惰性气体保 第七章 护焊 第八章 熔化极氩弧焊 3 2 5 课程目标 3 3-5 第九章 气体保护焊 2 2 4 课程目标 3 3-5 第十章 点焊与凸焊 1 0 1 课程目标 3 3-6 第十一章 缝焊 1 0 1 课程目标 3 3-6 第十二章 对焊 1 0 1 课程目标 3 3-6 第十三章 其他压焊方法 2 0 2 课程目标 3 3-6 学习内容： 第一章 绪论与焊接电弧 焊接基本概念，焊接工艺发展史；定义与术语，焊接工艺图示，工艺特点的简短描述， 最常用焊接工艺的应用，焊接工艺的分类和代号（IIW，ISO 和 EN 标准，国家标准） ，焊接 工艺应用中的建议，焊接工艺的分类（IIW，ISO 和 EN 标准，国家标准）；焊接特点及分类； 焊接电弧物理基础；电弧物理（电弧产生、主要电弧区、电弧稳定性） ，电压沿弧长的分布， 阴极与阳极的热量，直流极性与交流的电弧特性及其控制，电弧温度分布及其作用，焊接工 261 艺的影响，磁场对电弧的影响，应用界限。 掌握各种主要焊接工艺方法间的不同，根据标准区分不同的工艺；认识焊接工艺方法的 缩写，解释焊接工艺发展历史。理解焊接本质、特点及分类；熟练掌握与焊接电弧有关的概 念；熟悉电弧基本原理；了解影响电弧稳定性的主要参数；熟悉电弧热发射与电压分布，磁 场对电弧的影响；掌握如何解决磁偏吹问题；了解直流、交流电弧特性包括控制方法与局限 性。 重点：各种焊接工艺方法；焊接基本概念；电弧的基本原理；电弧温度分布及其作用。 难点：电弧物理；直流极性与交流的电弧特性及其控制；电弧温度分布及其作用。 第二章 焊丝的熔化与熔滴过渡 焊丝的的加热与熔化；熔滴上的作用力；熔滴过渡的主要形式和特点；熔滴过渡的损失 和飞溅。掌握焊丝熔化速度、比熔化量、熔滴过渡及飞溅等基本概念；掌握熔滴上受到的各 种力及其对过渡的影响；了解熔滴过渡的基本分类；掌握各种焊接方法熔滴过渡的特点。 重点：熔滴上的作用力；熔滴过渡的主要形式和特点。 难点：不同熔滴过渡产生的原因。 第三章 母材熔化与焊缝成形 焊缝的形状尺寸；熔池的尺寸与焊接电弧热的关系；熔池受到的力及其对焊缝成形的影 响；焊接工艺参数对焊缝成形的影响；焊缝成形缺陷及其防止。熟练掌握标征熔池及焊缝形 状尺寸的几个参数；熟练掌握热输入、线能量、熔深、熔宽、成形系数、余高、熔合比等基 本概念。 重点：熔池的尺寸与焊接电弧热的关系；熔池受到的力及其对焊缝形成的影响；焊接工 艺参数对焊缝成形的影响；焊缝成形缺陷及其防止。 难点：熔池受到的力对焊缝成形的影响；焊接工艺参数对焊缝成形的影响。 第四章 电弧焊自动焊控制基础 电弧焊的程序自动控制；电弧焊的自动调节系统；弧焊机器人概述。 重点：电弧焊的程序自动控制；电弧焊的自动调节系统；弧焊机器人概述。 难点：电弧焊的自动调节。 第五章 MMA 焊(SMAW) MMA 工艺原理与电弧特性，电源特性以及电流与极性；MMA 焊的设备与附件以及其应用 范围，并在焊接过程中遇到的典型问题及如何解决；焊条电弧焊优缺点、典型缺陷；MMA 焊 的焊接工艺参数，接头准备；焊条使用与储存，药皮焊条，焊条标准（国际和国家标准）， 焊条的选择应用，焊条直径与电流、焊芯材料、焊条长度与焊接位置的关系以及重力焊、立 向下焊等焊接过程，MMA 焊的安全与健康。 重点：MMA 焊基本原理及设备；焊接工艺参数 难点：MMA 焊基本原理；MMA 电源开关功能 262 第六章 埋弧焊 掌握埋弧焊工艺原理与电弧特性；熟练掌握埋弧焊的治金特点；选择合适电类流种类、 极性与填充材料，确定应用范围，接头准备及解决可能存在的问题，确定焊接工艺参数；了 解设备与各部分用途与功能，渣与金属/气与金属反应及其对焊缝金属性能的影响；理解标 准，了解埋弧焊潜在危险与安全使用方法。 重点：埋弧焊冶金特点；埋弧焊电弧特性；埋弧焊工艺。 难点：埋弧焊焊接材料选用原则。 第七章 钨极惰性气体保护焊 TIG 焊原理、特点及应用；TIG 焊设备；TIG 焊用焊接材料； TIG 焊电源特性，引弧技 术与必要设备；设备与附件，电流与极性，不同材料特殊要求，消耗材料；TIG 焊的焊接工 艺参数（电流、电压、焊接速度、气体流量），接头准备，典型技术，填充材料、电极、气 体标准，焊接应用，典型问题等。 重点：钨极氩弧焊工艺；脉冲钨极氩弧焊的工艺。 难点：钨极氩弧焊工艺参数的选择原则。 第八章 熔化极氩弧焊 MIG/MAG 焊和药芯焊丝电弧焊原理、特点及应用，传统的 CPU 控制的电源特性，电流与 极性，设备与附件；熔滴过渡类型及应用；MIG 焊的自动调节系统；MIG 焊设备；MIG 焊焊 接工艺参数，消耗材料，特殊技术，填充材料与气体标准；焊接应用、典型问题及如何解决 及健康与安全。 重点：MIG/MAG 焊熔滴过渡；MIG 焊的自动调节系统；MIG 焊工艺。 难点：MIG/MAG 焊熔滴过渡；MIG 焊的自动调节系统。 第九章 气体保护焊 气体保护焊的工作原理、特点、应用及物理现象；气体保护焊工艺；气体保护焊焊设备； 保护气体及其对电弧特性的影响；气体的使用与储存， 填充材料，保护气体与填充材料标准； 气体保护焊的化学冶金点、飞溅问题及控制措施；其他方法。 重点：气保焊熔滴过渡的特点及化学冶金点；飞溅问题及控制措施；气保焊工艺。 难点：气体保护焊熔滴过渡的特点及飞溅问题及控制措施。 第十章 点焊与凸焊 1， 点焊基本原理，一般工艺及能量影响与温度分布；点焊的设备与附件，应用范围及 典型问题；点焊的电极的作用、类型、形状及材质，电极标准（国际与国家标准） ；点焊的 接头准备、监控系统、过程控制、检测及焊接过程；了解点焊的应用及规范参数；熟悉点焊 适用的材料；熟悉潜在的危险与安全使用；了解不同的电源开关与装置及其影响。 重点：点焊一般工艺；点焊的应用范围、适用的材料。 难点：点焊基本原理；电焊工艺参数。 263 2， 凸焊 凸焊基本原理；凸焊一般工艺；常用金属材料的凸焊。凸焊基本原理，一般工艺及能量 影响与温度分布；凸焊的设备与附件，应用范围及典型问题；凸焊的电极的作用、类型、形 状及材质，电极标准（国际与国家标准） 。 重点：凸焊一般工艺；凸焊的适用的材料。 难点：凸焊基本原理。 第十一章 缝焊 缝焊基本原理；缝焊一般工艺；常用金属材料的凸焊。缝焊基本原理，一般工艺及能量 影响与温度分布；缝焊的设备与附件，应用范围及典型问题；缝焊的电极的作用、类型、形 状及材质，电极标准（国际与国家标准） 。 重点：缝焊一般工艺；缝焊的适用的材料。 难点：缝焊基本原理。 第十二章 对焊 了解闪光对焊与电阻对焊基本原理，应用及规范参数；掌握闪光对焊与电阻对焊一般工 艺及工艺参数；闪光对焊与电阻对焊的应用范围、 适用的材料、可能存在的问题及解决办法； 了解闪光对焊与电阻对焊设备及各部分用途与功能，理解标准；了解不同的电源开关与装置 及其影响。 重点：闪光对焊工艺；电阻对焊工艺。 难点：闪光对焊原理。 第十三章 其他压焊方法 了解等离子弧焊、电渣焊、摩擦焊、磁旋弧对焊、磁脉冲焊、超声波焊、爆炸焊、扩散 焊、高频焊、螺柱焊、冷压焊、混合工艺等等焊接原理、工艺及特点。了解特定应用时，各 工艺的焊接工艺参数、接头准备、可能存在的问题及解决办法；掌理解相应标准。 重点：高频焊、扩散连接、磨擦焊、超声波焊、焊炸焊等焊接工艺。 难点：超声波焊、焊炸焊等焊接原理。 四、本课程开设的实验项目 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 要求 1 MMA 焊(SMAW)焊接实验 2 验证性 必做 课程目标 3 3-5 2 钨极氩弧焊焊接实验 2 验证性 必做 课程目标 3 3-5 3 熔化极氩弧焊焊接实验 2 验证性 必做 课程目标 3 3-5 264 4 CO2 气体保护焊焊接实验 2 验证性 必做 课程目标 3 3-5 实验 1. MMA 焊(SMAW) 实验目的：SMAW 焊焊接验证试验 实验原理：SMAW 焊是以焊条和焊件作为两个电极，被焊金属称为焊件或母材。焊接时 因电弧的高温和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金属上形成一个椭圆形充满液体金属的熔 池。随着焊条的移动熔池冷却凝固后形成焊缝。 实验仪器：上海通用电焊机 ZX7-400T 工业型手工焊机 实验安排：教师介绍演示焊接安全操作规程、防护用品及辅助工、夹具使用等知识；弧 焊电源分类及选用原则；焊条的组成、分类、型号及选择；电弧的基本知识；焊接电源的极 性；左焊法、右焊法的运条方法；焊缝的连接和收尾；焊接工艺参数；焊缝咬边、夹渣产生 原因及防止措施；学生以 3 人一组，进行 SMAW 焊焊接操作。 实验场所：工程训练中心。 实验报告要求：测试分析焊接电压和焊接电流对焊缝成型的影响。 实验 2. 钨极氩弧焊焊接实验 实验目的：TIG 焊焊接验证试验 实验原理：钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，焊接时氩气从 焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热 影响区的氧化，从而获得优质的焊缝。焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充 焊丝。 实验仪器：WSE315P 或 WSME-400 焊机 实验安排：铝合金 TIG 焊接实验：TIG 直流正接与直流反接， “阴极清理 ”效果观察与 评定实验。不锈钢板 TIG-P 焊实验：在不同气体流量下，TIG-P 焊的氩气保护效果观察与评 定实验。学生以 3 人一组，进行 TIG 焊焊接操作。 实验场所：工程训练中心。 实验报告要求：说明钨极氩弧焊机组成、引弧方法及特点；绘制控制盒示意图，标明各 按钮的名称及作用；分析在铝合金 TIG 焊和锈钢板 TIG-P 焊分别在一定电压下的不同焊接电 流对焊缝成形的影响规律。 实验 3.熔化极氩弧焊焊接实验 265 实验目的：熔化极氩弧焊焊接验证试验 实验原理：熔化极氩弧焊焊接时,焊丝本身既是电极起导电、燃弧的作用又连续熔化起 填充焊缝的作用。在氩气保护下,电弧在焊丝与焊件之间燃烧。焊丝连续送给并不断熔化, 而熔化的熔滴也不断向熔池过渡,与液态的焊件金属熔合经冷却凝固后形成焊缝。 实验仪器：奥太 NBC-500 气体保焊机,具有陡降的电源外特性。 实验安排：在教师带领下了解奥太 NBC-500 气体保焊机的结构特点，初步掌握焊机的使 用方法及其注意事项。并测试不同的焊接电流及电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度以及不 同流量的保护气体对焊缝成形的影响, 从而找到最合适的焊接参数。 实验场所：工程训练中心。 实验报告要求：用表格方式列出焊接过程中在不同参数试验下产生的现象，并绘出特性 曲线；选择最优参数设置并分析不同参数对焊缝成型的影响。 实验 4.CO2 气体保护焊焊接实验 实验目的：CO2 焊焊接验证实验 实验原理：保护气体是二氧化碳（有时采用 CO2+Ar 的混合气体） ，主要用于手工焊。由 于二氧化碳气体的热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能 形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与 MIG 焊自由过渡 相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅 降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用 含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的质量焊接接头。因此这种焊接方法已成为黑色金属材 料最重要焊接方法之一。 实验仪器：XⅢ-500PS 型熔化极自动 CO2 气体保护焊焊机 实验安排： 在教师带领下了解 XⅢ-500PS 型熔化极自动 CO2 气体保护焊焊机的结构特点， 初步掌握焊机的使用方法及其注意事项。选择焊接规范并分别焊接得 2mm、2.5mm、3mm、8mm 各一组对接试样。评价焊接规范对熔滴过渡、飞溅、电弧稳定性、焊缝尺寸和成型的影响并 记录结果。横向切割所焊得的试件，用砂轮打磨焊缝断面，腐蚀焊缝断面以测量焊缝的熔深、 焊缝宽度、余高，用以比较不同焊接规范对焊缝成型的影响，通过分析焊缝尺寸的优缺点来 改善焊接工艺。 实验场所：工程训练中心。 实验报告要求：用表格方式列出焊接规定参数试验的有关数据和现象，据此绘出有关特 266 性曲线；CO2 气体焊接时，焊接工艺制定的要点；分析 CO2 气体焊接时，规范参数对焊缝成型 的影响。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1.教学方法 以课堂讲授为主，采用启发式和讨论式教学方法，根据教学内容适时安排课堂讨论，培 养学生提出问题和解决问题的能力。 2.教学手段 辅以多媒体以及实际操作的教学形式，培养工程意识和实践能力。 3. 本课程有 4 个学时的实验，具体实验内容见“四、本课程开设的实验项目”。 六、考核方式 （一）考核方式 考试课程成绩采取“N+1”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（20 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、课堂笔记（10 分） 、实验（10 分） 、其它（10 分） ，占比 30%； “1”指期末考试成绩，占比 70%。 （二）成绩评定标准 本课程采用平时考核，期末考试综合评定学生成绩。 1. 课堂教学情况评价方法与标准 其中平时成绩中的课堂考勤记录占平时成绩的 20 分，考勤全勤记为满分，缺席一次减 4 分，每学期课堂考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 2. 课堂表现评价方法与标准 课堂表现占平时成绩的 20 分，随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根 据学生答题情况给出成绩，按照次数求均分。 3. 作业评价方法与标准 作业占平时成绩的 30 分，以 4 次作业为参考。评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； 267 ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 4. 课堂笔记评价方法与标准 课堂笔记占平时成绩的 10 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，根据笔记 情况给出相应分数。 5. 实验评价方法与标准 实验占平时成绩的 10 分，实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 6. 其他部分评价方法与标准 268 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂生成的随机提问作答情况、课堂讨论的 参与度、维护教室卫生与多媒体设备养护情况等。 7. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 牟魁峰，徐文强主编， 《焊接工艺学》 ， 北京：北京航空航天大学出版社，2007 （二）主要参考书 1. 雷世明主编，《焊接方法与设备》 ，北京：机械工业出版社，2007 2. 张连生主编，《金属材料焊接》 ，北京：机械工业出版社，2007 3. 邓洪军主编，《焊接结构生产》 ，北京：机械工业出版社，2005 执笔教师： 弓晓园 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 269 电弧焊方法及设备课程教学大纲 Arc Welding Method And Equipment 课程类别： 焊接模块课程 课程编号： 1416009C 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 材料科学基础 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 24 实 验： 8 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 电弧焊接方法是现代焊接方法中应用最广的一种方法，本课程是焊接专业的主干课程之 一，是实践性相当强的课程，需要与金工实习、生产实习等实践性教学环节配合。根据焊接 产业和焊接学科的现状及发展趋势，本着既加强电弧焊接方法的理论基础，又注重电弧焊接 方法的工程应用，培养适合现代焊接工程需要的技术人员。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过对电弧物理基础及电弧特性的学习，让学生了解电弧焊中的保护气种类及选择、 了解电弧的引燃与稳弧措施；理解焊接电弧的物理本质；掌握焊接电弧的静特性和动特性的 概念。 2．通过对焊材及母材的融化特性及熔滴过度特性的学习，使学生了解母材融化与焊缝 成形的基本规律及特点，了解作用于熔池上的力及其对焊缝形成的影响及各种焊缝形成的原 因及防御措施，掌握焊丝融化与熔滴过渡的特性，掌握焊接各参数对焊缝形状尺寸的影响。 3．通过不同焊接设备和焊接方法的学习，让学生了解并掌握焊条电弧焊、气体（CO2、 Ar 气体）保护焊、埋弧焊等基本原理、焊接设备、特性及操作方法。为学生在今后从事相 关焊接工作提供理论基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过对电弧基础知识和电弧特性的学习，理解焊接电弧的物理本质，掌握 270 焊接电弧的静特性和动特性的概念，并有能力对电弧的力学行为进行解释，对于后期不同焊 接方法的原理进行分析打下基础。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：通过对焊材及母材的融化特性及熔滴过度特性的学习，使学生了解母材融 化与焊缝成形的基本规律及特点，理解熔滴过渡的种类和特点，掌握焊丝融化与熔滴过渡的 特性，能够分析作用于熔池上的力及其对焊缝形成的影响因素，掌握各种焊缝形成的原因及 防御措施。（支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 3：理解焊条电弧焊的原理及技术特点，了解常用的焊条电弧焊焊接设备及技 术指标，掌握焊条电弧焊的基本工艺及操作技术。 （支撑毕业要求指标点 3-6） 课程目标 4：理解各种气体保护焊（钨极、熔化极）的原理，了解不同气体保护焊焊接 设备及技术指标，掌握不同气体保护焊接的特性。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要求 小计 课程目标 指标点 1 1 课程目标 1 1-3 1 1 课程目标 1 1-3 2 2 课程目标 2 3-1 2 2 课程目标 2 3-1 4 4 课程目标 3 内容 讲授 第一章 第二章 绪论 焊接电弧物理 实验 焊材加热熔化 第三章 及熔滴过渡 母材加热熔化 第四章 及焊缝成形 焊条电弧焊接 第五章 方法及设备 271 3-6 埋弧自动焊接 第六章 3 2 5 课程目标 3 3-6 3 2 5 课程目标 4 3-6 3 2 5 课程目标 4 3-6 3 2 5 课程目标 4 3-6 2 课程目标 4 3-6 方法及设备 钨极氩弧焊接 第七章 方法及设备 熔化极氩弧焊 第八章 接方法及设备 CO2 气体保护焊 第九章 接方法及设备 等离子弧焊接 第十章 2 方法及设备 学习内容： 第一章 绪论 电弧焊接方法在现代工业中的广泛应用。 重点：电弧焊接在现代工业中的应用实例。 难点：电弧焊接在针对不同焊接结构和工作要求下的应用。 第二章 焊接电弧物理 物质状态及等离子体基础；气体离子的运动及其温度，麦克斯韦速度分布规律、平均自 由程、气体粒子碰撞；气体的电离、气体放电分类、电弧中气体电离与激励现象。 重点：电弧各区域的导电机构，电弧热源和力源特性。 难点：电弧各区域的导电机构。 第三章 焊材加热熔化及熔滴过渡 焊条的融化与熔滴过渡、焊条电弧的飞溅；焊丝的熔化与熔滴过渡、焊丝的熔化特性， 影响焊丝熔化速度的因素；熔滴过渡形式及其作用力：熔滴上的作用力，熔滴过渡主要形式 及其特点。 重点：焊丝熔化特性以及熔滴上的作用力。 难点：熔滴上的作用力。 第四章 母材加热熔化及焊缝成形 焊缝的形状尺寸、熔池的尺寸与焊接电弧热的关系；熔池收到的力及焊接工艺参数对焊 缝成形的影响；焊缝成型缺陷及防止措施。 重点：熔池尺寸及焊接电弧热的关系；焊缝缺陷形成及预防。 难点：熔池受到的力对焊缝成形的影响。 272 第五章 焊条电弧焊接方法及设备 焊条电弧焊接方法及应用；焊条电弧焊接方法的原理及设备、弧焊电源、常用工具和 辅具；焊条电弧焊接工艺；焊条电弧操作技术、基本操作技术、单面焊双面成型操作技术、 管道立向下焊技术。 重点：焊条电弧焊接原理、设备及工艺参数。 难点：焊条电弧焊接原理及操作技术。 第六章 埋弧自动焊接方法及设备 埋弧自动焊接方法的特点及应用；埋弧自动焊接方法的基本原理；埋弧自动焊接过程的 化学冶金反应；埋弧自动焊接方法的设备；埋弧自动焊接工艺。 重点：埋弧自动焊接过程的化学冶金反应，埋弧自动焊接工艺。 难点：埋弧自动焊接过程的化学冶金反应。 第七章 钨极氩弧焊接方法及设备 钨极氩弧焊的特点和应用；钨极氩弧焊工艺参数的选取及对设备的要求：气体保护效 果，电流种类和极性，直流分量的产生，引弧和稳弧措施；交流钨极氩弧焊机：钨极氩弧 焊机的一般结构，典型钨极氩弧焊机电路分析；脉冲钨极氩弧焊和交流方波钨极氩弧焊的 工艺特点。 重点：交流钨极氩弧焊电弧特点、该方法对设备的要求、典型焊机电路原理。 难点：交流钨极氩弧焊对设备的要求、典型焊机电路原理。 第八章 熔化极氩弧焊接方法及设备 熔化极氩弧焊的特点及应用；亚射流过渡和电弧固有的调节作用；熔化极脉冲氩弧焊熔 滴过渡的控制，脉冲参数的选择；混合气体选择及应用。 重点：铝 MIG 焊亚射流过渡控制方法以及脉冲 MIG 焊熔滴过渡控制方法。 难点：亚射流过渡电弧固有的调节作用。 第九章 CO2 气体保护焊接方法及设备 二氧化碳保护焊接方法特点及应用；二氧化碳保护焊接冶金特性；二氧化碳保护焊接工 艺；二氧化碳保护焊接飞溅产生原因与控制；二氧化碳保护焊接设备。 重点：短路过渡焊接时产生飞溅的原因及其减少措施。 难点：短路过渡焊接时的电流与电压的变化。 第十章 等离子弧焊接方法及设备 等离子弧的特性，形成条件，双弧现象及防止措施；等离子弧焊工艺方法；等离子弧焊 对设备的基本要求。 重点：等离子弧的特性及形成条件。 难点：双弧现象。 273 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 埋弧自动焊接方法及设 1 2 综合性 必做 课程目标 4 3-6 2 综合性 必做 课程目标 4 3-6 2 综合性 必做 课程目标 4 3-6 2 综合性 必做 课程目标 4 3-6 备实验 钨极氩弧焊接方法及设 2 备实验 熔化极氩弧焊接方法及 3 设备实验 CO2 气体保护焊接方法及 4 设备实验 实验 1. 埋弧自动焊接方法及设备实验 实验目的：了解埋弧自动焊接方法及设备组成和工作原理；观测焊接工艺参数对其焊缝 成形影响；掌握埋弧自动焊接操作流程。 实验原理：埋弧自动焊接方法及工作原理。 实验仪器：埋弧焊焊机 ETA-1000、自动焊接小车、砂轮切割机、游标卡尺、钢板 A3 钢 δ=16mm。 实验安排：老师讲解埋弧自动焊接方法及设备组成和工作原理，演示埋弧焊接使用过程， 学生分为 3 人一组实际操作,观测焊接工艺参数对其焊缝成形影响。 实验报告要求：简述埋弧自动焊接工作原理；记录实验步骤，并将实验数据及结果以表 格列出；分析焊接工艺参数对其焊缝成形影响。 实验场所：焊接实验室。 实验 2. 钨极氩弧焊接方法及设备实验 实验目的：了解钨极氩弧焊接设备组成和工作原理；观测阴极破碎作用对其铝合金焊缝 成形影响；掌握钨极氩弧焊操做流程。 实验原理：钨极惰性气体保护焊接方法及工作原理。 实验仪器：交流钨极氩弧焊机、TIG 焊焊炬、氩气（纯度≥99.7%）、减压阀、流量计、 铝板 3 X 200 X 200mm。 274 实验安排：教师讲解钨极氩弧焊接设备组成和工作原理，演示钨极氩弧焊接铝板实验过 程，学生分为 3 人一组实际操作，观察阴极破碎作用对其铝合金焊缝成形影响。 实验报告要求：简述钨极氩弧焊接原理；记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格列 出；分析阴极破碎作用对其铝合金焊缝成形的影响；写出实验的体会与疑问。 实验场所：焊接实验室。 实验 3.熔化极氩弧焊接方法及设备实验 实验目的：了解熔化极氩弧焊设备组成和工作原理；观测焊接参数对焊缝成形的影响； 掌握熔化极氩弧焊操做流程。 实验原理：熔化极氩弧焊接方法及工作原理。 实验仪器：熔化极半自动氩弧焊机、MIG 焊焊炬、氩气（纯度≥99.7%）、减压阀、流 量计、钢板 10 X 200 X 400mm。 实验安排：教师讲解熔化极氩弧焊接设备组成和工作原理，演示熔化极氩弧焊接实验过 程，学生分为 3 人一组实际操作，观察焊接参数对焊缝成形的影响。 实验报告要求：简述熔化极氩弧焊接原理；说明熔化极氩弧焊的引弧及熄弧方式；记录 实验步骤，并将实验数据及结果以表格列出；分析焊接参数对焊缝成形的影响；写出实验的 体会与疑问。 实验场所：焊接实验室。 实验 4.CO2 气体保护焊接方法及设备实验 实验目的：了解 CO2 气体保护焊接设备的结构及其工作原理；观察熔滴过渡特点及对焊 缝成形的影响；掌握熔化极氩弧焊操做流程。 实验原理：CO2 气体保护焊接方法及工作原理。 实验仪器：CO2 气体保护焊半自动焊机、CO2 气瓶、减压阀、 流量计、 钢板 10 X 200 X 400mm。 实验安排：教师讲解 CO2 气体保护焊接设备组成和工作原理，演示 CO2 气体保护焊接实 验过程，学生分为 3 人一组实际操作，观察熔滴过渡特点及对焊缝成形的影响。 实验报告要求：简述 CO2 气体保护焊接原理；记录实验步骤，并将实验数据及结果以 表格列出；总结焊接电压、电流对短路对短路过渡频率的影响；分析熔滴过渡特点及对焊缝 成形的影响；写出实验的体会与疑问。 实验场所：焊接实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 275 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用 动画模拟演示不同焊接方法及设备工作原理，模拟焊接工作过程和焊缝成型过程，增加学生 的感性认识，提高教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行不同焊接方法的原理学习和应用分析， 使学生具备相关的实际应用能力。 3. 本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%）+实 验（10%）+其它（10%）。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； 276 ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 吴志生、杨立军、李志勇，现代电弧焊接方法及设备．北京：化学工业出版社．2010.08 （二）主要参考书： [1]王宗杰主编.熔焊方法及设备.北京：机械工业出版社，2019.06 [2]杨文杰主编.电弧焊方法及设备.哈尔滨工业大学出版社．2007.08 执笔教师：杜超 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 277 焊接质量控制及检验课程教学大纲 Welding Euality Control And Examine 课程类别： 焊接模块课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 总 学 时： 24 学 分： 1.5 讲 20 实 验： 4 授： 1416010C 焊接冶金学、材料焊接工艺 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程是专门研究保证焊接产品质量的学科，是材料成型及控制工程专业焊接工程与技 术方向的专业课程，又是一门多学科交叉的课程，以焊接接头的无损检测为主，破坏性检测 方法为辅。通过学习，让学生掌握各种常规检验方法和原理，了解由原材料加工制造成为焊 接产品所需的检测环节及检测措施。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过焊接质量对设备安全运行的重要性以及在设备生产装配过程中质量检验在其中 的关键地位，学生应了解焊接质量保障体系和焊接检验的概念、意义和特点，以及焊接检验 过程和分类，焊接质量保障体系和焊接检验之间的关系。 2．通过对不同检测方法的学习，初步掌握射线探伤、超声波探伤、磁力探伤与涡流探 伤、渗透探伤的原理、方法和操作过程及各种缺陷的评定方法。 3．通过对缺陷产生的原理及焊接结构，根据焊接结构条件选择探伤方法及探伤条件， 并具有初步确定检测工艺的能力。 4．通过对焊接质量评定及控制标准的学习，了解与金属焊接工程质量检验相关的技术 标准、知识产权、产业政策和法律法规。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：学生应了解焊接质量保障体系和焊接检验的概念、意义和特点，以及焊接 检验过程和分类，焊接质量保障体系和焊接检验之间的关系。（支撑毕业要求指标点 3-1） 278 课程目标 2：学生应了解焊接缺陷对焊接接头质量的影响，掌握对焊接缺陷的分析方法， 从而定性或定量的评定焊接结构的质量。 （支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 3：通过对不同检测方法的学习，了解各种检测方法的原理、设备、操作流程 及各种缺陷的评定方法。 （支撑毕业要求指标点 3-5） 课程目标 4：掌握焊接质量的评定标准及焊接质量控制因素。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要求 小计 课程目标 指标点 内容 讲授 实验 第一章 绪论 2 2 课程目标 1 3-1 第二章 焊接缺陷 2 2 课程目标 2 3-1 第三章 射线探伤 2 2 课程目标 3 3-5、3-6 第四章 超声波探伤 4 2 6 课程目标 3 3-5、3-6 4 2 6 课程目标 3 3-5、3-6 磁力探伤与 第五章 涡流探伤 第六章 渗透探伤 2 2 课程目标 3 3-5、3-6 第七章 破坏性检验 2 2 课程目标 3 3-5、3-6 2 2 课程目标 4 3-5 焊接质量评 第八章 定及控制 学习内容： 279 第一章 绪论 讲解焊接检验的种类；焊接检验在实际工业生产中的作用。 重点：焊接检验的作用及分类。 难点：焊接检验的过程。 第二章 焊接缺陷 焊接缺陷的概念及分类；了解焊接裂纹、气孔、夹杂、未熔合、未焊透等缺陷特征；产 生焊接缺陷的主要因素；焊接缺陷的危害、对质量的影响。 重点：焊接缺陷的特征及分布。 难点：焊接缺陷的特征及分布；不同缺陷的危害及产生的原因。 第三章 射线探伤 射线探伤的基本原理：基本概念及分类、射线性质、射线与物质的相互作用、探伤的基 本原理射线探伤设备：X—ray 机、γ—ray 机、加速器、射线探伤设备的选择；射线照相法 探伤：探伤系统的基本结构、探伤条件的选择、焊缝射线底片的评定、焊缝射线探伤的一般 程序；射线探伤中的安全防护：电离幅射的生物效应、保健物理和安全防护。 重点：衰减定律、探伤的基本原理。 难点：缺陷的评定。 第四章 超声波探伤 超声在探伤中的基本原理：超声波及波型、超声波的产生和接收、超声波的性质、脉冲 反射法律声波探伤基本原理；超声波探伤设备：探头、超声波探伤仪、试块；直接接触法超 声波探伤：垂直入射法与斜角探伤法、探伤条件的选择、焊接接头的探伤、缺陷测定。 重点：超声在探伤基本原理。 难点：波型的识别及缺陷的评定。 第五章 磁力探伤与涡流探伤 磁力探伤原理、磁力探伤分类；磁粉探伤方法：磁粉探伤器材和设备、磁粉探伤技术； 涡流探伤：探伤原理、涡流探伤特点、涡流探伤设备。 重点：磁力探伤与磁粉探伤。 难点：涡流探伤原理。 第六章 渗透探伤 渗透探伤原理：渗透探伤的理化基础、渗透探伤原理；渗透探伤剂及设备：渗透探伤剂、 渗透探伤设备、对比试块；渗透探伤方法：分类、基本步骤和方法；渗透探伤新技术：高灵 敏度渗透探伤剂、特种渗透探伤剂、自动化渗透探伤装置。 重点：毛细管作用、渗透探伤过程。 难点：渗透探伤原理。 280 第七章 渗破坏性检验 焊接接头、焊缝及熔敷金属的力学性能试验；焊接接头金相组织分析；焊缝金属化学试 验分析。 重点：破坏性检验的常用方法、步骤和常用的评定标准。 难点：破坏性检验的评定标准。 第八章 焊接质量评定及控制 焊接质量评定；焊接质量控制内容及措施；典型结构件焊接质量分析及控制。 重点：焊工管理、焊材管理、焊接设备管理、焊接生产管理的要求。 难点：焊接质量的评定方法及步奏。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 1 超声波探伤实验 2 设计性 必做 课程目标 3 3-5 2 磁粉探伤实验 2 设计性 必做 课程目标 3 3-5 实验 1. 超声波探伤实验 实验目的：了解超声波探伤基本原理、超声探伤适用范围及设备功能介绍；掌握超声波 探伤仪的操作流程；掌握超声探伤对样品缺陷的检测步奏及根据实验数据对焊接接头进行质 量评定。 实验原理：超声波的传播特性在探伤中的应用。 实验仪器：超声探伤仪、直（斜）探头、耦合剂、被测试试件。 实验安排：老师讲解超声波探伤基本原理；介绍超声波探伤设备的适用范围及功能；演 示探伤过程，令学生分为 3 人一组实际操作，根据实验数据对焊接接头进行质量评定。 实验报告要求：简述超声波探伤工作原理；记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格 列出；掌握超声探伤对样品缺陷的检测步奏及根据实验数据对焊接接头进行质量评定。 实验场所：焊接实验室。 实验 2. 磁粉探伤实验 实验目的：了解磁粉探伤的适用范围及工作原理；观测磁粉探伤过程中磁粉的位置变化； 掌握磁粉探伤的一般方法和检测步骤。 实验原理：铁磁性材料磁化后形成漏磁场，漏磁场具有不均匀性。 实验仪器：通用磁粉探伤仪、被测试试件。 实验安排：教师讲解磁粉探伤的适用范围及工作原理，演示磁粉探伤的实验过程，学生 281 分为 3 人一组实际操作，观察磁粉在探伤过程中的位置变化，记录相关数据。 实验报告要求：简述磁粉探伤工作原理；记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格列 出；写出实验的体会与疑问。 实验场所：焊接实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用 动画模拟演示不同检测方法及设备工作原理，模拟焊接检测过程，增加学生的感性认识，提 高教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行不同焊接检测方法的原理学习和应用分 析，使学生具备相关的实际应用能力。 3. 本课程有 4 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%）+实 验（10%）+其它（10%）。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 282 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 赵熹华主编. 焊接检验．北京：机械工业出版社．2012.02 （二）主要参考书： 283 [1]李亚江，刘强，王娟主编.焊接质量控制与检验.北京.化学工业出版社.2019.06 [2]张俊哲主编.无损检测技术与应用.北京：科学出版社．2000.10 执笔教师：杜超 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 《液态金属成型原理》课程教学大纲 284 《Liquid Metal Forming Theory》 课程类别： 专业选修课程 课程编号： 1416011C 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 《材料科学基础》 总 学 时： 48 学 分： 3 讲 42 实 验： 6 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《液态金属成型原理》是材料成型及控制工程专业本科生的学位课程之一。本课程以阐 述液态金属成型过程中的基本原理、基本规律、物理化学现象及影响材质和制品性能的因素 和缺陷形成机理为主的课程，属于限选模块中的必修课程。 （二）课程任务 掌握液态金属成型过程中的基本原理、基本规律及伴随的物理化学现象；掌握液态金属 和合金的结晶组织及凝固控制方法；了解成型时缺陷的形成机制及预防。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1. 掌握液态金属和合金的结构及性质。 （支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2. 掌握液态金属成型过程中的基本原理、基本规律及伴随的物理化学现象。 （支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 3. 掌握液态金属和合金的结晶组织及凝固控制方法。 （支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 4. 具备应用相图进行形状、 组织和性能分析能力。 （支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 5. 掌握成型时缺陷的形成机制及预防。 （支撑毕业要求指标点 3-5） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进铸造，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 285 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要求 内容 讲授 实验 小计 课程目标 指标点 第一章 材料成型原理 概论 1 0 1 课程目标 1 1-3 第二章 液态金属及合 金的结构和性 质 4 0 3 课程目标 1 1-3 第三章 液态金属和合 金的凝固 4 2 6 课程目标 2 1-3 第四章 液态金属和合 金的结晶 6 0 8 课程目标 2 1-3 第五章 金属结晶组织 及凝固控制 2 4 6 课程目标 2 3-4 第六章 液态金属和合 金的化学冶金 6 0 6 第七章 制品的应力、 变形及裂纹 2 0 4 课程目标 5 3-5 第八章 化学成分的不 均匀性 4 0 4 课程目标 5 3-5 第九章 缩孔和缩松 4 0 4 课程目标 5 3-5 第十章 气孔 2 0 2 课程目标 5 3-5 第七章 非金属夹杂 2 0 2 课程目标 5 3-5 课程目标 3、 4 学习内容： 第一章 材料成型原理概论 凝固理论的研究进展；金属的液态成形与凝固的关系；凝固过程研究的对象。 重点：凝固理论的研究进展；金属的液态成形与凝固的关系。 难点：金属的液态成形与凝固的关系。 286 1-3 第二章 液态金属及合金的结构和性质 晶体的定义与结构；固体金属的加热、熔化；液态金属的结构；液态金属的性质；液态 金属的充型能力；液体金属中的流动。 重点：晶体的定义与结构；液态金属的性质；液态金属的结构。 难点：液态金属的结构及性质。 第三章 液态金属和合金的凝固 单相合金的凝固；多相合金的凝固；成分过冷；成分过冷时的界面状态对凝固过程的影 响；偏金合金的凝固。 重点：单相合金的凝固及特征；成分过冷特征及界面状态。 难点：多相合金的凝固及成分过冷时界面状态. 第四章 液态金属和合金的结晶 凝固过程中的质量传输；稳态扩散；稳态定向凝固特征微分方程的通解；共晶；偏晶； 包晶。 重点：凝固过程中的质量传输；稳态扩散；稳态定向凝固特征微分方程的通解。 难点：稳态定向凝固特征微分方程的通解及液相温度梯度。 第五章 金属结晶组织及凝固控制 铸件宏观凝固组织的形成及其影响因素；铸件凝固组织的控制。 重点：铸件宏观凝固组织的形成及其影响因素；铸件凝固组织的控制。 难点：铸件凝固组织的控制。 第六章 液态金属和合金的化学冶金 定向凝固；快速凝固；超常凝固；物理场作用下的凝固；半固态金属的凝固。 重点：定向凝固；半固态金属的凝固。 难点：定向凝固及半固态金属的形成机理。 第七章 制品的应力、变形及裂纹 概述；铸造应力；变形；铸造中的裂纹。 重点：应力的形成及控制措施；裂纹的形成及控。 难点：热应力及相变应力的形成机制，裂纹形成机制。 第八章 化学成分的不均匀性 微观偏析；宏观偏析. 287 重点：微观偏析；晶界偏析。 难点：微观偏析；晶界偏析。 第九章 缩孔和缩松 金属收缩的概念；缩孔与缩松的形成机理；防止铸件产生缩孔和缩松的途径。 重点：金属收缩的概念； 缩孔与缩松的形成机理。 难点：缩孔与缩松的形成机理。 第十章 气孔 气孔；铸件中气孔的分类及特征；防止气孔的形成及措施。 重点：铸件中气孔的分类及特征；防止气孔的形成及措施。 难点：铸件中气孔的分类、特征及产生机理。 第十一章 非金属夹杂 夹杂；非金属夹杂物的形成过程；非金属夹杂物的去除方法。 重点：夹杂物的来源及分类；非金属夹杂物的形成过程。 难点:非金属夹杂物的形成过程。 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 1 液态合金的流动性 2 验证性 必做 课程目标 2 1-4 2 液态合金熔炼 4 验证性 必做 课程目标 3 3-1 实验 1. 液态合金的流动性 实验目的：熟悉合金流动性的概念；掌握铸造合金流动性的测试方法；了解影响合金流 动性与充型能力的因素。 实验原理：液态合金能够充满型腔取决于其流动性与浇铸条件。 实验仪器：螺旋形金属铸型；铸造熔炼炉；Sn-37%Pb 合金。 实验安排：教师讲解液态合金流动性的概念以及测定原理与方法；学生以 3 人一组，熔 炼金属后并浇入型腔中，待冷却后测定流动距离并记录实验数据。 实验报告要求：简述实验原理，记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格列出；写出 实验的体会与疑问。 288 实验场所：工程训练中心。 实验 2. 铸造合金熔炼 实验目的：了解铸造工艺的基本过程；通过具体的熔炼浇铸工艺，了解基本概念，工 艺特点，以及在日常生活中的具体应用； 实验原理：铸造过程是指将金属置于熔炼炉中的坩埚中，加热熔炼成符合一定要求的 液体并浇铸到铸模中，经冷却凝固，液态金属凝固为固态金属，清理干净后获得一定形状、 尺寸的铸件的工艺过程。 实验仪器：熔炼炉、坩埚、熔炼工具、模具 实验安排：教师讲解铸造合金熔炼工艺及注意事项，学生以 3 人一组，熔炼金属后获得 铸锭，清理完毕后对铸锭进行热处理，从而达到细化和变质的目的。 实验报告要求：记录实验步骤，阐述实验过程，写出实验的体会与疑问。 实验场所：工程训练中心 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，使学 生不仅对液态合金成型理论有渗入理解，而且对铸造工艺过程有直观认识，提高教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行液态合金成型及铸造讲解，使学生具备 相关的实际应用能力。 3. 本课程有 6 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%） +实验（10%）+其它（10%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 289 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 290 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 贾志宏．金属液态成型原理．北京：北京大学出版社．2021 年 2 月 （二）主要参考书： [1] 戴斌煜.《金属液态成形原理》北京：国防工业出版社. 2010 年 7 月 [2] 张金山.《金属液态成型原理》北京：化学工业出版社. 2011 年 1 月 [3] 祖方遒.《铸件成形原理》，机械工业出版社，2013 年 7 月 执笔教师：李春林 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 291 铸造工艺学课程教学大纲 Foundry technology 课程类别： 铸造模块课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 24 实 验： 8 授： 1416012C 材料科学基础、金属材料及热处理 一、课程性质与任务 （一）课程性质 铸造工艺学是材料成型及控制工程专业及其下设材料制备与成型技术专业方向的一门 重要专业课。也是材料液固结构演变与加工专业主要专业课之一。通过本课程的学习，使学 生掌握铸造工艺理论和基础知识，熟悉铸件生产的过程，铸造工艺及工装设计的基础知识， 主要包括铸造工艺参数的确定、砂芯设计、浇铸系统的设计、冒口设计，掌握砂型铸造工艺 设计方法和过程，具备一定的工艺设计能力及分析和解决金属液态成型问题的能力，掌握砂 型铸造工艺及装备的设计方法，了解到有关本专业的先进技术和发展趋势，培养学生的超前 意识，把握好本行业的发展方向，为今后毕业设计及从事铸造方面工作奠定良好的专业基础。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学、项目和实验训练，使学生具备下列能力： 1、能够将数学、自然科学、工程基础、金属学和材料成形专业知识用于铸造或塑性成 形工程中的理化特性和技术规范的定义与描述。 2、能够针对特定需求，提出铸造或塑性成形领域复杂工程问题的解决方案；能够在相 关约束条件下进行铸造或塑性成形工程任务的工艺流程设计、开发，并体现创新意识；能够 提出、审查、选择为实现铸造或塑性成形工程任务所需的技术、工艺和方法，并能够权衡所 涉及的社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 3、能够根据实验方案，根据现有的技术、设备，构建实验系统，选用实验材料、技术 和设备，评估实验过程，实施实验；能够正确采集、整理实验数据，对实验结果进行分析和 解释，通过信息综合得出合理有效的结论。 292 4、具备在复杂工程问题的解决方案中开发、选择与使用恰当的分析测试仪器和成形设 备的能力。 5、能在铸造或塑性成形领域复杂工程问题分析及其解决方案的提出过程中遵守相关的 法律、法规、产业政策和技术标准。 6、能够在铸造或塑性成形工程设计和工程实践中考虑到资源、能耗、排放和废弃物等 因素，选择和使用安全、节能、环保的技术和设备，正确进行污染物处理和安全防护。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：能够将数学、工程基础、金属学和材料成形专业知识用于铸造工程中铸造 工艺的表达和设计。 （支撑毕业要求指标点 3-1,3-6） 课程目标 2：能够根据铸件的特点，初步具备从铸造工艺的角度审查和改进实际零件结 构的能力和合理制定铸件铸造工艺方案的能力，并能够权衡所涉及的社会、健康、安全、法 律、文化以及环境等因素。（支撑毕业要求指标点 3-1,3-6） 课程目标 3：能够应用机械设计的方法，对金属铸件的工装进行设计。 （支撑毕业要求 指标点 3-1,3-6） 课程目标 4：能够根据生产要求，制定铸造工艺流程，并制定合理的铸造工艺卡。 （支 撑毕业要求指标点 3-1,3-6） 课程目标 5：掌握造型（芯）用原材料性能及其质量要求，并掌握湿型砂、水玻璃砂型 （芯） 、有机化学粘结剂砂型（芯）的特点、配方及应用范围，初步具备为实际铸件选用合 理型（芯）砂配方及造型（芯）方法的能力，提高学生的动手能力。支撑毕业要求指标点 3-1,3-6） 课程目标 6：掌握常见铸造缺陷产生的原因及防止措施，初步学会解决实际铸造问题时 分析问题、解决问题的思路及方法。 （支撑毕业要求指标点 3-1,3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 293 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 小计 课程目标 要求指标点 4 课程目标 1 3-1,3-6 内容 讲授 实验 第一章 绪论及粘土砂及涂料 4 第二章 无机化学粘结剂型 2 2 4 课程目标 5 3-1,3-6 第三章 有机化学粘结剂砂 2 2 4 课程目标 5 3-1,3-6 第四章 铸造工艺及工装设计概念 2 2 课程目标 3 3-1,3-6 第五章 铸造工艺方案的确定 2 2 课程目标 2 3-1,3-6 第六章 铸造工艺参数及砂芯设计 2 2 课程目标 4 3-1,3-6 第七章 浇注系统设计 4 4 课程目标 2 3-1,3-6 第八章 冒口及冷铁设计 2 2 课程目标 6 3-1,3-6 第九章 铸造工装设计 4 4 课程目标 3 3-1,3-6 学习内容： 第一章 绪论及粘土砂及涂料 铸造工艺的特点、作用和地位；铸造工艺的历史及发展趋势；课程的主要内容、任务； 铸造用原砂、铸造用粘土及其特性；常用粘土型砂特点及其应用；金属液与铸型的界面作用； 粘土砂铸型常见缺陷分析；铸造涂料。 重点：石英砂的特点，粘土砂原材料性能及要求，掌握检测方法，粘结机理，涂料性能。 难点：掌握湿砂型种类和性能，湿型砂用原材料及其质量要求、粘结机理。 第二章 无机化学粘结剂型 钠水玻璃及钠水玻璃砂的硬化机理；CO2-钠水玻璃砂及砂型（芯）的制造工艺；钠水玻 璃自硬砂；石灰石砂；水玻璃旧砂再生。 重点：钠水玻璃的基本性能及硬化机理，工艺方法分析，钠水玻璃砂的溃散性。 难点：钠水玻璃砂的硬化机理，存在问题的原因及解决的途径。 第三章 有机化学粘结剂砂 油砂、树脂自硬砂、壳型（芯）砂、（热）芯盒法砂芯，温芯盒砂，气硬冷芯盒法树脂 砂。有关油砂和合脂砂硬化机理，芯盒法砂芯制备工艺。 重点：有关油砂和合脂砂硬化机理，芯盒法砂芯制备工艺。 难点：油砂和合脂砂硬化机理，芯盒法砂芯制备工艺。 第四章 铸造工艺及工装设计概念 294 铸造工艺及工装设计的基础，包括铸造工艺设计依据、设计内容和设计程序、设计原则 和依据；铸造工艺设计与经济指标和环境保护的关系。 重点:铸造工艺设计的概念，设计依据及内容程序。 难点:铸造工艺设计的概念。 第五章 铸造工艺方案的确定 零件结构分析；造型（芯）方法及铸型种类的选择；浇注位置的确定；分型面的选择； 砂箱中铸件数量及排列的确定。 重点:浇注位置和分型面的选择。 难点:浇注位置和分型面的选择。 第六章 铸造工艺参数及砂芯设计 铸造工艺参数；砂芯设计。 重点：公差选择，机械加工余量、收缩率和起模斜度等的设计，砂芯设计。 难点：综合分析考虑铸造工艺，砂芯设计。 第七章 浇注系统设计 液态金属在浇注系统中的流动；浇注系统的基本理论；计算阻流截面的确定；铸铁件浇 注系统；其他合金铸件浇注系统。 重点：掌握金属液在浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道中的流动。封闭、开放式浇注系 统，浇注时间和金属液上升速度，设计步骤，不同合金浇注系统的特点。 难点：直浇道的设计，横浇道挡渣的作用，内浇道的选择，求解铸件的浇注时间，浇注 系统的计算，根据合金确定浇注系统。 第八章 冒口及冷铁设计 冒口的类型及补缩原理；铸钢件冒口；铸铁件实用冒口；特种冒；冷铁。 重点：冒口的种类和补缩原理，实用冒口的设计，特种冒口的种类。 难点：补缩距离计算，模数法，掌握不同模数铸铁件的补缩方法、不同冒口的补缩效率。 第九章 铸造工装设计 模样及模板；砂箱设计和选用的基本原则及结构原则；芯盒的类型、材质和结构设计； 热芯盒材质和壳芯的特点、芯盒的定位和尺寸精度；其他工艺装备的通用技术条件。 重点：模样及模板；砂箱设计和选用的基本原则及结构原则；芯盒的类型和结构设计。 难点：砂箱设计和选用的基本原则及结构原则；芯盒的类型和结构设计。 四、本课程开设的实验项目 295 编 支撑的毕业 实验项目名称 学时 类型 要求 支撑课程目标 号 要求指标点 1 粘土砂及涂料 4 验证性 必做 课程目标 1,2,5 3-1,3-6 2 浇注系统水模拟实验 4 验证性 必做 课程目标 3,4,6 3-1,3-6 实验 1. 粘土砂及涂料实验 实验目的：使学生掌握铸造用原砂、粘土等的分类和选择，了解粘土型芯砂的特点、性 能及应用实例，铸铁件用湿砂的特点和配制，知道粘土砂铸型常见缺陷分析。 实验原理：原砂、粘土等的分类、特点和配制等。 实验仪器：各类原砂、粘土及相应模具和设备。 实验安排：本课程实验为演示性实验，要求学生实验前预习实验指导教材，现场了解铸 造用原砂、铸造用粘土及其特性；常用粘土型砂特点及其应用和粘土砂铸型常见缺陷分析； 学生以 3 人一组，对照原砂、粘土等的分类、特点等，记录实验数据。 实验报告要求：概述各类原砂、粘土等的分类、特点和实验配制等、方法及仪器设备的 操作规则等，并作具体指导。记录铸铁件用湿砂的特点和配制，知道粘土砂铸型常见缺陷分 析和性能及应用实例。按统一标准格式提交实验报告。 实验场所：工训中心实验室。 实验 2. 金属熔炼和浇铸实验 实验目的：本实验通过对有色合金进行熔炼浇铸，了解铸造浇铸的整个流程，对金属的 铸造浇铸有直观的认识。 实验原理：将液体金属在重力作用下浇入金属铸型，以获得铸件的一种方法。铸型可以 反复使用几百次到几千次，所以又称永久性型铸造。 实验仪器：坩埚熔炼炉及辅助仪器设备。 实验安排：本课程实验为演示性实验，要求学生实验前预习实验指导教材，现场了解金 属熔炼和铸造浇铸系统的基本组成及各部分作用；学生以 3 人一组，对照演示实验工艺流程， 了解和观看铸造浇铸系统过程，记录实验数据。 实验报告要求：概述实验目的、方法及仪器设备的操作规则等，并作具体指导。实验步 骤和数据处理由学生独立完成。按统一标准格式提交实验报告。 实验场所：工训中心实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 296 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用 动画模拟演示铸造工艺与工作原理，模拟铸造系统的工作过程，增加学生的感性认识，提高 教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行铸造工艺过程和特点分析，使学生具备 相关的实际应用能力。 3. 本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 本课程采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%） +实验（10%）+其它（10%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩中的 20 分，考勤全勤记为 20 分，缺勤一次减 5 分，每学期课 堂考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 课堂表现占平时成绩中的 20 分，参与所有课堂活动记 20 分，缺席一次减 3 分，无故不 参与课堂活动 4 次，课程修读无效。 平时作业占平时成绩的 30 分，作业评价方法与标准附后。 实践环节占平时成绩的 30 分，主要考核依据为课堂生成的随机提问作答情况、现场民 俗采访整理情况、课堂讨论的参与度等。 课堂笔记占平时成绩中的 20 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，分为 20 分、18 分、15 分、12 分、10 分和 0 分六档。 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂生成的随机提问作答情况、课堂讨论的 参与度、维护教室卫生与多媒体设备养护情况等。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； 297 ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 李荣德．铸造工艺学．北京：机械工业出版社．2013.7 298 （二）主要参考书： [1] 周志明，王春欢，黄伟九．特种铸造．北京：化学工业出版社．2014.10 [2] 万里．特种铸造工学基础．北京：化学工业出版社．2009.6 [3] 马春来. 铸造合金及熔炼．北京：机械工业出版社．2014.8 [4] 曹文龙.《铸造工艺学》 ，北京：机械工业出版社，1989.10 执笔教师：张德平 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 299 铸造合金及熔炼课程教学大纲 Casting alloys and smelting 课程类别： 铸造模块课程 适用专业： 材料成型及控制工程 课程编号： 1416013C 先修课程： 《材料科学基础》 《液态金属成型原理》 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 24 实 验： 8 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 铸造合金及熔炼课程是材料成型及控制工程专业铸造方向核心专业课之一。先修课程为 《材料科学基础》和《液态金属成型原理》等。课程应用性较强，注重对学生工程能力的培 养。在整个教学计划中，该课程占有很重要的地位，它所介绍的内容是铸造工程技术人员必 须掌握，不可缺少的专业基础知识。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过学习基本概念、基本理论和基本方法，使学生了解铸造工艺在机械制造过程中 的重要性、铸造类型及铸造过程中的关键问题、铸造工艺新发展趋势。 2．通过学习铸造合金原理，使学生理解结晶的热力学条件，了解各种铸造缺陷，产生 原因及预防措施。 3．通过学习铸铁、钢及合金的熔炼，使学生掌握铸铁、钢及合金结晶过程中的组织演 变和铸造过程。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习铸铁及其熔炼，使学生掌握常用铸铁的成分、组织、性能及其内 在联系，掌握铸铁熔炼的基本原理，了解各种铸铁的生产方法及冲天炉的操作工艺，为获得 合格的铸铁件奠定合金及熔炼方面的基础。 （支撑毕业要求指标点 1-3、2-2） 300 课程目标 2：通过学习铸钢及其熔炼，使学生掌握铸造碳钢、低合金钢、高合金钢的化 学成分、金相组织、力学性能的关系，掌握合金元素在铸钢中的作用，掌握炼钢工艺特点， 了解炼钢设备的基本构造。 （支撑毕业要求指标点 1-3、2-2、3-2、3-5、3-6） 课程目标 3：通过学习有色金属铸造及熔炼，使学生掌握常用的铸造铝合金、铸造铜合 金的成分、组织、性能及应用的关系，掌握合金的铸造性能及熔炼工艺原理的基础知识，常 用合金及其典型熔炼工艺。 （支撑毕业要求指标点 1-3、2-2、3-2、3-5、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。引导 学生树立远大理想和爱国主义情怀，树立正确的世界观、人生观、价值观，勇敢地肩负起时 代赋予的光荣使命，全面提高学生思想政治素质。 思政目标 2：在知识讲解过程中，将理论知识的讲授、课内讨论、作业与技能训练有机 结合，培养学生用联系的、全面的、发展的观点看问题，培养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 章序 讲授 第一章 学时分配 支撑 支撑的毕业要求 实验 课程目标 指标点 内容 绪论 2 小计 2 课程目标 1、2 8 课程目标 1、2、3 1-3、2-2 1-3、2-2、 第二章 铸造合金原理 6 2 3-2、3-5、3-6 1-3、2-2、 第七章 铸铁及其熔炼 6 2 8 课程目标 1、2、3 3-2、3-5、3-6 1-3、2-2、 第八章 铸钢及其熔炼 6 2 8 课程目标 1、2、3 3-2、3-5、3-6 有色金属铸造 第九章 1-3、2-2、 4 2 6 及熔炼 课程目标 1、2、3 3-2、3-5、3-6 学习内容： 第一章 绪论 铸造类型、铸造工艺过程及铸造工艺的发展。 301 重点：铸造过程中的关键问题。 难点：铸造工艺在机械制造过程中的地位。 第二章 铸造合金原理 液态金属的结构、结晶及流动性、典型铸造缺陷。 重点：液态金属结晶的热力学条件。 难点：液态金属结晶的热力学条件。 第七章 铸铁及其熔炼 铸铁的结晶与组织的形成，灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及铸铁的熔炼。 重点：铁碳及铁碳硅相图，灰铸铁的成分组织、性能和应用，球墨铸铁及蠕墨铸铁的成 分、组织、性能，蠕墨铸铁及其组织和性能，可锻铸铁的成分、组织、性能及应用，冲天炉 中高温的产生及热交换。 难点：灰口铸铁的一次结晶，白口铸铁的一次结晶，铸铁的凝固方式，奥氏体中碳的脱 溶，奥氏体的共析转变和马氏体转变，合金元素对铸铁结晶过程的影响。 第八章 铸钢及其熔炼 铸造碳钢，铸造低合金钢，铸造高合金钢，电弧炉炼钢，感应电炉炼钢，炼钢技术的发 展。 重点：铸钢结晶过程及铸态组织，铸钢件力学性能，合金元素在钢中的作用（存在形式、 常用合金元素），高锰钢、不锈钢，电弧炉及感应电炉的结构、熔炼工艺，炉外精炼。 难点：常见元素对机械性能的影响（锰、硫、磷、硅），气体和非金属夹杂物对机械性 能的影响，铸造性能（流动性、体收缩率及缩孔率、线收缩率、热裂倾向、冷裂倾向）。 第九章 有色金属铸造及熔炼 铝合金，铜合金，其它合金；铝合金的熔炼，铜合金的熔炼。 重点：铝-硅类合金，铝-铜类合金，铝-镁类合金，铝-锌类合金，锡青铜，铝青铜，黄 铜，轴承合金，铝液的氧化及吸气、铝合金的精炼及变质，铜合金的氧化及脱氧。 难点：工业纯铝的一般特性、铸造铝合金的分类及其特点，铝-硅类合金（成分、组织 与性能，提高铝-硅类合金性能的主要途径） ，铝-铜类合金（成分、组织与性能），铝-镁类 合金（成分、组织与性能） ，铝-锌类合金（成分、组织与性能）。 四、本课程开设的实验项目 编 支撑的毕业 实验项目名称 学时 类型 要求 支撑课程目标 号 要求指标点 铸造合金流动性的 1 2 综合性 测试 302 必做 课程目标 2、3 2-2、3-2 2-2、 2 造型实验 2 综合性 必做 课程目标 2、3 3-2、3-5 2-2、 3 铸造配料计算 2 综合性 必做 课程目标 2、3 3-2、3-6 3-2、 4 浇铸实验 2 综合性 必做 课程目标 3 3-5、3-6 实验 1. 铸造合金流动性的测试 实验目的：掌握螺旋实验法测定液态金属流动性的方法，了解金属流动性与铸造缺陷的 关系，了解流动性的影响因素。 实验原理：液态金属的流动特性。 实验仪器：螺旋形流动试样。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，写出实验的体会与疑问。 实验场所：工程训练中心。 实验 2. 造型实验 实验目的：掌握砂型造型方法，了解浇铸系统的结构及对铸造过程的影响。 实验原理：砂型造型特性。 实验仪器：型砂。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，写出实验的体会与疑问。 实验场所：工程训练中心。 实验 3.铸造配料计算 实验目的：掌握 HT200 元素组成及各元素的作用；熟悉熔炼过程中放料顺序，熔炼过程 参数对铸件性能的影响。 实验原理：铸件性能的影响因素。 实验仪器：无。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 303 分次进行独立实验。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，写出实验的体会与疑问。 实验场所：工程训练中心。 实验 4.浇铸 实验目的：掌握浇铸方法，了解冒口在浇铸过程中的作用，了解铸件后处理方法。 实验原理：铸件的浇铸特性。 实验仪器：电阻熔炼炉，坩埚等。 实验安排：教师讲解实验原理，实验步骤和操作方法，演示实验过程；学生以 3 人一组， 分次进行独立实验。 实验报告要求：简述实验原理，操作步骤，实验结果，写出实验的体会与疑问。 实验场所：工程训练中心。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，实现 动画演示，增加学生的感性认识，提高教学效率。 2. 引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，增加讨论课、现场课以及答疑质疑等教 学环节，提高学生自学的能力。 3. 本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%）+实 验（10%）+其它（10%）。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 作业评价方法与标准 304 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 305 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 王晓江. 铸造合金及其熔炼. 北京：机械工业出版社. 2011.6 （二）主要参考书： [1]马春来.铸造合金及熔炼. 北京：机械工业出版社. 2014.8 [2]陆文华,李隆盛,黄良余. 铸造合金及其熔炼. 北京：机械工业出版社. 2012.1 执笔教师：郝建强 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 306 《液态金属成型设备》课程教学大纲 《Liquid Metal Forming Theory》 课程类别： 焊接模块课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 1416026C 《材料科学基础》 《液态金 属成型原理》 总 学 时： 32 学 分： 2 讲 24 实 验： 8 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 《液态金属成型设备》是材料成型及控制工程专业本科生的学位课程之一。本课程以阐 述铸造工艺工装，如造型及造芯材料与工艺、浇铸系统设计、铸造过程中缺陷的出现及预防、 铸造生产机械设备等相关内容，属于限选模块中的必修课程。 （二）课程任务 通过本课程的讲解，使学生掌握铸型结构组成及铸造工艺设计原则，理解铸造缺陷出现 的原因及解决措施，了解常用的造型及造芯方法，了解现代铸造技术中常用的机械设备。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1. 掌握铸型的结构组成及铸造工艺设计原则及方法。（支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 2. 掌握浇铸系统的设计方法。（支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 3. 理解浇铸过程中液态合金的流动规律，知道如何改善液态合金的充型能力。 （支撑毕业要求指标点 3-1） 课程目标 4. 了解常用的造型及造芯方法，了解铸造工艺用到的机械设备。（支撑毕业 要求指标点 3-1） 307 课程目标 5. 了解现代铸造技术发展趋势。（支撑毕业要求指标点 1-3,3-5） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进铸造，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业要 求指标点 内容 讲授 实验 小计 课程目标 第一章 造型材料 4 0 4 课程目标 1 3-1 第二章 铸型制备 2 4 6 课程目标 1 3-1 第三章 浇注系统 设计 4 4 8 课程目标 2 3-1 第四章 铸件的凝 固与补缩 4 0 4 课程目标 2 3-1 第五章 铸造工艺 设计及工 装的应用 2 0 2 课程目标 2 3-5 第六章 铸造生产 质量控制 2 0 2 课程目标 3、4 3-1 2 2 4 课程目标 5 1-3 2 0 2 课程目标 5 1-3 第七章 第八章 缺陷分析 与防止 铸造生产 机械装备 学习内容： 第一章 造型材料 308 型（芯）砂的组成和性能要求；粘土型（芯）砂；水玻璃粘结剂型（芯）砂；树脂砂； 以油类为粘结剂的芯砂；铸型用涂料造型材料性能检测。 重点：型（芯）砂的组成和性能要求；粘土型（芯）砂 难点：铸型用涂料造型材料性能检测 第二章 铸型制备 砂型制备；砂芯制备；铸型的装配。 重点：砂型制备；砂芯制备。 难点：铸型的装配。 第三章 浇注系统设计 液态金属的充型；金属液在浇注系统中的流动；浇注系统的基本类型及选择；铸铁件浇 注系统设计与计算；其他合金铸件浇注系统的特点。 重点：金属液在浇注系统中的流动；浇注系统的基本类型及选择。 难点：铸铁件浇注系统设计与计算。 第四章 铸件的凝固与补缩 铸件的凝固；铸件的缩孔和缩松；冒口的种类及补缩原理；铸钢件冒口的设计与计算； 铸铁件冒口的设计与计算；提高冒口补缩效率的方法冷铁的应用 重点：铸件的缩孔和缩松；冒口的种类及补缩原理。 难点：铸钢件冒口的设计与计算；铸铁件冒口的设计与计算 第五章 铸造工艺设计及工装的应用 铸造工艺设计概述；铸造工艺方案的确定；铸造工艺设计参数；铸造工艺装备的应用； 铸造工艺实例分析；铸造工艺 CAD 简介。 重点：铸造工艺方案的确定；铸造工艺设计参数。 难点：铸造工艺 CAD 简介。 第六章 铸造生产质量控制 铸造生产过程的质量控制；铸造质量技术检验；铸造生产的环境保护。 重点：铸造生产过程的质量控制。 难点：铸造质量技术检验。 第七章 铸件缺陷分析与防止 309 铸件缺陷；铸件常见缺陷的分类；铸件常见缺陷分析与防止；铸件缺陷的修补重点：应 力的形成及控制措施；裂纹的形成及控制。 重点：应力与裂纹的形成机理与控制。 难点：应力与裂纹的形成机理与控制。 第八章 铸造生产机械装备 造型（芯）设备；混砂及旧砂再生设备；配料、加料及浇注设备；落砂、清理及环保设 备铸造车间概述。 重点：造型（芯）设备；混砂及旧砂再生设备。 难点：配料、加料及浇注设备；落砂、清理及环保设备铸造车间。 四、本课程开设的实验项目 编号 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 1 型砂性能综合性实验 4 验证性 必做 课程目标 3 3-1 2 浇铸系统水模拟实验 2 验证性 必做 课程目标 2 3-1 实验 1. 原砂性能综合性实验 实验目的：了解铸造用砂的含泥量、颗粒组成及形状等对铸造性能的影响；掌握原砂的 性能及测试方法。 实验原理：试料中所有水分的百分数为原砂的含水量，通过测量其烘干前后的重点测得； 直径小于 0.022 mm 的部分所占百分数为含泥量，将其冲洗后悬浮在水中的泥和砂下沉速度 不同，以此测得；砂粒的大小可通过筛分法测得。 实验仪器：烘箱、洗砂机、筛砂机等。 实验安排：教师讲解原砂含水量、含泥量的概念以及测定原理与方法；学生以 3 人一组， 分别测量上述参数并记录实验数据。 实验报告要求：简述实验原理，记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格列出；写出 实验的体会与疑问。 实验场所：工程训练中心。 实验 2. 浇铸系统水模拟实验 实验目的：认识浇口杯中水平漩涡与垂直漩涡的形成及影响因素；了解渣和气体进入直 310 浇道的过程；了解直浇道模型中的真空吸气现象和防止方法；了解依相似原理设计模型的基 本规则。 实验原理：为了便于观察为了便于观察和测定各种数据，用有机玻璃等透明材料制造浇 铸系统模型。而用水做金属的模拟物。要使模型中水的运动特性和高温液态金属在砂型中的 运动特性相似，应满足相似原理的要求。为了使两者的运动相似，必须使模型与砂型浇铸系 统两者之间几何相似，且水在模型中流动时与液态金属在砂型中流动时的雷诺数相等。 实验仪器：水利模拟试验台、浇铸系统有机玻璃模型、U 型管测压计等。 实验安排：浇口杯中流动状态的主要影响因素、直浇道模型中的真空吸气现象和防止方 法、横浇道的排渣作用、离心集渣包式浇铸系统排渣效果，共 4 个试验，每个实验 1 课时。 实验报告要求：简述实验原理，记录实验步骤，并将实验数据及结果以表格列出；写出 实验的体会与疑问。 实验场所：工程训练中心。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，使学 生不仅对液态合金成型理论有渗入理解，而且对铸造工艺过程有直观认识，提高教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行液态合金成型及铸造讲解，使学生具备 相关的实际应用能力。 3. 本课程有 8 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%） +实验（10%）+其它（10%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 311 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 312 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 曹瑜强．铸造工艺及设备．北京：机械工业出版社．2017 年 5 月 （二）主要参考书： [1] 王立才.《铸造设备及其自动化》北京：机械工业出版社. 2012 年 7 月 [2] 张金山.《消失模铸造技术》北京：机械工业出版社. 2004 年 3 月 [3] 徐春杰.《砂型铸造工艺及工装》，机械工业出版社，2019 年 12 月 执笔教师：李春林 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 313 先进铸造技术课程教学大纲 Advanced casting technology 课程类别： 铸造模块课程 课程编号： 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 1416015C 液态金属成形原理，液态 金属成形设备 总 学 时： 24 学 分： 1.5 讲 20 实 验： 4 授： 一、课程性质与任务 （一）课程性质 本课程为材料成型及控制工程专业铸造方向的主要专业模块课程，学习目的是掌握现代 铸造的基本工艺理论和方法，并对铸造技术的现状、发展趋势及最新技术成果有所了解。本 课程重视学生创新思维能力的培养，跟踪铸造技术领域的发展，并与材料成型原理、工艺等 课程构成一个联系紧密的课程群。授课对象为材料成型与控制工程专业高年级本科生。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过本课程的学习，使学生初步了解现代铸造学则与先进制造技术密切相关，其内 容包括优质、高效、低耗、绿色、无污染、可持续地为制造业提供优质、高效、低耗、高质 量、近终形毛坯或零件所涉及到的所有科学技术，它是由传统铸造工艺理论发展起来的、并 与计算机、信息、自动化、新材料及现代管理技术系统集成的集合体。 2．通过本课程的学习，掌握现代铸造方法、工艺流程及工装、工艺设计方法，具有利 用现代铸造方法从事实验、科研和实际铸造生产的能力。 3．通过本课程的学习，使学生初步了解“液态成形”方法中“铸造工艺方案设计”、“浇注 系统设计”和“补缩系统设计”，能够实现对给定铸件的“铸造工艺”设计；了解各种“焊接成形” 方法及其对焊接质量的影响；了解“锻造成形”工艺中各种模具的设计要点及其依据和方法。 二、教学活动目标 314 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过学习熔模精密铸造和消失模铸造的工艺过程和特点，运用熔模的制造 和组装、型壳的制作及材料、熔模铸造型芯的分类和模样制造的材料和工艺流程、造型型砂 紧实和砂箱的减压程度等，能够学习熔模铸件的浇铸方法和浇注工艺参数、砂型浇注系统和 浇注工艺和工艺参数，以及了解压型设计和熔模铸件常见缺陷及预防措施和分析消失模铸造 缺陷分析。 （支撑毕业要求指标点 3-1,3-6） 课程目标 2：通过学习金属型铸造工艺过程、特点和优缺点、金属型铸件的工艺设计， 浇注系统的设计原则和形式，冒口设计、金属型铸造工艺和浇注工艺；低压铸造成形工作原 理、浇注工艺过程、低压铸造工艺设计、低压铸造工艺参数选择等，能够熟知各种工艺过程 和设计方法，了解金属型铸件常见缺陷和预防措施、Cosworth 工艺原理、特点、以及差压 铸造和真空吸铸反重力铸造成形工艺的区别和成形原因。（支撑毕业要求指标点 3-1,3-6） 课程目标 3：通过学习压铸工艺特点和压铸方法分类、压铸成形原理、压铸工艺参数和 压铸件工艺设计；离心铸造原理、离心铸造机、离心铸造工艺等，了解压铸件缺陷分析、压 铸新技术以及离心浇铸和离心铸造工艺等，能够按照其设计思路分析和解决实际压铸件生产 案例和离心铸型实例。 （支撑毕业要求指标点 3-1,3-6） 课程目标 4：通过学习石膏型精密铸造工艺和设计、陶瓷型铸造工艺、挤压铸造成形工 艺和设计和半固态铸造成形技术；铸造过程计算机数值模拟（CAE）的流程和铸造工艺计算 机辅助设计（CAD）等，能够掌握和计算其工艺形成的组织与性能、 ，包括组织形成机理、 力学行为等，且能够形成计算包括冒口 CAD 系统和浇注系统 CAD 系统计算能力。 （支撑毕 业要求指标点 3-1,3-6） 课程目标 5：为适应国家队应用型人才培养的需要，坚持以“应用为主”为前提，从内容 上兼顾理论基础和工艺设计两个方面，突出学生工程实践意识和创新能力的培养。介绍了各 类特种铸造的基本原理、工艺特点、应用、材料的使用，铸造成型工艺的设计，具有的前沿 性和实用性。支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设 315 备安全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 章序 学时分配 支撑 支撑的毕业要求 实验 小计 课程目标 指标点 4 课程目标 1 3-1,3-6 内容 讲授 第一章 熔模精密铸造 4 第二章 消失模铸造 2 2 4 课程目标 1 3-1,3-6 第三章 金属型铸造 4 2 6 课程目标 2 3-1,3-6 第四章 反重力铸造 2 2 课程目标 2 3-1,3-6 第五章 压力铸造 4 4 课程目标 3 3-1,3-6 第六章 离心铸造 2 2 课程目标 3 3-1,3-6 第七章 其他特种铸造 4 4 课程目标 4 3-1,3-6 2 2 课程目标 4 3-1,3-6 计算机技术在铸造技术 第八章 中的应用 学习内容： 第一章 熔模精密铸造 熔模精密铸造工艺过程、特点和应用范围，模料的分类和配制，熔模的制造与组装、型 壳的制作及材料、熔模铸造型芯的分类、熔模铸件的浇铸方法和浇注工艺参数、铸件的冒口 和清理、熔模铸造工艺设计、压型设计和熔模铸件常见缺陷及预防措施。 重点：熔模铸造工艺过程、熔模铸件的浇铸方法和浇注工艺参数和熔模铸造工艺设计。 难点：熔模铸件的浇铸方法和浇注工艺参数。 第二章 消失模铸造 消失模铸造工艺流程和特点、模样制造的材料和工艺流程、泡沫模样的制作、发泡模具 的设计和制造、发泡成形工艺设计和模具设计、涂料的组成、作用和性能要求、造型型砂紧 实和砂箱的减压程度、浇注系统和浇注工艺和工艺参数、消失模铸造缺陷分析。 重点：消失模铸造工艺流程和特点、浇注系统和浇注工艺和参数、消失模铸造缺陷分析。 难点：消失模铸造工艺流程和特点、浇注系统和浇注工艺和参数。 第三章 金属型铸造 金属型铸造工艺过程、特点和优缺点、金属型铸件的工艺设计，铸件在金属型中的位置 和铸造工艺参数选择、浇注系统的设计原则和形式，冒口设计、金属型结构形式和型腔的设 计、金属型铸造工艺和浇注工艺、金属型铸件常见缺陷和预防措施。 重点：金属型铸造工艺过程、特点和优缺点，冒口设计和金属型铸造工艺和浇注工艺。 316 难点：冒口设计和金属型铸造工艺和浇注工艺。 第四章 反重力铸造 低压铸造成形工作原理、浇注工艺过程和工艺特点、低压铸造工艺设计、低压铸造工艺 参数选择、Cosworth 工艺原理、特点和应用、低压铸造设备、差压铸造、真空吸铸和调压 铸造等反重力铸造成形工艺、大型薄壁筒体和薄壁壳体发重力铸造成形。 重点：低压铸造成形工作原理、浇注工艺过程和工艺特点、工艺参数选择和低压设备。 难点：低压铸造成形工作原理和工艺参数选择。 第五章 压力铸造 压铸工艺特点和压铸方法分类、压铸成形原理、压铸工艺参数、压铸件工艺设计、分型 面的确定、浇注系统设计原则、压铸型的设计、压铸型技术要求、压铸涂料的选用、压铸件 缺陷分析、压铸新技术、真空压铸和加氧压铸、压铸件生产案例。 重点：压铸工艺特点和压铸方法分类、压铸成形原理、压铸工艺参数、压铸件工艺设计。 难点：压铸工艺特点、压铸成形原理和压铸工艺参数。 第六章 离心铸造 离心铸造原理、离心铸造机、离心铸造工艺，包括铸型转速的选择、离心铸型和离心浇 铸、离心铸造工艺实例。 重点：离心铸造原理、离心铸造机、离心铸造工艺和离心铸造工艺实例。 难点：离心铸造原理、离心铸造机、离心铸造工艺。 第七章 其他特种铸造 石膏型精密铸造工艺和设计、陶瓷型铸造工艺、挤压铸造成形工艺和设计、组织与性能、 半固态铸造成形技术，包括组织形成机理、力学行为、流变铸造技术和触变铸造技术、连续 铸造、有色合金坯的连续铸造、喷射成形工艺和装置、快速铸造成形主要工艺。 重点：挤压铸造成形工艺和设计、组织与性能、半固态铸造成形技术，包括组织形成机 理、力学行为、流变铸造技术和触变铸造技术、连续铸造、有色合金坯的连续铸造。 难点：挤压铸造成形工艺和设计、组织与性能、半固态铸造成形技术和有色合金坯的连 续铸造。 第八章 计算机技术在铸造技术中的应用 铸造过程计算机数值模拟（CAE）的流程和铸造工艺计算机辅助设计（CAD） ，包括冒 口 CAD 系统和浇注系统 CAD 系统。 重点：铸造过程计算机数值模拟（CAE）的流程，冒口 CAD 系统和浇注系统 CAD 系 统。 难点：冒口 CAD 系统和浇注系统 CAD 系统。 317 四、本课程开设的实验项目 编 实验项目名称 学时 类型 支撑课程 支撑的毕业 目标 要求指标点 要求 号 1 砂型铸造 2 验证性 必做 课程目标 3 1-4 2 金属型铸造 2 验证性 必做 课程目标 2 3-1 实验 1. 砂型铸造实验 实验目的：使学生掌握砂型铸造基本原理和方法、提高学生的操作技能、实验设计能力 和分析解决问题的能力 实验原理：砂型铸造方法及工艺原理、工艺过程和主要工艺装备。 实验仪器：砂型铸造实验系统及辅助仪器设备。 实验安排：本课程实验为演示性实验，要求学生实验前预习实验指导教材，现场了解这 两种造型方法所需设备、工艺装备、工艺流程、具体操作方法、工艺参数的选定及成型过程 的影响因素等；学生以 3 人一组，对照实验工艺流程图，通过观看演示过程，记录实验数据。 实验报告要求：概述实验原理、方法及仪器设备的操作规则等，并作具体指导。实验步 骤和数据处理由学生独立完成。按统一标准格式提交实验报告。 实验场所：工训中心实验室。 实验 2. 金属型铸造实验 实验目的：使学生掌握金属型铸造基本原理和方法、提高学生的操作技能、实验设计能 力和分析解决问题的能力。 实验原理：金属型铸造方法及工艺原理、工艺过程和主要工艺装备。 实验仪器：金属型铸造实验系统及辅助仪器设备。 实验安排：本课程实验为演示性实验，要求学生实验前预习实验指导教材，现场了解金 属铸造方法所需设备、 工艺流程、具体操作方法、 工艺参数的选定及成型过程的影响因素等； 学生以 3 人一组，对照实验工艺流程图，通过观看演示过程，记录实验数据。 实验报告要求：概述实验目的、方法及仪器设备的操作规则等，并作具体指导。实验步 骤和数据处理由学生独立完成。按统一标准格式提交实验报告。 实验场所：工训中心实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门理论性和实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，利用 318 动画模拟演示铸造工艺与工作原理，模拟铸造系统的工作过程，增加学生的感性认识，提高 教学效率。 2. 采用案例式教学，结合工程实际问题，进行铸造工艺过程和特点分析，使学生具备 相关的实际应用能力。 3. 本课程有 4 个学时的实验，采用启发式教学，培养学生的实际操作能力，提高学生 创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末闭卷形式进行考核，期末考试成绩占比 70%，平时成绩占比 30%，即： 总成绩=期末考试成绩（70%）+平时成绩（30%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（30%）+课堂笔记（10%） +实验（10%）+其它（10%） 。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占平时成绩中的 20 分，考勤全勤记为 20 分，缺勤一次减 5 分，每学期课 堂考勤不少于三次，三次以上缺勤不能参加期末考核，课程修读无效。 课堂表现占平时成绩中的 20 分，参与所有课堂活动记 20 分，缺席一次减 3 分，无故不 参与课堂活动 4 次，课程修读无效。 平时作业占平时成绩的 30 分，作业评价方法与标准附后。 实践环节占平时成绩的 30 分，主要考核依据为课堂生成的随机提问作答情况、现场民 俗采访整理情况、课堂讨论的参与度等。 课堂笔记占平时成绩中的 20 分，主要从完整性、规范性、发散性为考查标准，分为 20 分、18 分、15 分、12 分、10 分和 0 分六档。 其他占平时成绩的 10 分，主要考核依据为课堂生成的随机提问作答情况、课堂讨论的 参与度、维护教室卫生与多媒体设备养护情况等。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 30%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 319 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验分预习、实验操作、总结报告三部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 总结报告评价依据： ①没有总结报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，总结报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据总结报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的总结报告有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有 部分完全相同，酌情扣分。 每次实验综合预习、实验操作、总结报告三部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学 生所有实验的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 4. 期末考核评价标准 详见期末试题评分标准。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 周志明，王春欢，黄伟九．特种铸造．北京：化学工业出版社．2014.10 （二）主要参考书： 320 [1] 李荣德．铸造工艺学．北京：机械工业出版社．2013.7 [2] 万里．特种铸造工学基础．北京：化学工业出版社．2009.6 [3] 马春来. 铸造合金及熔炼．北京：机械工业出版社．2014.8 执笔教师：张德平 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 321 现代企业管理基础课程教学大纲 Foundation of Modern Enterprise Management 课程类别 职业能力拓展课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 总 学 时 32 讲 32 授 学 分 实践/实验/上机 1416016C 2 0 一、课程性质与任务 （一）课程性质 现代企业管理基础是研究企业管理活动的基本理论、基本规律和一般方法的科学。它是 一门实用性，综合性较强的学科。该课程是机械设计制造及自动化（含职业方向） 、机械工 艺、自动化等专业的基础课，为必修课程。 （二）课程任务 通过本课程的理论教学和实践教学使学生具备以下知识和能力： 1. 掌握现代企业管理的基本理论、基本原理和方法； 2. 了解当今企业管理的新思想、新方法、新趋势，培养学生的基本管理素质和管理能 力，以应用于企业管理实践，具有十分重要的意义。 二、教学活动目标 （一）课程目标（3-5 个） 课程目标 1：运用管理活动的基本规律和一般方法，加深对管理职能的理解，为学习其 他专业课程打下良好的基础。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：掌握企业管理的基本概念，基本理论，了解管理思想及理论的形成及发展， 掌握现代企业管理的发展趋势。深刻理解并树立现代企业经营的正确理念，方法观，以指导 其管理实践和工作实践。（支撑毕业要求指标点 1-3、3-5、3-6） 课程目标 3：系统掌握企业管理的基本职能、基本方法、基本规律，培养学生从事管理 工作的实际能力。全面了解企业管理的各环节和流程， 包括企业管理原理和制度、企业战略、 人力、物力、财力管理、生产运作、流通过程管理等，使学生将来能更快更好地适应工作环 境。（支撑毕业要求指标点 1-3、3-2、3-5、3-6） 322 （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界形势，树立正确的世界观、人生观、价值观， 培养学生的管理意识。 思政目标 2：在分组讨论教学案例时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精 神。 思政目标 3：通过学习方法规律培养学生终身学习能力。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 内容 讲授 实践/实验/上机 小计 管理及管 第一章 理系统概 2 课程目标 1 1-3、3-6 2 课程目标 1 1-3、3-6 2 课程目标 2-3 1-3、3-2、3-5 3 课程目标 2-3 1-3、3-2、3-5 3 课程目标 2-3 1-3、3-2、3-5 3 课程目标 2-3 1-3、3-2、3-5 述 管理理论 第二章 及其发展 企业系统 第三章 环境及其 管理 企业计划 第四章 子系统及 其管理 组织与人 力资源子 第五章 系统及其 管理 企业财务 第六章 子系统及 其管理 323 企业营销 1-3、3-2、 第七章 子系统及 3 课程目标 2-3 3-5 其管理 企业生产 运作子系 第八章 1-3、3-2、 3 课程目标 2-3 统及其管 3-5 理 企业物流 1-3、3-2、 第九章 子系统及 3 课程目标 2-3 3-5 其管理 企业研究 与开发子 第十章 1-3、3-2、 2 课程目标 2-3 系统及其 3-5 管理 企业信息 1-3、3-2、 第十一章 子系统及 2 课程目标 2-3 3-5 其管理 企业文化 第十二章 1-3、3-2、 2 课程目标 2-3 体系 3-5 企业管理 1-3、3-2、 第十三章 控制子系 2 课程目标 2-3 3-5 统 学习内容： 1．第一章 管理及管理系统概述 了解管理学的基本特点和基本研究方法；管理工作的特点和技能要求；管理工作面临的 新挑战。理解管理系统的基本构成；管理的主要任务。掌握管理的概念、基本职能和基本目 标；管理者的含义、类别和角色。管理的定义和二重性；管理学的基本特点和基本研究方法； 管理系统的含义；管理的四大职能,定义、分类和角色；管理工作的四个特点；三种技能要 求；面临的新挑战。 324 重点：管理的概念、基本职能；管理者的含义。 难点：管理的含义。 2．第二章 管理理论及其发展 了解管理理论的发展沿革；当代管理理论的最新进展和发展趋向。理解泰罗的科学管理 理论思想；德鲁克的目标管理。掌握当代主要的管理理论。泰罗的科学管理理论；泰罗科学 管理的三大实验。霍桑实验；马斯洛需求层次理论；行为科学的主要代表人物。现代管理的 主要代表理论；德鲁克的管理思想。当代主要的管理理论；当代管理理论的特点和发展趋势。 重点：当代管理主要理论。 难点：当代管理主要理论的内容和影响。 3．第三章 企业系统环境及其管理 了解企业内部系统的一般构成；企业资源、核心能力的识别。理解企业的组织方式；宏 观环境的构成与分析；行业环境的构成与分析。掌握企业的概念；企业系统的构成。企业的 概念；企业系统的构成；企业外部环境系统。宏观环境的构成与分析；行业环境的构成与分 析。企业内部资源分析；企业能力的分析；核心能力培育。 重点：中国精神的内涵。爱国主义的时代价值。爱国主义与爱社会主义和拥护祖国统一。 爱国主义与经济全球化。爱国主义与弘扬民族精神。爱国主义与弘扬时代精神。 难点：自觉维护国家利益，促进民族团结，维护祖国统一，做忠诚的爱国者。 4．第四章 企业计划子系统及其管理 了解预测的主要方法及应用；滚动计划法的基本思想和步骤。理解企业计划的层次、特 点；决策的主要方法及应用；目标管理的基本思想。掌握计划管理的含义和作用；计划制定 的过程、工具及方法。计划的概念、作用；计划的过程；企业计划的管理体系。企业计划类 别的分类；计划的四个层次。预测的主要方法；决测的主要方法；目标管理的概念及过程。 重点：计划制定的过程、工具及方法。 难点：决测方法。 5．第五章 组织与人力资源子系统及其管理 了解人力资源的招聘与配置；人力资源的薪酬与激励； 组织结构设计与变革。理解组 织与人力资源子系统的组成及功能；人力资源规划。掌握工作分析和岗位设计；人力资源的 绩效管理。企业组织的含义；人力资源的概念。人力资源的评估和规划。U、M、H 型组织结 构；组织的变革。工作分析的概念和方法；岗位设计的概念和方法。招聘的来源与方法；人 力资源的配置。培训的需求分析、设计和评价；职业生涯的规划。绩效管理的概念、考核程 序和常用的考核方法；绩效反馈的目的。薪酬管理的含义；常用的激励薪酬方案。 重点：人力资源概念；人力资源的绩效管理。 难点：绩效管理的实施。 6．第六章 企业财务子系统及其管理 325 了解企业筹资的基本渠道和方法；企业的主要财务报表及其作用；杜邦财务分析体系。 理解企业投资过程和决策方法；利润管理的主要内容；企业成本费用分析的重点。掌握财务 管理的概念、内容和作用； 企业财务管理系统的一般构成；企业盈利、运营和偿债能力分 析的主要指标。企业财务管理的概念与内容；系统的组成。筹资的主要渠道；筹资组合策略。 运营资金的分类；资产组合的概念及组合策略。投资的分析与评估。利润管理的内容；目标 利润的实现；利润分配的程序。财务分析的常用方法；企业主要的财务报表；盈利、偿债和 营运能力分析的指标；杜邦财务分析体系。 重点：投资的分析与评估；企业主要的财务报表。 难点：投资的分析与评估；企业主要的财务报表。 7．第七章 企业营销子系统及其管理 了解市场调查和预测的主要方法和内容；市场营销的策略组成；企业市场营销的组织与 实施。理解市场细分的含义、原则与步骤；目标市场的选择策略；市场定位的作用。掌握营 销的概念与特点；营销子系统的基本构成；客户关系管理的概念、内容及实施。营销的概念； 营销系统的构成。市场调查的方法；市场预测的内容。市场细分的原则；目标市场的选择； 市场定位的方法。产品的策略；价格的策略；分销的策略；促销的策略。客户关系管理的定 义和内容。市场营销的组织形式；市场营销的控制。 重点：营销策略。 难点：营销策略的制定。 8．第八章 企业生产运作子系统及其管理 了解生产管理的主要方法；质量管理的发展；理解生产管理的计划编制原则和步骤；项 目管理的概念与内容。掌握生产管理的意义； JIT、成组技术的生产管理基本思想；质量管 理的重要性和体系建设。现代企业生产管理理念和方法；各类企业生产的运作过程。生产计 划的主要指标；生产计划的编制。生产过程的组织要求，组织类型。JIT、成组技术、敏捷 制造的介绍。项目的定义、管理体系和管理过程。质量管理的概念；质量管理体系的概念。 重点：生产过程的组织；质量管理的意义和体系建设。 难点：生产组织；质量管理体系。 9．第九章 企业物流子系统及其管理 了解企业物流系统的基本模式和过程；现代企业物流的活动过程；企业物流服务的战略 选择。理解企业物流管理系统的基本特征和组织架构。掌握物流的概念和分类；供应链管理 的基本内涵。现代物流的概念、分类和活动构成。企业物流系统的构成、组织创新、系统优 化。企业物流的分类；生产企业物流的过程。供应链管理的含义；一体化管理。 重点：生产企业物流的过程。 难点：供应链管理的含义。 10．第十章 企业研究与开发子系统及其管理 326 研究与开发的意义、特性、流程及影响因素。研究与开发模式和策略。研究与开发的方 式；企业研究与开发的组织 重点：研究与开发模式。 难点：研究与开发模式。 11．第十一章 企业信息子系统及其管理 了解信息收集的常用方法。理解信息的基本概念；管理信息系统的开发的基本原则。掌 握管理信息系统的开发方法和步骤。信息的属性；企业信息系统的组成。企业信息管理的内 容与途径。企业管理信息系统的开发；管理信息系统的发展趋势。 重点：企业信息管理的内容。 难点：企业管理信息系统的开发。 12．第十二章 企业文化体系 了解企业文化的效果；企业文化对企业的影响。理解企业文化的功能和作用；企业文化 的塑造途径和方法。掌握企业文化的概念、内涵，企业文化的内涵、特征和管理特性；企业 文化构成的四个方面。企业文化的内在功能、外在功能。塑造企业文化的内在、外在途径。 重点：企业文化的内涵，企业文化构成的四个方面。 难点：企业文化的内涵。 13．第十三章 企业管理控制子系统 了解企业管理控制系统的功能；管理报酬系统的构成与作用。理解预算的作用和控制过 程；审计控制的目标、过程与程序。掌握企业管理控制系统的定义、构成；企业管理控制系 统的控制步骤；管理者行为控制的主要途径。管理控制的定义、目标和系统的组成。预算的 概念、作用和控制过程。审计的概念、目标和程序。管理报酬体系的组成；管理者的行为控 制途径。 重点：预算控制。 难点：预算编制方法。 四、达成教学活动目标的途径和措施 1. 在教学中应采用理论和实际相结合的原则，主要采取课堂讲授，并结合案例分析， 讨论，采用练习，测验相结合的教学方法，重视调动学生学习积极性、参与性与互动性，从 而达到教学目标要求。 2. 采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注 意学生的掌握程度和课堂的气氛。 五、考核方式 327 （一）考核方式 考查课程成绩采取“N+2”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（30 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、实践或其它（20 分） ，占比 50%； “2”指卷面成绩与课堂笔 记，分别占比 50%、20%，其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 六、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]张卓，蔡启明，钱炎，张庆.企业管理学.北京：科学出版社.2014 年 1 月 （二）主要参考书 [2]刘珂.现代企业管理学.北京：经济科学出版社.2018 年 8 月 [3]高飞.现代企业管理学.北京：中国社会出版社.2010 年 2 月 执笔教师： 张俊霞 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 328 人力资源管理课程教学大纲 Human Resource Management 课程类别 职业能力拓展课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 总 学 时 32 讲 32 授 学 分 实践/实验/上机 1416017C 2 0 一、课程性质与任务 （一）课程性质 人力资源管理课程是阐述开发人力资源，提高人力资源素质以及如何合理使用人力资源 的理论、原则、方法的科学。它是为培养学生的人力资源管理的基本理论、知识和能力设置 的一门专业核心课。 （二）课程任务 通过本课程的教学使学生具备以下知识和能力： 1. 培养学生从事人力资源管理工作的能力； 2. 为其他专业课的学习和今后的工作奠定基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 课程目标 1：使学生认识人力资源管理在经济、社会发展中的地位作用。 （支撑毕业要 求指标点 3-5、3-6） 课程目标 2：掌握人力资源管理的基本理论、基本知识和基本方法。（支撑毕业要求指 标点 3-2、3-5、3-6） 课程目标 3：管理中学会运用人力资源管理理论和方法。 （支撑毕业要求指标点 3-2、3-5） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界形势，培养学生的管理意识。 思政目标 2：在分组讨论教学案例时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精 神。 329 思政目标 3：通过学习基本理论与方法，培养学生创新创业能力 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 小计 课程目标 要求指标点 1 1 课程目标 1 3-6 3 3 课程目标 内容 讲授 第一章 绪论 第二章 工作分析 实践/实验/上机 3-2、3-5 2-3 人力资源 3 3 课程目标 3-2、3-5 第三章 规划 招募与录 2-3 4 4 课程目标 3-2、3-5 第四章 用 2-3 2 第五章 2 课程目标 3-2、3-5 人员测评 2-3 培训与开 4 4 课程目标 3-2、3-5 第六章 发 职业生涯 2-3 2 2 课程目标 3-2、3-5 第七章 管理 绩效考核 2-3 4 4 课程目标 3-2、3-5 第八章 与管理 2-3 4 第九章 4 课程目标 3-2、3-5 薪酬管理 2-3 3 第十章 3 课程目标 3-2、3-5 员工福利 2-3 劳动关系 2 2 课程目标 第十一章 管理 2-3 330 3-2、3-5 学习内容： 1．第一章 绪论 了解人力资源管理的历史沿革和发展趋势；了解人力资源管理战略的内涵与作 用；了 解人力资源管理从业人员的资质要求；理解人力资源和人力资源管理的内涵；掌握资质模型 的概念、内容和建构方法。 重点：人力资源和人力资源管理的内容含义，认识人力资源管理在企业管理中的战略作 用。 难点：人力资源战略的制定与实施。 2．第二章 工作分析 了解工作分析产生和发展；了解非结构化的工作分析方法；理解人力资源规划的内涵与 作用；理解人力资源规划的内容与程序；理解人力资源供需平衡调节措施；掌握人力资源规 划预测技术。 重点：工作分析及工作岗位的含义；掌握工作分析的步骤、工作设计及再设计的理念； 熟练运用工作分析的方法。 难点：工作分析的步骤和方法及工作说明书的设计。 3．第三章 人力资源规划 了解人力资源信息系统的含义、内容和作用。 重点：人力资源规划的内容；人力资源规划技术与方法；人力资源供需平衡的措施与方 法。 难点：人力资源规划的预测技术与供需调节。 4．第四章 招募与录用 了解内部招募和外部招募渠道及其优缺点；了解录用通知书和辞谢通知书的写法；理解 招募、甄选与录用的内涵与关系；掌握常见的人员甄选方法。 重点：人员招募、甄选的概念；人员招募的基本流程；甄选录用的程序和方法。 难点：甄选录用的程序和方法。 5．第五章 人员测评 了解人员测评发展简史；理解人员测评的内涵与作用；理解人员测评的基本原理；掌握 信度、效度和区分度的内涵和计算方法；掌握常见的人员测评方法。 重点：人员测评的基本原理；信度、效度和区分度的内涵和计算方法；常见的人员测评 工具。 难点：信度、效度和区分度的内涵和计算方法。 6．第六章 培训与开发 了解员工培训的基本类型和基本过程；了解培训计划的基本内容；了解常见的员工培训 方法及其适用范围；了解常见的管理人员开发的方法；理解培训与开发的含义；掌握培训需 331 求分析的方法和过程；掌握培训效果评估的方法和过程。 重点：培训的含义和作用；培训的内容和类型；培训需求分析；培训方法的选择；培训 效果的评估。 难点：培训需求分析；培训方法的选择；培训效果的评估。 7．第七章 职业生涯管理 了解职业、职业生涯和职业生涯管理的概念；了解职业的基本特性；理解职业选择理论 的基本内涵；掌握职业发展路径和运动形式。 重点：职业选择理论的基本内涵；职业发展路径与运动形式；组织对员工职业生涯管理 的策略。 难点：职业选择理论；职业发展路径与运动形式。 8．第八章 绩效考核与管理 了解绩效、绩效考核和绩效管理的概念；理解绩效的本质；掌握常见的绩效考核方法及 其优缺点。 重点：区分绩效、绩效考核和绩效管理的概念；绩效管理的基本流程；常见的绩效考核 方法及其优缺点。 难点：绩效考核方法。 9．第九章 薪酬管理 了解影响和决定薪酬的要素；了解薪酬管理的基本原则；了解几种常见的整体薪酬计划； 理解薪酬的概念与构成；掌握薪酬设计的过程；掌握常见的职位评价方法。 重点：薪酬体系设计；薪酬模式；整体薪酬激励计划。 难点：薪酬体系设计过程；职位评价的方法和技术。 10．第十章 员工福利 了解员工福利的类型、影响因素和发展趋势；理解员工福利的内涵与特点；掌握员工福 利计划的内容。 重点：员工福利的类型；员工福利计划的设计与管理。 难点：员工福利的类型；员工福利计划的设计与管理。 11．第十一章 劳动关系管理 了解劳动法与劳动合同法与人力资源管理的关系；理解劳动关系的含义、属性和分类； 掌握劳动合同的内容和签订注意事项；掌握劳动争议处理的注意事项和基本程序。 重点：劳动关系的建立与终止；劳动争议的处理。 难点：劳动争议的原因分析及处理。 四、达成教学活动目标的途径和措施 332 1.利用现代化教学手段内容及学时 以计算机技术为核心的现代信息技术进入教学领域，已经并将继续深刻地改变传统的教 学观念、教学方法和教学手段。根据具体情况，结合教学过程，改进教学方法。提倡采用多 媒体教学和计算机辅助教学，在课外作业、课程设计等环节中培养学生应用计算机的能力。 2.对学生能力培养的要求 对于教学重点内容应安排习题课。习题作业应加强社会调查，要能起到巩固理论、掌握 计算方法和技巧、提高分析问题与解决问题能力、熟悉设计标准与规范等的作用。 3.人力资源管理课程设计 课程设计是培养学生设计能力、激励创新的重要环节，要重视和发挥设计作业在培养设 计技能方面的作用。设计题目要灵活、多样，允许学生自定题目。课程设计可以单独进行， 亦可以小组形式进行工作。老师要加强指导和考核，注意培养和发挥学生的独立工作能力、 创新精神和精神。 4.人力资源管理案例分析 案例分析是本课程的重要组成部分。分析过程应能使学生体会到公司工作时实际存在的 问题。 本课程教学中应激励学生创新精神，教育学生树立正确的管理设计思想，培养良好的工 作作风和工作方法。 五、考核方式 （一）考核方式 考查课程成绩采取“N+2”的评定模式， “N”指平时成绩，包括考勤（30 分）、课堂表 现（20 分） 、平时作业（30 分） 、实践或其它（20 分） ，占比 50%； “2”指卷面成绩与课堂笔 记，分别占比 50%、20%，其中卷面成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 30%，随堂测验成绩和提问成绩占 70%，按照百分制给分； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 随堂测验成绩按照测验评分标准进行评分，课堂提问根据学生答题情况给出成绩，按照 次数求均分。 2. 作业评价方法与标准 333 评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 六、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]孙健敏.人力资源管理.科学出版社. 2009 年 8 月 （二）主要参考书 [2]中国就业培训技术指导中心组织编写.企业人力资源管理师培训指南（四级、三级、 二级）.中国劳动社会保障出版社.2009 年 3 月 [3]李艳.人力资源管理工具大全.人民邮电出版社.2009 年 12 月 [4]聂新梅，孙健.人力资源主管高效工作手册.机械工业出版社.2008 年 6 月 执笔教师： 张俊霞 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 334 三、专业实践 见习（包括专业导论）教学大纲 internship (Introduction to professional courses) 课程类别 专业实践 课程编号 1416001D 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 1 学 1 周 数 1 分 一、生产（见习、专业实习、教育、金工实习等）实习性质与任务 （一）见习性质 见习是材料成型及控制工程专业教学计划所设的重要入门实践性教学必修环节。 （二）见习任务 通过本课程的学习，使学生认识本专业的培养目标、所应具备的知识结构以及能力素 质，明确 4 年大学学习的主要学习内容与努力方向，激发学习兴趣，培育专业爱好。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过见习课程，使学生具备以下能力： 课程目标 1：使学生认识本专业所应具备的知识结构与能力，尽快了解学科背景、熟悉 专业技术内容、明确专业学习目标和研究方向，为大学阶段的学习起到先导性作用，为专业 课程学习和专业实践打下基础，为学生及早进行职业生涯规划作铺垫。（支撑毕业要求指标 点 1-3,3-6） 课程目标 2：初步建立材料加工类企业、工厂的基本概念，初步了解成型类产品的制造 过程，参观材料加工机器设备，特别是先进的制造设备。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 3：通过简单模具的拆装，使学生对零件、部件、机构、机器、工程材料、工 具等建立概念，为后面的专业课学习提供感性认识与实践基础。（支撑毕业要求指标点 1-3,3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合专业讲座知识点，使学生了解目前本学科的发展背景以及专业在实际 成产中的应用，激发学生对于本行业发展的责任感和使命感。 335 思政目标 2：在解决难点过程中，培养学生用联系的、全面的、发展的观点看问题，正 确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培养健康向上的人生态度。 思政目标 3：学生的实践教学中，通过合理分工和有效组织，培养学生的团队合作精神 大局意识、协作精神和服务精神的。 思政目标 4：在实验实践教学中，培养学生良好的设备安全操作习惯，以及一丝不苟的 “工匠精神” 。 三、实习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 学时分配 支撑 课程目标 支撑的毕业 要求指标点 1 技术讲座 16 课程目标 1 1-3、3-6 2 现场实习 8 课程目标 2 1-3 3 简单模具拆装 8 课程目标 3 1-3、3-6 4 实习报告整理撰写 4 课程目标 1 1-3、3-6 5 实习考核 4 课程目标 1 1-3、3-6 生产（见习、专业实习、生产（教育） 、金工实习等）实习内容： （一） 技术讲座 1. 机械工程学科的现状与发展趋势； 2. 介绍材料成型涉及的技术领域、材料成形在国民经济中的作用、材料成形工艺的分 类与特点、材料成型专业的人才培养模式与教学质量标准、材料成形技术的发展趋势等； 3. 金属液态成形，介绍金属液态成形基础、铸造合金及熔炼、砂型铸造、特种铸造和 近代液态成形技术； 4. 金属塑性成形，介绍金属塑性成形基础、冲压成形、锻造成形、其他塑性成形技术 和塑性成形设备； 5. 金属焊接成形，介绍焊接原理与工艺方法、熔焊的工艺特点及应用、压焊的工艺特 点及应用、钎焊的工艺特点及应用、焊接成形件的检验； 6. 非金属材料成型，介绍塑料成型、橡胶成型和陶瓷成型； 7. 3D 打印成形，介绍 3D 打印成形原理、3D 打印成形工艺、3D 打印成形技术的应用以 及 3D 打印成形技术的发展趋势等； 8. 金属腐蚀与防护，认识金属腐蚀的危害、探究防止金属腐蚀措施及在工程中的应用； 336 （三）现场实习 1. 让学生了解先进材料的生产过程和生产环境； 2. 让学生实地了解和观看先关材料加工设备的工作过程； 3. 对本专业工程师的工作有初步的认识。 （三）简单模具的拆装 1. 认识常用的一些拆装工具，掌握他们的原理与使用方法。 2. 拆装一台冲压或压铸模具。 四、生产（见习、专业实习、生产（教育） 、金工实习等）实习的组织领导 实习由学校带队教师和工厂教育培训部门、实习车间共同商量安排进行。实习期间的政 治学习和党团活动安排在各实习单位进行。在可能的情况下，适当参加厂内及车间科室方面 的会议。 聘请车间或科室技术人员为实习指导教师，具体指导学生的实习活动。在实习指导教师 的指导下，除完成规定的实习任务外，如有可能可参加工厂的技术革新活动。 五、生产（见习、专业实习、生产（教育）、金工实习等）实习形式 1．理论学习。 2．观看录像。 3．现场实习。 4．同学交流。 5．老师辅导。 六、达成教学活动目标的途径和措施 （一） 技术讲座 安排教学、科研及实践经验丰富的教师，对本专业的历史、现状、未来发展趋势，以 及本专业在国民经济中的地位作用、大学期间学习的知识与训练的技能、学生毕业后所从事 工作的方向与性质等，分专题进行讲解。 （二） 现场实习 学生赴校外实习基地、校内实验室及实训中心，参观了解生产中的设备、工艺等实际运 行情况，通过观察、记录、现场请教技术人员或操作工人等，了解相关成形设备生产过程和 生产环境。 337 （三） 简单模具的拆装 1. 认识常用的一些拆装工具，并掌握基本的使用方法； 2. 拆装冲压模具或压铸模具，使学生对零件、部件、机构、机器、工程材料、工具等 建立起感性认识。 （四） 实习报告 实习结束后，参照实习笔记，撰写实习报告，实习报告中应包括以下内容: 1. 实习企业的基本情况。 2. 机器设备的型号、作用等。 3. 对本专业的新认识， 4. 对简单机器的结构组成、零部件作用的初步了解与认识。 5. 本人在实习中的收获、体会，及今后的职业生涯规划。 七、考核方式 （一）考核方式 认识实习结束后，由指导教师根据学生在实习期间的表现、完成实习任务情况、实习报 告撰写情况等进行综合评判，给出实习成绩。具体为： 实习成绩=出勤（20%）+实习表现（20%）+实习报告（60%） ； （二）成绩评定标准 1. 实习过程评价方法与标准 出勤记录、实习表现情况评价均按照百分制给分。 出勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，不少于 3 次） 。 实习表现从实习笔记（50%） 、实习态度（50%）两个方面进行评定： 实习笔记评定按学生对实习知识的理解及记录情况分为优[45～50]分、良[40～45)分、 中[35～40)分、差≤30 分，四个等级，不提交实习笔记此项记为 0 分； 实习态度根据学生实习期间是否能积极认真地参与到各教学环节情况给出成绩。 2. 实习报告评价方法与标准 实习报告情况评价按百分制给分，评价依据以下几个方面： ①不交报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，报告内容基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； 338 ④正确性：40 分，根据对实习各教学环节的收获总结情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的报告有一定程度的相似，但不能全部相同，如果有部分 完全相同，酌情扣分。 八、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]余世浩，张琳琅．材料成型导论. 北京：清华大学出版社．2018.11 （二）主要参考书 [1]谢力志，单岩，徐勤雁，等．模具拆装及成型实训教程．杭州：浙江大学出版社．2011.01 [2]柳百成，沈厚发. 21 世纪的材料成形加工技术与科学. 北京：机械工业出版社. 2004.03 [3]夏巨谌，张启勋.材料成形工艺. 北京：机械工业出版社.2002.01 执笔教师： 牛 婷 审 核 人： 李伯琼 2021 年 03 月 07 日 339 金相样品制备技能训练实习教学大纲 Skill Training for Metallographic Sample Preparation 课程类别 专业实践 课程编号 1416002D 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 3 学 1 周 数 1 分 一、生产（见习、专业实习、教育、金工实习等）实习性质与任务 （三）实习性质 金相样品制备技能训练是材料成型及控制工程专业本科阶段必修的专业实践课。本课程 的教学，能把书本上学到的金相制样知识直接应用到实际中去，通过实际操作增加感性认识， 为继续学习本专业的其他相关知识以及将来的工作打下一个良好的基础。 （四）实习任务 通过 40 课时的学习和训练，要求学生掌握用于显微组织分析的材料试样制备技能，掌 握基本的制备工序。通过制备金相样品，掌握相关的理论知识。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过金相样品制备技能训练实习，使学生具备下列能力： 课程目标 1：能够掌握用于显微组织分析的材料试样制备工序，并对其作用进行了解。 （支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 2：能了解多种制备试样的方法，并根据实际情况合理选择制样方法。 （支撑 毕业要求指标点 3-5） 课程目标 3：能掌握影响试样制备质量的因素，并对实际操作过程进行实时调整，以获 得制备完好的试样。同时具有团队意识，又能发挥个人潜能。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合金相样品制备过程，使学生了解材料加工基本技能，培养学生的责任 感和使命感。教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在训练过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 340 思政目标 3：在分组实习时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实训教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设备安 全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 四、实习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 学时分配 支撑 课程目标 支撑的毕业 要求指标点 1 切割 1天 课程目标 1 3-4 2 镶嵌 0.5 天 课程目标 2 3-5 3 磨光与抛光 1.5 天 课程目标 2 3-5 4 金相腐蚀 1天 课程目标 3 3-6 5 显微镜观察分析金相 1天 课程目标 3 3-6 生产（见习、专业实习、生产（教育） 、金工实习等）实习内容： 1. 切割 观察线切割金属棒材，掌握切割原理。 2. 镶嵌 了解镶嵌的目的、方法；掌握用加压热镶嵌法镶嵌金属试样片。 3. 磨光与抛光 了解磨光与抛光的定义和目的；制定合理的方案进行镶嵌试样的磨光与抛光。 4. 金相腐蚀 了解腐蚀的原理；掌握金相腐蚀方法。 5. 显微镜观察分析金相 四、生产（见习、专业实习、生产（教育）、金工实习等）实习的组织领导 实习由晋中学院工程训练中心安排进行。实习前由工训中心安排进行安全教育，并且由 实训老师现场培训。 上课期间，由带课教师按照大纲和教学计划，具体负责教学。 五、生产（见习、专业实习、生产（教育）、金工实习等）实习形式 1．理论学习。 341 2．老师辅导。 3．现场实习。 4．同学交流。 六、达成教学活动目标的途径和措施 1. 教师讲解原理和操作注意事项。 2. 学生实际操作练习。 3. 老师现场辅导，并且根据现场情况反复演练。 七、考核方式 （一）考核方式 实习结束后，由实习指导教师根据学生在实习期间的表现、完成实习任务情况、实习报 告撰写情况等进行综合评判，给出实习成绩。 具体为：实习成绩=工艺制作、制作技能（50%）+安全操作（10%）+实习报告（20%）+ 出勤（10%）+工具、仪器操作使用（10%） 成绩等级：90 分以上为优，80-90 分为良，70-80 分为中，60-70 分为及格，60 分以下 为不及格。 （二）成绩评定标准 实习评价方法与标准： 工艺制作评价依据： ①不进行操作，成绩为 0 分； ②认真程度：20 分，整个实习过程能按规程认真操作； ③正确性：30 分，根据实验结果情况给出分数； 安全操作评价依据： 操作过程中，不按安全注意事项操作，根据情况酌情扣分。 实习报告评价依据： ①没有实习报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：5 分，总结报告基本完整； ③认真程度：5 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：10 分，根据总结报告情况给出分数； 出勤评价依据： 342 请假一次扣 3 分，旷课一次扣 10 分。 工具、仪器操作使用评价依据： 根据工具仪器是否正确，酌情打分。 八、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]张博．金相检验 第 3 版．北京：机械工业出版社．2020.12 （二）主要参考书 [1] 贾耀卿．常用金属材料手册 第 3 版（上）．北京：中国标准出版社．2015.7 [2] 贾耀卿．常用金属材料手册 第 3 版（下）．北京：中国标准出版社．2015.6 执笔教师：谢瑞珍 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 343 机械制图测绘训练教学大纲 Mechanical drawing and Mapping Training 课程类别 专业实践 课程编号 1416003D 适用专业 材料成型与控制工程 开设学期 3 学 2 周 数 2 分 一、课程设计性质与任务 （一）课程设计性质 机械制图课程是一门理论教学与实践教学并重的课程，实践环节对课程的学习掌握及运 用尤为重要。机械制图测绘训练即是在完成机械制图 1 和机械制图 2 课程之后设置的集中实 践教学环节。该实践环节是以设计、测量、绘图为一体的机械设计绘图能力的综合训练，是 对课堂所学的制图基本理论知识及基本制图技能加以综合应用的一个重要环节，通过对机器 或部件的测绘，培养了学生的组织管理能力、查阅资料能力、动手能力、测绘能力，锻炼了 学生分析问题和解决问题的能力，提高了绘图能力、设计能力和工程实践能力，为后续专业 课程的学习、课程设计、毕业设计以及实际工作打下坚实的基础。 （二）课程设计任务 通过机械制图测绘训练这一实践教学环节，使学生具备以下知识和能力： 1. 通过对零部件的拆装测绘训练，了解部件测绘的内容、方法和步骤，能正确使用工 具拆装机器部件，正确使用测绘工具测量零件尺寸，提高学生的动手能力。 2. 通过测绘零部件草图，巩固所学的机械制图理论知识，综合应用理论知识确定合理 表达方案，训练学生分析和解决工程实践问题，提高学生查阅标准、 贯彻和执行标准的能力。 3. 通过零部件的建模仿真以及装配图和零件工作图的绘制，训练徒手绘图、仪器绘图、 计算机绘图的技能。 二、教学活动目标 （一）课程目标 课程目标 1：通过对零部件的拆装测绘训练，了解部件测绘的内容、方法和步骤。（支 撑毕业要求指标点 3-5） 344 课程目标 2： 通过使用拆卸工具拆装零部件，掌握拆卸工具的正确使用，了解零部件 的用途、工作性能、工作原理和结构特点，了解机器或部件的装配工艺以及零件常见的工艺 结构，使学生初步具备专业意识和工程意识，提高学生的分析能力和动手能力。（支撑毕业 要求指标点 3-5、3-6） 课程目标 3：通过组织分工及对拆装零部件的登记、分类、编号，培养学生的组织管理 能力和团队协作能力。 （支撑毕业要求指标点 3-5、3-6） 课程目标 4： 通过使用测绘工具测量零部件尺寸，掌握测绘工具的正确使用，熟悉运 用有关资料（如国家标准、规范及规定画法） ，综合运用机械制图基本理论知识恰当选择表 达方案，锻炼学生综合解决实际问题的能力，提高徒手绘图能力，锻炼学生初步的工程设计 能力。（支撑毕业要求指标点 3-5、3-6） 课程目标 5：通过仪器绘制装配图、计算机绘制零件工作图，提高学生的仪器绘图和计 算机绘图能力。（支撑毕业要求指标点 3-5、3-6） 课程目标 6：通过对零部件的建模和仿真，掌握零部件构型能力，训练认真负责的工作 态度、严谨细致的工作作风，使学生初步具备工程实践能力和创新能力。（支撑毕业要求指 标点 3-5、3-6） （二）思政目标 思政目标 1：在测绘训练过程中，培养学生敬业、精益、专注、创新等方面的“工匠” 精神，以及认真负责、踏实敬业的工作态度和严谨求实、一丝不苟的工作作风，提高职业道 德修养和精神境界。 思政目标 2：通过查阅标准手册，培养良好的行为习惯，增强遵纪守法意识。 思政目标 3：在确定表达方案过程中，学会用联系的、全面的、发展的观点看待问题， 掌握正确的思维方法，养成科学的思维习惯，培养学生逻辑思维与辩证思维能力，以利于形 成科学的世界观和方法论，促进学生身心和人格健康发展。 思政目标 4：分组讨论教学和实践训练时，通过合理分工和有效组织，认识到恪守信用、 讲究效率、尊重规则、团队协作、崇尚卓越等职业道德与素质的重要性，使学生能树立起自 我培养良好的职业道德与注重日常职业素质养成的意识。 345 三、课程设计内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 主要内容 学时分配 支撑 课程目标 支撑的毕业 要求指标点 1 组织分工、讲课 0.5 天 课程目标 1、2 3-5、3-6 2 拆装部件、绘制装配 示意图 0.5 天 课程目标 2、3 3-5、3-6 3 绘制零件草图、测量 尺寸 1天 课程目标 2、4 3-5、3-6 4 零部件三维建模 2天 课程目标 2、6 3-5、3-6 5 装配体三维建模 1天 课程目标 2、6 3-5、3-6 6 仪器绘制装配图 2天 课程目标 5 3-5、3-6 7 计算机绘制零件工作 图 1天 课程目标 5 3-5、3-6 8 答辩 1天 课程目标 1、2、 4 3-5、3-6 序号 课程设计主要内容： 机械制图测绘训练的测绘部件采用生产实际中常用的含有多个机械零件的齿轮泵、一级 齿轮减速箱、台虎钳、平口钳等实体对象，其具体内容如下： 1．组织分工，做好测绘前的准备，明确测绘训练任务，了解测绘的方法和步骤。 2．拆卸部件，掌握拆卸工具的正确使用，对拆下的零件进行登记、分类、编号。 3．绘制装配示意图，每人完成一张。 4. 零件草图的测绘，掌握测量工具的使用，训练草绘技能，每组完成一套。 4．零部件建模、装配、干涉检查和仿真,每组完成一套。 5．仪器绘制转配图一张（A0 或 A1） 。 6. 计算机绘制零件工作图,每组完成一套。 四、课程设计步骤 机械制图测绘训练是以设计、测量、绘图为一体的机械设计绘图能力的综合训练，一般 按一下步骤进行： 1. 做好测绘前的准备 346 将学生分组，每组 3 人,每组分配一个装配实体（例如台虎钳、齿轮减速箱等），准备好 有关参考资料、拆装工具、测量工具、绘图工具，明确测绘训练任务，阅读实训指导书。 2. 拆卸部件，画装配示意图 （1）分析测绘部件的用途、工作性能、工作原理和装配关系，了解清楚零件的组装次 序，按零件组装的反顺序逐个拆卸，对拆下的零件进行登记、分类、编号，分析各零件的作 用、结构特点和名称。 （2）坐标纸上绘制完成装配示意图，即用简单的线条和图例符号绘制出部件的大致轮 廓，表达出各零件之间的相对位置、装配和连接关系、传动路线及工作原理。 3. 绘制零件草图，测量零件尺寸 （1）分析零件，确定表达方案，按照大致比例，用目测的方法在坐标纸上徒手绘制具 有完整零件图内容的零件草图。 （2）使用测量工具对非标零件进行测量，将测量的尺寸和数据标注在零件草图上。要 注意零件之间的配合尺寸、关联尺寸要一致。工艺结构尺寸以及极限配合尺寸要根据错侧的 尺寸进行圆整，或查表和参考资料对所测尺寸进行标准化。 （3）统计标准件和常用件，测量主要尺寸，查表和和有关参考资料，确定标准值，写 出代号。 3. 零部件三维建模 组内分工根据测绘的零件草图进行零件建模，并进行零部件装配，并进行仿真验证、干 涉检查，对零部件草图进行修正，深化配合尺寸、关联尺寸一致的重要性，讨论确定装配图 的表达方案。 4. 绘制装配图 熟悉绘装配图的步骤和方法，使用仪器绘制装配图，根据各零件相互位置、装配关系和 结构尺寸绘制各视图，标注必要的尺寸，编写零部件序号，填写标题栏、明细栏和技术要求。 5. 绘制零件工作图 根据零件草图并结合装配图，用计算机绘制零件工作图。 6.答辩 （1） 学生展示自己的测绘作品，分析零部件的作用及工作原理；主要零件视图及装 配图表达方案的选择，各视图表达的主要内容；零部件之间的装配关系及配合尺寸的选择与 表达含义；技术要求的选择及表达含义；尺寸标注基准的选择与标注方法。 347 （2）教师随机提出或学生现场抽取 2-3 个答辩题，学生根据题目回答问题。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 坚持学生主体地位，教师只起到指导作用，提高学生的主动性。 2. 在测绘训练过程中强调实践与理论相结合，理论指导实践，实践验证理论。 3. 通过小组分工合作完成测绘训练任务，培养学生注重实际、团队协作的工作精神。 4. 组内讨论和教师引导确定零部件最佳表达方案，培养学生分析问题和解决问题的能 力。 5. 在传统手工测绘的基础上，引入三维建模、仿真分析以及 CAD 绘图，提高学生的计 算机绘图能力，提升学生的工程实践创新能力。 六、考核办法 （一）考核办法 本课程考核方式为考查，采用过程考核和结果考核相结合的方式进行考核，过程考核成 绩占 50%，结果考核成绩占 50%。 过程考核 50 分，由出勤、表现、过程结果组成，出勤 10 分，表现 20 分，过程结果 30 分。 结果考核 50 分，由作品展示和答辩组成，作品展示 40 分，答辩 10 分。 总成绩按五级制计分，考核结果分为优秀（90 分以上）、良好（80 分-89 分）、中等（70 分-79 分） 、及格（60-69 分）和不及格（59 分以下）五个等级。 （二）成绩评定标准 1. 过程考核评价方法与标准 过程考核总计 50 分，由出勤、表现、过程结果组成。 出勤 10 分，每天记 1 分，共 10 天。 表现满分记 20 分，从积极参与组织协调、独立完成程度、承担工作量情况为标准，分 为 18 分、15 分、12 分、10 分、5 分、0 分六个档。 过程结果 30 分，从按时完成任务程度为标准，分装配示意图、零件草图、三维零件模 型、三维装配图、二维装配图、零件工作图六个阶段计分，每阶段 5 分。 2. 结果考核评价方法与标准 结果考核计 50 分，由作品展示和答辩组成。 348 作品展示 40 分，评价标准如下： ① 作品完成度：5 分； ② 表达方案合理：10 分； ③ 标注正确、规范：10 分； ④ 图线美观性、文字工整性：5 分 ⑤ 布局合理性：5 分； ⑥ 图纸整洁性：5 分 答辩 10 分： ① 表达力 2 分； ② 表述的正确性 4 分； ③ 回答问题 6 分。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 李明.工程制图课程测绘.合肥：合肥工业大学出版社，2008.1. （二）主要参考书 [1] 吴志军,朱祖武,余焕光.AutoCAD2012 中文版基础教程.沈阳:东北大学出版 社.2015.1. [2] 吴志军,翟彤,朱连池.AutoCAD2012 中文版上机指导.沈阳:东北大学出版 社.2015.4. [3] 大连理工大学工程画教研室编．机械制图（第七版） ．北京:高等教育出版社出 版．2007.7. [4] 赵罘，杨晓晋，赵楠．SolidWorks2018 基础教程机械实例版．北京:化学工业出版 社．2018.9. 执笔教师：解继红 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 349 电工基本技能训练实习教学大纲 Electrician basic skill training 课程类别 专业实践课程 课程编号 1416004D 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 4 学 1 周 数 1 分 一、专业实习性质与任务 （五）实习性质 课程的性质：电工技术应用十分广泛，发展非常迅速，并且日益渗透到其他学科领域， 促进其发展，在我国现代化建设中，占有重要的地位。本课程是高等学校工科非电类材料成 型及控制工程专业大学生本科阶段必修的专业实践课，旨在煅练学生的实践操作技能和培养 学生的初步专业素养，是大学生素质教育的重要实践环节，是培养“应用型”专业技术人才 的主要途径之一。 （六）实习任务 课程实习的任务：使学生通过本大纲所规定的全部内容的实践训练，熟悉电工工具的使 用，掌握基本电力拖动与控制电路的设计与操作，获得电工方面必要的实际操作技能，全面 培养学生的动手实践能力，为学生毕业后从事工程技术工作打下基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 课程目标 1：能够将大学物理、电工电子技术和相关专业知识用于解决电工领域中电力 拖动与控制电路的工程问题，并了解电工行业电气控制的前沿发展现状和趋势。（支撑毕业 要求指标点 3-4） 课程目标 2：具备初步阅读电力拖动与控制电路的能力，能合理选用控制电路所用的低 压电器，具备设计一般的电力拖动与控制电路原理图和电器布置图的能力。（支撑毕业要求 指标点 3-4） 课程目标 3：具备操作电力拖动与控制电路的布线能力，在解决电工领域的工程问题实 践中，能够理解和评价电气工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 （支撑毕 业要求指标点 3-6） 350 课程目标 4：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员的角色，既具有团队意 识，又能发挥个人潜能。 （支撑毕业要求指标点 3-6） （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解电工电子行业的先进技术，培养学生的责任感和使 命感。教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在实习过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设备安 全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 五、实习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 学时分配 1 三相异步电动机直接 起停控制电路 8 课程目标 1 3-4 2 单台三相异步电动机 的多地控制电路 4 课程目标 2 3-4 3 多台三相异步电动机 的顺序控制电路 4 课程目标 2 3-4 4 三相异步电动机的双 重联锁正反转控制电 路 8 课程目标 3 3-6 5 行程开关实现工作台 自动往返控制电路 8 课程目标 3 3-6 6 笼型三相异步电动机 Y-降压起动控制电 路 8 课程目标 4 3-6 项目 1 三相异步电动机直接起停控制电路 实习内容：三相异步电动机直接起、停控制电路的电器布线。 实习目的：掌握电动机直接起、 停控制主回路和控制回路的布线；掌握自锁触点的连接， 掌握起动按钮和停车按钮的连接；掌握常用电工工具的使用。 主要仪器设备：电工实训台，刀闸，三相断路器，接触器，热继电器，按钮, 万用表。 实验场所：电工实验室。 351 项目 2 单台三相异步电动机的多地控制电路 实习内容：单台三相异步电动机的多地控制线路的电器布线。 实习目的：掌握多地控制线路的连接；掌握自锁触点的连接，掌握多地起动按钮及停车 按钮的连接。 主要仪器设备：电工实训台，刀闸，三相断路器，接触器，热继电器，按钮, 万用表。 实验场所：电工实验室。 项目 3 多台三相异步电动机的顺序控制电路 基本内容：多台三相异步电动机的顺序控制线路的电器布线。 实习目的：掌握多台电动机顺序控制线路的连接；掌握多台电动机正序起动、逆序停车 的接触器动合触点的连接；掌握断电故障检测法。 主要仪器设备：电工实训台，刀闸，三相断路器，接触器，热继电器，按钮, 万用表。 实验场所：电工实验室。 项目 4 三相异步电动机的双重联锁正反转控制电路 基本内容：三相异步电动机的双重联锁正反转控制线路的电器布线。 实习目的：掌握电动机正反转控制线路的连接；掌握接触器互锁触点的连接；掌握按钮 互锁触点的连接；4）掌握一般电气故障的检测与排除。 主要仪器设备：电工实训台，刀闸，三相断路器，接触器，热继电器，按钮, 万用表。 实验场所：电工实验室。 项目 5 行程开关实现工作台自动往返控制电路 实习内容：行程开关实现工作台自动往返控制线路的电器布线。 实习目的：掌握电动机正反转控制线路的连接；掌握行程开关的连接；掌握一般电气故 障的检测与排除；具备一般电气控制电路的设计。 主要仪器设备：电工实训台，刀闸，三相断路器，接触器，热继电器，按钮，行程开关, 万用表。 实验场所：电工实验室。 项目 6 笼型三相异步电动机 Y-Δ降压起动控制电路 实习内容：笼型三相异步电动机 Y-Δ降压起动控制线路的设计与电器布线。 实习目的：掌握 Y-Δ降压起动控制电路中主回路的连接及控制回路的连接；掌握时间 继电器的连接；具备一般电气控制电路的设计。 352 主要仪器设备：电工实训台，刀闸，三相断路器，接触器，热继电器，按钮，时间继电 器, 万用表。 实验场所：电工实验室。 四、专业实习的组织领导 1．实习由学校工程训练中心、实习指导教师共同商量安排进行。实习期间的政治学习 和党团活动安排在各实习单位进行。 2．由实习指导教师具体指导学生的实习活动。在实习指导教师的指导下，除完成规定 的实习任务外，鼓励学生参加电工方面的技术革新活动。 五、专业实习形式 1．理论学习 学生实习前，完成与实习项目相应的理论学习，并进行实习前的预习准备工作，完 成预习报告。 2．现场实习 学生根据指导教师的安排，一人一工位进行现场实习，在规定的学时内完成全部实习内 容。 3．同学交流 学生在实习期间，相互之间进行广泛的交流学习，旨在互相帮助、互相学习，共同提高 实践技能。但严禁学生间代替操作，否则按作弊处理。 4．老师辅导 学生在实习期间，由指导教师进行现场统一指导和个别辅导相结合的办法，保质保量完 成本教学大纲所规定的教学任务。 六、达成教学活动目标的途径和措施 由于本课程的性质和目的要求，为了保证实训质量，教学活动目标的途径和措施如下： 1. 实习开始时必须对学生进行安全用电操作的训练，以确保实训课安全、正常、有序 的进行。 2. 实习前的预习，实习开始时必须对学生预习情况进行考核，合格后方能开始实习操 作。 3. 实习过程中，实习项目要求一人一工位独立完成。 353 七、考核方式 （一）考核方式 实习结束后，由实习单位指导教师和校内指导教师根据学生在实习期间的表现、完成实 习任务情况、实习报告撰写情况等进行综合评判，给出实习成绩。具体为： 实习成绩=实操技能（60%）+实习报告（30%）+出勤与实习表现（10%） 。 （二）成绩评定标准 实习成绩评定为五档： 90～100 分为 优 80～89 分为 良 70～79 分为 中 60～69 分为 及格 60 分以下为 不及格 1．实操技能的评价方法与标准 实操技能包括项目布线的规范与质量和完成的时间与速度，占总成绩的 60%。 （1）布线的规范与质量，占总成绩的 30%，评价依据以下几个方面： 根据线路布置是否达到：1）导线横平竖直；2）电器和电器之间无导线搭桥；3）按钮 盒内的布线，不允许出现交叉导线；4）导线与电器元件连接后，在其连接处的裸露铜线应 保持 1—3mm 左右；5）导线与按钮和断路器等的接线柱连接时，应保证导线的圈口方向与 螺钉的紧固方向一致，且电器的每一接线柱上，只允许连接两根导线。根据上述五项考核 给分，每项 6 分。 （2）完成的时间与速度，占总成绩的 30%，评价依据如下： 学生在规定的时间内，根据项目完成的时间与速度，将学生人数进行分段，从 30 分至 18 分进行评分。 2．实习报告的评价方法与标准 实习报告占总成绩的 30%，评价依据如下： 根据实习报告内容的完整性和正确性评分，包括实习电路图的正确性与合理性（10 分） 、 实习操作过程记录的规范性（10 分） 、实习操作中存在的问题及解决的办法（10 分） 。 3．出勤与实习表现的评价方法与标准 354 出勤与实习表现占总成绩的 10%，评价依据如下： （1）遵守实习操作规程，无迟到、早退等现象，记 10 分； （2）因病或因事请假，需补做所缺实习，按正常考核评分； （3）每迟到一次扣 2 分； （4）每旷课一次扣 3 分，需补做所缺实习内容，旷课超 1/3 及以上者课程修读无效。 八、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 段树华，李华柏．电工技能训练．上海：同济大学出版社，2017 （二）主要参考书 [1]秦曾煌.电工学（第七版）.北京:高等教育出版社.2009 [2]张永平，程荣龙，周华茂.电工电子技术（第二版）.武汉:华中科技大学出版社.2017 [3]杨杨，张永平，李俊瑞.电工技术.沈阳:东北大学出版社.2017 [4]陈勇，罗萍，向敏．电力拖动与控制．北京：人民邮电出版社，2011 [5]李敬梅．电力拖动控制线路与技能训练．北京：中国劳动社会保障出版社，2001 执笔教师：张永平 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 355 电子基本技能训练实习教学大纲 Electronic Basic Skills Training 课程类别 专业实践课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 5 学 1 周 数 1 分 1411011D 一、实习性质与任务 （一）实习性质 电子基本技能训练是机械设计制造及其自动化专业本科阶段必修的专业实践课。本课程 的教学，能把书本上学到的电子理论知识直接应用到实际中去，通过实际操作增加感性认识， 为继续学习本专业的其他相关知识以及将来的工作打下一个良好的基础。 （二）实习任务 通过 40 课时的学习和训练，要求学生掌握电子焊接的基本技能，掌握基本的电子测量 方法。通过组装亚超声开关和双波动收音机，掌握分析电子电路的基本方法，电子产品的组 装方法。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过电子技能训练实习，使学生具备下列能力： 课程目标 1：能够将模拟电子原理和数字电路原理应用到具体实践中，了解电子技术再 生产生活中的具体应用。 （支撑毕业要求指标点 1-4） 课程目标 2：能掌握常用的电子测量仪器仪表，能将电子测量的基本方法应用到生产实 践中，初步掌握解决电子工程的简单问题。 （支撑毕业要求指标点 3-1、3-3） 课程目标 3：能再多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色，既具 有团队意识，又能发挥个人潜能。（支撑毕业要求指标点 3-3、3-5） （二）思政目标 思政目标 1：结合电子技能训练过程，使学生了解电子生产先进技术，培养学生的责任 感和使命感。教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 356 思政目标 2：在训练过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组实习时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实训教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设备安 全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 六、实习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 序号 主要内容 学时分配 1 焊接训练 1天 课程目标 2 2 元件测量 1天 课程目标 2 1-4 3 亚超声开关组装 1.5 天 课程目标 1、2 3-1、3-3 4 收音机组装 1.5 天 课程目标 1、2 3-3、3-5 1-4 实习内容： 1.焊接训练 利用电烙铁等工具，练习焊接导线、电子元件。 2. 元件测量 了解电子测量的基本原理；了解焊接的基本原理及焊料的使用方法；掌握用万用表测量 电阻、二极管、三极管、电感、电容好坏和参数的方法。 3. 亚超声开关组装 了解万用表测量亚超声声控开关的基本工作、结构和使用方法；掌握声控开关的装配、 焊接方法。掌握用万用表测量故障的方法。 4. 收音机组装 了解双波段收音机的工作原理、 结构和使用方法； 掌握双波段收音机的装配、焊接方法。 掌握用万用表测量故障的方法。 四、实习的组织领导 实习由晋中学院工程训练中心安排进行。实习前由工训中心安排进行安全教育，并且由 实训老师现场培训。 357 上课期间，由带课教师按照大纲和教学计划，具体负责教学。 五、实习形式 1．理论学习。 2．老师辅导。 3．现场实习。 4．同学交流。 六、达成教学活动目标的途径和措施 1. 教师讲解原理和操作注意事项。 2. 学生实际操作练习。 3. 老师现场辅导，并且根据现场情况反复演练。 七、考核方式 （一）考核方式 考核方式为考查。实习结束后，由实习指导教师根据学生在实习期间的表现、完成实习 任务情况、实习报告撰写情况等进行综合评判，给出实习成绩。 具体为：实习成绩=工艺制作、制作技能（50%）+安全操作（10%）+实习报告（20%）+ 出勤（10%）+工具、仪器操作使用（10%） 成绩等级：90 分以上为优，80-90 分为良，70-80 分为中，60-70 分为及格，60 分以下 为不及格。 （三）成绩评定标准 实习评价方法与标准： 工艺制作评价依据： ①不进行操作，成绩为 0 分； ②认真程度：20 分，整个实习过程能按规程认真操作； ③正确性：30 分，根据实验结果情况给出分数； 安全操作评价依据： 操作过程中，不按安全注意事项操作，根据情况酌情扣分。 实习报告评价依据： 358 ①没有实习报告，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：5 分，总结报告基本完整； ③认真程度：5 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：10 分，根据总结报告情况给出分数； 出勤评价依据： 请假一次扣 3 分，旷课一次扣 10 分。 工具、仪器操作使用评价依据： 根据工具仪器是否正确，酌情打分。 八、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 魏晓慧．电子工艺技能实训．北京：科学出版社．2013.8 （二）主要参考书： [1]曹白杨．电子组装工艺与设备．北京：电子工业出版社．2008.3 [2]金明．电子装配与调试工艺（第一版）．南京：东南大学出版社．2005.7 [3]彭克发,林红．电子技能与训练（第一版）．北京：中国电力出版社．2007.7 [4]王卫平．电子工艺基础（第二版） ．北京：电子工艺出版社．2011.6 执笔教师：乔守全 审 核 人：闫石林 2021 年 3 月 7 日 359 CAD/CAM 技能训练-SolidWorks 课程教学大纲 CAD/CAM Skills Training-SolidWorks 课程类别 专业实践课程 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 1416006D 机械制图、计算机应用基础 总 学 时 40 学 分 1 讲 8 实 践 32 授 一、课程性质与任务 （一）课程性质 CAD/CAM 技能训练-SolidWorks 是材料成型及控制专业的一门实践性很强的、操作性 很强的专业实践类课程，SolidWorks 软件的三维建模从草图绘制开始，以机械制图为基础技 术知识绘制草图，由草图通过特征建模建立起零件实体三维模型，通过对零件的配合及约束 条件的定义形成装配体；工程图的绘制中，图形由三维零件或装配体的模型转换而来， 标注、 注释及修改以机械制图为基础技术知识完成工程图绘制。 （二）课程任务 通过本课程的学习，了解 CAD/CAM 的基本理论，熟练掌握 CAD/CAM 软件-SolidWorks 的应用，初步掌握从草图绘制、三维建模到工程图的转换与绘制的计算机处理过程和技能， 具备一定的三维建模、工程图、工程分析、计算与设计，以及解决实际问题的能力，为今后 从事工程技术工作，提高产品设计开发和创新能力打下基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：初步掌握 CAD/CAM 的基本概念及工程应用；了解主要三维建模软件及功能 特点；掌握 CAD/CAM 三维建模软件的相关基本理念；以参数化特征造型为基础，掌握建模的 基本步骤。 课程目标 2：了解草图的三种定义状态，掌握草图绘制的基本知识和基本操作命令，熟 练应用草图编辑工具、添加几何关系、尺寸标注等命令的使用，并完成较复杂平面图形的绘 360 制；理解拉伸、旋转、扫描、放样特征建模的方法和应用技巧；拔模、抽壳、筋等命令的应 用技巧；熟练掌握支架类、轴类、轮盘、齿轮类零件与箱体类零件的建模方法。掌握建模斜、 锥齿轮类零件的方法与技巧。 课程目标 3：理解创建标准化工程图的方法与技巧；掌握创建图幅的方法以及调用方法； 掌握三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面视图、局部视图、断开视图等各种生成 工程视图的方法；掌握尺寸、文字、线型、线粗等各种样式设置方法；掌握表面粗糙度、形 位公差、基准符号等技术要求的标注方法。 课程目标 4：掌握装配体的配合方式、装配体爆炸图的生成及编辑方法；了解装配体简 单动画制作的方法与步骤；掌握装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法。 课程目标 5：掌握贴图和背景设计、渲染零件效果的基本方法；了解使用 simulation 有限元分析的基本步骤，掌握零部件设计的基本步骤，理解三维建模并工程图转化的一般方 法，以及工程分析、效果的基本步骤；了解模型或工程图修改的相互关联性，掌握从特征建 模、装配到工程图转换的方法与步骤。 （二）思政目标 思政目标 1：在系统讲解理论知识和提升实际操作技能的过程中，逐步揭示 CAD/CAM 技 能训练中的辩证法原理，帮助学生树立辩证唯物主义世界观。 思政目标 2：在工程设计项目案例的操作过程中，通过对难点与技巧的分析和解决，培 养学生用联系的、全面的、发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好 人生发展中的各种矛盾，培养健康向上的人生态度。 思政目标 3：培养学生优良的道德品质、坚强的意志品格，勇于探索、敢于创新的思想 意识和良好的团队合作精神。 思政目标 4：在具体的实践教学中，要求学生严格遵守机械设计相关规范与国家标准， 传播规范的工程设计理论与应用知识，培养严谨细致的工程素养。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 要求指标点 内容 讲授 实验 小计 课程目标 1 1 2 课程目标 1 1-2、2-3 第一章 入门知识 3-5、3-6 1-2、2-3 第二章 草图绘制 1 5 6 课程目标 2 3-5、3-6 361 1-2、2-3 第三章 特征建模 2.5 7.5 12 课程目标 2 3-5、3-6 1-2、2-3 第四章 工程图 1 5 6 课程目标 3 3-5、3-6 1-2、2-3 第五章 装配体 1 3 4 课程目标 4 3-5、3-6 1-2、2-3 第六章 装配图 0.5 1.5 2 课程目标 4 3-5、3-6 2-3、3-4 第七章 工程设计任务 1 1 2 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 第八章 创新练习 0 4 4 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 第九章 综合练习 0 2 2 课程目标 5 3-5、3-6 学习内容： 第一章 入门知识 CAD/CAM 的基本概念，主要三维建模软件及功能特点；Solidworks 的操作界面。 重点：三维建模软件及功能特点。 难点：CAD/CAM 的基本概念。 第二章 草图绘制 矩形、椭圆、抛物线、样条曲线、圆弧槽口、直槽口等命令的使用；文字、阵列、圆角、 移动、复制、缩放等命令的使用；直线、圆弧、镜像、剪切、等距实体、添加几何关系、智 能尺寸、修复草图、快速捕捉等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 重点：基于草图绘制的方法与技巧及步骤。 难点：添加几何关系、智能尺寸、修复草图等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 第三章 特征建模 特征建模的基本方法；转换实体引用、拉伸、旋转切除、异型孔向导、镜向、创建基准 面等命令的使用；线性阵列、圆周阵列、圆角、倒角、拔模、抽壳、筋、圆顶、包覆等命令 的使用；扫描与放样命令的使用与编辑方法；轮盘、齿轮类零件与箱体类零件建模的方法与 技巧；斜、锥齿轮类零件建模的方法与技巧；弹簧、螺纹等零件建模方法与技巧。 362 重点：特征建模的基本方法。 难点：扫描与放样命令的使用与编辑。 第四章 工程图 创建图幅、样式设置；三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面视图、局部视图、 断开视图等各种生成工程视图的编辑方法；基本尺寸及公差样式、文字、线型、线粗等各种 样式设置方法；表面粗糙度、形位公差、基准符号及技术要求的标注方法。 重点：视图编辑、基本设置、图纸标注。 难点：视图编辑的方法与技巧。 第五章 装配体 装配体的设计方法、装配关系及配合方式；装配体爆炸图的生成及编辑方法。 重点：装配体的配合。 难点：定义装配体的配合。 第六章 装配图 装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法；装配体简单动画制作的方 法与步骤。 重点：装配体工程图的编辑方法。 难点：装配体工程图的编辑方法。 第七章 工程设计任务 贴图和背景设计的基本方法与技巧；渲染零件效果的基本方法；simulation 有限元分 析的基本步骤和应用。 重点：贴图和背景设计。 难点：simulation 有限元分析的基本步骤及应用。 第八章 创新练习 草图、三维建模、工程图、爆炸与动画、有限元分析的应用、贴图渲染。 重点：CAD 建模的基本运用。 难点：简单有限元分析的基本步骤及应用方法。 第九章 综合练习 模型或工程图修改的关联性；从特征建模、装配到工程图转换的方法。 重点：模型或工程图的修改。 难点：模型或工程图的修改。 四、本课程开设的实验项目 363 支撑的毕 序号 实验项目名称 学时 类型 要求 支撑课程目标 业要求指 标点 1-2、2-3 1 入门知识 1 综合性 必做 课程目标 1 3-5、3-6 1-2、2-3 2 草图绘制 5 综合性 必做 课程目标 2 3-5、3-6 7. 3 特征建模 1-2、2-3 综合性 必做 课程目标 2 5 3-5、3-6 1-2、2-3 4 工程图 5 综合性 必做 课程目标 3 3-5、3-6 1-2、2-3 5 装配体 3 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 1. 6 装配图 1-2、2-3 综合性 必做 课程目标 4 5 3-5、3-6 2-3、3-4 7 工程设计任务 1 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 8 创新练习 4 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 9 综合练习 2 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 实验 1. 入门知识 实验目的：掌握 CAD/CAM 的基本概念，主要三维建模软件及功能特点；Solidworks 的 操作界面。 实验原理：CAD/CAM 基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件操作熟悉操作界面。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 2. 草图绘制 364 实验目的：掌握矩形、椭圆、抛物线、样条曲线、圆弧槽口、直槽口等命令的使用；掌 握文字、阵列、圆角、移动、复制、缩放等命令的使用；直线、圆弧、镜像、剪切、等距实 体、添加几何关系、智能尺寸、修复草图、快速捕捉等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 实验原理：草图绘制技术理论。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成草图的绘制、约束及标注等方法。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 3. 特征建模 实验目的：掌握特征建模的基本方法以及典型零件建模的方法与技巧。 实验原理：特征建模基本方法。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成零件的三维特征建模等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 4. 工程图 实验目的：掌握创建图幅、样式设置；三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面 视图、局部视图、断开视图等各种生成工程视图的编辑方法；掌握基本尺寸及公差样式、文 字、线型、线粗等各种样式设置方法；掌握表面粗糙度、形位公差、基准符号及技术要求的 标注方法。 实验原理：工程图基本操作方法。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成工程图的生成方法及尺寸标注的方法，图框 和标题栏的插入方法等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 5. 装配体 实验目的：掌握装配体的设计方法、装配关系及配合方式；掌握装配体爆炸图的生成及 编辑方法等。 实验原理：装配体设计方法。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 365 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成部件的约束及生成方法，爆炸图及顺序装配 的生成方法等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 6. 装配图 实验目的：掌握装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法；掌握装配 体简单动画制作的方法与步骤。 实验原理：装配体工程图设计方法。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成装配体工程图的编辑及动画制作等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 7. 工程设计任务 实验目的：贴图和背景设计的基本方法与技巧；渲染零件效果的基本方法；simulation 有限元分析的基本步骤和应用。 实验原理：贴图、背景设计、渲染、有限元分析的基本方法。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成贴图、背景设计、渲染、有限元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 8. 创新练习 实验目的：掌握草图、三维建模、工程图、爆炸与动画、有限元分析的应用、贴图渲染。 实验原理：三维造型技术理论及有限元基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成草图绘制、三维建模、装配体、转化工程图、 有限元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 9. 综合练习 实验目的：掌握模型或工程图修改的关联性；掌握从特征建模、装配到工程图转换的方 法。 实验原理：三维造型技术理论及有限元基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Solidworks 软件等。 366 实验安排：学生通过 Solidworks 软件完成草图绘制、三维建模、装配体、转化工程图、 有限元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，加强直观性教 学，充分利用配套教学视频，像看电影一样轻松愉悦地学习知识的同时掌握实际的操作技能， 以提高学生的学习积极性，大大地提高学习效率。 2. 采用工程设计项目案例进行实操训练，使教学内容有机地联系生产实践、以充实教 学内容和丰富学生分析问题与解决问题的能力。 3. 采用讨论式教学，提高学生的纠错能力、解题能力，使相关知识得以拓展。 4. 本课程通过大量综合案例及源文件和素材的学习，采用启发式教学，在潜移默化掌 握操作技巧的同时，培养学生的工程设计能力，提高学生创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末上机考试为主进行考核，期末考试成绩占比 50%，平时成绩占比 50%，即： 总成绩=期末考试成绩（50%）+平时成绩（50%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（20%）+实验（30%）+其它（10%） 。 其中机考成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%；课堂表现占（20%） 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 积极参与课堂活动记满分，无故不参与课堂活动一次扣 20 分，一学期不超过 3 次。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 20%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； 367 ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占 30%； 实验分预习、实验操作两部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 每次实验综合预习、实验操作两部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学生所有实验 的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 刘源，刘慧玲.SolidWorks 产品设计实体建模、工程图及减速器教程 沈阳:东北大学出 版社,2019.4 （二）主要参考书 [1] 王隆太、朱灯林等.机械 CAD/CAM 技术（第三版） 北京:机械工业出版社，2010.2 [2] 魏峥.SolidWorks 基础教程与上机指导 北京:清华大学出版社，2011 [3] 倪洪启、王树强.SolidWorks 实例应用 北京:人民邮电出版社，2011 执笔教师：张晋辉 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 368 CAD/CAM 技能训练-Pro/E 课程教学大纲 CAD/CAM Skills Training-Pro/E 课程类别 专业实践课程 课程编号 1416007D 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 机械制图、计算机应用基础 总 学 时 40 学 分 1 讲 8 实 践 32 授 一、课程性质与任务 （一）课程性质 CAD/CAM 技能训练-Pro/E 是材料成型及控制专业的一门实践性很强的、操作性很强的 专业实践类课程，Pro/E 软件的三维建模从草图绘制开始，以机械制图为基础技术知识绘制 草图，由草图通过特征建模建立起零件实体三维模型，通过对零件的配合及约束条件的定义 形成装配体；工程图的绘制中，图形由三维零件或装配体的模型转换而来，标注、注释及修 改以机械制图为基础技术知识完成工程图绘制。 （二）课程任务 通过本课程的学习，了解 CAD/CAM 的基本理论，熟练掌握 CAD/CAM 软件-Pro/E 的 应用，初步掌握从草图绘制、三维建模到工程图的转换与绘制的计算机处理过程和技能，具 备一定的三维建模、工程图、工程分析、计算与设计，以及解决实际问题的能力，为今后从 事工程技术工作，提高产品设计开发和创新能力打下基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：初步掌握 CAD/CAM 的基本概念及工程应用；了解主要三维建模软件及功能 特点；掌握 CAD/CAM 三维建模软件的相关基本理念；以参数化特征造型为基础，掌握建模的 基本步骤。 课程目标 2：了解草图的三种定义状态，掌握草图绘制的基本知识和基本操作命令，熟 练应用草图编辑工具、添加几何关系、尺寸标注等命令的使用，并完成较复杂平面图形的绘 369 制；理解拉伸、旋转、扫描、放样特征建模的方法和应用技巧；拔模、抽壳、筋等命令的应 用技巧；熟练掌握支架类、轴类、轮盘、齿轮类零件与箱体类零件的建模方法。掌握建模斜、 锥齿轮类零件的方法与技巧。 课程目标 3：理解创建标准化工程图的方法与技巧；掌握创建图幅的方法以及调用方法； 掌握三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面视图、局部视图、断开视图等各种生成 工程视图的方法；掌握尺寸、文字、线型、线粗等各种样式设置方法；掌握表面粗糙度、形 位公差、基准符号等技术要求的标注方法。 课程目标 4：掌握装配体的配合方式、装配体爆炸图的生成及编辑方法；了解装配体简 单动画制作的方法与步骤；掌握装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法。 课程目标 5：掌握贴图和背景设计、渲染零件效果的基本方法；了解使用 simulation 有限元分析的基本步骤，掌握零部件设计的基本步骤，理解三维建模并工程图转化的一般方 法，以及工程分析、效果的基本步骤；了解模型或工程图修改的相互关联性，掌握从特征建 模、装配到工程图转换的方法与步骤。 （二）思政目标 思政目标 1：在系统讲解理论知识和提升实际操作技能的过程中，逐步揭示 CAD/CAM 技 能训练中的辩证法原理，帮助学生树立辩证唯物主义世界观。 思政目标 2：在工程设计项目案例的操作过程中，通过对难点与技巧的分析和解决，培 养学生用联系的、全面的、发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好 人生发展中的各种矛盾，培养健康向上的人生态度。 思政目标 3：培养学生优良的道德品质、坚强的意志品格，勇于探索、敢于创新的思想 意识和良好的团队合作精神。 思政目标 4：在具体的实践教学中，要求学生严格遵守机械设计相关规范与国家标准， 传播规范的工程设计理论与应用知识，培养严谨细致的工程素养。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 要求指标点 内容 讲授 实验 小计 课程目标 1 1 2 课程目标 1 1-2、2-3 第一章 入门知识 3-5、3-6 1-2、2-3 第二章 草图绘制 1 5 6 课程目标 2 3-5、3-6 370 1-2、2-3 第三章 特征建模 2.5 7.5 12 课程目标 2 3-5、3-6 1-2、2-3 第四章 工程图 1 5 6 课程目标 3 3-5、3-6 1-2、2-3 第五章 装配体 1 3 4 课程目标 4 3-5、3-6 1-2、2-3 第六章 装配图 0.5 1.5 2 课程目标 4 3-5、3-6 2-3、3-4 第七章 工程设计任务 1 1 2 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 第八章 创新练习 0 4 4 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 第九章 综合练习 0 2 2 课程目标 5 3-5、3-6 学习内容： 第一章 入门知识 CAD/CAM 的基本概念，主要三维建模软件及功能特点；Pro/E 的操作界面。 重点：三维建模软件及功能特点。 难点：CAD/CAM 的基本概念。 第二章 草图绘制 矩形、椭圆、抛物线、样条曲线、圆弧槽口、直槽口等命令的使用；文字、阵列、圆角、 移动、复制、缩放等命令的使用；直线、圆弧、镜像、剪切、等距实体、添加几何关系、智 能尺寸、修复草图、快速捕捉等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 重点：基于草图绘制的方法与技巧及步骤。 难点：添加几何关系、智能尺寸、修复草图等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 第三章 特征建模 特征建模的基本方法；转换实体引用、拉伸、旋转切除、异型孔向导、镜向、创建基准 面等命令的使用；线性阵列、圆周阵列、圆角、倒角、拔模、抽壳、筋、圆顶、包覆等命令 的使用；扫描与放样命令的使用与编辑方法；轮盘、齿轮类零件与箱体类零件建模的方法与 技巧；斜、锥齿轮类零件建模的方法与技巧；弹簧、螺纹等零件建模方法与技巧。 371 重点：特征建模的基本方法。 难点：扫描与放样命令的使用与编辑。 第四章 工程图 创建图幅、样式设置；三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面视图、局部视图、 断开视图等各种生成工程视图的编辑方法；基本尺寸及公差样式、文字、线型、线粗等各种 样式设置方法；表面粗糙度、形位公差、基准符号及技术要求的标注方法。 重点：视图编辑、基本设置、图纸标注。 难点：视图编辑的方法与技巧。 第五章 装配体 装配体的设计方法、装配关系及配合方式；装配体爆炸图的生成及编辑方法。 重点：装配体的配合。 难点：定义装配体的配合。 第六章 装配图 装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法；装配体简单动画制作的方 法与步骤。 重点：装配体工程图的编辑方法。 难点：装配体工程图的编辑方法。 第七章 工程设计任务 贴图和背景设计的基本方法与技巧；渲染零件效果的基本方法；simulation 有限元分 析的基本步骤和应用。 重点：贴图和背景设计。 难点：simulation 有限元分析的基本步骤及应用。 第八章 创新练习 草图、三维建模、工程图、爆炸与动画、有限元分析的应用、贴图渲染。 重点：CAD 建模的基本运用。 难点：简单有限元分析的基本步骤及应用方法。 第九章 综合练习 模型或工程图修改的关联性；从特征建模、装配到工程图转换的方法。 重点：模型或工程图的修改。 难点：模型或工程图的修改。 四、本课程开设的实验项目 372 序号 实验项目名称 学时 类型 支撑 支撑的毕业要求 课程目标 指标点 要求 1-2、2-3 1 入门知识 1 综合性 必做 课程目标 1 3-5、3-6 1-2、2-3 2 草图绘制 5 综合性 必做 课程目标 2 3-5、3-6 1-2、2-3 3 特征建模 7.5 综合性 必做 课程目标 2 3-5、3-6 1-2、2-3 4 工程图 5 综合性 必做 课程目标 3 3-5、3-6 1-2、2-3 5 装配体 3 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 1-2、2-3 6 装配图 1.5 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 2-3、3-4 7 工程设计任务 1 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 8 创新练习 4 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 9 综合练习 2 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 实验 1. 入门知识 实验目的：掌握 CAD/CAM 的基本概念，主要三维建模软件及功能特点；Pro/E 操作界面。 实验原理：CAD/CAM 基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件操作熟悉操作界面。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 2. 草图绘制 实验目的：掌握矩形、椭圆、抛物线、样条曲线、圆弧槽口、直槽口等命令的使用；掌 握文字、阵列、圆角、移动、复制、缩放等命令的使用；直线、圆弧、镜像、剪切、等距实 373 体、添加几何关系、智能尺寸、修复草图、快速捕捉等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 实验原理：草图绘制技术理论。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件完成草图的绘制、约束及标注等方法。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 3. 特征建模 实验目的：掌握特征建模的基本方法以及典型零件建模的方法与技巧。 实验原理：特征建模基本方法。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件完成零件的三维特征建模等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 4. 工程图 实验目的：掌握创建图幅、样式设置；三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面 视图、局部视图、断开视图等各种生成工程视图的编辑方法；掌握基本尺寸及公差样式、文 字、线型、线粗等各种样式设置方法；掌握表面粗糙度、形位公差、基准符号及技术要求的 标注方法。 实验原理：工程图基本操作方法。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件完成工程图的生成方法及尺寸标注的方法，图框和标题 栏的插入方法等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 5. 装配体 实验目的：掌握装配体的设计方法、装配关系及配合方式；掌握装配体爆炸图的生成及 编辑方法等。 实验原理：装配体设计方法。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件完成部件的约束及生成方法，爆炸图及顺序装配的生成 方法等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 374 实验 6. 装配图 实验目的：掌握装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法；掌握装配 体简单动画制作的方法与步骤。 实验原理：装配体工程图设计方法。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件完成装配体工程图的编辑及动画制作等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 7. 工程设计任务 实验目的：贴图和背景设计的基本方法与技巧；渲染零件效果的基本方法；simulation 有限元分析的基本步骤和应用。 实验原理：贴图、背景设计、渲染、有限元分析的基本方法。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件完成贴图、背景设计、渲染、有限元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 8. 创新练习 实验目的：掌握草图、三维建模、工程图、爆炸与动画、有限元分析的应用、贴图渲染。 实验原理：三维造型技术理论及有限元基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件完成草图绘制、三维建模、装配体、转化工程图、有限 元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 9. 综合练习 实验目的：掌握模型或工程图修改的关联性；掌握从特征建模、装配到工程图转换的方 法。 实验原理：三维造型技术理论及有限元基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Pro/E 软件等。 实验安排：学生通过 Pro/E 软件完成草图绘制、三维建模、装配体、转化工程图、有限 元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 375 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，加强直观性教 学，充分利用配套教学视频，像看电影一样轻松愉悦地学习知识的同时掌握实际的操作技能， 以提高学生的学习积极性，大大地提高学习效率。 2. 采用工程设计项目案例进行实操训练，使教学内容有机地联系生产实践、以充实教 学内容和丰富学生分析问题与解决问题的能力。 3. 采用讨论式教学，提高学生的纠错能力、解题能力，使相关知识得以拓展。 4. 本课程通过大量综合案例及源文件和素材的学习，采用启发式教学，在潜移默化掌 握操作技巧的同时，培养学生的工程设计能力，提高学生创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末上机考试为主进行考核，期末考试成绩占比 50%，平时成绩占比 50%，即： 总成绩=期末考试成绩（50%）+平时成绩（50%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（20%）+实验（30%）+其它（10%） 。 其中机考成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%；课堂表现占（20%） 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 积极参与课堂活动记满分，无故不参与课堂活动一次扣 20 分，一学期不超过 3 次。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 20%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 376 3. 实验评价方法与标准 实验占 30%； 实验分预习、实验操作两部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 每次实验综合预习、实验操作两部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学生所有实验 的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 占金青, 贾雪艳. Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 中文版从入门到精通 北京:人民邮电出版 社，2018.4 （二）主要参考书 [1] 王隆太, 朱灯林等.机械 CAD/CAM 技术（第三版） 北京:机械工业出版社，2010.2 [2] 孙铁波.Pro/ENGINEER 机械零件三维设计 北京:国防工业出版社 2015.2 [3] 符朝兴, 焦洪宇.Pro/ENGINEER Wildfier3.0 三维机械设计北京:机械工业出版社 2008.2 执笔教师：张晋辉 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 377 CAD/CAM 技能训练-Catia 课程教学大纲 CAD/CAM Skills Training-Catia 课程类别 专业实践课程 适用专业 材料成型及控制工程 课程编号 先修课程 1416008D 机械制图、计算机应用基础 总 学 时 40 学 分 1 讲 8 实 践 32 授 一、课程性质与任务 （一）课程性质 CAD/CAM 技能训练-Catia 是材料成型及控制专业的一门实践性很强的、操作性很强的 专业实践类课程，Catia 软件的三维建模从草图绘制开始，以机械制图为基础技术知识绘制 草图，由草图通过特征建模建立起零件实体三维模型，通过对零件的配合及约束条件的定义 形成装配体；工程图的绘制中，图形由三维零件或装配体的模型转换而来，标注、注释及修 改以机械制图为基础技术知识完成工程图绘制。 （二）课程任务 通过本课程的学习，了解 CAD/CAM 的基本理论，熟练掌握 CAD/CAM 软件-Catia 的应 用，初步掌握从草图绘制、三维建模到工程图的转换与绘制的计算机处理过程和技能，具备 一定的三维建模、工程图、工程分析、计算与设计，以及解决实际问题的能力，为今后从事 工程技术工作，提高产品设计开发和创新能力打下基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 通过本课程的理论教学和实验训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：初步掌握 CAD/CAM 的基本概念及工程应用；了解主要三维建模软件及功能 特点；掌握 CAD/CAM 三维建模软件的相关基本理念；以参数化特征造型为基础，掌握建模的 基本步骤。 课程目标 2：了解草图的三种定义状态，掌握草图绘制的基本知识和基本操作命令，熟 练应用草图编辑工具、添加几何关系、尺寸标注等命令的使用，并完成较复杂平面图形的绘 378 制；理解拉伸、旋转、扫描、放样特征建模的方法和应用技巧；拔模、抽壳、筋等命令的应 用技巧；熟练掌握支架类、轴类、轮盘、齿轮类零件与箱体类零件的建模方法。掌握建模斜、 锥齿轮类零件的方法与技巧。 课程目标 3：理解创建标准化工程图的方法与技巧；掌握创建图幅的方法以及调用方法； 掌握三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面视图、局部视图、断开视图等各种生成 工程视图的方法；掌握尺寸、文字、线型、线粗等各种样式设置方法；掌握表面粗糙度、形 位公差、基准符号等技术要求的标注方法。 课程目标 4：掌握装配体的配合方式、装配体爆炸图的生成及编辑方法；了解装配体简 单动画制作的方法与步骤；掌握装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法。 课程目标 5：掌握贴图和背景设计、渲染零件效果的基本方法；了解使用 simulation 有限元分析的基本步骤，掌握零部件设计的基本步骤，理解三维建模并工程图转化的一般方 法，以及工程分析、效果的基本步骤；了解模型或工程图修改的相互关联性，掌握从特征建 模、装配到工程图转换的方法与步骤。 （二）思政目标 思政目标 1：在系统讲解理论知识和提升实际操作技能的过程中，逐步揭示 CAD/CAM 技 能训练中的辩证法原理，帮助学生树立辩证唯物主义世界观。 思政目标 2：在工程设计项目案例的操作过程中，通过对难点与技巧的分析和解决，培 养学生用联系的、全面的、发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好 人生发展中的各种矛盾，培养健康向上的人生态度。 思政目标 3：培养学生优良的道德品质、坚强的意志品格，勇于探索、敢于创新的思想 意识和良好的团队合作精神。 思政目标 4：在具体的实践教学中，要求学生严格遵守机械设计相关规范与国家标准， 传播规范的工程设计理论与应用知识，培养严谨细致的工程素养。 三、学习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 学时分配 章序 支撑 支撑的毕业 要求指标点 内容 讲授 实验 小计 课程目标 1 1 2 课程目标 1 1-2、2-3 第一章 入门知识 3-5、3-6 1-2、2-3 第二章 草图绘制 1 5 6 课程目标 2 3-5、3-6 379 1-2、2-3 第三章 特征建模 2.5 7.5 12 课程目标 2 3-5、3-6 1-2、2-3 第四章 工程图 1 5 6 课程目标 3 3-5、3-6 1-2、2-3 第五章 装配体 1 3 4 课程目标 4 3-5、3-6 1-2、2-3 第六章 装配图 0.5 1.5 2 课程目标 4 3-5、3-6 2-3、3-4 第七章 工程设计任务 1 1 2 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 第八章 创新练习 0 4 4 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 第九章 综合练习 0 2 2 课程目标 5 3-5、3-6 学习内容： 第一章 入门知识 CAD/CAM 的基本概念，主要三维建模软件及功能特点；Catia 的操作界面。 重点：三维建模软件及功能特点。 难点：CAD/CAM 的基本概念。 第二章 草图绘制 矩形、椭圆、抛物线、样条曲线、圆弧槽口、直槽口等命令的使用；文字、阵列、圆角、 移动、复制、缩放等命令的使用；直线、圆弧、镜像、剪切、等距实体、添加几何关系、智 能尺寸、修复草图、快速捕捉等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 重点：基于草图绘制的方法与技巧及步骤。 难点：添加几何关系、智能尺寸、修复草图等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 第三章 特征建模 特征建模的基本方法；转换实体引用、拉伸、旋转切除、异型孔向导、镜向、创建基准 面等命令的使用；线性阵列、圆周阵列、圆角、倒角、拔模、抽壳、筋、圆顶、包覆等命令 的使用；扫描与放样命令的使用与编辑方法；轮盘、齿轮类零件与箱体类零件建模的方法与 技巧；斜、锥齿轮类零件建模的方法与技巧；弹簧、螺纹等零件建模方法与技巧。 380 重点：特征建模的基本方法。 难点：扫描与放样命令的使用与编辑。 第四章 工程图 创建图幅、样式设置；三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面视图、局部视图、 断开视图等各种生成工程视图的编辑方法；基本尺寸及公差样式、文字、线型、线粗等各种 样式设置方法；表面粗糙度、形位公差、基准符号及技术要求的标注方法。 重点：视图编辑、基本设置、图纸标注。 难点：视图编辑的方法与技巧。 第五章 装配体 装配体的设计方法、装配关系及配合方式；装配体爆炸图的生成及编辑方法。 重点：装配体的配合。 难点：定义装配体的配合。 第六章 装配图 装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法；装配体简单动画制作的方 法与步骤。 重点：装配体工程图的编辑方法。 难点：装配体工程图的编辑方法。 第七章 工程设计任务 贴图和背景设计的基本方法与技巧；渲染零件效果的基本方法；simulation 有限元分 析的基本步骤和应用。 重点：贴图和背景设计。 难点：simulation 有限元分析的基本步骤及应用。 第八章 创新练习 草图、三维建模、工程图、爆炸与动画、有限元分析的应用、贴图渲染。 重点：CAD 建模的基本运用。 难点：简单有限元分析的基本步骤及应用方法。 第九章 综合练习 模型或工程图修改的关联性；从特征建模、装配到工程图转换的方法。 重点：模型或工程图的修改。 难点：模型或工程图的修改。 四、本课程开设的实验项目 381 支撑的毕 支撑 序号 实验项目名称 学时 类型 要求 业要求指 课程目标 标点 1-2、2-3 1 入门知识 1 综合性 必做 课程目标 1 3-5、3-6 1-2、2-3 2 草图绘制 5 综合性 必做 课程目标 2 3-5、3-6 1-2、2-3 3 特征建模 7.5 综合性 必做 课程目标 2 3-5、3-6 1-2、2-3 4 工程图 5 综合性 必做 课程目标 3 3-5、3-6 1-2、2-3 5 装配体 3 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 1-2、2-3 6 装配图 1.5 综合性 必做 课程目标 4 3-5、3-6 2-3、3-4 7 工程设计任务 1 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 8 创新练习 4 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 2-3、3-4 9 综合练习 2 综合性 必做 课程目标 5 3-5、3-6 实验 1. 入门知识 实验目的：掌握 CAD/CAM 的基本概念，主要三维建模软件及功能特点；Catia 的操作界 面。 实验原理：CAD/CAM 基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 实验安排：学生通过 Catia 软件操作熟悉操作界面。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 382 实验 2. 草图绘制 实验目的：掌握矩形、椭圆、抛物线、样条曲线、圆弧槽口、直槽口等命令的使用；掌 握文字、阵列、圆角、移动、复制、缩放等命令的使用；直线、圆弧、镜像、剪切、等距实 体、添加几何关系、智能尺寸、修复草图、快速捕捉等命令等使用，绘制较复杂的平面图形。 实验原理：草图绘制技术理论。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 实验安排：学生通过 Catia 软件完成草图的绘制、约束及标注等方法。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 3. 特征建模 实验目的：掌握特征建模的基本方法以及典型零件建模的方法与技巧。 实验原理：特征建模基本方法。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 实验安排：学生通过 Catia 软件完成零件的三维特征建模等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 4. 工程图 实验目的：掌握创建图幅、样式设置；三视图、模型视图、投影视图、辅助视图、剖面 视图、局部视图、断开视图等各种生成工程视图的编辑方法；掌握基本尺寸及公差样式、文 字、线型、线粗等各种样式设置方法；掌握表面粗糙度、形位公差、基准符号及技术要求的 标注方法。 实验原理：工程图基本操作方法。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 实验安排：学生通过 Catia 软件完成工程图的生成方法及尺寸标注的方法，图框和标题 栏的插入方法等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 5. 装配体 实验目的：掌握装配体的设计方法、装配关系及配合方式；掌握装配体爆炸图的生成及 编辑方法等。 实验原理：装配体设计方法。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 383 实验安排：学生通过 Catia 软件完成部件的约束及生成方法，爆炸图及顺序装配的生成 方法等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 6. 装配图 实验目的：掌握装配体工程图的编辑方法、零件序号以及明细表的创建方法；掌握装配 体简单动画制作的方法与步骤。 实验原理：装配体工程图设计方法。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 实验安排：学生通过 Catia 软件完成装配体工程图的编辑及动画制作等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 7. 工程设计任务 实验目的：贴图和背景设计的基本方法与技巧；渲染零件效果的基本方法；simulation 有限元分析的基本步骤和应用。 实验原理：贴图、背景设计、渲染、有限元分析的基本方法。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 实验安排：学生通过 Catia 软件完成贴图、背景设计、渲染、有限元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 8. 创新练习 实验目的：掌握草图、三维建模、工程图、爆炸与动画、有限元分析的应用、贴图渲染。 实验原理：三维造型技术理论及有限元基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 实验安排：学生通过 Catia 软件完成草图绘制、三维建模、装配体、转化工程图、有限 元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 实验 9. 综合练习 实验目的：掌握模型或工程图修改的关联性；掌握从特征建模、装配到工程图转换的方 法。 实验原理：三维造型技术理论及有限元基本理论。 实验仪器：高性能计算机、Catia 软件等。 384 实验安排：学生通过 Catia 软件完成草图绘制、三维建模、装配体、转化工程图、有限 元分析等。 实验场所：CAD/CAM 实验室。 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门实践性较强的课程，所以在授课时应借助多媒体教学，加强直观性教 学，充分利用配套教学视频，像看电影一样轻松愉悦地学习知识的同时掌握实际的操作技能， 以提高学生的学习积极性，大大地提高学习效率。 2. 采用工程设计项目案例进行实操训练，使教学内容有机地联系生产实践、以充实教 学内容和丰富学生分析问题与解决问题的能力。 3. 采用讨论式教学，提高学生的纠错能力、解题能力，使相关知识得以拓展。 4. 本课程通过大量综合案例及源文件和素材的学习，采用启发式教学，在潜移默化掌 握操作技巧的同时，培养学生的工程设计能力，提高学生创新和工程实践能力。 六、考核方式 （一）考核方式 采用期末上机考试为主进行考核，期末考试成绩占比 50%，平时成绩占比 50%，即： 总成绩=期末考试成绩（50%）+平时成绩（50%） ； 其中平时成绩=考勤（20%）+课堂表现（20%）+平时作业（20%）+实验（30%）+其它（10%） 。 其中机考成绩不低于 50 分，低于 50 分者，总成绩视为不及格。 （二）成绩评定标准 1. 课堂教学情况评价方法与标准 课堂考勤记录占 20%；课堂表现占（20%） 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） ； 积极参与课堂活动记满分，无故不参与课堂活动一次扣 20 分，一学期不超过 3 次。 2. 作业评价方法与标准 平时作业占 20%，评价依据以下几个方面： ①不交作业，成绩为 0 分，百分制计分； ②完整性：20 分，作业内容基本完整，没有故意的少题、漏题； ③认真程度：20 分，格式规范，代码层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据答题情况给出分数； 385 ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 学期末，每个学生所有作业的平均值，即是该同学最后评价的作业环节评价成绩。 3. 实验评价方法与标准 实验占 30%； 实验分预习、实验操作两部分，均以百分制计分。 预习评价依据： ①没有预习报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，预习报告基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据预习报告情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的作业有一定程度的相似，但不能全部相同。如果有部分 完全相同，酌情扣分。 实验操作评价依据： ①不进行实验操作，成绩为 0 分； ②认真程度：60 分，整个实验过程认真操作，不装腔作势； ③正确性：40 分，根据实验结果情况给出分数； 每次实验综合预习、实验操作两部分，给出该次实验成绩；学期末，每个学生所有实验 的平均值，即是该同学最后评价的实验评价成绩。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 潘文斌. CATIA V5 中文版设计基础与实践 北京:机械工业出版社，2012.4 （二）主要参考书 [1] 王隆太、朱灯林等.机械 CAD/CAM 技术（第三版） 北京:机械工业出版社，2010.2 [2] 江洪、王子豪.CATIAV5 基础教程 北京:机械工业出版社出版，2017.4 [3] 刘素梅.CATIA V5 基础教程及应用技术 北京: 机械工业出版社出版，2015.6 执笔教师：张晋辉 审 核 人： 2021 年 3 月 7 日 386 《金工实习》教学大纲 《Practice in Metalworking》 课程类别 专业实践 课程编号 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 3 学 2 周 数 2 1416009D 分 一、金工实习性质与任务 （七）实习性质 1. 《金工实习》是工科院校实践教学计划中的一个重要环节，是研究机械零件常用材 料加工方法的一门以实际操作训练为主的综合性技术基础课；同时也是工程技术基础训练的 重要组成部分，是机械类各专业学习工程材料及机械制造系列课程必不可少的先期课程；是 建立机械工程概念、培养综合工程实践能力的基础课程。 2. 通过实习，是学生接触生产实际，了解机械加工生产过程，获得机械制造技术的基 本实践知识，得到基本操作技能训练，为学生后续课程、参加竞赛和大学生创新活动以及将 来从事相关技术工作奠定实践基础。 （八）实习任务 1.使学生能根据训练内容独立选择毛坯种类、成形方法和确定零件加工方法的初步能力 并完成零件的加工，以及建立产品质量和安全生产的观念。 2.熟悉机械制造中基本的毛坯成型方法，零件加工方法及其所用的设备，工具、量具、 夹具，材料等，初步了解常用零件的结构工艺性和加工工艺。 3.学生通过训练，具有独立完成简单零件制造的基本操作技能，对车工、铣工、焊接、 铸造、磨削、热处理等工种有初步的操作体会。 4.数车、加工中心、数控电加工、数控激光加工等对先进制造的实习，对现代工业制造 的新技术、新工艺有初步的了解，体验现代工业制造中计算机辅助设计与制造的全过程，具 有初步操作数控类机床与特种加工机床的技能。 5.培养严谨求实，理论联系实践、综合运用机械制造知识与技能的能力。 6.在实习中培养劳动观念、合作精神、经济意识，初步培养创新思维能力。 二、教学活动目标 387 （一）课程目标 课程目标 1：使学生了解机械制造的一般过程，了解机械制造各工种及材料成型的主要 加工方法和各工种在机械制造维修中的作用；熟悉各工种所用设备和常见附件、刀具、量具、 工具及夹具的安全操作使用方法。（支撑毕业要求指标点 3-6） 课程目标 2：是学生具备正确使用机械加工中常用工具、量具和独立完成简单零件加工 能力；能独立完成各工种训练件的加工；培养学生认识图纸及了解技术条件的能力；使学生 通过简单零件加工，巩固和加深机械制图及其应用。 （支撑毕业要求指标点 3-4、3-5） 课程目标 3：让学生养成热爱劳动，遵守纪律的好习惯和理论联系实际的严谨作风，拓 宽专业视野，增强就业竞争力。 （支撑毕业要求指标点 3-6） 课程目标 4：培养学生的沟通能力及团队协作精神；培养学生的分析问题、解决问题的 能力；培养学生勇于创新、敬业乐也的工作作风；培养学生的自我管理、自我约束能力以及 环保意识、质量意识、安全意识。（支撑毕业要求指标点 3-4、3-5） （二）思政目标 思政目标 1：结合学生专业性质融入社会主义核心价值观，引导学生坚定信仰社会主义 核心价值观，在现在与未来做传播者和践行者。同时在实习过程中融入“新工科”思想，重 点挖掘理念和新模式，以学生为本，培育和弘扬社会主义核心价值观，注重创新精神，培养 能够引领未来的高素质人才。 思政目标 2：实习过程中融入“工匠精神” ，让学生了解我国各个工种人物的工匠精神， 了解工匠们的奋斗史、拼搏史以及他们身上的感人故事，让学生了解我国科学技术的发展历 程、发展现状和未来方向，在拓宽学生视野的同时激发学生的学习兴趣。 思政目标 3：课程中讲授到设备部分时，可介绍中国民族机械设备和材料的发展和现状， 讲授部分民族企业艰辛的发展历程。使学生客观认识当代中国品牌，树立热爱并支持民族品 牌才能更好地促进民族企业发展的意识，并进一步激励学生自觉把个人理想和追求融入国家 和民族事业发展中。 思政目标 4：精益求精，追求卓越品质的引领。金工实习涉及车、铣、刨、磨、铸、锻、 焊、钳、先进制造、热处理、3D 技术等多个工种，可在每个工种的授课环节中引入我系学 生多年来参加各种竞赛资料，如视频、图片等;也可以加入省级或国家级竞赛资料，让学生 了解各个工种的最精湛技术，以此来激发学生的学习兴趣，增强学生的学习动力，引领学生 追求卓越的品质。 七、实习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 学时分配 388 支撑 课程目标 支撑的毕业 要求指标点 1 实习概论、安全教育 0.5 天 课程目标 3 3-6 2 车工 1.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 3 铣工 1.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 4 铸造 1.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 5 焊接 1.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 6 钳工 0.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 7 热处理 0.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 8 先进制造 1天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 9 磨削、表面抛光 0.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 10 3D 打印、逆向工程 0.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 11 锻压 0.5 天 课程目标 1、2、4 3-4、3-5 金工实习内容： 1. 实习概论、安全教育 建立机械制造过程的基本概念(毛坯制造——零件加工、检验——机器装配和调试)；毛 坯制造和零件切削加工的主要方法，具有对中等难度零件加工方法的初步选择和工艺过程的 分析能力；机械加工的有关设备、附件、刀具、工具、量具的结构性、用途及其使用方法 2. 车工 车床安全操作规程；实习所用车床组成、用途，车床的调整及各手柄的使用；刀具的安 装、工件安装及所用附件安装；卧式车床的基本操作过程和步骤（试切、刻度盘的使用等） ；. 外圆车刀的主要几何角度，游标卡尺的刻度原理、读数方法、使用及维护；锤柄零件加工工 艺过程并独立完成锤柄零件的加工。 3. 铣工 实习所用铣床组成部分、作用及其铣床的维护和安全操作；万能立铣头和圆转台的构造 及其应用；圆柱铣刀、盘铣刀、端面铣刀的结构特点和用途；铣刀的正确安装；工件在铣床 上安装方法：螺钉、压板、角铁、分度头（分度头的结构及简单分度法）；锤头的铣削加工 工艺并独立完成锤柄零件的加工。 4. 铸造 造型工具、砂箱的选择、工具的使用；分型面、活块、拔模斜度、收缩率、铸造圆角、加工 余量、芯盒等；通过实例讲解浇冒系统的形成、形式、名称、作用等；.铸造用电炉的正确 389 使用及安全操作。 5. 焊接 焊条电弧焊（手弧焊） ：手弧焊机的种类，交流焊机的型号、技术参数和使用方法；焊 条的组成、种类与规格，结构刚焊条牌号；接头形式与坡口形式；焊接工艺参数及其选择； 引弧技术演示，平焊对接操作，手工焊安全技术；气焊、气割与火焰钎焊：气焊的设备及其 功用，割炬的构造与使用方法；点火与熄火的方法，火焰的种类、特征、应用及调节。 6. 钳工 钳工安全操作规程；钳工主要工作（划线、锯、锉、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺 纹、刮削及研磨等）的基本操作；钳工常用工具、量具的使用和维护；钻床的组成、运动和 用途。 7. 热处理 热处理安全操作规程；热处理工艺的操作基本要点；处理不当产生缺陷的分析；硬度计 的结构和使用方法；热处理设备的工作原理及操作方法。 8. 先进制造 数控车床、数控加工中心、数控线切割、激光加工设备的型号、用途、加工范围；. 数 控车床、数控加工中心、数控线切割、激光加工设备的基本操作方法、步骤及安全操作规程； 刀具和工件在数控车床、数控加工中心、数控线切割、激光加工设备上的安装方法；程序的 编制、输入与运行。 9. 磨削、表面抛光 磨床的类别与型号及加工范围；平面磨床及万能外圆磨床的传动系统、结构及加工精度； 平面磨床及万能外圆磨床的简单操作；锤头平面磨削的实际操作；锤柄外圆磨削的实际操作； 表面抛光所用工具及操作。 10. 3D 打印、逆向工程 全操作知识；快速成形技术的原理；快速成形技术的工艺流程；逆向工程技术的原理； 逆向工程技术的工艺流程；3D 打印机和 3D 扫描仪操作步骤。 11. 锻压 锻造安全操作规程；锻造设备的结构及工作原理；锻造工具（钳子、剁子、炉铲）的选 择和使用；大、小锤的操作姿势与方法；直尺、卡钳的使用；金属的加热。 四、金工实习组织领导 390 金工实习由工程训练中心与机械系共同协商安排。实习前的安全教育由工程训练中心组 织进行。各工种实习由工程训练中心负责安排实习教师。实习内容由各工种实习教师根据实 际现场安排教学。 五、金工实习形式 1．理论学习。 2．观看录像。 3．现场实习。 4．同学交流。 5．老师巡回辅导。 六、达成教学活动目标的途径和措施 1. 根据《机械系本科专业人才培养方案》和金工实习教学目标，深入研究教材，结合 我校工程训练中心实际，设计教学进度计划及教案。课后及时做好教学反思，以便进一步改 进教学方法。 2. 实习指导教师讲解和学生练习相结合，同时教师要做好学生练习中的巡回指导和检 查，保证学生能学会设备等的初步操作及学生的安全。 3. 加强教研活动，以促进教学质量的提高，同时要注重和学生以及其他工种教师的交 流和沟通，做好各工种之间相互配合及取长补短。 4. 注意加强教学与实际生产的联系，以实际生产中的一些例子（零件）来提高学生学 习的兴趣和学习主动性。 七、考核方式 （一）考核方式 金工实习成绩的考核基本单位是金工实习的每个工种，每个工种考核内容包括实习态度 纪律、实际操作和实习报告。具体比例如下： 实习成绩=实际操作（40%）+ 实习报告（30%）+ 考勤（30%）+实习态度表现（负分） （二）成绩评定标准 1. 金工实习总成绩根据各工种的汇总，按优、良、中、及格、不及格进行评定，其中 若任一个工种成绩不及格，则总成绩为不及格。 2.优：90 分以上；良：80-89 分；中：70-79 分；及格：60-69 分；不及格：60 分以下。 3.各工种成绩分配 391 教学内容 分值 教学内容 分值 实习概论、安全教育 12 分 热处理 5分 车工 12 分 先进制造 8分 铣工 12 分 磨削、表面抛光 6分 铸造 12 分 3D 打印、逆向工程 8分 焊接 12 分 锻压 5分 钳工 8分 4.实际操作评分标准： 1）车工评分标准 序号 评分项目 评分标准 1 螺纹 M10 每超差 0.01mm 扣 2 分 2 槽 4mm 每超差 0.2mm 扣 1 分 3 总长 23-0.1mm 每超差 0.1mm 扣 1 分 4 外圆 15 每超差 0.05mm 扣 1 分 序号 评分项目 评分标准 1 方 20.3*20.3 大小不均匀扣 2 分 2 总长 105 每超差 0.1mm 扣 2 分 3 斜面 角度超差 0.05°扣 1 分 序号 评分项目 评分标准 1 M10 内螺纹 螺纹不垂直扣 2 分，孔不在中心扣 1 分 2 倒角 3*45° 每超差 0.1mm 扣 2 分 2）铣工评分标准 3）钳工评分标准 4）其余各工种根据现场实际情况给出评分。 5. 实习报告评分标准： 各工种按 10 分进行评分后算出平均分即为实习报告成绩。评分细则如下： 1） 未完成记 0 分； 2） 内容不完整，每题扣 0.5 分； 3） 做题认真，格式规范，不随意拼凑，否则扣 0.5 分； 392 4） 答案不够准确，扣 1 分； 6. 考勤评分标准：以百分制计入。 迟到一次扣 3 分；旷课一次扣 10 分；未参加实习的该工种为 0 分。 7. 实习态度表现评分标准： 各工种根据学生在实习中的表现酌情扣分，最多扣 10 分。 八、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]周建，张利等主编.工程训练教程.北京：科学出版社.2018.1 （二）主要参考书 [1]李省委，许书烟.金工实习.北京：北京理工大学出版社.2017.3 [2]程静.金工实训.吉林：吉林科学技术出版社.2012.6 [3]刘元义主编.工程训练.北京：科学出版社.2019.7. [4]郝兴明，姚宪华主编.工程训练——制造技术基础.北京:国防工业出版社.2011.8 [5]郗安民.金工实习.北京：清华大学出版社.2014.2 [6]夏延秋，吴浩.金工实习指导教程.北京：机械工业出版社.2016.1 [7]高进.工程技能训练和创新制作实践.北京：清华大学出版社.2014.4 执笔教师：杜勇 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 393 机械原理课程设计教学大纲 Mechanical Principles Course Design 课程类别 专业实践课程 课程编号 1411007D 适用专业 机械设计制造及其自动化 开设学期 4 学分 1.5 周数 1.5 一、课程设计性质与任务 （四）课程设计性质 随着科学技术和工业生产的飞速发展，机械产品种类日益增多，自动化程度愈来愈高。 这就要求设计者除综合应用各类典型机构的作用外，还要根据使用要求和功能分析，设计出 结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、适用性强的机械系统。本课程是机械原理教学 中的一个重要环节，是机械类各专业学生在机械原理课程学习后进行的全面、系统、深入的 实践性教学，是为培养学生机械系统运动方案设计和创新设计能力、应用计算机解决工程实 际中各种机构设计和分析能力服务的。 （五）课程设计任务 通过本课程的实践教学使学生具备以下知识和能力： 5. 通过本课程设计的训练，使学生学会常用机构的分析和综合方法，并具有进行机械系 统运动方案设计的初步能力。 6. 通过本课程设计的训练，使学生巩固所学机械原理的知识和理论，综合运用所学理论 和方法，分析解决实际问题。 7. 通过本课程设计的训练，使学生具有机构选型组合及运动方案确定的能力，培养创新 设计的意识。 8. 通过对设计方案中某些机构进行分析和设计，进一步提高学生应用技术资料、运算和 绘图的能力； 9. 通过编写说明书，培养学生归纳、总结的表达能力。 二、教学活动目标 394 （一）课程目标 通过本课程的实践训练，使学生具备下列能力： 课程目标 1：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决重型机械和重大技 术装备领域复杂工程问题，培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理 课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。 （支撑毕业要求指标点 1-2、 3-1） 课程目标 2：能够设计满足特定需求的机械系统运动方案设计，培养分析研究、创新设 计的能力。在设计过程中能够综合考虑社会、环境、法律、安全、健康、文化等制约因素。 （支撑毕业要求指标点 1-2、3-1） 课程目标 3：能够较为熟练地收集和运用设计资料，进一步提高计算、绘图和数据处理 及误差分析的能力。 （支撑毕业要求指标点 1-2、3-1、3-5） 课程目标 4：能够应用计算机进行机构分析和工程设计，使学生更清楚认识计算机在工 程设计中的意义，提高他们利用计算机的能力。 （支撑毕业要求指标点 1-2、3-1、3-5） （二）思政目标 思政目标 1：在实践训练过程中严格要求学生，严格执行国家标准，培养学生的“工匠” 精神。 思政目标 2：在图解法进行机构运动分析时，要求计算准确、作图精确，培养学生实事 求是，严谨细致的工作作风。 思政目标 3：在分课题实践教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生有效沟通协调、 团队合作和创新能力。 思政目标 4：在实践教学中，培养学生树立良好的职业道德，培养学生养成勇于克服困 难的精神，树立正确的人生观、世界观及价值观。 三、课程设计内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 学时分配 1 设计准备 0.5 天 课程目标 1、3 1-2 2 机构设计、运动分析 2天 课程目标 2、3、4 1-2、3-1、3-5 3 机构动态静力分析 1.5 天 课程目标 3、4 1-2、3-1、3-5 4 凸轮机构设计 1.5 天 课程目标 3、4 1-2、3-1、3-5 5 齿轮机构设计 0.5 天 课程目标 3、4 1-2、3-1、3-5 6 编写设计计算说明书 1天 课程目标 1、3 1-2、3-1、3-5 395 7 答辩 0.5 天 课程目标 1、2 1-2、3-1 课程设计主要内容： 课程设计题目，可由教师根据不同专业的需要选定。其主要内容是通过对某种简单机器 的分析，进行机构运动简图的设计，其具体内容如下： 1. 设计该机械执行系统的几种运动方案，对各运动方案进行对比和选择； 2. 对选定方案中的机构――凸轮机构、连杆机构、齿轮机构、其他常用机构进行运动学 和动力学的分析和设计； 3. 画出机构运动简图。 课程设计要求学生独立完成： 1. 连杆机构的运动分析和动态静力分析图 1 张（A1 图纸） ； 2. 凸轮机构设计图 1 张（A2 图纸）； 3. 齿轮传动啮合图 1 张（A2 图纸）； 4. 设计计算说明书 1 份。 四、课程设计步骤 设计步骤： 步骤 1 设计准备（0.5 天） 讲解课程设计的目的、意义、要求，布置课程设计任务；学生研读课程设计任务，查阅 有关资料,复习有关内容；带领学生参观机械原理陈列室，做所设计机器模型的结构演示实 验；准备资料文具；拟定设计计划。 重点：拟定设计计划。 难点：理解课程设计要求和设计内容。 步骤 2 机构设计、运动分析（2 天） 连杆机构的的结构分析，画出连杆机构运动简图；用图解法能正确地作出连杆机构所求 位置的速度多边形、加速度多边形以及连杆机构运动线图。 重点：平面连杆机构图解法运动分析。 难点：平面连杆机构图解法运动分析。 步骤 3 机构动态静力分析（1.5 天） 在机构的运动分析基础上，根据各构件的质量及转动惯量确定各构件的惯性力、惯性力 396 偶矩，用动态静力法进行机构的动力计算，求解其平衡力和各运动副反力。 重点：连杆机构图解法动态静力分析。 难点：连杆机构图解法动态静力分析。 步骤 4 凸轮机构设计（1.5 天） 作从动件的位移，速度和加速度的运动线图，用图解法合理确定凸轮的基圆半径和滚子 半径，图解法设计凸轮的实际轮廓曲线。 重点：图解法设计凸轮轮廓曲线。 难点：图解法合理确定凸轮的基圆半径。 步骤 5 齿轮机构设计（0.5 天） 确定齿轮的基本几何参数，计算齿轮副的几何尺寸，绘制齿轮传动啮合图。 重点：齿轮参数计算。 难点：渐开线齿廓绘制。 步骤 6 编写设计计算说明书（1 天） 说明书应该手工书写在作业纸上，要求步骤清楚、叙述简明、文句通顺、笔迹端正。书 写格式参照课程设计指导书；说明书内容按照指导教师给出的统一目录进行编写，说明书主 要内容包括: 课程设计目的、课程设计题目、机构运动简图或设计方案的确定、全部原始数 据、列出必要的计算公式、计算过程及说明，写出设计计算结果、对设计结果进行分析讨论， 写出课程设计的收获和体会、列出主要参考文献资料；对每一自成单元的内容，都应有大小 标题，使其醒目突出；所用公式和数据，应标明来源--参考资料的编号和页次。 重点：说明书内容完整，格式正确。 难点：说明书格式正确。 步骤 6 答辩（0.5 天） 答辩时，学生应正确回答指导教师提出的问题，对设计过程、计算公式、计算结果、设 计结果能清楚表达，答辩表现计入课程设计成绩。答辩过程可以融入课程设计的指导过程中， 指导教师可随时在设计的某一环节中提出有关问题，以更准确的了解学生的设计态度及独立 完成设计的能力。 教学重点：学生对机构设计有一个较完整系统的概念。 教学难点：学生对机构设计有一个较完整系统的概念。 五、达成教学活动目标的途径和措施 397 1. 本课程在机械原理课程学习后集中进行的实践性教学环节，它是在教师指导下由学 生独立完成的，每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、 设计质量，按时完成课程。在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进 行设计工作，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，结合生产实际来分析和解决工程 问题的能力。 2. 本课程设计的方法是图解法，运用所学基本理论中的基本关系式，用图解的方法将 其结果确定出来，并清晰地以线图的形式表现在图纸上，要求计算准确、作图精确，有利于 培养学生工程计算、制图能力和踏实严谨的工作作风。 3. 课程设计说明书和图纸是课程设计的重要组成部分，编写说明书和绘图也是科技工 作者必须掌握的基本技能之一，设计说明书编写要步骤清晰，叙述简明扼要，书写要工整。 图纸要符合标准，规范整洁，有利于培养学生表达，归纳和独立思考与分析的能力。 六、考核办法 （一）考核方式 本课程为考查课，根据学生的设计态度、课程设计纪律、图纸设计质量、说明书的书写 正确度、图面整洁程度、答辩时回答问题的正确程度，按五级制（优秀、良好、中等、及格 和不及格）综合评定，成绩不及格应重新设计。 （二）成绩评定标准 优秀：设计方案新颖，设计、分析正确，设计图纸及设计说明书规范，内容条理清晰， 在设计过程中勤奋好学，认真、独立完成设计任务。 良好：设计方案比较新颖，设计、分析比较正确，设计图纸及设计说明书比较规范，内 容比较条理，在设计过程中勤奋好学，认真、独立完成设计任务。 中等：设计方案一般，设计、分析基本正确，设计图纸及设计说明书欠规范，内容不够 条理清晰，在设计过程中比较勤奋，不迟到、不早退，独立完成设计任务。 及格：设计方案不完善，设计、分析存在一些小错误，设计图纸及设计说明书欠规范， 内容一般，在设计过程中不够勤奋。 不及格：设计方案有严重错误，设计、分析有错误，设计图纸及设计说明书不规范，内 容严重不足，在设计过程中不够认真。 七、推荐教材及主要参考书 398 （一）推荐教材 [1]陆凤仪.机械原理课程设计（第 2 版）.北京:机械工业出版社.2011 [2]邹慧君.机械原理课程设计手册.北京:高等教育出版社.2009 [3]裘建新.机械原理课程设计（第 1 版）.北京:高等教育出版社.2010 （二）主要参考书 [1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第 8 版）.北京:高等教育出版社.2018 [2]郑文纬,吴克坚.机械原理（第 7 版）.北京:高等教育出版社.2011 [3]戴娟.机械原理课程设计指导书（第 1 版）.北京:高等教育出版社.2011 执笔教师：闫石林 审核人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 399 机械设计课程设计教学大纲 Mechanical Design Course Design 课程类别 专业实践 课程编号 1416011D 适用专业 材料成型及控制技术 开设学期 5 学 3 周 数 3 分 一、课程设计性质与任务 （一）课程设计性质 随着科学技术和工业生产的飞速发展，机械产品种类日益增多，自动化程度愈来愈高。 这就要求设计者除综合应用各类典型机构的作用外，还要根据使用要求和功能分析，设计出 结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、适用性强的机械系统。机械设计课程设计是《机 械设计》课程重要的综合性与实践性教学环节，是学生在校期间第一次较全面的设计能力训 练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。 （二）课程设计任务 本课程设计的教学任务是： 1. 通过对带有二级减速器的传动系统的设计，使学生学习机械设计的一般方法、步骤， 掌握机械设计的一般规律。 2. 通过本课程设计的训练，使学生巩固所学机械设计的知识和理论，综合运用所学理 论和方法，分析解决实际问题。 3. 通过本课程设计的训练，使学生具有合理选用传动机构、标准零部件类型及设计方 案确定的能力，培养创新设计的意识。 4. 通过对设计方案中传动系统工作能力计算、主要零部件强度校核与方案选用合理性 的分析和设计，进一步提高学生应用技术资料、运算和绘图的能力； 5 .通过编写说明书，培养学生归纳、总结的表达能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标 课程目标 1：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文 400 献研究分析复杂工程问题。培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先 修课程的理论、结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械 设计方面的知识。（支撑毕业要求指标点 3-2） 课程目标 2：能够设计针对复杂工程问题的解决方案、合理选择传动机构和零件类型、 正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等 要求，进行结构设计，达到了解和掌握机械零件、机械传动系统的设计过程和方法。 （支撑 毕业要求指标点 3-3） 课程目标 3：能够在设计环节中体现创新创业意识，考虑社会、健康、安全、法律、文 化以及环境等因素。（支撑毕业要求指标:3-5） 课程目标 4：进行机械设计基本技能的训练。如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手 册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。 （支撑毕业 要求指标点 3-6） （二）思政目标 课程目标 1：在课程设计实践目标上突出体现引领学生树立正确的“三观”的要求。应 该注重联系学生思想实际，引导学生正确认识世界形势和中国特色，正确认识时代责任和历 史使命，引导学生成为德才兼备、全面发展的人才。 课程目标 2：在课堂教学内容上，把德育思想、价值引领融入课程设计实践课程系列活 动。引导学生思考一些在知识层面之上的个人价值、人生发展、人类未来等更高层面的问题， 培养学生的社会使命感、价值感、哲学辩证思维等综合素质。 三、课程设计内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 学时分配 支撑 课程目标 支撑的毕业 要求指标点 1 设计准备 1天 课程目标 1 3-2 2 传动系统的总体设计 1.5 天 课程目标 2、3 3-3、3-5 3 传动零件的设计计算 2.5 天 课程目标 2、3 3-3、3-5 4 减速器结构尺寸设计 2天 课程目标 2、3 3-3、3-5 5 装配图的设计和绘制 2.5 天 课程目标 2、3、4 3-3、3-5、3-6 6 零件图设计和绘制 2.5 天 课程目标 2、3、4 3-3、3-5、3-6 7 说明书编写 2.5 天 课程目标 2、3、4 3-3、3-5、3-6 401 8 答辩 0.5 天 课程目标 2、3 3-3、3-5 课程设计主要内容： 课程设计的题目一般为通用机械（或其他简单机械）的传动装置的设计，如各种类型的 减速器的设计，其具体内容如下： 1．传动装置的总体设计。 2．传动件及轴系零部件的设计计算。 3．部件装配图（如减速器装配图）和零件工作图（如齿轮和轴等）的设计。 4．编写设计计算说明书。 课程设计要求学生独立完成： 1. 装配工作图 1 张（A1 图纸） ； 2. 零件工作图 2 张（A3 图纸） ； 3. 设计计算说明书 1 份。 四、课程设计步骤 设计步骤： 步骤 1 设计准备（1 天） 讲解设计的目的、意义、要求，布置设计任务；学生研读设计任务和设计要求，查阅有 关资料,复习有关内容；带领学生分组拆装减速器，熟悉设计对象；准备资料文具；拟定设 计计划。 重点：拟定设计计划。 难点：理解课程设计要求和设计内容。 步骤 2 传动系统的总体设计（1.5 天） 原动机型号类别的选择；传动方案拟定；掌握传动装置运动、动力参数的计算和传动比 的分配等。 重点：传动方案拟定过程。 难点：传动装置运动、动力参数的计算和传动比的分配。 步骤 3 传动零件的设计计算（2.5 天） 联轴器的类型和型号的选择；减速器外传动零件的设计；减速器内传动零件的设计。 重点：减速器外传动零件设计过程；减速器内传动零件设计过程。 402 难点：减速器外传动零件设计过程；减速器内传动零件设计过程。 步骤 4 减速器结构尺寸设计与草图绘制（2 天） 减速器的结构设计；根据零件的结构、功用及各零件之间的装配关系，确定减速器各部 分结构的设计和尺寸。减速器装配草图设计和绘制；减速器传动轴及轴承装置的设计、键连 接和联轴器的选择、减速器箱体及附件结构和尺寸的确定，绘制减速器装配草图，审查和修 正装配草图。 重点：减速器各部分结构设计和尺寸确定的方法。 难点：减速器各部分结构设计和尺寸确定的方法。 步骤 5 装配图的设计和绘制（2.5 天） 了解装配图的作用、主要内容及有关要求；根据减速器结构，确定零件功用及各零件之 间的装配关系；开始减速器装配图设计的准备阶段；装配图设计的第一阶段；装配图设计的 第二阶段；装配图设计的第三阶段；装配图的检查与加深；手工完成减速器总装配图绘制。 重点：理解装配图中各部分的关系；装配图的完整绘制过程。 难点：理解装配图中各部分的关系；装配图的完整绘制过程。 步骤 6 零件图的设计和绘制（2.5 天） 根据零件的功用、与相关零件之间的装配关系和零件的加工工艺；按照零件图的具体要 求，完成轴类零件和齿轮类零件的设计和零件图的绘制。 重点：轴类零件图的设计和绘制；齿轮类零件图的设计和绘制。 难点：对零件加工工艺的把握；尺寸和各种公差的标注。 步骤 7 说明书编写（2.5 天） 按照科技论文写作要求和编写规范开始说明书的编写。说明书应该手工书写在作业纸 上，要求步骤清楚、叙述简明、文句通顺、笔迹端正。书写格式参照课程设计指导书。说明 书内容按照指导教师给出的统一目录进行编写。 说明书主要内容包括: 课程设计目的、课程设计题目描述和要求、课程设计报告内容、 总结及参考文献。说明书中应详细说明减速器各传动件设计过程及计算结果，标明计算公式 或数据来源。 对每一自成单元的内容，都应有大小标题，使其醒目突出。 对所用公式和数据，应标明来源--参考资料的编号和页次。 403 说明书字数不得少于 7000 汉字，且说明书应加上学校统一规定的封面、封底，并装订 成册。 重点：说明书内容完整，格式正确。 难点：说明书内容完整，格式正确。 步骤 8 答辩（0.5 天） 在掌握机械设计课程设计的全过程的基础上开始答辩。答辩时，学生应正确回答指导教 师提出的问题，对设计过程、数据来源、图纸结构能清楚表达，答辩表现计入课程设计成绩。 答辩过程可以融入课程设计的指导过程中，指导教师可随时在设计的某一环节中提出有关问 题，以更准确的了解学生的设计态度及独立完成设计的能力。 重点：机械设计课程设计的全过程。 难点：机械设计课程设计的系统把握。 五、达成教学活动目标的途径和措施 （一）指导教师采取的途径和措施： 1. 根据人才培养方案的安排和课程设计的要求确定课程设计题目，拟定课程设计任务 书，做好课程设计的各项准备工作。 2. 《机械设计》课程结束时，向学生下达课程设计任务书，组织学生学习课程设计指 导书，讲解设计要求、进度安排、注意事项、考核方式等，提供参考资料和课程设计指导书， 并检查学生的准备情况。 3. 课程设计中，严格要求学生独立完成任务，以达到教学要求。要坚持因材施教的原 则，在指导方法上应立足于启发引导，充分发挥学生的主动性和创造性。 4. 每位指导教师指导的学生数原则上不超过一个自然班，每天指导时间不少于 3 小时。 在指导过程中教师应坚守岗位，做好学生考勤、答疑、个别辅导、进度控制、质量检查等工 作。 5. 课程设计结束后，指导教师要认真审查学生的全部课程设计文件，应根据学生完成 设计情况、设计规范情况、质量及学生在课程设计期间的表现、答辩等，对学生课程设计成 绩给出实事求是的评定，及时向学院提交学生成绩单。 （二）学生采取的途径和措施： 404 1. 学生应明确学习目的，端正学习态度，要有勤于思考、刻苦钻研的学习精神。提高 对课程设计重要性的认识，以积极认真的态度参加课程设计工作，提高对所学知识的应用和 分析问题、解决问题的能力，培养独立思考、刻苦钻研和创新的精神，按要求独立完成规定 的设计任务。 2. 学生应掌握《机械设计》课程的基本理论和基本知识。设计方案合理，数据可靠， 计算正确，图纸(图表)符合标准，设计说明书符合课程设计撰写规范。学生必须独立完成课 程设计任务，严禁抄袭、剽窃他人成果或找人代做等，一经发现，一律按不及格记成绩，并 根据学校有关规定给予处理。 3. 学生应严格遵守纪律，必须在规定的时间完成设计。缺勤累计时间超过实际设计时 间三分之一及以上者， 课程设计成绩按不及格处理；不服从指导教师的安排，违反设计纪律， 影响设计工作正常进行者，指导教师有权停止其设计工作，成绩以 0 分计。 六、考核办法 （一）考核方式： 本课程为考查课，根据学生的设计态度、课程设计纪律、图纸设计质量、说明书的书写 正确度、图面整洁程度、答辩时回答问题的正确程度，按五级制（优秀、良好、中等、及格 和不及格）综合评定，成绩不及格应重新设计。 （二）成绩评定标准 （一）考核方式： 本课程为考查课，根据学生的设计态度、课程设计纪律、零部件和整体结构的设计校核 计算正确度、图纸设计质量、图面整洁程度、答辩时回答问题的正确程度，按五级制（优秀、 良好、中等、及格和不及格）综合评定，成绩不及格应重新设计。 （二）成绩评定标准 优秀：设计方案新颖，设计、分析正确，设计和校核计算准确，设计图纸及设计说明书 规范，内容条理清晰，在设计过程中勤奋好学，认真、独立完成设计任务。 良好：设计方案比较新颖，设计、分析比较正确，设计和校核计算比较准确，设计图纸 及设计说明书比较规范，内容比较条理，在设计过程中勤奋好学，认真、独立完成设计任务。 中等：设计方案一般，设计、分析基本正确，设计和校核计算基本准确，设计图纸及设 计说明书欠规范，内容不够条理清晰，在设计过程中比较勤奋，不迟到、不早退，独立完成 设计任务。 405 及格：设计方案不完善，设计、分析存在一些小错误，设计和校核计算存在一些小错误， 设计图纸及设计说明书欠规范，内容一般，在设计过程中不够勤奋。 不及格：设计方案有严重错误，设计、分析有错误，设计和校核计算存在明显错误，设 计图纸及设计说明书不规范，内容严重不足，在设计过程中不够认真。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 [1]朱文坚，黄平，翟敬梅.机械设计课程设计（第 3 版）.北京:清华大学出版社.2016.3 [2]唐增宝.机械设计课程设计（第 5 版）.武汉:华中科技大学出版社.2016.4 [3]邱宣怀主编.机械设计课程设计.北京:机械工业出版社.2014.11 （二）主要参考书 [1]龚桂义主编.机械设计课程设计图册(第三版).北京:高等教育出版社.1989.5 [2]成大先.机械设计手册（第六版）.北京:化学工业出版社.2016.4 [3]濮良贵主编.机械设计（第十版）.北京.高等教育出版社.2018.9 执笔教师： 李艳威 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 406 7日 成型专业课程设计教学大纲 （Course exercise of material shaping specialty） 课程类别 专业实践 课程编号 1416012D 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 6 学 3 周 数 3 分 一、课程设计性质与任务 （九）课程设计性质 《成型专业课程设计》是材料成型及控制工程专业（铸造方向）本科生的专业实践课， 是本科教学计划中非常重要的实践性教学环节，其目的是使学生了解和掌握与所学专业有关 的基本知识，巩固和加深铸造工艺课及相关基础课和技术基础课的知识，培养学生进行铸造 工艺分析的能力，锻炼确定工艺方案及选用工艺参数的工作能力，利用专业理论联系实践， 解决实际复杂工程问题的能力和创新精神，比较系统的学习和掌握铸造工艺及工装的设计方 法，在课程设计中培养观察问题、分析问题和解决问题的能力，通过课程设计，还应尽可能 使学生了解与本专业相关的先进设计理论、制造技术及现代企业的生产组织与管理，为学生 毕业后走上工作岗位打下良好的基础。 （十）课程设计任务 1. 了解从零件图到铸件变换过程中各步骤的设计方法、设计过程和设计依据； 2. 初步学会运用砂型铸造工艺和工装设计手册、综合应用各种参考资料进行工艺和工 装设计的方法； 3. 学会编写铸造工艺设计说明书、铸造工艺卡等专业技术文件。 二、教学活动目标 （一）课程目标 课程目标 1. 具备应用所学的数学／物理化学/流体力学/材料科学/凝固/铸造工艺学等基 本原理，分析铸造工艺性的专业基本能力； （支撑毕业要求指标点 3-1,3-2） 课程目标 2. 具备应用化学、合金熔炼和造型材料等基本知识，选择设计铸造造型、制 芯、浇铸系统的基本能力；（支撑毕业要求指标点 3-1,3-2） 课程目标 3. 能够利用流体力学、铸造工艺学等专业知识进行铸造浇注、补缩方案设计 407 及填写铸造工艺卡；（支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 4. 能够利用铸造工艺学、机械制图和机械设计基础等知识进行铸造芯盒及模 板设计并完成转配图； （支撑毕业要求指标点 3-4） 课程目标 5. 能够灵活利用所学专业知识进行铸件工艺创新设计，并培养学生突破传统 铸造工艺设计思维方式，在工艺设计阶段充分考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境 等因素；（支撑毕业要求指标点 3-5） （二）思政目标（2-5 个） 思政目标 1. 结合当前的时政热点，找准切入点，循循诱导讲好课程设计内容。引导学 生明白学生关键技术需要自主探索、自主创新，既不能崇洋媚外，也不能妄自菲薄。 “大 国重器”必须牢牢掌握在自己手中。 思政目标 2. 在设计过程中，教导学生必须践行工匠精神。精益求精，注重细节，追求 完美，专业敬业，打造最优质的产品。淡泊名利，心无旁骛，工业报国。美和极致，反 复改进。一丝不苟，确保每个零部件的质量。专注坚持，不断提升产品质量。 三、课程设计内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 学时分配 支撑 课程目标 支撑的毕业 要求指标点6 1 准备阶段 6 课程目标 1-2 3-1,3-2 2 浇铸系统设计 8 课程目标 3 3-1,3-2 3 芯盒图设计 8 课程目标 4 3-4 4 砂箱图设计 8 课程目标 4 3-4 5 编写说明书 7 课程目标 3，5 3-5 6 编写工艺卡 7 课程目标 3 3-4 7 答辩 4 课程目标 5 3-5 课程设计主要内容： 1. 浇铸系统整体设计； 2. 芯盒图设计； 3. 砂箱图设计； 408 4. 编写设计说明书； 5. 编写工艺卡片。 课程设计要求学生独立完成： 1.浇铸系统、芯盒、砂箱图纸各一张（A1 图纸） ； 2. 工艺卡片 1 套； 3. 设计计算说明书 1 份。 四、课程设计步骤 1. 根据设计题目，复习有关课程知识；准备设计所需的工具和用具，拟定设计计划。 2. 绘制零件图 3. 根据零件结构，设计所有孔对应的芯盒结构，并绘制图纸； 4. 设计砂箱结构并绘制图纸； 五、达成教学活动目标的途径和措施 1. 重视设计题目的选取与设置，零件结构难度要适中，包含尽可能多的形状要素，以 全面培养学生铸造方面的能力； 2. 采取适当的教学方法，深入浅出，使学生对铸造工艺设计有深入全面的理解。适当 加入最新的铸造技术与铸造方向最新的发展动态，提高学生的兴趣； 3.强调小组协作，鼓励学生之间及学生与教师之间的交流。 六、考核办法 （一）考核方式 1. 平时考察（不少于 15 次） 。要求学生按时出勤，并能及时与教师交流设计情况，教 师以打分形式直接记录出勤和交流综合成绩，按照评分标准出勤与交流=6:4 进行考核记录。 2. 设计说明书。以个人形式完成，考核学生查阅资料、使用工具书和撰写设计说明书 的能力，按照评分标准进行考核。 3. 铸造工艺卡。以个人形式完成，考察学生对铸造生产工艺内容的理解，按照评分标 准进行考核。 4. 图纸（包括铸造工艺图、模板装配图和芯盒装配图三份） 。考察学生基本制图、读图 和设计能力，按照铸造工艺评分标准进行考核 5. 答辩。按照铸造工艺设计规范进行，考察学生独立设计能力，设计思路及对铸造工 艺设计的理解，设计相应考核标准。 409 （二）成绩评定标准 考核环节 完成情况 得分 积极主动出勤，资料的查阅、知识熟练运用，积极主动参与同 学、指导教师的讨论、能阐明自己的观点和想法，主动与其他同学 100-90 分 合作、交流，共同解决问题。 按时出勤，资料的查阅、知识熟练运用，积极参与同学、指导 教师的讨论、能阐明自己的观点和想法，能与其他同学合作、交流， 89-80 分 共同解决问题。 平时考查 100分 按时出勤情况比较好，资料的查阅、知识熟练运用，比较积极 参与同学、指导教师的讨论、能阐明自己的观点和想法，能较好地 79-70 分 与其他同学合作、交流，共同解决问题。 按时出勤基本尚可，资料的查阅、知识基本熟练运用，能参与 同学、指导教师的讨论、基本能阐明自己的观点和想法，基本能与 69-60 分 其他同学合作、交流，共同解决问题。 不按时出勤，资料的查阅、知识不能熟练运用，不积极参与同 学、指导教师的讨论、不能阐明自己的观点和想法，不能与其他同 ≤59 分 学合作、交流，共同解决问题。 严格按照任务书要求并及时完成，基本概念非常清晰，解决问 100-90 分 题的方案恨正确、合理，资料引用正确、合理，格式完全规范。 严格按照任务书要求并及时完成，基本概念清晰，解决问题的 89-80 分 方案正确、合理，资料引用正确、合理，格式规范。 设计说明 书100分 比较严格按照任务书要求并及时完成，基本概念比较清晰，解 决问题的方案比较正确、合理，资料引用比较正确、合理，格式比 79-70 分 较规范。 基本严格按照任务书要求并及时完成，基本概念比较清晰，解 决问题的方案基本正确、合理，资料引用基本正确、合理，格式基 69-60 分 本规范。 未按照任务书要求并及时完成，基本概念不清晰，解决问题的 ≤59 分 方案不正确、合理，资料引用不正确、合理，格式不规范。 铸造信息很完整，浇注系统、补缩系统和砂芯、砂型信息很完 整，铸造生产条件设计范围很合理，辅助信息可行性很高，铸型装 100-90 分 配图很清楚合理。 铸造工艺 卡100分 铸造信息完整，浇注系统、补缩系统和砂芯、砂型信息完整， 铸造生产条件设计范围合理，辅助信息可行性很高，铸型装配图清 89-80 分 楚. 铸造信息比较完整，浇注系统、补缩系统和砂芯、砂型信息比 较完整，铸造生产条件设计范围比较合理，辅助信息可行性高，铸 79-70 分 型装配图比较清楚合理。 铸造信息基本完整，浇注系统、补缩系统和砂芯、砂型信息基 本完整，铸造生产条件设计范围合理，辅助信息可行性高，铸型装 69-60 分 配图清楚合理。 铸造信息不完整，补缩系统和砂芯、砂型信息不完整，铸造生 ≤59 分 410 产条件设计范围合理，辅助信息可行性低，铸型装配图不清楚合理。 严格按时完成铸造工艺图、模板装配图和芯盒装配图，图纸主 要结构设计表示非常完整，图层表达很准确，表达方式严格符合专 100-90 分 业要求及工程图学要求，技术要求及图注很清楚，设计方案很合理。 严格按时完成铸造工艺图、模板装配图和芯盒装配图，图纸主 要结构设计表示完整，图层表达准确，表达方式严格符合专业要求 89-80 分 及工程图学要求，技术要求及图注清楚，设计方案合理。 图纸 100分 严格按时完成铸造工艺图、模板装配图和芯盒装配图，图纸主 要结构设计表示比较完整，图层表达比较准确，表达方式严格符合 79-70 分 专业要求及工程图学要求，技术要求及图注比较清楚，设计方案比 较合理。 严格按时完成铸造工艺图、模板装配图和芯盒装配图，图纸主 要结构设计表示基本完整，图层表达基本准确，表达方式严格符合 69-60 分 专业要求及工程图学要求，技术要求及图注基本清楚，设计方案基 本合理。 未完成铸造工艺图、模板装配图和芯盒装配图，图纸主要结构 设计表示不完整，图层表达不准确，表达方式不符合专业要求及工 ≤59 分 程图学要求，技术要求及图注不清楚，设计方案不合理。 自述很清楚，语言组织很流利，很好的讲解了自己的设计基础、 思路和结果，回答问题完全正确，对铸造工艺设计流程及相关内容 100-90 分 理解很深。 自述清楚，语言组织流利，很好的讲解了自己的设计基础、思 89-80 分 路和结果，回答问题正确，对铸造工艺设计流程及相关内容理解深。 答辩 100分 自述比较清楚，语言组织比较流利，比较好的讲解了自己的设 计基础、思路和结果，回答问题比较正确，对铸造工艺设计流程及 79-70 分 相关内容理解比较深。 自述清楚，语言组织流利，较好的讲解了自己的设计基础、思 路和结果，回答问题正确，对铸造工艺设计流程及相关内容理解较 69-60 分 深。 自述不清楚，语言组织不流利，未能讲解自己的设计基础、思 路和结果，回答问题不正确，对铸造工艺设计流程及相关内容理解 ≤59 分 不深。 七、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 叶茂荣．铸造工艺课程设计手册，黑龙江：哈尔滨工业大学出版社，1990 年 8 月 （二）主要参考书 [1] 《铸造手册(第 5 卷：铸造工艺)》，机械工程学会铸造学会编，机械工业出版 杜，2011 年 5 月 [2] 《铸造工艺设计基础》 ，李魁盛，机械工业出版杜，1980 年 3 月 [3] 《铸造工艺学(下册)》 ，丁根宝主编，机械工业出版杜，1985 年 6 月 411 [4] 《铸造手册(第 5 卷：铸造工艺)》，机械工程学会铸造学会编，机械工业出版 杜，2011 年 7 月 [5] 《铸造工艺设计》李弘英、赵成志编著，机械工业出版杜,2005 年 6 月 [6] 《铸造工艺课程设计手册》 ，叶荣茂、吴维冈、高景艳编，哈尔滨工业大学出 版社，1989 年 1 月 [7] 《造型材料》 ，石德全主编，北京大学出版社，2016 年 2 月 执笔教师：李春林 审 核 人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 412 专业实习教学大纲 Professional practice 课程类别 专业实践 课程编号 1416013D 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 7 学 3 周 数 3 分 一、生产（见习、专业实习、教育、金工实习等）实习性质与任务 （十一）专业实习性质 本课程是材料成型及控制工程专业教学计划所设的必修专业实践性教学环节。 （十二）专业实习任务 通过本课程的学习，应使学生巩固、验证、加深、扩大已学过的基础理论和部分专业知 识，培养学生分析和解决机械制造实际工程问题的能力，并为后续专业课程的学习积累实践 知识。 二、教学活动目标 （一）课程目标 学生通过专业实习应达到以下目标： 课程目标 1：使学生了解和掌握本专业基本的生产实际知识，为后续专业课程的学习打 下良好的基础。（支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：培养学生理论联系实际，在生产实践中调查研究、发现问题，并善于运用 所学的知识分析、解决实际生产技术问题的能力。（支撑毕业要求指标点 2-2） 课程目标 3：了解工厂的组织情况，管理方法及车间与有关技术生产职能科室的关系， 使学生对工厂的组织管理机构有一个初步的认识。（支撑毕业要求指标点 2-2） 课程目标 4： 培养学生虚心向工人师傅学习，向工程技术人员学习的态度，使学生了 解作为一名工程技术人员的工作特点及工作内容，增强学生热爱劳动，热爱专业，尽早适应 社会主义市场经济建设的需求。 （支撑毕业要求指标点 2-2、3-6） 课程目标 5：了解本专业的科技发展动态，考察先进材料制造技术在实际生产中的应用 情况。（支撑毕业要求指标点 1-3） （二）思政目标 思政目标 1：在解决难点过程中，培养学生用联系的、全面的、发展的观点看问题，正 413 确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培养健康向上的人生态度。 思政目标 2：在实践教学中，通过合理分工和有效组织，培养学生的团队合作精神、大 局意识、协作精神和服务精神的。 思政目标 3：在实践操作环节中，培养学生有疑而问、是用心思考、自主学习、主动探 究的学习习惯引导学生的创新思维，并在实践操作过程中培养学生良好的安全操作习惯，一 丝不苟的“工匠精神” 。 八、实习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 学时分配 支撑 课程目标 支撑的毕业 要求指标点 1 实习动员 4 课程目标 1 1-3 2 安全教育 4 课程目标 1 1-3 3 技术讲座 4～8 课程目标 1、2 1-2、2-2 4 现场实习 64～68 课程目标 3、4 2-2、3-6 5 实习报告整理撰写 24 课程目标 5 1-3 6 实习考核 16 课程目标 1 1-3 生产（见习、专业实习、生产（教育） 、金工实习等）实习内容： 1．了解工业产品的结构、组成、工作原理和使用性能。 2. 根据所实习工厂的情况，选择二至三个典型零件作为主要实习对象，进行深入学习， 并且选择其他类型的两种零件作一般了解。 3. 阅读并研究主要实习零件的图样，了解其结构、用途及技术要求，从而了解零件的 结构工艺性与技术要求制定的合理性。 4．深入了解其中一个典型部件的构造和用途，分析该部件的加工工艺流程，观察各工 序的加工方法，画出主要工序的草图，分析基准选择、加工阶段划分等加工工序的安排。 5. 熟悉主要实习零件的毛坯制造方法、余量大小以及毛坯的技术要求。 6. 了解零件热处理工序的安排及其作用，注意设备的特点。 7. 了解车间的生产组织和管理情况，调查车间工时定额的计算方法。 8. 观察零件的加工质量，研究影响工业产品性能的因素，并作出假设以及提高生产率 和经济效益的途径，完成实习报告。 四、生产（见习、专业实习、生产（教育）、金工实习等）实习的组织领导 实习由学校带队，教师和工厂教育培训部门、实习车间共同商量安排进行。实习期间的 414 政治学习和党团活动安排在各实习单位进行。在可能的情况下，适当参加厂内及车间科室方 面的会议。 聘请车间或科室技术人员为实习指导教师，具体指导学生的实习活动。在实习指导教师 的指导下，除完成规定的实习任务外，如有可能可参加工厂的技术革新活动。 五、生产（见习、专业实习、生产（教育）、金工实习等）实习形式 1．理论学习。 2．现场实习。 3．同学交流。 4．老师辅导。 六、达成教学活动目标的途径和措施 专业生产实习由学院组织，统一或分散进行，原则上统一实习，立足签订实习协议企业 进行。分散实习要求指导教师认真负责，保证实习质量。在集中实习时，可采用以下方式： （一）请工程技术人员讲课 结合工厂实际，请有实际经验的工程技术人员，讲解工厂总体情况、 进行安全生产教育、 讲解材料成形及控制工程专业的相关技术问题和行业发展状况等。 （二） 现场实习 学生结合深入实习的典型零部件有关问题，到车间生产一线，了解生产中的设备、工艺 等实际运行情况，通过观察、记录、查阅现场技术资料、现场请教技术人员或操作工人等， 使问题得到解决。 （三） 实习笔记 1）学生应认真做好实习笔记，不断积累知识。实习过程中，每天认真记录实习的内容、 心得体会和发现的问题，包括加工设备、工艺过程、检测方法、质量保证等。 2）记录工程技术人员讲课的内容，工人师傅的讲解，对生产的组织、管理、生产过程 的个人认识等，实习笔记中应有必要的零件草图、工艺流程等。 （四）实习报告 实习结束后，参照实习笔记，撰写实习报告，实习报告中应包括以下内容: 1）实习单位的基本情况、工厂概况、车间概况、主要产品、人员组成等。 2）典型零件（可以由指导教师指定，也可由学生自定）的加工工艺规程，画出草图， 415 标明主要尺寸、工序、加工设备、检测方法等。 3）对于主要机器设备，说明其工作原理、组成、控制过程和方法。 4）生产中所使用的加工方法及控制手段的分析。 5）所实习典型产品及部件的装配工艺规程的制订。 6）本人在实习中的收获、体会，及对工厂的合理化建议。 七、考核方式 （一）考核方式 认识实习结束后，由指导教师根据学生在实习期间的表现、完成实习任务情况、实习报 告撰写情况等进行综合评判，给出实习成绩。具体为： 实习成绩=出勤（20%）+实习表现（20%）+实习报告（60%） ； （二）成绩评定标准 1. 实习过程评价方法与标准 出勤记录、实习表现情况评价均按照百分制给分。 出勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，不少于 3 次） 。 实习表现从实习笔记（50%） 、实习态度（50%）两个方面进行评定： 实习笔记评定按学生对实习知识的理解及记录情况分为优[45～50]分、良[40～45)分、 中[35～40)分、差≤30 分，四个等级，不提交实习笔记此项记为 0 分； 实习态度根据学生实习期间是否能积极认真地参与到各教学环节情况给出成绩。 2. 实习报告评价方法与标准 实习报告情况评价按百分制给分，评价依据以下几个方面： ①不交报告，成绩为 0 分； ②完整性：20 分，报告内容基本完整； ③认真程度：20 分，格式规范，层次清晰，字体统一，不是随意拼凑； ④正确性：40 分，根据对实习各教学环节的收获总结情况给出分数； ⑤重复率：20 分，允许不同的报告有一定程度的相似，但不能全部相同，如果有部分 完全相同，酌情扣分。 八、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材 416 [1] 张进生，王志主编．机械工程实习教程．北京:机械工业出版社．2009.12. （二）主要参考书 [1] 蔡安江，张丽，王红岩等编著．工业生产技术．北京：机械工业出版社．2010.2. [2] 范辉. 机械工程技术基础实习教程. 北京：机械工业出版社.2007.9. [3] 朱建军, 唐佳.制造技术基础实习教程. 北京：机械工业出版社.2018.12. 执笔教师： 牛 婷 审 核 人： 李伯琼 2021 年 03 月 07 日 417 毕业论文（设计）教学大纲 Graduation Dissertation (Design) 课程类别 专业实践 课程编号 1416014D 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 8 学 6 周 数 10 分 一、毕业论文（设计）性质与任务 （一）毕业论文（设计）性质 本课程为一门必修的集中实践性课程，是学生在校学习期间最后一个重要的综合性集中 实践教学环节，其目的是培养学生运用所学理论知识及基本技能进行综合设计和解决实际问 题的能力，是培养学生科学素养、实践能力、创新精神、人际能力等各方面综合素质的基本 训练。 （二）毕业论文（设计）任务 本课程的任务是在学生已完成专业基础课和专业课学习后，通过专题研究、论文综述、 工程设计、软件工程等方式，经过文献检索、现状调研、分析设计、科学实验、工程实践、 验证结论等过程，综合应用和深化本专业所学理论知识和专业技能，培养学生分析和解决实 际工程问题的能力。 二、教学活动目标 （一）课程目标（5 个） 课程目标 1：通过毕业论文（设计）教学过程中的学习、研究和实际训练，使其理论认 识深化、知识领域扩展，了解本专业学科前沿发展现状与趋势。 （支撑毕业要求指标点 1-3） 课程目标 2：通过毕业论文（设计），应使学生树立正确的设计思想，培养学生严肃认 真的科学态度、严谨求实的工作作风、身心健康、团队合作精神。 （支撑毕业要求指标点 2-2） 课程目标 3：通过毕业论文（设计），应使学生受到现代工程师的基本训练，初步掌握 应用现代工具从事科学研究及工程设计的基本思想、基本方法和基本流程，逐步培养学生终 身学习的能力，为适应未来不断发展变化的生产生活奠定多元化的牢固基础。（支撑毕业要 求指标点 3-6） （二）思政目标（3 个） 思政目标 1：学生在毕业论文（设计）过程中，应能通过课题背景资料的查阅与分析， 418 深入感受国家建设与改革发展的辉煌历史，深植爱国主义情怀，坚定“四个自信”。同时， 客观认识与国际先进水平的差距，培养奋力赶超的责任与担当。 思政目标 2：通过毕业论文（设计），应使学生培育和践行社会主义核心价值观，树立 正确的世界观、人生观、价值观，加强法治意识、社会责任意识。 思政目标 3：通过毕业论文（设计），应使学生加强国家安全教育、科学精神教育、工 匠精神教育，以诚信建设为重点，加强社会公德、职业道德、个人品德教育，提升学生道德 素养。 三、毕业论文（设计）对毕业要求指标点的支撑 目标能力要求 毕业要求指标点 课程目标 知识要求 1-3 学科前沿知识：通过文献查阅，了解本专业学科前沿 知识，学会研究分析工程问题的方法及手段，以获得有效 结论； 课程目标1 素质要求 2-2 身心健康、团队合作：通过本环节培养发现问题、解 决问题尤其是克服困难的能力及心理承受能力，具备良好 的人际交流能力及团队合作精神。 课程目标2 能力要求 3-6 终身学习能力：具有较强的创新意识，有对新产品、 新工艺、新技术、新材料、新设备进行研究、开发和设计 的终身学习能力。 课程目标3 四、毕业论文（设计）的选题 毕业论文（设计）课题包括理论研究和工程设计两大类，主张紧密结合企业生产实际、 大众生活实际，鼓励从教师科研项目、企业技术需求、大学生创新创业项目、学科竞赛项目 以及学生个人兴趣爱好中产生出具有创新意义和应用前景的课题，选题要符合论文（设计） 培养目标。课题的深度、广度、难度和工作量，应能体现解决复杂工程问题能力的培养，应 使学生在规定时间内经过努力能够完成。 五、毕业论文（设计）的指导 指导教师一般应由中级以上职称或博士学位、并具有工程实践或科学研究经验的教师担 任，需要时，助教可以协助指导，鼓励“学校教师+企业工程师”的双导师制。指导教师的 具体任务为： 1．选择课题，填写论文（设计）任务书，推荐参考文献，引导学生进入课题，并指导 学生拟定工作内容与进度计划。 2．坚持全过程指导，审批实验(设计)方案，检查工作进度和设计质量，指导学生正确 使用实验仪器和设备，及时解决学生在设计中反映和发生的问题，杜绝学生在设计过程中设 计思路、设计方法、实验方案等方面出现的原则性错误和弄虚作假的现象。 419 3．指导学生论文(设计说明书)写作、设计绘图，审阅批改论文（设计说明书） 、工程图 纸，写出评语，给出指导教师评分。 4．指导学生准备毕业论文（设计）答辩。 5．在毕业论文（设计）指导全过程中，以立德树人为根本，加强对学生的思想政治教 育，严格对学生的行为规范管理。 六、毕业论文（设计）的过程 学生应独立撰写毕业论文（独立进行毕业设计），应按科技论文的规范格式撰写，或按 工程设计的规范内容与流程进行设计，一般过程如下： 1．开题：学生应进行文献检索阅读、调研、实验等论文的前期准备工作，写出开题报 告，明确目标、内容与任务，拟定毕业论文（设计）的研究（工作）进度。开题应进行答辩， 学生应报告对课题的理解、文献的分析、后续的工作安排；答辩小组教师问辩后，答辩组应 就学生是否开题做出结论。 2．中期检查：了解毕业论文（设计）的进展情况，及时协调、处理论文（设计）过程 中的相关问题。 3．评阅：学生完成毕业论文（设计）后，需由指导教师和评阅教师分别审阅。 4．答辩：成立答辩委员会，根据课题类型特点，划分成若干答辩小组，对学生进行毕 业论文（设计）答辩。学生应概要自述本人毕业论文（设计）内容，接受答辩教师的问辩。 七、毕业论文（设计）的要求 1. 毕业论文（设计）质量方面 1）能够体现毕业论文（设计）完备性，需具有完整的、条理的理论推导和分析、仿真 验证； 2）对毕业论文（设计）过程中的任何数据和实际结果，给出客观的分析； 3）总结部分需对毕业论文（设计）给出客观评价（包含优点和弊端） ，且提出进一步努 力方向。 2. 参考文献方面 1）参考文献要以期刊为主，要以最近 5 年的为主要参考文献。参考文献不低于 10 篇； 2）必须要有至少 3 篇的外文文献，体现国际视野。 八、毕业论文（设计）成绩评定 毕业论文（设计）总成绩由指导教师、评阅教师和答辩小组三方评价成绩构成，满分分 别为 40 分、30 分和 30 分。总成绩采用五级制：优秀（90～100 分）、良好（80～89 分）、 中等（70～79 分）、及格（60～69 分） 、不及格（60 分以下）。 420 指导教师、评阅教师、答辩小组对应学生思政目标、课程目标指标点的达成度进行评价 （百分制），各自所占分值比例等见下表，各方将评价成绩填入成绩评定表，最后根据总分 值确定五级制的评价结果，完成毕业论文（设计）总成绩评定。 注：思政目标总分不及格者（低于 24 分），采用一票否决制，总成绩为不及格。 目标 毕业要求指标点 指导教 评阅教师 答辩小组 师评分1 评分2 评分3 思政目标1 爱党与爱国，责任与担当。 16 16 16 思政目标2 世界观、人生观、价值观，法治意识、 社会责任意识。 12 12 12 思政目标3 社会公德、职业道德、个人品德，职业 精神、工匠精神。 12 12 12 课程目标1 1-3 学科前沿知识：通过文献查阅，了 解本专业学科前沿知识，学会研究分析 工程问题的方法及手段，以获得有效结 论； 20 20 20 课程目标2 2-2 身心健康、团队合作：通过本环节 培养发现问题、解决问题尤其是克服困 难的能力及心理承受能力，具备良好的 人际交流能力及团队合作精神。 20 20 20 课程目标3 3-6 终身学习能力：具有较强的创新意 识，有对新产品、新工艺、新技术、新 材料、新设备进行研究、开发和设计的 终身学习能力。 20 20 20 总得分（百分制） 总成绩 = 评分 1 + 评分 2 + 评分 3 五级制结果 × 40% × 30% × 30% 执笔教师： 李伯琼 审 核 人： 李伯琼 2021 年 3 月 7 日 421 生产实习课程教学大纲 Production Practice 课程类别 专业实践 课程编号 1416015D 适用专业 材料成型及控制工程 开设学期 8 学 3 周 数 3 分 一、生产实习性质与任务 （一）实习性质 随着科学技术的不断发展，工业生产自动化程度的不断提高，作为材料成型及控制工程 专业的学生，从将来从事研究工作的需求出发，除必须具备机械与工艺技术知识外，同时还 必须掌握有关工厂生产方面的知识。生产实习是本科教学中非常重要的实践教学环节，其目 的是使学生了解和掌握与材料成型及控制工程相关的生产知识，巩固和丰富已学过的专业基 础课程和专业课程内容。在整个教学计划中，该实习占有很重要的地位，它所介绍的内容是 机械工程技术人员必须掌握，不可缺少的专业实习知识。 （二）实习任务 通过本课程的实习教学使学生具备以下知识和能力： 1．通过生产实习，使学生了解和掌握与材料成型及控制工程相关的生产知识，巩固和 丰富已学过的专业基础课程和专业课程内容。 2．通过对工厂实际生产的了解，加强学生对专业课程内容的感性认识，让学生熟悉实 际生产的工艺流程，初步掌握与成形生产有关的设备结构、工作过程、 成形工艺等相关内容。 3．尽可能了解与本专业相关的先进成型技术及现代企业的生产组织与管理，培养学生 理论联系实践、在实际生产中调查研究、观察问题、分析问题和解决问题的能力，为学生 毕业后走上工作岗位打下良好基础。 二、教学活动目标 （一）课程目标 422 通过本课程的实习教学，使学生具备下列能力： 课程目标 1：通过生产实习，可以进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补理论教学的 不足，以提高教学质量。(支撑毕业要求指标点 1-3,2-2) 课程目标 2：通过生产实习，使学生了成型产品、设备，提高其对先进材料加工技术的 认识，加深材料成型及控制工程在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及 技术资料，熟悉典型零件的加工工艺，为毕业设计打好基础。(支撑毕业要求指标点 1-3,2-2) 课程目标 3：通过生产实习接触认识社会，提高社会交往能力，学习工人师傅和工程技 术人员的优秀品质和敬业精神，培养学生的专业素质，明确自己的社会责任。(支撑毕业要 求指标点 3-5、3-6) （二）思政目标 思政目标 1：结合知识点使学生了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感。教学 过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实的工作作风。 思政目标 2：在解题过程中，通过对难点的分析和解决，培养学生用联系的、全面的、 发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培 养健康向上的人生态度。 思政目标 3：在分组讨论教学时，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作精神。 思政目标 4：在实习教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设备安 全操作习惯，以及一丝不苟的工作作风。 三、实习内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑 序号 主要内容 支撑 支撑的毕业 课程目标 要求指标点 学时分配 7 1 实习动员 0.5 天 课程目标 2 1-3 2 安全教育 0.5 天 课程目标 1、3 2-2 3 技术教育 0.5 天 课程目标 1、3 2-2 4 铸造工艺实习 2.5 天 课程目标 1、3 3-5、3-6 5 锻压工艺实习 3天 课程目标 1、3 3-5、3-6 6 焊接工艺实习 3天 课程目标 1、3 3-5、3-6 423 7 冲压工艺实习 2天 课程目标 1、3 3-5、3-6 8 装配工艺实习 2天 课程目标 1、3 3-5、3-6 9 实习答辩 1天 课程目标 1、3 3-5、3-6 生产实习内容： 1．实习动员（0.5 天） 实习前召开学生实习动员会，介绍实习的目的、内容、要求与具体安排，介绍实习厂家 的总体情况。 2．安全教育（0.5 天） 实习前召开实习安全教育大会，介绍实习安全注意事项，确保学生实习过程中安全。 3．技术教育（0.5 天） 实习前对所有学生进行技术教育，介绍实习主要内容及核心技术，引导学生实习之前复 习书本相关课程，以便更好吸收实习内容。 4．铸造工艺实习（2.5 天） 详细了解铸造生产工艺过程与工艺特点，所用设备的基本结构和工作原理；了解铸件质 量管理方法及检验手段。 5．锻压工艺实习（3 天） 详细了解锻压生产工艺过程与工艺特点，所用设备的基本结构和工作原理；了解锻件质 量管理方法及检验手段。 6．焊接工艺实习（3 天） 详细了解焊接方法与工艺特点，所用设备的基本结构和工作原理；了解焊接件质量管理 方法及检验手段。 7．冲压工艺实习（2 天） 详细了解冲压工艺方法与工艺特点，所用模具的基本结构和工作原理；了解冲压件精度 要求及冲压件质量管理方法及检验手段。 8．装配工艺实习（2 天） 详细了解装配工艺方法与工艺特点，装配工装基本结构和工作原理；了解装配件精度要 求及装配件质量管理方法及检验手段。 8．实习答辩（1 天） 学生详细阐述实习主要内容，说出自己对实习内容的理解，加深实习效果。 424 四、生产实习的组织领导 实习由学校带队教师和工厂教育培训部门、实习车间共同商量安排进行。实习期间的政 治学习和党团活动安排在各实习单位进行。 由厂方人员和实习指导教师带领，按照不同产品的生产过程对铸造、锻压、冲压、焊接、 装配等插件进行现场参观并进行实地讲解。 五、生产实习形式 1．理论学习 针对学生实习中的问题，集中讲解与实习相关的专业课内容，组织教学活动。 2．现场实习 学生带着问题到车间生产一线，了解生产中的设备、工艺等实际运行情况，通过观察、 记录、查阅现场技术资料、现场请教技术人员或操作工人等，使问题得到解决。 3．同学交流 同学们之间相互讨论实习过程中发现的问题，通过查阅资料、询问工人，共同解决实际 问题，提高理论知识运用能力，提高实习效果。 4．老师辅导 针对学生实习中的问题，集中讲解与实习相关的专业课内容，组织教学活动。 六、达成教学活动目标的途径和措施 1. 本课程是一门实践性较强的课程，所以利用动画模拟演示各工艺生产过程，增加学 生的感性认识，提高教学效率。 2. 采用教师理论讲解、学生参观工厂生产过程和工程师实践讲解相结合的方法，增加 学生实习效果，使实习效果最大化。 七、考核方式 （一）考核方式 实习结束后，由实习单位指导教师和校内指导教师根据学生在实习期间的表现、完成实 习任务情况、实习报告撰写情况等进行综合评判，给出实习成绩。 具体为： 实习成绩=出勤（20%）+实习表现（20%）+实习报告及答辩（60%） ； 425 （二）成绩评定标准 1. 实习考勤情况评价方法与标准 实习考勤记录占 20%； 考勤全勤记为 100 分，缺勤一次减 100/n 分（n 为考勤次数，一学期不少于 3 次） 。 2. 实习表现情况评价方法与标准 实习表现占 20%； (1)实习表现 50 分,依据以下情况进行打分 平时实习交流非常积极主动，起到模范带头作用。 平时实习交流非常积极主动。 平时实习交流比较积极主动。 平时实习交流积极性一般。 平时实习交流不积极主动。 (2)实习日记 50 分 ,依据以下情况进行打分 日记主题与专业相关度高，内容完整，书写工整，语言流畅。 日记主题与专业相关度高，内容比较完整，书写比较工整，语言比较流畅。 日记主题与专业相关度较高，内容基本完整，书写比较工整，语言比较流畅。 日记主题与专业相关度一般，内容基本完整，书写一般，语句比较通顺。 日记主题与专业不相关，内容不完整，字迹潦草，语句不通顺。 3. 实习报告及答辩情况评价方法与标准 (1)实习报告 50 分,依据以下情况进行打分 报告主线明晰，会分析比较，有自己见解，且合理，内容完整，书写工整，语言流畅。 报告主线明晰，会分析比较，有自己见解，内容较完整，书写较工整，语言较流畅。 报告主线不够明晰，缺少分析比较，内容较完整，书写较工整，语言较流畅。 报告主线不够明晰，缺少分析比较，内容完整性一般，书写工整性一般，语言一般流畅。 报告主线不够明晰，缺少分析比较，内容不完整，字迹潦草，语句不通顺。 (2)答辩 50 分,依据以下情况进行打分 思路清晰，论点正确，语言流利，基本概念清楚，对所提出的问题回答正确。 思路清晰，论点正确，语言较流利，概念较清楚，对所提出的主要问题回答正确。 426 思路较清晰，论点基本正确，语言较流利，对所提出的主要问题回答正确。 思路一般清晰，语言一般流利，对主要问题的回答有不确切之处，请提示能正确回答。 思路不清晰，语言不流利，基本概念不清，对主要问题回答有错误，虽经提示仍不能正 确回答。 八、推荐教材及主要参考书 （一）推荐教材： 张进生，王志．机械工程实习教程．北京:机械工业出版社.2016.09 （二）主要参考书： [1]张进生，王志．机械工程实习教程．北京:机械工业出版社.2009.09 [2]蔡安江，张丽，王红岩．工业生产技术．北京:机械工业出版社.2010.03 执笔教师：陈园园 审核人：李伯琼 2021 年 3 月 7 日 427