工程材料及其成形基礎

1、2021-10-29說課1 主講主講 許 斌2021-10-29說課2 本課程本課程( (也稱也稱金屬工藝學金屬工藝學或稱或稱工程材工程材料工藝學料工藝學) )是機械、材料等是機械、材料等機類機類專業(yè)學生的一專業(yè)學生的一門重要的技術(shù)基礎課。門重要的技術(shù)基礎課。 本課程本課程研究如何將工程材料加工成為研究如何將工程材料加工成為毛坯毛坯或機器零件或機器零件的工藝方法。的工藝方法。 2021-10-29說課32021-10-29說課4 通過本課程學習，可獲得常用工程材料成通過本課程學習，可獲得常用工程材料成形工藝的基本知識，培養(yǎng)學生的形工藝的基本知識，培養(yǎng)學生的工藝分析工藝分析能力能力, ,為后續(xù)課

2、程學習和今后的工作實踐奠定基礎。為后續(xù)課程學習和今后的工作實踐奠定基礎。 本課程在本課程在培養(yǎng)學生的培養(yǎng)學生的工程意識、創(chuàng)新意識工程意識、創(chuàng)新意識和解決工程實際問題的能力和解決工程實際問題的能力等方面，具有重要作等方面，具有重要作用用。 2021-10-29說課5 特點一：特點一：實踐性強。實踐性強。要結(jié)合目前工程實訓的要結(jié)合目前工程實訓的實踐經(jīng)歷和平時日常生活中接觸到的機械產(chǎn)品實實踐經(jīng)歷和平時日常生活中接觸到的機械產(chǎn)品實例，加深對所學內(nèi)容的理解。例，加深對所學內(nèi)容的理解。 特點二：特點二：知識面廣。知識面廣。以敘述性內(nèi)容為主，融以敘述性內(nèi)容為主，融多種工藝方法為一體，故必須博聞強記。多種工藝

3、方法為一體，故必須博聞強記。2021-10-29說課6 通過本課程學習，通過本課程學習，常用工程材料的常用工程材料的種類、種類、成分、組織、性能和改性方法成分、組織、性能和改性方法，各種各種毛坯成毛坯成形方法形方法及及零件的加工工藝零件的加工工藝基礎，同時有針對性地基礎，同時有針對性地了解新的成形工藝的應用。了解新的成形工藝的應用。 2021-10-29說課7 能根據(jù)能根據(jù)某一零件某一零件的結(jié)構(gòu)特點及性能要求，初的結(jié)構(gòu)特點及性能要求，初步具有選用材料、確定毛坯成形方法、零件加工步具有選用材料、確定毛坯成形方法、零件加工方法及制訂加工工藝路線的方法及制訂加工工藝路線的 能力。能力。3. 能力能力

4、目標目標 培養(yǎng)學生培養(yǎng)學生積極思考、敢于動手、自主探究積極思考、敢于動手、自主探究的的能力，同時養(yǎng)成嚴謹細致的工作作風，以適應培能力，同時養(yǎng)成嚴謹細致的工作作風，以適應培養(yǎng)高質(zhì)量養(yǎng)高質(zhì)量人才的要求。人才的要求。2021-10-29說課8 本課程的課堂教學分為材料基礎、熱加工本課程的課堂教學分為材料基礎、熱加工技術(shù)基礎、冷加工技術(shù)基礎等三個模塊：技術(shù)基礎、冷加工技術(shù)基礎等三個模塊：2021-10-29說課9 材料選擇的正確與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)材料選擇的正確與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命、生產(chǎn)成本與經(jīng)濟效益。量、使用壽命、生產(chǎn)成本與經(jīng)濟效益。 同時同時，還要通過，還要通過選擇選擇不同成分

5、的不同成分的材料及相應材料及相應的熱處理工藝的熱處理工藝來改善和提高零件的來改善和提高零件的相關(guān)相關(guān)性能。性能。 2021-10-29說課10 常用工程材料的常用工程材料的毛坯成形毛坯成形工藝有：工藝有：鑄造鑄造、鍛造鍛造、焊焊接接等方法。等方法。 在應用鑄造、鍛造和焊接的方法進行在應用鑄造、鍛造和焊接的方法進行毛坯成形毛坯成形時，時，常常需要將常常需要將( (金屬金屬) )材料加熱到較高的溫度，故這幾種方材料加熱到較高的溫度，故這幾種方法習慣上被稱為法習慣上被稱為熱加工技術(shù)熱加工技術(shù)。 在機械制造過程中，一般是先用在機械制造過程中，一般是先用熱加工熱加工的方法制造的方法制造出零件的出零件的毛

6、坯毛坯，再用，再用冷加工冷加工的方法進一步改變毛坯的形的方法進一步改變毛坯的形態(tài)，使其最終被加工成合格態(tài)，使其最終被加工成合格零件零件。2021-10-29說課11 通常經(jīng)過通常經(jīng)過切削成形切削成形(也稱機械加工也稱機械加工)把毛坯加工為把毛坯加工為零零件件。因一般是在常溫下進行，故習慣上稱之為。因一般是在常溫下進行，故習慣上稱之為冷加工技冷加工技術(shù)術(shù)。 其間，為了改善材料的工藝性能和使用性能，通常其間，為了改善材料的工藝性能和使用性能，通常還需對工件進行相應的還需對工件進行相應的熱處理熱處理。 隨著熱加工精密成形技術(shù)的不斷發(fā)展，使其所生隨著熱加工精密成形技術(shù)的不斷發(fā)展，使其所生產(chǎn)的產(chǎn)的毛坯毛

7、坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量更接近的形狀、尺寸和表面質(zhì)量更接近零件零件的要求，的要求，現(xiàn)已能夠取代部分零件的切削工藝而直接獲得成品零件。現(xiàn)已能夠取代部分零件的切削工藝而直接獲得成品零件。2021-10-29說課12 1. 內(nèi)容與學時安排內(nèi)容與學時安排 本課程分為本課程分為五部分內(nèi)容五部分內(nèi)容：工：工程材料基本知識及其熱處理、程材料基本知識及其熱處理、鑄、鍛、焊、切削成形。各內(nèi)鑄、鍛、焊、切削成形。各內(nèi)容及學時安排如右圖所示：容及學時安排如右圖所示： 其中，其中，以工程材料及其熱以工程材料及其熱處理為簡介處理為簡介，突出熱加工和冷，突出熱加工和冷加工知識的應用。加工知識的應用。教學內(nèi)容教學內(nèi)容學時學

8、時1 1工程材料及工程材料及其熱處理其熱處理10102 2鑄造成形鑄造成形10103 3鍛壓成形鍛壓成形6 64 4焊接成形焊接成形4 45 5切削成形切削成形18182021-10-29說課13 (1) 理論教學與實踐相結(jié)合理論教學與實踐相結(jié)合 堅持理論教學與實踐教學密切結(jié)合的教學方堅持理論教學與實踐教學密切結(jié)合的教學方法法, ,利用利用“理論理論實踐實踐創(chuàng)新創(chuàng)新” ” 的教學模式的教學模式, ,有有機串聯(lián)工程實訓所學知識。機串聯(lián)工程實訓所學知識。2021-10-29說課14 (2) 改革傳統(tǒng)教學方式，充分利用現(xiàn)代化教學改革傳統(tǒng)教學方式，充分利用現(xiàn)代化教學手段手段 本課各個教學環(huán)節(jié)普遍配備有

9、多媒體教學課本課各個教學環(huán)節(jié)普遍配備有多媒體教學課件。與傳統(tǒng)教學方法相比，該課件在使用中確實件。與傳統(tǒng)教學方法相比，該課件在使用中確實起到起到形象、直觀、信息容量大形象、直觀、信息容量大的教學效果。的教學效果。 2021-10-29說課15 (3) 多種教學手段相結(jié)合，利用現(xiàn)場教學解決多種教學手段相結(jié)合，利用現(xiàn)場教學解決教學難點等問題教學難點等問題 充分利用工程實訓時間、場地和內(nèi)容，減少充分利用工程實訓時間、場地和內(nèi)容，減少課堂講課內(nèi)容的重復，把本課程課程的實驗教學課堂講課內(nèi)容的重復，把本課程課程的實驗教學與工程實踐融為一體，尋求授課方式多樣化。與工程實踐融為一體，尋求授課方式多樣化。 如，對

10、相關(guān)設備結(jié)構(gòu)與工作原理的學習，通如，對相關(guān)設備結(jié)構(gòu)與工作原理的學習，通過課堂教學不易理解，可通過現(xiàn)場拆裝來解決。過課堂教學不易理解，可通過現(xiàn)場拆裝來解決。2021-10-29說課16 (4) 注重討論式課堂教學模式注重討論式課堂教學模式 課堂教學中的習題課和討論課是本課程的重課堂教學中的習題課和討論課是本課程的重要環(huán)節(jié)之一。結(jié)合生產(chǎn)實際，講解典型例題，鼓要環(huán)節(jié)之一。結(jié)合生產(chǎn)實際，講解典型例題，鼓勵學生之間開展討論，引導學生進行解題方法和勵學生之間開展討論，引導學生進行解題方法和步驟的討論。步驟的討論。 如，采取如如，采取如“智力競賽式智力競賽式”或或“兩軍對壘式兩軍對壘式” ” 式的課堂討論。

11、式的課堂討論。2021-10-29說課17 (5) 精講多練精講多練 如，切削成形部分內(nèi)容在如，切削成形部分內(nèi)容在工程實訓中安排有工程實訓中安排有較多實踐較多實踐。因此，在課堂教學中則精講，學生可。因此，在課堂教學中則精講，學生可充分利用充分利用已有的實踐基礎，已有的實踐基礎，并并結(jié)合例題多練習。結(jié)合例題多練習。 (6) 采取啟發(fā)性、互動性教學采取啟發(fā)性、互動性教學 師生要互相交流，這是改善教學效果、提師生要互相交流，這是改善教學效果、提高教學質(zhì)量的重要手段。高教學質(zhì)量的重要手段。 2021-10-29說課18 (1) 強化工程實訓。多動手、多觀察。強化工程實訓。多動手、多觀察。 (2) 記好

12、課堂筆記。一定要記住要點。記好課堂筆記。一定要記住要點。 (3) 注重歸納總結(jié)。將零散的理論知識、技注重歸納總結(jié)。將零散的理論知識、技能加以歸納總結(jié)，思考如何與所學專業(yè)接軌。能加以歸納總結(jié)，思考如何與所學專業(yè)接軌。2021-10-29說課19 4. 考核方式考核方式 由試卷庫隨機抽題，采用閉卷考核的方式，由試卷庫隨機抽題，采用閉卷考核的方式，同時結(jié)合平時作業(yè)進行綜合考評。同時結(jié)合平時作業(yè)進行綜合考評。 將平時成績記入總成績，平時成績包括上課將平時成績記入總成績，平時成績包括上課出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等。出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等。 其中，其中，試卷成績試卷成績占占80,平時成績占平時成績占20。20

13、21-10-29說課20 機床齒輪機床齒輪屬于受力較大的重要零件。工作屬于受力較大的重要零件。工作時齒面承受很大的接觸應力和摩擦力，齒根承時齒面承受很大的接觸應力和摩擦力，齒根承受較大的彎曲應力，有時還要承受沖擊力。受較大的彎曲應力，有時還要承受沖擊力。2021-10-29說課21 2. 毛坯成形毛坯成形 大量生產(chǎn)時可采用模鍛成形，直徑在大量生產(chǎn)時可采用模鍛成形，直徑在100mm以下的小齒輪也可用圓鋼鍛造成形。以下的小齒輪也可用圓鋼鍛造成形。 1. 材料選擇材料選擇 一般傳動齒輪應選擇中碳鋼或中碳合金鋼，一般傳動齒輪應選擇中碳鋼或中碳合金鋼，如如45或或40cr。 對對于高速、承受沖擊載荷的齒輪，可選擇滲于高速、承受沖擊載荷的齒輪，可選擇滲碳鋼，如碳鋼，如20cr或或20crmnti。2021-10-29說課22模鍛齒輪工序模鍛齒輪工序 2021-10-29說課23 3. 切削成形切削成形 (1) 成形法。成形法。與被切齒輪齒槽形狀基本相同的與被切齒輪齒槽形狀基本相同的銑刀加工齒輪齒面的加工方法。在臥式銑床是用銑刀加工齒輪齒面的加工方法。在臥式銑床是用圓盤銑刀，在立式銑床上用指狀銑刀。圓盤銑刀，在立式銑床上用指狀銑刀。2021-10-29說課24 (2) 展成法。展成法。利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運動而切出齒輪齒面的加工方