《鑄造設備》課程教學大綱（本科）

1、鑄造設備(Casting Equipment)課程代碼：07410134學分：1.5學時：24 （其中：課堂教學學時：22；實驗學時：2；上機學時：0；課程實踐學時：0）先修課程：材料成型原理、自動控制原理、機械設計基礎適用專業(yè)與版本：材料成型及控制工程專業(yè)2016版培養(yǎng)計劃教材：材料成形裝備及自動化、樊自田主編、機械工業(yè)出版社、第一版一、課程性質(zhì)與課程目標（一）課程性質(zhì)（需說明課程對人才培養(yǎng)方面的貢獻）材料成型裝備及自動化是材料成型及控制工程專業(yè)的一門必修課程。裝備是整個工業(yè)和國民經(jīng) 濟的基礎，工業(yè)的自動化與信息化又是現(xiàn)代工業(yè)與國民經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。主要任務是使學生全 面了解并掌握各材料成

2、型工藝中的主要設備和新型設備的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、應用范圍、控制方 法等。培養(yǎng)學生正確評價、合理選用和設計開發(fā)成型裝備的能力。通過本課程的學習使學生了解材料的分類與裝備在材料成型加工中的作用；掌握液態(tài)成型、塑 性成型的常用裝備與控制系統(tǒng)，應用機械控制理論對各種鑄造和沖壓裝備的工作原理進行分析；了 解快速成型裝備與控制系統(tǒng)；掌握工業(yè)爐特點與應用、爐溫檢測及控制系統(tǒng)；了解環(huán)境保護的意義, 掌握常規(guī)環(huán)保裝備。通過本課程的學習，可以為學習材料成型工藝、鑄鐵材料及制備、特種鑄造等后續(xù)課程打下必 要的基礎。（二）課程目標（根據(jù)課程特點和對畢業(yè)要求的貢獻，確定課程目標。應包括知識目標和能力 目標。）課程目標

3、1:掌握必要的裝備及自動化方面的基本知識，了解材料成型裝備及自動化技術的發(fā) 展前沿。課程目標2：熟悉金屬液態(tài)成型、金屬塑性成型、快速成型等裝備的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、應 用范圍、控制方法及其自動化技術。課程目標3： 了解環(huán)境保護的意義，掌握各類材料成型工藝中的主要污染及常規(guī)環(huán)保設備。課程目標4：能夠根據(jù)所學內(nèi)容制定合理的實驗方案，掌握正確的實驗操作過程并進行實驗。注：工程類專業(yè)通識課程的課程目標應覆蓋相應的工程教育認證畢業(yè)要求通用標準；（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應關系（認證專業(yè)專業(yè)必修課程填寫）本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求指標點4、4-3. 5-3和6-3：.畢業(yè)要求1-4：掌握

4、材料成型原理、材料成型工藝、材料成型設備等專業(yè)知識，為解決鑄造/ 焊接/鍛壓復雜工程問題奠定基礎。.畢業(yè)要求4-3：能夠根據(jù)制定的實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)、選用實驗裝置及設備，確定實驗流 程和工藝參數(shù)，實施實驗。畢業(yè)要求5-3：能夠運用技術、資源和信息技術工具對鑄造/焊接/鍛壓工程領域的復雜工程問 題進行預測與模擬，并能夠理解其局限性。4畢業(yè)要求6-3：能正確認識和評價材料成型及控制工程領域新技術、新工藝、新裝備的開發(fā) 和應用對于社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任。求指標點課程目標指標點1-4指標點4-3指標點53指標點6-3課程目標1課程目標2Z課程目標3課程目標4注：課程

5、目標與畢業(yè)要求指標點對接的單元格中可輸入二、課程內(nèi)容與教學要求（按章撰寫）第一章（一）課程內(nèi)容（列出主要知識點、能力點）.材料的分類，材料的成型方法分類及裝備。.裝備在材料成形加工中的作用。.工業(yè)自動化的定義和組成、工業(yè)生產(chǎn)過程，工業(yè)自動化內(nèi)容。.課程的教學目標及內(nèi)容。（二）教學要求（將相關內(nèi)容按照掌握、理解、了解等不同教學要求進行分類）.掌握材料的不同成形方法、工業(yè)裝備在材料成形加工中的作用。.理解材料的分類及組成關系。. 了解材料成形的主要裝備，工業(yè)自動化的定義、組成及主要內(nèi)容。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）.重點材料分類。.難點材料的成形方法分類。第二章（一）課

6、程內(nèi)容（列出主要知識點、能力點）.鑄造裝備的分類及其作用簡介。.金屬熔化用沖天爐、電爐的結(jié)構(gòu)組成和作用，自動澆注機工作原理和特點。.舊砂處理裝備、混砂裝備的結(jié)構(gòu)組成和工作特點，砂處理系統(tǒng)自動檢測方法。.粘土砂用造型裝備、樹脂砂制芯/型裝備的類別、各自的工作流程和特點，造型生產(chǎn)線 的組成。.鑄件落砂和清理裝備選擇、工作原理和特點。.壓鑄機的分類及結(jié)構(gòu)，壓鑄生產(chǎn)自動化的系統(tǒng)配置，新型壓鑄機簡介。7,低壓鑄造機的類型及構(gòu)造，自動加壓控制系統(tǒng)組成。.消失模精密鑄造的分區(qū)、各自功能及主要設備，泡沫塑料模樣的成形裝備、造型裝備及 生產(chǎn)線的組成和特點。,半固態(tài)鑄造的基本原理和特點，半固態(tài)漿料的制備裝置、半固

7、態(tài)鑄造成形裝備的類別、 工作原理和特點，半固態(tài)鑄造的其他裝置簡介，半固態(tài)鑄造生產(chǎn)線及自動化概況。（二）教學要求（將相關內(nèi)容按照掌握、理解、了解等不同教學要求進行分類）.掌握典型金屬熔化及澆注裝備的結(jié)構(gòu)和功能，消失模精密鑄造的分區(qū)、主要裝備及用途,半固態(tài)鑄造成形方法及其主要裝備的類型與作用。.理解典型混砂機的結(jié)構(gòu)和特點，典型造型機的結(jié)構(gòu)、特點及工作原理。. 了解鑄造生產(chǎn)過程中的主要裝備的分類及各自作用，砂處理裝備及檢測系統(tǒng)，造型裝備及自動化生產(chǎn)線，鑄件落砂及清理的方法、特點，壓鑄機的分類、結(jié)構(gòu)特點及工作原理，低壓鑄造 裝備的類型及構(gòu)造。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）.重

8、點混砂裝備的結(jié)構(gòu)和特點，造型裝備的結(jié)構(gòu)和特點。.難點造型裝備的工作原理，半固態(tài)鑄造基本原理及其主要裝備。第三章（-）課程內(nèi)容（列出主要知識點、能力點）.快速成形的基本概念、發(fā)展和基本思路。.立體光刻成形的基本原理、材料特點、成形方式、工作過程、優(yōu)缺點及應用。.選擇性激光燒結(jié)成形的基本原理、優(yōu)缺點及應用。.熔絲沉積成形的基本原理、優(yōu)缺點及應用。.薄材疊層成形的基本原理、優(yōu)缺點及應用。.金屬板材無模單點成形的原理、系統(tǒng)組成、工藝流程和應用解決方案。（二）教學要求（將相關內(nèi)容按照掌握、理解、了解等不同教學要求進行分類）.掌握立體光刻成形、選擇性激光燒結(jié)成形、熔絲沉積成形、薄材疊層成形以及金屬板材 無

9、模單點成形的基本原理和工作過程。.理解快速成形的基本思路和技術類別。. 了解快速成形的基本概念與發(fā)展，各類快速成形技術的優(yōu)缺點和應用，金屬板材無模單 點成形系統(tǒng)組成、工藝流程和應用。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）1.重點快速成形的基本思路。2,難點立體光刻成形的基本原理和工作過程，金屬板材無模單點成形原理。第四章（一）課程內(nèi)容（列出主要知識點、能力點）.熱能的產(chǎn)生及熱交換，工業(yè)爐的種類及特點、基本要求及其主要組成。.熱處理工藝概述，連續(xù)淬火熱處理爐、多室可控氣氛滲碳爐、真空熱處理爐的結(jié)構(gòu)和系 統(tǒng)組成。.鹽浴爐及其熱處理生產(chǎn)線、氣體滲碳淬火自動線、鋼板彈簧熱處理生產(chǎn)線的

10、組成和特點。.多用途箱式電阻爐、室式鍛造加熱爐的結(jié)構(gòu)和特點。.常用測溫方法，溫度檢測系統(tǒng)組成，爐溫自動控制系統(tǒng)實例分析。（二）教學要求（將相關內(nèi)容按照掌握、理解、了解等不同教學要求進行分類）.掌握典型熱處理爐的結(jié)構(gòu)和工作原理，溫度檢測系統(tǒng)的組成特點。.理解熱處理生產(chǎn)自動線的組成和特點，常用的測溫方法。. 了解工業(yè)爐的種類、特點及其主要組成，箱式電阻爐和室式鍛造加熱爐的結(jié)構(gòu)和特點。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）.重點熱處理工業(yè)爐的工作原理，熱處理生產(chǎn)自動線的組成和特點。.難點熱處理工業(yè)爐的結(jié)構(gòu)，常用測溫方法和溫度檢測系統(tǒng)的組成特點。第五章（一）課程內(nèi)容（列出主要知識點、

11、能力點）.可持續(xù)發(fā)展與綠色制造，國家的環(huán)境保護法，材料加工中的環(huán)保設備類別。.粉塵的危害及其最高容許濃度，旋風除塵器、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)、原理和優(yōu)缺點。.噪聲的危害及其允許等級，噪聲控制的方法分類，壓力加工設備的隔振裝置組成。.廢氣的最高容許濃度及其凈化方法，沖天爐噴淋式煙氣凈化裝置、消失模鑄造廢氣凈化 裝置的組成和特點。.污水的排放標準及處理方法，污水處理工藝流程，污水處理設備原理和特點。.舊砂回用與舊砂再生概念，舊砂再生的方法及選擇標準，典型再生設備的結(jié)構(gòu)原理及使 用特點，再生砂的后處理工序，典型舊砂干法、濕法、熱法再生系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、工作原理和特點。（二）教學要求（將相關內(nèi)容按照掌握、理解

12、、了解等不同教學要求進行分類）.掌握噪聲控制的方法和原理以及壓力加工設備隔振裝置的主要組成，鑄造污水處理設備 及其工藝流程，舊砂再生的方法及各自的原理和優(yōu)缺點。.理解材料加工成形生產(chǎn)中的環(huán)境污染問題，增強可持續(xù)發(fā)展與綠色制造意識。. 了解除塵裝備的分類，常見除塵器的結(jié)構(gòu)、工作原理和特點，常見廢氣的凈化方法和典 型廢氣凈化裝置的原理，污水的處理方法及范圍，典型舊砂再生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理及使用特點。（三）重點與難點（若不單獨列出，需在教學要求中適當注明）.重點噪聲控制的方法和原理以及壓力加工設備隔振裝置的主要組成，鑄造污水處理設備及其工 藝流程。.難點舊砂再生的方法及各自的原理和優(yōu)缺點。三、本課程開

13、設的實驗項目（如課程不含實驗，該項可不填）編號實驗項目名稱學時類型要求支撐的課程目標1快速成型實驗（熔融擠壓原型制造）2驗證性必做4注：L “類型”填驗證性、綜合性、設計性等；. “要求”填必做、選做。實驗1:（快速成型實驗（熔融擠壓原型制造）實驗目的：了解熔融擠出快速成型技術的基本原理、基本方法和應用以及快速MEM-350快速成 型系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，掌握熔融擠出快速成型系統(tǒng)的簡單操作，加深對快速原型制造方法的了解。實驗原理：該工藝以ABS和蠟等熱熔融性材料為原材料，在其熔融溫度下靠自身的粘結(jié)性逐層 堆積成型。在該工藝中，材料連續(xù)地從噴嘴擠出，零件是由絲狀材料的受控積聚逐步堆積成型。實驗儀器：北

14、京MEM-350型快速成型系統(tǒng)。實驗安排：教師介紹快速成型系統(tǒng)的構(gòu)造，進行操作演示。（1）數(shù)據(jù)準備：按零件三維CAD造 型生成STL文件；選擇成型方向，添加支撐結(jié)構(gòu)；進行參數(shù)設置；對STL文件進行分層處理，生成 CLI文件；退出數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)；（2）成型準備工作：打開電源和計算機；對材料預熱至熔化溫 度，將成型室升溫至一定溫度；運行控制軟件讀出CLI文件，對數(shù)控系統(tǒng)初始化；擠絲至絲光滑；校準工作臺水平和高度；（3）制造原型：設定參數(shù)；輸入起始層和結(jié)束層的層數(shù)，進行造型；（4） 后處理：設備降溫；零件保溫；模型后處理。實驗報告要求：簡述快速成型系統(tǒng)的構(gòu)造和操作過程；寫出實驗的體會與疑問；完成教

15、師布置 的思考題。四、學時分配及教學方法注：1.課程實踐學時按相關專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格。章節(jié)內(nèi)容教學方式與學時支撐課程目 標課 鷺 教 學實驗上機課 程 實 踐作業(yè)討 論第1章緒論：材料的分類及其成型裝備概 述；裝備在材料成型加工中的作用； 工業(yè)自動化的含義；本課程的基礎 知識及教學目標2V1第2章金屬液態(tài)成型裝備及自動化:概述； 金屬熔化及澆注裝備；砂處理裝備 及自動檢測系統(tǒng)；造型裝備及自動 化生產(chǎn)線；鑄件落砂及清理自動化； 壓力鑄造裝備及自動化；低壓鑄造 裝備及自動化；消失模精密鑄造裝 備及生產(chǎn)線；半固態(tài)鑄造成型裝備12VV1、2第3章快速成型裝備及控制系統(tǒng)：概述； 典型快速成型系統(tǒng)；金屬

16、板材數(shù)控 無模單點成型系統(tǒng)42VV1、2、4第4章工業(yè)爐及其控制：工業(yè)爐的種類及 特點；熱處理工業(yè)爐及其生產(chǎn)線； 熱處理生產(chǎn)自動線；其他工業(yè)用爐； 爐溫檢測及控制系統(tǒng)2V1第5章材料加工中的環(huán)境保護裝備：環(huán)境 保護的意義及國家的環(huán)境保護法； 除塵裝備；噪聲及振動控制；廢氣 凈化裝置；污水處理設備；舊砂再 生回用設備2V1、3合計222五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重課程目標課堂表現(xiàn)課堂隨機測試，考察聽課效果和課后鞏固 情況，結(jié)合平時5次隨機點名情況評定0. 0751、2、3平時作業(yè)課后完成每章布置的相應習題，共5次0. 0751、2、3實驗表現(xiàn)提交實驗報告，根據(jù)實驗表現(xiàn)和實驗報告 綜合評定0. 054期末考試閉卷0.81、2、3注：1,分學期設置和考核的課程應按學期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、階段測試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、項目設計和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、項目設計要求等。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。六、參考書目及學習資料（書名，主編，出版社，出版時間及版次）.材料成形設備及自動化，王