《机械制造基础》课程教学资源（授课教案）机制基础（上）教案

石河子大学教案课程名称：《机械制造基础》（一)任课班级：机制2010（1-4）任课教师：魏敏机械电气工程学院机械工程系二0—0——二0—学年第—学期

石 河 子 大 学 教 案 课程名称： 《机械制造基础》（一） 任课班级： 机制 2010（1－4） 任课教师： 魏 敏 机械电气工程 学院 机械工程 系 二 0 一 0 ——二 0 一一 学年第 一 学期

姓名魏敏职称教授总学时56+48使用教材《机械工程材料》《材料成形工艺基础》熟悉常用工程材料的为一般性能、应用和选用原则。1、课2、掌握各种主要加工方法的实质，基本原理和工艺特点。具有合理选择毛坏、零件加工方法和工艺分析的能力。程3、了解常用金属的工艺性能和零件的结构设计的工艺性要求。教4、了解各种主要加工方法，所用设备的简单工作原理和大致结构。学5、掌握公差与配合的基本概念及有关的基本术语和定义，能够查用有关的公差表格，正确标注图样。目的名篇学时一36机械工程材料二材料成形工艺基础24三28机械加工工艺基础四公差与配合16学104总学时合计时分配说明：本课程分两个学期授课，课时安排分别为56和48学时

姓 名 魏 敏 职 称 教授 总学时 56+48 使 用 教 材 《机械工程材料》 《材料成形工艺基础》 课 程 教 学 目 的 1、熟悉常用工程材料的一般性能、应用和选用原则。 2、掌握各种主要加工方法的实质，基本原理和工艺特点。 具有合理选择毛坯、零件加工方法和工艺分析的能力。 3、了解常用金属的工艺性能和零件的结构设计的工艺性要求。 4、了解各种主要加工方法，所用设备的简单工作原理和大致结构。 5、掌握公差与配合的基本概念及有关的基本术语和定义，能够查用有 关的公差表格，正确标注图样。 学 时 分 配 篇 名 学 时 一 机械工程材料 36 二 材料成形工艺基础 24 三 机械加工工艺基础 28 四 公差与配合 16 总学时合计 104 说明：本课程分两个学期授课，课时安排分别为 56 和 48 学时

讲课实习章序内容学时实验学时第一篇机械工程材料36绪论1第0章第1章2材料的性能第2章2材料的结构第3章8材料的凝固第4章金属的塑性变形与再结晶4第5章钢的热处理87工业用钢第6章铸铁2第7章2第8章有色金属及其合金2第9-11章非金属材料第12章自学新型材料第13章2零部件的失效与选材第二篇材料成形工艺基础24材料成形理论基础第1章2第2章铸造8塑性成形6第3章焊接6第4章2第5章毛坏的选择与质量检验第三篇机械制造工艺基础28第1章8切削加工工艺基础第2章2特种加工工艺基础第3章4特型表面的加工4第4章常见表面加工方案的选择第5章2数控加工技术1第6章零件表面处理技术第7章其他新技术新工艺自学2第8章零件结构工艺性4零件的制造工艺第9章第10章微细加工与集成电路制造自学第11章装配自动化1第四篇公差与配合16第1章概述26第2章孔、轴公差与配合6第3章形状与位置公差2第4章表面粗糙度合计104

章 序 内 容 讲课 学时 实习 实验学时 第一篇 第 0 章 第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章 第 7 章 第 8 章 第 9-11 章 第 12 章 第 13 章 第二篇 第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第三篇 第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章 第 7 章 第 8 章 第 9 章 第 10 章 第 11 章 第四篇 第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 机械工程材料 绪论 材料的性能 材料的结构 材料的凝固 金属的塑性变形与再结晶 钢的热处理 工业用钢 铸铁 有色金属及其合金 非金属材料 新型材料 零部件的失效与选材 材料成形工艺基础 材料成形理论基础 铸造 塑性成形 焊接 毛坯的选择与质量检验 机械制造工艺基础 切削加工工艺基础 特种加工工艺基础 特型表面的加工 常见表面加工方案的选择 数控加工技术 零件表面处理技术 其他新技术新工艺 零件结构工艺性 零件的制造工艺 微细加工与集成电路制造 装配自动化 公差与配合 概述 孔、轴公差与配合 形状与位置公差 表面粗糙度 36 1228487222 自学2 24 28662 28 824421 自学24 自学1 16 2662 合计 104

年月日明确本课程的学习自的，了解本课程的知识体系和学习方法；了解教学目的常用机械性能指标的物理意义，熟悉金属材料各项力学性能指标。概述1、本课程的性质、任务、目的的要求。2、工程材料的概念及分类。3、材料的性能教二、静载荷条件下材料的力学性能学1、静拉伸试验金（1）弹性极限及刚度（2）强度（3）塑性内三、硬度1、布氏硬度2、洛氏硬度3、维氏硬度容一、非静载荷作用下材料的性能1、冲击韧性2、疲劳强度重点：1、金属材料的机械性能2、常用机械性能指标-强度、塑性、硬度的概念及应用。难点：1、应力的概念教学重2、冲击韧性的概念及应用点、难点3、疲劳强度的概念。及教学教学方法：方法1、利用挂图讲解并联系实际举例说明，2、联系各项机械性能指标的测定方法，举例说明零件的失效，分析由何种指标不足所引起,以加深理解。作业、思名词解释：考题( 讨1.机械性能2、应力3、变形、弹性变形和塑性变形论题4、强度、屈服强度、抗拉强度。阅读材5、塑性、支延伸率、断面收缩率。料6、硬度、疲劳强度布氏硬度、洛氏硬度。7、冲击韧性题后记

年 月 日 教学 目的 明确本课程的学习目的，了解本课程的知识体系和学习方法；了解 常用机械性能指标的物理意义，熟悉金属材料各项力学性能指标。 教 学 内 容 一、概述 1、本课程的性质、任务、目的的要求。 2、工程材料的概念及分类。3、材料的性能。 二、静载荷条件下材料的力学性能 1、静拉伸试验 （1）弹性极限及刚度（2）强度（3）塑性 三、硬度 1、布氏硬度 2、洛氏硬度 3、维氏硬度 一、非静载荷作用下材料的性能 1、冲击韧性 2、疲劳强度 教学重 点、难点 及教学 方法 重点：1、金属材料的机械性能 2、常用机械性能指标——强度、塑性、硬度的概念及应用。 难点：1、应力的概念 2、冲击韧性的概念及应用。 3、疲劳强度的概念。 教学方法： 1、利用挂图讲解并联系实际举例说明。 2、联系各项机械性能指标的测定方法，举例说明零件的失 效，分析由何种指标不足所引起,以加深理解。 作业、思 考题（讨 论题）、 阅读材 料 名词解释： 1、机械性能 2、应力 3、变形、弹性变形和塑性变形 4、强度、屈服强度、抗拉强度。 5、塑性、延伸率、断面收缩率。 6、硬度、布氏硬度、洛氏硬度。 7、冲击韧性 疲劳强度 题 后 记

日年月1.阐述金属的晶体结构，晶体中的缺陷及其对材料性能的影响教学目的2、阐述合金的基本概念和合金的相结构。纯金属的晶体结构1、晶体结构的基本知识1、基本概念2、晶体结构教2、纯金属的实际晶体结构学晶体缺陷一点缺陷、线缺陷、面缺陷内二、合金的晶体结构容1、基本概念合金组元元相组织2、合金的相结构[固溶体金属化合物间隙化合物重点：1、金属的三种典型的晶体结构2、实际金属的晶体缺陷及其对性能的影响。3、合金的相结构一固溶体、金属化合物教学重难点：1、过冷度及其对晶粒大小的影响。点、难点2、有关晶体的基本概念。及教学教学方法：1、用晶格模型演示及金相图片，使同学们建立晶体结方法构一晶格、晶胞、晶粒、晶界概念，并在此基础上指出金属中常见的三种晶体结构，分析在实际金属的晶体结构中存在的各类缺陷及其对金属性能的影响。作业、思名词解释：晶体与非晶体晶粒与晶界晶格与晶胞考题(讨单晶体与多晶体、结晶、过冷度、同素异构转变、合金、相论题）什么是晶体缺陷？常见的晶体缺陷有哪几种？阅读材常见金属的晶体结构有哪几种？三、料四、细晶组织为什么具有良好的综合机械性能？细化晶粒的途径有哪些？题后记

年 月 日 教学 目的 1、阐述金属的晶体结构，晶体中的缺陷及其对材料性能的影响。 2、阐述合金的基本概念和合金的相结构。 教 学 内 容 一、 纯金属的晶体结构 1、晶体结构的基本知识 1、基本概念 2、晶体结构 2、纯金属的实际晶体结构 晶体缺陷—点缺陷、线缺陷、面缺陷 二、合金的晶体结构 1、基本概念 合金 组元 相 组织 2、合金的相结构 固溶体 金属化合物 间隙化合物 教学重 点、难点 及教学 方法 重点：1、金属的三种典型的晶体结构。 2、实际金属的晶体缺陷及其对性能的影响。 3、合金的相结构——固溶体 、金属化合物 难点：1、过冷度及其对晶粒大小的影响。 2、有关晶体的基本概念。 教学方法：1、用晶格模型演示及金相图片，使同学们建立晶体结 构—晶格、晶胞、晶粒、晶界概念，并在此基础上指出金属中常见 的三种晶体结构，分析在实际金属的晶体结构中存在的各类缺陷及 其对金属性能的影响。 作业、思 考题（讨 论题）、 阅读材 料 一、名词解释：晶体与非晶体 晶粒与晶界 晶格与晶胞 单晶体与多晶体、结晶、过冷度、同素异构转变、合金、相 二、什么是晶体缺陷？常见的晶体缺陷有哪几种？ 三、常见金属的晶体结构有哪几种？ 四、细晶组织为什么具有良好的综合机械性能？细化晶粒的途径 题 后 记 有哪些？

日年月1、阐述金属结晶的基本概念，结晶的基本规律。2、介绍二元合金教学目的相图的基本类型及结晶，并说明相图与合金性能间的对应关系金属结晶的基础知识、1、金属结晶的温度与过冷现象教2、多金属的结晶3、金属铸锭的铸态组织及缺陷学二、合金结晶与二元合金相图内1、二元合金相图的测画容2、二元合金相图的基本类型一匀晶相图、共晶相图、包晶相图三、合金的性能与相图的关系重点：1、匀晶相图，共晶相图及其合金的结晶过程分析2、相图和合金性能之间的关系难点：杠杆定律教学重教学方法：点、难点利用挂图讲解，详细分析三种典型相图各点、线、区的含义及教学并利用图、表、曲线进行归纳、总结，以便于记忆方法作业、思1、名词解释考题(讨固溶体化合物枝晶偏析匀晶反应共晶反应变质处理论题）2、什么是固溶强化？阅读材3、固溶体合金和共晶合金其力学性能和工艺性能各有何特点？料4、纯金属结晶和合金结晶有什么异同？题后

年 月 日 教学 目的 1、阐述金属结晶的基本概念，结晶的基本规律。2、介绍二元合金 相图的基本类型及结晶，并说明相图与合金性能间的对应关系。 教 学 内 容 一、金属结晶的基础知识 1、金属结晶的温度与过冷现象 2、金属的结晶 3、金属铸锭的铸态组织及缺陷 二、合金结晶与二元合金相图 1、二元合金相图的测画 2、二元合金相图的基本类型—匀晶相图、共晶相图、包晶相图 三、合金的性能与相图的关系 教学重 点、难点 及教学 方法 重点：1、匀晶相图，共晶相图及其合金的结晶过程分析 2、相图和合金性能之间的关系。 难点： 杠杆定律 教学方法： 利用挂图讲解，详细分析三种典型相图各点、线、区的含义， 并利用图、表、曲线进行归纳、总结，以便于记忆。 作业、思 考题（讨 论题）、 阅读材 料 1、名词解释 固溶体 化合物 枝晶偏析 匀晶反应 共晶反应 变质处理 2、什么是固溶强化？ 3、固溶体合金和共晶合金其力学性能和工艺性能各有何特点？ 4、纯金属结晶和合金结晶有什么异同？ 题 后

记日年月1、阐明金属塑性变形的本质及其对金属组织和性能的影响教学目的2、阐述滑移及其主要特点，加工硬化及其产生的原因和实际意义金属塑性变形的微观机制1、塑性变形的基本形式一滑移和李生教2、实际金属的塑性变形学二、塑性变形对金属组织和性能的影响内1、产生纤维组织2、产生加工硬化容3、产生变形织构4、产生残余内应力三、加热对冷变形金属的组织和性能的影响重点：1、滑移及其主要特点2、加工硬化及其产生的原因和实际意义。3、再结晶的实质教学重难点：金属塑性变形的基本形式及其特点点、难点教学方法：及教学采用多媒体教学手段，并结合适当的板书强调滑移变形的特点方法及其微观机制，揭示出由位错运动引起的滑移是造成晶体宏观塑性变形的主要微观机制，从而使学生加深理解多晶体金属的塑性变形的过程。1、名词解释：作业、思滑移、李生纤维组织（流线）加工硬化细晶强化考题( 讨论题）2、晶体塑性变形的基本方式是什么？实际金属塑性变形与单晶体阅读塑性变形有何不同？材料题后

记 年 月 日 教学 目的 1、阐明金属塑性变形的本质及其对金属组织和性能的影响。 2、阐述滑移及其主要特点，加工硬化及其产生的原因和实际意义。 教 学 内 容 一、金属塑性变形的微观机制 1、塑性变形的基本形式 —滑移和孪生 2、实际金属的塑性变形 二、塑性变形对金属组织和性能的影响 1、产生纤维组织 2、产生加工硬化 3、产生变形织构 4、产生残余内应力 三、加热对冷变形金属的组织和性能的影响 教学重 点、难点 及教学 方法 重点：1、滑移及其主要特点。 2、加工硬化及其产生的原因和实际意义。 3、再结晶的实质 难点：金属塑性变形的基本形式及其特点 教学方法： 采用多媒体教学手段，并结合适当的板书强调滑移变形的特点 及其微观机制，揭示出由位错运动引起的滑移是造成晶体宏观塑性 变形的主要微观机制，从而使学生加深理解多晶体金属的塑性变形 的过程。 作业、思 考题（讨 论题）、 阅读 材料 1、名词解释： 滑移、孪生 纤维组织（流线） 加工硬化 细晶强化 2、晶体塑性变形的基本方式是什么？实际金属塑性变形与单晶体 塑性变形有何不同？ 题 后

记日年月1、阐述变形金属在加热时组织和性能的变化规律及冷加工和热加教学目的工的本质区别。2、了解强化金属材料的基本机理。加热对冷变形金属的组织和性能的影响1、回复2、再结晶3、晶粒长大教4、量影响再结晶后晶粒度的因素学二、金属的热变形加工内热变形加工与冷变形加工的区别1、容2、热变形加工对金属组织与性能的影响重点：1、金属在塑性变形中组织和性能的变化规律。2、热加工的特点难点：1、再结晶的实质教学重2、冷热加工的本质区别点、难点教学方法：及教学通过图、表、曲线对冷塑性变形金属经加热后组织和性能的方法变化规律及其应用进行归纳、总结，以便于记忆；并通过对冷加工、热加工的特点进行对比分析，以便于学生加深理解。1、名词解释：作业、思回复、再结晶、残余内应力、热加工、冷加工考题( 讨论题）2、为什么金属的晶粒越细不但强度高，而且塑性、韧性也好？请阅读用多晶体塑性变形特点加以说明材料3、如何区别冷、热加工？两种变形加工各有和优缺点？题

记 年 月 日 教学 目的 1、阐述变形金属在加热时组织和性能的变化规律及冷加工和热加 工的本质区别。2、了解强化金属材料的基本机理。 教 学 内 容 一、加热对冷变形金属的组织和性能的影响 1、回复 2、再结晶 3、晶粒长大 4、影响再结晶后晶粒度的因素 二、金属的热变形加工 1、热变形加工与冷变形加工的区别 2、热变形加工对金属组织与性能的影响 教学重 点、难点 及教学 方法 重点：1、金属在塑性变形中组织和性能的变化规律。 2、热加工的特点 难点：1、再结晶的实质 2、冷热加工的本质区别 教学方法： 通过图、表、曲线对冷塑性变形金属经加热后组织和性能的 变化规律及其应用进行归纳、总结，以便于记忆；并通过对冷加工、 热加工的特点进行对比分析，以便于学生加深理解。 作业、思 考题（讨 论题）、 阅读 材料 1、名词解释： 回复、再结晶、残余内应力、热加工、冷加工 2、为什么金属的晶粒越细不但强度高，而且塑性、韧性也好？请 用多晶体塑性变形特点加以说明。 3、如何区别冷、热加工？两种变形加工各有和优缺点？ 题

后记日年月分析Fe-Fe3c相图，讲述各种典型成分铁碳合金的结晶过程及教学目的碳对碳合金组织和性能的影响，说明Fe-Fe3c相图的实际应用铁碳合金中的相与基本组织1、纯铁的同素异构转变教2、钅铁碳合金中的相铁素体奥氏体渗碳体学3、铁碳合金中的基本组织珠光体莱氏体内二、铁碳合金中相图1、相图分析主要点、线及相区容2、典型铁碳合金的结晶过程共析钢、亚共析钢、过共析钢的结晶过程分析重点及难点：1、铁碳合金的基本相和组织2、铁碳相图及其典型合金的结晶过程分析。教学重3、碳对铁碳合金组织和性能的影响。点、难点教学方法：及教学铁碳合金相图是本课程的重点内容。教学中运用前面学习过的方法二元合金相同的基本知识，详尽地分析铁碳合金相图中的点、线区，结合挂图进行典型合金的结晶过程分析，从而揭示出铁碳合金成分一组织一性能间的关系。一、名词解释作业、思铁素体奥氏体渗碳体珠光体莱氏体考题(讨论题）Fe3cI、Fe3cⅡ、Fe3cⅡ、Fe3c共晶，Fe3c共析。阅读二、默画出简化Fe-Fe3c相图图，填出各区域的组织，写出共析反应材料及共晶反应式，并分析0.4%、0.8%、1.2%c合金的结晶过程

后 记 年 月 日 教学 目的 分析 Fe-Fe3c 相图，讲述各种典型成分铁碳合金的结晶过程及 碳对碳合金组织和性能的影响，说明 Fe-Fe3c 相图的实际应用。 教 学 内 容 一、铁碳合金中的相与基本组织 1、纯铁的同素异构转变 2、铁碳合金中的相 铁素体 奥氏体 渗碳体 3、铁碳合金中的基本组织 珠光体 莱氏体 二、铁碳合金中相图 1、相图分析 主要点、线及相区 2、典型铁碳合金的结晶过程 共析钢、亚共析钢、过共析钢的结晶过程分析 教学重 点、难点 及教学 方法 重点及难点： 1、铁碳合金的基本相和组织 2、铁碳相图及其典型合金的结晶过程分析。 3、碳对铁碳合金组织和性能的影响。 教学方法： 铁碳合金相图是本课程的重点内容。教学中运用前面学习过的 二元合金相同的基本知识，详尽地分析铁碳合金相图中的点、线、 区，结合挂图进行典型合金的结晶过程分析，从而揭示出铁碳合金 成分—组织—性能间的关系。 作业、思 考题（讨 论题）、 阅读 材料 一、名词解释 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 莱氏体 Fe3cⅠ、Fe3cⅡ、Fe3cⅢ、Fe3c 共晶，Fe3c 共析。 二、默画出简化 Fe-Fe3c 相图，填出各区域的组织，写出共析反应 及共晶反应式，并分析 0.4%、0.8%、1.2%c 合金的结晶过程

题后记年月日阐述相图与合金性能间的对应关系，建立成分一组织一性能的教学目的概念；熟悉碳钢的分类及编号方法以及典型钢种性能特点和用途。共晶白口铁、亚共晶白口铁及过共晶白口铁结晶过程分析三、碳对碳铁合金相图组织与性能的影响教四、石碳铁合金相图在工业生产中的应用学五、碳素钢内1、钢中的常存杂质对钢的性能的影响容2、碳素钢的分类、钢号和主要用途重点：1、铁碳合金成分一组织一性能一应用间的关系。2、碳钢的编号方法及典型钢种的性能特点及用途难点：铁碳合金成分一组织一性能间的关系，教学重教学方法：点、难点举例说明铁碳相图在选材方面及热加工工艺（铸造、锻造及教学热处理）等方面的应用；并联系金工热加工实习所获得的感性认识方法进行讲解，以加深对铁碳相图的理解比较平衡条件下，45、T8、T12钢的强度，塑性及硬度合碳作业、思量对性能的影响如何？考题( 讨论题）三、钢中常存杂质有哪些？它们对钢的性能有何影响？阅读材料

题 后 记 年 月 日 教学 目的 阐述相图与合金性能间的对应关系，建立成分—组织—性能的 概念；熟悉碳钢的分类及编号方法以及典型钢种性能特点和用途。 教 学 内 容 共晶白口铁、亚共晶白口铁及过共晶白口铁结晶过程分析 三、碳对碳铁合金相图组织与性能的影响 四、碳铁合金相图在工业生产中的应用 五、碳素钢 1、钢中的常存杂质对钢的性能的影响 2、碳素钢的分类、钢号和主要用途 教学重 点、难点 及教学 方法 重点：1、铁碳合金成分—组织—性能—应用间的关系。 2、碳钢的编号方法及典型钢种的性能特点及用途。 难点： 铁碳合金成分—组织—性能间的关系。 教学方法： 举例说明铁碳相图在选材方面及热加工工艺（铸造、锻造、 热处理）等方面的应用；并联系金工热加工实习所获得的感性认识 进行讲解，以加深对铁碳相图的理解。 作业、思 考题（讨 论题）、 阅读 材料 一、比较平衡条件下，45、T8、T12 钢的强度，塑性及硬度合碳 量对性能的影响如何？ 三、钢中常存杂质有哪些？它们对钢的性能有何影响？