天津大學(xué)《金屬工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱

學(xué)時(shí)：32?56學(xué)分：2?3

學(xué)時(shí)分配：授課：32?48實(shí)驗(yàn)：8

授課學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院

適用專業(yè)：工程類、管理類各相關(guān)專業(yè)

先修課程：工程制圖、普通物理、普通化學(xué)

一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)

（1）課程的性質(zhì)：金屬工藝學(xué)是研究機(jī)器零件的常用材料和加工方法，即從選擇材料、

制造毛坯、直到加工出零件的綜合性課程；是高等學(xué)校工程類和管理類等相關(guān)專業(yè)必修的技

術(shù)基礎(chǔ)課。

（2）課程的目的和任務(wù)：通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生獲得常用工程材料及零件加工工藝的

知識(shí)，其中包括：鑄造、金屬塑性加工、焊接、熱處理及各種金屬切削機(jī)床、刀具及工藝，

培養(yǎng)學(xué)生工藝分析的初步能力及創(chuàng)新意識(shí)，并為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事機(jī)械設(shè)計(jì)和制

造工作奠定必要的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)基本要求

（1）熟練掌握金屬材料的基本性能與金屬學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)：

（2）能夠利用鐵碳合金相圖，分析鐵碳合金的組織與性能的關(guān)系；

（3）掌握常用金屬材料的組織、性能、應(yīng)用與選用原則等；

（4）熟練掌握各種常規(guī)熱處理工藝以及材料的表面熱處理技術(shù)；

（5）熟練掌握鑄造的基本原理、工藝特點(diǎn)和用途；

（6）了解鑄造零件的常見缺陷，掌握鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性

（7）熟練掌握塑性加工的基本原理、工藝特點(diǎn)和用途；

（8）了解塑性加工零件的常見缺陷，掌握鍛壓件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工藝性；

（9）熟練掌握焊接的基本原理、工藝特點(diǎn)和用途；

（10）了解焊接零件的常見缺陷，掌握焊接件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工藝性：

（11）掌握常用金屬材料及其性能對加工工藝的影響；

（12）熟練掌握切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)；

（13）熟練掌握各種常規(guī)表面的加工方法，熟悉各種新技術(shù)和新工藝：

（14）掌握各種特種加工方法及應(yīng)用特點(diǎn)；

（15）了解機(jī)械制造業(yè)的環(huán)境保護(hù)，會(huì)合理選擇制造工藝。

三、教學(xué)基本內(nèi)容

第一部分金屬材料的基本知識(shí)6?17學(xué)時(shí)，其中授課6?9學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)

第1講金屬材料的主要性能2學(xué)時(shí)

第1課緒論、金屬的強(qiáng)度、塑性和硬度，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：金屬工藝學(xué)研究的內(nèi)容，參考文獻(xiàn)等；金屬的拉伸曲線，強(qiáng)度、塑性、硬度

第2課金屬的沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度與金屬的結(jié)晶，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：疲勞曲線，疲勞強(qiáng)度，過冷曲線與過冷度，晶核的形成與長大

第2講鐵碳合金3學(xué)時(shí)

第1課純鐵的晶體結(jié)構(gòu)與鐵碳合金基本組織，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：體心立方晶體結(jié)構(gòu)，面心立方晶體結(jié)構(gòu)，同素異晶轉(zhuǎn)變，間隙固溶體，置換固溶

體，鐵素體，奧氏體

第2課鐵碳合金狀杰圖，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：滲碳體，珠光體，萊氏體，共晶反應(yīng)，共析反應(yīng)，金屬化合物，機(jī)械混合物，狀

態(tài)圖上特征點(diǎn)、特征線的含義

第3課鋼在結(jié)晶過程中的組織轉(zhuǎn)變，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：亞共析鋼，共析鋼，過共析鋼，結(jié)晶過程與組織轉(zhuǎn)變，含碳量對鐵碳合金組織性

能的影響，鐵碳合金相圖應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)一、金相試樣的制備，2學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)二、鐵碳合金平衡組織的觀察，2學(xué)時(shí)

第3講鋼的熱處理。?3學(xué)時(shí)

第1課鋼在加熱、冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：熱處理的歷史發(fā)展，熱處理的概念與分類，鋼加熱、冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變

第2課鋼的熱處理一退火、正火、淬火，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：完全退火，球化退火，去應(yīng)力退火，正火，淬火

第3課鋼的熱處理一回火、表面熱處理，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：回火工藝，調(diào)質(zhì)處理，表面處理，化學(xué)熱處理

實(shí)驗(yàn)三、碳鋼的熱處理，2學(xué)時(shí)

第4講工業(yè)用鋼1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：鋼中朵質(zhì)，鋼的分類，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素工具鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼,

合金工具鋼，特殊性能鋼，不銹鋼

實(shí)驗(yàn)四、合金鋼、鑄鐵、有色金屬的顯微組織觀察，2學(xué)時(shí)

第二部分鑄造5?7學(xué)時(shí)

第1講鑄造工藝基礎(chǔ)，1?2學(xué)時(shí)

第1課液態(tài)合金充型，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：鑄造的歷史發(fā)展，液態(tài)合金的充型能力及影響因素

第2課合金的凝固與收縮，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：液態(tài)合金的凝固方式，影響凝固的主要因素，鑄造合金的收縮，鑄造缺陷及其防

治措施

第2講砂型鑄造，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：造型方法的選擇，澆注位置和分型面的選擇，工藝參數(shù)的選擇

第3講特種鑄造，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：熔模鑄造，金屬型鑄造，壓力鑄造，離心鑄造，消失模鑄造

第4講砂型鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，1學(xué)時(shí)，習(xí)題課1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系，鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系

第5講常用合金鑄件的生產(chǎn)，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：鑄鐵件、鑄鋼件、有色金屬的生產(chǎn)特點(diǎn)

第三部分金屬塑性加工3?5學(xué)時(shí)

第1講金屬塑性變形，1?1.5學(xué)時(shí)

內(nèi)容：金屬塑性變形實(shí)質(zhì)，塑性變形對金屬組織、性能變化，可鍛性及影響因素

第2講鍛造，1?2學(xué)時(shí)

第1課鍛造方法，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：自由鍛，模鍛

第2課鍛造工藝規(guī)程制訂及鍛件結(jié)構(gòu)工藝性，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：鍛件圖，鍛造工藝規(guī)程制訂，自由鍛件、模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性

第3講沖壓，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：分離工序（沖裁），變形工序（拉深、彎曲、翻邊），沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性

第4講特種塑性加工方法，0?0.5學(xué)時(shí)

內(nèi)容：精密模鍛，擠壓，軋制，粉末鍛造

第四部分焊接3學(xué)時(shí)

第1講電弧焊基礎(chǔ)知識(shí)，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：焊接電弧，焊接接頭組織及性能，焊接應(yīng)力與變形

第2講常用焊接方法，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：焊條電弧焊，埋弧焊，氣體保護(hù)焊，電阻焊，摩擦焊，釬焊，真空電子束焊，激光焊

第3講常用金屬材料的焊接與焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：焊接性，碳鋼的焊接，合金鋼的焊接，鑄鐵的焊接，焊接接頭的工藝設(shè)計(jì)

第五部分切削加工15?24學(xué)時(shí)

第1講金屬切削的基本知識(shí)4?6學(xué)時(shí)

第1課切削運(yùn)動(dòng)及切削要素，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：切削運(yùn)動(dòng)，切削速度,進(jìn)給量，背吃刀量

第2課刀具材料及刀具構(gòu)造，廠2學(xué)時(shí)

內(nèi)容：對刀具材料的基本要求，常用刀具材料，刀具角度及作用，刀具結(jié)構(gòu)

第3課金屬切削過程(1),1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：切屑的形成，切屑的類型，積屑瘤，切削力的概念

第4課金屬切削過程(2),1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：切削力的估算，切削熱，刀;A磨損及耐用度

第5課切削加工技術(shù)經(jīng)濟(jì)簡析，。?1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：尺寸精度，表面質(zhì)量，生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)性

第2講金屬切削機(jī)床2?3學(xué)時(shí)

第1課切削機(jī)床的類型、構(gòu)造及其傳動(dòng)，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：機(jī)床的分類、型號(hào)，機(jī)床結(jié)構(gòu)，帶傳動(dòng)，齒兜傳動(dòng)

第2課機(jī)床的傳動(dòng)，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：常見的傳動(dòng)副，臥式車床傳動(dòng)，機(jī)床的液壓體動(dòng)

第3課自動(dòng)機(jī)床與數(shù)控機(jī)床，。?1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：自動(dòng)機(jī)床，數(shù)控機(jī)床，先進(jìn)制造技術(shù)

第3講常用切削加工方法4學(xué)時(shí)

第1課車、鉆削技術(shù)，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：牟削加工特點(diǎn)，鉆削

第2課像削、刨削、拉削加工技術(shù)，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：鉆孔、擴(kuò)孔與狡孔，獴削，鎮(zhèn)床與神刀，刨削的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用，拉削的特點(diǎn)

第3課銃削加工，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：銃削加工特點(diǎn)，銃刀

第4課磨削加工，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：砂輪特性，磨削加工特點(diǎn)，磨削技術(shù)的應(yīng)用

第4講精密加工和特種加工簡介。?1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：研磨，布磨，光磨，拋光，電火花加工，電解加工，超聲波加工，激光加工

第5講典型表面加工3學(xué)時(shí)

第1課外圓面與孔的加工，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：外圓加工，孔加工

第2課平面、成形面、螺紋的加工.1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：平面的加工、成形面的加工、螺紋的加工

第3課齒輪加工，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：齒輪加工，銃齒、插齒、滾齒、剃齒、磨齒

第6講工藝過程的基本知識(shí)。?3學(xué)時(shí)

第1課機(jī)械加工的基本概念，1學(xué)時(shí)

內(nèi)容：單件生產(chǎn)，批最生產(chǎn)，大量生產(chǎn)

第2課工件的安裝和夾具，0.5學(xué)時(shí)

內(nèi)容：工件的安裝方法，夾具的種類，工藝規(guī)程的概念

第3課工藝規(guī)程的擬定，1.5學(xué)時(shí)

內(nèi)容：毛坯，加工余量，定位基準(zhǔn)，工藝路線的確定，工藝文件的編制

第7講零件的結(jié)構(gòu)工藝性3學(xué)時(shí)

內(nèi)容：零件的結(jié)構(gòu)工藝性的概念，零件結(jié)構(gòu)工藝性的一般原則及實(shí)例分析

第8講金工實(shí)踐內(nèi)容簡介與注意事項(xiàng)1學(xué)時(shí)

四、課外習(xí)題及課堂討論

參見教材《金屬工藝學(xué)》各章所附習(xí)題。

五、教學(xué)方法與手段

課堂授課為主，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為輔，CAI課件及相關(guān)內(nèi)容視頻輔助。

六.評(píng)價(jià)與考核方式

采用百分制，總成績的構(gòu)成及比例如下:

1.期末考試80%

2.平時(shí)成績20%

七、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容授課學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)習(xí)題課各篇學(xué)時(shí)

第一篇第一章金屬材料主要性能26~17

第一早鐵碳合金34

第三章鋼的熱處理0-32

第四章工業(yè)月鋼12

第二篇第一章鑄造工藝基礎(chǔ)1~25~7

第二章常用合金鑄件生產(chǎn)1

第三章砂型僑造1

第四章砂型鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11

第五章特種鑄造1

第三篇第一章金屬的塑性變形1-1.53?5

第二章鍛造1-2

第三章沖壓1

第四章特種塑性加工方法簡介0-0.5

第四篇第一章電弧焊13

第二章其他常用焊接方法1

第三章常用金屬材料焊接0.5

第四章焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)0.5

第五篇第一章金屬切削的基礎(chǔ)知識(shí)4~614-23

第二章切削機(jī)床的基本知識(shí)2~3

第三章常用切削加工方法4

第四章精密加工和特種加工0~1

第五章典型表面加工分析3

第六章工藝過程的基本知識(shí)0~3

第七章零件的結(jié)構(gòu)工藝性1-1.51.5

實(shí)踐教學(xué)概述金工實(shí)踐內(nèi)容簡介與注11

意事項(xiàng)

總計(jì)32-468232~56

八.教材與主要參考資料

[1]鄧文英等.金屬工藝學(xué).第五版，高等教育出版社，2008.4

[2]孫康寧.現(xiàn)代工程材料成形與機(jī)械制造基礎(chǔ)，高等教育出版社，2010.12

[3]呂廣庶、張遠(yuǎn)明.工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，2001.9

[4]嚴(yán)紹華.材料成形技術(shù)基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社，2001.8

[5]施江瀾.材料成形技術(shù)基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001.8

九、說明：

大綱制定人：王玉果

大綱審定人：車建明

制訂日期：2012.7.8

天津大學(xué)《金屬工藝學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

學(xué)時(shí)：8學(xué)分：

學(xué)時(shí)分配：實(shí)驗(yàn)：8

授課學(xué)院；機(jī)械工程學(xué)院

適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及其自動(dòng)化等機(jī)械類專業(yè)

先修課程：工程制圖、普通物理、普通化學(xué)

一.實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)與目的

本實(shí)驗(yàn)是“金屬工藝學(xué)”的課程實(shí)驗(yàn)，是課程教學(xué)的重要組成部分，是為鞏固課堂所學(xué)

的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生操作實(shí)坳儀器、整埋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力而設(shè)立的必要教學(xué)環(huán)

節(jié)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)作為對學(xué)生考咳的一項(xiàng)重要內(nèi)容。通過實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，驗(yàn)證課程教

學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的專業(yè)技能，為學(xué)生走向工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二.實(shí)驗(yàn)基本要求

本實(shí)驗(yàn)的主要任務(wù)是使學(xué)生獲得有關(guān)金屬材料及其成形技術(shù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理和技能，要掌

握常用材料的成分、組織、性能、熱處理工藝之間的關(guān)系和規(guī)律的分析方法，以及典型金屬

材料成形方法的工藝性能特點(diǎn)和毛坯組織特征。加強(qiáng)學(xué)生合理選用材料、正確選定熱工藝方

法等方面的能力。

三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

序?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目名實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)每組實(shí)驗(yàn)者所在

內(nèi)容提要

號(hào)稱時(shí)數(shù)要求類型人數(shù)類別實(shí)驗(yàn)室

金相顯微鏡初步掌握金相試樣制備

的使用與金過程中取樣、磨削、拋金工實(shí)

12必做綜合2本科生

相試樣的制光、浸蝕的操作方法和驗(yàn)室

備基本技能

鐵碳合金平研窕和了解鐵碳合金

金工實(shí)

2衡組織觀察（碳鋼及白口鑄鐵）在2必做驗(yàn)證2本科生

驗(yàn)室

與分析平衡狀態(tài)下的顯微組織

了解碳鋼的基本熱處理

碳鋼熱處理工藝，認(rèn)識(shí)馬氏體、貝

后的顯微組氏體、球化體等非平衡金工實(shí)

32必做綜合2本科生

織觀察