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天津大学《设计与制造基础》课程教学大纲3A课程代码课程名称设计与制造基础20108623A学时56学分3授课上机46学时分配实验10实践实践（周）课后学习50更新时间2017授课学院机械工程学院适用专业机械设计制造及其自动化先修课程工程图学，机械工程训练机械工程训练基础1,一.课程简介本课程是机械学科基础课，开课时间为二年级第一学期主要讲授工程材料的性能与应用、热处理及表面工程技术、材料的液态成形工艺、材料的塑性成形工艺、材料的连接技术、粉末冶金与陶瓷材料的成形工艺、高分子材料的成形工艺、复合材料材料的成形工艺等通过课程学习让学生掌握现代工程材料及其各种成形技术方法和规律性，以及在机械制造中的应用和相互联系二.教学基本要求本课程是在先修课《机械工程训练》的实践基础上展开的课堂教学，除了课堂教学外，还有课程实验环节通过本课程的学习，使学生增加金属材料和非金属材料的有关知识及其各种成形方法的基础知识，掌握分析和解决有关机械成形制造问题的基本能力，了解工程材料及成形制造领域的最新成就和发展趋势同时培养学生的创新意识，训练通过自学增加知识和提升能力
1.课程目标课程目标1了解工程材料及成形技术的主要研究领域及最新发展课程目标2掌握工程材料的分类、显微组织结构、性能及选用原则课程目标3掌握机械制造过程中材料的各种成形原理、工艺方法及应用范围，熟悉热处理和表面工程技术课程目标4掌握工程材料成形的结构工艺性，培养学生分析和解决零件的结构工艺问题的能力课程目标5具备分析、推理和解决工程问题能力，如为产品选择材料和成形方法的能力；为产品制定工艺过程的能力；解决产品的制造缺陷的能力
2.课程目标与毕业要求指标点的对应关系各项课程目标与毕业要求指标点的对应关系见表1表《设计与制造基础》课程目标与毕业要求指标点的对应关系13A课程课程课程课程课程毕业要求指标点序号目标1目标2目标3目标4目标
51.1具有数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能1够将上述知识用于描述机械工程领域设计、制造等方面的复杂工程问题；
2.1能够应用数学、自然科学和机械工程科学的基本原2理，识别机械工程领域设计、制造、运行中的关键问题与✓✓✓/参数；
3.3针对机械工程领域的复杂工程问题，能够设计满足3特定需求的系统、单元（部件）或机械制造工艺流程，并✓能够在设计环节中体现创新意识
12.1能够了解当前机械设计制造及其自动化领域的发4✓展状态与发展趋势三.教学内容课程教学内容、教学方式与的课程目标的对应关系见表2表《设计与制造基础》课程目标与教学内容和方法的对应关系23A序学教学支撑课章节知识点号时*程目标工程材料分类，金属、陶瓷、工程塑料、复合第1章工L1工程材料与制造技术的材料的及其他先进材料的发展趋势；机械制造程材料发展史、现状、发展趋势工艺分类，成形技术（铸、锻、焊）发展趋势课程目1与制造2讲授标1技术简
1.2产品制造的基本过程产品制造过程论
1.3课程的性质、任务和学多学科交叉、融合，综合性，理论、实践密切习要求结合
2.1工程材料的力学性能强度、硬度、冲击韧度、塑性、疲劳强度、高温强度、抗热震性第2章工金属的晶体结构、晶体缺陷、结晶过程、同素讲授程材料
2.2材料学基础异构转变、合金的相结构、铁碳合金相图，陶2的性能8瓷、高聚物的显微组织及应用课程目标2铁碳合金相图分析研讨基础常用工程材料的分类、编号及应用
2.3工程材料的分类、编号及用途实验1金相显微镜的使用金相显微镜使用，金相试样的制备3实验4实验与金相试样的制备序学教学支撑课程章节知识点号时目标实验2铁碳合金平衡组织铁碳合金平衡组织观察与分析热处理概念、作用，钢在加热和冷却时的组织
3.1钢的热处理转变，常用热处理工艺（四火）特点、目的、第3章热分类，表面热处理处理与4刀具角度标注4讲授表面工课程目
3.2其他材料的热处理金属间化合物、玻璃、陶瓷的热处理特点程技术标
3、5热喷涂、电镀、电刷镀、化学镀、热浸镀、涂
3.3表面工程技术装等工艺特点及应用实验3碳钢热处理后的显碳钢热处理组织5实验2实验微组织观察与分析铸造工艺过程、液态合金的充型、铸件的凝固
4.1金属铸造工艺基础与收缩、铸造内应力、变形和裂纹的产生及预防
4.2砂型铸造造型方法的选择、铸件的质量控制讲授第4章材熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、
4.3特种铸造料的液离心铸造、消失模铸造的特点及应用课程目67态成形铸件结构与铸造工艺的关系，铸件结构与合金标
1、
3、
4.4铸件结构工艺性工艺铸造性能的关系
4、5铸件工艺选择及结构工艺性分析研讨
4.5计算机在铸造生产中的CAD、CAM铸造过程，铸造技术发展自学应用及铸造技术的发展趋势实验实验4铸铁的显微组织观铸铁显微组织72实验察塑性变形的实质（滑移）、塑性变形对金属组织和性能的影响（加工硬化、回复、再结晶）、
5.1塑性成形理论基础冷、热变形、锻造流线、塑性成形基本定律、材料的塑性成形性锻造（自由锻和模锻锻造方法、特点、基本工讲授第5章材序、锻造工艺规程的制订）和板材冲压成形（冲
5.2金属塑性成形工艺料的塑8裁、弯曲、拉深、胀形特点及工艺过程）7课程目标性成形
1、
3、工艺
5.3锻压件结构工艺性自由锻、模锻、冲压件结构工艺性
4、5塑性成形工艺选择及结构工艺性分析研讨精密模锻、摆动碾压、液态模锻、径向锻造、粉
5.4先进塑性成形方法末锻造、超塑性成形、高能成形特点及应用，自学了解塑性成形新工艺、新技术发展趋势实验实验5金属塑性变形组织金属塑性变形组织92实验的观察10第6章
6.1焊接理论焊接过程及焊接热源、焊接化学冶金、焊接6讲授课程目序学教学支撑课程章节知识点号时目标材料的接头的组织与性能、焊接应力与变形标
1、
3、连接技熔焊（电弧焊、电渣焊）、压焊（电阻焊、摩
4、5术擦焊）、钎焊的焊接特点及工艺过程，焊接新
6.2常用焊接方法工艺（真空电子束焊、激光焊接、等离子焊）及焊接方法的选择金属材料的焊接性能、碳钢的焊接、合金结构
6.3各种材料的连接钢的焊接、铸铁的焊补、非铁金属及其合金的焊接以及塑料的焊接、异种材料的连接焊接结构材料的选择、焊缝布置、焊接接头的
6.4焊接结构工艺性工艺设计焊接方法选择及结构工艺性分析研讨
6.5焊接质量检测常见焊接缺陷及检验方法自学
6.7材料的其他连接方法加接、胶接特点及应用第7章粉粉料的基本物理性能（粒度及粒度分布、颗粒末冶金
7.1粉体成形原理形态、粉体表面特性、堆积特性、流动性），压讲授与陶瓷制成形、可塑成形及粉浆成形原理材料的粉碎法与合成法（还原法、雾化法、电解法、溶
7.2粉体制备技术自学成形工液法、化合反应法、气相反应法等）课程目11艺压制成形、粉浆浇注、楔形压制等工艺的特点
47.3粉末冶金的成形工艺标
3、5及应用讲授
7.4陶瓷材料的成形工艺日用陶瓷和高技术陶瓷的成形方法及特点
7.5烧结自学
7.6粉体材料快速成形工艺快速成形原理、发展现状、加工特点及主要工艺方法高分子结构、大分子链内旋、构象及其柔顺性、
8.1高分子材料成形原理高聚物聚集态和物理状态、高聚物成形性能及高聚物类型讲授第8章高
8.2塑料成形工艺塑料的组成、性能、分类、成形工艺，典型模课程目分子材12具结构，塑料件结构工艺性，常用塑料的选材4料的成标
3、
58.3橡胶成形工艺橡胶的组成、种类、成形性能以及橡胶的加工形工艺过程和成形方法
8.4薄膜成形技术薄膜的主要成形工艺及拉幅薄膜的成形自学
8.5常用的高分子材料快速高分子材料快速成形技术成形技术第9章复复合材料概念、原材料、增强机制、复合原则
9.1复合材料简介合材料及失效机理的成形扩散粘结法、粉末冶金法、挤压铸造法、搅拌课程目134讲授工艺金属基复合材料成形工艺铸造法、井喷沉积法等工艺特点及应用标
3、5树脂基复合材料成形工手糊成形、喷射成形、袋压成形、模压成形、序学教学支撑课程章节知识点号时目标艺缠绕成形等工艺特点及应用陶瓷基复合材料成形模压成形、等静压成形、注射成形、化学气相自学渗透法四.课程教学方法
1.课堂讲授1）阐述基本原理，理论联系实际，在教学过程中采用PPT电子教案，视频、板书相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性采用作业、问答、讨论等形式增加教学效果2）采用工程案例教学，通过对工程应用需求分析，强化学生工程观点的建立、工程分析能力的培养和创新意识3）充分利用本课程作为国家级精品资源共享课在爱课程网上线的课程资源，引导学生预习、复习课程内容，进行线上在线答疑
2.课堂研讨围绕各章教学重点内容，除布置一定数量的课后作业外，设置课上讨论环节,让学生在掌握知识点的基础上，面对复杂工程问题如何去分析问题
3.实验教学课程课内实验教学是本课程中重要的实践教学环节，目的是培养学生运用实验方法研究解决与课程授课内容相关的工程问题的能力课程必做5个实验，各实验按照实验指导书的要求学生独立或分组完成，并提交实验报告
4.学生自学相关课程内容，要求学生在开课期间进行自学，并作为结课考试的内容之一五.评价与考核方式课程成绩包括结课考试70%+（作业、实验、讨论）30%o课程目标落实与学习成果观测见表3表课程目标落实与学习成果观测3学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果预设学习任务细化预期学习成果观测点了解工程材料的研究领域及最新发自学
4.
5、学习报告课程目标1展
5.
4、
6.7了解成形技术的最新发展期末考试试卷掌握工程材料常用力学性能指标作业2-1题，2-4题，2-6题掌握铁碳相图课上讨论典型成分铁碳合金平衡组织转变课程目标2掌握常用工程材料的选用原则实验实验报告期末考试试卷掌握金属铸造原理及工艺作业3-3题，4・4题，5-3题，6-2题掌握金属塑性成形原理及工艺实验实验报告课程目标3掌握金属焊接原理及工艺期末考试试卷掌握钢的热处理原理及工艺了解非金属材料成形原理及工艺掌握铸件结构工艺性作业4-10题，5-
11、5-17题，6・17题课程目标4掌握锻压件结构工艺性课上讨论典型零件结构工艺性分析掌握焊件结构工艺性期末考试试卷具有典型零件选材能力作业4-9题，5・19题，5-25题，6-12题具有选择合适的成形工艺的能力课上讨论典型零件的成形工艺课程目标5具有制定工艺规程的初步能力期末考试试卷具有解决零件制造缺陷的能力平时成绩每次以10分计，平时作业评分标准见表4表平时作业评分标准4观测点分分分分8~106~74~50~3作业完成进度提前完成按时完成延时完成补交基本概念掌握程度80%以上概念清晰60%以上概念清晰40%以上概念清晰40%以下概念清晰解决问题的正确性80%以上正确60%以上正确40%以上正确40%以下正确书写的工整程度与表述书写工整，条理清书写较工整，表述书写潦草,表述不缺乏条理晰基本清晰清晰六.教材与主要参考资料教材孙康宁，张景德主编.现代工程材料成形与机械制造基础（上册）第2版.北京高等教育出版社，2010主要参考文献朱张校，姚可夫.工程材料（第版）.北京清华大学出版社，
[1]52011李清.工程材料及机械制造基础.武汉华中科技大学出版社，
[2]2015
[3]P.N.Rao.Manufacturing Technology.China MachinePress,2010
[4]Mikell P.Groover.Fundamentals ofModern Manufacturing:Materials,Processes,and Systems,5th Edition.JOHN WILEYSONS,INC.2013。
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