《特种铸造工艺及设备》课程教学大纲

一．课程名称：材料加工工程，The Materials Processes Engineering二．课程编码：三．课时与学分：66/3四．先修课程：材料成形原理五．课程教学目标通过对《材料加工工程》课程的学习，使学生掌握金属材料的铸造、锻压、焊接和高分子材料成形加工技术的基本理论，具备从事材料成形工艺、模具及工装设计工作的基本能力，培养技术创新能力，树立以人为本的科学技术发展理念。

六．适用学科学科专业材料科学与工程，机械科学与工程七．基本教学内容与学时安排第一篇液态金属铸造成形工艺（18学时）（一）液态金属成形过程及控制（4学时）●液态金属充型过程的水力学特性及流动情况●浇注系统的设计●液态金属凝固收缩过程的工艺分析●冒口和冷铁设计（二）各种典型铸造技术的原理和方法（6学时）●砂型铸造●金属型铸造●熔模铸造●压力铸造●离心铸造●挤压铸造●反重力铸造（三）液态金属成形件工艺设计（5学时）●铸件结构的工艺性●铸造工艺方案的确定●铸造工艺参数的确定●液态金属成型工艺设计实例（四）液态金属成形新工艺（3学时）●消失模铸造技术●半固态铸造技术●其它液态金属成形新技术第二篇固态金属塑性成形工艺（18学时）（一）开式模锻工艺及模具设计（4学时）●开式模锻工艺的变形特征●模锻件的分类及表示锻件复杂程度的参数●锻件图的设计●终锻与预锻模膛的设计●制坯工步的选择及制坯工步模膛设计●锻模结构设计（二）精密模锻工艺及模具设计（2学时）●精密模锻工艺的特点及应用●闭式精密模锻工艺●闭式精密锻模设计（三）其它体积金属塑性成形工艺（2学时）●挤压工艺及模具设计●等温锻造工艺（四）板料冲压工艺及冲模设计（6学时）●概述●冲裁●弯曲●拉深●冲压模具设计（五）板管成形新工艺（4学时）●板料旋压成形●板料的介质成形●板料的超塑性与电磁成形●管料的塑性成形第三篇金属连接成形（18学时）（一）金属连接成形原理及途径（2学时）●金属连接成形原理●金属连接成形的途径和方法（二）金属连接成形的主要工艺（5学时）●电弧焊接●电阻焊●钎焊●胶接（三）连接新技术及连接相关技术（3学时）●高能束焊接●智能化焊接●金属连接的相关技术（四）金属构件连接设计（5学时）●金属构件常用材料的焊接●连接方法的选择●金属构件连接形式的设计（五）连接成形件的缺陷及检测（3学时）●常见焊接缺陷及产生原因●焊接检验方法●焊接过程的检测与控制第四篇高分子材料成形工艺（10学时）（一）塑料的性能与工艺特性（2学时）●塑料的性能和用途●塑料的组成和分类●塑料的工艺特性（二）塑料制品的设计原则（2学时）●制品的材料和几何形状●螺纹与齿轮设计●金属嵌件的设计●尺寸精度与表面粗糙度（三）注射成形工艺及注塑模（4学时）●注射工艺过程●注射工艺的影响因素●常用塑料及其注射工艺●注射模具的基本结构（四）橡胶成形工艺及模具（2学时）●橡胶的特性与分类●橡胶成形的基本工艺●橡胶成形模具设计第五篇综合运用（2学时）●零件毛坯主要种类及成形工艺比较●零件毛坯及其成形工艺的选用原则●典型零件毛坯成形工艺方法的选用●成形工艺方案的技术经济性论证◆实验课（课内必做8学时，课外选做作为创新活动安排）八．教材及参考书材料成形工艺，夏巨谌，张启勋主编，机械工业出版社，2005年铸造工程基础, 魏华胜主编，机械工业出版社，2002年塑性成形工艺及设备, 夏巨谌主编，机械工业出版社，2001年液态金属铸造成形工艺本课程本篇的教学基本目的是：1.了解铸造成形工艺的基本过程与特点；2.了解铸造工艺设计的基本内容和思路;3.了解各种典型铸造技术（包括新技术）的原理和方法。

特种加工课程教学大纲特种加工课程教学大纲一、课程简介特种加工课程是机械工程学科中的重要课程之一，旨在培养学生掌握特种加工技术的理论和实践能力。

特种加工技术是指在传统机械加工方法的基础上，发展起来的一些新型加工技术，如电火花加工、激光加工、超声加工等。

本课程将为学生提供学习和掌握这些新型加工方法的机会。

二、课程目标通过本课程的学习，学生将能够：1、了解特种加工技术的概念、分类、应用和发展趋势；2、掌握电火花加工、激光加工、超声加工等常用特种加工方法的原理、特点和工艺流程；3、熟悉特种加工设备的结构、性能和使用方法；4、能够根据材料特性和加工要求，选择合适的特种加工方法并进行工艺设计；5、了解环境保护和安全生产在特种加工中的应用。

三、课程内容本课程主要包括以下内容：1、特种加工技术概述，包括分类、应用和发展趋势；2、电火花加工原理、特点、工艺流程和应用；3、激光加工原理、特点、工艺流程和应用；4、超声加工原理、特点、工艺流程和应用；5、其他特种加工方法，如离子束加工、电子束加工等；6、特种加工设备的结构、性能和使用方法；7、特种加工工艺设计和优化；8、环境保护和安全生产在特种加工中的应用。

四、教学方法本课程将采用多种教学方法，包括课堂讲解、案例分析、实验操作等，以帮助学生掌握理论知识，提高实践能力。

五、课程评估本课程的评估将采用多种形式，包括课堂测试、作业、实验操作和期末考试等，以全面评估学生的学习成果和掌握程度。

六、教学大纲第一章特种加工技术概述 1.1 特种加工技术的定义和分类 1.2 特种加工技术的应用和发展趋势 1.3 特种加工技术的学习目标和方法第二章电火花加工原理和特点 2.1 电火花加工的基本原理 2.2 电火花加工的特点和工艺流程 2.3 电火花加工的应用实例第三章激光加工原理和特点 3.1 激光加工的基本原理 3.2 激光加工的特点和工艺流程 3.3 激光加工的应用实例第四章超声加工原理和特点 4.1 超声加工的基本原理 4.2 超声加工的特点和工艺流程 4.3 超声加工的应用实例第五章其他特种加工方法 5.1 离子束加工 5.2 电子束加工 5.3 其他常用特种加工方法第六章特种加工设备的结构和使用方法 6.1 特种加工设备的基本结构和性能 6.2 常用特种加工设备的使用方法和操作技巧第七章特种加工工艺设计和优化 7.1 材料特性和加工要求的分析与评估 7.2 特种加工方法的选择和工艺流程的设计 7.3 特种加工工艺的优化和提高第八章环境保护和安全生产在特种加工中的应用 8.1 环境保护和安全生产的重要性 8.2 特种加工中的环保措施和废弃物处理 8.3特种加工中的安全防护和事故预防实验操作1、电火花加工实验2、激光加工实验3、超声加工实验4、其他特种加工方法实验（根据实际情况选择）期末考试1、特种加工技术概述和基本原理测试2、常用特种加工方法和设备的使用测试3、特种加工工艺设计和优化测试4、环境保护和安全生产在特种加工中的应用测试。

铸造工艺及装备课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握铸造工艺及装备的基本理论、基本知识和基本技能，能够运用所学知识分析和解决铸造生产中的实际问题。

1.掌握铸造工艺的基本原理和流程。

2.熟悉铸造装备的类型和结构。

3.了解铸造行业的现状和发展趋势。

4.能够运用铸造工艺知识进行铸造工艺设计。

5.能够操作和维护铸造装备。

6.能够对铸造生产中的问题进行分析和解决。

情感态度价值观目标：1.培养学生对铸造行业的兴趣和热情。

2.培养学生对铸造工艺和装备的敬畏之心，注重安全生产。

3.培养学生团队协作和创新的意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括铸造工艺及装备的基本理论、基本知识和基本技能。

1.铸造工艺部分：包括铸造工艺的基本原理、铸造方法的分类和特点、铸造工艺参数的确定等。

2.铸造装备部分：包括铸造装备的类型、结构、工作原理和维护保养等。

3.铸造生产部分：包括铸造生产的过程、安全操作、生产管理等。

4.铸造工艺及装备的基本概念和原理。

5.铸造方法及其适用范围和特点。

6.铸造工艺参数的确定和工艺设计。

7.铸造装备的类型和结构及其操作和维护。

8.铸造生产的过程和安全操作。

三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握铸造工艺及装备的基本理论、基本知识和基本技能。

2.讨论法：通过小组讨论，培养学生对铸造工艺及装备的兴趣和主动性，提高学生的思考和分析问题的能力。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够将理论知识运用到实际生产中，提高学生解决问题的能力。

4.实验法：通过实验操作，使学生熟悉铸造工艺及装备的使用和维护，提高学生的动手能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选用权威、实用的铸造工艺及装备教材作为主要教学资源。

2.参考书：提供相关的铸造工艺及装备的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，使教学内容更加生动形象，提高学生的学习兴趣。

《特种加工工艺》授课人，罗显智一、课程基本概况课程名称：特种加工课程名称（英语）：Non-Tradition Machining（NTM）课程编号：BL04110/ZL04089课程总学时：28课程学分：1.5课程分类：选修开设学期：7适用专业：机械设计制造及其自动化专业/机械设计与制造先修课程：金属工艺学、金属切削原理与刀具、机械制造工艺二、课程的性质、目的和任务《特种加工》是机械设计制造及其自动化/机械设计与制造专业的一门专业任选课程。

开设目的是使学生初步了解除常规切削加工以外的新的加工方法，掌握常用的几种现代加工方法的特点和适用范围。

其主要任务是：1、培养学生对物理、化学、电工、液压、机械等多门课程各种学科知识的综合应用能力，巩固并深化前期课程。

2、通过本课程使学生了解电火花加工、电化学加工、超声加工、激光加工、电子束和离子束加工以及快速成形技术、化学加工、磨料加工等特种加工方法的基本原理，基本设备，工艺规律，主要特点和适用范围，从而具有能合理选择加工方法的基础知识，提高其解决工艺难题的能力，以适应当今社会制造业发展的需求。

三、主要内容、重点及深度第一章概论（一）目的要求使学生了解特种加工产生的背景和发展过程，及特种加工的分类及影响。

（二）教学重点：特种加工的主要特点和特种加工的分类（三）教学难点：理解特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响。

（四）教学内容（2学时）第一节特种加工的产生及发展第二节特种加工的分类第三节特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响第二章电火花加工（一）目的要求通过本章的学习，掌握电火花加工的基本原理和加工机理；了解电火花穿孔成型加工的各种加工方法，理解电火花加工用脉冲电源、自动进给调节系统及电火花加工机床；掌握电火花加工中电规准的选择和转换的原则，运用原理控制加工精度、表面粗糙度、蚀除速度等。

（二）教学重点：电火花加工概念及加工特点、极性效应、加工速度和损耗速度、自动进给调节系统的作用、电规准。

《铸造工艺》课程教学大纲课程代码：050141001课程英文名称：Foundry Technique课程总学时：56 讲课：50 实验：6 上机：0适用专业：材料成型及控制工程专业大纲编写（修订）时间：2017.10一、大纲使用说明:（一）课程地位及教学目标（1）课程地位本课程是材料成型及控制工程专业——铸造方向的专业课，必修。

（2）教学目标掌握铸造工艺的基本理论；能够制定常规铸造工艺；具备初步分析和解决铸造工艺问题的能力。

培养德、智、体全面发展并且具有较强工程实践能力的具有卓越工程师潜质的高级应用型人才。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求（1）知识方面的基本要求掌握原砂的性能，粘土砂的粘结原理，粘土砂的性能；了解影响粘土砂性能的因素，铸铁件用湿型砂的制备。

掌握水玻璃砂的硬化机理，水玻璃CO2硬化砂的性能。

了解水玻璃的基本性能，水玻璃CO2硬化砂的硬化工艺及影响因素。

掌握油砂、合脂砂的硬化机理；了解壳芯树脂砂，热芯合树脂砂的工艺特征。

掌握夹砂，化学粘砂的基本原理；了解型壁移动，胀砂，气体和侵入性气孔，机械粘砂。

掌握铸造工艺设计的概念、设计依据、内容及程序；了解铸造工艺设计与经济指标和环境保护的关系。

掌握浇注位置的确定原则，分型面的选择方法；了解零件结构的铸造工艺性，造型、制芯方法的选择。

掌握芯头设计及各种铸造工艺设计参数；了解确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则。

掌握确定内浇道位置及数量的基本原则、运用水利学公式计算浇注系统最小断面尺寸的方法、铸铁件浇注系统的设计与计算。

了解液态金属在浇注系统基本组元中的流动，横浇道发挥组渣作用的基本原理和浇注系统基本类型的选择原则。

掌握铸钢件与铸铁件冒口的设计。

了解冷铁、冒口的种类及补缩原理。

（2）能力方面的基本要求具备制定简单零件铸造工艺的能力；初步具备分析和解决普通砂型铸造中出现的工艺、型砂问题的能力；具有分析因造型材料所产生的缺陷问题的能力并提出相应的改进措施；具有利用本课程基本理论知识进行科学研究的初步能力。

铸造工艺课程设计教学大纲课程设计名称：铸造工艺课程设计课程编号：16128526学时/学分：2.5周/2.5开课学期：7适用专业：材料成型及控制工程课程类型：集中实践性教学一、课程设计的目的和任务本课程设计是材料成形与控制工程专业液态成型技术方向在学习完《铸造工艺及设备》课程后进行的实践性教学环节，学生应在教师的指导下，依据所规定的设计任务，综合运用所学专业知识，借助三维CAD、CAE软件，独立完成一项比较完整的铸造工艺方面的设计工作，培养学生独立开展铸造工艺设计的能力和三维CAD、CAE技术的综合应用能力。

二、课程设计的基本要求要求通过本实践环节，掌握分析零件的基本方法和步骤，掌握进行铸件工艺设计的重点和方法，掌握模具/型板、芯盒、砂箱的设计，应用三维CAD软件完成铸件工艺图、型板装配图、芯盒装配图、砂箱图的三维和二维设计，编写设计说明书、铸造工艺卡等。

培养综合运用相关课程的理论、结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力。

三、课程设计基本内容和学时安排项目一零件图分析与三维图创建（2天）知识点：分析零件结构，若零件为二维图纸，则进行三维图创建。

重点：看懂零件结构，尤其是难成型的结构如果进行工艺补充。

项目二工艺设计（4天）知识点：铸件工艺图设计，包括加工余量、拔角、浇注系统、冒口、砂芯等，铸造工艺模拟与仿真和工艺可行性分析。

重点：按铸件生产纲领确定的生产类型和工艺原则，对铸件进行工艺分析和拟定工艺方案，选择生产设备和工艺装备，编制工艺卡片和有关工艺文件，绘制铸件工艺三维图和二维图纸。

利用CAE软件进行铸造工艺优化设计。

项目三工艺装备设计（4天）知识点：设计工艺装备，包括模板、芯盒、砂箱及其它专用装备、工具等，绘制工艺装备三维图和二维图。

重点：应用CAD软件的分模功能辅助进行模板、芯盒设计，再由三维图导出二维装配图和装备二维零件图。

项目四文档资料编写（2.5天）知识点：编写设计说明书和铸造工艺卡重点：对设计任务的分析意见、工艺及工艺装备设计的理论分析与计算，必要的技术经38济论证和技术组织措施以及有关的建议等。

《铸造设备》课程教学大纲课程代码：050141003课程英文名称：Foundry equipment课程总学时：32 讲课：28 实验：4 上机：0适用专业：材料成型及控制工程大纲编写（修订）时间：2017年7月一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标《铸造设备》是材料成型及控制工程专业——铸造方向重要的专业课程。

通过本课程学习使学生掌握常用铸造设备的工作原理。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求(1)知识方面的基本要求掌握造型制芯、砂处理、落砂清理设备的结构特点和工作原理。

了解设备结构、原理、动作过程，并能综合运用。

(2)能力方面的基本要求能够正确选用、使用铸造设备，并具有一定的设备设计能力。

（三）实施说明本教学大纲依据专业指导性教学计划制定，指导各教学环节。

（1）理论教学环节对课程中的重点、难点问题着重讲解。

在教学过程中要注意联系生产实际。

在教学中采用电子教案、多媒体教学系统等先进教学手段，生动、直观展示设备的结构特点、工作原理和工作过程。

（2）实践教学环节根据知识、能力方面的要求，以及近年来《铸造设备》实验教学经验，安排学生进行两次实验，培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力；使学生初步掌握如何根据需要选择合适的检测手段；培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。

（四）对先修课的要求在讲授本课前，学生应修完《机械设计B》和《铸造工艺》部分课程。

（五）对习题课、实验环节的要求（1）习题要求每部分教学内容结束后，结合重点和难点内容，安排适当、适量习题。

（2）实验环节要求开设综合性和验证性实验，使学生理解铸造设备基本工作原理和选用铸造设备的基础。

（六）课程考核方式（1）考核方式：考试（2）考核目标：考核学生对铸造设备的基本知识的掌握情况。

（3）成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩占10%，实验成绩占10%，期末考试成绩占80%。

特种铸造教学大纲特种铸造教学大纲一、引言特种铸造是一门重要的工程技术学科，它在现代工业生产中扮演着重要的角色。

特种铸造技术的发展与应用，直接关系到国家经济发展和工业制造的水平。

为了培养专业人才，提高特种铸造技术水平，制定一份全面且实用的特种铸造教学大纲势在必行。

二、目标和任务特种铸造教学大纲的目标是培养学生掌握特种铸造的基本理论知识和实践技能，具备从事特种铸造工作的能力。

其任务包括以下几个方面：1. 理论知识：学生应掌握特种铸造的基本原理、工艺流程、材料性能等方面的知识，了解特种铸造在工业生产中的应用和发展趋势。

2. 实践技能：学生应具备特种铸造的实际操作技能，包括模具制作、铸造工艺操作、熔炼与浇注等方面的技能。

3. 问题解决能力：学生应具备分析和解决特种铸造过程中出现的问题的能力，包括模具设计和改进、铸件缺陷分析与改进等方面的能力。

三、课程设置特种铸造教学大纲的课程设置应包括以下几个方面：1. 基础理论课程：包括金属材料学、铸造工艺学、热处理学等基础理论课程，为学生掌握特种铸造的基本理论知识打下基础。

2. 实践技能课程：包括铸造实习、模具制作实习、熔炼与浇注实习等实践技能课程，通过实际操作提高学生的实践能力。

3. 专业选修课程：根据学生的兴趣和发展方向，设置一些专业选修课程，如特种铸造工艺与设备、特种铸造材料等，以拓宽学生的知识面。

四、教学方法特种铸造教学大纲的教学方法应注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和问题解决能力。

具体教学方法包括以下几个方面：1. 理论授课：采用讲授、互动讨论等方式，让学生掌握特种铸造的基本理论知识。

2. 实践操作：通过实验、实习等方式，让学生亲自操作特种铸造设备，掌握铸造工艺的实际操作技能。

3. 课堂案例分析：通过分析实际案例，让学生学会分析和解决特种铸造过程中出现的问题，培养学生的问题解决能力。

五、考核评价特种铸造教学大纲的考核评价应注重学生的综合能力和实践能力的培养。