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课程名称: 机械制造基础(金工实习)
课程代码: ME037
学 分 / 学 时: 2 / 24
适用专业: 非机类
先修课程: 无
后续课程: 无
开课单位: 工程训练中心
一、课程性质和教学目标
课程性质:金工实习是一门实践性的基础技术课,课程涉及机械制造热加工和机械制造冷加工、现代数字加工等众多内容。
教学目标:在实践中接受工程实验的基本训练(毕业要求3.5),使学生对典型的工业产品的结构、制造过程有一个完整的体验和认识;并结合典型产品的制造加工过程,对学生进行基本操作技能的训练,使学生了解机械产品的制造方法和工艺过程,建立现代工业生产数字化加工、计算机辅助设计与制造的基本概念,拓宽学生的工程知识,在实践中使学生的自身素质得以全面提高。另外,通过团队实验,学生们在与团队其它成员有效沟通、听取反馈,综合团队成员的意见,并进行合理决策方面也得到有效锻炼(毕业要求9.3)。
二、课程教学内容及学时分配
教学内容分为传统机械制造方法实践、现代机械制造技术实践、辅助制造及创新制作实践三大部分。教学内容包括:传统制造技术的车削加工、铣削加工、磨削加工、钳工、热加工工艺及热处理、铸造、焊接(切割焊接)和现代制造技术的数控车削(斜床身数控车削)、数控铣削(加工中心)、线切割、电蚀加工、激光加工、快速成型以及计算机辅助设计与制造CAD、CAM、创新(慧鱼模型搭建)、测量技术、三坐标测量 19个实训项目,各实践项目有具体教学要求。
结合专业特点,选取下表的4~6项训练项目(24学时)进行实践训练,教学内容与要求如下表。
教学内容 |
学时 |
课堂教学 |
作业及 要求 |
实验及要求 |
(一)车削加工 1、熟悉车削加工的基本知识、车削加工的工艺特点及加工范围; 2、了解零件加工精度,切削用量与加工经济性的相互关系; 3、了解车床型号的种类,掌握卧式车床名称、主要组成部分及其作用。 |
6 |
第一项: 冷加工
选择6课时项目 |
完成所选项目实习报告 |
1、熟悉机床,安装刀具,; 2、车端面、车外圆的加工操作方法,测量工具的使用。 |
(二)钳工基本操作 了解各种基本操作的概念、工艺特点及应用。 |
6 |
1、掌握划线、锯削、錾削、锉削的基本知识和方法。 2、手锤加工制作。 |
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(三)钻孔与装配 1、了解钻床的工作原理、钻削、攻丝的工艺特点、工艺过程; 2、熟悉机器与部件的装配类型、联结形式、装配工艺次序、公差与配合的基本概念。 |
6~12 |
1、掌握在钻床上进行孔加工和手工攻丝、机械攻丝的基本操作方法; 2、掌握螺纹连接、键连接、滚动轴承的拆卸与装配方法; 3、根据装配图,正确使用工具,完成中等复杂程度机器的装配与试车。 |
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(四)铣削加工 1、了解铣床的型号、种类、基本组成及各手柄的作用; 2、熟悉铣削加工的工艺特点及加工范围; 3、铣床副件的构造与作用。 |
3 |
1、合理选择切削用量和切削参数; 2、掌握工件的加工方法和简单分度计算。 |
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(五) 磨削加工 1、了解磨床的型号、种类、基本组成、液压传动系统、正确使用冷却液; 2、熟悉磨削加工的工艺特点及应用范围; 3、了解砂轮的组成、切削功能及选用; |
3 |
掌握平面磨、外圆磨削的加工方法以及工件的测量与精度控制方法。 |
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(六)测量技术 了解测量在机械加工中所起的作用及其重要性。 |
3 |
掌握部分精密测量仪器:量块、正弦规、偏摆仪、粗糙度仪、投影立式光学计、万能工具显微镜等测量仪器的使用方法及其应用。 |
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(一)热加工工艺与热处理 1、了解机械制造热加工常用的加工方法、工艺特点及应用范围,重点了解热处理的原理和方法,理解热处理工艺对提高金属材料性能,延长零件寿命的重要意义; 2、能够根据火花鉴别低碳钢、中碳钢、高碳钢材料,能进行零件的退火、正火、淬火、回火处理操作。 |
6 |
第二项 热加工
选择6课时项目 |
完成所选项目实习报告 |
1、在砂轮机上根据火花鉴别低、中、高碳钢材料; 2、工件的退火、正火、淬火、回火处理操作,将45、40Cr材料的零件进行调质(淬火+高温回火)处理; 3、对淬火前、淬火后、回火后零件进行硬度检验; 4、金属显微组织观察; 5、工件表面发黑处理操作; 6、观看锻压加工录象剪辑; 7、消失模系统操作演示。 |
(二)焊接 1、了解手工电弧焊和气焊工艺设备,以及设备的结构原理; 2、了解电焊条的组成和作用,熟悉电焊机、焊条、焊接电流选择,焊接空间位置以及焊接接头的形式。 |
6 |
1、学会焊炬使用和氧气、乙炔的调节 2、掌握电弧焊机电流调节和基本的手工电弧焊和气焊操作方法与运条手势。 |
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(三)铸造 了解铸造生产工艺过程、特点及其在机械制造中的地位,了解砂型造型材料的组成及性能,掌握基本的铸造知识和操作技能。
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6 |
掌握各种手工造型方法包括整体模、分开模、挖砂、假箱、刮板等造型的操作步骤和常用特种铸造方法的工艺特点和适应范围, |
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(一)数控铣床 1、了解数控铣床的组成、特点及应用; 2、掌握数控编程的概念、种类、程序的结构与格式、坐标系和编程零点、被加工零件的工艺分析等编程基础; 3、掌握常用功能的编程方法。 |
6 |
第三项 先进制造技术
选择6~12课时项目 |
完成所选项目实习报告 |
1、学生构思设计零件、画出零件图,按零件图编制程序。 2、机床操作,工件与刀具的正确安装与调试等操作方法。 3、通过网络通讯传输所编制程序,并进行操作加工。 |
(二)加工中心 1、了解加工中心的组成、特点及应用; 2、掌握数控编程的概念,机床坐标系与工件坐标系的确定; 3、掌握数控加工中心的一般编程方法和技巧,掌握常用的准备功能、辅助功能和其它功能的正确使用、掌握程序输入、存储与编辑; 4、利用编程助手软件进行仿真加工、掌握网络通讯传输加工方法。 |
6 |
独立完成一个零件从设计、绘图、编程到最后加工完成的整个过程。 1、学生构思设计零件、画出零件图并编制程序 2、工件与刀具的正确安装与调试等操作方法; 3、编程助手软件仿真加工、网络通讯传输、机床加工方法。 |
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(三)数控车床 1、了解数控车床(斜床身数控车床)的组成、特点及应用; 2、掌握数控编程的概念、种类、程序的结构与格式、坐标系和编程零点、被加工零件的工艺分析等编程基础; 3、掌握常用功能的编程方法。 |
6 |
1、学生构思设计零件、画出零件图、按零件图编制程序。 2、机床操作,工件与刀具的正确安装与调试等操作方法,并按所编制的程序进行加工。 |
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(四)线切割/电火花加工 1、了解线切割加工、电火花成型加工的工作原理、工艺特点及应用范围; 2、了解线切割机床TP7725(Z)、电火花成型加工机床的基本组成及各部分功用; 3、熟悉线切割加工自动编程方法和软件的应用; 4、掌握线切割加工工艺及操作方法; 5、熟悉放电加工中的主要影响因素; 6、掌握数控电火花成型加工工艺及操作方法。 |
6 |
1、学生构思设计零件、画出零件图、按零件图编制程序并操作加工; 2、工件与工具电极的安装与调试,机床坐标系与工件坐标系的确定。 3、根据图纸要求编制程序,程序输入选定参数加工成型; 4、工件与工具电极的安装与调试,机床坐标系与工件坐标系的确定。 |
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(五)快速成型 1、初步了解和掌握快速成形技术的原理和种类以及成形工艺流程 2、设计出模型后进行快速成形,完成最后的打磨与组装。 |
6 |
1、构思设计模型的二维草图和三维模型图。 2、快速原型机的操作、软件使用即快速原型件制作。 |
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(六)激光加工 1、初步了解激光加工特点及应用,了解激光刻绘机床的工作原理、构造及作用; 2、初步掌握绘图方法和激光雕刻机的操作。 |
3 |
1、学生构思设计、绘制刻绘图形、模拟加工、修改程序。 2、机床操作,参数设置,按所编制的程序进行加工。 |
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(七)三坐标测量 1、关节臂测量仪的使用方法; 2、RationalDMIS软件的操作、测头的标定、坐标系的建立、形位公差的正确测量。 |
6 |
1、运用常规量具对零件进行测量; 2、运用关节臂测量仪测得的图纸中所需的形位公差; 3、按所给图纸要求,运用RationalDMIS软件安排测量步骤,测量要求尺寸,出测量报告。 |
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(一)CAM 1、掌握Mastercam.8的界面、系统设置及数据交换等基础知识; 2、熟练掌握基本绘图、图形编辑、图形标注等知识; 3、熟练掌握外形、挖槽、钻孔和文字图案雕刻等零件的刀具路径(NCI)编制; 4、掌握后置处理转换成数控机床控制系统能接受的NC程式的方法和DNC加工参数设置、网络通讯传输加工方法。 |
6 |
第四项 辅助制造及创新制作实践
选择0~6学时项目 |
完成所选项目实习报告 |
1、绘制两维图形; 2、两维加工,刀具路径的编制,内容包括外形、挖槽、钻孔和文字图案雕刻等模拟加工,生成程序,网络通讯传输设置。 |
(二) 慧鱼模型搭建(6学时) 1、通过对慧鱼模型的制作,对各种机械机构有形象、直观的了解,并能根据实际情况加以综合灵活应用; 2、能用慧鱼模型制作出具有特定功能的机器人及自动装置,并用LLwin编程软件对模型进行编程控制; 通过慧鱼模型的搭建与编程控制使学生了解机电控制的各种方法和技巧。 |
6 |
1、搭建基础模型并进行编程控制(包括交通灯模型、马达控制、四则运算、二进制换算); 2、搭建卷扬机模型并进行编程控制; |
三、教学方法
课程强调以实践教学为主,学生按各项目要求完成零件的加工制作或设计等。
课程采用“做中学,学中做”的实践教学模式,综合运用理论讲授、示范演示、动手实践、作设计方案、小组讨论、课堂展示等多种训练手段。
四、考核及成绩评定方式
注重过程考核。
1、实习过程成绩为基础训练项目的综合成绩,包含出勤考核,出勤的具体考核要求参见《上海交通大学工程训练中心教学实习手册》。
2、各项目实习成绩评定方法见《上海交通大学工程训练中心教学实习手册》。
五、教材及参考书目
教材:
[1] 鞠鲁粤.机械制造基础(第5版). 上海:上海交通大学出版社,2009.
参考书目:
[1] 曲凌. 慧鱼创意机器人设计与实践教程. 上海:上海交通大学出版社,2007.
[2] 上海交通大学工程训练中心自编. 数控车床(讲义). 2001.
[3] 上海交通大学工程训练中心自编. 数控铣床(讲义). 2001.
[4] 上海交通大学工程训练中心自编. 电蚀加工(讲义). 2000.
课程组教师名单:范成杰、陈文磊、朱永红、严志华、凤玉明、秦军华、丁华萍、吴亚文、杨晓平、魏彬、凤志良、凤德明、夏建明、陈冲、汤国亮、夏爱明、郭建福、乔秀其、李翠超、张拥军、徐琴芳、何伟、沈幸平、朱玉蔚、徐巍、金晔、黄蓓蕾、曲凌、陶波
大纲执笔: 张培艳