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江苏自学考试机械制造基础教材大纲

2006-11-16 11:34   【 】【我要纠错

  扬州大学编 (高纲号 0466)

  一、课程的基本要求

  1.课程的性质

  机械制造基础是高等工科院校机械类专业与近机类专业学生必须学习的技术基础课。它是研究机械零件的制造方法,即研究零件从选择材料、毛坯制造、一直加工至成品的综合性课程。

  2.课程的目的和任务

  考生通过对机械工程材料及铸造、压力加工、焊接、切削加工等内容的学习。了解和掌握常用机械工程材料的性质和机械零件加工工艺的基础知识,为学习其它有关课程,并为以后从事涉及机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的加工工艺基础。

  3.课程的基本要求

  (1)了解常用机械工程材料的一般性能(主要为力学性能)、应用范围和选用原则。

  (2)掌握各种主要加工方法的基本工艺理论和工艺特点,具有选择毛坯、零件加工方法的基本知识和能力。

  (3)初步了解常用金属的工艺性能和零件的结构工艺性。

  (4)一般了解各种主要加工方法所用设备。

  二、本课程与其它课程的联系

  机械制造基础是一门综合性的技术基础课;学习本课程应有一定的实践知识。学习本课程之前或在学习过程中,应到机械制造工厂进行一次多工种、全面的认识实习。对于主要工种的基本操作应全面了解,并争取有一定的动手机会,以便获得零件加工的实践知识。

  学习本课程之前应学习机械制图课程,具备工程机械制图的识图和绘图能力,并具有公差与配合,加工精度和表面粗糙度的基本知识。本课程的内容同机械原理与机械设计课程联系密切,两门课程最好同时学习,可以相辅相成之效。

  三、自学考试内容

  (一)机械工程材料

  1.金属和合金的力学性能(强度、硬度、刚度、弹性、塑性、冲击韧性等)。

  2.金属的晶体结构和结晶过程:金属的晶体结构,晶体的基本类型。金属的结晶。金属晶粒大小对金属性能的影响。金属的同素异晶转变。合金的结构与二元合金相图。

  3.铁碳合金:铁碳合金的基本组织。铁碳合金状态图的基本概念。任一成分铁碳合金(主要是碳钢)的结晶过程和组织。杠杆定律的应用。铁碳合金的成分、组织、性能间的关系。碳和杂质对碳钢机械性能的影响。

  4.钢的热处理:钢在加热和冷却时的组织转变。钢的退火、正火、淬火、回火、表面处理等热处理方法的实质、工艺特点和应用范围。

  5.常用金属材料的分类、编号、热处理特点和应用(碳钢、铸铁、合金钢、铜合金、铝合金)。

  6.非金属材料:常用高分子材料的种类、特性、成形方法、选用原则。陶瓷、复合材料的基本知识。

  (二)铸造

  1.铸造的基本概念和工艺特点:基本造型方法的分析比较。铸造生产的工艺过程和工艺特点。铸造工艺方案的基本内容。机器造型的概念。

  2.合金的铸造性能:合金的充型能力及对铸件质量的影响。影响合金充型能力的主要因素。合金的收缩。铸件缩孔的形成及防止。铸件内应力、变形、裂纹的形成及防止,偏析对铸件质量的影响。

  3.铸铁件的生产:普通灰口铸铁的化学成分、组织与性能。普通灰口铸铁的铸造性能。孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的铸造性能、生产特点、组织与性能、热处理工艺及应用范围。

  4.钢铸件及有色合金铸件的生产:钢铸件、铜合金铸件、铝合金铸件的铸造性能、生产特点及应用。

  5.铸件的结构设计:合金的铸造性能、铸造工艺对铸件结构设计的要求。

  6.特种铸造:金属型铸造、熔模铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造的工艺特点和应用范围。

  (三)压力加工

  1.金属的塑性变形:金属塑性变形的实质,单晶体和多晶体的塑性变形。金属的加工硬化与再结晶。金属的冷塑性变形对组织结构和性能的影响。金属的热塑性变形对组织结构和性能的影响。金属的可锻性及影响可锻性的因素。

  2.自由锻:自由锻基本工序,自由锻工艺规程的内容和制定。自由锻典型锻件的工艺过程:自由锻锻件的结构工艺性。

  3.模型锻造:模型锻造的特点。锤上模锻锻件图的内容和制定,模膛的种类及作用。典型模锻件的工艺过程,锤上模锻件的结构工艺性。胎模锻的特点,胎模种类。胎模锻锻造工艺。

  4.板料冲压:板料冲压的特点和应用。板料冲压的基本工序。典型冲压件的工艺过程。冲压零件的结构工艺性。

  (四)焊接

  1.概述:焊接的实质和特点。焊接方法的分类。焊接在工业中的应用。

  2.熔化焊:手工电弧焊的焊接过程。焊接电弧。电弧焊的焊接冶金特点及其对焊缝性能的影响。电焊条的作用及选用。焊缝和热影响区的组织变化及其对焊接接头性能的影响。焊接应力与变形产生的原因以及减少和消除的方法。埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊及电渣焊的焊接特点及应用范围。

  3.压力焊:电阻焊的实质。对焊、点焊及缝焊的工艺特点和应用范围。摩擦焊的简单原理和应用概况。

  4.钎焊:钎焊的实质和应用范围。钎焊的钎料及熔剂、接头型式和加热方法。

  5.常用金属材料的焊接:可焊性的概念及估算钢材可焊性的方法。各种材料的焊接特点。

  6.焊接结构设计:焊接结构材料的选择,焊接方法的选择,焊缝的布置,接头型式的选择。

  (五)切削加工

  1.金属切削加工的基础知识:切削运动、切削用量及切削层几何参数。埘刀具材料的基本要求和常用的刀具材料。车刀的基本构造和主要几何参数(γ0、α0、κr‘、κr、λs),车刀的工作角度。切屑的形成过程及种类。积屑瘤、切削力、切削热。刀具磨损的概念。切削液的作用和选用。材料切削加工性的概念。

  2.金属切削机床的基本知识:机床的类型和基本构造。各种机床的主运动和进给运动。

  3.常用加工方法综述:车削加工、钻削加工、刨削加工、插削和拉削加工、铣削加工、磨削加工和光整加工(研磨、珩磨)的工艺特点、加工内容和应用范围。

  4.典型表面加工分析:外圆、孔、半面的加工方案,成型面、螺纹的加工方法,铣齿、插齿、滚齿的特点和应用。剃齿、珩齿、磨齿的原理及大致应用。

  5.零件的结构工艺性:切削加工对零件结构工艺性的要求。

  四、对自学考试内容的说明

  (一)机械工程材料

  1.金属材料的力学性能。应了解金属材料力学性能各项具体指标(强度、硬度、刚度与弹性、塑性、冲击韧性等)的物理意义。在以后各篇章中经常运用或涉及金属的力学性能。因此。了解金属的力学性能可为改进生产工艺、提高产品质量、正确选择和使用金属材料提供可靠依据。

  2.金属的晶体结构和结晶过程

  首先学习金属的晶体结构,了解晶体与非晶体的区别,以及金属作为晶体所表现的固有特性。结合纯铁了解用“晶格”来描述晶体的结构,掌握面心立方晶格和体心立方晶格。对于金属的显微组织,可结合纯铁了解金属的多晶体结构。

  金属的结晶过程应理解冷却曲线和过冷度的简单物理含义。了解金属结晶过程和控制晶粒大小的工艺措施。

  结合纯铁学习掌握同索异晶转变,可为学习热处理中的相变重结晶打下基础。

  合金的结构和相图应了解合金与纯金属的异同,结合铁碳合金掌握合金的相结构(固溶体、化合物)。

  了解相图的建立,能析分匀晶、共晶、共析等相图。掌握相图与合金性能(力学性能、工艺性能、物理性能)的关系。

  3.铁碳合金  应首先了解铁碳合金的三种基本相,即铁素体(F)、奥氏体(A)、渗碳体(F3C)的显微组织和力学性能。了解铁碳合金状态图上各相区的组织,掌握相图中各主要点、线的意义,能应用相图分析钢的结晶过程,并应用杠杆定律计算相组成物与组织组成物的相对量。了解含碳量对钢的组织和力学性能的影响。

  4.热处理应首先理解热处理的概念,为了掌握碳钢在热处理过程中组织转变的特点,对奥氏体在加热与冷却过程中的组织转变应有一定了解,应能掌握与应用共析钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续冷却曲线。着重掌握退火、正火、淬火、回火、表面淬火、渗碳、氮化的目的、工艺原理、工艺特点及其应用。

  5.常用金属材料应着重了解碳钢、合金钢、铸铁、有色金属(铜合金、铝合金)的分类、编号、性能、热处理特点以及使用范围。铸铁和有色金属铸造合金可结合《铸造生产》学习。

  6.非金属材料  应一般了解机械工程中常用高分子材料、陶瓷材料和复合材料的分类和性能。

  (二)铸造

  1.为了获得有关铸造生产的基本概念,应首先了解砂型铸造的各种基本造型方法(整模、分模、活块、挖砂、假箱、三箱造型等)。并对各种基木造型方法进行综合分析比较。了解铸造生产的工艺过程和生产特点。

  了解铸造工艺方案的制定,能定性地绘出简单铸件的铸造工艺图(浇注位置、分型面、机械加工余量、拔模斜度、铸造圆角、型芯和型芯座)。

  对机器造型了解一般概念即可。

  2.合金的铸造性能是铸造工艺原理的基本内容。应了解铸造性能(流动性、收缩性、合金的偏析)的一般概念和影响因素,特别是影响铸造性能的工艺条件。了解铸造性能对铸造工艺和铸件质量的影响,以及铸造性能对铸件结构设计的要求。学习本章可以结合典型例题重点理解浇不足、缩孔(缩松)、裂纹和变形等产生的原因和防止措施。

  3.铸铁件的生产应以灰口铸铁为重点,首先应了解灰口铸铁的组织,即基体和石墨化对铸铁性能的影响,了解化学成分和冷却速度对灰口铸铁石墨化的影响,进一步理解提高铸铁强度的途径。了解孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的生产特点。了解各种铸铁的铸造性能。了解各类铸铁的力学性能、应用范围和选用原则。

  对铸铁的熔炼(冲天炉)有一般了解即可。

  4.钢铸件及有色合金(铜合金、铝合金)铸件的生产应学习铸造性能、铸造生产的工艺特点及在熔炼方面的特殊要求。了解它们的性能和应用。

  5.铸件的结构设计主要学习铸造工艺、合金的铸造性能对结构设计的要求,可结合例题综合分析,初步掌握合理设计简单铸件的原则和方法。

  6.特种铸造应对金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造、低压铸造等铸造方法的生产特点和应用范围有一定的了解。其它新型铸造方法可以从简。

  (三)压力加工

  1.首先应学习金属塑性变形的实质,包括单晶和多晶体的塑性变形。了解冷、热塑性变形的概念及对金属的组织结构和力学性能的影响,金属的加工硬化及其在生产中的应用。对于锻造比和锻件纤维组织要掌握基本概念。了解金属材料的可锻性以及影响可锻性的因素。

  2.了解自由锻的特点、应用及基本工序。了解碳钢的加热和锻造温度范围。结合典型自由锻件的工艺过程了解自由锻工艺规程的内容和要求,能绘制简单锻件的锻件图。通过实例分析自由锻锻件的结构工艺性。

  3.在学习总结自由锻的基础上了解模型锻造的工艺特点及应用,并以锤上模锻为主,了解锻件图的内容和要求,能绘制简单锻件的模锻件图。了解模膛的种类及作用、典型锻件的工艺过程。结合实例分析模锻件的结构工艺性。了解胎模锻的特点,扣模、简模及合模的应用,了解胎模锻的锻造工序。

  4.了解板料冲压的特点、种类及应用。了解落料、冲孔、弯曲、拉深等基本工序的实质,影响冲压件质量的主要因素及保证质量的措施。结合典型冲压件掌握冲压工序的综合应用。对冲模结构和冲压件的结构工艺性只作一般了解。

  (四)焊接

  应以熔化焊为主,手工电弧焊为重点,并以低碳钢作为主要焊接结构材料进行学习。

  1.熔化焊

  首先应了解电弧焊的焊接过程。了解焊接电弧的产生、结构、电弧热量的分布。

  了解焊接冶金过程特点,分析其埘焊缝性能的影响及保证焊接质量应采取的措施。掌握焊条的种类、作用和选用原则。

  了解低碳钢焊接接头的组织变化。了解简单构件焊接应力和变形的产生原因,防止和减少焊接应力和变形的工艺措施。

  了解埋弧自动焊、CO2气体保护焊、氩弧焊、电渣焊的特点和应用范围。

  2.压力焊

  应以电阻焊为重点,了解对焊、缝焊、点焊的焊接工艺特点及应用。

  对电阻焊的设备和摩擦焊可以从简。

  3.钎焊

  主要了解钉焊的焊接实质、种类及应用范围,了解钎焊熔剂的作用、接头型式、加热方法。

  4.了解常用金属(碳钢、低合金钢、铸铁、铝合金、铜合金)的可焊性和焊接工艺要求。

  5.初步掌握焊接结构材料和焊接方法的选择。初步了解接头型式及如何合理的布置焊缝位置。能判断简单焊接件的结构是否合理,并能分析原因。

  初步了解常用的焊接质量检验方法。

  (五)切削加工

  1.了解切削运动、切削要素、刀具、金属切削过程中的物理现象。

  (1)关于切削运动和切削加工的基本型式可在参观和实习的认识基础上进行总结讨论,掌握基本概念。

  (2)对刀具材料的分类和使用要求具有基本知识。刀具可以车刀为代表。了解其基本构造和主要几何参数(γ0、α0、κr‘、κr、λs)的定义和作用,了解车刀安装高低对工作角度的影响)。

  (3)了解金属切削过程的实质,切屑的种类及影响因素,积屑瘤、切削力、切削热的产生原因及对切削加工的影响,切削液的作用和选用原则。

  (4)对刀具磨损、材料的可切削性只作一般性的了解。

  2.初步掌握常用机床的主运动和进给运动。初步了解常用机床的大致结构。

  3.了解常用各种加工方法的加工内容、加工特点和应用范围。(此部分内容应联系生产实习进行学习。)

  4.初步掌握各种表面的加工方案。能够根据零件的结构、精度及表面精糙度的要求选择加工方案及机床。

  5.能判断切削加工的零件结构是否合理,并能分析其原因。

  五、对自学及考试方法的说明

  (一)机械制造基础是一门与生产实践密切联系的课程,考生必须在具有一定生产知识的基础上自学课程内容。为了取得一定的生产知识,可采取两种方法进行:

  1.参照全日制金工教学实习大纲到机械制造工厂的有关车间进行不少于3-4周的认识实习。

  2.按边实践边学习的方式,在自学某部分内容的同时按教学实习大纲内容到有关车间进行实习,总时数仍不应少于3-4周。

  (二)本课程5学分,相当于全日制高等专科学校课内90学时,学完本课程约需240小时,各篇章的时数分配建议如下:

课 程 内 容  自学时数  各篇时数总计 
(一)绪论  2  2 
(二)工程材料     70 
1、金属材料的力学性能  4   
2、金属的晶体结构和结晶过程  12   
3、铁碳合金  10   
4、钢的热处理  20   
5、常用金属材料的分类、编号和应用  18   
6、非金属材料与复合材料  6   
(三)铸造    40 
1、铸造的基本概念和工艺特点  8   
2、合金的铸造性能  8   
3、铸铁件的生产  8   
4、铸钢件和有色合金铸件的生产  6   
5、铸件的结构设计和工艺分析  6   
6、特种铸种  4   
(四)压力加工    30 
1、金属的塑性变性  6   
2、自由锻造  6   
3、模型锻造  12   
4、板料冲压  6   
(五)焊接    30 
1、焊接的基本概念  1   
2、熔化焊的基本知识  12   
3、压力焊  4   
4、钎焊  2   
5、焊接零件的结构设计  5   
6、常用金属材料的焊接  6   
(六)切削加工    68 
1、金属切削加工的基础知识  20   
2、金属切削机床的基础知识  4   
3、各种加工方法的工艺特点加工内容和应用范围  24   
4、典型表面加工分析  14   
5、零件的结构工艺性  6   
总 计    240 

  (三)机械制造基础内容广泛,又和生产实际密切相关,初学者感到内容庞杂,难于深入,学完之后又会感到不易掌握,因之建议:

  1.学习时首先要强调联系实际,从生产实践中观察认识,联系大纲内容进行分析讨论,写好自学笔记,防止游览即过,浮于表面。

  2.学习每章每节都要按自学大纲和说明的要求,结合教材上的思考题进行自我检查,写出本篇章的学习小结。

  3.学习过程中不能偏重于知识的死记硬背,结果会获益甚浅。在学习每章每节时都要结合生产中具体问题进行综合比较,以求搞清问题实质,达到纲要求。

  (四)本课程自学考试采取闭卷考试,考试时间为150分钟。按自学大纲规定的内容和说明广泛命题,试题侧重于各种加工工艺的基本概念和工艺原理以及解决一般简单生产和工艺问题的能力。

江苏省教育考试院

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