《精密成形技术》教学大纲.docx

精密成形技术教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码:03151351课程性质：专业选修课学分:2学分学时：32学时（理论48学时）先修课程：材料成形原理、冲压工艺及模具设计、塑料成型工艺及模具设计等后续课程：毕业实习、毕业设计适用专业：材料成型及控制工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明精密成形技术是材料成型及控制工程专业本科学生的专业选修课。本课程以金属挤压工艺相关知识为主，以金属锻造、轧制等工艺为辅，传授金属精密塑性成形技术的基本理论与方法，为学习其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，兼顾新技术、新工艺及其发展方向的介绍，培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：理解挤压工艺的基本类型，掌握挤压技术的特点；理解挤压的变形过程,掌握影响金属流动的因素，具备挤压成形缺陷分析与改进的基本能力。课程目标2：熟练挤压毛坯的制备、前期处理的内容及方法，掌握冷挤压力的图算法,具备设计冷挤压件图的能力，熟悉典型挤压模具的结构，掌握模具工作零件设计及其它辅助零件的设计。课程目标3：了解锻造、轧制等其他金属塑性成形技术的基本原理、特点及应用，以及先进塑性成形技术的发展现状及趋势，并帮助学生树立环保和可持续发展的绿色制造理念与意识。三、课程目标与毕业要求精密成形技术课程教学目标对材料成型及控制工程专业毕业要求的支撑见表I0表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识L2掌握材料成型领域基本原理和专业知识，能够将相关知识和数学模型方法用于分析课程目标1：理解挤压工艺的基本类型，掌握挤压技术的特点；理解挤压的变形过程，掌握影响M专业工程问题，并能够用于专业工程问题解决方案的比较和综合。金属流动的因素，具备挤压成形缺陷分析与改进的基本能力。2.问题分析2.1能够应用数学、自然科学的基本原理和数学模型方法，对材料成型及控制工程中的复杂工程问题及其关键环节进行识别、判断和正确表达。课程目标2：熟练挤压毛坯的制备、前期处理的内容及方法，掌握冷挤压力的图算法，具备设计冷挤压件图的能力，熟悉典型挤压模具的结构，掌握模具工作零件设计及其它辅助零件的设计。M3.设计/开发解决方案3.1能够分析和设计材料成型及控制工程领域复杂工程问题的解决方案，设计满足需求的零件、模具、设备和工艺流程，并具有一定的创新设计能力。课程目标2：熟练挤压毛坯的制备、前期处理的内容及方法，掌握冷挤压力的图算法，具备设计冷挤压件图的能力，熟悉典型挤压模具的结构，掌握模具工作零件设计及其它辅助零件的设计。H3.2能够在材料成型及控制工程领域复杂工程问题解决方案的设计和开发中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。课程目标3：了解锻造、轧制等其他金属塑性成形技术的基本原理、特点及应用，以及先进塑性成形技术的发展现状及趋势，并帮助学生树立环保和可持续发展的绿色制造理念与意识。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1 .概述及基本原理1.1 精密成形技术概述；1.2 挤压工艺概述；1.3 挤压基本原理；教学要求：了解塑性成形技术的概念、分类及应用；理解挤压工艺的概念、类型，掌握挤压工艺的特点，了解其发展历史及应用领域；理解并掌握挤压变形时金属的流动规律、流动特点；了解挤压时的应力、应变状态；理解附加应力、残余应力的产生原因及其对挤压造成的结果；理解挤压常见缺陷的产生原因和解决方法；了解挤压对金属组织和力学性能的影响。重点：塑性成形技术的概念、分类及应用；挤压变形的金属流动分析，挤压件的常见缺陷。难点：挤压变形时的应力与应变，挤压变形的附加应力与残余应力。612.冷挤压材料及挤压前准备教学要求：了解冷挤压常用的材料；理解并掌握各种冷挤压坯料的下料方法、特点及适用范围；222.1冷挤压常用材料；2.2冷挤压坯料的制备；2.3坯料的软化处理、表面处理及润滑。理解坯料在挤压前所需进行的表面处理内容及方法；理解黑色金属和有色金属常用的润滑方法，掌握碳钢和低合金钢的磷化皂化处理。重点：冷挤压坯料的制备，坯料的表面处理及润滑。难点：坯料的润滑。3.冷挤压力及冷挤压设备3.1 模具冷挤压力与行程的关系；3.2影响冷挤压力的主要因素；3.3冷挤压力的计算；3.4冷挤压设备的选择。教学要求：了解冷挤压力与挤压行程的关系曲线图，能分析该图形曲线的产生原因；理解影响冷挤压力的主要因素，能分析各种影响因素对冷挤压具体有何影响，并能对各种因素找出对应的优化措施来降低冷挤压力；了解冷挤压力的理论算法、经验公式算法，理解冷挤压力的国际工程师协会图算法和国内图算法，熟练掌握德国工程师协会图算法；通过分析冷挤压的特点来理解冷挤压对成形设备的要求，并具备初选挤压设备的能力。重点：冷挤压力的计算。难点：影响冷挤压力的主要因素。424.冷挤压加工工序设计4.1冷挤压零件的分类；4.2冷挤压件图的设计；4.3冷挤压许用变形程度；4.4不同挤压方法的一次成形范围；4.5冷挤压工艺方案的制订教学要求：了解适合于冷挤压的零件形状分类；理解冷挤压件图的设计要求，掌握冷挤压零件的结构工艺性要求，并初步具备判断工艺好坏的能力和改进措施；理解影响冷挤压许用变形程度的因素，掌握不同材料许用变形程度的查取方法；理解不同挤压方法的一次成形范围；理解并掌握冷挤压工艺方案的具体流程，并能初步制定出冷挤压工艺方案。重点：冷挤压件图的设计，不同挤压方法的一次成形范围，冷挤压工艺方案的制订。难点：冷挤压件图的设计。625.冷挤压模具设计5.1 冷挤压模具的结构及分类；5.2模具工作部分的设计；5.3预应力组合凹模的设计；5.4卸件和顶出装置的设计；5.5导向装置的设计；5.6压力垫板的设计；5.7凸模和凹模的紧固方法；5.8冷挤压模具材料及选用方法教学要求：理解冷挤压模具的结构组成与工作过程，掌握冷挤压模具装配图的读图方法，具备一定的模具识图读图能力；理解并掌握模具工作零部件的形状结构组成，能通过查表计算出各部分的尺寸；理解预应力组合凹模原理、特点及应用，掌握预应力组合凹模的选择方法，掌握预应力凹模各圈内外径和轴向、径向压合量的计算方法；理解组合凹模常用的组合方法；理解挤压模具的卸件和顶出装置、导向装置、压力垫板的作用，理解其选用或者设计、计算方法；了解冷挤压模具常用材料的牌号、特点及应用范围，初步具备冷挤压模具材料的选择能力。重点：冷挤压模具的结构，模具工作部分的设计，预应力组合凹模的设计。难点：预应力组合凹模的设计。826.其他精密塑性成形工艺6.1 锻造工艺概述；6.2轧制工艺概述；6.3塑性成形技术发展趋势教学要求：了解锻造、轧制等其他金属塑性成形技术的基本原理、特点及应用；了解先进塑性成形技术的发展现状及趋势。重点：锻造成形技术的原理、特点及应用；先进塑性成形技术的发展。难点：轧制成形技术的原理。63合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。以挤压工艺这种塑性成形技术为主，通过比较全面地、详细地学习挤压的概念、原理、成形工艺设计、计算、以及模具结构设计等知识，能够触类旁通地学习锻造、轧制等其他塑性成形技术。通过案例和视频资源,化抽象为具体,化感性认识为理性认识,加深对理论知识的理解、消化、吸收及应用；结合塑性成形技术的本质、先进的工艺、相关的国家战略规划，帮助学生树立环保和可持续发展的绿色制造理念与意识。六、课程资源1 .推荐教材：(I)贾俐俐.挤压工艺及模具M.北京：机械工业出版社,2019.(2)张水忠.挤压工艺及模具设计M.北京：化学工业出版社,2009.2 .参考书：(1)吕炎.精密塑性体积成形技术M.北京：国防工业出版社.2003.(2)中国机械工程学会塑性工程分会.塑性成形技术路线路图M.北京：中国科学技术出版社,2016.(3)郝滨海.挤压模具简明设计手册M.北京：化学工业出版社,2006.3 .期刊:(1)匡余华.控制凸轮挤压成形模优化设计J.锻压技术,2020,45(06):141-146.(2)辛亮亮.关节轴承挤压成形工艺多目标优化设计J.锻压技术,2019,44(07):79-85.(3)陆子川.航天用钛合金及其精密成形技术研究进展J.宇航材料工艺，2020,50(04):1-7.(4)王威.航空发动机涡轮叶片精密成形技术分析J.科技创新与应用，2020(16):139-140.(5) ZOUWZ.TheapplicationandprospectoftitaniumandtitaniumalloysintheaerospaceindustryJ.ChinaNonferrousMetals,2016(01):70-71.4 .网络资源：(1)郑红梅.材料成形技术基础国家级精品在线开放课.2018.https:/www.icourse163.org/course/HFUT-1452936169?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_(2)张万红.金属材料成形基础国家级精品资源共享课程.2013.https:/www.icourse163.orgcourseHAUST-1001796014?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3o表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现12(1)根据课堂互动和课堂回答问题等情况进行考核，满分100分。(2)以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。255平时作业12(1)主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；(2)每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。(3)以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。444章节测验16(1)主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；(2)每次测验单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。(3)以章节测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。664期末大作业60(1)通过期末大作业，主要考核学生对各章节知识点的融会贯通和综合应用能力，满分100分；(2)以大作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。(3)大作业的内容可以是挤压模具的结构设计、设计说明书，或者是其他塑性成形技术相关内容。12408合计：100分245521八、考核与成绩评定L考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、平时作业、章节测验、期末大作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末大作业成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末大作业成绩为100分（权重60%）；课堂表现、平时作业、章节测验等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末大作业分值分配与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重（%）100>x9090>x8080>x7070>x60x<60课堂表现30积极参与教学活动,踊跃回答问题,准确率大于90%o认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%o偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%o上课不认真，偶尔参与教学活动。上课不认真，不参与教学活动。平时作业30作业完整,思路清晰,准确率大于90%,字迹工整。作业完整，准确率大于80%,字迹工整。不交作业2次以内，准确率大于70%o不交作业3次以内，准确率大于60%o不交作业4次以上，准确率小于60%o章节测验40准确率大于90%,字迹工整。准确率大于80%,字迹工整。准确率大于70%o准确率大于60%o准确率小于60%o