精品机械制造技术基础教学大纲.docx

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精品机械制造技术基础教学大纲

机械制造技术基础教学大纲

《机械工械工程导论》教学大纲（草拟）

适用专业：

机械电子工程

课程编号：

总学时：

72实践学时：

8学分：

4

第一部分使用说明

一.课程的性质、地位和教学目标

1.课程性质、地位

《机械工程导论》是本专业的一门专业选修课课。

作为机械电子类学生来说，了解机械工程领域的相关技术,有利于学生的可持续发展。

本课程主要入门性地介绍机械工程领域所涉及的一些基本知识、理论和技术、分析问题、解决问题的方法。

从而使学生具有一定的专业视野。

2.课程对象

以通识课程为目标，针对所有类别的机械类专业的学生

3．教学目标

学生通过本课程的学习应达到以下要求：

1）使学生了解机械工程的发展历程。

2）使学生了解机械工程领域所涉及的基本理论和基本方法；

3）使学生了解机械工程领域中目前正大力发展的典型技术；

4）使学生了解机械工程的发展趋势；

通过对本门课程的学习，使学生对机械工程领域有一个全面的了解，为后续课程和未来的发展打下良好的基础。

二.教学要求

1.通俗地介绍机械工程的发展历程。

2.对基本理论、方法和技术等相关内容的讲解，不强调具体问题的解决，强调针对现实生活中各类实际问题在机械制造领域的解决途经和相关领域的技术介绍。

3.采用新媒体的示教方法，摆脱传统电视教育的模式。

4.力求采用包括视频、动画、音频在内的各种媒体方法的运用，提高学生的上课乐趣。

三.实施说明

1.成绩考核方法

本课程为专业选修课，为考试课。

为了准确考核学生对本课程的学习和掌握情况，总评成绩可按下式给出：

总评成绩=记分作业×30%+大作业×20%﹢考试成绩×50%。

记分作业和大作业综合成形成性考核成绩，占总成绩的50%。

2.教学方法、教学手段

1）讲授本课程时应结合课程特点增强直观教学，尽量采用模型、实物及多媒体演示等，以提高教学效果。

2）在教学过程中，采用提问的方式，培养学生独立思考能力，引导学生对所学的知识进行比较和总结，抓住重点、特点，巩固所学知识。

3）现场教学。

教师在现场环境中边讲理论边进行演示，让学生在边学边动手的过程中理解掌握知识。

4）结合课程内容适当布置作业和思考题，使学生巩固已学知识，并能运用这些知识去解决实际问题。

5）适当组织学生到大型企业参观，扩大学生的知识面。

四.课内实践环节的要求

本课程安排8学时学生自行实践，通过实践，使学生发现现实生活工作中的机械工程知识，最后完成一份大作业。

作业要求：

围绕学生本职工作内容、或者本人学习研究的兴趣，分别拍摄相应的视频、或者动画、或者图片，要求用一个或者若干个实例，阐述其涉及的专题内容，可以从第2章、第3章、第4章的内容中进行选择，可视画面要求能够反映现实中基本情况、突出体现专题内容，每个专题视频时间不少于3min、或者有效可视画面不少于30页，每个专题配以不少于1000字的文字说明，反映学生对专题内容的理解、看法、建议或新的想法。

视频分辨率不低于640*480，最好采用高清形式（HD：

480P，或者720P，最好1080P），格式为通用的avi或mp4。

可视画面采用PowerPoint格式。

考核要求：

上交考试材料后，教师根据具体内容对学生通过面谈或邮件进行书面提问，并要求学生进行针对性书面回答。

五.作业要求

1、本课程总成绩由形成性考核成绩、实践大作业和期末考试成绩三部分组成。

其中形成性考核成绩占30%，实践大作业占20%，期末考试成绩占50%。

2、形成性考核成绩由2次形考作业。

2次记分作业各占50%，教师批改提交成绩单。

实践大作业教师批改，提交成绩单，并用光盘刻录学生作业提交总校。

3、辅导教师对学生作业应全批全改，并要写出有针对性的评语，供学生正确理解课程和作业的内容和要求。

对于作业中反映出的共性问题，可集中进行讲解。

在完成记分作业的前提下，辅导教师还可根据学生学习的实际情况，再布置一些有针对性的作业，作为对记分作业的补充，供学生更好地掌握学习内容。

六.本课程与其它课程的联系

《机械工程导论》是本专业的一门专业选修课课。

作为机械电子类学生来说，了解机械工程领域的相关技术,有利于学生的可持续发展。

本课程主要入门性地介绍机械工程领域所涉及的一些基本知识、理论和技术、分析问题、解决问题的方法。

从而使学生具有一定的专业视野。

七.教材和参考书目

1.数控技术，严育才张福润主编，清华大学出版社，2012

2.数控技术，赵玉刚宋现春主编，机械工业出版社，2012

3.数控技术及应用，郑晓峰主编，机械工业出版社，2012

4.王成恩、郝永平、舒启林，产品生命周期建模与管理，科学出版社，2004．

5.创新的思维方法与实践，李明编著，上海科学普及出版社，2012

6.机械工程与技术创新——科技进步与现代文明丛书，谢黎明等编著，化学工业出版社，2005

7.程能林主编，《工业设计概论》（第3版），机械工业出版社，2013

8.刘杰段丽莎著，《产品设计基础》，高等教育出版社，2007

9.胡庆夕，林柳兰，吴镝.快速成型与快速模具实践教程.高等教育出版社，2011.8

10.王运赣.快速成形技术.武汉：

华中理工大学出版社，1999.9

11.莫建华.快速成形及快速模具.北京：

电子工业出版社，2006.7

12.WohlersReport2012,TerryT.Wohlers,WohlersAssociats,Inc,USA

13.张直明．滑动轴承流体动压润滑理论．高等教育出版社，1986

14.温诗铸，黄平．摩擦学原理（第2版）．清华大学出版社，2002

第二部分　教学内容纲要

第1章机械工程发展历程【2学时】

1.1古代

1.1.1中国

1.1.2国外

1.2近代

1.2.1动力机械与近代工业革命

1.2.2机械加工技术的发展

1.3现代

1.3.1现代机械工程发展

1.3.2专业化和综合化

1.3.3工作内容

1.3.4人才及职业发展

第2章机械工程中的基本理论和基本方法【20学时】

2.1研究力和运动的工程力学和流体力学

2.2研究金属和非金属材料的性能及其应用的工程材料学

2.3研究在外力作用下的应力、应变等的材料力学

1.课程内容

（1）材料力学的主要任务

（2）材料力学的基本概念及研究方法

（3）材料力学研究的主要内容

（4）材料力学的综合应用

2.教学要求：

（1）掌握强度、刚度、稳定性的概念及材料力学的主要任务。

（2）理解材料力学的研究对象、外力及内力、应力及应变的概念，了解材料的力学性能，熟悉强度计算的三种方法。

（3）熟悉轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲基本变形，理解组合变形、连接部分的强度及稳定性，了解疲劳破坏的概念。

（4）理解如何使用材料力学的知识解决实际问题。

3.教学重点和难点

重点：

强度、刚度、稳定性的概念，轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲基本变形及强度计算的方法。

难点：

组合变形的分析

2.4研究热能的产生、传导和转换的燃烧学、传热学和热力学

2.5研究摩擦、磨损和润滑的摩擦学

1、教学目的：

本课程要求对摩擦磨损润滑的基本应用、基础知识有所了解，熟悉摩擦磨损形成的原因和发展过程，接触该领域的研究热点前沿。

2、主要教学内容：

（1）摩擦学研究的对象、应用和意义

（2）摩擦的分类和摩擦理论

（3）磨损的定义、发展阶段、分类及形成机理

（4）润滑的定义、作用、流体动压润滑、弹性流体动压润滑、流体静压润滑

（5）微纳摩擦学，微机电系统与尺寸效应、空气阻尼作用

2.6研究机械中各构件间的相对运动的机构学

1.教学目的：

课程目的是使信息工程专业学生对机械原理和机械设计产生兴趣，能够理解机械运动的特点和变换过程，知道相关的机械构造。

在此基础上，逐步培养分析和设计能力，能够运用机构学理论求解物体运动位置，进而改进现有机构和创造出新的机构。

2.教学要求：

（6）学会观察各种类型的机械运动

（7）能够分析和描述各种机械构造

（8）理解在机械装置内部的运动变换过程

（9）初步掌握求解物体运动位置的方法

（10）了解计算机程序在机构分析与设计中的作用

3.教学内容：

（1）平动、旋转运动和平面一般运动

（2）输入运动、输出运动和运动转换

（3）构件之间的连接与运动副

（4）用作图法求解物体的运动位置

（5）用计算法求解物体的运动位置

2.7研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学

2.8研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学

2.9研究金属和非金属快速成型的增量制造理论

1、教学内容

（6）了解3D打印的基本知识和基本原理；

（7）了解数据处理的作用和处理方法；

（8）熟悉各种3D打印的加工工艺原理，掌握各种3D打印的特点；

（9）熟悉各种3D打印方法的加工方法，以及相应的各个领域的应用。

2.教学要求

（1）了解3D打印的历史和发展、基本知识和基本原理；

（2）了解数据处理的方法；

（3）了解3D打印加工的工艺方法，以及各种3D打印的加工工艺原理；

（4）了解各种3D打印工艺的特点，以及相应的各个领域的应用。

2.10研究机械自动化的控制理论

目的要求：

了解机械自动化控制系统的一般概念和在机械工程中地位。

1、教学内容：

（5）自动控制系统及其任务

（6）控制的基本方式

（7）开环控制，闭环（反馈）控制

（8）负反馈控制原理

（9）自动控制系统的基本组成及分类

（10）对控制系统的基本要求

2、重点

（1）要求学生了解自动控制系统的基本概念、基本变量、基本组成及工作原理

（2）理解信息反馈的含义和作用，区别开环控制和闭环控制

（3）绘制控制系统方框图

3、难点：

（1）控制系统方框图的绘制

第3章现代机械工程中的典型技术【16学时】

3.1计算机辅助设计与制造

3.2有限元分析方法与技术

1.课程内容

（2）机械工程问题

（3）有限元分析技术的发展及应用

（4）有限元分析的基本原理和相关术语

（5）有限元分析的基本步骤

（6）连续梁的有限元分析计算

（7）工程问题的有限元分析

2.教学要求：

（1）了解机械工程问题的复杂需求及过程，工程问题可转化为相应的数学物理方程。

（2）熟悉常见的数理方程、工程系统的表征及求解微分方程的数值方法。

（3）了解有限元分析技术的发展及应用领域、。

（4）掌握有限元分析的基本原理及其相关概念。

（5）掌握有限元方法的分析过程、采用直接法计算杆系结构、采用有限元软件ANSYS分析工程问题。

3.教学重点和难点

重点：

将工程问题转化为有限元分析模型，正确把握“有限分割、无限逼近”，节点、单元、形函数、边界条件及载荷的概念、有限元法的分析计算过程及如何使用ANSYS软件分析工程问题。

难点：

如何将工程问题转化为合理的有限元分析模型，进行正确的有限元数值模拟及其结果验证。

3.3先进制造工艺技术

3.4工业设计技术

1.课程内容

（1）工业设计技术概述

（2）工业设计的原则、程序和方法

（3）工业设计技术的发展和趋势

2.教学要求：

（1）了解工业设计产生的背景，其定义、任务和作用；

（2）熟悉工业设计的原则、要素、程序和方法；

（3）了解工业设计的发展和趋势

3.教学重点和难点

重点：

工业设计的概念，工业设计的原则和要素

难点：

工业设计的程序和方法

3.5产品生命周期管理技术

1.课程内容：

（1）产品生命周期管理（PLM）内涵

（2）PLM核心能力

（3）PLM应用实施

（4）PLM发展趋势

2.教学要求：

（1）了解不同机构对PLM所做评价，掌握PLM的概念、PLM产生的背景和发展历程；

（2）了解PLM的意义，掌握PLM在企业中所占据的地位与所起的作用和架构体系；

（3）理解PLM系统与其他应用系统之间的关系和实施阶段；

（3）了解PLM发展趋势。

3.6数控技术

1.课程内容

（1）数控技术的引例

（2）数控技术的产生

（3）数控机床的组成及基本原理

（4）常见的数控机床

（5）数控技术的发展趋势

2.教学要求

（1）了解数控技术和数控机床的产生

（2）掌握数控机床的组成部分及基本原理

（3）熟悉数控车床、数控铣床及各类加工中心的基本概念及其应用范围

（4）了解数控技术的发展趋势

3.教学重点和难点

重点：

数控技术、数控车/铣削的方法，各类加工中心的成组和工作原理，数控技术的发展趋势

难点：

车铣复合加工、并联机床和柔性制造系统的加工原理和方法

3.7机电一体化技术（机器人技术）

3.8质量控制技术

第4章机械工程的创新发展【2学时】

本课程主要分为四个部分，其内容和要求分别为：

1、什么是创新

主要介绍创新的概念、创新实践涉及的知识和技术体系等。

要求学员了解创新活动的内涵，并对创新实践有一个基本的感悟。

2、如何才能创新

从创新思维、影响创新思维因素分析等角度，较全面地介绍了如何形成创新思维的方法。

并介绍了5W2H1E法、思维导图、六顶帽思考法、TRIZ等创新技法。

要求学员初步了解如何激发创新思维，如何在创新实践中应用相关的创新技法。

3、机械工程的创新实践

介绍了机械创新发展中的一些典型的创新实践及其成果。

要求学员通过这些创新。

4、在机械工程创新发展中寻求创新

研讨了机械工程发展的总体方向，并结合前面的创新思维和方法，通过相关案例，介绍了可能的突方向。

要求学员在了解机械工程新发展方向的基础上，对其创新发展有一个初步的感悟。

三、理论教学学时分配建议

课程主要内容

学时分配

一、绪论

4

本课程的性质和研究对象

本课程的主要内容和基本要求

二、机械工程中的基本理论和基本方法

36

2.1研究力和运动的工程力学和流体力学

2.2研究金属和非金属材料的性能及其应用的工程材料学

2.3研究在外力作用下的应力、应变等的材料力学

2.4研究热能的产生、传导和转换的燃烧学、传热学和热力学

2.5研究摩擦、磨损和润滑的摩擦学

2.6研究机械中各构件间的相对运动的机构学

2.7研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学

2.8研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学

2.9研究金属和非金属快速成型的增量制造理论

2.10研究机械自动化的控制理论

第3章现代机械工程中的典型技术【16学时】

28

3.1计算机辅助设计与制造

3.2有限元分析方法与技术

3.3先进制造工艺技术

3.4工业设计技术

3.5产品生命周期管理技术

3.6数控技术

3.7机电一体化技术（机器人技术）

3.8质量控制技术

第4章机械工程的创新发展【2学时】

4