机械基础模块教案.docx
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机械基础模块教案.docx
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机械基础模块教案
厦门技师学院教案纸
课程名称
机械基础模块
教师
叶剑辉
章
节
内容
项目一概况
§1.1金属材料的性能
审批意见
授课班级
15城大应用型专科机修
授课日期
2015-03-16
授课时数
2
授课方法
讲授法
仪器教具挂图
实物、课件
教学
目的
要求
通过学习让学生:
1、了解金属材料性能。
教学重点和难点
重点:
金属材料性能物理性能、化学性能和力学性能
难点:
金属材料力学性能
课堂练习题
P6问答题第1题
作业布置
P6问答题第2-3题
第1页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
项目一概况
§1.1金属材料的性能
(一)、组织教学
(1)检查学生出勤情况,做好安全教育及缺勤学生的登记。
(2)对学生上课前情况作简要评价,使学生尽快进入听课角色。
(二)、引入新课
日常生活中经常接触金属物品的举例。
(三)、讲授新课:
一、金属材料的力学性能
金属材料的力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
1.强度和塑性
2.硬度:
布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。
3.冲击韧性脆性材料、韧性材料
4.疲劳强度
二、金属材料的其他性能简介
1.物理性能:
密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁等。
2.化学性能:
耐腐蚀性、抗氧化性
3.工艺性能:
铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能。
三、金属材料的性能
金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能。
工艺性能:
金属材料在各种加工条件下所表现出来的性能。
导入新课
第2页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
使用性能:
金属零件在使用条件下材料所表现出来的性能。
使用性能包括物理性能、化学性能和力学性能。
金属材料的物理性能
物理性能:
指金属所固有的属性。
它包括密度、熔点、导热性、热膨胀和磁性等。
1、密度
单位体积金属的质量(单位:
㎏/m3)。
根据密度,可分为轻金属(4.5g/㎝3)和重金属。
2、熔点:
金属从固态转变为液态时的温度称为熔点。
单位:
ºC。
根据熔点,可分为低熔点金属(小于1000ºC),中熔点金属(1000~2000ºC)和高熔点金属(大于2000ºC)。
3、导热性
金属材料传导热量的能力。
一般用热导率(导热系数)λ表示导热性能的优劣。
单位为W(m·K)
4、热膨胀性
金属材料的体积随温度升高而增大,随温度的降低而减小的性能。
常用线膨胀系数αl表示其膨胀性。
导电性
金属材料传导电流的性能。
磁性
金属材料导磁的性能称为磁性。
第3页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
金属材料的化学性能
金属材料在化学作用下所表示出来的性能,主要表现在以下三个方面:
耐腐蚀性
金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其它化学介质腐蚀作用的能力。
2、抗氧化性
金属材料抵抗氧化作用的能力。
化学稳定性
金属材料耐腐蚀性和抗氧化性的总称。
四、金属材料的性能
指金属材料在外力的作用下所表示出来的抵抗性能
强度:
金属材料在静载荷的作用下,抵抗变形和破坏的能力。
强度指标一般用抭拉强度或强度极限σb表示,σb表示材料在拉伸条件下所能承受的最大应力,可以通过拉伸实验确定。
塑性:
金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。
塑性指标用伸长率δ和断面收缩率ψ表示,δ、ψ的值越大,表示材料的塑性越好。
硬度:
硬度是指金属材料抵抗其它物体压入其表面的能力。
硬度一般采用压入法硬度试验,布氏硬度(HB)洛氏硬度、(HRC、HRB、HRA)、维氏硬度(HV)
第4页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
韧性:
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。
韧性指标用冲击韧度或冲击值αk表示,其单位为J/㎝2。
αk值越大,冲击韧度超高。
疲劳强度:
金属材料在无限多次交变载荷(钢107次、有色金属108次)作用下而不破坏的最大应力称疲劳强度或疲劳极限。
施加的交变应力是对称循环力时,所得的疲劳强度用σ-1表示。
金属材料的工艺性能:
金属材料的工艺性能是指其在各种加工条件下所表现出来的适应能力。
铸造性:
金属材料能否用铸造方法制成优良铸件的性能。
锻压性:
金属材料能否用锻压方法制成优良锻压件的性能。
焊接性:
金属材料在一定焊接条件下,是否易于获得优良焊接接头的能力。
『课堂小结』
1、金属材料的力学性能;
2、金属材料的其他性能。
『布置作业』
P6一、1-2
第7页
厦门技师学院教案纸
课程名称
机械基础模块
教师
叶剑辉
章
节
内容
项目一概况
§1.2钢的常用热处理方法
审批意见
授课班级
15城大应用型专科机修
授课日期
2015-03-18
授课时数
2
授课方法
讲授法
仪器教具挂图
实物、课件
教学
目的
要求
通过学习让学生:
1.掌握热处理的目的、分类;
2.掌握常用热处理工艺的方法和应用;
3.了解典型零件的常用热处理工艺分析。
教学重点和难点
重点:
铁碳合金,钢的热处理工艺
难点:
钢的热处理工艺
课堂练习题
P111判断题1-5;选择题1-5。
作业布置
P112简答题1-2题
第8页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
项目一概况
§1.2钢的常用热处理方法
(一)、组织教学
(1)检查学生出勤情况,做好安全教育及缺勤学生的登记。
(2)对学生上课前情况作简要评价,使学生尽快进入听课角色。
(二)、引入新课
中国第一艘航母辽宁号的建造过程,所碰到钢材短缺的问题来说明热处理对国防和经济建设的重要性,吸引学生对钢的热处理知识的关注。
(三)、讲授新课:
一、钢的热处理:
(概念解释)
1、钢的热处理是采用适当的方式对钢铁材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。
2、热处理能显著提高钢的力学性能,满足零件使用要求和延长寿命;还可改善钢的加工性能,提高加工质量和劳动生产率。
3、热处理在机械制造中应用很广,汽车、拖拉机中有70%~80%的零件进行热处理,各种刀具、量具、模具等几乎100%要进行热处理。
二、常用热处理的工艺方法:
主要有退火、正火、淬火和回火,简称“四把火”。
任何一种热处理工艺都由加热、保温、冷却三个阶段组成。
第9页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
(一)退火
1.定义
退火是将钢加热到一定温度500~600ºC,保温一定时间,然后随炉冷或将工件埋入石灰、沙堆等冷却能力弱的介质中缓慢冷却至室温的热处理工艺。
2、目的与作用
消除铸件、锻件、焊接件、机加工工件中的内应力,降低硬度,改善加工性能。
(二)正火
1.定义
正火是将钢加热到一定温度500~600ºC,在炉外的空气中冷却下来的热处理工艺。
2.目的与作用:
正火与退火相比:
二者的加热温度相同;正火冷却速度较快,转变温度较低,所以设备利用率高;钢材正火能改善钢的切削加工性能、消除工件的热加工缺陷。
一般来说:
低、中碳钢采用正火而不采用退火。
(钢件在铸造、锻造、热轧、焊接等热加工过程中容易产生粗大晶粒、内应力等缺陷,通过正火处理可以消除这些缺陷,达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。
)
(三)、淬火
1.定义
淬火就是把钢件加热到一定温度,经过保温后,在水、盐水或矿物油(如机油、变压器油和柴油等)中迅速冷却至室温的热处理工艺。
第10页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
2、目的与作用:
淬火的目的主要是提高材料的硬度和耐磨性,是改善零件使用性能最主要的热处理工艺。
(四)、回火
1.定义
回火是把淬火后的工件重新加热到某一温度,经保温后空冷至室温的热处理工艺。
根据加热温度的高低,回火又可分为高温、中温和低温回火。
2.目的与应用
⑴减少或消除淬火内应力,防止工件变形或开裂。
⑵获得工艺要求的力学性能。
例如轴、齿轮在高温回火后强度得到提升,不容易开裂,弹簧在中温回火后弹性和强度得到极大的提高。
『课堂小结』
1、退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中淬火与回火关系密切,常配合使用,缺一不可。
『布置作业』
P112三、1-2
第11页
厦门技师学院教案纸
课程名称
机械基础模块
教师
叶剑辉
章
节
内容
项目一概况
§1.3摩擦,磨损与润滑
审批意见
授课班级
15城大应用型专科机修
授课日期
2015-03-19
授课时数
2
授课方法
讲授法
仪器教具挂图
实物、课件
教学
目的
要求
通过学习让学生:
1.了解磨损过程及润滑的类型及润滑剂类型;
2.掌握密封方式的选择。
教学重点和难点
重点:
润滑方式及润滑剂类型的选择
难点:
密封方法的确定
课堂练习题
P143判断题1-2选择题1-2
作业布置
P144问答题1
第12页厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
项目一概况
§1.3摩擦,磨损与润滑
(一)、组织教学
(1)检查学生出勤情况,做好安全教育及缺勤学生的登记。
(2)对学生上课前情况作简要评价,使学生尽快进入听课角色。
(二)、引入新课
从日常生活的磨损例子说明。
(三)、讲授新课:
一、摩擦与磨损
摩擦:
两接触的物体在接触表面间相对运动或有相对运动趋势时产生阻碍其发生相对运动的现象叫摩擦
磨损:
由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断损耗或转移,即形成磨损。
使零件的表面形状与尺寸遭到缓慢而连续破坏→精度、可靠性↓效率↓直至破坏。
润滑:
减少摩擦、降低磨损的一种有效手段。
1、摩擦及其分类
第13页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
1干摩擦
2液体摩擦
3混合摩擦
2、磨损及其过程
1磨合磨损过程:
2稳定磨损阶段:
3急剧磨损阶段:
3、磨损分类
1磨粒磨损
2粘着磨损
3疲劳磨损(点蚀)
4腐蚀磨损
二、润滑
1、润滑剂及主要性能
润滑剂分液体、单固体、固体和气体润滑剂等。
常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。
1润滑油
润滑油是目前使用最多的润滑剂,主要有矿物油、合成油、动植物油等,其中应用最广的为矿物油。
第14页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
(1)动力粘度η
(2)运动粘度v:
(3)条件粘度(相对粘度):
恩氏粘度°Et
2、润滑脂
3、固体润滑剂
常用滑剂有石墨、二硫化钼、氮化硼、蜡、聚氟乙烯、酚醛树脂、金属及金属化合物等。
4、气体润滑剂
包括空气、氢气、氦气、水蒸汽及液体金属蒸汽。
5、润滑剂的选择
2、润滑方法和润滑装置
A油润滑装置
B脂润滑装置
C固体润滑装置
D气体润滑装置
3、密封方法及装置
第15页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
『课堂小结』
1、摩擦与磨损。
2、润滑。
3、密封方法及装置。
『布置作业』
P144三、1
第16页
厦门技师学院教案纸
课程名称
机械基础模块
教师
叶剑辉
章
节
内容
项目一概况
§1.4机械设计与制造
审批意见
授课班级
15城大应用型专科机修
授课日期
2015-03-23
授课时数
2
授课方法
讲授法
仪器教具挂图
实物、课件
教学
目的
要求
通过学习让学生:
1.了解机械设计与制造应满足的基本要求;
2.了解机械设计与制造应遵循的基本原则;
3.了解机械设计与制造的一般程序;
4.了解机械制造中的主要加工工艺方法。
教学重点和难点
重点:
机械设计与制造应遵循的基本原则
难点:
机械制造中的主要加工工艺方法
课堂练习题
P143判断题3-4;选择题3-4.
作业布置
P144问答题3
第17页厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
项目一概况
§1.4机械设计与制造
(一)、组织教学
(1)检查学生出勤情况,做好安全教育及缺勤学生的登记。
(2)对学生上课前情况作简要评价,使学生尽快进入听课角色。
(二)、引入新课
汽车的制造理念。
(三)、讲授新课:
一、机械设计与制造应满足的基本要求
1.使用性要求
使用性要求是指使机械在规定的工作期限内能实现预定的功能,并且操作方便,安全可靠,维护
2.工艺性要求
工艺性要求是指在保证工作性能的前提下,尽量使机械的结构简单,易加工,好装配,维修方便。
3.经济性要求
经济性要求是指在设计、制造方面周期短、成本低;在使用方面效率高、能耗少、生产率高、维护与管理的费用少。
第18页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
4.其他要求
1)外观造型和色彩符合工业美学原则,具有时代感。
2)产品新颖独特,符合人们求新、求异、求变化的心理特征。
3)尽量减少对环境的污染,特别是降低噪声。
4)某些特殊要求,如食品机械要考虑干净、卫生、易于清洗,设计飞机要考虑重量轻、可靠性高等等。
二、机械设计与制造应遵循的基本原则
1.以市场需求为导向的原则
机械设计与制造作为一种生产活动,与市场是紧密联系在一起的。
从确定设计项目、使用要求、技术指标、设计与制造工期到拿出总体方案、进行可行性论证、综合效用分析(着眼于实际使用效果的综合分析)、盈亏分析直至具体设计、试制、鉴定、批量生产、产品投放市场后的信息反馈等都是紧紧围绕市场需求来运作的。
设计与制造人员要时刻想着如何设计与制造才能使产品具有竞争力,能够占领市场、受到用户青睐。
2.创造性原则
创造是人类的本质。
人类如果不发挥自己的创造性,生产就不能发展,科技就不会进步。
设计与制造只有作为创造性活动才具有强大的生命力,因循守旧,不敢创新,只能永远落在别人后面。
特别是在当今世界科技飞速发展的情况下,在机械设计与制造中贯彻创造性原则尤为重要。
第19页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
3.标准化、系列化、通用化原则
•标准化、系列化、通用化简称为“三化”。
“三化”是我国现行的一项很重要的技术政策,在机械设计与制造中要认真贯彻执行。
•标准化是指将产品(特别是零部件)的质量、规格、性能、结构等方面的技术指标加以统一规定并作为标准来执行。
我国的标准已经形成了一个庞大的体系,主要有国家标准、部颁标准、专业标准等。
为了与国际接轨,我国的某些标准正在迅速向国际标准靠拢。
常见的标准代号有GB、JB、ISO等,它们分别代表中华人民共和国国家标准、机械工业标准、国际标准化组织标准。
• 系列化是指对同一产品、在同一基本结构或基本条件下,规定出若干不同的尺寸系列。
通用化是指在不同种类的产品或不同规格的同类产品中,尽量采用同一结构和尺寸的零部件。
• 贯彻“三化”的好处主要是:
减轻了设计工作量,有利于提高设计质量并缩短生产周期;减少了刀具和量具的规格,便于设计与制造,从而降低其成本;便于组织标准件的规模化、专门化生产,易于保证产品质量、节约材料、降低成本;提高了互换性,便于维修;便于国家的宏观管理与调控以及内、外贸易;便于评价产品质量,解决经济纠纷。
第20页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
4.整体优化原则
设计与制造要贯彻“系统论”和优化的思想,要明确:
性能最好的机器其内部零件不一定是最好的;性能最好的机器也不一定是效益最好的机器;只要是有利于整体优化,机械部件也可以考虑用电子或其他元器件代替。
总之,设计与制造人员要将方案放在大系统中去考察,寻求最优,要从经济、技术、社会效益等各个方面去分析、计算,权衡利弊,尽量使设计与制造效果达到最佳。
5.联系实际原则
所有的设计与制造都不要脱离实际。
设计与制造人员特别要考虑当前的原材料供应情况、企业的生产条件、用户的使用条件等。
6.人机工程原则
机器是为人服务的,但也是需要人去操作使用的。
如何使机器和操作部件适应操作者的要求,人机合一后
『课堂小结』
1、机械设计与制造应满足的基本要求有:
使用性要求,工艺性要求,经济性要求和其他要求。
2、机械设计与制造应遵循的原则有:
以市场需求为导向的原则,创造性原则,“三化”原则,整体优化原则,联系实际原则和人机工程原则。
『布置作业』
P144三、32
第21页
厦门技师学院教案纸
课程名称
机械基础模块
教师
叶剑辉
章
节
内容
项目一概况
§1.5机械的使用和维修
审批意见
授课班级
15城大应用型专科机修
授课日期
2015-03-25
授课时数
2
授课方法
讲授法
仪器教具挂图
实物、课件
教学
目的
要求
通过学习让学生:
1.了解机械的合理使用要求;
2.懂得机械的保养和常见故障的排除;
3.了解机械修理常识。
教学重点和难点
重点:
机械的合理使用要求
难点:
械的保养和常见故障的排除
课堂练习题
P143判断题5-6
作业布置
P144问答题4
第22页厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
项目一概况
§1.5机械的使用与维修
(一)、组织教学
(1)检查学生出勤情况,做好安全教育及缺勤学生的登记。
(2)对学生上课前情况作简要评价,使学生尽快进入听课角色。
(二)、引入新课
自行车的使用和维修。
(三)、讲授新课:
一、机械的合理使用与一般故障排除
(1)操作者要做到“四会”、“三好”
第23页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
二、机械的维护保养
1.日常维护
1)开动设备前,对设备进行清洁、润滑。
2)使用设备时,要严格按照操作规程进行。
3)使用设备后,要将各滑动导轨面擦净、注油,定期清洗各润滑系统及设备表面。
2.一级保养
1)清扫、检查、调节电器部分。
2)全面清洗设备外表,检查、调节各传动、操作机构。
3)清洗、疏通润滑系统,检查冷却系统。
4)检查并且排除一般故障及故障隐患。
5)检查并且调节安全防护措施、限位块及有关仪器、仪表等。
第24页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
3.二级保养
1)清扫、检查、调节电器部分。
2)全面清洗润滑系统并且更换润滑油。
3)全面清洗冷却系统。
4)检查设备的技术状况及安全设施,全面调整各处间隙,排除故障,清除隐患。
5)修复和更换必要的磨损零件,或者刮研必要的磨损部位。
6)全面清除设备的漏油、漏气、漏水现象。
7)使设备达到安全可靠、运行正常的要求,符合设备完好标准。
三、机械的修理
1.机械设备维护修理的发展阶段
机械设备维护修理是随着科学技术的发展、设计制造水平的提高和维修管理水平与工艺水平的改善与丰富而变化的,大体经历了事后修理、预防维修、可靠性管理引入维修和预知维修4个阶段。
事后修理的特征是出了故障后再修理。
预防维修的特征是靠经验定期检查、维护和修理。
第25页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
2.常用的机械设备修理工艺
第26页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
『课堂小结』
1、操作者在使用机械时要做到“四会”,“三好”,按有关规范对设备进行日常维护,一级保养并参与二级保养。
2、常用的机械维修工艺有镀,涂,焊,墩,粘,机钳加工和金属扣合。
『布置作业』
P144三、4
第27页
厦门技师学院教案纸
课程名称
机械基础模块
教师
叶剑辉
章
节
内容
项目二常用机械工程材料
§2.1钢铁材料
审批意见
授课班级
15城大应用型专科机修
授课日期
2015-03-26
授课时数
2
授课方法
讲授法
仪器教具挂图
实物、课件
教学
目的
要求
通过学习让学生:
1.初步了解铸铁的种类、牌号、性能及其应用;
2.了解工业用钢的种类、牌号、性能及其应用;
3.比较工业用钢与铸铁的异同点。
教学重点和难点
重点:
材料的分类与牌号的识别
难点:
合金钢中合金元素的作用
课堂练习题
P144选择题5-6
作业布置
1、轮速传感器的组成包括哪些?
2、轮速传感器是如何工作的?
第28页厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
项目二常用机械工程材料
§2.1钢铁材料
(一)、组织教学
(1)检查学生出勤情况,做好安全教育及缺勤学生的登记。
(2)对学生上课前情况作简要评价,使学生尽快进入听课角色。
(二)、引入新课
由日常生活中常见钢铁的物件引入课题。
(三)、讲授新课:
一、铸铁
第29页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
二、工业用钢
1)按用途分为结构钢、工具钢、专门用途钢和特殊性能钢。
2)按含碳量的多少分为低碳钢(wC≤0.25%)、中碳钢(wC=0.25%~0.60%)和高碳钢(wC=0.60%~2.11%)。
3)按有害杂质元素(硫、磷)含量的多少分为普通质量钢、优质钢和高级优质钢。
4)按合金元素含量的多少分为非合金钢、低合金钢和合金钢,其界限值见表2-2。
1)非合金钢(碳素钢)产品牌号的编号方法见表2-3。
2)低合金钢产品牌号的编号方法是用字母“Q”(表示“屈服强度”)起头,接排屈服强度值及质量等级(从低到高用A、B、C、D、E表示)。
3)合金钢产品牌号的编号方法见表2-4
4)按合金元素含量的多少分为非合金钢、低合金钢和合金钢,其界限值见表2-2。
第30页
厦门技师学院教案纸
教学内容、方法和过程
附记
1)非合金钢(碳素钢)产品牌号的编号方法见表2-3。
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