课程类别：专业基础课 适用专业：机电一体化 适用层次：高起专
适用教育形式：网络教育/成人教育 考核形式：考试
所属学院：制造科学与工程学院 先修课程：《画法几何与机械制图》、《机械制造工艺学》、《工程材料》、《计算机文化基础》、《机械设计基础》、《数控机床与编程》、《先进制造技术》、《特种加工》
一、课程简介
《机械制造基础》是机械工程学科的一门专业课程，它系统地介绍了机械制造生产过程及主要工艺方法，分析了制造新工艺、新技术、新材料及其发展趋势。为学习者解决机械制造方面的实际问题提供了理论基础。本课程学习需要掌握的前续知识主要包括工程材料学、机械制图和机械制造工艺学等。学习本课程对于开展机械设计和机械制造过程具有不可替代的功能和作用。
二、课程学习目标
本课程主要进行机械产品的制造方法、生产工艺和加工质量控制的教育，帮助学生建立起正确的生产制造观念，培养学生运用新技术、新工艺和新方法去发现问题、分析问题和解决问题的能力。
三、课程主要内容和基本要求
本课程将工程材料、金属材料热加工工艺和机械制造工艺等多方面的理论基础知识和实践知识有机结合，形成完整的教学训练系统。主要内容分为以下几个模块：
模块一：机械制造概述 具体包括机械的概念、机械制造的一般过程、机械制造的基本环节和现代制造技术等内容。主要介绍机械的定义、机械产品分类、自动化制造系统、零件的生产过程和装配过程、机械加工方法和数控技术等相关概念。一方面让初学者对机械制造有一个初步的认识，另一方面也为后续课程的学习奠定基础。要求掌握机械产品的分类、自动化制造系统、零件的生产过程和现代加工技术，熟悉机械产品加工方法，了解CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM技术。
模块二：材料的力学性能及选用
具体包括金属材料的力学性能、铁碳合金金相图、钢的热处理、常用金属材料和非金属材料的选用等内容。本部分是机械产品生产制造应当掌握的基本知识，是机械加工的基础之一。主要介绍金属材料力学性能基础知识、减速器零部件材料性能的确定过程；铁碳合金金相图基础知识、根据金相图选用材料和制定加工工艺；钢的热处理基础知识；常用金属材料和非金属材料选用的基本理论、基本方法和基本技能。要求掌握减速器零部件材料性能的确定过程；掌握根据金相图选用材料和制定加工工艺的过程；掌握减速器零部件热处理工艺方法的选定过程；掌握熟悉筹资渠道和筹资方式；掌握减速器零部件材料牌号的选定过程。熟悉减速器零部件材料的选用和热处理过程。
模块三：机械加工方法
具体包括金属切削加工基础、铸造、金属压力加工、焊接和现代制造工艺等内容，它是
本课程的核心内容。主要介绍金属切削加工方法选定、金属切削刀具、金属切削机床、轴类零件加工；铸造基础；金属压力加工基础；焊接基础、焊接方法、焊接材料、焊接质量检验；激光加工、超声波加工、电解加工、高压水射流切割、粉末锻造成形工艺的相关内容。要求掌握金属切削过程；掌握减速器箱体成形工艺方法及制造过程；掌握减速器主轴及齿轮成形工艺方法；掌握容器焊接工艺方法。了解激光加工、高压水射流切割和粉末锻造成形的相关内容。熟悉减速器箱体成形工艺、主轴及齿轮成形工艺和制造新工艺等内容。
模块四：机械加工工艺与质量控制 具体包括机械加工工艺规程的编制、机械加工表面质量的含义、影响表面质量的工艺因素、控制表面质量的工艺方法和机械装配工艺基础等内容。它是机械加工产品达到应有质量的关键环节。主要介绍机械加工的基础知识和典型零件的加工工艺、表面质量对零件使用性能的影响、控制表面质量的工艺方法、磨削加工的表面质量、减速器装配工艺过程等内容。要求掌握零件的结构工艺性分析；掌握轴类和箱体类典型零件的加工工艺；掌握控制表面质量的工艺方法；掌握常用机械的装配方法。了解机械加工振动对表面质量的影响及控制方法。熟悉减速器的装配工艺。
第一章 机械制造概述
『知识点』
机械的一般概念；机械产品的分类和图例；自动化制造系统；零件的生产过程和装配过程；毛坯制造和数控技术等机械制造的基本理论。
『基本要求』
1. 对机械产品的分类方式有基本认识，掌握各种分类特点。 2. 熟悉零件的生产和装配过程。
3. 掌握毛坯制造方法和常见机械加工方法及加工应用。 4. 对现代制造技术及不断涌现的新技术有初步了解。 『关键知识』
1、机械：是一切具有确定运动系统的机器和机构的总称。
2、机械产品：是以金属材料为主要原材料，通过铸、锻、焊、车、铣、刨、磨和钳等各种机械加工方式加工而成的产品。
3、机械工艺过程：是指采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程。
4、自动化制造系统：是指在较少的人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件或将零件组装成产品的过程。主要包括刚性制造和柔性制造。
5、装配：是指将零件按规定的技术要求组装起来，并经过调试、检验使之成为合格产品的过程。
6、毛坯：是指机械加工前具有相应零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量的初始坯体。它一般由各类材料经相应制造方式而形成。
7、机械加工：是指利有各类加工方法对毛坯进行去除多余材料，最后获得理想产品的过程。
8、数控技术：是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。
『重点』
一、机械制造的一般过程
这一过程主要包括：生产过程、工艺过程、制造系统和装配过程。应当掌握以下几个概念：生产过程、工艺过程、机械工艺过程、自动化制造系统、零件的生产过程和装配过程。
二、机械制造的基本环节 （一）毛坯
毛坯制造是机械制造的重要环节。 1、毛坯的形状、尺寸和加工余量。
2、毛坯种类的选择。常见毛坯：铸件、锻件、型材、焊接件及其它毛坯。
3、影响毛坯选择的主要因素：零件的生产纲领、零件材料的工艺性、零件的结构形状和尺寸、现有的生产条件。
（二）机械加工方法
传统的机械加工具有靠经验、自动化程度低、生产效率不高和精度较低的特点。其主要有以下方式。
1、车削加工 2、铣削加工 3、刨削加工 4、磨削加工 5、钻削加工 6、镗削加工 7、拉削加工 8、绞孔加工
（三）现代制造技术
现代加工技术主要是利用声、光、电、化学等非机械能来完成材料去除，用低硬度材料加工高硬度材料的加工。这些技术主要有：
1、高压水射流切割 2、激光切割 3、电火花 4、线切割 『难点』
掌握各类加工方法的特点，为正确选择加工方法作铺垫。
第二章 金属材料的力学性能
『知识点』
减速器零部件的构成；材料性能分析的关键要素；金属材料的强度、塑性和硬度；减速器零部件材料性能的确定过程。
『基本要求』
1. 掌握金属材料的力学性能的基本概念。 2. 能够对机械产品的零部件进行性能确定。 3. 能够根据性能要求确定零件的材料选定。
4. 能够对复杂零部件或机械产品进行性能确定和选材。 『关键知识』
材料力学性能分析的关键要素；金属材料的强度、塑性和硬度指标；材料力学性能指标的理论基础与实验计算。
『重点』
减速器零部件材料性能的确定过程。 『难点』
材料力学性能指标的实验计算。
第三章 铁碳合金金相图
『知识点』
纯金属与合金的晶体结构；纯铁的同素异构转变；铁碳合金的基本相，基本相的晶体结构、溶碳能力、力学性能等；铁碳合金相图的画法。
『基本要求』
1. 学会分析铁碳合金成份、组织和性能之间的关系及典型铁碳合金的平衡结晶过程。 2. 掌握含碳量与铁合金平衡组织、机械性能的关系。 3. 能够根据铁碳合金相图选用钢铁材料和制定加工工艺。 『关键知识』
铁碳合金的基本相，基本相的晶体结构、溶碳能力、力学性能。 『重点』
铁碳合金相图；非合金钢和铸铁。 『难点』
铁碳合金相图的画法。
第四章 钢的热处理
『知识点』
钢在加热和冷却时的组织转变；钢的退火、正火、淬火和回火的工艺特点以及目的和用途；钢的表面热处理工艺。
『基本要求』
1. 能根据零件特点正确选择热处理工艺方法。 2. 能根据材料性能正确设计热处理工艺。
3. 掌握常规热处理工艺，能进行典型零件的热处理工艺。 『关键知识』
钢的退火、正火、淬火和回火的工艺特点以及目的和用途；减速器主要零件热处理工艺方法。
『重点』
钢的热处理工艺。 『难点』
钢在加热和冷却时的组织转变。
第五章 常用金属材料与非金属材料及选用
『知识点』
金属材料和非金属材料的成份、分类、牌号、性能及用途；机械零件失效形式及影响因素；机械零件材料选择的原则和方法。
『基本要求』
1.学会分析材料成份对其性能的影响，了解不同材料成份所具有的理化性能。 2.能从材料的使用性能、工艺性和经济性三个方面进行综合考虑，合理选择零部件材料。 3.熟悉减速器零部件材料牌号的选定过程与方法。 『关键知识』
碳素钢、合金钢、铸铁、高分子材料、陶瓷材料和复合材料的成份、分类、牌号、性能及用途；减速器零部件（轴类、齿轮和箱体）材料牌号选定过程
『重点』
碳素钢、合金钢和铸铁的成份、分类、牌号、性能及用途
『难点』
合金钢的性能及用途
第六章 铸造
『知识点』
铸造的特点；合金的铸造工艺；铸造原则；凝固原则和顺序凝固原则；砂型铸造工艺方法；减速器箱体的成型工艺方法。
『基本要求』
1. 能根据零件特点正确选择铸造工艺方法。 2. 能根据铸造性能正确设计铸件图。
3. 掌握基本的铸造方法，能应用砂型铸造知识进行砂型铸造过程设计。 『关键知识』
铸铁和合金的的特点及铸造工艺；减速器箱体成形工艺方法；常用铸件材料；铸件结构设计
『重点』
铸铁和合金的的铸造工艺；铸件结构设计 『难点』
减速器箱体成形工艺方法
第七章 金属压力加工
『知识点』
锻压成形基础知识；简单的轴、盘类锻件自由锻工艺规程制定；锤上模锻的工艺过程；板料冲压的工艺特点。
『基本要求』
1. 能根据零件特点正确选择压力加工工艺方法。
2. 掌握压力加工方法，能应用锻压知识进行轴类、盘类零件的加工过程设计。 『关键知识』
减速器主轴和齿轮成形工艺方法；金属塑性变形的实质；金属的可锻性；锻造工艺；板料冲压；锻压新技术。
『重点』
减速器主轴、齿轮和齿轮轴的成形工艺方法选定过程 『难点』
锻造工艺规程制定
第八章 焊接
『知识点』 焊接概念；焊接方法；焊接在机械制造中的地位和作用；焊接和种类；焊接材料及选用；焊接接头和坡口形式；气焊、手工电弧焊的工艺设计；压力容器焊接结构工艺设计；焊接缺陷；焊接质量检验。
『基本要求』
1. 能根据焊接技术要求正确选择各种焊接方法。
2. 能正确选择钢材、铸铁、铝及铝合金、铜及铜合金等金属焊接方法。 3. 能正确掌握手工电弧焊、气焊和钎焊等焊接方法。
4. 能根据压力容器的工艺要求正确选择焊件结构工艺设计。
5. 能正确识别焊接缺陷，通过焊接质量检验避免焊接不良品的产生。 『关键知识』
焊接方法；手工电弧焊；气体保护焊；埋弧自动焊；焊接接头；焊接坡口；焊接材料；焊接结构设计；焊接接头工艺；焊接缺陷；焊接质量检验。
『重点』
手工电弧焊；气体保护焊；焊接结构设计 『难点』 焊接接头工艺
第九章 金属切削加工的基础知识
『知识点』
金属切削机床的分类与型号；金属切削运动和切削用量；金属切削加工的基本知识；工件表面成形方法；机床运动类型；金属切削运动和切削过程；刀具磨损和刀具耐用度；典型零件加工工艺的制定；零件结构工艺分析方法。
『基本要求』
1. 能正确分析金属切削机床的分类与型号。
2. 能正确分析工件表面成形方法与机床运动类型。 3. 能正确选用零件切削加工刀具和切削用量。 4. 能正确分析金属切削刀具磨损和刀具耐用度。 5. 能正确对零件进行结构工艺设计。 6. 能正确制定轴类典型零件的加工工艺。 『关键知识』
金属切削加工方法；切削运动（主运动、进给运动）；切削用量；切削刀具（刀具几何角度参考系、角度标注、切削层参数、刀具材料）；切屑的形成过程；刀具的磨损形式（前、后刀面磨损）；刀具磨损原因；刀具寿命计算；金属切削机床的分类、型号、基本组成、传动原理；工件表面成形方法与机床运动；轴类零件的特性及加工工艺分析。
『重点』
切削运动；切削用量；切削刀具；工件表面成形方法与机床运动；轴类零件加工工艺分析
『难点』
切削刀具；刀具磨损
第十章 机械加工工艺与装备
『知识点』
机械加工工艺过程、工序、工步、装夹、工位的基本概念；零件结构工艺分析方法；零件毛坯的选择；工件的正确定位与装夹；工艺路线的拟定；工序尺寸及公差的确定；设备与工艺装备的选择；典型零件加工工艺的制定。
『基本要求』
1. 能正确分析零件机械加工工艺过程的组成。 2. 能正确分析零件的结构工艺性。
3. 能正确选择毛坯的生产方法及毛坯的形状和尺寸。 4. 能掌握零件定位方法、定位方案的选择与确定。 5. 能正确拟定零件的机械加工工艺路线。 6. 能正确确定零件的工序尺寸及公差。
7. 能结合企业现状及零件的结构，合理选择零件各工序加工所需要的加工设备及工艺装备。
8. 掌握编制典型零件机械加工工艺规程的基本技能。 『关键知识』
机械加工工艺规程的编制；生产过程；工艺过程；生产纲领和生产类型；零件结构工艺性分析；毛坯选择；定位基准选择；工艺路线拟定；工序尺寸及公差带分布；工艺尺寸链的分析与解算；设备及工艺装备的选择；轴类零件的加工工艺；箱体类零件的加工工艺。
『重点』
机械加工工艺规程的编制；定位基准选择；设备及工艺装备的选择 『难点』
零件结构工艺性分析
第十一章 机械加工质量与控制
『知识点』
机械加工表面质量的含义；表面质量对零件使用性能的影响；影响表面质量的工艺因素；控制表面质量的工艺途径。
『基本要求』
1. 能正确分析影响表面质量的工艺因素。 2. 能掌握控制表面质量的工艺途径。 『关键知识』
表面质量的含义（表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理、伤痕）；表面层的物理力学性能；表面质量对零件使用性能（耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性能、配合性质）的影响；影响表面质量的工艺因素（几何因素、物理因素、振动因素）；降低表面粗糙度的工艺措施；超精密切削和小粗糙度磨削加工（珩磨、超精加工、研磨、抛光）；改善表面物理力学性能的加工方法（喷丸强化、滚压加工、金刚石压光、液体磨料强化）；机械振动现象；磨削的表面质量（砂轮、磨削用量、磨削裂纹、磨削烧伤）
『重点』
表面质量；降低表面粗糙度的工艺措施；磨削的表面质量 『难点』
改善表面物理力学性能的加工方法
第十二章 机械装配工艺基础
『知识点』
装配的基本概念；保证装配精度方法的特点；装配尺寸链；常用机械的装配方法；装配工艺规程的内容及制订方法。
『基本要求』
1、能根据不同装配要求选择合理保证装配精度的方法。 2、能够掌握一般部件、中等复杂程度机器的装配工艺过程。
3、培养学生的观察能力和思维能力，掌握常用机械的装配方法。 『关键知识』
减速器装配工艺过程；机械装配（组件、部件、总装配、调整、精度检验）；常用机械的装配方法（螺纹连接件装配、键销连接装配、传动机构装配、轴承装配）；减速器装配；装配精度（距离精度、相互位置精度、相对运动精度、接触精度）；装配方法（互换装配法、分组装配法、修配装配法、调整装配法）
『重点』
保证装配精度的四种方法及使用场合 『难点』
装配尺寸链的建立与计算
第十三章 现代制造新工艺
『知识点』
现代制造新工艺的特点及应用范围；各种新工艺的原理、方法及应用 『基本要求』
1. 掌握激光加工、电子束加工和离子束加工、超声波加工、电解加工、高压水射流切割和粉末锻造成形工艺的方法及原理。
2. 了解各种新工艺技术的优点、缺点及应用场合。 『关键知识』
激光加工的基本原理；激光加工应用（激光打孔、激光切割、激光焊接、激光打标、激光热处理）；电子束加工和离子束加工原理及应用；超声波加工的特点；电解加工的工艺特点及应用；高压水射流切割原理；粉末锻造成形工艺的特点及应用
『重点』
激光加工；电子束加工和离子束加工；电解加工 『难点』
各类新工艺的正确应用
四、课程学习的方法及特点
对于机械制造概述，主要是熟悉相关概念的基本内容，了解各类新技术的特点和应用。对于材料的力学性能及选用部份，主要掌握各类金属材料的特性和应用，做到能正确选用减速器所用钢铁金属材料。对于机械加工方法，主要掌握铸造、焊接、金属切削加工的基本过程，能正确控制加工质量，并且通过减速器这一典型案例加工加深理解。对于机械加工工艺与质量控制，主要掌握控制表面质量的工艺途径，且通过实际加工加以验证。
在学习本课程中，不仅要重视课内教学活动，还应加强实践活动。要求学生必须进行实际操作，通过实践环节理解所学理论，掌握分析问题和解决问题的技巧，达到能利用所学理论知识解决实际问题，提高机械零件表面加工质量的目的。
学生在学习时，应循序渐进，坚持每天保证30分钟至60分钟的学习即可，切忌暴饮暴食，突击学习应付考试。
五、课程学习材料
1、课程基本教材 《机械制造基础》，张玉玺主编；清华大学出版社，2010年，第一版 2、课程主要辅导材料 （1）《机械制造技术基础》，吕明主编；武汉理工大学出版社，2018年第四版 （2）《金属切削机床》，戴曙主编；机械工业出版社，1999年 （3）《机械制造工艺学》，王先逵主编；机械工业出版社1998年 （4）西南科技大学继续教育网（www.swust.net.cn）的学习平台
六、课程结构导航与学习建议
篇章 篇 章 教学内容 理论学时比例 实践学时比例 篇章 篇 章 教学内容 机械的一般概念 理论学时比例 1% 1% 1% 2% 1% 4% 2% 2% 1% 3% 4% 1% 2% 2% 2% 1% 2% 1% 1% 1% 2% 1% 1% 4% 2% 2% 2% 2% 3% 2% 4% 2% 1% 3% 2% 实践学时比例 2% 2% 2% 2% 第 一 篇 第十三章 现代制造新工艺 第一章 机械制造概述 机械制造的一般过程 机械制造的基本环节 认识现代制造技术 减速器制造新工艺方法选定 激光加工、电子束加工、超声波加工、电解加工、高压水射流切割加工、粉末锻压成形 减速器零部件材料性能的确定过程 金属材料力学性能基础知识 生产中钢铁材料成份及成形时温度的选定 第二章 金属材料的力学性能 第三章 铁碳合金相图 第 二 篇 铁碳合金相图基础知识 根据铁碳合金相图选用钢铁材料和制定加工工艺 减速器主要零件热处理工艺方法选定 钢的热处理基础知识 减速器主要零件热处理工艺方法选定过程 减速器主要零部件材料的选定 常用金属材料与非金属材料 机械零部件材料的选定 减速器零部件材料牌号的选定过程 减速器箱体成形工艺方法选定 第四章 钢的热处理 第五章 常用金属材料与非金属材料及选用 第六章 铸造 铸造基础知识 减速器箱体成形工艺方法及制造过程 减速器主轴及齿轮成形工艺方法选定 金属压力加工基础知识 减速器齿轮、齿轮轴及轴的成形工艺方法选定过程 容器焊接工艺方法选定 焊接基础知识 焊接方法 第七章 金属压力加工 第 三 篇 第八章 焊接 焊接接头和坡口形式 焊接材料 焊接结构设计 焊接缺陷与焊接质量检验 金属切削加工方法选定 第九章 金属切削加工的基础知识 金属切削加工 金属切削刀具 金属切削过程 篇章 篇 章 教学内容 刀具磨损和刀具寿命 典型零件加工方法选择过程 金属切削机床介绍 轴类零件加工工艺 典型零件机械加工工艺规程的编制 机械加工基础知识 典型零件的加工工艺 概述 影响表面质量的工艺因素 理论学时比例 1% 1% 1% 1% 2% 1% 1% 1% 1% 2% 1% 1% 1% 1% 2% 1% 1% 88% 实践学时比例 2% 2% 12% 第十章 机械加工工艺与装备 第四篇 第十一章 机械加工质量与控制 控制表面质量的工艺途径 机械加工振动对表面质量的影响及其控制 磨削的表面质量 减速器装配工艺过程 机械装配的主要内容 常用机械装配方法 减速器装配工艺 装配精度 合计 第十二章 机械装配工艺基础 七、考核要求、方式与成绩评定
考核要求：教材中教学大纲所要求掌握的内容。 考核方式：笔试。
成绩评定：选用百分制模式，平时考查与期末考试相结合。
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