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机械制造与自动化课程大纲

引言

机械制造与自动化是现代工业的基石，是将原材料高效、精密、智能地转化为各类机械产品的核心技术领域。本课程旨在系统阐述机械制造的基本原理、关键技术、典型工艺以及自动化技术在制造过程中的集成应用。通过理论学习与实践环节的紧密结合，使学生能够掌握机械制造的基本知识，理解自动化生产的理念与方法，培养分析和解决实际工程问题的能力，为投身现代制造业奠定坚实基础。本大纲适用于高等院校相关工科专业，力求内容的系统性、先进性与实用性，反映当前制造业的发展趋势。

一、课程基本信息

（一）课程名称

机械制造与自动化

（二）课程性质

专业核心课程/专业必修课程

（三）建议学分与学时

建议学分：4-6学分

建议总学时：约90-120学时（具体可根据专业培养方案调整，其中实践教学环节应占适当比例，建议不低于总学时的三分之一）

（四）适用专业

机械工程、机械设计制造及其自动化、智能制造工程、机电一体化技术等相关本科及高职专业。

（五）先修课程要求

建议先修课程：工程制图、理论力学、材料力学、机械设计基础、金属材料及热处理、电工电子技术基础。

二、课程目标

（一）知识目标

1.掌握机械制造工艺的基本概念、原理和方法，包括金属切削原理、机床刀具、夹具设计基础等。

2.理解典型零件（如轴类、盘套类、箱体类）的常规加工工艺过程及其制定方法。

3.了解铸造、锻造、焊接、冲压等毛坯制造方法的特点和应用范围。

4.掌握机械制造自动化的基本概念、组成要素和关键技术，包括传感检测技术、驱动与执行技术、控制技术等。

5.理解可编程逻辑控制器（PLC）的工作原理、编程语言及在工业控制中的应用。

6.了解数控技术的基本原理、数控编程基础及数控机床的操作特点。

7.了解工业机器人的基本组成、工作原理及其在制造系统中的典型应用。

8.了解柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等现代制造模式的概念与发展趋势。

（二）能力目标

1.能够运用机械制造工艺知识，分析一般复杂程度零件的加工工艺路线。

2.具备初步选用机床、刀具、夹具及工艺参数的能力。

3.能够读懂典型的机械加工工艺文件。

4.具备一定的PLC程序阅读与初步设计能力，能理解简单的自动化控制逻辑。

5.了解数控编程的基本方法，能编制简单零件的数控加工程序。

6.培养观察、分析和解决机械制造与自动化生产中简单工程问题的能力。

7.培养工程实践能力、创新意识和团队协作精神。

（三）素质目标

1.培养严谨求实的工程态度和精益求精的工匠精神。

2.树立质量意识、成本意识和安全意识。

3.培养自主学习、终身学习的能力，以适应制造业快速发展的需求。

4.增强对现代制造业发展趋势的认知，激发投身制造强国建设的责任感。

三、课程主要内容与基本要求

（一）绪论

1.机械制造工业在国民经济中的地位与作用。

2.机械制造技术的发展历程与现状。

3.自动化制造技术的内涵、发展阶段及趋势（如工业4.0、智能制造、工业互联网等概念简介）。

4.本课程的性质、主要内容、学习方法与要求。

（二）金属切削原理与刀具

1.金属切削加工的基本概念：切削运动、切削用量、切削层参数。

2.刀具的几何角度：参考系、标注角度、工作角度。

3.刀具材料：基本要求、常用刀具材料（高速钢、硬质合金等）的性能与应用。

4.金属切削过程：切削变形、切屑形成与类型、积屑瘤。

5.切削力、切削热与切削温度：产生、影响因素及对加工的影响。

6.刀具磨损与耐用度：磨损形式、原因、磨钝标准、耐用度及其影响因素。

7.常用切削液的种类、作用及选用。

8.基本要求：理解切削过程的本质，掌握刀具几何角度的选择原则，了解影响切削过程的主要因素。

（三）金属切削机床

1.机床的分类与编号（简介）。

2.机床的基本组成部分及其作用。

3.典型表面加工方法与相应机床：

*车床：工作原理、主要部件、加工范围。

*铣床：工作原理、主要部件、加工范围。

*钻床与镗床：工作原理、主要部件、加工范围。

*磨床：工作原理、主要部件、加工范围（重点介绍外圆磨床、平面磨床）。

*齿轮加工机床：滚齿、插齿原理简介。

4.机床精度与加工精度的概念。

5.基本要求：了解常用金属切削机床的工作原理、结构特点和加工范围，能正确选择加工机床。

（四）夹具设计基础

1.机床夹具的概述：定义、作用、组成、分类。

2.工件的定位：

*六点定位原理及定位元件。

*常见定位方式与定位元件（如平面、外圆、内孔定位）。

*定位误差的产生与计算（基本概念）。

3.工件的夹紧：

*夹紧装置的组成与基