发布时间 : 星期二 文章《数控加工机械基础》教案_高等教育出版社更新完毕开始阅读db087d74bdd126fff705cc1755270722192e598c
《数控加工机械基础》教案
（高等教育出版社，，主编：浙江省教育厅职成教教研室 组编）
项目一，常用金属材料。第1教案
课 题：材料的发展（1课时） 教学要求：了解学习本课程的目的
了解本课程的基本内容及其发展史 了解金属材料在各行业中的应用
重 点：课程是研究金属材料的成份、组织、热处理与金属材料的性能间的关系和变化规律的学科。 教 学过程：
为什么要学习机械工程材料？工程材料是现代技术中四大支柱之一。
目前，机械工业生产中应用最广的金属材料，在各种机器设备所用材料中，约占90%以上。金属材料来源丰富，具有优良的使用性能与工艺性能。高分子材料和陶瓷材料具有一些特性，如耐蚀、电绝缘性、隔音，减振，耐高温(陶瓷材料)、质轻，原料来源丰富、价廉以及成型加工容易等优点，工程材料：1金属材料
2非金属材料：【高分子材 【 陶瓷材料 【 复合材料
未来发展方向：主要是非金属材料方向（本章重点内容），金属材料的节能
【板书】一.材料是人类文明和技术进步的重要标志。 (教师讲解“写给同学们的话”第一、二段)
石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 1、司母戊大鼎发掘历史； 2、新型材料。
二．课程作用
1．机械制造和日常生活的基础知识； 2．学习其他后续工艺学的基础。 三．课程特点与学习要求
【讲解】在浩瀚的材料世界里，金属材料是一个最大的王国。最早，我们人类使用的金属材料主要是天然产品。（穿插讲解材料史话）经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代的漫长历史过程后，在冶金技术的推动下，我们又从钢铁时代迈进了新材料时代。在人类文明历程中，金属材料对推动社会的发展，促进文明的进步，丰富文化的内容，改变人们的生活方式发挥了巨大作用。当今世界，金属材料已成为工农业生产、人民生活、科学技术和国防发展的重要物质基础。离开了金属材料的“钢筋铁骨”，桥梁将断，舰艇将毁，大厦将倾，工厂将停??
【设问】同学们在平时的生活中看到过哪些金属（纯金属）？
【板书】1．金属：如铁、铜、铝、金、银等，共有90种。常温下为固体（除汞外）。 【设问】金属与非金属比较有哪些特性？ 学生自由回答 【板书】2．金属特性：
具有金属光泽；（铁、铝等大多数金属为银白色，铜为紫红色，金为黄色） 有良好的导电性和导热性；（铜、铝是优良的导电体）有一定的强度和塑性。
【交流】形状记忆合金的发现
20世纪60年代初，美国海军研究所的的一个研究小组把一些乱如麻丝的镍-钛合金拉直，以
便使用。他们无意中发现，当温度升高到一定值时的时候，这些已被拉直的镍-钛合金突然“记忆”起自己的模样，又恢复到弯弯曲曲的“本来面目”。经过材料专家的反复实验，证实了镍-钛合金丝“变形——恢复”的现象能重复进行。其实，类似的现象早在20世纪50年代初就不止一次被观察到，只不过当时没有引起人们的足够重视。
这一发现引起了科学家们的极大兴趣，经研究发现，铜基合金，铁基合金等都有这种奇妙的记忆本领。 【小结】金属：铁、铜、铝、金、银等。合金：碳钢、铸铁、黄铜、青铜等。
金属具有金属光泽；有良好的导电性和导热性；有一定的强度和塑性
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【作业】复习绪论，预习下一章节内容 项目一，常用金属材料。第2、3教案 课题一【碳钢】
任务一：认识碳钢（2课时）
教学要求：1.明确金属，掌握合金、金属材料及其分类，熟悉常见的金属材料； 2.明确金属特性。
3、掌握碳钢的概念，熟练掌握碳钢的四种分类。
重 点：金属材料 金属特性
碳钢的四种分类。
教学过程：
【交流与讨论】金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。请说出下表日常生活中使用的金属。
金 属 不 同 的 用 途 制易拉罐的金属 制作导线的紫红色金属 灯泡中的灯丝 体温计中填充的金属 家用热水瓶内壁上的金属 金属名称 【讲解】在通常情况下，金属单质往往无法满足使用要求。如纯铜、纯铝及纯铁质软，强度、硬度很小，无法用来制造承受大载荷的机械零件和工具。如果我们将一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质就得到合金。
【板书】 金属材料： 钢铁材料 —--非合金钢 ----低合金钢 ----合金钢 ----铸铁
----铜及铜合金 ----铝及铝合金 ----轴承合金 ----钛及钛合金
----其他非铁合金
逐一分析上述钢种
合金：一种金属跟其他金属(或非金属)熔合制成具有金属特性的物质。
【交流与讨论】
1．组成合金的元素一定是金属元素吗？从概念上来理解合金至少有几种元素组成？其中有一
种肯定是什么元素？
2．合金的用途远远比纯金属广泛得多，请问这是为什么？ 金属材料：将纯金属和合金材料统称为金属材料。
1．黑色金属：以铁或以它们为主形成的物质。如碳钢、合金钢和铸铁等。
2．有色金属：除黑色金属以外的金属和合金。如铜及铜合金、铝及铝合金和轴承合金等。
【板书】碳钢：含碳量小于2．11%并含有少量其他元素的铁碳合金称为碳钢（非合金钢） 一、按钢的含碳量分类
低碳钢 含碳量≤0.25%。
中碳钢 含碳量0.25%-0.60%。 高碳钢 含碳量≥0.60%。
【板书】二、按钢的质量分类（依据S、P含量分）
普通钢 S≤0.050% P≤0.045%； 如Ｑ235-A.F
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优质钢 S≤0.035% P≤0.035%； 如 45 T10 高级优质钢 S≤0.030% P≤0.030% 如 T10A 【问题】“高碳钢的质量优于中碳钢，中碳钢的质量优于低碳钢。”这句子话对吗？为什么？ 【板书】三、按钢的用途分类
结构钢 C＜0.70％ 制造机械零件和工程结构件。
（工程结构：指建筑、桥梁、船舶、锅炉等）
工具钢 C＞0.70％ 制造刀具、模具、量具等。
（刀具应为金属切削刀具。刀具大多为机用的，但也有手工的。） 【问题】炼钢过程是先氧化后脱氧？请问为什么要进行脱氧？
分析----钢液中氧主要是为了除去钢液中的杂质，硅、锰、磷，碳等杂质而加入的，同时冲入氧气也是为了获得较高的反应效率，因此在冶炼临结束时，钢液是处于“过渡氧化”的状态。
氧对钢性能的影响：氧是在钢的凝固过程中偏析倾向最严重的元素之一，在钢液的凝固和随后的冷却过程中，氧的溶解度急剧下降，钢中原溶解的绝大部分氧以铁氧化物、硫氧化物等微细夹杂物的形式在与γ或α晶界处富集，这些微细夹杂物会造成晶界脆化，使钢的加工和使用过程中容易成为晶界开裂的起点，最终导致钢材发生脆性破坏。
钢中氧含量的增加会降低钢材的延性、冲击韧性、抗疲劳破坏性能，提高钢的韧-脆转换温度，降低钢材的耐腐蚀性能。此外，含氧高的钢材还容易发生时效老化，在高温加工时由于晶界处的杂质偏析形成了低熔点网膜，导致钢产生热脆。 【板书】四、按钢的脱氧程度分类
镇静钢 （Z） 脱氧完全 如10Z或10（Z也可不写） 沸腾钢 （F） 脱氧不完全 如10F
半镇静钢 （b） 脱氧介于两者之间 如10b
【交流与讨论】 1．应用所学Fe—Fe3C相图知识，完成以下填充： 低碳钢：强度、硬度_______，塑性、韧性________； 中碳钢：强度、硬度_______，塑性、韧性________； 高碳钢：强度、硬度_______，塑性、韧性________。
2．含碳量为1.3%、0.45%、0.60%、0.15%、0.30% 【小结】：
0.80%、0.08%的钢材，属于低碳钢的是_____________，一、碳钢
中碳钢的是___________，高碳钢的是_____________。 二、碳钢四种分类： 学习重点
碳钢的四种分类 【作业】做好练习册、预习下一章节内容
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项目一，常用金属材料。第4教案 课题一【碳钢】
任务二：了解碳钢的力学性能一（应力与载荷）（1课时）
教学要求：1.明确力学性能，理解静载荷、冲击载荷、交变载荷； 2.明确弹性变形、塑性变形，理解应力含义。 教学重点：三种载荷、应力。 教学难点：应力含义。
教学器材：镀锌钢丝、薄钢板、橡皮筋、弹簧 教学过程：
【交流与讨论】用来制造硬币的金属材料应具有哪些特点？（资源丰富，无毒轻便，耐磨耐腐蚀，美观易加工。）
【导入新课】制造硬币的金属材料要求耐磨，也就是它必须具有定的硬度和强度。硬度和强度属于金属材料的力学性能，本节课我们来学习讨论力学性能。 【板书】
力学性能：金属材料在外力作用时表现来的性能。 力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。
【讲解】在机械设备及工具的设计、制造中选用金属材料时，大多以力学性能为主要依据，因此熟悉和掌握金属材料的力学性能是非常重要的。力学性能不仅是本章学习的重点，同时也是整个教材的学习重点，希望同学们要努力学习掌握好这些内容。本节课学习准备知识。 （一）、载荷（金属材料在加工和使用过程中所受的外力） 静载荷：指大小不变或变动很慢的载荷。
如地面所受讲台的压力，千斤顶工作所受的载荷。
冲击载荷：指突然增加的载荷。
如铁匠用铁锤锻打工件、高速行驶的汽车相撞的载荷。
交变载荷：指周期性或非周期性的动载荷。
如电扇主轴、弹簧工作时所受的载荷。
【交流与讨论】 请根据下列的文字描述，判断物体所受的载荷类型。 电视机放在桌面上，桌面所受的载荷是_____________。
在金属拉伸试验中。金属试样所受的载荷是_________。
电动机工作时，电动机主轴所受的载荷是___________。
人坐在沙发上，沙发里弹簧所受的载荷是___________。
子弹击中金属防弹衣，防弹衣所受的载荷是_________。
【板书】（二）、变形（金属材料受载荷作用发生几何形状和尺寸的变化。）
【演示】教师用橡皮筋、弹簧演示弹性变形，用镀锌钢丝、薄钢板演示塑性变形。 【板书】弹性变形：载荷去除后，可完全恢复的变形。
塑性变形：载荷去除后，不可恢复的永久变形。
【讲解】金属材料的弹性变形可用于控制机构运动、缓冲与吸振、储存能量等。金属材料塑性变形可用于成型产品的加工，70%的金属材料是通过塑性变形加工成型的。 【交流与讨论】
1、弹性变形与塑性变形的根本区别是什么？(有无永久变形。)
2、生活、生产哪些地方发生弹性变形或塑性变形？你知道哪些产品产通过塑性变形加工成形
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