《工程實訓C》課程教學大綱
英文課名：Engineering Training C
學時：3周
學分：3學分
先修課程：工程圖學
适用專業：電氣工程及自動化
一、課程性質與任務
工程實訓C是一門實踐性很強的技術基礎課，是對近機類工科專業學生學習機械制造的基本工藝方法，完成工程基本訓練，培養工程素質、工程實踐能力和創新精神的重要必修課。
二、教學目标
本課程的主要教學環節有知道老師的示範講解以及學生的實踐操作。課程教學的主要目标是：使學生掌握有關機械制造的基礎知識和基本方法，鍛練學生的實踐技能。具體教學目标如下：
1.了解機械制造的一般過程；熟悉機械零件的常用加工方法及其所用設備的工作原理及典型結構、工夾量具的使用以及安全操作技術；了解機械制造的基本工藝知識。
2.了解和掌握現代制造技術的基本理論、加工手段和加工工藝過程，掌握現代制造技術的操作技能，建立現代制造工程的概念。
3.對簡單零件初步具有進行工藝分析和選擇加工方法的能力，在主要工種上應具有獨立完成簡單零件加工的實踐能力；增強學生的工程實踐能力，培養勞動意識、創新精神和理論聯系實際的科學作風，初步建立安全、質量、環保、群體、責任、管理、經濟、競争、市場、創新等工程意識，提高學生的綜合素質，培養學生的創新意識和創新能力，為後續課的學習奠定基礎。
4.通過對柔性制造、機器人等先進設備的講解及訓練，掌握綜合技術在産品制造過程中的基本應用，拓寬學生視野，以達到培養工程意識的訓練目的。
三、教學方法
本課程教學以實訓現場講授、指導教師示範演示、指導、理論答疑和同學實際動手操作為主，以多媒體課件和創新實訓等教學手段和形式為輔來完成課程教學任務。
四、教學内容
第一部分 基礎制造技術實訓（支持教學目标：1、3，建議7天）
（一）普通車削（3天）
講授主要内容包括：
1.特點及加工範圍、切削用量的選擇。
2.卧式車床的結構、傳動路線、用途及型号定義。
3.車刀的種類、用途，刀具材料，車刀組成及車刀角度，車刀安裝與刃磨。
4.機床附件（四爪卡盤、花盤、跟刀架、中心架、芯軸及彎闆）。
5.工件的裝夾方法。
6.車外圓、端面、台階、車槽、切斷、車圓錐。
7綜合練習：加工一個具有外圓、端面、凹槽、錐面等特征的零件。
8創新制作
要求學生：
1.了解車削加工的工藝特點及加工範圍。
2.了解零件加工精度，切削用量與加工經濟性的相互關系。
3.熟悉卧式車床的名稱，主要組成部分及其作用，并能正确操作。
4.熟悉常用車刀的組成和結構、車刀的主要角度及其對切削加工過程的影響。了解對刀具材料性能的要求和常用刀具材料。
5.掌握常用量具的正确使用方法。
6.掌握車削加工的基本方法和操作技能，能夠獨立完成常見形面的加工，熟悉其基本工藝過程；并能按實訓件圖紙的技術要求正确、合理地選擇工、夾、量具及制訂簡單的加工工藝。
7.熟悉并嚴格遵守安全操作規程。
（二）鉗工（1.5天）
講授主要内容包括：
1.鉗工概述：鉗工基本操作内容以及常用工具、量具的名稱及使用。
2.劃線：劃線工具和劃線基準的介紹。
3.鋸割：手鋸結構以及鋸割方法介紹。
4.锉削：锉刀材料、組成、種類與選用，常用锉削方法。
5.鑽孔、擴孔。
（1）鑽孔：鑽床的種類與結構，鑽頭及夾具。
（2）擴孔：擴孔工具，擴孔應用與精度。
6.方錘加工。
要求學生：
1.了解鉗工工作在零件加工、機械裝配、維修中的作用、特點及應用。
2.熟悉并能獨立地選用劃線、鋸割、锉削、鑽孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋與套螺紋、等加工的工具、量具、夾具和其它附件。
3.了解鉗工的各項基本操作（劃線、鋸割、锉削、鑽孔、鉸孔、攻螺紋與套螺紋、）；能夠根據圖紙要求，合理地選擇鉗工工藝和工卡量具，獨立地完成較簡單零件的加工制作。
4.初步建立機器生産工藝過程的概念，從讀圖、零件制造至機器裝配、調試，有一較完整的認識。
5.了解鉗工的新工藝、新技術的應用。
6.熟悉并嚴格遵守安全操作規程。
（三）銑（刨、磨）削實訓（1天）
講授主要内容包括：
1. 銑削加工
（1）銑削概述：銑削特點、加工範圍和銑削運動等。
（2）銑床的種類和型号及用途。
（3）銑刀的種類及用途。
（4）立式銑床的加工方法及其應用。
（5）安全技術操作規程。
（6）銑平面和溝槽。
2. 刨削加工
（1）刨削基本概念和适用範圍。
（2）刨床的型号組成。
3. 磨削加工
（1）磨削加工的基本概念及加工範圍。
（2）磨床的型号組成。
要求學生：
1. 銑削加工
（1）熟悉銑削加工的基本知識；銑削加工的基本工藝特點及應用。
（2）熟悉立式升降台銑床型号、主要組成部分名稱、運動及其作用。
（3）熟悉銑刀的材料、種類和用途。
（4）掌握立式升降台銑床的使用方法。
（5）熟悉并嚴格遵守安全操作規程。
（6）實際操作練習銑削平面和溝槽。
2. 刨削加工
（1）了解刨削的加工範圍和特點。
（2）了解刨削的運動。
（3）認識刨床的型号。
3. 磨削加工
（1）了解磨削的加工範圍和特點。
（2）了解磨削的運動。
（3）認識磨床的型号。
熱加工（鑄鍛焊實訓）（1.5天）
講授主要内容包括：
鑄造
（1）概述：鑄造的特點、方法及應用；手工砂型鑄造的工藝過程 ；型砂和芯砂應具備的性能、型砂和芯砂的組成、型砂和芯砂的制備；常見特種鑄造方法簡介。
（2）整模造型。
（3）分模造型及造芯。
2.焊接
（1）焊接方法分類、原理、特點及應用。
（2）手工電弧焊、氣焊與氣割、等離子切割、氣體保護焊。
要求學生：
鑄造
（1）熟悉鑄造生産的工藝過程、特點及應用。
（2）熟悉砂型鑄造的主要造型方法、工藝流程、特點及應用。
（3）了解常見特種鑄造方法的工藝流程。
（4）熟悉型砂（芯砂）的組成、各組成成分的作用，對型砂（芯砂）性能要求及制備過程。
（5）了解鑄造生産安全技術、環境保護。
2.焊接
（1）熟悉焊接方法分類、原理、特點及應用。
（2）熟悉手工電弧焊所用設備、工作原理及應用，電焊條的組成及作用。
（3）熟悉手弧焊的焊接規範，常見接頭型式、坡口型式、焊接位置。
（4）掌握手弧焊操作方法。
（5）了解氣割和等離子切割原理和切割過程。
（6）了解焊接件常見缺陷及其檢驗方法。
（7）熟悉焊接安全操作規程。
第二部分 現代制造技術實訓（支持教學目标：2、3，建議5天）
（一）數控車削（2天）
講授主要内容包括：
1.基礎理論教學内容）
(1）數控車加工工藝的制定。
(2）數控車機床坐标系工件坐标系的設定。
(3）數控車手工編程。
2.CAD/CAM技術
(1）零件圖形的繪制。
(2）刀具加工軌迹的生成。
(3）加工程序的生成。
3.數控車加工操作
(1）數控車床的加工原理、結構、組成和安全操作規程。
(2）數控車床的操作面闆功能。
(3）刀具偏置值的設定。
(4）演示零件的實際加工工程。
4.創新設計
學生自主創新，在電腦上模拟仿真加工。
要求學生：
1.熟悉并嚴格遵守安全操作規程。
2.掌數控車床編程和操作的基本方法。
3.能夠根據圖紙要求，獨立地完成一般零件的編程設計和加工制作。
4.初步掌握數控加工工藝安排、工步劃分、軌迹計算、程序編制和零件加工全過程。
（二）數控銑削（2天）
講授主要内容包括：
1.手工編程方法。
（1）程序格式。
（2）G代碼的使用。
（3）M代碼的使用。
(4) 簡單零件的手工編程。
2. 數控銑自動編程軟件的應用。
(1) 零件的造型設計。
（2）根據零件的加工工藝生成刀具軌迹。
（3）根據刀具軌迹生成加工程序。
（4）一般零件的設計、造型及加工仿真。
2.數控銑床的實際操作
(1）數控系統面闆操作。
(2）伺服系統面闆操作。
(3)數控銑床的對刀過程
1）刀具的更換。
2）對刀方法。
要求學生：
1.掌握數控銑手工編程的方法。
2.掌握自動編程軟件的使用，能夠獨立設計一般複雜程度的零件，并根據實際加工參數生成刀具軌迹，仿真及生成加工程序。
3.掌握數控銑床的一般加工操作過程。
4.掌握數控銑床的對刀過程。
（三）數控電火花線切割 （0.5天）
講授主要内容包括：
1.講解數控電火花線切割加工程序編制方法。
2.學生進行任意圖形的創新設計及自動編程、機床操作加工及制作，教師實時指導。
要求學生：
1.掌握數控電火花線切割的加工原理，工藝特點和應用範圍，能夠正确、靈活應用此加工方法。
2.掌握數控電火花線切割機床數控程序的編制方法和輸入方法。
3.熟悉加工設備的基本操作方法及安全操作規程。
（四）快速成型制造技術訓練（0.5天）
講授主要内容：
1.理論
1）概述（快速成型的産生、發展及現狀）
2）快速成型原理；
3）快速成成型種類及個自的優缺點；
4）快速成型的工藝過程；
5）快速成型的應用領域；
2.快速成型設備操作和軟件的使用
1）快速成型設備的組成及工作原理；
2）介紹操作使用快速成型設備所用到的軟件（aurora與cark）；
3.實際操作
1）成型一個用時少的原型工件；
2）去除支承；
3）在成型過程中解答學生提出的問題；
要求學生：
1）了解快速成型設備的使用、有關成型參數的含意及設定。
2）了解成型的全部工藝過程，對快速成型從理性認識上升到感性認識。
第三部分 智能控制（支持教學目标：4，建議3天）
（一）機器人創新訓練（1天）
講授主要内容包括：
1.機器人基本操作
（1）關節運動操作；
（2）線性運動操作；
（3）工具坐标的概念和工具坐标的建立；
2.編程
機器人基本指令
（1）MOVEJ
（2）MOVEL
（3）MOVEC
(4)機器人程序的建立、結構和指令的用法；
要求學生：
1.能通過仿真軟件用示教器熟練操作機器人，并建立工具坐标。
2.能編制出直線和圓弧組合軌迹編程。
（二）氣動綜合訓練（0.5天）
講授主要内容包括：
本課程由三大部分組成，手動-電控回路實訓項目、PLC控制實訓項目、計算機控制實訓項目，每個項目相對獨立完整。
1.熟悉氣動元器件的組成：空氣壓縮機，空氣過濾、減壓、油霧器三聯件，減壓閥，手動換向閥，電磁換向閥，氣控換向閥，行程閥，單向節流閥、快速排氣閥，或門型梭閥，單作用氣缸，雙作用氣缸。
2.電氣控制器件的組成：電氣控制器件配備：PLC可編程序控制器，PLC電氣控制輸入單元，PLC電氣控制輸出單元，繼電器控制單元，行程開關。
3.手動—電控回路實訓項目：基本邏輯回路，換向回路，有記憶作用的換向回路，差壓回路，單往複運動回路、連續往複運動回路，手操作回路，數回路，沖回路，速度控制回路，序動作回路，快速排氣閥應用回路，或門型梭閥的應用回路，三缸聯動回路。
要求學生：
1.了解和掌握氣動元件的結構、氣動回路的控制原理及設計方法等。以及掌握PLC可編程序控制器的功能，控制原理及編程技巧等。
2.通過實訓，提高學生的實踐動手、自主設計以及分析問題、解決問題的能力，培養學生學習與掌握新知識、新技能的能力。
3..為學生對專業課程的進一步學習打下良好基礎。
（三）CAN總線（0.5天）
講授主要内容包括：
1.CAN-bus的基本理論：iCAN功能模塊介紹、CANalyst-Ⅱ分析儀、CANET-E接口卡介紹、iCAN實驗相關執行部件介紹、iCAN實驗相關軟件介紹。
2.iCAN協議基本理論：CAN應用層協議介紹，iCAN協議規範，iCAN模塊功能及基本原理。
3.CAN-bus基礎通訊實驗：CANalyst-Ⅱ分析儀的自接收實驗、波特率設置實驗。
4.iCAN功能模塊應用實驗：熟悉iCAN模塊功能，完成開關量輸入/輸出實驗、模拟量輸入/輸出實驗、熱電阻輸入、熱電偶輸入實驗。
5.工業現場常用傳感器的基本理論：了解常用傳感器原理，掌握工業現場常用傳感器功能。
6.基于ican教學開發平台，了解MCGS組态軟件的應用，實現快速構造和生成上位機監控系統的組态軟件系統。
要求學生：
1.掌握CAN-bus網絡的基本協議、運行原理、設計步驟、高層協議及分布式控制系統設計。
2.了解CAN-bus在多個行業的設計模型與成熟應用。
3.了解MCGS組态軟件的應用，實現快速構造和生成上位機監控系統的組态軟件系統。
4.熟悉iCAN模塊功能，完成開關量輸入/輸出實驗、模拟量輸入/輸出實驗、熱電阻輸入、熱電偶輸入實驗。
5.培養學生的設計能力和創新能力，增強學生的工程意識。
（四）智慧工廠虛拟仿真（1天）
講授主要内容：
1．智慧工廠的概念、虛拟仿真實驗的含義、基本組成、實現原理及控制架構。
2．智慧工廠虛拟仿真軟件的使用方法。
3．智慧工廠中各種虛拟實驗環境，完成各種預定的實驗項目。
4．智慧工廠實際生産線系統的自動化和先進性、各工作單元的工作原理及工作過程。
5．智慧工廠生産線設備的操作流程及方法。
6．基于虛拟實驗環境中的實驗項目，在實際生産線上進行驗證。
要求學生：
1．了解虛拟仿真實驗中設備管理信息、流程管理信息、物流管理信息、生産調度管理信息、生産過程數據信息等。
2．基于虛拟現實仿真軟件掌握智慧工廠中各模塊實現的功能、實驗方法，完成虛拟仿真軟件中各種預定的實驗項目。
3．熟悉生産線設備的基本操作方法及安全操作規程，并将虛拟仿真中的模拟實驗在生産線中進行驗證。
五、教材及主要參考書
1.教材： 毛志陽.工程實訓.北京:北京航空航天大學出版社.2015.1
2.參考書目:
[1]長春工業大學金工教研室.非機械類金工實訓報告分冊. 2002.6.
[2]鄧文英.金屬工藝學（上、下冊，第四版）.北京:高等教育出版社，2000.
[3]楊有君.數控技術（國家級十五規劃教材）.北京:機械工業出版社, 2005.9.
[4]傅水根.機械制造工藝基礎.北京:清華大學出版社，2004.
[5]傅水根.機械制造工藝基礎（金屬工藝學冷加工部分.北京:清華大學出版社, 1998.
[6]張學政.機械制造工藝基礎習題集.北京:清華大學出版社，1999.
[7]溫建萍、劉子利.工程材料與成形工藝基礎學習指導.北京:化學工業出版社,2007.
[8]陳隆德、趙福令.機械精度設計與檢測技術.北京:機械工業出版社, 2000.10.
六、考核辦法
本課程采用綜合考核方法。學生實訓成績考核由三部份組成：現場實訓（占70%）、基本理論考試（占20%）、實訓報告（占10%）。
課程組成員：李月晶、于舵、趙健闖、張卉、姜帆、龍哲、初少剛、龐在祥
執筆人：張卉
修訂時間：2018年5月
