2020年天津3420机械制造基础自考考试大纲

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本大纲对应教材版本：《机械制造基础》乔世民主编高等教育出版社2003年

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天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：机械制造基础

课程代码：3420、4223

第一部分课程性质与目标

一、课程的性质与设置目的

机械制造基础是数控技术应用专业专科有关机电方面的一门紧密结合工艺技术的主要专业基础课。这是一门研究从选择工程材料、毛坯制造、机械加工的综合性工艺课程。设置本课程的目的，是使学生了解和掌握常用工程材料以及铸造、锻压、焊接、切削加工等工艺，使学生熟悉机械制造的全过程，了解现代机械制造技术，为将来工作奠定基础。

二、本课程的基本要求

1、熟悉常用工程材料的性能、应用范围和选用原则。

2、掌握铸、锻、焊、机械加工的基本工艺理论和工艺特点，具有选择毛坯、零件加工方法的基本知识和能力。

3、了解各种主要加工方法所用设备、工具的工作原理和结构。

三、本课程与相关课程的联系

学习本课程前，应先具备机械制图、工程力学、机械设计基础等方面的知识。同时，本课程也为数控类课程的学习打好机械方面的基础。

第二部分考核内容与考核目标

第一章工程材料

第一节金属材料的力学性能

一、学习目的与要求

1、了解金属力学性能的基本概念

2、掌握力学性能的判掘

3、具有测试硬度的能力

二、考核知识点与考核要求

（一）强度(次重点)

识记：1.伸试样2.伸曲线3.强度

（二）塑性(一般)

识记：1.伸长率2.面收缩率

（三）硬度(重点)

理解：1.布氏硬度2.洛氏硬度3.维氏硬度的概念并掌握测定方法

（四）冲击韧性(一般)

识记：冲击韧性的基本概念

（五）疲劳强度(一般)

识记：疲劳强度的基本概念

第二节铁碳合金

学习目的与要求

1、了解晶体结构的基本概念

2、了解金属的结晶过程

3、了解合余的晶体结构概念

4、掌握铁碳合余基本组织

5、初步掌握简化的铁碳相图

6、具有应用铁碳相图判别合会性能的能力

7、碳素钢、铸铁的分类，应用

考核知识点与考核要求

（一）金属的晶体结构与结晶（一般）

识记：晶体的基本概念，常见金属的晶体结构，金属的实际晶体结构，纯金属的结晶

（二）合金的晶体结构（次重点）

理解：固溶体、金属化合物的基本概念

（三）铁碳合金相图（重点）

识记：纯铁的冷却曲线，纯铁同素异晶体的晶格类型、相互转变温度

理解：铁碳合金基本相（铁素体、奥氏体、渗碳体）的结构与性能，并能认识其显微组织

理解：铁碳合金的分类及结晶过程分析，对典型合金能进行结晶过程分析

应用：钢的成分、组织与性能之间的关系，能根据碳的质量分数分析常用碳钢的组织与性能

（四）碳素钢、铸铁（次重点）

应用：钢的分类，碳钢应用，掌握钢的牌号、性能、热处理特点及其使用范围，并能根据工件的性能要求进行选材及热处理

应用：铸铁分类，铸铁简单应用，掌握铸铁的牌号、性能、热处理特点及其使用范围，并能根据工件的使用要求进行选材及热处理

第三节钢的热处理

一、学习目的与要求

1、熟悉钢在热处理过程中的组织转变及转变产物的形态和性能

2、掌握退火、正火、淬火、回火的实质、目的、工艺特点及应用范围

3、了解常用的表面热处理方法、目的、工艺特点及应用范围

4、了解热处理新技术

5、熟悉钢的淬透性、淬硬性

6、了解零件热处理的质量控制，熟悉热处理技术条件的标注

二、考核知识点与考核要求

（一）钢在加热时的组织转变（一般）

识记：钢的奥氏体化（奥氏体的形核与长大），奥氏体的晶粒度（领会奥氏体的晶粒度及其影响因素）

（二）钢在冷却时的组织转变（次重点）

理解：过冷奥氏体等温转变（能分析常用碳钢不同温度等温转变后的组织与性能），过冷奥氏体的等温转变曲线的建立，过冷奥氏体的等温转变产物的组织与性能：过冷奥氏体的连续冷却转变，过冷奥氏体等温转变曲线在连续冷却转变中的应用（能根据C曲线判断常用碳钢在炉冷、空冷、油冷、水冷等不同冷却条件下的组织与性能）

（三）钢的热处理工艺（重点）

应用：退火的目的、种类、工艺特点、组织及其应用（能根据材料及其性能要求选择完全退火、球化退火和去应力退火等）

正火的目的、工艺特点、组织及其应用（能根据材料及其性能要求选择常用的正火方法）

淬火的目的、种类、工艺特点、组织及其应用（能熟悉常用钢种的淬火工艺，淬火后的组织及其性能）；淬硬性与淬透性

回火目的、种类、组织、性能及应用（能根据一定条件选择淬火钢的回火方法）

（四）钢的表面热处理（次重点）

应用：表面淬火的方法、目的、种类、常用材料、热处理特点、性能及其应用

表面化学热处理的方法及应用。

（五）热处理的技术条件和结构工艺性（一般）

应用：热处理的技术条件的标注，热处理零件的结构工艺性。

第四节合金钢

一、学习目的与要求

1、了解钢中常存元素对性能的影响

2、了解钢中合金元素的作用

3、熟悉合金钢钢的分类、牌号、性能、热处理特点及其使用范围

二、考核知识点与考核要求

（一）合金钢钢的分类与编号（一般）

识记：合金钢钢的分类与编号方法

（二）合金元素在钢中的作用（次重点）

理解：合金元素对钢中基本相的影响，形成合金铁素体，形成合金化合物；合金元素对相图的影响；合金元素对钢热处理的影响

（三）合金钢（重点）

应用：合金钢应用，掌握合金钢的牌号、性能、热处理特点及其使用范围，并能根据工件的性能要求进行选材及热处理。（包括：低合金高强度结构钢、合金结构钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢、合金工具钢、特殊性能钢

第五节有色金属

一、学习目的与要求

1、了解有色金属及其合金（铜合金、铝合金、钛合金）的分类、牌号（代号）、性能、热处理特点及使用范围

2、了解常用滑动轴承材料的分类、牌号（代号）、性能及使用范围

二、考核知识点与考核要求

（一）铝及铝合金（一般）

识记：纯铝的牌号及使用范围，形变铝合金的分类、牌号（代号）、热处理特点、性能及使用范围，铸造铝合金的分类、牌号(代号)、组织及使用范围

（二）铜及铜合金（一般）

识记：纯铜的牌号(代号)及使用范围，黄铜的分类、牌号（代号）、性能及使用范围，青铜的分类、牌号(代号)、性能、热处理特点及使用范围

（三）钛及钛合金（一般）

识记：纯钛的牌号(代号)及使用范围，黄铜的分类、牌号（代号）、性能及使用范围

（四）滑动轴承合金（一般）

识记：巴氏合金（锡基、铅基），其他轴承合金

第六节其他材料

一、学习目的与要求

1、了解常用粉末冶金材料的生产方法、性能及使用范围

2、了解陶瓷、塑料、橡胶、复合材料的种类、性能及应用

二、考核知识点与考核要求

（一）粉末冶金材料（重点）

应用：常用粉末冶金材料的生产方法、性能及使用范围（硬质合金牌号、性能及使用范围）

（二）陶瓷材料（一般）

识记：了解陶瓷材料的分类、结构、性能及应用

（三）塑料、橡胶材料（一般）

识记：了解塑料、橡胶材料的组成、分类、性能及应用

（四）复合材料（一般）

识记：了解复合材料的种类、性能及应用

第二章铸造

一、学习目的与要求

1、了解砂型铸造的基本概念和工艺特点

2、熟悉造型和造芯的基本方法

3、了解合金的熔炼和铸件清理等铸造的基本过程

4、熟悉确定铸造工艺的内容和方法

二、考核知识点与考核要求

（一）概述（一般）

识记：铸造的概念，铸件的生产过程，铸造生产的特点及应用

（二）铸造工艺基础（次重点）

理解：铸件的凝固，合金的铸造性能

（三）铸造方法（次重点）

理解：1、砂型制造：造型（手工造型、机器造型的种类、方法及其应用场合）；造芯（造芯的种类、方法、内容及其应用场合，了解芯骨、芯撑的作用和型芯的通气）

2、特种铸造：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造工艺过程，特点和应用范围

3、铸件生产常见缺陷

（四）铸造工艺设计（重点）

应用：1、分型面和浇注位置的选择（能根据铸件的具体条件正确选择分型面和浇注位置）

2、工艺参数的确定（了解铸件的铸造工艺图与其零件图的差异之处，了解机械加工余量、起模斜度、收缩率和型芯头的作用）

3、确定浇注系统（浇注系统的组成、形式和作用）

4、综合工艺分析举例（掌握确定铸造工艺方案和绘制铸造工艺图的基本要领）

（五）铸件结构工艺性（次重点）

应用：合金铸造性能对铸件结构的要求（铸件壁厚和铸件壁连接的合理设计，以及不宜采用的受阻收缩和大水平面结构）；铸造工艺对铸件结构的要求（能判断、比较、分析铸件外形和内腔设计的合理性）

（六）常用铸造合金的生产（次重点）

理解：铸铁件（灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁）的铸造性能，工艺特点；铸钢件的铸造性能，工艺特点；有色金属铸件的铸造性能，工艺特点

锻压

一、学习目的与要求

1、了解锻造性及影响因素

2、了解自由锻造的基本工序和应用范围

3、了解模型锻造的特点和应用范围

4、了解板料冲压的特点和基本工序，各工序的含义及应用范围

5、了解锻压件的合理结构

二、考核知识点与考核要求

（一）概述（一般）

识记：锻造的概念，锻件的生产过程，锻造生产的特点及应用

（二）锻造工艺基础（次重点）

理解：金属的塑性变形，变形后金属的组织和性能

（三）自由锻（次重点）

识记：概述（识记自由锻造的含义、特点、适用范围和所用的设备）

识记：自由锻造基本工序（了解镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移、切割八种基本工序的含义、使用场合）

（四）模锻（次重点）

识记：模锻的特点（了解模型锻造的含义、特点，与自由锻造的区别，模型锻的应用范围）；锤上模锻、曲柄压力机上模锻、平锻机上模锻和摩擦压力机上模锻以及其他模锻设备的特点和应用范围

（五）板料冲压（一般）

识记：板料冲压的概念，板料冲压生产的特点、应用及设备；板料冲压的基本工序。

（六）锻压件结构设计（重点）

应用：锻压件的合理结构（冲裁件结构工艺性、弯曲件结构工艺性、拉深件结构工艺性）

第四章焊接

学习目的与要求

1、了解焊接的概念，焊接方法的特点及应用

2、了解焊接工艺基础

3、了解常用焊接方法

二、考核知识点与考核要求

（一）概述（一般）

识记：焊接的概念，焊接方法的特点及应用

（二）手工电弧焊（重点）

识记：焊接电弧的产生，焊接电弧的特点、组成、性质、弧柱区温度以及电弧特性；焊接接头（焊缝形成过程、焊接冶金过程）

理解：电焊条的组成与作用（药皮与焊芯作用，焊芯牌号，药皮类型及电焊条型号、牌号表示方法）；焊条的选用原则；焊接接头的金属组织与性能；焊接应力与变形

（三）其他焊接方法（一般）

识记：埋弧自动焊（埋弧焊含义、工艺过程、特点及其应用）

气体保护焊(气体保护焊特点，CO2气体保护焊与氩弧焊含义、工艺特点与应用)；气焊与切割（氧一乙炔组成的三种火焰的特点与应用范围，气焊特点与应用，氧一乙炔切割过程与应用；电渣焊（电渣焊含义、特点与应用）；等离子弧焊

电阻焊（了解各种电阻焊含义与适用范围）；摩擦焊（了解摩擦焊含义，摩擦焊的几种形式与特点）；钎焊（了解钎焊种类、钎焊特点与应用）

（四）常用金属材料的焊接（次重点）

识记：碳钢的焊接（低、中、高碳钢焊接）；低合金结构钢的焊接；不锈钢的焊接；铸铁的焊补；非铁金属的焊接

（五）焊接结构工艺设计（次重点）

理解：焊接结构的焊接工艺设计（焊接结构材料的选择、焊缝的布置、焊接方法的选择）

第五章机械零件毛坯的选择

一、学习目的与要求

1、了解常用零件毛坯的分类与比较

2、了解毛坯选择的原则

3、了解典型零件毛坯的选择

二、考核知识点与考核要求

（一）常用零件毛坯的分类与比较（一般）

识记：毛坯类型及制造方法的比较；毛坯生产成本的比较

（二）毛坯选择的原则（一般）

识记：满足材料的工艺性能要求；满足零件的使用要求；满足降低生产成本的要求；符合生产条件要求

（三）典型零件毛坯的选择（重点）

应用：轴杆类、盘套类、箱体机架类零件的毛坯选择

第六章金属切削加工基础知识

一、学习目的与要求

1、了解对零件加工质量的要求

2、了解切削的运动

3、熟悉刀具材料及车刀的基本角度

4、熟悉金属切削的基本规律．会应用这些规律选择切削液、刀具几何参数和切削用量

二、考核知识点与考核要求

（一）加工质量（一般）

识记：加工精度；表面质量

（二）切削运动（一般）

识记：切削运动、工件表面、切削用量

（三）刀具切削部分的几何角度（重点）

理解：车刀的组成、刀具几何角度参考系、刀具标注角度

识记：刀具工作角度、切削层参数

（四）刀具材料（次重点）

识记：刀具材料应具备的性能

应用：高速钢、硬质合金刀具材料

（五）金属切削过程（次重点）

理解：切屑的形成过程，三个变形区、四种切屑类型；积屑瘤形成条件，对切削加工的影响，掌握消除积屑瘤应采取的措施

（六）切削力（次重点）

（七）切削热和切削温度（次重点）

识记：切削热的产生和传出，切削温度的分布

理解：切削温度对切削加工生产率和工件质量的影响，会分析影响切削温度主要因素

（八）刀具磨损和刀具寿命（次重点）

理解：理解刀具磨损的形式、原因和刀具的磨损过程及磨钝标准；刀具寿命的含义，掌握切削条件，特别是切削速度与刀具寿命的关系

（九）工件材料的切削加工性（次重点）

识记：工件材料的切削加工性的平定；影响材料切削加工性的主要因素

理解：常用材料的切削加工性；改善工件材料切削加工性的途径

（十）金属切削条件的选择（重点）

应用：刀具几何参数的选择（掌握刀具角度选择原则和常用数值）；刀具寿命的选择（确定合理的刀具寿命的方法）。选择切削用量。切削液的选择

第七章机械零件表面加工

一、学习目的与要求

1、了解机床的分类和型号编制方法

2、熟悉机床的传动方法和传动链

3、熟悉车削、钻削、镗削、铣削、拉削、刨削与插削、磨削、齿轮的齿形加工的加工范围

4、熟悉主要机床类型、结构及刀具的性能和加工工艺特点

二、考核知识点与考核要求

（一）金属切削机床的基本知识（一般）

识记：机床的分类，机床型号的编制方法；零件表面的切削加工成形方法和机床的运动

理解：传动系统图（能看懂机床的传动系统图）；传动链（根据传动系统图，能写出其传动链）；机床运动的计算（简单应用，根据传动链能计算主运动及进给运动的速度）

（二）外圆表面加工（重点）

应用：外圆表面加工的机床、刀具和加工方法；外圆表面加工的车削加工、磨削加工各种加工的工艺特点

（三）内圆表面加工（重点）

应用：内圆表面加工的机床、刀具和加工方法；钻削加工、镗削加工拉削加工各种加工的工艺特点

（四）平面加工（重点）

应用：平面加工方法；平面加工的机床、刀具和加工方法；刨削与插削加工、铣削加工、平面磨削加工各种加工的工艺特点

（五）齿轮的齿形加工（一般）

识记：圆柱齿轮齿形加工方法；滚齿加工；插齿加工；齿轮的其他加工方法

第三部分实践环节

实验一硬度实验

一、考核目的与要求

通过该实验考生应进一步掌握布氏、洛氏硬度测定的基本原理及应用范围。

二、考核的内容

1、了解布氏、洛氏硬度机的主要结构，初步掌握操作方法

2、根据不同金属材料的零件性能特点，选定测定硬度的方法

3、学生应按实习内容完成实习报告及技能收获

实验二观察平衡状态铁碳合金显微组织

一、考核目的与要求

通过该实验考生应进一步掌握了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布

特征。

二、考核的内容

1、观察和识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织

2、分析铁碳合金成分(碳的含量)、组织、性能之间的相互关系

3、学生应按实习内容完成实习报告及技能收获

实验三刀具几何角度测量实验

一、考核目的与要求

通过该实验考生应进一步熟悉车刀切削部分的构造要素，掌握车刀标注角度的参考平面、参考系及车刀标注角度的定义。

二、考核的内容

1、了解量角器的结构，学会使用量角器测量车刀标注角度

2、绘制车刀标注角度图，并标注出测量得到的各标注角度数值

3、学生应按实习内容完成实习报告及技能收获

实验四钢的热处理

一、考核目的与要求

通过该实验考生应进一步了解热处理的主要设备及用途；了解常用热处理工艺方法（淬火、回火、正火、退火）的用途及操作工艺；了解其他热处理方法（表面热处理）。

二、考核的内容

学生应按实习内容完成实习报告及技能收获

实验五铸造

一、考核目的与要求

通过该实验考生应进一步掌握铸造工艺及常用设备与工具；熟悉砂型铸造、特种铸造的工艺过程和操作方法。

二、考核的内容

学生应按实习内容完成实习报告及技能收获

实验六锻造

一、考核目的与要求

通过该实验考生应进一步掌握锻造工艺及常用设备与工具；熟悉自由锻造、模锻、材料冲压的工艺过程和操作方法。

二、考核的内容

学生应按实习内容完成实习报告及技能收获

实验七焊接

一、考核目的与要求

通过该实验考生应进一步掌握焊接工艺及常用设备与工具。通过实训实习使学生对电焊、气焊原理、焊机结构及使用，焊接工艺范围及应用、安全技术、焊接工具、焊条选用有所了解，初步掌握电焊、气焊操作，并能进行一般工件焊接。

二、考核的内容

焊接工艺实训实习，掌握常用设备与工具。

学生应按实习内容完成实习报告及技能收获

实验八金属切削加工

一、考核目的与要求

通过该实验考生应进一步掌握车（铣）床加工操作，正确使用常用刀具、量具，能按照图纸对一般复杂程度的零件进行车（铣）加工，初步掌握磨床的基本操作方法。参观了解其他常用切削机床。

二、考核的内容

1、实际操作练习，由实验技术人员根据学生操作规范程度评分

2、完成课题工件

第四部分有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材与主要参考书

指定教材：《机械制造基础》乔世民主编高等教育出版社2003年

主要参考书：《机械制造》盛善权、蔡汉跃主编机械工业出版社1999年

《机械制造基础》盛善权主编高等教育出版社1993年

三、自学方法指导

机械制造基础是一门与生产实践密切联系的课程，考生需有一定的生产知识，这样才能取得良好的自学效果。如考生不是中专校、技工学校、职业学校相应专业的毕业生或不是机械工厂的职工，则应到机械工厂的铸工车间、锻压车间、焊接车间、金工车间实习或参观一段时间。

四、对社会助学的要求

1、社会助学部门应帮助自学者到机械工厂实习或参观，使自学者获得必需的机械制造方面的感性认识。

2、本课程共5学分，其中理论课4学分，实践课1学分。建议助学课时不少于90学时。

理论学时分配如下：

实践学时分配如下：

五、关于命题考试的若干规定

（包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考试方法和考试时间等）

l、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次试题比例大致是：“识记”为10％、“理解”为25％、“应用”为65％。

3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2。

4、每份试卷中各类考核点所占比例约为：重点占65％．次重点占25％，一般占10％。

5、从考核知识点中命题。根据考核要求的四个层次分别出以下题型：判断题，单项选择题，填充题，简答题，计算题，论述题和分析题等。

6、理论考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。

7、实践环节考核按实验实习报告及技能收获给出成绩，采用“优、良、中、及格、不及格”五级评分制。

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