《工程实训B》课程大纲
英文课名：Engineering Training B
学 时：4周
学 分：4学分
先修课程：工程图学、机械工程概论
适用专业：机械工程、机械电子工程、车辆工程、、工业工程、工业设计、材料成型与控制、材料物理、金属材料工程
一、课程性质与任务
工程实训课程是机械类、材料类专业重要的实践教学技术基础课之一。本课程主要内容是基本制造技术实训、现代制造技术实训、数控电火花线切割、电火花成形、快速成型技术、柔性制造系统、机器人、气动综合实训、CAN总线。通过本课程学习，要求学生能对制造活动有一个整体的、全貌的了解与把握。要求学生掌握机械制造基本加工、现代加工的设备操作、零件制作和基本工艺方法，完成工程基本训练；并经过技术综合和工程创新的实训，培养工程素质、工程实践能力和创新意识，提高学生自主学习和独立工作能力；初步具备解决现场工艺问题的能力；了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展概况，初步具备对制造系统、制造模式选择决策的能力；引导学生树立创新意识和终身学习意识，培养学生从事新工艺、新技术设计开发的初步创新能力；为后续专业课学习及从事工装设备、机电产品、仪器仪表的设计、制造、维修及科学研究工作奠定基础。
二、教学目标
通过本课程的教学，使学生具备以下能力：
了解机械制造的一般过程和基本工艺知识，熟悉机械零件的常用加工方法及其所用设备的工作原理及典型结构，具有选择零件加工方法及其所用设备、工夹量具的使用能力以及安全操作技术能力；了解和掌握现代先进制造技术的基本理论、加工手段和加工工艺过程，掌握现代先进制造技术的操作技能，建立现代制造工程的概念。
2．对简单零件初步具有进行工艺分析和选择加工方法的能力，在主要工种上应具有独立完成简单零件加工的实践能力；增强学生的工程实践能力，培养劳动观点、创新精神和理论联系实际的科学作风，初步建立安全、质量、环保、协作、责任、管理、经济、竞争、市场、创新等工程意识，提高学生的综合素质，培养学生的创新意识和创新能力，为后续课的学习奠定基础。
3．通过对先进制造技术设备的了解及训练，掌握综合技术的基本应用和工程概念理解，拓宽视野和思维，达到培养工程意识的训练目的。
4.通过业余时间进行创新产品的设计、制作，进一步培养学生的基础知识和操作技能综合运用能力，了解工程产品研发过程；激发学生潜能，培养创新意识和创新能力；提高学生自主学习和独立工作能力。
三、教学方法
本课程以实训现场讲授、演示、指导、理论答疑、创新实训（选修）等教学手段和形式完成课程教学任务。
四、教学内容
第一部分 基础制造技术实训
（一）实训项目名称：普通车削（支持教学目标：1、2、4 建议3天）
讲授主要内容包括：
1.特点及加工范围、切削用量的选择。
2.卧式车床的结构、传动路线、用途及型号定义。
3.车刀的种类、用途，刀具材料，车刀组成及车刀角度，车刀安装与刃磨。
4.机床附件（四爪卡盘、花盘、跟刀架、中心架、芯轴及弯板）。
5.工件的装夹方法。
6.车外圆、端面、台阶、车槽、切断、车圆锥。
7.综合练习：加工一个具有外圆、端面、凹槽、锥面等特征的零件。
8.载货小车车轴加工
9.创新制作
要求学生：
1.了解车削加工的工艺特点及加工范围。
2.了解零件加工精度，切削用量与加工经济性的相互关系。
3.熟悉卧式车床的名称，主要组成部分及其作用，并能正确操作。
4.熟悉常用车刀的组成和结构、车刀的主要角度及其对切削加工过程的影响。了解对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.掌握车削加工的基本方法和操作技能，能够独立完成常见形面的加工，熟悉其基本工艺过程；并能按实训件图纸的技术要求正确、合理地选择工、夹、量具及制订简单的加工工艺。
7.熟悉并严格遵守安全操作规程。
（二）实训项目名称：钳工（支持教学目标：1、2、4 建议2天）
讲授主要内容包括：
1.钳工概述、钳工工作内容，常用工具、量具的名称及使用。
2.划线工具和划线基准；锯割操作及手锯结构与使用。
3.锉刀材料、组成、种类与选用，锉削方法。4.钻床的种类与结构，钻头及夹具；扩孔工
具，扩孔应用与精度；安全操作规程。
5．装配与拆卸：装配的主要形式；装配种类
与装配方法；装配单元系统图；典型装配方法。
6.学生操作加工方锤。
要求学生：
1.了解钳工工作在零件加工、机械装配、维修中的作用、特点及应用。
2.熟悉并能独立地选用划线、锯割、锉削、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹与套螺纹、等加工的工具、量具、夹具和其它附件。
3.了解钳工的各项基本操作（划线、锯割、锉削、钻孔、铰孔、攻螺纹与套螺纹、）；能够根据图纸要求，合理地选择钳工工艺和工卡量具，独立地完成较简单零件的加工制作。
4.初步建立机器生产工艺过程的概念，从读图、零件制造至机器装配、调试，有一较完整的认识。
5.方锤加工。
6．装配载货小车。
7．了解钳工的新工艺、新技术的应用。
8．创新设计制作（内容自选）。
9.熟悉并严格遵守安全操作规程。
(三）实训项目名称：铣（刨、磨）（支持教学目标：1、2、4 建议2天）
讲授主要内容包括：
1. 铣削加工
（1）铣削概述：铣削特点、加工范围和铣削运动等。
（2）铣床的种类和型号及用途。
（3）铣刀的材料、种类及用途。
（4）立式铣床的加工方法及其应用。
（5）游标卡尺、深度尺、高度尺的使用方法及适用范围。
（6）安全技术操作规程。
（7）平面、台阶面和沟槽的铣削方法。
2. 刨削加工
（1）刨削基本概念和适用范围。
（2）刨床的型号组成。
3. 磨削加工
（1）磨削加工的基本概念及加工范围。
（2）磨床的型号组成。
要求学生：
1. 铣削加工
（1）熟悉铣削加工的基本知识；铣削加工的基本工艺特点及应用。
（2）熟悉立式升降台铣床型号、主要组成部分名称、运动及其作用。
（3）了解卧式万能铣床。
（4）熟悉铣刀的材料、种类和用途。
（5）掌握立式升降台铣床的使用方法。
（6）掌握铣床常用量具的使用方法。
（7）熟悉并严格遵守安全操作规程。
（8）独立操作铣床铣削平面、台阶和沟槽。
（9）铣削载货小车车箱
2. 刨削加工
（1）了解刨削的加工范围和特点。
（2）了解刨削的运动。
（3）认识刨床的型号。
3. 磨削加工
（1）了解磨削的加工范围和特点。
（2）了解磨削的运动。
（3）认识磨床的型号。
（四）实训项目名称：热加工（支持教学目标：1、2、4 建议2天）
讲授主要内容包括：
铸造
概述：铸造的特点、方法及应用；
手工砂型铸造的工艺过程；
型砂和芯砂应具备的性能、型砂和芯砂的组成、型砂和芯砂的制备；
常见特种铸造方法简介
要求学生
（1）熟悉铸造生产的工艺过程、特点及应用。
（2）熟悉砂型铸造的主要造型方法、工艺流程、特点及应用。
（3）了解常见特种铸造方法的工艺流程。
（4）熟悉型砂（芯砂）的组成、各组成成分的作用，对型砂（芯砂）性能要求及制备过程。
（5）了解铸造生产安全技术、环境保护。
（6）整模造型。（1）概述：铸造的特点、方法及应用；手工砂型铸造的工艺过程 ；型砂和芯砂应具备的性能、型砂和芯砂的组成、型砂和芯砂的制备；机器造型的特点和应用；常见特种铸造方法的工艺流程、特点及应用；铸造生产安全技术、环境保护，并能进行简单经济分析。
（7）分模造型及造芯。
2、焊接
（1）焊接方法分类、原理、特点及应用。
（2）手工电弧焊、气焊与气割、等离子切割、气体保护焊。
要求学生
（1）熟悉焊接方法分类、原理、特点及应用。
（2）熟悉手工电弧焊所用设备、工作原理及应用，电焊条的组成及作用。
（3）熟悉手弧焊的焊接规范，常见接头型式、坡口型式、焊接位置。
（4）掌握手弧焊操作方法。
（5）了解气割和等离子切割原理和切割过程。
（6）了解焊接件常见缺陷及其检验方法。
（7）熟悉焊接安全操作规程。
3.锻压
以教师演示、讲解、参观为主，使学生锻压生产过程有一个初步的了解，了解锻压生产在机械制造生产中的地位及重要性。
第二部分 先进制造技术实训
（一）数控车削（支持教学目标：1、2、3、4 建议2.5天）
讲授主要内容包括：
1.基础理论教学内容
（1）数控车加工工艺的制定。
（2）数控车机床坐标系工件坐标系的设定。
（3）数控车中通用零件手工编程。
2.CAD/CAM技术
（1）零件图形的绘制。
（2）刀具加工轨迹的生成。
（3）数控车通用零件自动编程加工程序的生成。
3.数控车加工操作
（1）数控车床的加工原理、结构、组成和安全操作规程。
（2）数控车床的操作面板功能。
（3）刀具偏置值的设定。
（4）载货小车车轮的图纸及工艺分析
（5）载货小车车轮的编程和加工制作。
4.创新设计
学生自主创新，在电脑上模拟仿真加工。
要求学生：
（1）熟悉并严格遵守安全操作规程。
（2）掌握数控车床编程和操作的基本方法。
（3）能够独立地完成一般零件图纸和工艺的分析。
（4）能够按要求对一般零件进行工艺设计（包括刀具选择和设定）及程序编写和加工制作。
（5）基本掌握数控加工工艺安排、工步划分、轨迹计算、程序编制和零件加工全过程。
（二）数控铣削（支持教学目标：1、2、3、4 建议2.5天）
1、实训载货小车车头的设计、造型及编程（建议 0.5 天）
讲授主要内容包括：
（1）数控铣编程软件的使用。
1）平面线图的造型
2）生成刀具轨迹及加工程序。
（2）载货小车车头的程序制作.
1) 载货小车车头的设计造型。
2）根据载货小车车头的加工参数生成刀具轨迹
3）生成载货小车车头的加工程序。
要求学生：
（1）掌握数控铣编程软件的一般操作。
（2）能够独立设计一般复杂程度的零件，并根据实际加工参数生成刀具轨迹，仿真及生成加工程序。
2、数控铣床的实际操作（建议 0.5天）
讲授的主要内容包括：
（1）数控铣床概述。
1）数控系统面板操作。
2）伺服系统面板操作。
（2）数控铣床的对刀过程
1）刀具的更换。
2）对刀方法。
要求学生：
（1）掌握数控铣床的一般加工操作过程。
（2）掌握数控铣床的对刀过程。
3.载货小车车头的加工（建议 1.5 天）
（1）载货小车车头程序的传输
（2）载货小车车头程序校验。
（3）载货小车车头的加工。
1）盘铣刀铣削端面。
2）立铣刀铣削轮廓。
3）键槽铣刀铣削侧面车窗。
（三）：数控电火花线切割（支持教学目标：1、3 建议 0.5 天）
讲授主要内容包括：
1.数控电火花线切割加工机床的基本理论
(1)数控电火花线切割加工机床的产生、发展、加工范围及加工特点。
(2)数控电火花线切割加工机床的分类、电加工工作原理和机床结构。
(3)数控电火花线切割加工机床的坐标系的确立。
2.数控电火花线切割加工机床加工程序的编制
(1)手工编程，程序代码格式和代码构成。
(2)自动编程，利用自动编程软件进行绘制加工图形，形成加工轨迹和数控代码程序。
(3)数控程序的数据传输过程。
3.数控电火花线切割加工机床的操作
(1)数控系统的操作使用，机床操作面板的操作使用，手控盒的操作使用。
(2)工、夹、量具的使用，电极丝的安装和运丝机构的调整，工艺过程的控制。
4.学生自主创新设计并加工
要求学生：
（1）掌握数控电火花线切割及电火花成形的加工原理，工艺特点和应用范围，能够正确、灵活应用加工方法。
（2）掌握数控电火花线切割和电火花成形机床数控程序的手工编制方法和输入方法。掌握自动编程和数据传输的过程。
（3）掌握数控电火花线切割和电火花成形加工机床数控系统、机床操作面板的使用、手控盒的使用、运丝机构的调整和加工工件的操作技能。
（4）熟悉加工设备的基本操作方法及安全操作规程，并严格遵守安全操作规程。
（5）教学过程中要安排设计件的加工和创新的教学内容。要使学生能够自己发现问题、分析问题和解决问题。
（四）快速成型制造技术训练（支持教学目标：1、3 建议 0.5 天）
讲授主要内容包括：
1、理论讲述
1）概述（快速成型的产生、发展及现状）
2）快速成型原理；
3）快速成型种类及个自的优缺点；
4）快速成型的工艺过程；
5）快速成型的应用领域；
2、分组讲解快速成型设备操作和软件的使用
1）快速成型设备的组成及工作原理；
2）介绍操作使用快速成型设备所用到的软件（aurora与cark）；
要求学生：
能够了解快速成型设备的使用、有关成型
参数的含意及设定。
1）成型一个用时少的原型工件；
2）去除支承；
3）在成型过程中解答学生提出的问题；
2.使学生了解快速成型加工的全部工艺过
程，对快速成型从理性认识上升到感性认识。
第三部分 智能控制技术实训
（一）机器人创新训练（支持教学目标：3， 建议 0.5 天）
讲授主要内容包括：
1.机器人的基本理论：机器人的产生、发展及应用；机器人的工作原理、结构及连接和检测；利用程序讲解传感器的用途及其电路处理。
2.机器人程序编制：利用流程图语言进行程序编制；利用C语言或汇编语言进行程序编制。
3.机器人的操作：将机器人与计算机连接起来（用串口连接线），进行程序下载、运行调试，让机器人感知外界环境。
要求学生：
1.掌握机器人的基本理论及各类传感器的用途。
2.掌握机器人操作面板的使用方法和检测。
3.了解流程图、C语言或汇编语言编程方法和数据传输过程。
4.利用传感器进行机器人项目设计及赋予机器人智慧实现项目。
5.教学过程根据学生的实际情况进行有浅入深的项目训练（例如各具特色的机器人竞赛），使学生能够自己进行项目设计，增强创新意识实现创新。
设计→编制程序→运行调试。
6.进行项目设计：任务分析→准备活动→方案。让学生独立设计项目。
（二）气动综合训练（支持教学目标：1、3， 建议 0.5 天）
讲授主要内容包括：
本课程由三大部分组成，手动-电控回路实训项目、PLC控制实训项目、计算机控制实训项目，每个项目相对独立完整。
1.熟悉气动元器件的组成：空气压缩机，空气过滤、减压、油雾器三联件，减压阀，手动换向阀，电磁换向阀，气控换向阀，行程阀，单向节流阀、快速排气阀，或门型梭阀，单作用气缸，双作用气缸。
2.电气控制器件的组成：电气控制器件配备：PLC可编程序控制器，PLC电气控制输入单元，PLC电气控制输出单元，继电器控制单元，行程开关。
3.手动—电控回路实训项目：基本逻辑回路，换向回路，有记忆作用的换向回路，差压回路，单往复运动回路、连续往复运动回路，手操作回路，数回路，冲回路，速度控制回路，序动作回路，快速排气阀应用回路，或门型梭阀的应用回路，三缸联动回路。
4.PLC控制实训项目
(1) 绘制PLC控制的实训原理图。
(2) 按照PLC控制的实训原理图进行各个气动元件的组装。
(3) 电磁换向阀、行程开关及各种气动元器件的基本使用实践。
(4) PLC控制实训的设计和安装实践。
(5)计算机控制实训项目。
5.创新项目
手动、电控回路实训、PLC控制实训、计算机控制实训。
要求学生：
1.了解和掌握气动元件的结构、气动回路的控制原理及设计方法等。以及掌握PLC可编程序控制器的功能，控制原理及编程技巧等。
2.通过实训，提高学生的实践动手、自主设计以及分析问题、解决问题的能力，培养学生学习与掌握新知识、新技能的能力。
3.为学生对专业课程的进一步学习打下良好基础。
（三）CAN总线（支持教学目标：3 建议0.5天）
讲授主要内容包括：
（1）CAN-bus的基本理论：iCAN功能模块介绍、CANalyst-Ⅱ分析仪、CANET-E接口卡介绍、iCAN实验相关执行部件介绍、iCAN实验相关软件介绍。
（2）iCAN协议基本理论：CAN应用层协议介绍，iCAN协议规范，iCAN模块功能及基本原理。
（3）CAN-bus基础通讯实验：CANalyst-Ⅱ分析仪的自接收实验、波特率设置实验。
（4）iCAN功能模块应用实验：熟悉iCAN模块功能，完成开关量输入/输出实验、模拟量输入/输出实验、热电阻输入、热电偶输入实验。
（5）工业现场常用传感器的基本理论：了解常用传感器原理，掌握工业现场常用传感器功能。
（6）基于ican教学开发平台，了解MCGS组态软件的应用，实现快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。
要求学生：
（1）掌握CAN-bus网络的基本协议、运行原理、设计步骤、高层协议及分布式控制系统设计。
（2）了解CAN-bus在多个行业的设计模型与成熟应用。
（3）了解MCGS组态软件的应用，实现快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。
（4）熟悉iCAN模块功能，完成开关量输入/输出实验、模拟量输入/输出实验、热电阻输入、热电偶输入实验。
（5）培养学生的设计能力和创新能力，增强学生的工程意识。
（四）智慧工厂虚拟仿真（支持教学目标：1、3、4 建议1.5天）
讲授的主要内容包括：
（1）智慧工厂的概念、虚拟仿真实验的含义、基本组成、实现原理及控制架构。
（2）智慧工厂虚拟仿真软件的使用方法。
（3）智慧工厂中各种虚拟实验环境，完成各种预定的实验项目。
（4）智慧工厂实际生产线系统的自动化和先进性、各工作单元的工作原理及工作过程。
（5）智慧工厂生产线设备的操作流程及方法。
（6）基于虚拟实验环境中的实验项目，在实际生产线上进行验证。
（7）讲解智慧化工厂生产线中各应用软件的操作方法，生产工艺流程编辑方法。
要求学生：
（1）了解虚拟仿真实验中设备管理信息、流程管理信息、物流管理信息、生产调度管理信息、生产过程数据信息等。
（2）基于虚拟现实仿真软件掌握智慧工厂中各模块实现的功能、实验方法，完成虚拟仿真软件中各种预定的实验项目。
（3）熟悉生产线设备的基本操作方法及安全操作规程，并将虚拟仿真中的模拟实验在生产线中进行验证。
五、教材及主要参考书：
教材：
[1]《工程实训》，毛志阳主编．北京：北京航空航天大学出版社，2015年第一版．
参考书：
[1]《机械制造工艺基础》，傅水根主编．北京：清华大学出版社，2004．
[2]《数控技术》，杨有君主编．北京：机械工业出版社，2005．
[3]《金属工艺学》，邓文英编．北京：高等教育出版社，2000．
[4]《特种加工》，刘晋春主编．北京：机械工业出版社．1994．
[5]《先进制造技术》，张根保主编．重庆：重庆大学出版社，1996．
[6]《机械制造工艺基础习题集》，张学政．北京：清华大学出版社,1999.
[7]《机械精度设计与检测技术》，陈隆德、赵福令主编．北京：机械工业出版社，2000．
[8]《工程材料与成形工艺基础学习指导》，温建萍、刘子利主编．北京：化学工业出版社，2007．
六、考核办法
学生实训成绩考核由三部份组成：现场实训（占70%）、基本理论考试（占20%）、实训报告（占10%）。
课程组成员：李月晶、于舵、赵建闯、张卉、姜帆、龙哲、初少刚、庞在祥
执笔人：于舵
修订时间：2018年5月
