机械制造工艺基础教案╲t续.doc

机械制造工艺基础 0-1绪论共 课时【教学目的】：1、机械制造工艺的发展2、课程的性质和任务3、生产过程概述【教学重点】：本课程的性质及任务【教学难点】：生产过程概述【导入新课】：机械制造工艺是各种机械的制造方法和过程的总称是一门研究机械制造的工艺方法和工艺过程的学科。【新授】：一、机械制造工艺向高质量、高生产率和低成本方向发展；如各种少切削、无切削工艺的问世，已使愈来愈多的零件改变了传统的制造工艺，从而节省了大量金属，并大幅度地提高另外生产率。再如，高硬度刀具材料的出现，实现了对工件淬硬表面的切削，其加工精度和加工表面质量可与磨削蓖美；采用硬滚（刮）工艺的硬齿面齿轮，使用寿命显著提高；超精密加工技术的应用，已实现加工尺寸误差和形状误差在0.1um以下、表面粗糙度值不大于0.05um微型电子计算机和数显、数控技术的广泛应用，使工艺过程的自动化程度提高到一个新的阶段；现代我国的机械制造工业已取得了很大的成就，但与世界先进水平相比，机械制造工艺水平还存在着相当大的差距。二、课程的性质和任务1、课程性质和内容：机械制造工艺基础是中等职业技术学校机械类专业的一门专业基础课程。课程涉及机械制造工艺的基础知识，主要内容包括：毛坯制造工艺（俗称热加工工艺）、零件切削加工工艺（俗称冷加工工艺）和机械加工工艺规程制定等三部分。2、课程的任务和基本要求：通过本课程的学习，可以获得机械制造的常用工艺方法和零件加工工艺过程及装配的基本知识，对机械制造工艺过程形成一个完整的认识，从而增强工作的适应性，有助于在一专的基础上发展多能。学习本课程的基本要求：以机械制造工艺过程为主线，了解毛坯制造、零件切削加工的个主要工种的工作内容、工艺特点、工艺装备和应用范围等基础知识；一般了解各工种主要设备（包括附件、工具）的基本工作原理和使用范围；初步掌握选择毛坯和零件加工方法的基本知识；初步掌握确定常见典型零件加工工艺过程的基本知识；了解装配的基本知识和典型机械、不见的装配方法。三、生产过程概述1、机械制造工艺过程一般是： 金属材料铸造、锻造或焊接 毛坯切削加工和热处理 零件装配和试机械2、生产过程与工艺过程生产过程：将原材料转变为产品的全过程 包括产品设计、生产组织准备和技术准备、原材料购置、运输和保存，以及毛坯制造、零件加工、产品装配和试验、销售和服务等一系列工作工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸及相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程包括毛坯制造、零件加工、热处理，以及产品的装配和试验等（指直接作用于生产对象的那部分劳动过程）生产过程与工艺过程的关系产品设计工艺规程编制及材料定额的制定生产准备过程 工、夹、刀、量具设计制造或购置机床设备的设计制造或购置生产计划的制定铸造工艺过程焊接工艺过程生产过程 工 艺 过 程 机械加工工艺过程热处理、表面处理工艺过程装配、试车工艺过程原材料购置及保管工具的修磨和修理生产辅助过程 机床设备的维修及保管成本核算及统计销售与服务3、工艺规程工艺文件与工艺规程工艺文件：指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件工艺规程的重要性 正常条件下，必须按照工艺规程组织生产，以建立和保持正常的生产秩序。工艺规程是各项生产组织和管理工作的基本依据，是全体有关人员必须认真贯彻和严格执行的纪律性文件。【小结】： 本次课程主要是对机械制造工艺的发展情况以及机械制造工艺基础这门课程的性质和任务、学习本门课程的基本要求做了介绍，并概述了生产过程等相关知识。目的是让学生对本门课程和机械制造工艺在工作实践中的应用有初步了解。【布置作业】：机械制造工艺基础习题册 1-1 砂型的制作 共 课时【教学目的】：了解铸造的特点和分类、砂型制作的材料、模样和芯盒的制作以及如何造芯、设置浇注系统和冒口、完成合型【教学重点】：制造模样的要求和浇注系统【教学难点】：冒口的设置【导入新课】：铸造：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，称为铸造。【新授】：一、铸造的概述（一）铸造特点 1、优点： (1)可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，如箱体、气缸体等。 (2)适应范围广。 (3)铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低。铸件的尺寸与质量几乎不受限制。铸件的形状、尺寸与零件很接近，因而减少了切削加工的工作量，可节省大量金属材料 。2、缺点(1)生产工序繁多、工艺过程较难控制、铸件易产生缺陷。(2)铸件的尺寸均一性差，尺寸精度低，(3)和相同形状、尺寸的锻件比，铸件的内在质量差，承载能力不及锻件。工作环境差，温度高、粉尘多，劳动强度大。（二）铸造的分类最基本的工艺方法是砂型铸造，还有多种特种铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。砂型铸造 用型砂紧实成形的铸造方法。可分为湿砂型（不经烘干可直接进行浇注的砂型）铸造和干砂型（经烘干高黏土砂型）铸造两种。工艺过程一般由造型、造芯、烘干、合型、浇注、落砂、清理及铸件检验等组成。二、砂型的制作（一）砂型铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型心和浇冒口系统的组成整体。砂型：用型砂制成的铸型；砂型的制作是砂型铸造工艺过程的主要工序。 （二）造型材料制造型砂和砂芯的材料，包括砂、黏土、有机或屋脊粘结剂和其他附加物。 型（芯）砂的性能要求：(1) 可槊性：型砂在外力作用下成形，外力消除后仍能保持其形状的性能(2) 强度：抵抗外力破坏的能力(3) 耐火性：型砂在高温熔融金属的作用下不软化、不熔融烧结及不粘附在铸件表面的性能(4) 透气性：(5) 退让性：铸件冷却收缩时，砂型与型芯的体积可以被压缩的性能 (三)模样和芯盒 1、模样：由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备，模样是按照根据零件图样要求绘制的铸造工艺图样制造的 制造模样注意的几点： 加工余量：指为了保证逐渐加工面尺寸和两件精度，在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度。其大小根据铸件尺寸公差和加工余量等级来确定。一般小型铸件的加工余量为2-6mm；收缩余量：指为了补偿铸件收缩，模样比铸件图样增大的数值；起模斜度：指为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱落。平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度，一般为0.5-3； 2、芯盒 制造型芯或其他类耐火材料芯所用的装备。 （四）造型 用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。分为手工造型、机器造型和自动化造型。 （五）造芯 制造型芯的过程，是为了获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的安放在型腔内部的铸型组元。 （六）浇注系统和冒口 浇注系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成；其作用：保证熔融的金属平稳、均匀、连续地充满型腔；阻止熔渣、气体和砂粒随熔融金属进入型腔；控制逐渐冷凝收缩时所需补充的金属溶液（补缩）。 冒口是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。除补缩外，冒口有时还起排气和集渣的作用，一般设在铸件最高处或最厚处。 （七）合型 将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过程（又称合箱）。【小 结】： 本次课程主要讲解了铸造的特点和分类，以及砂型铸造的砂型制作的过程。【小结】： 本次课程主要是对机械制造工艺的发展情况以及机械制造工艺基础这门课程的性质和任务、学习本门课程的基本要求做了介绍，并概述了生产过程等相关知识。目的是让学生对本门课程和机械制造工艺在工作实践中的应用有初步了解。【布置作业】：机械制造工艺基础习题册1-2 浇注、落砂和清理共 课时【教学目的】：了解铸件浇注、落砂及清理的工艺过程；掌握铸件的外观检查及缺陷形成的原因；了解几种特种铸造的工艺特点述【教学重点】：铸件的外观检查及缺陷形成的原因【教学难点】：特种铸造【导入新课】：金属液浇入铸型时所测量到的温度称为浇注温度，是铸造过程必须控制的质量指标之一。温度充型能力，温度不足，易产生浇不族和冷隔的缺陷，温度过高，易产生缩松、缩孔、粗晶、气孔等缺陷。灰铸铁（指具有片状石墨的铸铁）的浇注温度一般在1340。【新授】：一、浇注1、浇注是将熔融的金属从浇包注入铸型的操作；浇包是容纳、输送和浇注熔融金属用的容器。2、浇注对铸件质量的影响a、浇注温度的影响。b、浇注速度的影响单位时间内浇入铸型中的金属液质量称为浇注速度，用kg/s表示。浇注速度应根据铸件的具体情况而定，可通过操纵浇包和布置浇注系统进行控制。3、浇注的注意事项A、浇注前应把熔融金属表面的熔渣除尽 以免流入铸型而影响质量；B、浇注时，必须使浇口杯保持充满，不允许浇注中断，并注意防止飞溅和满溢。二、落砂和清理1、落砂和除芯落砂是用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作；除芯是从逐渐中去除芯砂和芯骨的操作。2、落砂的方法手工落砂用于单件、小批量生产；机械落砂一般有落砂机进行，用于大批量生产。3、注意事项铸件在砂型内应该有足够的冷却时间。冷却的时间可根据逐渐的形状、大小和壁厚确定。过早落砂，会因铸件冷却太快而使其应力增加，甚至变形开裂。4、清理清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总称。5、清理的内容铸件上的浇口、浇道和冒口的清除：对于铸铁件可用铁锤敲去；铸钢件可用气割切除；有色金属铸件则可用锯削除去。铸件上的粘砂、细小飞翅、氧化皮等可用喷砂或抛丸消砂、水力清砂、化学清砂等方法予以清理。大量生产时多采用专用清理机械和设备进行清理。三、铸件的外观检查及缺陷铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量。铸件的外观质量检查项目包括：铸件的表面粗糙度、表面缺陷、尺寸公差、形状偏差、质量偏差等。检查铸件的表面质量，一般通过直接观察或使用有关量具、仪器等进行。铸件常见的缺陷：（一）、铸件中的缩孔与缩松1、缩孔与缩松的形成原因 液态合金在冷凝过程中，液态收缩和凝固收缩 的容积得不到补足而行成。(补缩) (1)缩孔缩孔是形状不规则、孔壁粗糙并带有枝状晶的空洞。 通常在铸件上部，或最后凝固的部分(2)缩松 缩松：分散在铸件某些区域内的细小缩孔 缩松缺陷的部位在气密性试验时可能渗露 形成过程与缩孔相似2、缩孔、缩松的防止 防止缩松、缩孔的措施：顺序凝固 实现顺序凝固，就可实现“补缩” 实现顺序凝固的方法：设冒口，加冷铁等。 倾向于糊状凝固的合金，整个截面上有树 枝状晶架，难以避免显微缩松。（三）铸件中的气孔* 铸件中的气孔是最常见的缺陷， 气孔是表面比较光滑，呈梨形、圆形、椭圆形的孔洞。一般不在铸件表面露出，大孔常孤立存在，小孔则成群出现。* 产生原因：造型材料中水分过多或含有大量的发气物质、砂型和型心的透气性差、浇注速度过快，是型腔中的气体来不及排出。（四）砂眼* 铸件内部或表面带有沙粒的孔洞。* 产生的原因：型砂强度不够、型砂紧实度不够、浇注速度太快。（五）粘砂* 铸件的部分或整个表面上黏附着一层沙粒和金属的机械混合物（机械粘砂）或由金属氧化物、沙子和黏土相互作用而生成的低熔点化合物（化学粘砂）。* 粘砂是铸件表面粗糙，不易加工。* 产生的原因：型砂的耐火性差或浇注温度过高。四、特种铸造简介1、金属型铸造通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。由于金属铸型可以反复使用多次，故有永久型铸造之称。2、压力铸造简称压铸，它是在高压下快速地将液态或半液态合金压入金属铸型中，并在压力下结晶，以获得铸件的铸造方法。在压铸机上进行。3、离心铸造将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶的铸造方法。4、熔模铸造用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化后在将模型熔化，排出型外，从而获得无分型面的铸型。由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，故又称“失蜡铸造”。【小 结】： 本次课程主要讲解了浇注、落砂和清理的工艺过程，重点讲解了铸件质量检查和铸件常见缺陷的特点和产生原因，简单介绍了几种特种铸造的特点。【布置作业】：机械制造工艺基础习题册2-1概述共 课时【教学目的】：了解锻造和冲压的工艺特点以及金属加热和锻件冷却的方法；了解两种模锻的加工工艺方法【教学重点】：锻造和冲压的工艺特点【教学难点】：金属加热和锻件冷却的方法【导入新课】：利用外力使金属产生塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法称为金属压力加工。【新授】：一、压力加工和锻造1、压力加工的种类有： 轧制：金属坯料在两个回转轧辊的空隙中受压变形拉拔：将金属坯料通过拔拉模的模孔而变形挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形锻造：在加压设备及工(模) 具的作用下，使金属坯料产生局部或全部的变形 自由锻：金属坯料在上下抵铁间受冲击力或压力而变形模锻：金属坯料在具有一定形状的锻模模膛内受冲击力或压力而变形板料冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或变形2、变形弹性变形 在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离开 原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变 形。并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的倾 向。当外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。塑性变形 内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的 变形并不完全消失。3、锻造的特点改善金属的内部组织，提高金属的力学性能具有较高的劳动生产率能获得与零件相接近的锻件，大大节省了金属材料和减少了切削加工工时适应范围广不能锻造出形状复杂的零件4、冲压的特点在分离或成形的过程中，板料厚度变化小，内部组织也不产生变化生产率很高，易实现机械化、自动化生产冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不需要再加工适应范围广冲压模具精度高，制造复杂，成本高二、锻造温度一般可锻金属材料必须经加热才能进行锻造，金属加热的目的是为了提高其塑性，降低变形抗力，并使内部组织均匀。金属材料的加热是整个锻造工艺过程中的一个重要环节，直接影响产品的质量。1、始锻温度：应尽可能高一些，这样可以提高金属塑性，延长锻造时间。但温度过高，超过一定限度时，金属将产生过热或过烧的缺陷，使金属塑性急剧降低，可锻性变差。2、终锻温度：应尽可能低一些，这样可以延长锻造时间，减少加热次数。但温度过低，金属塑性降低，变形抗力增大，可锻性同样边差，金属还会产生加工硬化，甚至开裂。若温度过高，锻件会因晶粒比较粗大而降低力学性能。3、锻造温度范围4、加热速度三、锻件冷却方法冷却过程中温度与时间的关系称为冷却规范。不同的冷却方法具有不同的冷却规范。1、空冷 在空气中冷却，冷却速度较快2、堆冷 将热态锻件成堆放在空气中进行冷却，冷却速度低于空冷3、坑冷 将热态锻件放在地坑或铁箱中缓慢冷却4、灰砂冷 将热态锻件埋入炉渣、灰或砂内缓慢冷却5、炉冷 锻后锻件放入炉中缓慢冷却的方法【小 结】： 本次课程主要讲解了金属压力加工及锻压的工艺特点，讲解了金属的加热和锻件冷却方法，简单了解了模锻工艺及有关模锻设备。【布置作业】：机械制造工艺基础习题册 2-2 自由锻、冲压共 课时【教学目的】：了解自由锻和冲压的设备，掌握自由锻的方法和冲压的基本工序【教学重点】：自由锻的方法【教学难点】：冲压的基本工序【导入新课】：自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。【新授】：一、自由锻概述 金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。但精度不高、形状简单，主要用于单件、小批量生产。自由锻是生产大型锻件和特大型锻件唯一成型的方法。二、加热1、加热方式 主要有火焰加热和电加热2、加热炉的结构三、自由锻设备1、空气锤 一压缩空气为工作介质，驱动锤头上、下运动打击锻件，主要依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。2、液压机：依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。其中水压机可产生很大作用力，是重型机械厂锻造生产的主要设备。四、自由锻方法1、镦粗和局部镦粗：镦粗是使毛坯高度见效、横截面积增大的锻造工序，适于饼块类，盘套类。为防止坯料在镦粗是产生轴向弯曲，坯料镦粗部分的高度不应大于坯料直径的2.5-3倍；局部镦粗是指在坯料上某一部分进行的镦粗，加热是只对需要镦粗的部分加热。2、拔长、芯棒拔长和扩孔：拔长是使毛坯横截面积减小、长度增加的锻造工序，适于轴类、杆类。拔长是用夹钳钳牢，锤击时应将坯料饶其轴线不断翻转，方法有反复90翻转和沿螺旋线翻转两种。芯棒拔长是在空心毛坯中加芯轴进行变形以减小空心毛坯外径（壁厚）而增加其长度的锻造工序。扩孔是减小空心毛坯壁厚而增加其内、外径的锻造方法。方法有冲头扩孔和芯轴扩孔两种。冲头扩孔是利用冲头锥面引起的径向分力进行扩孔的方法，由于受拉应力的影响，容易胀裂，故每次扩孔量不宜太大；芯轴扩孔是利用上砧和芯棒对空心坯料沿圆周依次连续压缩而实现扩孔的方法。 拔长、镦粗经常交替反复使用。有时一头镦粗，另一头拔长。3、（通孔、盲孔）冲孔： 冲孔是在坯料上冲出通孔或盲孔的锻造工序。常用方法有双面冲孔和单面冲孔 。双面冲孔时，先试冲一凹痕，检查孔的位置是否正确，无误后，在凹痕中撒少许煤粉以利于冲子的取出，然后用冲子冲深至坯料厚度的2/3-3/4，再翻转坯料将孔冲穿。单面冲孔是先确定孔的位置正确后直接将孔冲穿，主要用于较薄的坯料。4、弯形：弯形是采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造方法。有自由弯形和成形弯形两种。5、切割：分割坯料，或去除锻件余量的工序。切割的方法有：单面切割、双面切割和四面切割、圆料切割6、其他自由锻方法：扭转：某一部分相对于另一部分转一定角度。 错移：坯料的一部分相对于另一部分平移错开的工序，例如曲轴。五、自由锻实例1、锻件图在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等因素之后绘制的图样。2、锻造工艺3、自由锻常见的缺陷裂纹：由坯料质量不好、加热不充分、锻造温度过低、锻件冷却不当和锻造方法有误造成的末端凹陷和轴心裂纹：由于锻造时坯料内部未热或坯料整个截面未锻透，变形只产生在坯料表面造成的折叠：由于坯料在锻压时送进量小于单面压下量而造成的。五、冲压板料冲压又叫冷冲，是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法，当 810mm时用热冲特点 ：(1)可冲形状复杂的零件，且废料少。(2)高精度，低粗糙度，零件互换性好。(3)重量轻，耗材少，强度刚度较好。(4)操作简单，生产率高。 板料冲压常用的材料 ： 低碳钢、铜合金、铝合金等塑性好的材料。六、冲压设备 1、冲床 2、剪床七、基本工序 （一）、分离工序 1、落料及冲孔（统称冲裁） 落料落下部分为成品。 冲孔落下部分为废品。【小 结】：本次课程主要讲解了自由锻和冲压工艺，讲解了自由锻的设备和自由锻的方法以及冲压设备和冲压工序【布置作业】：机械制造工艺基础习题册3-1焊条电弧焊共 课时一、教学目的及要求1.了解焊接方法的特点及应用范围。2.了解工程中常用的各种具体焊接工艺方法。3.了解工程中常用的各种焊接设备。4.能独立进行手工电弧焊、气焊的操作。5.遵守焊接安全操作规程。二、教具 1多媒体设备 2低碳钢板料 3各种焊接工艺及设备挂图4各种焊接设备焊条电弧焊概念、特点及应用焊条电弧焊是工业生产中应用最广的一种焊接方法，它适用于厚度2mm以上的各种金属材料和各种形状结构机械零件的焊接。特别适用于结构形状复杂、焊缝短小，弯曲式各种空间位置的焊接。利用电弧作为焊接热源的熔焊方法，称为电弧焊。用手工操作进行焊接的方法称为焊条电弧焊，简称手弧焊。特点：设备简单，操作方便、灵活，适应性强，尤其适合于形状不规则、批量较小的工件焊接。但和自动焊相比，生产率较低，焊接质量不稳定，对操作者技术水平要求较高。应用：它是机械制造业应用最广的一种焊接方法。广泛应用于舰船船体、高炉炉壳、建筑结构、锅炉、机车车厢、高压容器及管道等部件的连接。焊接电弧焊接电弧是在电极与工件之间气体介质中进行的强烈而持久的放电现象。其组成可分为三个部分：（1）阴极区；（2）弧柱区；（3）阳极区。其中弧柱区温度可高达50008000K。手弧焊设备种类及使用方法手弧焊设备又叫弧焊机，按照供应电流的性质可分为二种：交流弧焊机、直流弧焊机。1交流弧焊机交流弧焊机是具有一定特性的降压变压器。它具有结构简单，价格便宜，使用方便，噪声较小及维护容易等优点，工艺上一般能满足要求，但电弧稳定性较差。BH-300交流弧焊机是广泛使用的一种典型设备。B表示交流弧焊变压器，H表示焊机具有下降特性曲线，结构为动铁芯式。300表示弧焊机的最大输出电流300安培。BX1-300主要技术参数：一次电压为380V，空载电压为60-80V，工作电压为2030V，电流调节范围60300A，额定电流为300 A。2直流弧焊机直流弧焊机由一台互感电动机和一台直流弧焊发电机组成。其主要特点是：电弧稳定好，焊缝质量高，但结构复杂，制造成本高，使用时噪声较大。典型的直流弧焊机有ZXG-300等。焊条的组成及使用焊条由焊芯、药皮两部分组成。1焊芯焊芯是由优质焊条专用钢经轧制、拉拔后制成的金属条。它在焊接过程中的主要作用有两个：导电的电极、焊缝中的填充金属。2药皮药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层。它是由多种矿石粉、易电离物质粉末、铁合金粉及粘接剂组成。主要作用有四个：稳弧、造渣及造气、渗合金、脱氧及去硫磷。在焊接过程中，焊芯和药皮由于电弧的高温不断熔化。药皮熔化后完全覆盖在金属焊缝上表面；当焊缝冷却后，必须将表层药皮敲掉，才会露出金属焊缝。3焊条的分类按药皮熔化后形成的溶渣性质不同，焊条可分成两大类：酸性焊条和碱性焊条。药皮熔化后形成的溶渣以酸性氧化物为主的焊条，称为酸性焊条，常用牌号有J422，J502等；溶渣以碱性氧化物为主的焊条称为碱性焊条，常用牌号有J427，J507等。焊条牌号中的“J” 表示焊芯为结构钢，前两位数字“42”和“50”分别表示焊缝金属的抗拉强度为420MPa和500MPa。第三位数字表示药皮类型和焊接电源种类。2表示酸性（钛钙型药皮）焊条，用交、直流电源均可；7表示碱性焊条（低氢钠型药皮），用直流电源。4使用焊条的注意事项1）所有焊条都有2公分不带药皮的部分，使用时应将不带药皮处夹在焊钳上，因为药皮不导电。2）在焊接过程中，随着焊芯的不断缩短，焊芯温度越来越高，而且越到焊条根部温度越高。所以实际焊接时，焊芯只能用到距焊钳23公分处就应更换，否则温度太高焊接质量得不到保证。焊接接头和坡口平板焊接常用四种接头形式：对接接头，搭接接头，角接接头和T形接头。为了保证焊透工件，厚板焊接时则需要开坡口。坡口形状根据焊件的板厚而定。常用的坡口形状有四种典型的形式：I形坡口，V形坡口，X形坡口及U形坡口。手弧焊基本操作技术1引弧。引弧就是引燃焊接电弧的过程。引弧时，首先将焊条末端与工件表面形成短路，然后迅速向上提起24mm，电弧即被引燃。引弧方法有两种，即敲击法和划擦法。电弧引燃后，为了维持电弧的稳定燃烧，应不断向下送进焊条。焊条送进速度应和焊条熔化速度相同，以保持电弧长度基本不变。2推敷平焊波。推敷平焊波是在平焊位置的焊件上推敷焊缝，这是手弧焊最基本操作。施焊中焊条角度60 90，电弧长度一般为23mm，焊条沿中心线均匀而下送进，保持电弧长度约等于焊条直径；焊接速度要均匀，沿焊接方向前移的焊条应使焊接过程中熔池宽度保持基本不变。3对接平焊操作。对接平焊在生产中最常用，厚度46mm钢板的对接平焊步骤如下：装配：将两板水平放置对齐并留出12mm间隙。注意防止错边。错边允许值应小于板厚的10%。点固：用焊条点固，固定两工件的相对位置，点固后须除渣。如工件较长，可每隔300mm左右点固一次。焊接：选择合适规范；先焊点固面的反面，使溶深大于板厚的一半，焊后除渣；翻转工件，焊另一面。焊后清理：用钢丝刷等工具把焊件表面的渣壳和飞溅物等清除干净。检验：焊完后焊缝应形成一条直线；焊缝表面无焊接缺陷；焊缝宽度应控制正负误差12mm；焊缝波纹平整，工件形变小于3mm。手弧焊的安全规则1防止触电1）焊前检查焊机外壳接地是否良好。2）检查焊钳和电缆绝缘是否良好。3）焊接操作前应穿好绝缘鞋，戴好电焊手套。4）人体不要同时触及焊机输出两端。 2防止弧光伤害1）穿好工作服，戴好电焊面罩，以免弧光伤害皮肤。2）施焊时必须使用面罩，保护眼睛和脸部。 3防止烫伤 清渣时注意渣的飞出方向，防止渣烫伤眼睛和脸部。3-2气焊共 课时一、教学目的及要求1.了解焊接方法的特点及应用范围。2.了解工程中常用的各种具体焊接工艺方法。3.了解工程中常用的各种焊接设备。4.能独立进行手工电弧焊、气焊的操作。5.遵守焊接安全操作规程。二、教具 1多媒体设备 2低碳钢板料 3各种焊接工艺及设备挂图4各种焊接设备 气焊是利用气体火焰作热源的焊接方法。气焊常用乙炔（C2H2）纯氧（O2）混合形成可燃烧的火焰，称为氧乙炔焰。气焊最高温度可达3150。气焊火焰在燃烧时产生CO2和CO气体，包围着熔化的金属熔池，排开空气起到保护作用。气焊除了可焊接金属外，还可以切割金属。气焊与气割广泛用于安装、工业生产及修理等行业。实际生产中，经常是电弧焊和气焊配合使用。利用气焊进行切割，使钢板和管材分开或制成不同几何形状；然后利用电弧焊进行焊接或使分离的工件连接到一起。气焊特点气焊具有设备简单、温度控制灵活、不需电源，适合薄板结构等特点。但和电弧相比，气焊火焰温度低、加热速度慢且热量分散、热影响区宽、工件受热范围大、焊接变形大，其保护效果差以及接头质量较低。因此气焊一般应用于厚度5mm以下的低碳钢薄板、铸件和管子的焊接，不锈钢、铝、铜及其合金焊接时，在质量要求不高的情况下，也可采用。气焊设备分成三个部分：氧气供给系统、乙炔供给系统和管路焊炬系统。1氧气瓶氧气瓶是储存和运输氧气的高压容器。氧气瓶外表面为蓝色，在氧气瓶上标有氧气字样。氧气瓶的工作压力为15MPa，容积为40升。使用时，一般选用焊接压力为0.20.3 MPa，切割为0.48 MPa。使用氧气瓶时要保证安全可靠，为防止爆炸，放置它时必须平稳。不与其它气瓶混放，不得靠近明火或热源，避免撞击。夏日要防止日晒，冬季阀门冻结时应用热水解冻，不能用其它明火加热。氧气瓶禁止染沾油脂。氧气瓶内部压力很高达15 MPa，但在焊接时一般使用压力只为0.20.3 MPa，所以在氧气瓶的出口端装有减压器。减压器上面有2个表头，一个表头指示氧气瓶内部有多高压力，另一个表头指示焊接时所需的压力。减压器工作时，先拧入调压螺钉，使调压弹簧受压。当阀门被顶开高压气体进入低压室时，由于气体体积膨胀，使气体压力降低，低压表指示出低压气体的压力。随着低压室中气体压力的增加，压力薄膜及调压弹簧自动使阀门的开启度逐渐减小；当低压室内气体压力达到一定数值时，就会将阀门固定。调节调压螺钉的拧入程度，可以改变低压室内气体压力。2乙炔瓶乙炔瓶是储存和运输乙炔的容器。其外形与氧气瓶相似，外表面漆成白色，并标出红色的“乙炔”字样和“火不可近”字样，乙炔瓶的工作压力为1.5MPa。在乙炔瓶内装有浸满丙酮的多孔性填料，这种材料能使乙炔稳定而又安全地储存在瓶内。使用时，溶解在丙酮内的乙炔就分解出来，通过乙炔瓶阀流出。而丙酮仍留在瓶内，以便溶解再次压入的乙炔。3回火防止器回火防止器是装在燃料气路上的防止燃气管路或气源回烧的保险装置。在气焊或气割时，由于气体压力不正常或焊嘴堵塞等原因发生的火焰沿导管倒燃时，倒流的火焰如进入乙炔发生器就会产生严重的爆炸事故。所以，乙快发生器的输出管路上必须装置回火防止器。回火防止器的进气管与乙炔发生器相连，出气管通往焊炬。回火火焰倒流进入回火防止器时，水将压下使止回阀关闭从而切断气源，同时推开安全阀而将回火火焰排入大气。这样就使乙炔不致回烧到乙炔发生器而造成爆炸事故。回火防止器的出口端接到焊炬上。4焊炬焊炬是气焊时用于控制气体混合比例、流量及火焰大小并进行焊接的工具。乙炔和氧气按一定比例均匀混合后由焊嘴喷出，点火燃烧，产生气体火焰，各种型号的焊炬均配有35个大小不同的焊嘴，以供焊接不同厚度的焊件选用。5氧乙炔焰焊接常使用的是三种氧乙炔焰：中性焰、碳化焰及氧化焰。中性焰：氧和乙炔的混合比例为1.11.2时燃烧所形成的火焰称为中性焰。它由焰心，内焰和外焰三部分组成。焰心呈尖锥状，白色明亮轮廓清楚；内焰呈蓝白色，轮廓不清楚，与外焰无明显界线，外焰由里向外逐渐由淡紫色变为橙黄色。中性焰在距离焰心前面24mm处温度最高，可达3150左右。中性焰适用于焊接低碳钢、中碳钢、普通低合金钢、不锈钢、紫铜、铝及铝合金等金属材料。碳化焰：氧气与乙炔的混合比例小于1.1时燃烧所形成的火焰。由于氧气不足，燃烧不完全，过量的乙炔分解为碳和氢，故碳会渗到熔池中造成焊缝增碳。碳化焰比中性焰长，适用于焊接高碳钢，铸铁和硬质合金等材料。氧化焰：氧与乙炔混合比例大于1.2时燃烧所生成的火焰称为氧化焰。氧化焰比中性焰短，分为焰心和外焰两部分。由于火焰中有过量的氧，故对熔池金属有强烈的氧化作用，一般气焊不宜采用。只有在气焊黄铜、镀锌铁板时才用轻微氧化焰，以利用其氧化性，在熔池表面形成一层氧化物薄膜，以减少低沸点锌的蒸发。6焊丝气焊的焊丝只作为填充金属，与熔化的母材一起组成焊缝。焊接低碳钢时，常用的焊丝牌号有H08、H08A等。焊丝直径一般为24mm，气焊时根据焊件厚度来选择。为了保证焊接接头的质量，焊丝直径与焊件厚度不宜相差太大。7氧气切割氧气切割是利用某些金属在纯氧中燃烧的原理来实现金属切割的方法。气割开始时，用气体火焰将待切割处附近的金属预热到燃点。然后打开切割氧气的阀门，纯氧射流使高温金属燃烧生成的金属氧化物被燃烧热熔化，并被氧气流吹掉。金属燃烧产生的热量和预热火焰同时又把邻近的金属预热到燃点，沿切割线以一定速度移动割炬，便形成切口。在整个气割过程中，割件金属没有熔化。因此，金属气割过程实质上是金属在纯氧中的燃烧过程。气割所需设备中，除用割炬代替焊炬外，其它设备与气焊相同。常用割矩的型号有G01-30和G01-100等。对金属材料进行气割时，必须具备下列条件：1）被切割金属的燃点必须低于其熔点，这样才能保证金属气割过程是燃烧过程而不是熔化过程。碳钢中，随含碳量增加，燃点升高而熔点降低。2）金属氧化物的熔点应低于金属本身的熔点，同时流动性要好，否则，气割过程形成的高熔点金属氧化物会阻碍下层金属与切割射流的接触，使气割发生困难。3）金属燃烧时能放出大量的热，而且金属本身的导热性要低，这样才能保证气割处的金属具有足够的预热温度，使气割过程继续进行。满足上述条件的金属材料有纯铁，低碳钢、中碳钢和低合金结构钢等，而铸铁、不锈钢和铜、铝及其合金不能气割。8气焊操作焊枪与工件夹角约30左右，焊丝与焊枪夹角约90，焰心与工件距离约24mm。3-3电阻焊共 课时一、教学目的及要求1.了解焊接方法的特点及应用范围。2.了解工程中常用的各种具体焊接工艺方法。3.了解工程中常用的各种焊接设备。4.能独立进行手工电弧焊、气焊的操作。5.遵守焊接安全操作规程。二、教具 1多媒体设备 2低碳钢板料 3各种焊接工艺及设备挂图4各种焊接设备 电阻焊是利用电流通过焊件时所产生的电阻热，把焊件局部加热至塑性或熔化状态，然后在压力作用下使两个分离的物体达到原子间的扩散，形成焊接接头的焊接方法。电阻焊的主要方式有点焊、缝焊、对焊三种。（见图讲解）电阻焊与电弧焊相比其特点是：1加热的时间短，速度快。对点焊来说，形成一个焊点只需零点几秒的时间，因此生产效率高。2除消耗电能外，它不需消耗焊条、焊剂等材料。因此电阻焊节省材料，生产成本较低。3操作简单，易于实现机械化和自动化。4焊接变形小。5焊工劳动条件好。因此电阻焊广泛应用于各个生产部门，尤其在汽车、飞机、建筑、电子仪表等制造业。电阻焊的不足之处：焊机功率大，设备较复杂，焊点质量没有可靠的无损检验手段。下面重点给同学们介绍一下点焊（见图）：点焊是将焊件搭接装配后压紧，并在两圆柱电极间通过很大的电流，使接触点的金属升温到接近熔化的温度。然后断电，在压力的作用下，两个接近熔化的金属焊点被压合在一起。点焊设备 焊件的点焊是在点焊机上完成的。我们现在用的点焊机型号是DN-25。DN-25型点焊机为电动凸轮式加压，能进行连续自动点焊。当焊接电流通过在受压状态下的工件时，工件因接触电阻热而加热到塑性或熔化状态，随后增压完成点焊操作。点焊机构造：由机身、压力传动装置、上下电极部份、变压器及冷却系统组成（按实物逐一介绍）。低碳钢点焊操作低碳钢点焊时，其裂纹及缩孔倾向小，因此不需要特殊的工艺方法，只需简单的焊接循环就能获得满意的焊点质量。其工艺规范为：焊接时间和焊接电流电极压力电极工作表面形状和尺寸详见下表：焊件厚度（mm）电极工作表面直径（mm）焊接时间（秒）电极压力（kg）焊接电流（A）0.5+0.53.5-40.08-0.340-503500-50001+15-60.2-0.580-906000-80001.5+1.56-70.3-0.7140-1607000-90002+27-90.4-0.8250-2808000-10003-4气体保护焊共 课时一、教学目的及要求1.了解焊接方法的特点及应用范围。2.了解工程中常用的各种具体焊接工艺方法。3.了解工程中常用的各种焊接设备。4.能独立进行手工电弧焊、气焊的操作。5.遵守焊接安全操作规程。二、教具 1多媒体设备 2低碳钢板料 3各种焊接工艺及设备挂图4各种焊接设备 利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和熔池的电弧焊方法称为气体保护焊。常用的保氩弧焊用氩气作为保护性气体的气体保护焊称为氩弧焊。 1基本原理利用从氩弧焊枪体喷咀中匀速喷出的氩气，在电弧及熔池周围形成连续封闭的气流把空气排开，保护焊丝和熔池不与空气相接触。由于氩气是惰性气体，它不与液态金属起化学反应，也不溶于金属。同时氩气气流对电弧还有一定的冷却和压缩作用，所以氩弧的能量比较集中，加热速度快。因此氩弧焊的焊缝质量较高。 2氩弧焊特点氩气是惰性气体，能有效地保护液态金属不被氧化；电弧热量集中，热影响区小，焊件变形小；操作明弧可见，比较直观、容易；电弧稳定、飞溅小、焊缝致密，机械性能和抗腐蚀性能都比较好，表面无渣，焊缝外型美观；容易实现机械化和自动化。3氩弧焊的应用氩弧焊是一种高质量的焊接方法，具有很多优点，因此在造船、航空、航天、化工、机械及电子等工业部门都得到了广泛的应用。但氩弧焊设备复杂、焊接成本较高，目前主要用于焊接一些较贵重金属，如高合金钢、钛合金、不锈钢、铝及铜合金和一些稀有金属等材料。 4氩弧焊的设备及工艺根据实习现场的实际设备，介绍我们现有的设备、工艺及操作要领。 5氩弧焊操作典型工件：不锈钢、铝板的氩弧焊操作。CO2气体保护焊 利用CO2作为作为保护气体的气体保护焊称为CO2气体保护焊。一般可分为半自动焊、自动焊两种。 1基本原理它是用焊丝和工件之间产生电弧来熔化金属的一种熔化极气体保护焊。CO2气体匀速流过焊丝和熔融焊缝周围的空间，把空气中的氧气与焊缝隔离，起到保护焊缝的作用。 2CO2气体保护焊的特点优点： CO2气体价格廉价，和电弧焊相比生产效率高（不用清渣及换焊条），焊接成本较低；焊接时电流密度大，电弧热利用率高，焊后不需清渣，生产率高；电弧热量集中，焊件受热面积小，变形小；焊缝抗裂性好，焊接质量较高，明弧焊接易于控制；操作灵活，适宜各种空间位置的焊接；易于实现机械化和自动化。缺点： CO2气体在高温时会分解，使电弧气氛具有强烈氧化性，导致合金元素的氧化烧损，所以不能焊接容易氧化的有色金属和高合金钢等；另外CO2焊表面成形差，飞溅较多等；CO2气体过多地排向大气，会影响地球大气环境。3CO2气体保护焊的应用低碳钢、低合金钢、耐磨零件的堆焊，铸钢件的补焊等。 4CO2气体保护焊设备及工艺根据现场实物介绍我们的设备、工艺及操作要领。 5CO2气体保护焊操作典型工件：低碳钢板的焊接操作。4-1 概述共 课时【教学目的】：掌握刀具的几何形状和主要角度了解刀具切削部分材料的基本要求、种类和刀具结构【教学重点】：刀具的几何形状【教学难点】：主要角度【导入新课】：机械制造工艺是各种机械的制造方法和过程的总称是一门研究机械制造的工艺方法和工艺过程的学科。【新授】：一、概述 切削加工：用切削刀具，在工具（刀具）与工件的相对运动中，切除工件上的多余材料，得到预想的工件形状、尺寸和表面质量的加工方法。分机加工和钳工。机加工是工人操作机床完成，按切削加工所用切削工具类型可分为两类：一类是利用刀具进行加工，另一类是利用磨料进行加工。钳工是工人在钳台上用手持工具来加工的。钳加工的主要内容：划线、打样冲眼、锯削、錾削、锉削以及钻孔等。二、切削运动与切削用量a)车外圆面 b)磨外圆面 c)钻孔 d)车床上镗孔 e)刨平面 f)铣平面 g)车成形面 h)铣成形面三、零件表面的形成及切削运动（一）表面的形成零件的表面主要有以下几种组成：外圆面、内圆面、平面、和成形面1、外圆面和内圆面是以某一直线为母线，以圆为轨迹，作旋转运动时所形成的表面。2、平面是以一直线为母线，以另一条直线为轨迹，作平移运动所形成的表面。3、成形面是以曲线为母线，以圆或直线为轨迹，作旋转或平移运动时所形成的表面。（二）切削运动1主运动主要完成切削的运动，消耗功率最多，一种加工主运动只有一个。2进给运动使切削加工保持连续进行，一种加工可以有一种（或以上）的进给运动。（进给运动可以是连续的也可以是间歇的） 实际的切削运动是一个合成运动。合成切削速度：四、切削用量1. 切削速度：在单位时间内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。（m/s或m/min）,车削时一般算工件最大切削直径处的线速度。计算公式：=dw n/100060 （m/s） 或=dw n/1000（m/min） dw待加工表面直径（mm）；n工件转速(r/min)2进给量f：刀具在进给运动方向上相对工件的位移量，车削时为（mm/r）；刨削时为（mm/str）(毫米/往复行程)，其他切削加工也可以用进给速度 （mm/s、mm/min、m/min），和每齿进给量（mm/z）来衡量。3背吃刀量（切削深度）ap:工件已加工表面和待加工表面的垂直距离（mm）。五、切削层参数 1切削厚度hD垂直与切削刃的方向上度量的切削层截面的尺寸。（mm） 2切削宽度bD沿切削刃方向度量的切削层截面的尺寸。(mm) 3切削面积AD给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的横截面积。 六、刀具切削部分的几何形状以车刀为例说明刀具的切削部分的结构要素和几何角度。 1刀具切削部分的组成 外圆车刀由三个刀面，两条切削刃和一个刀尖组成。（1）前刀面刀具上切屑流过的表面（A）。（2）后刀面刀具上与过渡表面相对的是主后刀面( A)。与已加工表面相对的是副后刀面(A)。（3）切削刃前刀面与主后刀面相交形成的交线称为主切削刃（S），它完成主要的切削工作。前刀面与副后刀面相交形成的是副切削刃( S) 它完成部分的切削工作，并最终形成己加工表面。（4）刀尖主、副切削刃的连接部位。 图2、车刀切削部分的主要角度 （1）刀具静止参考系选定适当组合的基准坐标平面作