【精品实用】金工实习指导书

金工实习指导书 机械学院金工教研室 二 年 6 月 第一章 铸 工 课题一 整模造型 课题纲要 一、内容 1铸造的特点和应用 2型砂的化学成分、性能及模型结构特点和要求 3整模造型的特点、基本方法、步骤及操作要领 二、目的 了解铸造特点和应用，型砂的化学成分、性能、模型结构特点，最基本的造型及制作型芯的工艺过程。 三、要求 应知：铸造的特点和应用，型砂的化学成分和性能，木模结构特点，整模造型的特点、铸型的结构、分型石的概 念及浇注系统的组成和功用。 应会：掌握造型及制造型芯工艺过程，初步学会使用造型和修型工具。 四、时间 1示范讲解： 60 分钟 2学生独立操作： 330 分钟 3休息： 20 分钟 4小结： 10 分钟 教学讲稿 一、示范讲解 1前言：铸造是机械制造业的基础，是现代机械制造业中取得成型毛坯的应用最广泛的方法，在一般机械中，铸件重量约占机械设备重量的 40在汽车、拖拉机制造业中，铸件重量约占 50在机床、重型机械、矿山机械、水电设备铸件重量约占 85%以上。所以，铸造在机械制造业中占有重要地位 ，我们必须认真学好金工铸造实习这门课。 2什么叫铸造？ 将液体金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后获得零件毛坯的方法，称为铸造。 3铸造的优缺点 可生产外形、内腔很复杂的零件；铸造合金种类比较广泛；原材料来源广泛，成本低廉；铸件的形状、尺寸与重量的范围比较大，轻的仅几克，重至上百吨，这对于大型零件的生产具有显著的优越性。（缺点）铸造生产工序较多；铸件质量不够稳定；废品率往往比其它加工方法稍高；铸件内部组织粗大与缺陷较多；机械性能较低（不如锻件高）。 铸型可用砂型， 也可用金属型。砂型主要是铸铁，铸钢和部分有色金属，而金属型主要用于有颜金属铸造，本讲义介绍最常用、最基本的砂型铸造。 4模型结构特点 分型石；加工余量；收缩量；拨模斜度；泥芯头；铸造圆角。 5铸型的组成 铸型不般由上砂型、下砂型、型芯和烧系统等几部分组成。 6型砂的组成和性能 组成：型砂由旧砂、新砂、粘结剂及其它附加物所组成； 性能：可塑性、强度、透气性、耐火性和退让性等。 二、整模造型工艺过程 按造型的手段可分为手工造型和机器造型两大类。手工造型的方法，要根据铸型的形状、大小和生产 批量的不同进行选择，常用的有整模造型、分模造型、挖砂造型、活快造型、三箱造型等。 整模造型的步骤：（当铸件的最大截面在其一端时，可采用整模造型） 1制作下箱（或春下砂型） 讲解要点：砂箱的作用，如何选择；面砂和背砂的作用，区别及用量着重介绍春砂的目的和方法，砂型紧实度的重要意义。指出春砂是一项技术性较强的操作技能，直接影响铸件质量。 砂箱的作用是便于春实砂型，方便砂型的搬运，防止金属液体将砂型冲垮。 面砂是贴近模型的一层型砂，浇注时直接与高温金属液体接触，因此性能要求比背砂高，用量随铸件的壁厚而定， 一般春实后约 20宜。 春砂的目的是使砂型具有一定强度，在搬运、起模和浇注时不致损坏，更重要的砂型能承受金属液的压力和冲击，不致变形和损坏。 2制作上箱（又称上砂型） 讲解要点：分型面的作用（这里简单介绍浇注系统的作用，下课详讲）；砂箱定位的意义和方法；扎气孔的目的和注意事项。 3开箱、取模及修型 4修型工艺及工具的用法 5合箱 结论：造型方法虽然有不同，但每一种造型方法的基本操作步骤大体相同。 主要工序有：木模、砂箱选择、加砂春实、开箱、取模、修型、安放型芯、合箱。 课题二 分 模造型 课题纲要 一、内容 1分模造型的特点和应用，型芯和型心头的作用 2浇注系统的组成和冒口安放的位置及功用 3分模造型与造型芯的工艺过程 二、目的 1了解分模造型的特点和工艺过程及制型芯的基本知识和技能 2了解浇注系统的组成和冒口应放的位置及功用 三、要求 应知：分模造型的特点和应用，型芯和型心头的作用，浇冒口应放的位置和功用。 应会：初步掌握分模造型及选型芯的基本工艺过程，巩固整模造型的要领。 四、时间安排 1示范讲解： 60 分钟 2学生独立操作： 330 分钟 3休息： 20 分钟 4小结： 10 分钟 教学讲稿 一、示范讲解 1分模造型的特点应用 分模造型的模型是分成两半的，造型时分别在上、下两箱内，分型面一般也是平面。这类零件的最大截面不在端部，如果做成整体模造型后就会取不出来。我们用套筒模型为范，用分模造型的方法，其分模面（分开模的平面）也是分型面。分模选择操作简便，适用于生产各种批量的套筒、管子、阀体类形状较复杂的铸件。 2分型面选择原则 3套筒分模造型工艺过程 造下砂型 造上砂型 开箱 起模 修型 开浇口 下型芯 合箱（具体操作步骤同整模造型法（略 ） 4浇注系统（出示典型的浇注系统的实物）：浇注系统是液体金属注入型腔中所经过的通道，其作用是： 能平稳、迅速地注入液体金属； 挡渣、防止渣子、砂粒等进入型腔； 调节铸件各部位温度，起“补缩”作用。 正确地设置浇注系统，对保证铸件质量，降低金属消耗量有重要意义。若浇注系统的设计不合理，铸件易产生砂眼、渣孔、浇不足、气孔、缩孔和裂纹 等缺陷。 5冒口的位置和作用 常在铸件型腔顶部也就是最高、最厚部位开设出气冒口，以便补缩、排出型腔气体，上浮熔渣和观察浇注情况。 6造型芯 型芯主要的作用是用来形成铸 件的内腔、孔穴。有时也用于形状凹陷部分铸件的外形和很复杂零件的细小部位。 由于型芯的四面被高温金属液所包围，冲刷及烘烤比砂型要历害，因此型芯砂必须具有比型砂更高的强度、耐火性、透气性及退让性等性能。 芯砂常用配方：粘土芯砂组成，旧砂 70 80%，新砂 20 30%，粘土 34%，膨润土 2 4%、水 7 10%。 合脂砂砂的组成：黄砂 100%，合脂 糊精 膨润土 水 型芯制造过程 型芯可用手工制造，也可用机器制造，这里主要介绍手工制造型芯过程 。型芯盒是最大截面分开，称为对开式型芯盒，将两半型盒合上，用来具夹紧，放芯骨，竖着分数次装型砂并反复紧。再用气孔针在型芯的中间扎道气孔，取下夹具，轻轻地震动几下型砂盒，使型芯盒与型芯分开，修光刷上涂料并烘干（铸钢件涂料多用石墨粉铸钢件则用石英粉等调成糊状刷在型苡的表面）。 二、学生独立操作 不重要的小件用湿芯，不刷涂料，不洪干。 以示范讲解的铸件，型芯作为样品，要求学生每人独立完成分模型造。 三、辅导及小结 因分开模的型腔占上下铸型各一半，故型芯在铸型内同样各占一半，同学在合箱时如不小心会压坏砂型及型芯 ，要细心。 课题三 挖砂造型 课题纲要 一、内容 1挖砂造型的特点及其应用 2挖砂造型的方法及假箱的应用 3有色金属 用电阻炉熔 二、目的 1了解挖砂造型的特点及其应用 2初步掌握挖砂造型的方法及假箱的应用 3了解铝合金的熔化过程 三、要求 应知： 1挖砂造型的特点及其应用； 2挖砂造型的方法及假箱的应用； 3铝合金的熔浇设备及其熔化过程。 应会：能独立进行挖砂造型并了解假箱的应用，进一步掌握修型工具的使用方法。 四、时间安排 1示范表演讲解： 30 分钟 2学生独立操作： 360 分钟 3休息： 20 分钟 4小结： 10 分钟 教学讲稿 一、示范讲解 1挖砂造型的特点是：造型时必须将下砂箱防碍取模的型砂挖去，当铸件外型轮廓为曲面或阶梯面时，其最大截面不在铸件一端，且模型又不便分成两半，常用挖砂造型法（适用于单件、小批生产）。 2挖砂造型工艺过程 造下砂箱 80挖砂做出分型面 开箱取模 箱略带讲解）。 二、学生独立操作 在学生操作前提出下列问题，让他们独立思考。 选择分型面原则是什么？挖砂造型与前面讲过的整模造型、分模型为何异同之处？ 假箱造型的特点是什么？ 三、有色金属 铝合金用坩埚电阻炉熔浇的特点及其工艺过程 1熔烧的特点：各种有色金属在熔烧时有一个共同的特点，就是极易氧化，所以不能用冲天炉，一般常用坩埚电阻炉等。 2铝合金熔浇工艺过程 准备：检查电气设备是否正常，清理炉料，要去除表面油污、粘砂等。炉料必须进行预热，以除去其水份，各种炉料都须化验其成分，以便配制合格的合金，熔化铝合金的坩埚和所有用具都必须涂料（以滑石粉为主），以免与铝合金直接接触，污染铝合金。 熔炼：铝合金在熔炼时，极易氧化成 氧化物比重与合金 液比重相近，如靠它自己上浮或下沉是难以除去的，很易使铸件形成夹渣，此外，铝合金在高温时吸收氢气，如不去除，也将会使铸件形成气孔。 金属熔化后，要进行精炼处理。首先将旧渣扒去，用复盖剂复盖，复盖剂为 量 占铝液重），作二次加入，在除气前加入其重量1/2 1/8。再以钟罩压入预热好的精炼剂（ 用量为铝液重的 精炼处理温度为 730 750，第一次压入量为 1/2 略多些，处理时间 4 5 分钟，第二次压入余量，处理 3 4 分钟，除气后扒去熔渣再撒入余量的 1/3 2/3的复盖剂，静止 2 3 分钟后，即可扒渣进行浇注，浇注温度为 700 740。 四、辅导及小结 拿出些不同形状零件，木模让同学思考采用什么造型方法较好呢？ 课题四 活块造型 课题纲要 一、内容 1活块造型的特点及其应用 2活块造型的操作方法 二、目的 1了解活块造型的特点及其应用 2初步掌握活块造型的操作方法 三、要求 应知： 1活块造型的特点及其应用； 2活块造型的操作方法 应会：活块造型紧砂，取模、修型方法并且了解压边或浇口的制作方法及其安放原则。 四、时间安排 1示范 讲解： 30 分钟； 2学生独立操作 360 分钟； 3休息： 20 分钟； 4小结： 10 分钟 教学讲稿 一、活块造型在生产要求中提出来的原因 先让同学们观察一下铸件实物，使同学们认识到此件造型的分型面取在铸件最大截面上的，如果模具是整体，下部（凸起部）阻碍起模。这时再将活块模给同学们看，并告诉同学们，如果将模型上妨碍取模的部分做成可拆活动块（燕尾雄），即可解决起模问题。这种可拆式活动模型，称为活块模，由此提出 活块造型法。 二、活块造刑工艺过程 1活块造型工艺过程 （ 1）塞紧燕尾榫活块块部的型砂，造底箱 ，上箱，开箱，拨模（注意如果取活动块）、合箱。 2注意事项 在塞紧活动部位前必须检查活块与主体模配合的松紧程度太紧了则活块不易脱离主体模，造成拨模困难，太松了易错位，影响铸件精度。 在塞砂时，要用的按住活块，避免活块因塞砂而位移，否则会造成拔模困难或铸件变形。 3活块造型的特点 起模时，先取出主体模，再从侧面取出活块，活块与主体模除了燕尾榫联接外，还有用销钉联接（销钉要在型砂塞紧后拨出，否则主体模取不出）。这种造型法，对工人操作技术要求较高，生产率低，所以设计铸件时尽量避免用活块。采用此法，要 注意活块的厚度，不能大于主体模的厚度，深度也不能太大。 4关于压边浇口：用于形状简单，薄壁（或中等厚度）均匀且高度较小的棒件，压边宽度 3属于顶注式浇口之类。它使液体易充满薄铸件，补缩作用好，金属消耗少，便于挡渣，消理方便。 课题五 三箱造型 课题纲要 一、内容 1三箱造型的特点及应用 2三箱造刑的操作方法 二、目的 应知： 1三箱造型的特点及其应用 2三箱造型的操作方法 应会：三箱造型的操作方法 四、时间安排 1三箱造型的特点及其应用示范， 30 分钟 2学生独立操作， 60 分钟 3休息： 20 分钟 4小结： 10 分钟 教学讲稿 一、示范讲解 1三箱造型的特点及其应用 采用两个分型面和三个砂箱的造型方法称三箱造型。形状较复杂的铸件，如铸件两头截面大而中间截面小，用一个分型面取不出模型需要从小截面处分开模，用二个分型面，三个砂箱造型。因此三箱造型的特点是中箱的上、下两面都是分型面，都要求光滑平整，中箱的高度应与中箱中的模型相近，必须采用分模。 三箱造型方法较复杂，生产效率低，不能用于机器造型（无法中箱），只适用于单件、小批生产。在成批大量生产或用机器造型时，可以采用外砂芯 ，将三箱引为两箱造型。 2三箱造型工艺过程 通过整模、分模、挖砂以及活块造型的基本操作技能的训练之后，让学生根据三箱造型的特点的介绍，一般可以进行三箱造型的独立操作了（简单模型）。在操作过程中要着重了解以下几点： 1三箱造型的特点及其应用范围 2抓准分型面的同时对重要平面要求放在下面，下面比上面质量好（因为铸件缺陷大都发生在上面）。 3浇注系统是否合理。 4中箱打开后应放在上箱上，或者放在下箱上，不能放在其它地方。 二、学生独立操作 三、辅导及小结 1根据铸件大小和形状等条件不同，三箱造型 的操作亦不同，可以先做上砂型，次做中砂型，再做下砂型，反之亦可。 2三箱造型比两箱造型多一个分型面，这就增加了合箱时相互错移的可能性，故采用三箱造型法生产的铸件，尺寸精度可能较两箱造型的低些。 3对讲过的五种造型方法进行比较一下，这个问题可让学生先发言，然后由师付小结 。 课题六 铸铁的熔化 课题纲要 一、内容 冲天炉主要部位名称、操作步骤和熔化过程 二、目的要求 了解冲天炉主要部位名称及一般操作过程 教学讲稿 一、铸铁熔炼设备 熔化操作对于铸件质量有很大的影响。若操作不当，会使铸件 因成分和机械性能不合格而报废，铸铁的熔化应满足下列要求： 铁水有足够高的温度；铁水的化学成分应符合要求；生产率高，成本低。 铸铁熔化设备有冲炉、工频炉和中频炉等，目前使用冲天炉较多，其优点是结构简单，操作方便，熔化率高，成本低，而且能连续生产。目前我国 90%以上铸件所用铁水是用冲天炉熔化的。 二、冲天炉熔炼铸铁工艺 1冲天炉的简单构造（共包括五个组成部分） 后炉：是冲天炉的主体部分，包括火花罩、炉身等，炉身上部有烟囱、加料口，下部有风带、炉底、支柱和过道等部分；前炉；加料系统；送风系统； 检测系统。 2炉料及作用 冲天炉熔化的炉料包括： 金属料：生铁、回炉料（浇冒口及废铸件），废钢和铁合金（铁、锰铁等）。 燃料：主要是焦炭。每批金属炉料和焦炭重量的比称为铁焦比。一般铁焦比为 10:1，焦铁比 1:10。 熔剂：石灰石（ 萤石（ ，其作用是降低炉渣的熔点增强炉渣的流动性，使炉渣与铁水分离，顺利从出渣口排出炉外。熔剂的加入量为焦炭的 25 30%，块度为 20 70右。 3冲天炉的熔化过程 熔化原理： 在整个熔化过程中，炉料从上而下，热气注自下而上运动，对炉料逐步 加热熔化，最后成废气从烟囱中排出。所以，冲天炉是利用对流换热原理来进行熔化的。 基本操作过程： 冲天炉是间歇工作的，每次连续熔化时间为 4时，具体操作过程如下： 备料修炉点火烘干加底焦加料鼓风熔化出渣铁停炉（中频炉，工频炉略）。 课题七 铸件的落砂、清理及铸件缺陷分析 课题纲要 一、内容 1铸件的落砂和清理 2铸件的主要缺陷及其产生原因 3参观铸工陈列室及型砂性能实验室 二、目的要求 1了解铸件的落砂、清理及铸件缺陷分析 2通过陈列拒及型砂性能实验、挂图、较复杂的造 型方法的参观，使同学们巩固铸造生产的基本工艺知识，并扩大他们的知识面。 三、时间安排 1铸件的落砂、清理及铸件缺陷分析， 50 分钟 2参观铸工阵列柜， 90 分钟 教学讲稿 一、铸件的落砂、清理 由开箱落砂、清理、引出去除浇冒口的讲解；铸件或型芯清除周围披逢毛边的錾平或磨平，引出检验；围绕检验要素，引出成品或废品；废品分析原因及防止产生废品的措施。 二、铸件的主要缺陷及其产生原因 1铸件缺陷分类 按铸件缺陷严重程度分析 严重缺陷（废品，不能修补）； 中等缺陷：（可允许修补后使用，但要根 据经济效果是否上算而定）；小的缺陷（这类缺陷可以修补或甚至不修补能使用）。 按铸件缺陷性质分： 孔眼类：气孔、缩孔、渣眼、砂眼等；裂纹、热、冷裂等；表面缺陷、粘砂、夹砂、冷隔；铸件成分，组织性能不合格。 2铸件的主要缺陷及产生原因和防止方法 分析铸件缺陷及产生原因是很复杂的，有时可以见到在同一个铸件出现多种不同原因引起的缺陷，或同一原因在生产条件不同时，会引起多种缺陷。 课题八 特种铸造 课题纲要 一、内容 1熔模精密铸造的特点 二、目的要求 了解特种铸造 教学讲稿 一、熔模精密铸造 用易熔材料制造成易熔模，然后在易模外面包以造型材料，经硬化结壳再将易熔模熔出、烧去，即获得无分型面的铸型，浇注即可获得铸件，此法就称为熔模精密铸造又叫失蜡铸造。 二、金属型铸造 把液体金属浇入用金属制成的铸型而得铸件的方法称为金属型铸造。 三、压力铸造 将液体金属在高压下注入铸型，经冷却凝固后，获得铸件的方法称为压力铸造。 四、离心铸造 将金属液浇入正在适当速度旋转的铸型中，金属在离心力的作用下结晶凝固的方法称为离心铸造。 以上铸造方法，可观看电教内容，加以充实知识面。 第二章 锻 工 课题一 锻压生产及操作 课题纲要 一、内容 1概述锻压生产的意义、特点及其在工业生产各部门中的作用； 2加热的目的和分类，加热炉的大致构造（现场讲解和热炉）； 3加热温度规范及其控制、注意事项； 4常见加热缺陷与其防止方法； 5空气锤的大致结构，工作原理和操作方法； 6自由锻的基本工序和工艺过程； 7模锻工艺概述； 8锻压生产中的安全操作规程； 9机器自由锻拨长、墩粗、冲孔的示范表演及其模锻锻的参观讲解； 10手工自由锻手锤毛坯的基本工序。 二、目的 1 了解锻压生产的意义，特点及其在工业生产中的作用； 2了解金属加热的目的及其操作事项，加热温度规范的选择； 3了解常见加热缺陷及其防止方法； 4了解空气锤的大致结构、工作原理和操作方法； 5了解模锻的工艺过程、特点和应用； 6了解锻压生产中的安全操作规程； 7使学生初步掌握手工自由锻操作的基本姿势和要领以及相互间的配合，了解产生缺陷的原因和防止方法； 8了解机器自由锻常见的基本工序，及其模锻的工艺过程特点和应用 三、要求（应知） 1锻压生产的实质，特点及其在工业生产各部门中的作用。 2金 属加热的目的及其操作要领，加热温度规范的选定依据。 3金属加热过程中操作要领及常见加热缺陷和其防止方法。 4空气锤的大致结构，工作原理和操作方法。 5自由锻的基本工序和工艺过程。 6了解模锻的工艺过程、特点和应用。 7锻压生产以及实习过程中的安全规程。 8手工自由锻操作的要领及其基本姿势和相互间的配合。 9空气锤的大致结构，工作原理和操作方法以及自由锻的常见的几种基本工序和工艺过程，了解模锻的工艺过程，特点和应用。 四、时间安排 1概述锻压生产的意义、特点及其在工业生产各部门中的作用：（ 20 分钟） 2加热的目的和分类，加热炉的大致构造（ 10 分钟）。 3加热温度规范及其控制，注意事项（ 10 分钟）。 4常见加热缺陷与其防止方法。（ 10 分钟） 5空气锤的大致结构、工作原理和操作方法。（ 20 分钟） 6自由锻的基本工序和工艺过程。（ 30 分钟） 7模锻工艺概述；（ 20 分钟） 8锻压生产中的安全操作规程；（ 20 分钟） 9机器自由锻中拨长、墩粗、冲孔、基本工序的示范表演，及模锻的参观讲解；（ 20 分钟） 10手工自由锻手锤毛坯的基本工序，以及该铸件产生缺陷的原因和防止方法；（ 20 分钟） 11手工自由锻手锤毛坯的操作（分组）；（ 150 分钟） 12空气锤自由锻操作练习；（ 30 分钟） 13小结、评分（ 30 分钟） 五、授课方法 讲解、示范与学生操作相结合 六、教具及教学准备 1实习时间与内容的安排表； 2自由锻与模锻工艺阵列柜； 3空气锤基本构造模型； 4自由锻基本工序的工艺过程及模锻工艺的图解； 5加热炉（可移动），焦碳、引火木柴、炉纤、火勾、钳子等实物； 6坯料：（ 30 150），每组一根。 教学讲稿 一、锻压生产的意义及其在工业中的应用 锻压生产是在外力的作用下，使 金属产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和机械性能的毛坯和另件的一种加工方法。锻造在工业上应用很广，它是机器创造工业和兵器工业获得产品的基本方法之一。凡是受力大，性能要求高的零件多，使用锻造方法获得，金属材料经过锻造后，其内部组织更加紧密、均匀、承受载荷能力（强度）及耐冲击能力（冲击韧性）都有所提高。所以是承受重载及冲击载荷的重要零件多以锻件为毛坯。例如发电机的转子、齿轮、轴、大炮的炮管、枪管等。 1锻造的特点是： （ 1）锻件质量高（与铸件相比而言） （ 2）节约金属（与切削加工相比而言） （ 3）生产率比较 高（主要与切削加工而言） 但锻造劳动强度大，也不能象铸造那样，生产出形状极其复杂的毛坯。目前锻件的精度，表面光洁度都比加工低，所以大多数的锻件都要经过机加工后，才能成为装配使用的零件。 二、金属的加热 1加热的目的 加热的目的：提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于金属的变形，以期 便于锻造及获得良好的锻后组织。 2加热温度规范确定的依据，各种材料锻造温度范围是根据材料成份不同而不同的。常用锻造金属材料始锻及终锻温度如下表 1 所示： 表 1 常用材料的锻造加热温度规范 材料种类 始锻温度（） 终锻温度 低碳钢 1200左右 800左右 中碳钢 高碳钢 1100左右 900左右 合金钢（一般） 铝合金 45050合金 80050属加热温度太高或太低，会影响铸件质量及生产率。各种材料在锻造时，所允许的最高加热温度。称为该材料的始锻温度。坯料在锻造过程中，温度不断下降，因此塑性越来越差，变形抗力越来越大，温度下降到一定温度后，不仅难于变形，且易于锻裂，必须及时停止锻造，重新加热，各种材料停止锻造的温度，称为该材料的终锻温度。 金属的加 热温度可用仪表测量，但在实际生产中应用较少，锻造工人一般都采用观察金属火色的方法来大致判断，简称“观火色法”。低、中碳钢始锻及终锻温度及火色如下表 2 所示： 表 2 用观火色法确定金属锻造温度 始锻温度 始锻温度颜色 终锻温度 终锻温度颜色 低碳钢 1200左右 淡黄色 800 樱红色 中碳钢 其它材料锻造温度范围可在有关手册等资料查到。 三、常见加热缺陷与其防止方法 1氧化和脱碳：钢是铁与碳组成的合金，采用一般方法加热时钢料的表面不可避免地要与高温的氧气、二氧化碳及水蒸汽等接触，发生 剧烈的氧化。使坯料的表面产生氧化皮及脱碳层。每加热一次氧化烧损量约占小坯料重量的2在计算坯料的重量时，应加上这个烧损量，脱碳可以机械加工的过程中 切削掉，一般不影响零件的使用。但是如果上述氧化现象过于严重，则会产生较厚的氧化皮和脱碳层，甚至造成锻件的废品。减少氧化和脱碳的措施是严格控制送风量，快速加热，采用少氧化，无氧化等加热方法。 2过热及过烧：加热一般钢料时，如果始锻温度过高，或在接近始锻温度下保温过久，内部的晶体会变得粗大，这种现象称为过热，过热的钢料在锻造以后进行热处理，将晶粒细化。 如果将 钢料加热到更高的温度或过热的钢料长时间在高温下停留，则会造成内部晶粒的边界严重氧化，削弱了晶粒之间的联系，这种现象叫过烧。过烧的钢料锻打时必然开裂，是无可挽回的废品。 为防止过热和过烧，要严格控制加热温度和加热速度尽量缩短坯料在高温下停留的时间。 3开裂：尺寸较大的钢料在加热过程中以及复杂锻件在重复加热的过程中，如果加热速度过快，装炉温度过高，则可能造成各个部分之间较大的温差，膨胀也不一致，可能产生裂纹，低碳钢和中碳钢塑性好，一般不会产生裂纹，高碳钢及某些高合金钢产生裂纹的倾向较大，加热时要严格遵守加热规 范。 四、机器自由锻的设备有空气锤、蒸气锤、水压机等 1空气锤的结构由锤身、压缩缸、工作缸、传动机构、操纵机构、落下部分及砧座等几个部分组成。 锤身和压缩气缸、工作气缸铸成一体 传动机构包括减速机构以及曲柄、连杆。 落下部分包括工作活塞，锤头和上抵铁、空气锤的规格就是以落下部分的总重量来表示的。例如 150气锤，就是指它的落下部分重量为 150 2空气锤的工作原理：电动机通过传动机构带动压缩气缸内的压缩活塞作往复运动，压缩活塞向下运动时，压缩空气通过下旋阀进入工作缸的下部，将锤头提起，压缩活 塞向上时，压缩空气通过上旋阀进，工作气在上部，锤头向下运动，打击锻件。 3空气锤的基本动作：通过踏杆和手柄操纵上、下旋阀可使锤头实现以下动作： 上悬：工作缸及压缩缸上部都经上旋阀与大气相通空气，只能经下旋阀 进入工作气缸的下部。下旋阀内有一个逆止阀，可防止压缩空气倒流，使锤头保持在上悬的位置。锤头上悬时，可在锤上进行辅助性操作，如检查锻件尺寸，更换或安放锻件及工具，清除氧化皮等。 下压：压缩缸上部及工作缸下部与大气相通，压缩空气由压缩气缸下部经逆止阀及中间通道进入工作气缸上部，使锤头向下压紧锻件。此时可 进行弯曲或扭转的操作。 连续打击，压缩气缸与工作气缸都不与空气相通，压缩气缸不断将空气压入工作气缸的上、下部，使锤头上、下往复运动（此时逆止阀不起作用）产生连续不断打击力。 单次打击，将踏杆踏下后立即抬起，或者将手柄由上悬位置推到连续打击位置后，再迅速退回到原来位置，就成为单次打击。 空转，使压缩气缸和工作气缸的上、下部分都与大气相通，锤的落下部分靠其自身重量落在下抵铁上，此时电动机及减速机构，空转，锻锤不工作。 空气锤的结构参照挂图、模型讲解 4空气锤的操作姿势是：左脚在前、脚踏操作杆，右脚在后， 左手在前，右手在后，选择好合适的钳子，两手紧握工件，人的身体稍向后，腰弯一些，工件要平放在铁砧中部。 5空气锤与水压机：空气锤、蒸气锤、冲击、振动大，对周围环境影响较大，所以一般都把锻压车间、安排在较偏辟的地方，而水压机是液体静压式的，冲击、振动小，对周围环境影响小，另外水压机用于锻造大型锻件。 五、自由锻的基本工序 自由锻的基本工序有墩粗，拨长，冲孔，弯曲，扭转，错移，切割等几种。其中又以前三种工序应用较多。 1墩粗：是使坯料横截面增大，高度减小的锻造工序，如图 (a)所示。墩粗时，坯料的原始高度与直 径（或边长）之比应小于 3，否则会墩歪（图(b)）；或折叠（图 (c)），先形成双彭形，继续锻形成折叠。 图 2拨长：是使坯料长度增加，横截面减小的锻造工序 将园截面的坯料拨长成直径较小的园截面锻件时，必须先把坯料锻成方形截面，在拨长到边长接近锻件的直径时，先锻成八角形，然后滚打成园形，园截面坯料拨长的截面变化如图 a 所示： 图 a 锻制台阶轴或带有台阶的方形，矩形截面的锻件时，要先截面分界处压出凹槽，称为压肩，压肩后对一端局部拨长，拨长过中应不断翻转锻件，在使其截面经常保持近于 方形，翻转方法如图 (b 或 c)所示。但工件的宽度与厚度之比应小于 则再次翻转拨长时，将容易造成折叠。 图 b 图 c 3冲孔：是在锻件上锻出通孔或不通孔的工序 冲孔前坯料须先墩粗，尽量减少冲孔深度并使端面平整。为了保证孔位正确，应先试冲，即先用冲子轻轻冲出孔位的凹痕并检查孔位是否正确，孔位检查、修正无误的，可向凹痕内放少许煤粉（其作用是便于拨出冲子此用于较深厚的孔，对于较薄浅的孔可不必如此），再继续冲深，将孔冲至到锻件厚度的2/3 时，取出冲子翻转锻件 180，然后从反面将孔冲透（图 a）双面冲孔，较薄的工件，可采用单面冲孔。 图 a 双面冲孔 4弯曲：是使坯料弯成一定角度或形状的工序，如图 (a)： 图 a 5扭转：是将坯料的一部分相对于另一部分旋转一定角度的工序，如图 (a)： 图 a 6错移：是将坯料的一部分相对于另一部分移开的工序。先在错移开部分压肩，然后加垫板及支撑，锻打错开最后修整如图 (a)。 图 a 7切割：是分割坯料或切除锻件余量的工序，先将剁刀垂直切入锻件至快断开时，翻转锻件再用剁刀截断如图 (a) 六、模锻工艺概述 将坯料加热后放在上、 下锻模的模膛内，旋加压力或冲击力使坯料在模膛所限制的空间内产生塑性变形，从而获得与模膛形状相同的锻件，这种锻造方法叫模锻。 模锻具有精度高，表面质量好，加工余量小，生产率高的优点。模锻操作简单、方便、劳动强度降低，但锻模制造复杂，成本高，并需用专用的模锻设备。因而，模锻主要用于定型、大批量的生产。我国模锻生产与世界先进国家的水平相比还有一定的差距。工业发达国家的模锻件已占全部锻件的 80%左右，而我国只占 26%左右，所以今后我国要进一步提高机械化程度，推广模锻和胎模锻，发展适合我国国情的先进的模锻设备，扩大模 锻生产，提高模锻件在整个锻件中所占的比例（本讲最好安排在模锻电视录像课后）。 七、锻压生产中的安全操作规程 1加热炉操作注意事项 坯料装炉时要依次排列，记清先后顺序，依次取出锻造； 装取坯料要穿戴炉具，先关风门，装取完坯料后，再开炉门； 炉口至锻锤间应保持通畅，工件在传送途中要贴近地面，防出碰人，不准抛掷传送； 及时清除炉渣等。 2手工自由锻操作注意事项 手工锻操作需要有一个工作组（ 3 4 人），其分工为（或轮换操作）； 掌钳工：首先要选择合适的钳子，钳口与锻件的截面形状相适应，以保证夹持牢固 ，左手掌钳，工件要平放在铁贴上，翻转时动作要准、要快，右手握紧小平锤，抓在锤柄的三分之二处，打击要领是准、稳。 锤工：人要站在掌钳工的侧前方，距离为大锤的柄长，长锤指到什么地方，大锤也要打到什么地方，小锤轻打，大锤也要打轻些，小锤重打，大锤也要重打。小锤在铁贴上敲一下表示要打，大锤应开始锻打，小锤也要重打。小锤在铁贴上敲一下表示要打，大锤应开始锻打，小锤在铁贴上敲二下，表示停打，大锤应立即停止，锤工一定要听从掌钳工的指挥，看准掌钳工的信号，不能乱打。 操作时要戴好手套，不能用手代替钳子拿锻件。 操作前 要检查锤柄是否紧固，发现有松动就要敲紧，锤工在打击前要注意看一下周围有无人。 操作中要思想集中，不能开玩笑。 3机器自由锻（空气锤）操作练习注意事项 工作前必须进行设备及工具的检查，如上、下抵铁的楔铁有无松动，火钳、冲子等有无开裂及铆钉有无松动。 选择合适的钳子、钳口必须与锻件截面相吻合，以保证夹持牢固。 握钳时应握紧火钳的尾部，并将钳把置于体侧，严禁将钳把或其他带柄工具的尾部对准身体正面或将手指放入钳股之间。 锻打时锻件应放在抵铁中部，锻件及工具必须放正、放平，以防飞出伤人。 踩踏杆时，脚跟 不许悬空，以保证操纵的稳定和准确，不锤击时，应随即将脚离开踏杆，以防误踏失事。 严禁用锤头空击下抵铁， 放置或取出工具，清除氧化皮时，必须使用火钳，扫帚等工具，不许将手伸入上、下抵铁之间。 操作中要集中思想，不准开玩笑，不准打闹。 八、空气锤自由拨长、墩粗、冲孔的示范表演，及其模锻锻件的参 观讲解 1拨长（锻造减速机台阶轴或其他） 2墩粗（锻造螺帽的第一工序） 3冲孔（锻造螺帽的第二工序，并锻成功） 4模锻锻件的参观，讲解 九、手工自由锻手锤毛坯的基本工序，及空气锤自由锻操作练习 1手锤毛坯自由锻 结合前面讲解的内容：再次强调所锻的材料是 45#钢属中碳钢，始锻温度（ 120左右，呈淡黄色），终锻温度（ 800左右，呈樱红色），用观色法观察，并注意安全规则。 拨长过程中一定要将坯料每次翻转 90，如不如此会造成缺陷，如下图a 所示；其纠正措施如下图 b 所示。 图 a 图 b 拨长基本工序的过程 重量的使用 在锻造前，应先定好量具尺寸，在锻造过程中边锻边量，一直锻到所要求尺寸（坯料 150，锻成 20 20 200 即手锤毛坯） 2空气锤自由锻操作练 习 坯料 30 150，锻成 20 20 200 再次强调空气锤的安全操作规则，并要求辅导师付耐细心、细致地引导学生严格按工艺操作，发现不安全因素，应立即停锤。 十、小结 课题二 板料冲压工艺及特点 课题纲要 一、内容 1板料冲压生产的工艺过程及其特点 2冲床的大致结构，操作方法和安全技术 二、目的 了解冲压生产的工艺过程及其特点。 三、要求 1冲压生产的基本工序； 2冲压生产的特点； 3冲床的大致结构，操作方法和安全技术； 4冲压主要工序（落料、冲孔）的示范表演。 四、时 间安排 1概述： 0 分钟 2冲压主要工序示范表演 15 分钟 3学生进行独立操作 45 分钟 4休息 10 钟 5小结、评分、打扫卫生 20 分钟 五、教具 1各种冲模 2 1板若干块 3冲床一台 4剪床一台 教学讲稿 一、概述 1什么叫冲压？在冲床的压力作用下，用冲压模使板料分离或变形，而制成所需形状和尺寸的制件的加工方法叫做冲压。 2冲压特点：板料冲压通常在室温下进行，不需材料加热（故叫冷冲压），其制品尺寸准确，表面光洁，一般不再进行机械加工，只需钳工稍作修整，即可作为零件使用。 二、冲压设备及模具 1冲床的构造：常用的开式双柱冲床，是进行冲压加工的基本设备。由电动机通过三角胶带减速系统带动大轮转动，踩下踏板后，离合器闭合，并带动曲轴旋转，再经过连杆带动滑块沿导轨作上、下往复运动，进行冲压加工。 2剪床的传动结构原理，电动机带动带轮和齿轮转动，踩下踏板后，离合器闭合，带动曲轴旋转，曲轴又带动装有上刀刃的滑块沿导轨上、下运动，与装在工作台上的下刀刃相配合，进行剪切板料。 3冲裁模具有组成及作用 模架，包括上、下模板和导柱、导套，其作用是保证上、下模具对准。 凸模和凹模是冲模的 核心部分，其作用是使板料分离成形。 导料板和定位销，它们的作用是控制条料的送进方向和送量量 卸料板，它的作用是使凸模在冲裁以后从板料中脱出。 三、冲压基本工序示范操作讲解 1剪切：是使板料沿不封闭的轮廓分离的工序，通常在剪床上进行。 2冲孔和落料：冲孔和落料合称裁工序，它们都是用冲模使板材（ 1离的过程。冲孔和落料用的模子叫冲裁模，冲裁模上的凸模和凹模之间的间隙很小，并有锋利的刃口，故能使板料分离，冲孔和落料的方法相同，只是作用不同，落料是用冲裁模从坯料上冲切下一块金属，作为成品或进一步 加工的坯料，即冲下部分是有用的，冲孔则是用冲裁模在工件上冲出所需的孔来，被冲下的部分则是废料。 3拉深：拉深是将平板坯料制成杯形或盒形工件的工序过程，对称拉延。为了避免零件拉裂，冲头和凹模的工作部分应加工成圆角，减少摩擦阻力，冲头和凹模间要留有相当于板厚的 的间隙，拉深时要在板料或模具上涂润滑剂，为防止板料起皱，破坏拉深过程，常用压板将板料压紧。 四、学生做冲压操作练习 1在学生做冲孔、弯曲、拉深等练习前指导师付必须讲清楚安全操作规程的要求，在操作时要认真指导注意安全。 2小结、评分、 打扫卫生 第三章 焊 工 课题一 手工电弧焊 课题纲要 一、内容 1手弧焊的工作原理、特点及其应用范围。 2手弧焊所用的设备，用具与电焊条。 3手弧焊的安全操作规程及其基本操作方法。 二、目的 1了解手弧焊的工作原理、特点及其应用范围； 2了解手弧焊所用的设备、用具与电焊条； 3了解手弧焊的安全操作规程及其基本操作方法。 三、要求 1应知： 手弧焊的简单工作原理、特点及其应用范围 手弧焊所用的设备，用具与电焊条 手弧焊的安全操作规程及其基本操作方法 2应会： 手弧焊简单平焊的操作方法 四、时间安排 1手弧焊的讲解和示范操作： 45 分钟 2学生的独立操作： 130 分钟 3师傅进行小结、评分： 15 分钟 4休息： 20 分钟 五、授课方法 利用挂图，实物边讲解边示范操作 六、教具及教学准备 1挂图：手工电弧焊等挂图。 2实物：交流弧焊机、直流弧焊机、电焊条、电焊罩、焊钳以及焊接钢板等。 教学讲稿 一、概述 焊接是使两部分分离的金属材料，利用局部加热或局部加压并借助于原子间或分子间的联系与质点的扩散作用形成一个整体的过程。焊接具有节省金属、降低劳动强 度、减轻结构重量、提高产品质量（强度大、气密性好）等优点。 焊接在各工业部门获得非常广泛的应用。如造船、航空、机械制造等都离不开焊接。 目前，焊接技术和焊接设备，不断更新，发展很快，因此我们必须努力学习，不断向焊接技术的新高峰攀登。 二、手工电弧焊的原理、特点和应用 手工电弧焊是利用电弧燃烧的热量来熔化母材和焊条的一种手工操作的焊接方法。 1原理：把焊钳和工件用导线分别接到弧焊机输出端。（焊接电源两级），并用焊钳夹持焊条，焊接时，先在工件和焊条之间引出电弧（即焊条和焊件作为两电极，在两极间发生长时间的放 电现象叫电弧），利用电弧的高温（约8000）将焊条和工件熔化，形成金属熔池，随着用手工操纵焊条并引导电弧沿焊接方向前移，不断形成新的金属熔池，原被熔化的金属迅速冷却，凝固成焊缝，使两部分金属材料牢固地连接在一起。 2特点：由于电弧温度很高，热量集中，加热速度快，所以焊件变形小，生产效率高，焊接时操作简单，易于自动化，成本低廉。 3应用范围：由于上述特点，在工业上使用最为广泛，手弧焊可焊接多种 钢材、铸铁、不锈钢、铜、铝及其合金，尤其焊接厚度较大，熔点较高的材料较为方便。 三、手弧焊所用的设备、工具与电 焊条 1电焊机 常用手弧焊机分为直流电焊机和交流电焊机两类（结合实物简单介绍） 直流电焊机有两种：一种是旋转式直流弧焊机，它是由一台电动机带一直流发电机组成，电流的调节一般是通过改变电刷位置和利用变阻器改变激磁线圈的电流，改变焊机的电压来调节焊接电流的大小；另一种是整流式直流弧焊机（焊接整流器），它是在交流电焊机上加整流器，将交流电变为直流电。目前，多用硅二级管（或可控硅）整流电源来作为直流焊接电源的硅整流焊机，其特点耗电省、噪音低、体积小、重量轻，直流焊机可分正接法和反接法。由于直流电焊接时正极的温度 比负极温度高，根据不同工件的需要，可用不同的接法，正接法：正极接焊件，负极接焊钳，反之为反接法。一般情况，因焊件需要热量比焊条多，常用正接法，薄件、有色金属、不锈钢时一般采用反接法，直流电弧稳定，操作较方便，热量分配平衡，缺点设备较复杂，维修较麻烦，有时会产生磁偏次现象。 交流电焊机是专供焊接的特殊的降压变压器，其结构原理简单，它由一变压器和电抗器所组成，变压器的初级线圈接 380 伏或 220 伏的交流电，次级线圈比初级为少，其输出电压为 60 80 伏，电抗器线圈串联在次级线圈的电路中，其作用是防止短路电流过大而 使焊机浇坏。电流大小的粗调节是改变焊机输出端的接线位置，接处电流调节范围为 50 180 安；接处 160 450 安。电流大小的细调节是用后面的手柄顺时针旋转，使活动铁芯移进主铁芯，增加了磁分路使电流减少，反之则铁芯退出，电流增大，交流焊机在一般情况下采用较多，它没有正反接法之分。 电焊机必须满足焊接的特殊要求 a、电焊机的空载电压（即引弧电压）既要易于引燃电弧，又要保证操作者的安全，过低电压不易引弧过高操作不安全，一般空载电压在 60 80 伏。 b、电焊机的短路电流不应太大，一般不超过焊接电流的 50%，同时 要求在焊接过程中电流的变动范围要小。 c、焊接过程稳定，随着电弧长度的变化，电焊机的电压应迅速相应的改变，当电弧长计增加或减少时，电弧电压也应升高或降低，一般焊机的电弧电压（工作电压）为 25 40 伏。 d、电焊机应具有适当的功率和良好的调节焊接电流的性能，以便根据不同产品和焊接条件选用需要的焊接电流。 2焊接辅助用具 手弧焊主要用具有电焊钳、电焊软线、面罩、电焊手套等（现场介绍） 3电焊条 电焊条是由焊条芯和药皮两部分组成。 焊条的规格是指焊条的长短、直径大小，如表 1 所示。 表 1 焊条的直径和长度规 格 焊条直径 条长度 50 250 350 350 400 400 300 300 400 400 450 450 450 焊芯的作用 a、传导焊接电流，产生电弧 b、作为填充金属与液体基本金属熔合形成焊缝。焊芯金属约占整介焊缝金属的 50 70%，所以焊芯质量好坏将直接影响焊缝质量。 药皮的主要作用 a、使电弧容易引燃和保持电弧燃烧的稳定性。 b、在电弧的高温作用下，产生大量气体，并形成熔渣，以保护熔化金属不被氧化烧损，同时，添有益的合 金元素改善焊缝质量。 四、手弧焊工艺过程及规范 手弧焊的接头型式有：对接、搭接、 T 形接和角接四种，焊缝的空间位置可分为平焊、立焊、模焊和仰焊四种（挂图）。 1焊前准备 修坡口。对于工件材料厚度超过 8焊件，为了保证焊件能充分的焊透和得到优良的焊接质量通常把焊件边缘修切坡口，常见的坡口型式有 K 型、 X