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新安县职业高级中学钳工实训课程教案教师姓名:郭旭专业班级:ZD1709开课时间:2017年9月新安县职业高级中学教案首页课次一课型钳工入门及安全教育章节绪论教学目的1、了解钳工安全操作技术及所用设备安全操作规程实训室安全文明生产管理规定。2、熟悉钳工的基础知识,了解钳工工艺范围,掌握钳工常用设备、工具的结构、用途及正确使用、维护保养方法。3、熟悉钳工常用量具的基本知识,掌握钳工常用量具使用和维护保养方法。4、掌握钳工常用刀具的使用和刃磨方法。5、掌握钳工的基本操作技能,按图样独立加工工件,达到一定的钳工技能。6、培养勤学苦练的精神,养成遵纪守规、安全操作、文明生产的职业习惯。教学重点1、了解钳工在工业生产中的工作任务。2、了解钳工实习场地设备和本工种操作中常用的工具刃具。3、了解实习场地的规章制度及安全文明生产要求。教学难点钳工安全操作技术教学方法现场实物教学教具挂图钳台以及常用工具安全事项授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》新安县职业高级中学教案续页教学过程引言安全生产是头等大事,使同学们了解钳工生产中的安全知识及存在的安全隐患。教学内容正文一、钳工概述钳工是手持工具对金属进行加工的方法。钳工工作主要以手工方法,利用各种工具和常用设备对金属进行加工。讲到这里大家不禁要问,工业发展这么快,为什么还有手工操作在实际工作中,有些机械加工不太适宜或某些不能解决的某些工作,还是由钳工完成,比如:设备的组装及维修等。随着工业的发展,在比较大的企业里,对钳工还有比较细的分工。钳工的专业分工装配钳工修理钳工模具钳工划线钳工工具、夹具钳工无论是哪一种钳工,要想完成好本职工作,首先应该掌握钳工的基本操作。钳工的基本操作划线(2)锉削(3)錾削(4)锯削(5)钻孔、扩孔、锪孔、铰孔(6)攻螺纹、套螺纹(7)刮削(8)研磨(9)装配钳工的特点加工灵活、方便,能够加工形状复杂、质量要求较高的零件(举例)工具简单,制造刃磨方便,材料来源充足,成本低。劳动强度大,生产率低,对个人技术水平要求较高。钳工的加工范围加工前的准备工作。如清理毛坯,在工件上划线等。加工精密零件。如锉样板、刮削或研磨机器量具的配合表面等。零件装配成机器时互相配合零件的调整,整台机器的组装、试车、调试等。机器设备的保养维护。二、钳工的常用设备1.钳台2.台虎钳种类、规格、构造3.砂轮机4.平口虎钳5.台钻三、实训纪律与安全1.进实训室必须穿工作服,女生戴工作帽;2.操作者要在指定岗位进行操作,不得串岗;3.遵守劳动纪律,不准迟到早退;4.认真遵守安全操作规程;5.爱护设备及工具、量具、工件摆放整齐,对损坏和丢失的工具、量具要折价赔偿。四、钳工实训安全操作规程工作前检查工,夹,量具,如手锤,钳子,锉刀,游标卡尺等,必须完好无损,手锤前端不得有卷边毛刺,锤头与锤柄不得松动。工作前必须穿戴好防护用品,工作服袖口、衣边应符合要求,长发要挽入工作帽内。禁止使用却手柄的锉刀,刮刀,以免伤手。用手锤敲击时,注意前后是否有人,不许带手套,以免手锤滑脱伤人;不准将锉刀当手锤或橇杠使用。不准把扳手,钳类工具当手锤使用;活动扳手不能反向使用,不准在扳手中间加垫片使用。不准将虎钳砧磴使用;不准在虎钳手柄上加长管或用手锤敲击增大加紧力。实训室严禁吸烟,注意防火。工具、零件等物品不能放在窗口,下班时要锁好门窗,防止失窃。实训过程中,要严格遵守各项实训规章制度和操作规范,严禁用工具对他人打闹。学生活动1.熟悉钳工生产时的安全事项。2.熟悉钳工台及常用工具。新安县职业高级中学教案首页课次二课型锉削及锉削姿势章节锉削教学目的通过对毛坯的锉削加工,了解锉刀的正确握姿和站姿,掌握平面锉削方法。教学重点锉削的特点及应用。锉削的姿态和操作方法。教学难点锉削过程中,锉削的速度和姿态因刚开始练习无法得到保证,应反复进行纠正与示范。教学方法现场实物教学教具挂图锉刀锉刀断面形状授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言利用锉刀对工件材料进行切削加工的一种操作。它的应用范围很广,可锉工件的外表面、内孔、沟槽和各种形状复杂的表面。教学内容正文锉刀材料:T12或T13种类:1、钳工锉:按断面形状不同分为五种,即平锉、方锉、圆锉、三角锉、半圆锉。2、整形锉:用于修整工件上的细小部位。3、特种锉:用于加工特种表面,种类较多如棱形锉。(3)锉刀的粗细确定与选择使用确定方法:1、粗锉刀(4-12)用于加工软材料,如铜、铅等或粗加工时。2、细锉刀(13-24)用于加工硬质材料或精加工时。3、光锉刀(30-40)用于最后修光表面。2.锉刀柄的拆装方法用左手扶柄、右手将锉舌插入锉刀柄内,用右手将锉刀的下端面垂直在钳合上轻轻撞紧。拆柄时将柄搁在虎钳口上轻轻撞出来。3.操作方法(1)锉刀握法:锉刀大小不同,握法不一样,其中大锉刀可有三种握法,中型一种,小型两种。(主要以演示为主)(2)锉削姿势:以讲解、演示为主。(3)锉削力的运用:锉削时有两个力,一个是推力,一个是压力,其中推力由右手控制,压力由两手控制,而且,在锉削中,要保证锉刀前后两端所受的力矩相等,即随着锉刀的推进左手所加的压力由大变小,右手的压力由小变大,否则锉刀不稳易摆动。(4)注意问题:锉刀只在推进时加工进行切削,返回时,不加力、不切削,把锉刀返回即可,否则易造成锉刀过早磨损;锉削时利用锉刀的有效长度进行切削加工,不能只用局部某一段,否则局部磨损过重,造成寿命降低。(5)速度:一般30-40/分,速度过快,易降低锉刀的使用寿命。4.锉削的步骤与方法(1)选择锉刀1.根据加工余量选择:若加工余量大,则选用粗削刀或大型锉刀;反之则选用细锉刀或小型锉刀。2.根据加工精度选择:若工件的加工精度要求较高,则选用细锉刀,反之则用粗锉刀。(2)工件夹持:将工件夹在虎钳钳口的中间部位,伸出不能太高,否则易震动,若表面已加工过,则垫铜钳口。(3)锉削方法:1.顺向锉2.交叉锉3.推锉5.平面锉削方法及检查粗加工时用两个交叉的方向对工件进行锉削,这种交叉锉削方法可以判断锉削面的高低情况,以便把高处锉平,精加工时用锉刀顺着长度方向对工件进行锉削,锉削后可得到正真的锉痕,比较整齐美观;修正平面或修正尺寸可用推锉,以提高精度或降低表面粗糙度。在锉削平面时,要经常检查工件的锉削表面是否平整,一般用钢皮尺或直尺通过透光法检查,将尺紧贴工面,沿纵向、横向、两对角线方向多处检查。检查角度时,可用直角尺、量角器或样板尺把角度对好,用透光法检查。6.内外圆弧面的锉削方法7.锉刀的正确使用和保养1、不可用锉刀锉削毛坯硬皮及淬硬表面;2、锉刀应先用一面,用钝后在用另一面;3、应及时用钢丝刷清理锉刀;4、不能用手摸锉削表面,锉刀严禁接触油类;5、锉刀放置时不能与其金属物相碰;6、不可用锉刀代替其他工具敲打或撬物。8.锉削的安全技术和文明生产1、不使用无柄或柄已裂开的锉刀,防止刺伤手腕;2、不能用嘴吹铁屑,防止铁屑飞进眼里;3、锉削过程中不要用手抚摸锉面,以防锉时打滑;4、锉面堵塞后,用铜锉刷顺着齿纹方向刷去铁屑;5、锉刀防置时不应伸出钳工台以外,以免碰落砸伤脚。学生活动内容:制作鸭嘴榔头毛坯料:100Xφ25的45号钢件机器设备:钳桌台虎钳工具:平锉刀(10寸)量具:刀口直尺加工工步:1.用台虎钳固定毛坯料,校正其高低。利用锉刀(10寸)对工件进行锉削加工。先采用平面锉法中的交叉锉对工件进行加工(粗锉)再选择顺向锉对工件进行加工(精锉)利用刀口直尺和刀口角尺检测工件的平面度和垂直度。新安县职业高级中学教案首页课次三课型测量章节测量及钳工常用测量工具教学目的了解钳工测量工具;掌握钳工工作测量;教学重点千分尺、角度尺的使用;用塞尺检测工件的配合精度;教学难点刀口角尺、塞尺、千分尺、万能角度尺的正确测量方法教学方法现场实物教学教具挂图授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言千分尺、组合角度尺、万能角度尺是钳工中常用的测量工具,要学会正确的使用和保养。教学内容正文1、游标万能角度尺的结构和工作原理游标万能角度尺的结构游标万能角度尺主要由主尺1、游标2和扇形板3等组成,如图3-21所示。扇形板3与游标2固定为一体,可在主尺1上回转,测量工件的角度。90º角尺5和直尺6同时用支架4连接并固定在扇形板3上,也可分别固定在扇形板3上,随游标2回转移动,对工件进行角度测量。游标万能角度尺的工作原理图3-1游标万能角度尺的结构游标万能角度尺主尺的刻线每格1º,分度值为2´的游标刻线是将主尺上29º所占的弧长等分为30格,则游标上每格刻线的角度为29º/30即58´,与主尺每格的角度差即分度值为2´。游标万能角度尺的读数方法和游标卡尺相似,先从主尺上读出游标零线前的整度数,再从游标上读出角度“分”的数值,两数值相加即为测得的角度值,如图3-21所示。游标万能角度尺的90º角尺和直尺可以移动和拆换,从而可以测量0º~320º的任何角度,使用方法如图3-22所示。游标万能角度尺的主尺上的刻线只有0º~90º,当测量大于90º的角度时,应在测得的数值上加上90º,当测量大于180º、270º的角度时,应在测得的数值上分别加上180º、270º。2、千分尺的结构及使用方法(1)千分尺的结构图(2)千分尺的读数方法先读出微分筒左端面位于固定套筒上的刻线所表示的数值,即被测尺寸的毫米数或加半毫米(0.5mm),如图3-2b所示(10.5mm);再读出微分筒圆锥面上与固定套筒上的基准线对齐的那条刻线所表示的数值,即为被测尺寸的小于半毫米的测量值,如图3-2所示(0.26mm)。最后,把上述两个读数加起来即为测得的尺寸数值,如图3-2b所示(10.76mm)。千分尺的使用方法及注意事项1)、根据被测工件的特点、尺寸大小和精度要求选用合适的类型、测量范围和分度值。2)、测量前应将千分尺的测量面和工件的被测量面擦干净,外径千分尺将测与测微螺杆端面并合校准零位,大规格的千分尺用标准棒(量块)校准检查。3)、测量时,被测工件与千分尺要对正,以保证测量位置准确。测、测微螺杆端面与被测工件表面即将接触时,应旋转测力装置,听到“吱吱”声即停,不能再旋转微分筒。4)、读数时,要正对刻线,看准对齐的刻线,正确读数;特别注意观察固定套管上中线之下的刻线位置,防止误读0.5mm。5)、严禁在工件的毛坯面、运动工件或温度较高的工件上进行测量,以防损伤千分尺的精度和影响测量精度。学生活动1.认识常用测量工具。2.练习测量工具的正确使用。3.掌握测量工具的注意事项。新安县职业高级中学教案首页课次四课型纠正锉削中的问题章节巩固锉削教学目的巩固锉削,纠正锉削过程中同学的问题,使之达到一定的锉削技能。教学重点正确握锉方法锉削姿势的纠正锉削时双手的正确用力教学难点锉削姿势以及双手的用力教学方法现场实物教学教具挂图授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言加强锉刀的正确握姿和站姿以及锉削时的正确用力。教学内容正文一、锉刀的握法二、锉削的姿势与操作方法锉削时人的站立位置与錾削相似,锉削时要充分利用锉刀的全长,用全部锉齿进行工作。开始时身体要向前倾斜10º左右,右肘尽可能收缩到后方。最初三分之一行程时,身体逐渐前倾到15º左右,使左膝稍弯曲;其次三分之一行程,右肘向前推进。同时身体也逐渐前倾到18º左右;最后三分之一选种,用右手腕将锉刀推进,身体恢复到起始位置姿势。三、锉削时双手的用力锉削时为了锉出平直的表面,必须正确掌握锉削力的平衡,使锉刀平稳。锉削时的力量有水平推力和垂直压力两种,推动主要由右手控制,其大小必须大于切削阻力,才能锉去切屑;压力是由两手控制的,其作用是使锉齿深入金属表面。由于锉刀两端伸出工件的长度随时都在变化,因此两手的压力大小必须随着变化,保持力矩平衡,使两手再锉削过程中始终保持水平。学生活动继续加工100Xφ25的毛坯料,注意在加工中遇到问题应及时向老师反映。新安县职业高级中学教案首页课次五课型划线章节钳工划线教学目的了解划线在钳工中的作用掌握划线的技巧能够独立划线教学重点划线工具的使用掌握划线的精度教学难点把握划线精度教学方法现场实物教学教具挂图授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言在钳工实习操作中,加工工件的第一步是从划线开始的,所以划线精度是保障工件加工精度的前提,如果划线误差太大,会造成整个工件的报废,那么划线就应该按照图纸的要求,在零件的表面上,准确的划出加工界限。教学内容正文划线的作用确定工件加工表面的加工余量和位置;检查毛坯的形状、尺寸是否合乎图纸要求;合理分配各加工面的余量;在毛坯误差不太大时,可依靠划线的借料法予以补救,使零件加工表面仍符合要求。划线的种类平面划线:在工件的一个表面上划线的方法称为平面划线。立体划线:在工件的几个表面上划线的方法称为立体划线。划线工具1、基准工具:(1)划线平板(2)划线方箱2、测量工具:(1)游标高度尺(2)钢尺(3)直角尺3、绘划工具:(1)划针(2)划规(3)划卡(4)划针盘(5)样冲4、夹持工具:(1)V形铁(2)千斤顶四、划线基准的类型1、以两个相互垂直的平面(或线)为基准。2、以一个平面与一个对称平面为基准。3、以两个相互垂直的中心平面为基准。五、划线基准的选择(1)划线前零件图样分析根据图纸要求划出零件的加工界限称划线。图样是划线的依据,划线前必须对图样进行仔细的分析,才能正确定正正确的划线工艺。图样分析方法和步骤如下:1、看标题栏通过分析图样的标题栏了解零件的名称,比列,材料等,初步了解零件的用途,性质及大致的大小等。2、分析视图分析视图是对图样进行分析的关键,其目的是要搞清各视图之间的投影配置关系,明确各视图的表达重点。3、分析形态根据对各视图的分析,想象出来零件的形状,明确组成零件的各基本简单形状之间的连接关系以及一些细小结构,在脑子里想像形成一个完整的零件结构。4、分析尺寸结合对零件视图和零件的形态分析,找出零件长,宽,高三个方向上的尺寸基准零件形体的定影,定位尺寸及尺寸偏差。5、了解技术要求根据图内、图外的文字和符号了解零件的表面粗糙度,公差,热处理理等方面的要求。6、零件加工工艺的分析根据以上零件图样的分析,初步确定零件的基本加工。(2)划线基准的确定1、划线基准划线时零件上用来确定其他点,线面位置的点,线,面称为划线基准。2、划线基准的确定划线时基准的确定应遵循以下几点:1)根据划线的类型确定基准的数字,在保证划线正常进行的情况下尽量减少基准的数字2)划线时可选划线基准尽量与设计基准想一致,以减少由于基准不重合产生基准不重合误差,同时也能方便划线尺寸的确定。3)在毛坯上划线时应以已加工表面为划线基准。4)确定划线基准时还应考虑零件按量的合理性,当零件的设计基准而不利于零件的放置时,为了保证划线的安全顺利进行,一般选择较大和平直的而作为划线的基准。5)划线基准的确定在保证划线质量的同时还要考虑划线效率的提高。(3)划线尺寸的计算划线尺寸的计算是根据图样要求和划线内容计算出所需划线内容的坐标尺寸。(4)划线前的准备工作1、工件的清理及检查2、工件的涂色3、在工件孔中心装配中心块六、划线步骤研究图纸,确定划线基准,详细了解需要划线的部位,这些部位的作用和需求以及有关的加工工艺。初步检查毛坯的误差情况,去除不合格毛坯。工件表面涂色(淡金水)正确安放工件和选用划线工具。划线详细检查划线的精度以及线条有无漏划在线条上打样冲眼。七.操作示范示范游标高度尺、钢尺、划针、划卡等工具的使用,使学生对划线工具的合理使用有进一步的了解。学生活动工件:已经锉削一面的毛坯机器设备:钳台台虎钳工具:平锉刀量具:刀口直尺90度宽底座角尺加工工步:1.用以加工过的一面做为基准面,固定在虎钳的定面上,对工件进行锉削加工。2.用锉刀对工件进行b,c面进行锉削加工时,同a面加工步骤一样。先粗锉再进行精锉。使b,c面垂直于a面。3.用刀口直尺检测工件三个面的直线度,用90度宽底座角尺测量三个面的垂直度。新安县职业高级中学教案首页课次六课型纠正划线中的问题章节划线中的问题教学目的巩固划线纠正划线过程中的错误教学重点划线工具的正确使用划线过程的注意事项六棱柱划线的方法教学难点进一步提高划线精度教学方法现场实物教学教具挂图授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言加强划线技巧,进一步提高划线精度以提高工件加工精度教学内容正文一、划线的注意事项(1)看懂图样,了解零件的作用,分析零件的加工顺序和加工方法;(2)工件夹持或支承要稳妥,以防滑倒或移动;(3)在一次支承中应将要划出的平行线全部划全,以免再次支承补划,造成误差;(4)正确使用划线工具,划出的线条要准确、清晰;(5)划线完成后,要反复核对尺寸,才能进行机械加工。
二、以六棱柱制作作为划线的例子保证六棱柱的边长相等,角度为120º1、工件:25Xф25的钢件2、机器设备:钳桌、台虎钳3、工具:平锉(10寸)4、量具:刀口直尺、0º~180º组合角度尺、万能角度尺、5、划线平板、V型快、直尺、划针。三、加工工步1、以外园母线为基准粗,精锉第一面,使其达到图样要求。2、以第一面为基准粗,精锉其对面为第二面,使其达到图样要求。3、以第一面为基准粗,精锉第一面的相邻面为第三面,用120º样板检查角度,使各项精度达到图样要求。以第三面为基准粗,精锉第三面的对面为第四面(要求同步骤2)。以第一面为基准粗,精锉与第一面相邻的面为第五面,用内120º样板检查(要求同步骤3)。2)以锉好的第五面为基准粗,精锉其对面为第六面(要求同步骤2)。3)全面检验各个加工面,去毛刺,倒棱。六棱柱加工图学生活动注意自己划线时的操作。继续划线练习。新安县职业高级中学教案首页课次七课型锯削章节锯削的操作教学目的了解锯削相关知识,掌握锯削过程中的注意事项掌握锯削的技能教学重点锯条的安装锯割过程中的运动方式和用力方法教学难点锯割过程中的锯姿,锯割过程中运动的方式和用力的方法教学方法现场实物教学教具挂图授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言本单元的讲解主要要求同学们了解锯削的理论知识,同时掌握锯削过程中锯条安装,锯削操作姿势,锯削方法及锯削安全注意事项。教学内容正文一、锯削的概念及工作范围1.概念:用手锯锯断金属材料或在工件上锯出沟槽的操作称为锯削。2.工作范围(1)分割各种材料或半成品;(2)锯掉工件上的多余部分;(3)在工件上锯槽。二、锯削工具1.锯弓:作用、种类(可调式、固定式)。2.锯条:材料、规格、锯齿排列及作用。3.锯条的选择:锯条是用来直接锯削型材或工件的刃具,锯削时起切削作用。一般用渗碳软钢冷轧而成,也可以用经过热处理淬硬的碳素工具钢或金刚制作。其规格参数为两端安装孔的中心距常用的长度为300mm。(1)锯条的规格(2)锯齿角度,前角γ,楔角β,后角α(3)锯条及种类(4)锯齿的粗细及锯条正确选用类别每25mm长度内的齿数应用粗14~18锯削软钢,黄铜,铝,紫铜,人造胶质材料中22~24锯削中等硬度钢,厚壁的钢管,铜管细32锯削薄片金属,薄壁管子三、锯割操作1.锯条的安装安装锯条时,锯齿要朝前,不能反装。锯条安装松紧要适当,太松或太紧在锯割过程中锯条容易折断,太松还会在锯割时锯缝容易歪斜,一般松紧程度以两手指的力旋紧为止。图2.工件安装:一般用虎钳加紧3.起锯方法:(1)近起锯(2)远起锯4.锯削压力、速度及行程长度的控制:锯割速度,压力,往复长度:20~40次/分钟四、常见锯削形式五、常见材料的锯削加工方法1.扁钢从扁钢较宽的面下锯,这样可使锯缝的深度较浅而整齐,锯条不致卡住。为了能准确地切入所需的位置,避免锯条在工件表面打滑,起锯时,要保持小于15°的起锯角,并用左手的大拇指挡住锯条,往复行程要短,压力要轻,速度要慢。起锯好坏直接影响断面锯割质量。2.圆管、棒料(1)圆棒锯割:圆棒锯割有两种方法:一种是沿着从上至下锯割,断面质量较好,但较费力;另一种是锯下一段截面后转一角度再锯割。这样可避免通过圆棒直径锯割,减少阻力,效率高,但断面质量一般较差。(2)薄管锯割:为防止管子夹在两块木制的V形槽垫块里,锯割时,不断沿锯条推进方向转动。不能从一个方向锯到底,否则锯齿容易崩裂。(3)圆管:直径较大的圆管,不可一次从上到下锯断,应在管壁被锯透时,将圆管向推锯方向转动,边锯边转,直至锯断。
3.槽钢:槽钢与扁钢、角钢的锯割方法相同。4.锯薄板锯割薄板时,为了防止工件产生振动和变形,可用木板夹住薄板两侧进行锯割,以防卡住锯齿,损坏锯条。5.锯深缝锯割深缝时,应将锯条在锯弓上转动90°角,操作时使锯弓放平,平握锯柄,进行推锯。六、锯削安全事项1.锯条松紧要适度。2.工件快要锯断时,施给手锯的压力要轻,以防突然断开砸伤人。学生活动工件:已经锉削三面的毛坯机器设备:钳桌台虎钳工具:手锯锉刀(10寸)圆锉量具:刀口角尺90度宽底座角尺直尺划针划线平板划线涂料方箱加工工步:1.对已经加工好三面的工件涂色并按要求进行划线2.利用手锯对第四面进行锯割锯a-b点。3.锉削a-b面使之达到尺寸标准。4.锯割b-c点5.锯割d-c点6.用圆锉锉削R4内圆7.用平锉锉削d-c面使之和R4圆弧光滑连接。新安县职业高级中学教案首页课次八课型纠正锯割中的问题章节锯割教学目的纠正锯割的姿势了解常见锯割中的问题进一步加强锯割操作技能教学重点锯割的正确姿势锯割中出现问题的原因锯割中的注意事项教学难点锯割过程中的锯姿教学方法现场实物教学教具挂图授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言加强锯割操作有利于学生掌握锯割的一些基本知识教学内容正文一、锯割正确姿势锯割时的站立位置与錾切基本相似,左脚向前半步,右脚稍微朝后,自然站立,重心偏于右脚,右脚要站稳伸直,左脚膝盖关节应稍微自然弯曲,握锯要自然舒展,右手握柄,左手扶弓,运动时右手施力,左手压力不要太大,主要是协助右手扶正锯弓。锯割时的姿势有两种:一种是直线往复运动,适用于锯薄形工件和直槽;另一种是摆动式,这种操作方法,两手动作自然,不易疲劳,切削效率高。锯割时工件应夹在左面,以便操作。工件要夹紧,以免在锯割过程中产生震动。二、锯条损坏的原因锯条折断的原因锯齿崩裂原因工件未夹紧,锯割时工件有松动锯条选择不当,如锯薄板料管子时用粗齿锯条装得过松或过紧起锯时起锯角太大锯割压力过大或锯割用力突然偏离锯缝方向锯割运动突然摆动过大以及锯齿有过猛的撞击强力纠正歪斜的锯缝,或调换新锯条后仍在原锯缝过猛得锯下锯割时锯条成中间局部磨损,当拉长锯割时而被卡住引起折断中途停止使用时,手锯未从工件中取出而折断三、锯削中的注意事项1.尺寸锯小;2.锯缝歪斜过多,超出要求范围;3.起锯时把工件表面损伤学生活动继续锯割已经锉削三面的毛坯新安县职业高级中学教案首页课次九课型孔加工章节钻孔教学目的1.了解钻床结构,性能,能独立完成孔的加工。2.掌握扩孔与铰孔3.掌握什锦锉的使用方法,掌握工件的修配方法教学重点钻孔与钻孔加扩孔的比较教学难点钻头的刃磨教学方法现场实物教学教具挂图授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言各种零件的孔加工,除去一部分由车、镗、铣等机床完成外,很大一部分是由钳工利用钻床和钻孔工具(钻头、扩孔钻、铰刀等)完成的。钳工加工孔的方法一般指钻孔、扩孔和铰孔。教学内容正文一、钻孔用钻头在实体材料上加工孔叫钻孔。在钻床上钻孔时,一般情况下,钻头应同时完成两个运动;主运动,即钻头绕轴线的旋转运动(切削运动);辅助运动,即钻头沿着轴线方向对着工件的直线运动(进给运动),钻孔时,主要由于钻头结构上存在的缺点,影响加工质量,加工精度一般在IT10级以下,表面粗糙度为Ra12.5μm左右、属粗加工。二、钻床1、台式钻床:钻孔直径一般为12mm以下,特点小巧灵活,主要加工小型零件上的小孔。2、立式钻床:主要由主轴、主轴变速箱、进给箱、立柱、工作台和底座组成,其规格用最大钻孔直径表示,如25,35,40,50等。立式钻床可以完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻丝等加工,在立式钻床上,钻完一个孔后需移动工件,钻另一个孔,对较大的工件移动很困难,因此立式钻床适于加工中小型零件上的孔。3、摇臂钻床:它有一个能绕立柱旋转(360°)的摇臂,摇臂带着主轴箱可沿立柱垂直移动,同时主轴箱还能在摇臂上作横向移动,由于摇臂钻的结构特点是能方便的调整刀具的位置,因此适用于加工大型笨重零件及多孔零件上的孔。4、手电钻:在其它钻床不方便钻孔时,可用手电钻钻孔。另外,现在市场有许多先进的钻孔设备,如数控钻床减少了钻孔划线及钻孔偏移的烦恼,还有磁力钻床等。三、刀具1、钻头:有直柄和锥柄两种。它由柄部、颈部和切削部分组成,它有两个前刀面,两个后刀面,两个副切削刃,一个横刃,一个顶角116°~118°。2、扩孔钻:基本上和钻头相同,不同的是,它有3~4个切削刃,无横刃,刚度、导向性好,切削平稳,所以加工孔的精度、表面粗糙度较好。3、绞刀:有手用、机用、可调锥形等多种,绞刀有6~12个切削刃,没有横刃,它的刚性、导向性更高。4、锪孔钻:有锥形、柱形、端面等几种。附件钻头夹:装夹直柄钻头。过渡套筒:联结锥柄钻头。手虎钳:装夹小而薄的工件平口钳:装夹加工过而平行的工件压板:装夹大型工件钻孔操作1.钻孔前一般先划线,确定孔的中心,在孔中心先用冲头打出较大中心眼。2.钻孔时应先钻一个浅坑,以判断是否对中。3.在钻削过程中,特别钻深孔时,要经常退出钻头以排出切屑和进行冷却,否则可能使切屑堵塞或钻头过热磨损甚至折断,并影响加工质量。4.钻通孔时,当孔将被钻透时,进刀量要减小,避免钻头在钻穿时的瞬间抖动,出现“啃刀”现象,影响加工质量,损伤钻头,甚至发生事故。5.钻削大于φ30mm的孔应分两次站,第一次先钻第一个直径较小的孔(为加工孔径的0.5~0.7);第二次用钻头将孔扩大到所要求的直径。6.钻削时的冷却润滑:钻削钢件时常用机油或乳化液;钻削铝件时常用乳化液或煤油;钻削铸铁时则用煤油。六、扩孔与铰孔1.扩孔扩孔用以扩大已加工出的孔(铸出、锻出或钻出的孔),它可以校正孔的轴线偏差,并使其获得正确的几何形状和较小的表面粗糙度,其加工精度一般为IT9~IT10级,表面粗糙度、Ra=3.2~6.3μm。扩孔的加工余量一般为0.2~4mm。扩孔时可用钻头扩孔,但当孔精度要求较高时常用扩孔钻(用挂图或实物)。扩孔钻的形状与钻头相似,不同是:扩孔钻有3~4个切削刃,且没有横刃,其顶端是平的,螺旋槽较浅,故钻芯粗实、刚性好,不易变形,导向性好。2.铰孔铰孔是用铰刀从工件壁上切除微量金属层,以提高孔的尺寸精度和表面质量的加工方法。铰孔是应用较普遍的孔的精加工方法之一,其加工精度可达IT6~IT7级,表面粗糙度Ra=0.4~0.8μm。铰刀是多刃切削刀具(挂图或实物),有6~12个切削刃和较小顶角。铰孔时导向性好。铰刀刀齿的齿槽很宽,铰刀的横截面大,因此刚性好。铰孔时因为余量很小,每个切削刃上的负荷著小于扩孔钻,且切削刃的前角γ0=0°,所以铰削过程实际上是修刮过程。特别是手工铰孔时,切削速度很低,不会受到切削热和振动的影响,因此使孔加工的质量较高。铰孔按使用方法分为手用铰刀和机用铰刀两种。手用铰刀的顶角较机用铰刀小,其柄为直柄(机用铰刀为锥柄)。铰刀的工作部分有切削部分和修光部分所组成。铰孔时铰刀不能倒转,否则会卡在孔壁和切削刃之间,而使孔壁划伤或切削刃崩裂。铰孔时常用适当的冷却液来降低刀具和工件的温度;防止产生切屑瘤;并减少切屑细末粘附在铰刀和孔壁上,从而提高孔的质量。七、钻头的刃磨钻头的后刀面接触砂轮进行刃磨,右手绕钻头的轴线作微量的转动。左手作上下少量的摆动,这样钻头的轴心与砂轮圆柱面母线的夹角等于钻头顶角2ф的一半,可同时磨出顶角、后角、横刃斜角,磨好一面再磨另一面,刃磨时,要随时检查角度的正确性与称性。为防止发热退火,需用水冷却。粗铰ф12mm的孔,先钻一个ф11.6mm的孔,然后用机铰刀进行铰孔。在铰孔时,铰刀在孔中不能倒转,同时注意铰刀退出孔后再停车,以免拉毛孔表面。如加机械油润滑和冷却,以降低表面粗糙度。与各种钻孔方法比较,铰孔精度更高,表面粗糙度更低。八、钻孔与钻孔十扩孔的比较1、加工底孔直径为ф12mm的螺母划线找出钻孔的中心孔后,在孔重心样冲眼先要冲大一些,这样可使横刃预先落入样冲眼锥坑中,钻孔不易偏离中心,同时还要划ф12mm圆。工件装配时要仔细校正使孔中心线与钻床工作平台垂直,夹紧稳固。开始钻孔时,使钻头慢慢地接触工件,可先钻一浅坑,检查孔中心与所划的圆线是否偏离。如有偏离,经校正后再钻销。在孔快要通时,必须减小进给量,以避免影响加工质量和损坏钻头。2、先钻一个ф6mm的预钻孔,再用ф12mm钻头进行钻孔与直接钻ф12mm钻孔比较,前一种如加工方法较省力,同时圆孔具有较高的精度和较低的表面粗糙九、钻孔的安全技术及文明生产1.钻孔时进给力不要太大,要时常抬起钻头排屑,同时加冷却润滑液。2.钻孔要透时,要减少进给防止切削突然增大,折断钻头。3.钻孔时不要带手套,以防止绞到手。学生活动工件:经过锯,锉配合练习过的工件机器设备:立式钻床台式钻床工具:锉刀(10寸,6寸)圆锉手锤φ9钻头量具:直尺划针划针平板高度游标卡尺样冲加工工步:倒角加工对工件表面进行涂色,划线。用平锉在20处开口,然后用圆锉锉出R4圆弧,再用平锉加工倒角平面。注意工件必须对角固定在虎钳上,保证倒角平面和圆弧光滑连接。孔的加工工步:对工件进行涂色,划线。了解钻床和钻孔的基本知识,特别要强调安全操作的重要性。找出圆心,敲上样冲眼。利用钻床对2Xφ9的孔进行切削加工。用圆锉锉通两孔,再用小平锉加工腰形孔。新安县职业高级中学教案首页课次十课型热处理章节材料的热加工教学目的了解相关热处理知识掌握热处理加工工艺教学重点掌握热处理教学难点热处理工艺的具体操作教学方法现场实物教学教具挂图授课班级授课日期相关素材《钳工实训指导书》教学后记新安县职业高级中学教案续页教学过程引言热处理就是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构的工艺。所以热处理的过程就是按加热→保温→冷却这三阶段进行,这三个阶段可用冷却曲线来表示(如图所示)。不管是那种热处理,都是分这三个阶段,不同的是加热温度、保温时间和冷却速度不同。
热处理工艺的特点是不改变金属零件的外形尺寸,只改变材料内部的组织与零件的性能。所以钢的热处理目的是消除材料的组织结构上的某些缺陷,更重要的是改善和提高钢的性能,充分发挥钢的性能潜力,这对提高产品质量和延长使用寿命有重要的意义。教学内容正文钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。常用的整体热处理有退火,正火、淬火和回火;表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。1.退火
退火就是将金属或合金的工件加热到适当温度(高于或低于临界温度,临界温度即使材料发生组织转变的温度),保持一定的时间,然后缓慢冷却(即随炉加热
,保温,冷却或者埋入导热性较差的介质中)的热处理工艺。退火工艺的特点是保温时间长,冷却缓慢,可获得平衡状态的组织。钢退火的主要目的是为了细化组织,提高性能,降低硬度,以便于切削加工;消除内应力;提高韧性,稳定尺寸。使钢的组织与成分均匀化;也可为以后的热处理工艺作组织准备,根据退火的目的不同,退火有完全退火、球化退火、消除应力退火等几种。退火常在零件制造过程中对铸件、锻件、焊件接进行,以便于以后的切削加工或为淬火作组织准备。2.正火将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。一般合金钢坯料常采用退火,若用正火,由于冷却速度较快,使其正火后硬度较高,不利于切削加工。3.淬火将钢件加热到临界点以上某一温度(45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760~780℃),保持一定的时间,然后以适当速度冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快,目的是为了获得马氏体组织。也就是说要获得马氏体组织,钢的冷却速度必须大于钢的临界速度。所谓临界速度就是获得马氏体组织的最小冷却速度。钢的种类不同,临界冷却速度不同,一般碳钢的临界冷却速度要比合金钢大。所以碳钢加热后要在水中冷却,而合金钢在油中冷却。冷却速度小于临界冷却速度得不到马氏体组织,但冷却速度过快,会使钢中内应力增大,引起钢件的变形,甚至开裂。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。所以高碳钢、碳素工具钢淬火后的硬度要比低、中碳钢淬火后的硬度高。同样马氏体的塑性与韧性也与钢的含碳量有关,含碳量低,马氏体的塑性,韧性就较好。4.回火钢件淬硬后,再加热到临界温度以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。淬火后的钢件一般不能直接使用,必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大,直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性,提高韧性;另一方面可以调整淬火钢的力学性能,达到钢的使用性能。根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。(1)低温回火淬火钢件在250℃以下的回火称为低温回火。低温回火主要是消除内应力,降低钢的脆性,一般很少降低钢的硬度,即低温回火后可保持钢件的高硬度。如钳工实习时用的锯条、锉刀等一些要求使用条件下有高硬度的钢件,都是淬火后经低温回火处理。(2)中温回火淬火钢件在250℃~500℃之间的回火称为中温回火。淬火钢件经中温回火后可获得良好的弹性,因此弹簧、压簧、汽车中的板弹簧等,常采用淬火后的中温回火处理。(3)高温回火淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。淬火钢件经高温淬火后,具有良好综合力学性能(既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性)。所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理。轴类零件应用最多。淬火+高温回火称为调质处理。5.表面热处理仅对工件表层进行热处理以改变组织和性能的工艺称表面热处理。(1)表面淬火
仅对钢件表层进行淬火的工艺称为表面淬火。其热处理的特点是用快速加热的方法把钢件表面迅速加热到淬火温度(这时钢件的心部温度较低),然后快速冷却,使钢件的一定深度表层淬硬,心部仍保持其原来状态。这样就提高钢件表面硬度和耐磨性,心部仍具有较好的综合力学性能(一般表面淬火前进行了调质处理)。例如齿轮工作时表面接触应力大,摩擦利害,要求表层高硬度,而齿轮心部通过轴传递动力(包括冲击力)。所以中碳钢制造的齿轮是调质处理后,再经表面淬火。表面淬火由于采用的快速加热方法不同有:火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火。感应加热表面淬火又由于电源频率不同有高频淬火、中频淬火。(2)化学热处理
将金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表面,以改变工件表面的化学成分、组织和性能的热处理工艺称为化学热处理。化学热处理的过程也是加热→保温→冷却的三个阶段,其不同的是在一定介质中保温。根据渗入元素不同,化学热处理有渗低碳合金钢(如20,20Cr钢);气体渗碳时的渗碳剂为煤油或乙醇;渗碳温度为900-950℃,煤油或乙醇在该温度下裂解出活性碳原子[C],[C]就渗入低碳钢件的表层,然后向内部扩散,形成一定厚度的渗碳层。6.热处理常用加热设备热处理中常用的加热设备主要有加热炉、测温仪表、冷却设备和硬度计等。其中加热炉有很多种,常用电阻炉和盐浴炉。(1)电阻炉
电阻炉是利用电流通过电热元件(如金属电阻丝,SiC棒等)产生的热量来加热工件。根据其加热的温度不同,可分为高温电阻炉、中温电阻炉和低温电阻炉等。又根据形状不同分为箱式电阻炉和井式电阻炉等多种。这种炉子的结构简单,操作容易,价格较低,主要用于中、小型零件的退火、正火、淬火、回火等热处理。其主要缺点是加热易氧化、脱碳,是一种周期性作业炉,生产率低。(2)盐溶炉
盐浴炉是用熔融盐作为加热介质(即工件放入熔融的盐中加热)的加热炉。使用较多的是电极式盐浴炉和外热式盐浴炉。盐浴炉常用的盐为氯化钡、氯化钠、硝酸钾和硝酸钠。由于工件加热是在熔融盐中进行,与空气隔开,工件的氧化、脱碳少,加热质量高,且加热速度快而均匀。盐浴炉常用于小型零件及工、模具的淬火和回火。学生活动将做好的榔头进行热处理,主要将工作部分进行热加工。
附录资料:不需要的可以自行删除聚合物成型新工艺振动辅助成型原理及特点:原理:动态注射成型技术如果在注射成型过程中引入振动,使注射螺杆在振动力的作用下产生轴向脉动,则成型过程料筒及模腔中熔体的压力将发生脉动式的变化,改变外加振动力的振动频率与振幅.熔体压力的脉动频率与振幅也会发生相应的变化,熔体进入模腔进行填充压实的效果也必然会发生相应的变化。通过调控外加振动力的振动频率与振幅.可以使注射成型在比较低的加工温度下进行,或者是可以降低注射压力和锁模力,从而减小成型过程所需的能耗,减小制品中的残余应力,提高制品质量。分类:在机头上引入机械振动;机头引入超声振动;在挤出全过程引入振动振动力场对挤出过程作用的机理挤出过程中的振动力场作用提高了制品在纵向和横向上的力学性能,并且使二者趋于均衡这种自增强和均衡作用是聚合物大分子之间排列和堆砌有序程度提高的结果,也是振动力场对聚合物熔体作用的结果,可以解释为是振动力场作用使聚合物熔体大分子在流动过程中发生平面二维取向作用而产生“拟网结构”的结果。在振动塑化挤出过程中,由于螺杆的周向旋转和轴向振动,聚合物熔体受到复合应力作用,在螺槽中不仅受到螺槽周向剪切力作用,而且也受到轴向往复振动剪切力作用。由于轴向振动作用具有交变特征,因此,与周向剪切作用的复合作用在空间和时间维度上进行周期性变化,可以把这种复合作用描述成空间矢向拉伸时也不会解离。在纵向上由于有牵引拉伸作用,取向程度较高,大分子链、片晶较多地沿拉伸方向排列,因而其力学性能较高;其他方向上因拟网结构被固化,也出现部分大分子取向,表现为制品的横向力学性能的提高和纵横向性能趋于均衡;而在薄膜挤出吹塑时,制品厚度小,由于轴向振动分量作用减弱了纵向流动剪切和拉伸的诱导取向作用,动态挤出时的薄膜制品的纵向拉伸强度较稳态挤出时有所下降。总说:在高分子材料成型加工过程中引入振动,会对高分子材料成型过程产生一系列影响。振动力场能量的引入并不是能量的简单叠加,而是利用高分子材料成型过程在振动力场作用下表现出来的非线性特性,降低成型过程能耗,提高产品质量,是一种新型的低能耗成型方法。特点:振动挤出对塑料制品性能的影响在动态塑化挤出成型过程中,振动力场被引入塑化和成型的全过程,不仅对物料的输送、熔融、塑化和熔体输运过程产生了影响,而且改变了聚合物熔体在制品成型过程中的流动状态,并对制品的微观结构形成历程和形态产生了重要的影响。振动塑化过程的脉动剪切作用可以提高聚合物熔体中微观有序结构的程度与分布,如大分子的取向,这种局部有序性在制品成型的过程中并不会完全松弛,在熔体冷却过程中对结晶聚合物的晶体的形成或分子的取向结构产生一定的影响,得到在微观水平上具有更有序的长程结构的聚合物制品。因此,在不添加任何塑料助剂的情况下,振动塑化挤出加工可提高制品的力学性能。另一方面,振动塑化过程具有强烈的脉动剪切和拉伸效果,与稳态加工过程中的单向剪切作用相比,这种作用对于改善复杂流体中的多相体系之间的混合与分散具有明显的效果,能有效的促进多相体系中的均质、均温进程,提高多相体系微观结构的均化程度因此,通过振动塑化挤出加工制备的高分子材料具有优化的分散结构和力学性能,这种制备与成型技术对于制备高分子材料及其制品具有明显的优势。上述结果表明,引入振动力场后,在产量相同的条件下,输送塑化的能耗需求降低,螺杆的长径比可以相应减少,而且在一定的振动参数范围内,不但能够保证甚至还能提升制品综合性能。众多的实验研究和生产实践表明:将振动力场引入聚合物成型加工的全过程可以降低聚合物熔体黏度、降低出口压力、减少挤出胀大、提高熔融速率、增加分子取向、降低功耗、提高制品力学性能等。在聚合物的加工全过程中引入的振动力场,对聚合物的加工过程产生了深刻影响,表现出许多传统成型加工过程中没有的新现象,如加工温度明显降低、熔体粘度减小、挤出胀大减小、制品产量和性能提高,以及振动力场的引入能有效促进填充、改性或共混聚合物体系中各组份间的分散、混合和混炼等。在塑料挤出加工中引入振动场,侧重于通过改变挤出加工中的过程参数(压力、温度、功率)来改善挤出特性,使之更有利于塑料的挤出成型加工;同时,振动场的作用也使挤出成型制品质量得以提高。而在塑料注射成型中,振动场的引入侧重于改善制品的物理机械性能;当然,振动场的存在对加工的压力、温度和熔体的流动性也有一定的影响,总之,在塑料成型加工中应用振动技术通过引入振动场使加工过程发生了深刻变化。塑料熔体的有效粘弹性由于振动场的作用,宏观上表现为熔体的粘度减小。流动性增加,挤出压力或注射压力降低,流率增大,功耗降低。振动改善了塑料成型加工过程,使成型制品的性能也得到一定程度的提高。气辅成型的原理、特点、应用现状及前景:气体辅助注射成型技术的工艺过程是:先向模具型腔中注入塑料熔体,再向塑料熔体中注入压缩气体。辅助气体的作用,推动塑料熔体充填到模具型腔的各个部分,使塑件最后形成中空断面而保持完整外形。与普通注射成型相比,这一过程多了一个气体注射阶段,且制品脱模前由气体而非塑料熔体的注射压力进行保压。在成型后的制品中,由气体形成的中空部分被称为气道。由于具有廉价、易得且不与塑料熔体发生反应的优点,因此一般所使用的压缩气体为氮气。气体辅助注射成型的流程以短射制程为例,一般包括以下几个阶段。第一阶段:按照一般的注塑成型工艺把一定量的熔融塑胶注射入模穴;第二阶段:在熔融塑胶尚未充满模腔之前,将高压氮气射入模穴的中央;第三阶段:高压气体推动制品中央尚未冷却的熔融塑胶,一直到模穴末端,最后填满模腔;第四阶段:塑胶件的中空部分继续保持高压,压力迫使塑料向外紧贴模具,直到冷却下来;第五阶段:塑料制品冷却定型后,排除制品内部的高压气体,然后开模取出制品。(1)熔体注射阶段:在模具中注射填充量不足的塑料熔料。(2)气体填充阶段:在熔融塑料未完成充满模腔前,将计量的定量气体由特殊喷嘴注射入熔体中央部分,形成扩张的气泡,并推进前面的熔化芯部,从而完成填充模具过程。气体注射时间、压力、速度非常重要。(3)冷却保压阶段:在工作循环的冷却阶段,气体将保持较高的压力,气体压力将补偿塑料收缩导致的体积损失。达到某种程度时,气泡将进一步渗透到熔体中,即二次气体渗透。(4)最终排气阶段:塑料冷却定型后,将气体从最终模制件中抽出。根据具体工艺过程的不同,气体辅助注射成型可分为标准成型法、副腔成型法、熔体回流法和活动型芯法四种。1、标准成型法标准成型法是先向模具型腔中注入经准确计量的塑料熔体,再通过浇口和流道注入压缩气体。气体在型腔中塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进,对塑料熔体进行穿透和排空,最后推动塑料熔体充满整个模具型腔并进行保压冷却,待塑料制品冷却到具有一定刚度和强度后,开模将其顶出。2、副腔成型法副腔成型法是在模具型腔之外设置一个可与型腔相通的副型腔。首先关闭副型腔,向型腔中注射塑料熔体,直到型腔充满并进行保压。然后开启副型腔,向型腔内注入气体。由于气体的穿透,使多余出来的熔体流入副型腔。当气体穿透到一定程度时,关闭副型腔,升高气体压力以对型腔中的熔体进行保压补缩),最后开模顶出制品。3、熔体回流法熔体回流法与副腔成型法类似,所不同的是模具没有副型腔。气体注入时,多余的熔体不是流入副型腔,而是流回注射机的料筒。4、活动型芯法活动型芯法是在模具型腔中设置活动型芯。首先使活动型芯位于最长伸出位置,向型腔中注射塑料熔体,直到型腔充满并进行保压。然后注入气体,活动型芯从型腔中逐渐退出以让出所需的空间。待活动型芯退到最短伸出位置时,升高气体压力实现保压补缩,最后制品脱模。气体辅助注射成型技术所需配置的设备主要包括注射机、气体压力控制单元和供气及回收装置。气体辅助注射成型技术的特点:传统的注射成型不能将制品的厚壁部分与薄壁部分结合在一起成型,而且由于制件的残余应力大,易翘曲变形,表面有时还会有缩痕。通常,结构发泡成型的缺点是,制件表面的气穴往往因化学发泡助剂过分充气而造成气泡,而且装饰应用时需要喷涂。气体辅助注射成型则将结构发泡成型与传统的注射成型的优点结合在一起,可在保证产品质量的前提下大幅度降低生产成本,具有良好的经济效益。气体辅助注射成型技术的优点主要体现在:●所需注射压力小。气体辅助注射成型可以大幅度降低对注射机吨位的要求,使注射机投资成本降低,电力消耗下降,操作成本减少。此外,由于模腔内压力的降低,还可以减少模具损伤,并降低对模具壁厚的要求,从而降低模具成本。●制品翘曲变形小。由于注射压力小,且塑料熔体内部的气体各处等压,因此型腔内压力分布比传统注射成型均匀,保压冷却过程中产生的残余应力较小,使制品出模后的翘曲倾向减小。●可消除缩痕,提高表面质量,降低废品率。气体辅助注射成型保压过程中,塑料的收缩可由气体的二次穿透予以补偿,且气体的压力可以使制品外表面贴紧模具型腔,所以制品表面不会出现凹陷。此外,该技术还可将制品的较厚部分掏空以减小甚至消除缩痕。●可以用于成型壁厚差异较大的制品。由于采用气体辅助注射成型可以将制品较厚的部分掏空形成气道从而保证制品的质量,因此采用这种方法生产的制品在设计上的自由度较大,可以将采用传统注射成型时因厚薄不均必须分为几个部分单独成型的制品合并起来,实现一次成型。●可以在不增加制品重量的情况下,通过气体加强筋改变材料在制品横截面上的分布,增加制品的截面惯性矩,从而增加制品的刚度和强度,这有利于减轻汽车、飞机、船舶等交通工具上部件的重量。●可通过气体的穿透减轻制品重量,节省原材料用量,并缩短成型周期,提高生产率。●该技术可适用于热塑性塑料、一般工程塑料及其合金以及其他用于注射成型的材料。气体辅助注射成型技术的缺点是:需要增加供气和回收装置及气体压力控制单元,从而增加了设备投资;对注射机的注射量和注射压力的精度要求有所提高;制品中接触气体的表面与贴紧模壁的表面会产生不同的光泽;制品质量对工艺参数更加敏感,增加了对工艺控制的精度要求。气体辅助注射成型技术的应用:气体辅助注射成型技术可应用于各种塑料产品上,如电视机或音箱外壳、汽车塑料产品、家具、浴室、厨具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等。具体而言,主要体现为以下几大类:●管状和棒状零件,如门把手、转椅支座、吊钩、扶手、导轨、衣架等。这是因为,管状结构设计使现存的厚截面适于产生气体管道,利用气体的穿透作用形成中空,从而可消除表面成型缺陷,节省材料并缩短成型周期。●大型平板类零件,如车门板、复印机外壳、仪表盘等。利用加强筋作为气体穿透的气道,消除了加强筋和零件内部残余应力带来的翘曲变形、熔体堆积处塌陷等表面缺陷,增加了强度/刚度对质量的比值,同时可因大幅度降低锁模力而降低注射机的吨位。●形状复杂、薄厚不均、采用传统注射技术会产生缩痕和污点等缺陷的复杂零件,如保险杠、家电外壳、汽车车身等。生产这些制品时,通过采用气体辅助注射技术并巧妙布置气道,适当增加加强筋数目,同时利用气体均匀施压来克服可能的缺陷,使零件一次成型,不仅简化了工艺,还降低了生产成本。随着气体辅助注射成型技术的深入研究和广泛应用,形式各异的新型气体辅助注射成型技术也相继问世,如外部气辅注射成型、液辅注射成型、水辅注射成型、顺序注射与气辅注射相结合成型、局部气体辅助注射、振动气体辅助注射等。我国气体辅助注射成型技术的应用起步虽然较晚,但随着家电、汽车等工业的快速发展,对成型塑料制品的要求也在不断提高,有力地推动了这项技术的引进、研究和推广应用。气体辅助注塑成型优点在不降低质量的前提下用现代注塑机和成型技术可以缩短生产周期。通过便用气谇犏切扯射成型的方法,制品质量得到提高,而且降低了模具的成本。使用气体辅助注射成型技术时,它的优点和费用的节约是非常显着的。1、减少产品变形:低的注射压力使内应力降低,使翘曲变形降到最低;2、减少锁模压力:低的注射压力使合模力降低,可以使用小吨位机台;3、提高产品精度:低的残余应力同样提高了尺寸公差和产品的稳定性;4、减少塑胶原料:成品的肉厚部分是中空的,减少塑料最多可达40%;5、缩短成型周期:与实心制品相比成型周期缩短,不到发泡成型一半;6、提高设计自由:气体辅助注射成型使结构完整性和设计自由度提高:7、厚薄一次成型:对一些壁厚差异大的制品通过气辅技术可一次成型:8、提高模具寿命:降低模腔内压力,使模具损耗减少,提高工作寿命:9、降低模具成本:减少射入点,气道取代热流道从而使模具成本降低;10、消除凹陷缩水:沿筋板和根部气道增加了刚度,不必考虑缩痕问题。树脂传递模塑成型(RTM)的成型原理、特点、及应用前景:RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模具的模腔内,用压力将树脂胶液注入模腔,浸透玻纤增强材料,然后固化,脱模成型制品。RTM成型技术的特点:1、可以制造两面光的制品;2、成型效率高,适合中等规模的玻璃钢产品生产(20000件/年内);3、RTM为闭模操作,不污染环境;不损害健康;4、增强材料可任意方向铺放,容易实现按制品受力状况合理铺放增强材料;5、原材料及能源消耗少;6、建厂投资少。RTM技术适用范围(见课件)很广,目前已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域。已开发的产品有:汽车壳体及部件、娱乐车构件、螺旋桨、天线罩、机器罩、浴盆、淋浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、电线杆、小型游艇等。RTM成型、手糊成型、喷射成型、SMC成型四者的优缺点比较:RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内,用压力将树脂胶液注入模腔,浸透玻纤增强材料,然后固化,脱模成型制品。RTM成型技术的特点:①可以制造两面光的制品;②成型效率高,适合于中等规模的玻璃钢产品生产(20000件/年以内);③RTM为闭模操作,不污染环境,不损害工人健康;④增强材料可以任意方向铺放,容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料;⑤原材料及能源消耗少;⑥建厂投资少,上马快。手糊成型工艺又称接触成型工艺。是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺在模具上,然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。优点是成型不受产品尺寸和形状限制,适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。设备简单、投资少、见效快。适宜我国乡镇企业的发展。且工艺简单、生产技术易掌握,只需经过短期培训即可进行生产。易于满足产品设计需要,可在产品不同部位任意增补增强材料;制品的树脂含量高,耐腐蚀性能好。缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。且产品质量不易控制,性能稳定性不高。产品力学性能较低。生产环境差、气味大、加工时粉尘多,易对施工人员造成伤害。喷射成型工艺是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出,同时将切断的玻纤粗纱,由喷枪中心喷出,使其与树脂均匀混合,沉积到模具上,当沉积到一定厚度时,用辊轮压实,使纤维浸透树脂,排除气泡,固化后成制品。喷射成型的优点:①用玻纤粗纱代替织物,可降低材料成本;②生产效率比手糊的高2~4倍;③产品整体性好,无接缝,层间剪切强度高,树脂含量高,抗腐蚀、耐渗漏性好;④可减少飞边,裁布屑及剩余胶液的消耗;⑤产品尺寸、形状不受限制。其缺点为:①树脂含量高,制品强度低;②产品只能做到单面光滑;③污染环境,有害工人健康。片状模塑料SMC的成型工艺主要有以下两类:①将玻纤含量为
25%~40%(根据具体要求而定)的SMC片材,按产品形状要求剪裁成一定的尺寸,揭去两面的PE薄膜,按一定要求叠放在热的对模上进行加压加温成型;②先在热模内按要求铺放好一定量(根据玻纤含量要求而定)的连续玻纤预成型毡,然后将不含玻纤或仅含少量玻纤(一般为5%以下)的SMC片材经剪裁、撕去薄膜后叠放在预成型毡上,最后铺上一层表面毡。在较慢的合模(约需lmin)下使材料流动而安全浸透预成型毡,并在加温加压下固化成型。
后一类工艺的最大特点是:可在成型前改变预成型毡的铺设和局部纤维含量,来满足制件局部的高强度要求,并获得总体强度高于前一类工艺的制品。SMC工艺的特点是:(1)操作方便。整个生产过程易实现机械化、自动化,生产效率高,改善了湿法成型的作业环境和劳动条件。(2)产品的可没计性强。可通过改变组份的种类和配方,改变成型工艺来满足不同产品的不同要求。如耐腐蚀、绝缘、绝热、零收缩、柔性、低密度、高强、A级表面、抗静电等等。(3)成型流动性好。可成型结构复杂的产品,特别适合制作大型薄壳异形制品。能实现制品变厚度,带嵌件、孔洞、凸台、加强筋、螺纹等功能。(4)产品内外光洁,尺寸准确,适合制作汽车外围件,电气零部件,机械部件,防腐容器等产品。适合大规模生产,成本较低。(5)增强材料在生产与成型过程中均无损伤,长度均匀,制品强度较高,可进行轻型结构化设计,色彩艳丽。SMC工艺也有其不足之处,主要是SMC机组、压机、模具要求高投入,同时,生产技术要求较高。5、微孔注射发泡成型原理、特点、应用现状:在传统的结构发泡注射成型中,通常采用化学发泡剂,由于其产生的发泡压力较低,生产的制件在壁厚和形状方面受到限制。微孔发泡注射成型采用超临界的惰性气体受到限制。微孔发泡注射成型采用超临界的惰性气体(CO2、N2)作为物理发泡剂.其工艺过程分为四步:(1)气体溶解:将惰性气体的超临界液体通过安装在构简上的注射器注人聚合物熔体中,形成均相聚合物/气体体系;(2)成核:充模过程中气体因压力下降从聚合物中析出而形成大量均匀气核;(3)气泡长大:气在精确的温度和压力控制大;(4)定型:当气泡长大到一定尺寸时,冷却定型。微孔发泡与一般的物理发泡有较大的不同。首先,微孔发泡加工过程中需要大量惰性气体如CO2、N2溶解于聚合物,使气体在聚合物呈饱和状态,采用一般物理发泡加工方法不可能在聚合物一气体均相体系中达到这么高的气体浓度。其次,微孔发泡的成核数要大大超过一般物理发泡
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