緒論第1章

金屬材料與熱處理基礎第2章

鉗加工基礎第3章熱加工基礎第4章冷加工基礎第5章

機械加工工藝基礎全套可編輯PPT課件

本課件是可編輯的正常PPT課件課堂討論生活中的很多物品是由金屬材料制成的，如自行車車架、門鎖等，你知道這些物品是怎樣加工出來的嗎？本課件是可編輯的正常PPT課件一、金屬加工概述利用各種手段對金屬材料進行加工從而得到所需要的產品的過程，稱為金屬加工。金屬加工包括從金屬材料毛坯的制造到制成零件后裝配到產品上的全過程。1.金屬加工的重要地位和作用本課件是可編輯的正常PPT課件2.我國金屬加工的現狀與發展趨勢（1）現狀本課件是可編輯的正常PPT課件（2）發展趨勢本課件是可編輯的正常PPT課件3.金屬加工的主要職業及工作特點本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件4.金屬加工安全生產規程（1）生產用房、建筑物等必須堅固、安全、寬敞、采光充足；為生產所設的坑、壕、池、走臺、升降口等有危險的場所，必須有安全設施和明顯的安全標志。（2）在有高溫、低溫、潮濕、雷電、靜電、有毒有害物等危險的工作場所，必須采取相應的有效防護措施。（3）在產生大量蒸汽、腐蝕性氣體或粉塵的工作場所，應使用密閉型電氣設備；在有易燃易爆等危險的工作場所，應配備防火、防爆設施；物品運輸、存儲、使用和廢品處理時，必須嚴格執行安全操作規程和定員、定量、定品種的安全規定。本課件是可編輯的正常PPT課件4.金屬加工安全生產規程（4）各類機床操作必須嚴格遵守機床操作規程，避免發生人員、機床事故。（5）各種設備和儀器不得超負荷和帶故障作業，并做到正確使用、經常維護、定期檢修，不符合安全要求的陳舊設備應有計劃地更新和改造。（6）電氣設備和線路應符合國家有關安全規定。電氣設備應有熔絲和漏電保護，絕緣性能必須良好，并有可靠的接地或接零保護措施。（7）根據工作性質和勞動條例，工作人員須配備個人防護用品。本課件是可編輯的正常PPT課件二、機械制造的工藝過程本課件是可編輯的正常PPT課件1．生產過程與工藝過程

將原材料轉變為成品的全過程稱為生產過程。生產過程包括產品設計，生產組織準備和技術準備，原材料購置、運輸和保管，以及毛坯制造，零件加工，產品裝配和試驗，銷售和服務等一系列工作。（1）生產過程（2）工藝過程

改變生產對象的形狀、尺寸及相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。工藝過程包括毛坯制造、零件加工、熱處理，以及產品的裝配和試驗等。本課件是可編輯的正常PPT課件生產過程與工藝過程的關系如圖0-1-9所示本課件是可編輯的正常PPT課件2．工藝文件和工藝規程

指導工人操作和用于生產、工藝管理等的各種技術文件稱為工藝文件。工藝文件的種類很多，常用的有工藝路線表、車間分工明細表、工藝過程卡片、工藝卡片、工序卡片、調整卡片、檢驗卡片、工藝附圖、工藝守則、工位器具明細表、材料消耗工藝定額明細表等。（1）工藝文件（2）工藝規程

工藝規程是規定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。工藝規程是應用最多、最主要的工藝文件，其在生產中有著極為重要的作用，具體包括：本課件是可編輯的正常PPT課件1）指導、計劃和組織生產，保持和穩定正常生產秩序，作為各項生產組織和管理工作的基本依據。2）保證產品質量和獲得高的生產率及良好的經濟效益。3）提高設備的利用率。4）作為新建或擴建工廠、生產線的主要基礎資料。本課件是可編輯的正常PPT課件三、本課程的性質和任務（1）掌握必備的金屬材料和熱處理的基本知識。（2）認識鉗工、焊工、車工、銑工等職業使用的主要設備和工具，掌握其使用范圍。（3）掌握鉗工、焊工、車工、銑工等加工技術的基本知識和技能。（4）初步掌握零件加工方法的基本知識。（5）初步掌握確定常見典型零件加工工藝過程的基本知識。本課件是可編輯的正常PPT課件§1-3有色金屬材料31§1-1金屬材料的力學性能

2§1-2黑色金屬材料§1-4工程材料和復合材料4§1-5鋼的熱處理5本課件是可編輯的正常PPT課件§1-1金屬材料的力學性能課堂討論螺栓是機械中常見的零件，在使用中常常會出現下圖所示的各種現象，這說明了什么問題？本課件是可編輯的正常PPT課件一、強度1.定義材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強度。由于材料承受外力的方式不同，其變形存在多種形式，因此材料的強度又分為抗拉強度、抗壓強度、抗扭強度、抗彎強度、抗剪強度等。機械零件或工具在使用過程中往往會受到各種形式外力的作用，這就要求金屬材料必須具有一定承受機械載荷而不超過許可變形及不被破壞的能力，這種能力稱為材料的力學性能。本課件是可編輯的正常PPT課件2.強度指標

材料受外力作用后，其內部相互的作用力稱為內力，其大小和外力相等，方向和外力相反。單位面積上的內力稱為應力。強度的大小用應力表示。最常用的強度指標是抗拉強度Rm

和下屈服強度ReL，它們都是通過拉伸試驗測定的。本課件是可編輯的正常PPT課件（1）OE-彈性變形階段（2）ES-屈服階段（3）SB-強化階段（4）BZ-頸縮階段本課件是可編輯的正常PPT課件二、塑性抗拉強度Rm

表示材料在斷裂前能承受的最大拉應力；屈服強度是當材料呈現屈服現象時，材料發生塑性變形而力不增大的應力點。屈服強度分為上屈服強度ReH

和下屈服強度ReL。1.定義塑性是指材料在受到外力作用時，產生永久變形而不發生斷裂的能力。本課件是可編輯的正常PPT課件做一做拿一個鋁制的空易拉罐，用手對它作用很小的力，在外力去除后，微微凹陷的罐體表面能回到原來的位置，這種變形稱為彈性變形。當作用力加大時，罐體被壓扁，產生永久變形，這種變形稱為塑性變形。本課件是可編輯的正常PPT課件在外力作用下產生較顯著變形而不被破壞的材料，稱為塑性材料。在外力作用下發生微小變形即被破壞的材料，稱為脆性材料。在切削鋼件（塑性材料）時，形成的切屑產生了明顯的塑性變形，切屑呈帶狀并發生卷曲；而在切削鑄鐵件（脆性材料）時，切屑呈完全崩碎狀態，分離的金屬沒有產生顯著塑性變形就碎裂了。本課件是可編輯的正常PPT課件塑性指標是通過拉伸試驗獲得的，用斷后伸長率A和斷面收縮率Z來表示。斷后伸長率是指試樣拉斷后，標距伸長量與原始標距之比的百分率。

材料抵抗局部變形特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為硬度。它是衡量材料軟硬程度的指標。2.塑性指標三、硬度1.定義本課件是可編輯的正常PPT課件做一做在鋼板和鋁板之間放一個滾珠，然后在臺虎鉗上夾緊。在夾緊力的作用下，兩塊板料的表面會留下不同直徑和深度的淺坑壓痕。你能根據壓痕來判斷出鋼板、鋁板和滾珠誰硬誰軟嗎？本課件是可編輯的正常PPT課件2.硬度的測試方法及指標

通常，硬度是在專用的硬度計上測得的，硬度計如圖1-1-2所示。常用的硬度試驗法有布氏硬度試驗法、洛氏硬度試驗法和維氏硬度試驗法。本課件是可編輯的正常PPT課件（1）布氏硬度

使用一定直徑的硬質合金球體，以規定試驗力壓入試樣表面，并保持規定時間后卸除試驗力，然后通過測量表面壓痕直徑來計算布氏硬度。布氏硬度值是球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力，用符號HBW表示，單位為MPa。（2）洛氏硬度

洛氏硬度是通過測量壓痕深度來確定硬度值的，無單位。

同一臺洛氏硬度計，當采用不同的壓頭和不同的總試驗力時，可組成幾種不同的洛氏硬度標尺。常用的洛氏硬度標尺有A、B、C三種，其中C標尺應用最廣，常用來測試淬火鋼等較硬材料的硬度。本課件是可編輯的正常PPT課件（3）維氏硬度

維氏硬度試驗原理基本上和布氏硬度試驗相同。相對兩面為136°的正四棱錐金剛石壓頭以選定的試驗力壓入試樣表面。經規定保持時間后，卸除試驗力，測量壓痕兩對角線的平均長度d，根據d值查GB/T4340.4—2022中的維氏硬度數值表，即可得出硬度值（也可用公式計算），用符號HV表示。本課件是可編輯的正常PPT課件四、沖擊韌性課堂討論：取等長（長50mm）、等粗（直徑6～8mm）、帶缺口的低碳鋼棒和鑄鐵棒各一根，將其夾在臺虎鉗上，用500g的錘子敲擊，結果鑄鐵棒立即折斷飛出，而低碳鋼棒卻只發生彎曲變形。這是為什么？

金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。材料的沖擊韌性用夏比擺錘沖擊試驗來測定。本課件是可編輯的正常PPT課件

夏比擺錘沖擊試驗機如圖1-1-4所示，試驗時將試樣缺口背對擺錘刀刃對稱放置在砧座上，擺錘的刀刃半徑分為2mm和8mm兩種。

試樣放置好后，讓擺錘從一定高度落下，將試樣沖斷。在這一過程中，用試樣所吸收的能量K

的大小作為衡量材料沖擊韌性的指標，稱為沖擊吸收能量。用U

型和V

型缺口沖擊試樣測得的沖擊吸收能量分別用KU

和KV

表示。本課件是可編輯的正常PPT課件五、疲勞強度

由于所承受的載荷為交變載荷，零件承受的應力雖低于材料的屈服強度，但經過長時間的工作后，仍會產生裂紋或突然發生斷裂，金屬材料所產生的這種斷裂現象稱為疲勞斷裂。

金屬材料抵抗交變載荷作用而不發生破壞的能力稱為疲勞強度。疲勞強度指標用疲勞極限來衡量，用

R-1

表示。疲勞極限是指金屬材料承受無數次交變載荷而不會發生斷裂的最大應力。

疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一。據統計，在失效的機械零件中，有80%以上屬于疲勞破壞。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件§1-2黑色金屬材料一、金屬材料的概念和分類本課件是可編輯的正常PPT課件

所謂金屬，是指具有特殊光澤、延展性、導電性、導熱性的物質，如金、銀、銅、鐵、錳、鋅、鋁等。而金屬材料大都是以一種金屬元素為主，加入（或冶煉時從原料帶入）其他金屬元素或非金屬元素，通過熔煉或其他方法合成的具有金屬特性的合金材料。1.金屬材料的概念2.金屬材料的分類

金屬材料種類繁多，通常把金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩大類，習慣上通常將硬質合金也作為一個類別來單獨劃分。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件

鐵碳合金相圖是表示在緩慢冷卻（或緩慢加熱）條件下，不同成分的鐵碳合金的狀態或組織隨溫度變化的圖形。二、鐵碳合金相圖1.鐵碳合金的分類按含碳量的不同，鐵碳合金的室溫組織可分為工業純鐵、鋼和白口鑄鐵。工業純鐵：含碳量不大于0.0218%的鐵碳合金。鋼：含碳量大于0.0218%而小于2.11%的鐵碳合金。白口鑄鐵：含碳量為2.11%～6.69%的鐵碳合金。本課件是可編輯的正常PPT課件2.鐵碳合金的基本組織與性能本課件是可編輯的正常PPT課件3.簡化的鐵碳合金相圖本課件是可編輯的正常PPT課件（1）七個特性點本課件是可編輯的正常PPT課件（2）六條特性線本課件是可編輯的正常PPT課件

Fe-Fe3C相圖在鑄造生產和鍛造生產中的應用工程應用本課件是可編輯的正常PPT課件三、鑄鐵1.鑄鐵的分類本課件是可編輯的正常PPT課件2.鑄鐵的牌號、性能和應用本課件是可編輯的正常PPT課件2.鑄鐵的牌號、性能和應用本課件是可編輯的正常PPT課件

非合金鋼即碳素鋼，是最基本的鐵碳合金，它是指冶煉時沒有特意加入合金元素，且含碳量大于0.0218%而小于2.11%的鐵碳合金。四、非合金鋼1.非合金鋼的分類本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件2.常用非合金鋼的牌號、性能和應用1）前綴符號+強度值（單位MPa），前綴符號為代表屈服強度“屈”的漢語拼音首位字母Q。2）（必要時）鋼的質量等級：用英文字母A、B、C、D表示，從A到D依次提高。3）

（必要時）脫氧方法符號：F——沸騰鋼、Z——鎮靜鋼、TZ——特殊鎮靜鋼，Z與TZ符號在鋼號組成表示方法中予以省略。4）（必要時）在牌號尾加產品用途、特性和工藝方法表示符號。（1）碳素結構鋼本課件是可編輯的正常PPT課件碳素結構鋼的牌號、化學成分及力學性能見表1-2-7。本課件是可編輯的正常PPT課件（2）優質碳素結構鋼優質碳素結構鋼的牌號用兩位數字表示，這兩位數字表示鋼的平均含碳量的萬分數。常用優質碳素結構鋼的牌號、力學性能及應用見表1-2-8。本課件是可編輯的正常PPT課件（3）碳素工具鋼碳素工具鋼的牌號用漢字“碳”的漢語拼音的首字母“T”及后面的阿拉伯數字表示，其數字表示鋼中平均含碳量的千分數。其牌號、化學成分等見表1-2-9。本課件是可編輯的正常PPT課件（4）鑄造碳鋼鑄造碳鋼的牌號是用“鑄鋼”兩漢字漢語拼音的首字母“ZG”加兩組數字組成的：第一組數字表示屈服強度，第二組數字表示抗拉強度。見表1-2-9。本課件是可編輯的正常PPT課件

低合金鋼與合金鋼是按所含合金元素的質量分數來劃分的，其合金元素的規定含量界限值見表1-2-11。五、合金鋼1.低合金鋼與合金鋼的劃分本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件1）普通質量低合金鋼。不規定在生產過程中需要特別控制質量的用于一般用途的低合金鋼。2）特殊質量低合金鋼。在生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能（特別是嚴格控制硫、磷等雜質含量）的低合金鋼。3）優質低合金鋼。除普通質量低合金鋼和特殊質量低合金鋼以外的低合金鋼。2.低合金鋼的分類（GB/T13304.2—2008）（1）按質量等級分類（2）按主要性能及使用特性分類低合金鋼按主要性能及使用特性分類，可分為可焊接的低合金高強度結構鋼、低合金耐候鋼、低合金鋼筋鋼、鐵道用低合金鋼、礦用低合金鋼和其他低合金鋼。本課件是可編輯的正常PPT課件1）優質合金鋼。在生產過程中需要特別控制質量和性能，但其生產控制和質量要求不如特殊質量合金鋼嚴格的合金鋼。2）特殊質量合金鋼。在生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能的合金鋼。除優質合金鋼以外的其他合金鋼都為特殊質量合金鋼。3.合金鋼的分類（GB/T13304.2—2008）（1）按質量等級分類（2）按主要性能及使用特性分類1）工程結構用合金鋼。如一般工程結構用合金鋼、合金鋼筋鋼、高錳耐磨鋼等。2）機械結構用合金鋼。如調質處理合金結構鋼、表面硬化合金結構鋼、合金彈簧鋼等。3）不銹、耐腐蝕和耐熱鋼。如不銹鋼、抗氧化鋼和熱強鋼等。本課件是可編輯的正常PPT課件4）工具鋼。如合金工具鋼、高速工具鋼等。5）軸承鋼。如高碳鉻軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼等。6）特殊物理性能鋼。如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼（如0Cr16Ni14）等。7）其他。如焊接用合金鋼等。4.低合金鋼與合金鋼的牌號本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件專用結構鋼的用途、特性和工藝方法表示符號見表1-2-13。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件5.鋼鐵及合金牌號統一數字代號體系（GB/T17616—2013）

統一數字代號由固定的六個符號組成，如圖1-2-4所示。本課件是可編輯的正常PPT課件§1-3有色金屬材料一、毛坯的選擇1.毛坯種類的選擇（1）零件的材料及其力學性能（2）零件的結構、形狀和外形尺寸（3）生產類型（4）毛坯車間的生產條件（5）利用新工藝、新技術、新材料的可能性本課件是可編輯的正常PPT課件§1-3有色金屬材料課堂討論觀察以下圖片，你知道它們是用什么材料制成的嗎？有何性能特點？本課件是可編輯的正常PPT課件一、銅與銅合金由于銅與銅合金具有良好的導電性、導熱性、抗磁性、耐腐蝕性和工藝性，故它們在電氣工業、儀表工業、造船業及機械制造業中得到了廣泛應用。銅與銅合金的分類如圖1-3-1所示。本課件是可編輯的正常PPT課件1.純銅（Cu）純銅呈紫紅色，故又稱為紫銅，銅絲如圖1-3-2所示。純銅的密度為8.96×103kg/m3，熔點為1083℃，其導電性和導熱性僅次于金和銀，是最常用的導電、導熱材料。銅加工產品按化學成分不同可分為工業純銅和無氧銅兩類。我國工業純銅有4個牌號，即一號純銅、一點五號純銅、二號純銅和三號純銅，其代號分別為T1、T1.5、T2、T3；無氧銅的含氧量極低，質量分數不大于0.003%，其代號有TU00、TU0、TU1、TU2、TU3。本課件是可編輯的正常PPT課件純銅的牌號、化學成分及用途見表1-3-1。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件2.銅合金1）高銅合金命名方法。以銅為基體金屬，加入一種或幾種微量元素以獲得某些預定特性的合金稱為高銅合金。高銅合金以“T+第一主添加元素化學符號+各添加元素含量（數字間以“-”隔開）”命名。含鉻量為0.50%～1.5%、含鋯量為0.05%～0.25%的高銅，其牌號如下：（1）高銅合金本課件是可編輯的正常PPT課件2）常用鈹高銅合金。常用鈹高銅的牌號、化學成分、力學性能及用途見表1-3-2本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件（2）黃銅常用黃銅的牌號、化學成分、力學性能及用途見表1-3-3。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件（3）白銅白銅是以鎳為主加合金元素的銅合金，具有良好的冷、熱加工性能，不能進行熱處理強化，只能用固溶強化和加工硬化來提高其強度。白銅的牌號用“B”加含鎳量表示，三元以上的白銅用“B”加第二個主添加元素符號及除基元素銅外的成分數字組表示。（4）青銅以銅為基體金屬，除鋅和鎳以外其他元素為主添加元素的合金稱為青銅。按主加元素種類的不同，青銅可分為錫青銅、鋁青銅、硅青銅和鈹青銅等。按生產方式也可將其分為壓力加工青銅和鑄造青銅兩類。常用青銅的牌號、化學成分、力學性能及用途見表1-3-4。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件1.鋁與鋁合金的性能特點（1）密度小，熔點低，導電性、導熱性好，磁化率低（2）抗大氣腐蝕性能好（3）加工性能好2.鋁與鋁合金的分類、代號、牌號和用途鋁與鋁合金的分類如圖1-3-5所示。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件（1）純鋁（Al）純鋁分為未壓力加工產品（鑄造純鋁）和壓力加工產品（變形鋁）兩種。變形鋁的牌號、化學成分及用途見表1-3-5。本課件是可編輯的正常PPT課件（2）鋁合金鋁合金根據成分特點和生產方式的不同可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金根據性能的不同又可分為防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金四種。按國家標準（GB/T16474—2011）規定，我國變形鋁及鋁合金采用國際四位數字體系牌號和四位字符體系牌號兩種命名方法。化學成分已在國際牌號注冊組織注冊命名的鋁及鋁合金，直接采用四位數字體系牌號；國際牌號注冊組織未命名的，則按四位字符體系牌號命名。兩種牌號命名方法的區別僅在第二位，字符體系牌號第二位為英文大寫字母。本課件是可編輯的正常PPT課件1）牌號第一位數字表示鋁與鋁合金的組別，見表1-3-6。本課件是可編輯的正常PPT課件2）牌號第二位數字（國際四位數字體系）或字母（四位字符體系）表示原始純鋁或鋁合金的改型情況。①數字0或字母A表示原始純鋁和原始合金。②如果是1～9或B～Y（C、I、L、N、O、P、Q、Z八個字母除外）中的一個，則表示改型情況。③最后兩位數字用以標識同一組中不同的鋁合金。常用變形鋁合金的牌號、力學性能及用途見表1-3-7。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件3.鑄造鋁合金本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件§1-4工程材料和復合材料課堂討論塑料自20世紀研制成功以來，已經廣泛應用于人們的日常生活，如下圖所示的保鮮膜、玩具、手機外殼、自來水管等均為塑料制件。請結合你在實際生活中的經驗，談談對塑料的認識，并描述其特點。本課件是可編輯的正常PPT課件一、工程塑料常用工程塑料的分類、特性和應用見表1-4-1。本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件復合材料是一種混合物，按其組成可分為金屬與金屬復合材料、非金屬與金屬復合材料、非金屬與非金屬復合材料，按其結構特點可分為纖維復合材料、夾層復合材料、細粒復合材料和混雜復合材料。二、復合材料1.復合材料的分類2.常用復合材料的性能與應用（1）

玻璃纖維-樹脂復合材料：它是以玻璃纖維和熱塑性樹脂復合而成的玻璃纖維增強材料，比普通塑料具有更高的強度和韌性。（2）碳纖維-樹脂復合材料：碳纖維通常和環氧樹脂、酚醛樹脂、聚四氟乙烯等組成復合材料，它除具有玻璃鋼的許多優點外，還有許多性能優于玻璃鋼。本課件是可編輯的正常PPT課件§1-5鋼的熱處理一、金屬材料熱處理概述做一做將一根直徑為1mm左右的彈簧鋼絲剪成兩段，用酒精燈同時加熱到赤紅色，然后分別放入水中和空氣中冷卻，冷卻后用手彎折。對比觀察會發現，兩根鋼絲的性能發生了很大的變化：放在水中冷卻的鋼絲硬而脆，很容易折斷；而放在空氣中冷卻的鋼絲較軟且有較好的塑性，可以卷成圓圈而不斷裂。本課件是可編輯的正常PPT課件1.熱處理的定義熱處理是采用適當的方式對固態金屬材料進行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結構與力學性能的工藝。熱處理工藝過程可用以“溫度-時間”為坐標的曲線圖來表示。2.熱處理的分類、作用和原理常用熱處理的分類熱處理之所以能使鋼的性能發生變化，是因為鋼在加熱和冷卻過程中內部組織發生了變化。本課件是可編輯的正常PPT課件退火與正火熱處理通常是在對鋼進行機械加工前，為改善材料的沖壓、切削等工藝性能，以及調整材料內部的組織狀態而進行的一種預備熱處理工藝。二、常用的熱處理方法1.退火與正火本課件是可編輯的正常PPT課件淬火是將鋼加熱到適當溫度，經保溫后快速冷卻，以提高鋼的強度、硬度和耐磨性的工藝方法。根據淬火時加熱和冷卻方法的不同，淬火可分為單液淬火、雙介質淬火、分級淬火和等溫淬火四種。2.淬火與回火（1）淬火本課件是可編輯的正常PPT課件本課件是可編輯的正常PPT課件回火是將淬火后的鋼重新加熱到某一較低溫度，保溫后再冷卻到室溫的熱處理工藝。根據回火溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。（2）回火本課件是可編輯的正常PPT課件時效處理是將經冷塑性變形或鑄造、鍛造及粗加工后的金屬工件，在較高的溫度環境下或保持室溫放置，使其性能、形狀、尺寸隨時間而發生緩慢變化的熱處理工藝。時效處理的目的是消除工件的內應力，穩定組織和尺寸，改善力學性能等。3.時效處理（1）將工件加熱到一定溫度（100～150℃），并在較短時間（5～20h）內進行的時效處理，稱為人工時效處理。（2）將工件置于室溫或自然條件下，通過長時間（幾天甚至幾年）存放而進行的時效處理，稱為自然時效處理。本課件是可編輯的正常PPT課件三、鋼的表面熱處理和化學熱處理火焰加熱表面淬火是應用氧-乙炔（或其他可燃氣體）火焰對零件表面進行快速加熱，并使其快速冷卻的工藝。（1）火焰加熱表面淬火（2）感應加熱表面淬火感應加熱表面淬火是利用感應電流在工件表層所產生的熱效應使工件表面受到局部加熱，并進行快速冷卻的工藝。本課件是可編輯的正常PPT課件化學熱處理是將工件置于一定溫度的活性介質中較長時間保溫，使一種或幾種元素滲入其表層，以改變其化學成分、組織和力學性能的熱處理工藝。2.化學熱處理本課件是可編輯的正常PPT課件四、典型零件的熱處理工藝過程圖1-5-6所示汽車變速齒輪的技術要求：齒面滲碳層深度為0.8～1.3mm，齒面硬度為58～62HRC，心部硬度為33～48HRC。1.熱處理技術條件本課件是可編輯的正常PPT課件2.熱處理工序位置的安排毛坯鍛造→

→機械加工→

→磨齒（精加工）。本課件是可編輯的正常PPT課件五、熱處理的新技術和新工藝先進的熱處理車間已實現通過計算機對熱處理的工藝過程進行全程控制。1.熱處理自動控制2.流態層熱處理本課件是可編輯的正常PPT課件激光熱處理是利用激光束的高密度能量快速加熱工件表面，然后依靠工件本身的導熱冷卻使其淬火的工藝過程。3.激光熱處理4.真空熱處理真空熱處理是將工件置于0.0133～1.33Pa的真空介質中加熱、保溫并冷卻的工藝過程。真空熱處理可防止工件的氧化與脫碳，并能使工件表面氧化物、油脂迅速分解，得到光亮的表面。本課件是可編輯的正常PPT課件課堂討論根據生活經驗，討論下圖中的工人在進行什么加工操作。在什么時候會用到這些加工方法？一、認識鉗工（1）加工零件。（2）裝配。（3）維修與管理設備。（4）制造和維修工具、夾具等。1.鉗工的工作任務2.鉗工的種類（1）普通鉗工。主要從事機器或部件的裝配、調整工作和一些零件的鉗加工等操作。（2）機修鉗工。主要從事各種機械設備的維護和修理等工作。（3）工具鉗工。主要從事工具、模具、刀具的制造和修理等工作。二、鉗工的常用工具三、鉗工工作的基本設備1.鉗工工作臺鉗工工作臺又稱鉗桌，是鉗工專用的工作臺，用于安裝臺虎鉗并放置工件、工具等，如圖2-1-1所示。2.鉆床鉆床是用來對工件進行孔加工操作的設備，有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床三種，如圖2-1-2所示。3.砂輪機鉗工常用的砂輪機有臺式砂輪機和立式砂輪機等，如圖2-1-3所示。4.臺虎鉗臺虎鉗是用來夾持工件的通用夾具，有固定式和回轉式兩種類型，如圖2-1-4所示。回轉式臺虎鉗的結構如圖2-1-5所示，其上半部分能圍繞轉座9做360°的旋轉，便于調整工作位置，應用廣泛。四、鉗工的基本操作五、鉗工操作的安全文明生產要求工作時必須穿好工作服（圖2-1-6a），衣服要扣好，要做到三緊（袖口緊、領口緊、下擺緊）。女工不允許穿涼鞋、高跟鞋，并應戴好工作帽（圖2-1-6b）。穿著便裝及不戴工作帽很容易導致工傷事故（圖2-1-7）。1.著裝的安全文明生產要求2.使用鉗工工作臺的安全文明生產要求（1）操作者應站在鉗工工作臺的一面工作，對面不允許有人。如果大型鉗工工作臺對面有人工作，中間必須設置密度適當的安全防護網。（2）鉗工工作臺上使用的照明電壓不得超過36V。（3）鉗工工作臺上的雜物要及時清理，工具、量具和刃具分開放置，以免混放損壞。（4）擺放工具時，不能讓工具伸出鉗工工作臺邊緣，以免其被碰落而砸傷人。3.使用臺虎鉗的安全文明生產要求（1）夾緊工件時要松緊適當，只能用手扳緊手柄，不得借助其他工具加力。（2）強力作業時，應盡量使力朝向固定鉗身。（3）不可在活動鉗身和光滑平面上敲擊作業。（4）應經常清洗、潤滑絲杠、螺母等活動表面，以防生銹。（5）鉗工工作臺裝上臺虎鉗后，鉗口高度應以恰好與人的手肘平齊為宜，如圖2-1-9所示。§3-3焊接31§3-1鑄造

2§3-2鍛壓§3-1鑄造課堂討論觀察下圖所示零件，其中有的是空心的，有的是實心的，有的形狀簡單，有的形狀復雜，有的體積較小，有的體積很大，但這些零件都采用了相同的加工方法進行加工，這一加工方法就是鑄造。你能說出生活中類似的零件嗎？一、認識鑄造將熔融金屬澆入鑄型，凝固后得到一定形狀和性能的鑄件的加工方法稱為鑄造。1.鑄造的定義2.鑄造的特點2.鑄造的特點3.鑄造的應用在各種機械和設備中，鑄件在質量上占有很大的比例。如在拖拉機及其他農業機械中，鑄件的質量占40%～70%，在金屬切削機床、內燃機中，鑄件的質量占70%～80%，在重型機械設備中，鑄件的質量約占90%。。4.鑄造的分類鑄造分為砂型鑄造和特種鑄造兩類，其中特種鑄造主要包括熔模鑄造、離心鑄造、金屬型鑄造和壓力鑄造等。5.鑄造安全文明生產要求二、砂型鑄造用型砂緊實成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。鑄造時，根據零件的鑄造要求，按照制造模樣、制備型（芯）砂、制造芯盒、造型、造芯、合型、金屬熔煉、澆注、冷卻、落砂、清理等工藝過程操作即可得到鑄件，經檢驗合格后獲得所需的毛坯。1.制造模樣與芯盒用來形成鑄型型腔的工藝裝備稱為模樣。制造砂型時，使用模樣可以獲得與鑄件外部輪廓相似的型腔。用來制造型芯的工藝裝備稱為芯盒。芯盒的內腔與型芯的形狀和尺寸相同。在鑄型中，型芯通常形成鑄件內部的孔穴，有時也形成鑄件的局部外形。2.制備型（芯）砂型（芯）砂是用來制造鑄型的材料。在砂型鑄造中，型（芯）砂的基本原材料是鑄造砂和型砂黏結劑。常用的鑄造砂有原砂、硅砂、鋯砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等。3.造型利用制備的型砂及模樣等制造鑄型的過程稱為造型。砂型鑄件的外形取決于型砂的造型，造型方法有手工造型和機器造型兩種。（1）手工造型（1）手工造型（1）手工造型（1）手工造型（1）手工造型（2）機器造型機器造型是指用機器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。制造型芯的過程稱為造芯。造芯分為手工造芯和機器造芯。常用的手工造芯方法是芯盒造芯。芯盒造芯如圖3-1-4所示。4.造芯5.合箱合箱又稱合型，是將鑄型的各個組元，如上砂箱、下砂箱、型芯等組合成一個完整鑄型的操作過程。熔煉是使金屬由固態轉變為熔融狀態的過程。6.熔煉7.澆注把熔融金屬注入鑄型的過程稱為澆注，澆注后液態金屬通過澆注系統進入型腔。（1）澆注系統鑄型中引導液態金屬進入型腔的通道稱為澆注系統，它是為填充型腔和冒口而開設于鑄型中的一系列通道，通常由澆口杯、直澆道、橫澆道和內澆道組成。（2）冒口冒口是在鑄型內存儲供補縮鑄件用熔融金屬的空腔。冒口一般設置在鑄件的最高處或最厚處。（3）澆注工藝要求澆注溫度的高低及澆注速度的快慢是影響鑄件質量的重要因素。液態金屬澆入鑄型時所測量到的溫度稱為澆注溫度。單位時間內澆入鑄型中的液態金屬的質量稱為澆注速度。8.落砂和清理用手工或機械使鑄件和型砂、砂箱分開的操作稱為落砂。清理是落砂后從鑄件上清除表面粘砂、型砂、多余金屬（包括澆冒口、飛邊和氧化皮）等過程的總稱。9.檢驗鑄件質量包括外觀質量、內部質量和使用質量。鑄件均須進行外觀質量檢查，重要的鑄件則須進行內部質量和使用質量檢查。三、特種鑄造1.熔模鑄造熔模鑄造利用易熔材料制成模樣，然后在模樣上涂覆若干層耐火涂料制成型殼，經硬化后再將模樣熔化，排出型外，從而獲得無分型面的鑄型。2.金屬型鑄造金屬型鑄造又稱硬模鑄造，是將液態金屬澆入金屬型，使其在重力作用下充填鑄型以獲得鑄件的鑄造方法。常見的垂直分型式金屬型由定型和動型兩個半型組成，其示意圖如圖3-1-7所示。3.壓力鑄造壓力鑄造簡稱壓鑄，是利用高壓使液態或半液態金屬以較高的速度充填型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。4.離心鑄造將熔融金屬澆入繞水平軸、立軸或傾斜軸旋轉的鑄型內，在離心力作用下凝固成型，這種鑄造方法稱為離心鑄造。離心鑄造在離心鑄造機（圖3-1-10）上進行，鑄型可以用金屬型，也可以用砂型。5.特種鑄造的特點及應用四、鑄造的新技術和新工藝消失模鑄造是利用泡沫塑料，根據零件結構和尺寸制成實型模具，經浸涂耐火黏結涂料，烘干后進行干砂造型、振動緊實，然后澆入液態金屬使模樣受熱氣化消失，從而得到與模樣形狀完全一致的鑄件的鑄造方法。1.消失模鑄造用陶瓷漿料制成鑄型以生產鑄件的鑄造方法稱為陶瓷型鑄造。2.陶瓷型鑄造（1）計算機輔助設計（CAD）（2）計算機輔助工程（CAE）（3）計算機輔助制造（CAM）1）計算機在模樣加工中的應用。2）計算機在砂處理中的應用。3）計算機在熔煉中的應用。3.計算機在鑄造中的應用§3-2鍛壓課堂討論下圖中所展示的物品都是利用鍛壓加工完成的，你知道它們的用途嗎？它們有什么共同特點？一、認識鍛壓鍛壓就是對金屬材料施加外力，使其產生塑性變形，改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機械零件、工件或毛坯的成型加工方法。鍛壓是鍛造與沖壓的總稱。1.鍛壓的定義2.鍛壓的特點

（1）優點1）能改善金屬內部組織，提高金屬的力學性能，大大增強金屬本身的承載能力。2）節省金屬材料。3）生產率較高。

（2）缺點1）不能獲得形狀復雜的制件。2）加工設備比較昂貴，生產成本比鑄造高。3.鍛壓的分類（1）按成形方式分類（2）按變形溫度分類按鍛壓時零件的變形溫度不同，鍛壓可以分為熱鍛壓、冷鍛壓、溫鍛壓和等溫鍛壓等。4.鍛壓設備操作安全文明生產規程自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下砧面間各個方向自由變形，不受任何限制而獲得所需形狀和尺寸及一定力學性能的鍛件的一種加工方法。自由鍛分為手工自由鍛和機器自由鍛兩種，如圖3-2-2所示。二、自由鍛常用的自由鍛設備有空氣錘、蒸汽-空氣錘和水壓機等，如圖3-2-3所示，分別適用于小型、中型和大型鍛件的生產。1.自由鍛的特點及應用（1）設備和工具有很大的通用性，且工具簡單，通常只能制造形狀簡單的鍛件。（2）自由鍛可以鍛制質量從不足1kg到300t左右的鍛件。大型鍛件只能采用自由鍛，因此自由鍛在一般機械制造中具有重要意義。（3）自由鍛依靠操作者的技能控制鍛件形狀和尺寸，鍛件精度低，表面質量差，金屬消耗多。2.毛坯的加熱允許加熱達到的最高溫度稱為始鍛溫度，停止鍛造的溫度稱為終鍛溫度。3.自由鍛的基本工序鐓粗是對毛坯沿軸向鍛打，使其高度降低、橫截面面積增大的操作過程。鐓粗分為整體鐓粗和局部鍛粗兩種，如圖3-2-4所示。（1）鐓粗鐓粗時應注意以下幾點：1）鐓粗部分的高度與直徑之比應小于2.5，否則容易鐓彎，如圖3-2-5所示。2）毛坯端面要平整且與軸線垂直，鍛打用力要正，否則容易鍛歪。3）鐓粗力要足夠大，否則會形成細腰或夾層，如圖3-2-6所示。拔長是使毛坯長度增加、橫截面面積減小的鍛造工序，通常用來生產軸類毛坯，如車床主軸、連桿等。拔長時，每次送進量L應為砧寬B的0.3～0.7倍。若L太大，則金屬橫向流動多，縱向流動少，拔長效率反而下降；若L太小，又易產生夾層，如圖3-2-7所示。（2）拔長拔長過程中應經常對毛坯做90°翻轉，如圖3-2-8所示。對于較重的毛坯，常采用鍛打完一面翻轉90°再鍛打另一面的方法，如圖3-2-8a所示。對于較小的毛坯，則采用來回翻轉90°的鍛打方法，如圖3-2-8b所示。圓形截面毛坯拔長時，應先鍛成方形截面，在拔長到邊長直徑接近鍛件時，鍛成八角形截面，最后倒棱、滾打成圓形截面，如圖3-2-9所示沖孔是在毛坯上沖出通孔或不通孔的鍛造工序。沖孔的方法有單面沖孔和雙面沖孔兩種。（3）沖孔（4）彎曲使毛坯彎曲成一定角度或形狀的鍛造工序稱為彎曲，如圖3-2-12所示。（5）扭轉扭轉是使毛坯的一部分相對于另一部分旋轉一定角度的鍛造工序，如圖3-2-13所示把板材或型材等切成所需形狀和尺寸的毛坯或工件的鍛造工序稱為切割。（6）切割1）單面切割2）雙面切割和四面切割在毛坯的兩個相對面上先后切割，稱為雙面切割。若先切割兩相對面，再切割相鄰的兩相對面，則稱為四面切割。將剁刀垂直于毛坯，錘擊剁刀使其切入毛坯至接近底部，然后翻轉毛坯，用剁刀或壓棍對準切口將毛坯切斷，如圖3-2-14所示。將毛坯置于剁料槽內，第一刀切至毛坯直徑的1/3～1/2深處，然后將毛坯轉動120°～150°后切入第二刀，再轉動毛坯切第三刀將毛坯切斷，如圖3-2-15所示。3）圓料切割三、模鍛將加熱后的毛坯放在鍛模的模腔內，經過鍛造，使其在模腔所限制的空間內產生塑性變形，從而獲得鍛件的鍛造方法稱為模鍛。胎模鍛是自由鍛與模鍛相結合的加工方法，即在自由鍛設備上使用可移動的模具生產鍛件。四、胎模鍛如圖3-2-19所示為錘子錘頭胎模結構。胎模鍛時，下模置于空氣錘的下砧上，但不固定。毛坯放在胎模內，合上上模，用錘子鍛打上模，待上、下模合攏后便形成鍛件。沖壓是利用沖模使板料分離或產生變形的加工方法。因多數情況下板料無須加熱，故又稱為冷沖壓。五、沖壓沖床是進行沖壓加工的基本設備，它有多種類型，常見的有開式沖床和閉式沖床，如圖3-2-20所示。1.沖壓設備2.沖壓工序2.沖壓工序2.沖壓工序2.沖壓工序2.沖壓工序1）在分離或成型過程中，板料的厚度變化很小，內部組織也不產生變化。2）生產率很高，易實現機械化、自動化生產。3）沖壓制件尺寸精確，表面光潔，大都無需再進行機械加工。4）適應范圍廣，從小型的儀表工件到大型的汽車橫梁等均能生產，并能制出形狀較復雜的沖壓制件。5）沖壓使用的模具精度高，制造復雜，成本高，所以主要適用于大批生產。3.沖壓特點及其應用（1）沖壓的特點沖壓常用的板料為低碳鋼、不銹鋼、鋁與鋁合金、銅與銅合金等，它們的塑性好，變形抗力小，適于沖壓加工。（2）沖壓的應用六、鍛壓的新技術和新工藝1.粉末鍛造粉末鍛造是粉末冶金成型方法與鍛造相結合的一種金屬加工方法。它是將粉末預壓成型后，在充滿保護氣體（保護氣氛）的爐中燒結制坯，將毛坯加熱至鍛造溫度后模鍛而成，粉末鍛造工藝示意圖如圖3-2-21所示。2.數控沖壓沖壓技術不斷發展，與材料技術、計算機技術、數控技術相結合，形成不僅適用于大批生產，而且適用于小批生產的數控沖壓技術。圖3-2-22所示為常見的數控沖壓設備。§3-3焊接課堂討論在工業生產中，經常需要將兩個或兩個以上的零件按一定形式和位置連接起來，常見的有鍵連接、銷連接、螺紋連接、焊接、鉚接等。觀察下面的連接方法，從可拆卸性、連接可靠性等方面對其進行評價，指出它們各自所屬的類型和應用特點。對于不同類型的連接，你還能舉出一些相應的例子嗎？一、焊接基礎知識焊接就是通過加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使焊件連接在一起的一種加工工藝方法。按照焊接過程中金屬所處的狀態不同，可以把焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三類，熔焊、壓焊和釬焊的特點見表3-3-1。1.焊接的定義及分類2.焊接的特點（1）焊接與鉚接相比，可以節省大量金屬材料，減小結構的質量。（2）焊接與鑄造相比，不需要制作木模和砂型，也不需要專門熔煉、澆注，工序簡單，生產周期短，尤其體現在單件、小批生產中；焊接結構比鑄件節省材料。（3）焊接具有一些其他工藝方法難以達到的優點。3.焊接的應用4.焊接安全文明生產規程（1）預防觸電的安全文明生產規程（2）預防火災和爆炸的安全文明生產規程（3）預防有害氣體和煙塵中毒的安全文明生產規程（4）預防電弧光輻射的安全文明生產規程（5）特殊環境焊接的安全文明生產規程二、焊條電弧焊焊條電弧焊的焊接回路如圖3-3-5所示，由弧焊電源、電纜、焊鉗、焊條、焊件和焊接電弧組成。1.焊條電弧焊的原理焊條電弧焊的原理如圖3-3-6所示。電弧的高溫將焊條與焊件局部熔化，熔化了的焊芯以熔滴的形式過渡到局部熔化的焊件表面，融合在一起后形成熔池。2.焊條焊條是涂有藥皮的供焊條電弧焊使用的焊接材料。（1）焊條的組成焊條由焊芯和藥皮組成，焊芯是一根具有一定長度及直徑的鋼絲，藥皮則是壓涂在焊芯表面上的涂料層，如圖3-3-7所示。（2）焊條的分類按焊條的用途不同，分為非合金鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條和鎳及鎳合金焊條等；按焊條藥皮熔化后的熔渣特性不同，分為酸性焊條和堿性焊條兩大類。熔渣成分主要是酸性氧化物的焊條稱為酸性焊條，典型的是鈦鈣型藥皮焊條。酸性焊條適用于一般低碳鋼和強度等級較低的普通低合金鋼的焊接。堿性焊條熔渣的主要成分是堿性氧化物和氟化鈣，典型的是低氫鈉型藥皮焊條。堿性焊條適用于合金鋼和重要非合金鋼結構的焊接。3.焊條電弧焊的設備（1）弧焊電源的分類（2）弧焊電源的正確使用與維護1）電焊機接入電網時，應注意核對電網電壓、相數與電焊機銘牌標示是否相符，以防燒壞設備。2）焊接前要仔細檢查各部位接線是否正確，特別是焊接電纜接頭是否緊固，防止因接觸不良而造成過熱燒損。3）若電網電源為不接地的三相制，應將電焊機外殼接地；若電網電源為三相四線制，應將電焊機外殼接零。4）電焊機應盡可能放在通風良好且干燥的地方，遠離熱源，并保持平穩。（2）弧焊電源的正確使用與維護5）改變電焊機接法時應在切斷電源的情況下進行，調節電流時應在空載情況下進行。6）防止電焊機受潮，保持機內干燥、清潔，定期用干燥的壓縮空氣吹凈內部灰塵，尤其是弧焊整流器。7）應按照電焊機的額定焊接電流和負載持續率來使用電焊機，不要使電焊機因過載而損壞。8）當電焊機發生故障時，應立即切斷電源，及時進行檢查和修理。9）工作完畢或臨時離開工作場地，必須及時切斷電焊機電源。10）電焊機的接線和安裝應由專業電工負責。4.焊接用具1）接頭與坡口形式。焊接接頭的形式主要有對接接頭、角接接頭、搭接接頭和T形接頭，如圖3-3-9所示。焊接厚板時，往往需要把焊件的待焊部位加工成具有一定幾何形狀的溝槽，稱為坡口，常見坡口形式如圖3-3-10所示，然后進行焊接。5.焊條電弧焊的工藝（1）焊前準備2）焊前還要對待焊部位的油污、鐵銹等進行清理，以免造成焊接困難及產生焊接缺陷，清理的范圍一般為坡口兩側各10～20mm處。（2）電源種類與極性1）電源種類。采用交流電源焊接時，電弧穩定性差；采用直流電源焊接時，電弧穩定性好，飛濺少，但電弧偏吹較嚴重。3）焊條烘干放于保溫筒內，隨取隨用。一般酸性焊條的烘干溫度為75～150℃，保溫1～2h；堿性焊條的烘干溫度為350～400℃，保溫1～2h。2）電源極性。電源極性是指在進行直流電弧焊時焊件的極性。焊件與電源輸出端正、負極的接法，分為正接和反接兩種。正接就是焊件接電源正極、焊條接電源負極的接線法，也稱正極性；反接就是焊件接電源負極、焊條接電源正極的接線法，也稱反極性。（3）焊接參數1）焊條直徑。焊條直徑根據焊件厚度、焊接位置、接頭形式、焊接層數等進行選擇。2）焊接電流。焊接電流主要由焊條直徑、焊接位置、焊條類型及焊接層數等決定。三、其他焊接方法3）電弧電壓。電弧電壓主要由弧長決定。弧長是指從熔化的焊條端部到熔池表面的最短距離。電弧長，則電弧電壓高；電弧短，則電弧電壓低。焊接時應力求使用短弧。4）焊接速度。焊接速度是指焊接時焊條向前移動的速度。焊接速度應均勻、適當，既要保證焊透又要保證不燒穿，可根據具體情況靈活掌握。1.氣焊氣焊是利用氣體火焰作為熱源的一種熔焊方法。常用氧氣和乙炔混合燃燒的火焰進行焊接，又稱為氧-乙炔焊。（1）氣焊的原理、特點及應用氣焊是將可燃氣體和助燃氣體通過焊炬按一定比例混合，獲得所要求的火焰作為熱源，熔化被焊金屬和填充金屬，使其形成牢固的焊接接頭的焊接方法。氣焊的原理示意圖如圖3-3-12所示。（2）氣焊焊接材料1）焊絲。氣焊用的焊絲起填充金屬作用，與熔化的母材一起形成焊縫。2）氣焊熔劑。氣焊熔劑是氣焊時的助熔劑，其作用是與熔池內的金屬氧化物或非金屬夾雜物相互作用生成熔渣，覆蓋在熔池表面，使熔池與空氣隔離（3）氣焊設備及工具氣焊設備及工具主要有氧氣瓶、乙炔瓶、減壓器、焊炬等，氣焊設備及工具的連接如圖3-3-13所示。（4）氣焊工藝參數氣焊工藝參數包括焊絲的型號、牌號及直徑，氣焊熔劑，火焰的性質及能率，焊炬的傾斜角度，焊接方向，焊接速度和接頭形式等，它們是保證焊接質量的主要技術依據。2.埋弧焊（1）埋弧焊的原理和特征埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。埋弧焊分自動和半自動兩種，最常用的是自動埋弧焊。與焊條電弧焊比較，自動埋弧焊具有三個顯著的特征：1）采用連續焊絲。2）使用顆粒焊劑。3）焊接過程自動化。（2）埋弧焊的優點1）焊縫質量好。2）生產率高。3）成本低。4）勞動條件得到改善。（3）埋弧焊的缺點埋弧焊的缺點是適應性差，只適用于水平位置焊接（允許傾斜坡度不超過20°）和長而直或大圓弧的連續焊縫，而且對生產批量有一定要求（大批生產），因而應用受到一定的限制。氬弧焊是使用氬氣作為保護氣體的氣體保護電弧焊。3.氣體保護電弧焊氣體保護電弧焊是用外加氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區的電弧焊，簡稱氣體保護焊。按保護氣體的不同，氣體保護電弧焊分為二氧化碳氣體保護焊和惰性氣體保護焊（氬弧焊、氦弧焊等）。4.氬弧焊（1）氬弧焊的原理、特點及應用氬弧焊時，氬氣流從焊槍噴嘴中連續噴出，在電弧區形成嚴密的保護氣層，將電極和金屬熔池與空氣隔離。同時，利用電極（鎢極或焊絲）與焊件之間產生的電弧熱量來熔化附加的填充焊絲或自動給送的焊絲及母材金屬形成熔池，液態熔池中的金屬凝固后形成焊縫。（2）氬弧焊的分類氬弧焊根據所用的電極材料不同，分為鎢極（不熔化極）氬弧焊和熔化極氬弧焊；根據操作方式不同，分為手工氬弧焊、半自動氬弧焊和自動氬弧焊；根據采用的電源種類不同，分為直流氬弧焊、交流氬弧焊和脈沖氬弧焊等。（3）鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊是使用純鎢或活化鎢（釷鎢、鈰鎢等）作為電極的氬弧焊，簡稱TIG焊。手工鎢極氬弧焊如圖3-3-14所示。手工鎢極氬弧焊設備包括電焊機、焊槍、氬氣瓶、流量計、開關等，如圖3-3-15所示。鎢極氬弧焊的工藝主要包括焊前清理和焊接參數。1）焊前清理。焊前必須對被焊材料的坡口、坡口附近20mm范圍內及焊絲進行清理，去除金屬表面的氧化膜和油污等雜質，以確保焊縫質量。2）焊接參數。鎢極氬弧焊的焊接參數主要有電源種類與極性、焊接電流、氬氣流量和噴嘴直徑等。2.方箱體的材料及毛坯方箱體的材料為灰鑄鐵HT200，毛坯選擇鑄件，鑄造后應進行退火處理，以便消除鑄造時的內應力，改善切削加工性能。3.方箱體的加工工藝分析（1）選擇定位基準：圖5-3-3所示方箱體上的基準面A、B、C要作為測量基準和定位基準。方箱體的各個表面作為粗、精加工的定位基準。（2）選擇裝夾方法：根據圖5-3-3所示方箱體的結構特點和精度要求，采用壓板進行裝夾。（3）分析方箱體的加工工藝：選擇磨削的方式來保證尺寸精度和表面粗糙度。①電源種類與極性。鎢極氬弧焊既可以使用直流電源，也可以使用交流電源。電源種類與極性可根據焊件材料進行選擇，見表3-3-4。②焊接電流。焊接電流主要根據焊件厚度、鎢極直徑和焊縫空間位置來選擇，過大或過小的焊接電流都會使焊縫成形不良或產生焊接缺陷。③氬氣流量和噴嘴直徑。氬氣流量過大，不僅浪費，而且容易形成紊流，不利于對焊接區的保護；同時，帶走電弧的熱量多，影響電弧穩定燃燒。電子束焊是利用加速和聚焦的電子束轟擊焊件所產生的熱能進行焊接的方法。5.真空電子束焊電子束是從電子槍中產生的，電子束的產生原理示意圖如圖3-3-16所示。電子束焊的焊縫形成過程如圖3-3-17所示。激光焊就是利用激光器產生的單色性、方向性非常高的激光束，經過光學聚焦后，把其聚焦到直徑為10μm的焦點上，使能量密度達到106W/cm2以上，通過將光能轉變為熱能從而熔化金屬進行的焊接。6.激光焊焊件在高溫下加壓但不產生可見變形和相對移動的固態焊接方法稱為擴散焊。擴散焊是把兩個相接觸的金屬焊件加熱到高溫（一般為0.7T熔～0.8T熔），并施加一定的壓力，此時焊件產生一定的顯微變形，經過較長時間的原子互相擴散而得到牢固的連接。7.擴散焊8.焊接機器人如圖3-3-18所示為弧焊機器人，主要由機械手、控制系統、焊接裝置和焊件夾持裝置等組成。（1）焊接機器人的組成和特點（2）焊接機器人的操作焊接機器人普遍采用示教方式工作，即機器人通過示教盒的操作鍵引導到起始點，然后用按鍵確定位置、運動方式（直線或圓弧）、擺動方式、焊槍姿態以及各種焊接參數。同時，還可通過示教盒確定周圍設備的運動速度等。§4-3金屬切削機床的分類及型號31§4-1切削運動與刀具

2§4-2切削液與加工質量§4-4車床及其應用4§4-5銑床及其應用5§4-8數控機床及其應用86§4-6鉆床及其應用

7§4-7其他機床及其應用§4-9特種加工與先進加工技術9§4-1切削運動與刀具切削加工就是使用切削工具（或設備）從工件上切除多余（或預留）的材料，以獲得尺寸精度、幾何形狀、表面粗糙度等都符合要求的零件或半成品的加工方法。機械加工是工人通過操作機床設備對工件進行切削加工的方法。常用機械加工方法的分類如圖4-1-1所示。課堂討論用小刀削鉛筆，注意觀察鉛筆和小刀的運動。采用其他方法削鉛筆，觀察鉛筆是如何被切削的。討論在不同的切削過程中鉛筆與刀具之間的相對運動。一、切削運動切削時，工件與刀具的相對運動稱為切削運動。切削運動包括主運動和進給運動。主運動是切除工件表面多余材料所需的最基本的運動。進給運動是使工件切削層材料相繼投入切削，從而加工出完整表面所需的運動。1.切削中的運動2.零件表面的形成（1）待加工表面：工件上有待切除的表面。（2）已加工表面：工件上經刀具切削后所形成的表面。（3）過渡表面：工件上由切削刃切除的那部分表面。二、切削用量及其選擇原則課堂討論觀看粗車外圓和精車外圓的切削過程，觀察粗車與精車時所形成的切屑和已加工表面各有什么不同，并完成表格內容的填寫。1.切削用量切削用量是切削加工過程中的切削速度、進給量和背吃刀量的總稱。（1）切削速度vc在進行切削加工時，刀具切削刃上的選定點相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度稱為切削速度。（2）進給量f工件或刀具每轉或每行程，工件與刀具在進給運動方向上的相對位移量稱為進給量。（3）背吃刀量ap背吃刀量一般是指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm。2.切削用量的選擇原則選擇切削用量的原則是在保證加工質量、降低加工成本和提高生產率的前提下，使背吃刀量、進給量和切削速度的乘積最大。三、刀具的結構用美工刀分別以兩種不同的切削角度對熔絲（鎢絲）、銅絲和鋼絲進行切削。用同一把刀具對硬度不同的材料變換不同的角度進行切削時，切削效果有什么不同？哪些因素可能造成切削效果不同？課堂討論1.刀具切削部分的組成（1）前面Aγ：刀具上切屑流過的表面。（2）主后面Aα：刀具上同前面相交形成主切削刃的后面。（3）副后面Aα′：刀具上同前面相交形成副切削刃的后面。（4）主切削刃S：前面與主后面的交線，切削時起主要切削作用。（5）副切削刃S′：前面與副后面的交線，切削時起輔助切削作用。（6）刀尖：指主切削刃與副切削刃的連接處相當少的一部分切削刃。2.車刀主要幾何角度及選用原則四、刀具材料課堂討論用普通高速鋼車刀和硬質合金車刀車削工件外圓，觀察不同的切削效果；觀察用立方氮化硼材料的先進刀具對淬硬鋼等高硬度材料工件直接進行高速切削的過程，感受不同材料刀具的性能。1.對刀具切削部分材料的基本要求刀具切削部分材料必須滿足以下基本要求：（1）高的硬度。（2）良好的耐磨性。（3）足夠的強度和韌性。（4）高的熱硬性。（5）良好的工藝性。除上述基本要求外，刀具切削部分材料還應有較好的導熱性和化學性能。2.常用的刀具切削部分材料2.常用的刀具切削部分材料3.先進刀具材料（1）陶瓷：陶瓷刀具分為氧化鋁（Al2O3）基和氮化硅（Si3N4）基兩大類。（2）超硬材料：超硬材料是指與天然金剛石的硬度、性能相近的人造金剛石和立方氮化硼，硬度可達8000～9000HV。4.常用刀具的選用1）根據零件材料的切削性能選用刀具。2）根據零件的加工階段選用刀具。3）根據零件加工區域的結構特點選擇刀具切削部分結構。（1）常用刀具的選用方法（2）選用舉例下面以車削圖4-1-5所示的臺階軸（材料為45鋼）為例，說明刀具的選用方法。§4-2切削液與加工質量一、切削液的作用右圖所示為加工設備工作的場景，可以看到，在加工過程中，設備向工件噴射液體，依據以往所學知識和生活經驗思考，這樣做的目的有哪些？課堂討論切削液能從切削區帶走大量的切削熱，使切削溫度降低。因此，切削液可延長刀具的使用壽命，提高工件的加工質量。1.冷卻作用2.潤滑作用切削液滲入刀具、切屑和工件之間，形成潤滑膜，可以減小刀具與切屑、刀具與工件過渡表面之間的摩擦。3.清洗和排屑作用切削液能將細小的切屑或磨削時從砂輪上脫落的磨粒及時沖走，避免切屑堵塞或劃傷工件已加工表面及機床導軌。二、切削液的種類三、切削液的選用四、加工精度加工精度指工件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數的符合程度。工件的加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度三個方面。1．加工精度的概念2．獲得規定尺寸精度的方法試切法是通過試切—測量—調整—再試切的反復過程而最終獲得規定尺寸精度的方法。（1）試切法（2）自動獲得尺寸精度的方法1）用定尺寸刀具加工。工件的尺寸精度由刀具本身尺寸精度保證。2）調整法。預先按規定的尺寸調整好機床、夾具、刀具及工件的相對位置和運動，并要求在一批工件的加工過程中，保持這種相對位置不變，或定期做補充調整，以保證在加工時自動獲得規定的尺寸精度。3）自動控制法。使用由測量裝置、進給裝置和控制系統組成的自動加工循環系統。加工表面質量包括工件表面微觀幾何形狀和工件表面層材料的物理性能、力學性能兩個方面的內容。五、加工表面質量1．加工表面質量的概念表面粗糙度是加工表面上具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。表面粗糙度是衡量加工表面微觀幾何形狀精度的主要標志。2．表面粗糙度（1）表面層材料因塑性變形引起冷作硬化。（2）表面層材料因切削熱的影響引起金相組織的變化。（3）表面層材料因切削時的塑性變形、熱塑性變形、金相組織變化引進殘余應力。3．表面層材料的物理性能和力學性能§4-3金屬切削機床的分類及型號做一做通過參觀金屬加工生產車間，認識不同種類的金屬切削機床。在這些金屬切削機床上查找如下圖所示的銘牌，觀察并記錄銘牌上的信息。一、金屬切削機床的分類根據國家標準《金屬切削機床型號編制方法》（GB/T15375—2008），金屬切削機床按其工作原理劃分為車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、鋸床和其他機床等。二、金屬切削機床型號編制1.通用機床的型號編制（1）型號表示方法：型號由基本部分和輔助部分組成，中間用“/”隔開，讀作“之”。型號由大寫漢語拼音字母和阿拉伯數字按一定規律組合而成，通用機床型號的表示方法如圖4-3-1所示。（2）機床的分類和代號（3）機床的通用特性代號和結構特性代號1）通用特性代號。2）結構特性代號當型號中有通用特性代號時，結構特性代號排在通用特性代號之后，否則結構特性代號直接排在類代號之后。結構特性代號用漢語拼音字母表示，但通用特性代號中已用的字母及“I”“O”兩個字母不能選用。（4）機床的組、系代號1）在同一類機床中，主要布局或使用范圍基本相同的機床，即為同一組。2）在同一組機床中，主參數、主要結構及布局形式相同的機床，即為同一系。（5）主參數和設計順序號1）主參數。主參數在機床型號中用折算值表示，位于系代號之后。2）設計順序號。當無法用一個主參數表示某些通用機床時，可用設計順序號表示，由1起始。當設計順序號小于10時，由01開始編號。（6）主軸數和第二主參數1）主軸數。對于多軸機床、多軸鉆床、排式鉆床等機床，其主軸數應以實際數值列入型號，置于主參數之后，用“×”分開，讀作“乘”。2）第二主參數。第二主參數（多軸機床的主軸數除外）一般不予表示。在型號中表示的第二主參數，一般以折算成兩位數為宜，最多不超過三位數。（7）重大改進順序號按改進的先后順序選用A、B、C等漢語拼音字母（但“I”“O”兩個字母不能選用），加在型號基本部分的尾部，以區別原機床型號。（8）其他特性代號其他特性代號主要反映機床的各類特性，置于輔助部分之首，用漢語拼音字母（除“I”“O”兩個字母外）、阿拉伯數字或阿拉伯數字與漢語拼音字母組合表示。2.專用機床的型號編制設計單位代號包括機床生產企業和機床研究單位代號（位于型號之首）。（1）型號表示方法（2）設計單位代號（3）設計順序號三、識讀常見機床型號1.CA6140C——類別為車床類；A——結構特性為A結構；6——組別為落地及臥式車床組；1——系別為普通車床系；40——主參數為床身上最大回轉直徑400mm。2.Z3040×16/S2Z——類別為鉆床類；3——組別為搖臂鉆床組；0——系別為搖臂鉆床系；40——主參數為最大鉆孔直徑40mm；16——第二主參數為最大跨距1600mm；S2——制造企業為沈陽第二機床廠。3.THM6350/JCST——類別為鏜床類；H——通用特性為加工中心；M——通用特性為精密；6——組別為臥式銑鏜床組；3——系別為臥式銑鏜床系；50——主參數為工作臺面寬度500mm；JCS——制造企業為北京機床研究所。§4-4車床及其應用課堂討論觀察車床加工出來的下圖所示零件，分析它們的特點。生活中還有哪些物品與這些零件相似？車削是以工件旋轉為主運動，以車刀移動為進給運動的切削加工方法。車削的切削運動由車床實現。一、臥式車床1.認識臥式車床2.臥式車床的運動和傳動路線二、立式車床和自動車床立式車床的結構布局特點是主軸垂直布置，有一個水平布置的直徑很大的圓形工作臺，用來裝夾工件。1．立式車床經調整后，不需工人操作便能自動地完成一定的切削加工循環（包括工作行程和空行程），并且可以自動地重復這種工作循環的車床稱為自動車床2．自動車床三、車床的加工范圍和加工特點1.車床的加工范圍（1）適應性強，應用廣泛，適合車削不同材料、不同精度要求的工件。（2）所用刀具結構相對簡單，制造、刃磨和裝夾都較方便。（3）切削力變化較小，車削過程相對平穩，生產率較高。（4）車削可以加工出尺寸精度和表面質量都較高的工件，車削的尺寸精度等級通常為IT9～IT7，表面粗糙度值可達Ra1.6μm。2.車床的加工特點四、車床常用夾具用以裝夾工件和引導刀具的裝置稱為夾具。車床夾具分為通用夾具和專用夾具兩類。車床的通用夾具一般作為車床附件供應，且已標準化。五、車刀五、車刀五、車刀§4-5銑床及其應用課堂討論觀察銑床加工出來的下圖所示零件，討論它們在結構上與車床加工出來的零件有何不同，加工表面有何特點。？銑削是以銑刀的旋轉運動為主運動，以工件的移動為進給運動的一種切削加工方法。銑削的切削運動是由銑床實現的。一、認識銑床X6132型臥式萬能升降臺銑床是生產中最常見的銑床之一，如圖4-5-2所示，其各部分的結構及作用見表4-5-1。1.認識X6132型臥式萬能升降臺銑床以X6132型臥式萬能升降臺銑床為例，其運動示意圖如圖4-5-3所示。2.臥式萬能升降臺銑床的運動和傳動路線X6132型臥式萬能升降臺銑床有主軸傳動和進給傳動兩套傳動系統，其傳動路線圖如圖4-5-4所示。2.臥式萬能升降臺銑床的運動和傳動路線二、其他常用銑床二、其他常用銑床二、其他常用銑床二、其他常用銑床三、銑床的加工范圍和加工特點1.銑床的加工范圍在銑床上使用各種不同的銑刀可以完成平面（平行面、垂直面、斜面）、臺階、槽、特形面等加工，配以分度頭等銑床附件還可完成花鍵軸、齒輪、螺旋槽等加工，銑床的加工范圍如圖4-5-5所示。2.銑床的加工特點（1）以銑刀的旋轉運動為主運動，加工位置調整方便。（2）采用多刃刀具加工，刀齒輪換切削，刀具冷卻效果好，使用壽命長。（3）銑床加工生產率高，加工范圍廣，銑刀種類多，適應性強，且具有較高的加工精度。（4）適合加工平面類及形狀復雜的組合體零件，在模具制造等行業中占有重要地位。四、銑床常用工具四、銑床常用工具四、銑床常用工具四、銑床常用工具四、銑床常用工具五、銑刀五、銑刀五、銑刀五、銑刀五、銑刀五、銑刀六、銑削方法三種不同的銑削方法具有如下特點：（1）端銑時銑