知識目標：了解鑄造造型材料與工藝裝備；掌握常用的手工造型方法。

教學了解鑄造加熱設備的使用性能；掌握熔煉加工的工藝參數。

目標技能目標：能獨立完成造型、造芯等操作。

能獨立完成熔煉、澆注、落砂等操作。

教學

掌握手工造型、熔煉加工的步驟和方法。

重點

教學

在教師輔助下，能夠獨立進行鑄造工藝的相關操作。

難點

教學

實物演示；教學板書；錄像插件；電子課件。

手段

教學

20學時

學時

教學內容與教學過程設計注釋

模塊一鑄造

鑄造是將液態合金在自重或壓力作用下澆注到與零件的形狀、尺寸相適應的鑄型空腔中，

待其冷卻凝固，以獲得零件和毛坯的生產方法。鑄造獲得的零件和毛坯稱為鑄件。鑄件在機

械制造業中應用極其廣泛，一般需經機械加工后才能使用。鑄造成型的方法很多，主要分為

砂型鑄造和特種鑄造。

砂型鑄造是利用砂型生產鑄件的方法，是應用最廣泛的一種方法，其所鑄鑄件約占鑄件

總產量的80%以上。砂型鑄造主要分為砂箱造型和金屬的熔煉與澆注兩個過程，砂型鑄造的

工藝過程如圖1-1所示。齒輪毛坯的砂型鑄造工藝如圖1-2所示。明確該模塊學習

重點，在任務驅動

下開始教學。

圖1-1砂型鑄造的工藝過程

制造芯盒

圖1-2齒輪毛坯的砂型鑄造工藝

實訓一砂箱造型

一、實訓內容

明確實訓任務

軸承蓋砂型鑄造操作訓練。

二、工藝知識

1.砂箱造型的種類

砂箱造型是鑄件生產過程中最復雜、最主要的工序，對鑄件的質量影響極大。合型后的

結合實物，講解砂

砂型。實際生產中，由于鑄件的大小、形狀、材料、批量和生產條件的不同，需采用不同的箱的構造，教師講

造型方法。造型方法可分為手工造型和機器造型兩大類，其中手工造型按起模特點可分為整解，學生觀察。

模造型、分模造型、活塊造型、挖砂造型和假箱造型等。

1）整模造型

模樣是整體的，鑄型的型腔一般只在下砂箱。整模造型適用于制造形狀簡單的鑄件，鑄

件上通常有一個較大的平面，造型時整個模樣能從分型面上方便地取出。

2）分模造型

鑄件的最大截面不在端部而在中部，因而木模沿最大截面分成兩半。

3）活塊造型講解砂箱造型分

將模樣上阻礙起模的部分做成可與主體脫離的活塊，活塊一般用銷子或燕尾樣與模樣主類。

體連接，取模時，先取出模樣主體，然后再取出活塊。

4）挖砂造型

當鑄件的分型面為曲面且模樣又不易分開制造時，可將模樣整體置于一個砂箱內造型，

通常為下砂箱。

5）假箱造型

當生產批量大時，可用模板代替平面底板，將模樣放置在模板上造型，從而省去挖砂操

作。

2.型（芯）砂

制造鑄型的造型材料稱為型砂，制造型芯的造型材料稱為芯砂。

1）型（芯）砂應具備的性能

（1）強度。型（芯）砂抵抗外力破壞的能力稱為強度。

（2）透氣性。型（芯）砂應具備讓氣體通過和使氣體順利逸出的能力，這個能力稱為透

氣性。

（3）耐火性。型（芯）砂在高溫作用下不熔化、不燒結、不軟化、保持原有性能的能力

稱為耐火性。

（4）退讓性。在鑄件冷卻收縮時，型（芯）砂能相應地被壓縮變形而不阻礙鑄件收縮的

性能稱為型（芯）砂的退讓性。

此外，芯砂在澆注后處于金屬液的包圍中，工作條件差，除應具有上述性能外，還必須

有較低的吸濕性、較小的發氣性、良好的潰散性（也稱為落砂性）等。

2）型（芯）砂的組成

熟悉型砂性能、組

型（芯）砂的性能與其組成原料有關。一般型（芯）砂由原砂、黏結劑、附加物及水等成，掌握型砂處理

按一定配比混制而成。和制備的方法。

（1）原砂。只有符合一定技術要求的天然礦砂才能作為鑄造用砂，這種天然礦砂稱為原

砂。

（2）黏結劑。砂粒之間是松散的，且沒有黏結力，顯然不能形成具有一定形狀的整體。

（3）附加物。為了改善型（芯）砂的某些性能而加入的材料稱為附加物。

（4）水。黏土砂中的水分對型砂性能和鑄件質量影響極大。

（5）涂料。為提高鑄件表面質量，可在砂型或型芯表面涂上涂料。

3）型（芯）砂的處理和制備

鑄造合金不同、鑄件大小不同，對型（芯）砂的性能要求也不同。為了保證型（芯）砂

的性能要求，型（芯）砂應選用不同材料，按不同的比例配置。配置好的型（芯）砂的性能

可用專門的儀器來測定，也可以憑經驗手測。

3.砂型制造的工模具

1）模樣和芯盒

模樣是由木材、金屬或其他材料制成，用來形成鑄型型腔的工藝裝備。

芯盒是制造型芯或其他種類耐火材料芯的裝備，一般為木制。

2）砂箱和常用的手工造型工具

（I）砂箱。造型時，砂箱是容納和支撐砂型的剛性框，其作用是在造型、運轉和澆注時

支承砂型，防止砂型變形和被破壞，材料一般為灰鑄鐵或鋁合金。

（2）常用的手工造型工具。

①底板。了解砂型制造中

常用的工模具。

②砂舂。

③通氣針。

④起模針。

⑤手風箱。

⑥錢刀。

⑦秋葉。

⑧提鉤。

⑨壓勺。

4.澆注系統

1）澆注系統的組成

澆注系統包括澆口盆、直澆道、橫澆道、內澆道等。澆注系統的任務是讓液態金屬連續、

平穩、均勻地填充鑄型型腔，能調節鑄件各部分溫度并起到擋渣的作用。

（I）澆口盆。澆口盆單獨制作或直接在鑄型中形成，用于接納澆包流下的液態金屬，減

少液態金屬的沖擊，使液態金屬平穩地流入澆道，并起擋渣和防止氣體卷入的作用。

（2）直澆道。直澆道是連接澆口盆和橫澆道的垂直通道，有一定的錐度，以便造型時取

出澆口棒。了解澆筑系統的

組成、類型。

（3）橫澆道。橫澆道是連接直澆道和內澆口的水平通道，其截面形狀多為梯形，一般開

在上型的分型面以上的位置。

（4）內澆道。內澆道是連接橫澆道和型腔的通道，其作用是控制液態金屬流入型腔的速

度和方向，并調節鑄件各部分的溫度。

2)澆注系統的類型

常用的澆注系統，按內澆口的注入位置不同可分為以下幾種。

(1)頂注式澆口。

(2)底注式澆口。

(3)中間注入式澆口。

(4)階梯式澆口。

5.冒口和冷鐵

冒口的主要功能是補給鑄件液態收縮和凝固收縮時所需的金屬液，以避免產生縮孔，并

具有排氣和集渣的作用。冒口安置在鑄件的最厚、最高處，一般在頂部。冒口多在澆注收縮

性較大的金屬(如鋼、球墨鑄鐵、鋁硅合金等)鑄件時使用。

冷鐵是為增大鑄件厚大部位冷卻速度而安放在鑄型內的金屬塊。它的主要作用是實現順

序凝固，防止縮孔和縮松。另外，冷鐵還具有減小鑄件應力和提高鑄件表面硬度和耐磨性的

作用。冷鐵通常由鋼或鑄鐵制成。

6.合型

將上型、下型、型芯、澆口盆等組合成一個完整鑄型的操作過程稱為合型，又稱為合箱。

合型是制造鑄型的最后一道工序，直接關系到鑄件的質量。

合型操作的具體過程如下。

1)鑄型的檢驗和裝配

下芯前，應先清除型腔、澆注系統和型芯表面的浮砂，并檢查其形狀、尺寸和排氣道是

否通暢。下芯應平穩、準確，然后導通型芯和砂型的排氣道，檢查型腔主要尺寸，固定型芯,了解合型操作過

在芯頭與芯座的間隙處填滿泥條或干砂，防止澆注時金屬液鉆入芯頭間隙而堵死排氣道，最程及注意要點，能

夠進行合型操作。

后平穩、準確地合上上型。

2)鑄型的緊固

(1)小型砂型的緊固。小型鑄件澆注時的抬型力不大，因此，可用壓鐵緊固。用壓鐵緊

固砂型時應注意以下幾點。

①壓鐵重力應大于抬型力。

②安放壓鐵時要小心輕放，且要壓放在箱帶或箱邊上，位置要對稱均衡。

③安放壓鐵時不能堵住出氣孔，也不能妨礙澆注操作。

(2)中型砂型的緊固。中型砂型的抬型力較大，因此，需用卡子或螺栓緊固。緊固時應

注意以下幾點。

①緊固前要在箱角處墊上墊鐵，以免緊固時將砂型壓崩。

②緊固螺栓時最好在對稱方向上同時進行，以免上型傾斜。緊固時用力要均勻。

(3)大型砂型的緊固。大型鑄件的抬型力大，因此，常用大型螺桿與壓梁來緊固。大型

鑄件的澆注高度較高，為了安全可在地坑中澆注。

三、軸承蓋整模砂箱造型實訓操作

1.造型前準備

按照鑄造工藝要求準備模樣、芯盒以及操作工具。

2.操作過程

1）安放平板模樣及砂箱

按鑄造的工藝方案將模樣安放在造型平板的適當位置。套上下砂箱使模樣

與砂箱內壁之間有足夠的吃砂量。若模樣容易粘砂，可撒一層防粘模材料，如石英粉等。

2）填砂和緊實

在已安放好的模樣表面篩上或鏟上一層面砂，將模樣蓋住；在面砂上面鏟加一層背砂；

用砂舂的扁頭將分批填入的型砂分階段分層舂實；當填到最后一層背砂后，要用砂舂的平頭

舂實。

3）修整和翻型

刮去砂型上面多余的背砂后使其表面與砂箱四邊平齊，再用通氣針扎出分布均勻、深度

適當的出氣孔，將已造好的下型翻轉180°。

4）修整分型面

用鑲刀將分型面模樣周圍的砂型表面壓光修平，撒上一層分型砂，再用手風箱吹去落在

模樣上的分型砂。

教師按軸承蓋整

5）放置上砂箱及撒防止粘模的材料

模砂箱造型實訓

將與下砂箱配套的上砂箱安放在下砂箱上，再均勻地撒上防止粘模的材料。操作步驟進行演

6）填砂和緊實示并提示各個步

驟要點，學生觀

先放置澆冒口，澆冒口的位置要合理可靠，并先用面砂固定它們的位置。其填砂和舂砂

察。

方法與下砂箱操作相同。

7）修整上型表面及開型

先用刮板刮去多余的背砂，使砂型表面與砂箱四邊平齊，再用鑲刀刮平澆冒口處的型砂，

用通氣針扎出氣孔，取出澆冒口模樣，在澆口處開設澆口盆。

8）修整分型面

清除分型面上的分型砂，用嬋筆潤濕模樣周圍的型砂，準備起模。

9）敲模和起模

使模樣向四周輕輕松動，再用起模針或起模釘將模樣從砂型中起出。

10）修型

先開挖澆注系統的橫澆道和內澆道，并修光澆冒口系統表面。將砂型型腔損壞處修好，

最后修整、刮平全部型腔表面。

11）合型

按定位標記將上型合在下型上，放置適當重量的壓鐵，抹好箱縫，準備澆注。合型后的

軸承蓋砂型制作完成。

3.操作要點

1）模樣放置

在造型平板上安放模樣時應注意以下幾個方面。

（1）注意模樣的起模斜度方向，以保證模樣容易從砂型中起出。

（2）應留出澆注系統冒口的安放位置。

(3)應使鑄件的重要加工面處在澆注位置的底面或側面。

(4)模樣與砂箱內壁和頂面間必須留有30?100mm的距離(即吃砂量)。

2)填砂和舂砂

填入砂型中的型砂有面砂和背砂兩種，貼近模樣的為面砂，其余為背砂。面砂厚度由鑄

件的壁厚決定，一般舂實后為20?60mm,其余部分可用背砂分層填入和舂實，舂砂是造型

過程中最基本的操作之一，其目的是使砂型緊實。

3)撒分型砂

上型的舂砂工作是放在下型上進行的，因而為了不使上、下型粘在一起，生產中常在分

型面上均勻地撒一層很薄的隔離材料，即細粒度的干砂，通常稱為分型砂。

4)砂型的排氣

在澆注時，砂型中會產生大量的氣體，為了盡量排出氣體，在造型時可采用以下工藝措

施。

(1)扎出氣孔。

(2)設置出氣冒口。

5)砂型定位

在合型時，上型必須準確地合在下型上，生產中常采用以下幾種定位方法。

(1)定位銷定位。

(2)泥號定位。

6)開型方法

將模樣從砂型中取出的過程稱為開型。開型的方法很多，有直接開型法、活動開型法、

轉動開型法、帶模開型法、翻轉開型法、異向開型法等。

7)起模

在起模前應做好準備工作，即刷水和敲模。對于小型鑄件的起模，將起模針扎在模樣重

心上，用一只手垂直向上提起模針，另一只手拿木槌輕擊模樣，邊敲邊向上提；對于大中型

鑄件的起模，則應采用起重機起模，注意吊鉤要對準模樣的重心位置，邊敲邊起模，當模樣

起高30mm左右時，應停止敲擊和起模，用造型工具將模樣四周的分型面修平，再繼續起模,

直到模樣脫離型腔。

8)修型

對砂型有損壞的地方應進行修整，修型所用的造型材料為面砂，為了保證修型質量，在

砂型需要修補的地方可先用水濕潤，其修型操作應該自上而下地進行，以防止上面修理好的

砂型又被落下的散砂弄臟或損壞。

9)開設澆冒口系統

在開設澆注系統時要注意以下幾點。

(1)內澆道的開設不能正對型芯和型腔內的薄弱部分，防止澆注時沖壞型芯或砂型。

(2)內澆道不能開設在橫澆道的兩個端部和上面，以及直澆道的下面，這是為了讓金屬

液中的雜質能存留在橫澆道中，防止流入型腔。

(3)內澆道開設的數目是根據鑄件的大小、形狀、材質及壁厚情況來確定的。

10)刷涂料或敷料

在砂型型腔表面刷涂料或敷料的目的是防止鑄件表面粘砂，涂料在使用之前，必須攪拌

均勻，因為涂料是一種懸濁液，容易產生沉淀。若型腔表面需經多次涂刷，第一層涂料的濃

度應稍大，刷后用鑲刀修光型腔表面，最后一層使用較稀的涂料涂刷，除了在型腔表面應刷

涂料外，在分型面、型腔交接處、澆冒口系統、芯頭和芯座等處，也應刷適當的涂料層。提示實訓過程中

需要注意的問題。

四、注意事項

(1)進入車間要穿好工作服、工作鞋，戴好工作帽。

(2)行走時要注意地面的工件和空中行車。

(3)砂箱碼放要穩固，防止倒塌傷人。

根據實訓表現，填

(4)工作場地要經常保持干凈，砂箱和砂子要堆放在規定的區域內，留出澆注道路及人行

寫評分表。

通道。

(5)造型時，不要用嘴吹砂，以免砂粒飛入眼內。搬動或翻轉砂箱時，要用力均勻，小心

輕放，不要壓傷手腳。

五、評分標準

填寫該實訓評分表。明確實訓任務

實訓二金屬的熔煉與澆注

一、實訓內容

軸承蓋砂型熔煉和澆注操作訓練。

二、工藝知識

1.熔煉

金屬熔煉的質量對能否獲得優質鑄件有著重要的影響。

熔煉是通過加熱使金屬由固態轉變為液態，并通過冶金反應去除金屬液中的雜質，使其

溫度和成分達到規定要求的過程和操作。

常用的熔煉金屬設備有沖天爐、電爐和感應爐等。目前使用較多的是沖天爐，其優點是

講解常用熔煉金

結構簡單，操作方便，成本低，而且能連續生產。

屬的設備分類。

1)沖天爐的構造

沖天爐是圓柱形豎式爐，其結構形式較多，但主要部分基本相似。沖天爐主要由以下幾

部分組成。

(1)爐底。整個沖天爐裝在爐底板上，爐底板用4根支柱支撐，爐底板上裝有兩扇可以

開閉的爐底門。

(2)爐體。爐體包括爐身和爐缸兩部分，從底排風口到爐底的部分為爐缸，從底排風口

至加料口的部分為爐身。

(3)煙囪。從加料口到爐頂部分為煙囪。

(4)前爐。前爐通過過道與爐缸相連，前爐上開設有窺視孔、出渣口、出鐵口及出鐵槽。

(5)加料裝置。加料裝置由加料機和加料桶組成，其作用是將爐料按一定的配比和質量，

按次序分批從加料口投入爐內。

2)沖天爐爐料

沖天爐爐料由金屬爐料、燃料和熔劑三部分組成。

(1)金屬爐料。金屬爐料由高爐生鐵(即生鐵錠)、回爐鐵(澆冒口、廢鑄件等)、廢鋼及鐵

合金(硅鐵、鎰鐵等)按比例配制而成。

(2)燃料。常用的燃料是焦炭。

(3)熔劑。熔劑主要起造渣作用。

2澆注

把液體金屬澆入鑄型的過程稱為澆注。

1)澆包

澆包是澆注常使用的工具。澆包在使用前應烘干，以免降低鐵液溫度或引起鐵液飛濺。

(1)吊包。吊包的容量在200kg以上，用吊車裝運進行澆注，適用于澆注大型鑄件。

(2)手提澆包。手提澆包的容量在20kg左右，用于澆注小鑄件。熟悉熔煉過程，掌

握澆注、落砂的方

(3)抬包。抬包的容量在50?100kg左右，適用于澆注中小型鑄件。

法。

2)澆注工藝

(1)澆注溫度。金屬液澆注溫度的高低應根據合金的種類、生產條件、鑄造工藝、鑄件

的技術要求而定。

(2)澆注速度。澆注速度的快慢對鑄件質量的影響也較大。

3.鑄件的落砂和清理

鑄件澆注完畢并冷卻凝固后，還必須進行落砂和清理等工作。

1)落砂

將鑄件從砂型中取出來的操作稱為落砂。

2)鑄件清理

落砂后的鑄件必須經過清理工序，才能使其表面滿足要求。清理工作主要包括以下內容。

(1)除芯。

(2)清除澆冒口。

表面清理。

(3)教師按軸承蓋砂

(4)時效處理。型熔煉和澆注實

三、軸承蓋砂型熔煉和澆注實訓操作訓操作步驟進行

演示并提示各個

1.金屬的熔煉

步驟要點，學生觀

用金屬熔煉設備熔煉金屬。

察。

2.金屬液的澆注

用澆包澆注時，金屬液流應對準澆口盆，澆包高度要適宜。要一次澆滿鑄型，不能斷斷

續續地澆注，以防鑄件產生冷隔現象。

3.鑄件的落砂與清理

鑄件冷卻到合適溫度后進行落砂。最后清除鑄件澆冒口、去除毛刺和清理鑄件表面粘砂，

澆注操作完成。

提示實訓過程中

四'注意事項需要注意的問題。

(1)澆注前應清理生產現場，了解鑄型情況，估計好鐵液的重量，鐵液不夠時不應澆注。

(2)盡量事先除去澆包內浮在鐵液表面的熔渣，以利澆注時扒渣或擋渣。

(3)開始時應細流澆注，防止飛濺；結束時也應細流澆注，防止鐵液溢出，并可減少抬箱

力。

根據實訓表現，填

(4)應注意及時引燃從鑄型的冒口和出氣孔中排出的氣體，防止CO等有害氣體污染空氣。

寫評分表。

(5)澆注過程中不能出現斷流，應使澆口盆始終保持充滿液態金屬，以利于熔渣上浮。

(6)鑄件凝固后應及時卸去壓鐵和砂箱緊固裝置，以防鑄件受到過大的鑄造應力而產生裂

紋。

五、評分標準

填寫該實訓評分表。

知識目標：掌握鍛造加工設備的操作方法；掌握手工自由鍛加工工序。

教學掌握沖壓加工設備的操作方法；掌握板料沖壓加工工序。

目標技能目標：掌握手工自由鍛的基本操作過程。

掌握沖壓板料的基本操作。

教學

掌握手工自由鍛加工、沖壓板料的步驟和方法。

重點

教學

在教師輔助下，能夠獨立進行鍛壓工藝的相關操作。

難點

教學

實物演示；教學板書；錄像插件；電子課件。

手段

教學

20學時

學時

教學內容與教學過程設計注釋

模塊二鍛壓

明確該模塊學習

鍛壓是對坯料施以外力，使其產生塑性變形，改變尺寸、形狀及改善性能，用以制造機

重點，在任務驅動

械零件、工件或毛坯的成形加工方法。鍛壓是鍛造和沖壓的總稱，是機械制造中的重要加工

下開始教學。

方法之一。

實訓一自由鍛造

一、實訓內容

明確實訓任務

手工自由鍛階梯軸操作訓練。

二、工藝知識

1.鍛造概述

鍛造是將加熱后的金屬坯料放在鍛壓設備的砧鐵或模具之間，施加鍛壓力以獲得毛坯或

零件的方法。

鍛造生產過程主要包括下料、坯料的加熱、鍛造成形、鍛件的冷卻、鍛件的熱處理等。

1)下料

下料是根據鍛件的形狀、尺寸和重量，從選定的原材料上截取相應的坯料。中小型鍛件

一般以熱軋圓鋼或方鋼為原材料。

2)坯料的加熱

(1)加熱的目的。鍛造前要對金屬坯料加熱，目的在于提高其塑性，降低其變形抗力，

即改善金屬的可鍛性，以利于金屬變形。

(2)鍛造溫度范圍。隨著加熱溫度的升高，金屬材料的塑性升高，變形抗力隨之降低，

其可鍛性變好。

(3)加熱方法。金屬坯料的加熱按所采用的熱源，可分為火焰加熱與電加熱兩大類。火

焰加熱采用煙煤、焦炭、重油、柴油、煤氣作為燃料，當燃料燃燒時，產生含有大量熱能的

高溫火焰將金屬加熱。電加熱通過把電能轉變為熱能來加熱金屬坯料，是先進的加熱方法。

電加熱的方法主要有電阻加熱、接觸加熱和感應加熱。

(4)加熱設備。常用的加熱設備有手鍛爐、反射爐、室式重油爐和箱式電阻爐等

(5)加熱缺陷及其防止措施。鍛造時，加熱不當可能產生多種缺陷。常見的加熱缺陷有

講解鍛造生產過

氧化、脫碳、過熱、過燒、加熱裂紋等。

程，以及各個過程

①氧化。在高溫下，坯料的表層金屬與爐氣中的氧化性氣體(氧氣、二氧化碳、水蒸氣

常用設備及工具。

及二氧化硫等)進行化學反應生成氧化皮，造成金屬燒損，這種現象稱為氧化。

②脫碳。在加熱過程中，金屬表層的碳與爐氣中的氧或氫發生化學反應，引起表層含碳

量減少的現象稱為脫碳。

③過熱。當坯料加熱溫度過高或高溫下保持時間過長時，內部晶粒會迅速長大，成為粗

晶粒，這種現象稱為過熱。

④過燒。鍛后如發現晶粒粗大，可經熱處理使之細化。加熱溫度超過始鍛溫度過多，使

晶粒邊界出現氧化及熔化的現象稱為過燒。

⑤加熱裂紋。大型或復雜的鍛件由于其材料的塑性差或導熱性差，如加熱速度過快或裝

爐溫度過高，使坯料內外溫差大，膨脹量不一致，就可能產生裂紋。

3)鍛造成形

坯料在鍛造設備上經過鍛造成形，才能達到一定的形狀和尺寸要求。常用的鍛造方法有

自由鍛、胎模鍛和模鍛三種。本實訓主要介紹自由鍛的相關知識。

自由鍛是將坯料直接放在自由鍛設備的上下砧鐵之間施加外力，或借助于簡單的通用工

具，使之產生塑性變形的鍛造方法。

4)鍛件的冷卻

鍛件的冷卻是保證鍛件質量的重要環節。冷卻的方法有以下幾種。

(1)空冷。

(2)坑冷。

(3)灰砂冷。

(4)爐冷。

5)鍛件的熱處理

鍛件在切削加工前，一般都要進行一次熱處理，以便于進行切削加工。鍛后也要進行熱

處理，熱處理的作用是使鍛件的內部組織進一步細化和均勻化，消除鍛造殘余應力，降低鍛

件硬度。常用的鍛后熱處理方法有正火、去應力退火和球化退火等。具體的熱處理方法和工

藝要根據鍛件的材料種類和化學成分確定。

2.手工鍛造工具

手工鍛造工具可分為支持工具、鍛打工具、成形工具、夾持工具和測量工具。

1)支持工具

支持工具是指鍛造過程中用來支持坯料承受打擊及安放其他用具的工具。

2)鍛打工具

鍛打工具是指鍛造過程中產生打擊力并作用于坯料上使之變形的工具。

3)成形工具

成形工具是指鍛造過程中直接與坯料接觸并使之變形而達到所需要形狀的工具。

4)夾持工具

夾持工具是指用來夾持、翻轉和轉移坯料的工具，常用的有各種形狀的鉗子。

5)測量工具

測量工具是指用來測量坯料和鍛件尺寸或形狀的工具。常用的測量工具有鋼直尺、卡鉗、

樣板等。

3.手工自由鍛基本工序

手工自由鍛的基本工序有鎖粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉、錯移和切割等，其中餓粗、

拔長、沖孔應用最多。

1)徽粗

鍛粗是使坯料橫截面面積增大而高度減小的鍛造工序。

徽粗操作的規則和注意事項如下。

(1)徽粗前應使坯料的端面平整，并與軸線垂直，以免鍛歪。

(2)坯料鎖粗部分的加熱必須均勻，否則鎖粗時變形不均勻，鎖粗后工件將呈畸形。

熟悉手工自由鍛

(3)鍛粗時鍛打力要重而且正。

基本工序，掌握各

拔長

2)步驟操作方法。

拔長是使坯料長度增大、橫截面減小的操作，主要用于軸類、桿類、長筒形等具有長軸

線的鍛件。

拔長操作的規則和注意事項如下。

(1)拔長時工件要放平，錘擊要準，力的方向要垂直，以免產生菱形。

(2)拔長時工件應沿上下砧的寬度方向送進，每次送進量L應為砧面寬度B的0.3?0.7

倍，；送進量太大，鍛件主要向寬度方向流動，降低延伸效率；送進量太小容易產生夾層。

(3)單邊壓下量應小于送進量L,否則會產生折疊。

(4)為了保證坯料在拔長過程中各部分的溫度及變形均勻，不產生彎曲，需將坯料不斷

地繞軸線翻轉，常用的翻轉方法有反復90。翻轉和沿螺旋線翻轉兩種。

(5)圓形截面坯料的拔長，必須先把坯料鍛成方形截面，再拔長到邊長接近鍛件的直徑,

再鍛成八角形，最后滾成圓形。

(6)拔長臺階軸時，應先在截面分界處用壓肩摔子壓出凹槽，稱為壓肩。壓肩后將兩端

局部拔長，即可鍛出臺階軸。

(7)拔長后的工件表面并不平整，因此，工件的平面需用窄平錘或方平錘修整，圓柱面

需用型錘修整。

3)沖孔

沖孔是在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序，主要用于鍛造空心鍛件，如齒輪、圓環

等。

沖孔操作的規則和步驟如下。

(1)準備。

(2)試沖。

(3)沖深。

(4)沖透。

4)彎曲

彎曲是將坯料彎成一定形狀的鍛造工序。彎曲時一般應將坯料需要彎曲的部分加熱，常

用于制造吊鉤、鏈環等鍛件。

5)扭轉

扭轉是將坯料的一部分相對于另一部分繞其軸線旋轉一定角度的鍛造工序，主要用于制

造多曲軸和連桿。

6)錯移

錯移指的是將坯料的一部分相對于另一部分錯開，并且使兩部分仍然保持平行的鍛造工

序。

7)切割

切割是將坯料分割開的鍛造工序，主要用于下料和切除鍛件余料。

三、階梯軸手工自由鍛實訓操作

零件名稱：階梯軸。

材料:45鋼。

設備：150kg空氣錘。

1.鍛造前準備

1)制定零件的加工工序過程

階梯軸類鍛件自由鍛的主要變形工序是整體拔長及分段壓肩、拔長。

2)擬定加熱次數

加熱兩次。

3)準備操作工具

按照手工自由鍛工藝要求準備操作工具。

4)設備的熟悉、檢查和使用

按照要求熟悉設備的使用方法，并試運行設備，檢查其有無故障。

2.操作過程

教師按階梯軸手

(1)將毛坯件加熱到1800°C開始鍛造，控制鍛造溫度為800℃~1800°C。

工自由鍛實訓操

(2)將坯料整體拔長至(49±2)mm。作步驟進行演示

(3)采用壓肩摔子在工件48mm處邊輕打邊旋轉坯料進行壓肩操作。并提示各個步驟

要點，學生觀察。

(4)將48mm長度部分直徑拔長至略大于37mm。

(5)用摔圓摔子將拔長部分摔圓至(37±2)mm。

(6)用壓肩摔子截取42mm中段尺寸，將另一端進行壓肩。

(7)將毛坯另一頭的直徑拔長至略大于32mm。

(8)用摔圓摔子將拔長部分摔圓至(32±2)mm。

(9)用工具檢查及修整軸向彎曲。

3.手工自由鍛操作要點

手工自由鍛是由掌鉗人和打錘人互相配合完成的。

1)掌鉗

掌鉗人站在鐵砧后面，左腳稍向前。左手握鉗，用以夾持、移動和翻轉工件；右手握手

錘，用以鍛打或指示大錘的落點和打擊的輕重。

握鉗的方法隨翻料方向的不同而不同。根據揮動手錘時使用的關節不同，手錘的打法分

為三種。其中手揮法和肘揮法用于給大錘作指示，臂揮法有時用來修整鍛件。

2)打錘

鍛造時，打錘人應聽從掌鉗人的指揮，錘擊的輕重和落點由手錘指示。大錘的打法有抱

打、掄打和橫打三種。使用抱打時，在打擊坯料的瞬間能利用坯料對錘的彈力使舉錘較為省

力；掄打時，打擊速度快，錘擊力大；只有當錘擊面與砧面垂直時，才使用橫打法。

四、注意事項

(1)手鍛操作要檢查大錘、手錘與柄連接是否牢固，打大錘時，先要看周圍是否有人，以

免傷人。提示實訓過程中

(2)不得用手錘、大錘對砧面敲擊，以免錘頭反跳被擊傷。需要注意的問題。

(3)操作時，要密切配合，聽從“輕打”、“打”、“重打”、“停止”等口令。

(4)加熱時，要嚴格控制鍛造溫度范圍，不準猛開風門，以防火星或煤屑飛出傷人。

(5)下料和沖孔時，周圍人員應避開，以防料頭及沖頭等飛出傷人。

(6)不準用手代替鉗子直接拿工件，以防燙傷。

(7)未經許可，不準擅自動用鍛造機。操縱空氣錘時，只準一個人操縱，嚴禁他人在旁幫

忙。

(8)空氣錘在開始時不可“強打”，使用完畢，將錘頭提起，井用木塊墊好。根據實訓表現，填

(9)在砧面上不得積存渣皮，必須用掃帚清除。寫評分表。

(10)工作完畢，及時熄滅手鍛爐，并清理工作場地。

五、評分標準

填寫該實訓評分表。

明確實訓任務

實訓二板料沖壓

一、實訓內容

板料沖壓墊片操作訓練。

二'工藝知識

沖壓是通過壓力機上的模具使板料分離或變形而獲得沖壓件。沖壓一般在常溫下進行,

又稱為冷沖壓。沖壓材料大都是金屬板材，故又稱為金屬板料沖壓。

1.板料沖壓設備

板料沖壓設備主要有剪板機和沖床。

1)剪板機

剪板機又稱為剪床，可將板料剪成沖壓所需規格的毛坯尺寸。

2)沖床講解常用板料沖

沖床是進行沖壓的基本設備。沖床的類型很多。壓設備分類、結

沖床主要參數的意義如下。構，以及板料沖壓

(1)公稱壓力(kN)。沖床工作時，滑塊運行至最下位置時所產生的最大壓力。的基本工序。

(2)滑塊行程(mm)。曲軸旋轉時，滑塊由最上位置到最下位置之間的距離。

(3)封閉高度(mm)。滑塊在行程達到最下位置時，其下表面到工作臺面的距離。

2.板料沖壓的基本工序

板料沖壓的工序分為分離工序和成形工序。

下面介紹幾種常用的基本工序。

1)分離工序

(1)剪切。剪切是將板料沿不封閉的輪廓分離的沖壓工序。

(2)沖裁。沖裁是將板料沿封閉輪廓曲線分離的沖壓工序，包括沖孔和落料。

(3)切口。切口可視為不完整的沖裁，其特點是將板料沿不封閉的曲線部分分離，并且

分離部分的金屬發生彎曲。

2)成形工序

成形工序是使板料產生塑性變形以達到所需形狀的工序，使坯料的一部分相對于另一部

分產生位移而不破裂。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊等。

(1)彎曲。彎曲是將板料彎成一定曲率和角度的變形工序。

(2)拉深。拉深是把板料沖制成中空形狀沖壓件的變形工序，又稱為拉延。

(3)翻邊。翻邊是在沖壓件的半成品上沿一定的曲線位置翻起豎立直邊的變形工序，其

中應用最多的是孔的翻邊，即翻孔。

3.沖模

沖模是沖裁模具的簡稱，常用的沖模有簡單沖模、連續沖模和復合沖模。

了解沖模分類。

1)簡單沖模

簡單沖模在沖床的一次行程中只完成一個工序。

各組成部分的作用如下。

(1)凸模和凹模。

(2)模架。

(3)導料板和定位銷。

(4)卸料板。

2)連續沖模

連續沖模可在沖床的一次行程中，在模具的不同位置上同時完成多個工序。

3)復合沖模

在滑塊的一次行程中，在模具的同一位置完成兩個或多個沖壓工序的沖模稱為復合沖模。

三、板料沖壓墊片實訓操作

教師按板料沖壓

1.沖壓前準備墊片實訓操作步

(1)將1000mmX2000mm的板料用剪板機剪成寬度為32?33mm的條料。驟進行演示并提

示各個步驟要點，

(2)根據工藝規程，選擇噸位合適的沖床，檢查制備好的模具是否完好。

學生觀察。

(3)按照要求熟悉設備的使用方法，試運行設備，檢查其有無故障。

2.模具的安裝調試

將整套裝配好的沖模搬運到沖床工作臺上，模柄對準沖床滑塊的模柄孔。用手轉動飛輪，

使滑塊下端面與上模座上平面接觸。若滑塊到了下止點還未與上模接觸，則需調節沖床連桿

的長度，使它們相互接觸。鎖緊模柄。用手轉動飛輪，使上、下模分開，調節連桿長度，使

滑塊在下止點時凸模進入凹模1mm左右。鎖緊連桿。連續轉動飛輪，使沖床完成一個行程，

若無異常，則說明沖模已安裝完畢，可以進行沖壓生產。

3.沖壓操作

腳踏沖壓踏板進行沖壓操作。提示實訓過程中

需要注意的問題。

四、注意事項

(1)沖壓操作時必須使用夾鉗拿取工件，禁止把手直接伸進模具中間。

(2)嚴禁連沖，禁止把腳一直放在離合器踏板上進行操作，必須每沖一次踩一下。根據實訓表現，填

(3)兩人以上合作操作一臺設備時，必須要分工明確，協調配合，注意力高度集中。寫評分表。

(4)在放置毛坯、取出沖壓件、清理廢料或工件時，都必須使用工具進行操作。

(5)實習結束后，應切斷電源，擦凈模具涂油，將模具放回模架。

五'評分標準

填寫該實訓評分表。

知識目標：掌握焊條電弧焊焊接設備的型號及主要技術參數；掌握焊條電弧焊焊接工具的使用方法及工藝

要求。

了解氣焊的特點；了解氣焊的加工范圍；掌握氣焊設備的型號及主要技術參數；掌握氣焊火焰種類及其使

教學用范圍。

目標了解氣割特點；了解氣割加工范圍；掌握割炬的組成部分及其作用。

技能目標：掌握焊接的基本操作方法；會合理選用設備的技術參數對工件進行焊條電弧焊加工。

掌握氣焊的基本操作方法。

掌握氣割的基本操作方法。

教學

掌握焊條電弧焊焊接的步驟和方法，掌握氣焊、氣割的基本操作方法。

重點

教學

在教師輔助下，能夠獨立進行焊接工藝的相關操作。

難點

教學

實物演示；教學板書；錄像插件；電子課件。

手段

教學

20學時

學時

教學內容與教學過程設計注釋

模塊三焊接

焊接是指通過加熱、加壓或同時加熱加壓的方法使分離的焊件金屬之間產生原子間結合

力而連成一體的連接方法。

與鉀接相比，焊接方法省工節料，接頭的致密性好，焊接過程便于實現機械化和自動化。

通過焊接還可以將型材、沖壓件、鍛件拼焊成組合體結構，用于制造大型零件毛坯。

焊接方法的種類很多，按照焊接過程的物理特點，焊接的基本方法可分為熔焊、壓焊、

釬焊三大類。

（1）熔焊。將焊接接頭處的金屬加熱到熔化狀態，經過冷卻結晶形成接頭的焊接方法。

（2）壓焊。在焊接過程中需要對焊件施加壓力（加熱或不加熱）的一類焊接方法。

明確該模塊學習

（3）釬焊。利用低熔點的填充金屬（稱為釬料）熔化后與固態焊件金屬相互擴散形成原

重點，在任務驅動

子間的結合而實現連接的方法。

下開始教學。

焊接的具體分類如圖3-1所示。

|熔焊||壓焊|

軟

硬

釬

釬

焊

焊

一

一

氣

焊

等

體

埋

條

離

保

弧

電

子

護

焊

弧

弧

焊

焊

焊

圖3-1焊接的分類

課題一熔焊

熔焊的具體方法有焊條電弧焊、氣焊、埋弧焊、氣體保護焊、電渣焊、等離子弧焊等,

其中，焊條電弧焊和氣焊在實際生產中的應用較為普遍。

實訓焊條電弧焊

一、實訓內容明確實訓任務

V形坡口的平對接焊操作訓練。

二、工藝知識

1.焊條電弧焊

焊條電弧焊是利用電弧放電所產生的高熱量，將焊條和被焊金屬局部加熱至熔化，經冷

卻凝固完成焊接，將工件和焊鉗分別連接到電焊機的兩個電極上，并用焊鉗夾持焊條；將焊

條與工件瞬時接觸，隨即將焊條提起，在焊條與工件之間便產生了電弧；電弧區的溫度很高，

中心處最高溫度可達6000℃,將工件接頭附近的金屬和焊條熔化，形成焊接熔池；隨著焊

條沿焊接方向陸續移動，新的焊接熔池不斷形成，原先熔化了的金屬迅速冷卻和凝固，形成

一條牢固的焊縫，將分離的金屬焊接為整體。

2.焊接設備

I)電焊機

焊條電弧焊使用的電焊機有交流電焊機和直流電焊機兩種。

(1)交流電焊機。交流電焊機是一種特殊的降壓變壓器。交流電焊機能將220V或380

V的電源電壓降至空載時的60-80V和電弧燃燒時的20-30V。

交流電焊機具有結構簡單、價格便宜、使用可靠、效率高、噪聲小、維護方便等優點，

應用較廣，但在電弧穩定性方面有些不足。

(2)直流電焊機。生產中常用的直流電焊機有直流弧焊發電機和整流弧焊機兩種。

①直流弧焊發電機。它是由交流電動機和直流發電機組成的。

直流弧焊發電機焊接時電弧穩定，焊接質量較好，但結構復雜，噪聲大，價格高，耗電

大，耗材多，不易維修。因此，這種焊機的應用受到了限制。

②整流弧焊機。整流弧焊機是電弧焊專用的整流器，故又稱為弧焊整流器。它通過整流講解焊接常用設

器把交流電轉變為直流電，既彌補了交流電焊機電弧穩定性較差的缺點，又比一般直流電焊備、工具及其功

機結構簡單，維修容易，噪聲小。用。

2)焊條

(1)焊條的組成及作用。電弧焊使用的焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。焊芯在焊接時的

作用有兩個：一是作為電極，產生電弧；二是熔化后作為填充金屬，與熔化后的工件一起形

成焊縫。

(2)電焊條的分類。焊條按用途的不同分為十大類，即結構鋼焊條、不銹鋼焊條、鋁和

銘鋁耐熱鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鏢及鎂合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊

條、低溫鋼焊條和特殊用途焊條。

(3)焊條的選用。焊條的選用原則如下。

①根據被焊件材質選擇焊條種類。

②根據被焊件強度選擇焊條型號。

③根據焊接結構的使用條件選擇藥皮類型。

3)焊鉗和面罩

焊鉗的作用是夾持焊條和傳遞焊接電流；面罩的作用是保護操作者的眼睛和面部，避免

被弧光灼燒。在進行焊條電弧焊時必須使用面罩，切不可裸眼直視弧光進行操作。

3.焊接參數

焊接參數是為了保證焊接質量而選定的各個參數的總和。焊條電弧焊的焊接參數包括焊

條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度和焊接層數等。

1)焊條直徑

為了提高生產率，通常選用直徑較大的焊條，但焊條直徑一般不大于6mm。

2）焊接電流

焊接電流的大小對焊件的質量有很大的影響，電流過大會使焊條藥皮失效，同時使金屬

的熔化速度加快，加劇了金屬的飛濺，易造成焊件燒穿、咬邊等缺陷；電流過小會造成夾渣、

未焊透等缺陷，降低焊接接頭的力學性能。

實際操作中，可根據經驗來判斷所選擇的焊接電流是否合適。

（1）聽聲音。

（2）看飛濺。

（3）看焊條熔化情況。

（4）看熔池狀況。

（5）看焊縫成形。

3）電弧電壓

電弧電壓由電弧長度決定。

4）焊接速度

焊條沿焊接方向移動的速度稱為焊接速度。焊接速度對焊接質量影響很大，一般在保證

焊透和焊縫良好成形的前提下，應快速施焊；但焊速過快，易產生焊縫的熔深小、焊縫窄及

焊不透等缺陷；焊速過慢，容易將焊件焊穿。

5）焊接層數

中厚板焊接時，要加工坡口，進行多層多道焊。一般每層焊縫厚度不宜超過4mm。

4.焊接接頭、坡口、焊接位置

1）焊接接頭

將兩個工件焊接在一起時，兩個工件的相對位置決定了它們的接頭形式。常用的焊接接

頭形式有對接接頭、搭接接頭、角接接頭和T形接頭。

2）坡口

在焊接過程中，為滿足零件設計和工藝的要求，同時為了焊透和減少焊件熔入熔池的相

對數量及焊接完成后方便清渣，要將焊件的待焊接部位加工成一定形狀的溝槽，稱為坡口。

3）焊接位置

熔焊時，焊縫所處的空間位置稱為焊接位置，有平焊、立焊、橫焊和仰焊4種。熟悉焊接基本工

5.焊接基本操作技術