《金屬工藝學(xué)》教案

高等職業(yè)教育規(guī)劃教材《金屬工藝學(xué)》教案主編王英杰中國鐵道出版社一、教學(xué)組織.提問10分鐘.講解70分鐘.小結(jié)5分鐘.布置作業(yè)5分鐘二、教學(xué)內(nèi)容三、韌性韌性是金屬材料在斷裂前吸收變形能量的能力。沖擊吸收功的單位是焦?fàn)?。金屬材料韌性大小通常采用沖擊吸收功指標(biāo)來衡量，而測定金屬材料的沖擊吸收功，通常采用夏比缺口沖擊試驗方法。？（-）夏比沖擊試驗？沖擊試樣?帶V型缺口的試樣，稱為夏比V型缺口試樣，使用V型缺口試樣進行沖擊試驗時，相應(yīng)的沖擊吸收功用符號Aky表zj＜。帶U型缺口的試樣，稱為夏比U型缺口試樣。使用U型缺口試樣進行沖擊試驗時，相應(yīng)的沖擊吸收功用符號肌1表示。？試驗原理：夏比沖擊試驗是在擺錘式?jīng)_擊試驗機上進行的。擺錘沖斷試樣所失去的勢能是：Akv-AkVI-AkV2(J)Akv就是規(guī)定形狀和尺寸的試樣在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功，稱為沖擊吸收功。沖擊吸收功An愈大，表示材料抵抗沖擊試驗力而不破壞的能力愈強。如果用沖擊試樣的斷口處的橫截面積S去除Aki或Akv即可得到?jīng)_擊韌度，其用ax「或aKY表示，單位是J/cn?。沖擊吸收功（或沖擊韌度）對組織缺陷非常敏感，它可靈敏地反映出金屬材料的質(zhì)量、宏觀缺口和顯微組織的差異，能有效地檢驗金屬材料在冶煉、加工、熱處理工藝等方面的質(zhì)量。沖擊吸收功（或沖擊韌度）對溫度非常敏感，通過一系列溫度下的沖擊試驗可測出金屬材料的脆化趨勢和韌脆轉(zhuǎn)變溫度。在進行不同溫度的一系列沖擊試驗時，隨試驗溫度的降低，沖擊吸收功總的變化趨勢是隨溫度降低而降低。當(dāng)溫度降至某一數(shù)值時，沖擊吸收功急劇下降，金屬材料由韌性斷裂變?yōu)榇嘈詳嗔?，這種現(xiàn)象稱為冷脆轉(zhuǎn)變。金屬材料在一系列不同溫度的沖擊試驗中，沖擊吸收功急劇變化或斷口韌性急劇轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)域，稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。韌脆轉(zhuǎn)變溫度是衡量金屬材料冷脆傾向的指標(biāo)。金屬材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度愈低，說明金屬材料的低溫抗沖擊性愈好。（二）屢次沖擊試驗的概念?堿性焊條，熔渣中堿性氧化物的比例較高。焊接時，電弧不夠穩(wěn)定，熔渣的覆蓋性較差，焊縫不美觀,焊前要求清除掉油脂和鐵銹。但它的脫氧和去氫能力較強，故又稱為低氫型焊條，焊接后焊縫的質(zhì)量較高,適用于焊接重要的結(jié)構(gòu)件。？.焊條型號、牌號及編制方法？焊條型號及牌號主要反映焊條的性能特點及類別°目前，我國參照國際標(biāo)準(zhǔn)，陸續(xù)對不同焊條型號作了修改，如碳鋼焊條型號編制方法規(guī)定以字母“E”打頭表示焊條，前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最小值（單位為kgf/mm?）,第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置?！?”及“1”表示焊條適用于全位置焊接;“2”表示焊條適用于平焊及平角焊；“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數(shù)字組合表示焊接電流種類及藥皮類型。例如，E4303表示焊縫金屬的。b243kgf/mm2或420N/mm2,適用于全位置焊接,藥皮類型是鈦鈣型，電流種類是交流或直流正、反接。？（三）焊條選用原那么？.考慮母材的力學(xué)性能和化學(xué)成分？對于結(jié)構(gòu)鋼主要考慮母材的強度等級，如母材是普通低合金鋼時，可以選擇低合金鋼焊條；對于低溫鋼主要考慮母材低溫工作性能；對于耐熱鋼、不銹鋼等主要考慮熔敷金屬的化學(xué)成分與母材相當(dāng)。.考慮焊件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和剛性？對于形狀復(fù)雜、剛性較大的結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用抗裂性好的堿性焊條。？.考慮焊件的工作條件？根據(jù)不同的工作條件，應(yīng)選用相應(yīng)性能的焊條，如在腐蝕環(huán)境條件下工作的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選擇不銹鋼焊條；在高溫條件下工作的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選擇耐熱鋼焊條等。四、焊條電弧焊工藝。（-）焊縫空間位置？焊縫在空間位置的不同可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。（二）焊接接頭基本型式和坡口基本型式？基本的焊接接頭型式有：對接接頭、角接接頭、T形接頭、搭接接頭等?；镜钠驴谛褪接校壕磉吰驴?、I型坡口（不開坡口）、V型坡口、X型坡口、U型坡口、K型坡口、J型坡口等。？（三）焊接工藝參數(shù)的選擇？焊接時為了保證焊接質(zhì)量而選定的有關(guān)物理量的總稱稱為焊接工藝參數(shù)。主要包括：焊接電流、焊條直徑、焊接層數(shù)、電弧長度和焊接速度等。？.焊條直徑的選擇？一般焊件厚度大時應(yīng)采用大直徑焊條；平焊時，焊條直徑應(yīng)大些；多層焊在焊第一層時應(yīng)選用較小直徑的焊條。.焊接電流的選擇?焊接電流的選擇主要根據(jù)焊條直徑。非水平位置焊接或焊接不銹鋼時，焊接電流應(yīng)比平焊時小15%左右。焊角焊縫時，電流要稍大些。？（四）基本操作技術(shù).引弧引弧是弧焊時引燃焊接電弧的過程。引弧的方法有敲擊法和劃擦法兩種。引弧時，首先將焊條末端與工件外表接觸形成短路，然后迅速將焊條向上提起2mm?4mm,電弧即可引燃。.運條運條操作過程中要使焊條同時完成三個基本動作：（1）焊條向下送進運動。送進速度應(yīng)等于焊條熔化速度，以保持弧長不變。（2）焊條沿焊縫縱向移動°移動速度應(yīng)等于焊接速度。（3）焊條沿焊縫橫向移動。焊條以一定的運動軌道周期地沿焊縫左右擺動，獲得一定寬度的焊縫。.收尾焊縫收尾時，為防止尾坑的出現(xiàn)，焊條應(yīng)停止向前移動?？刹捎脛澣κ瘴卜?、后移收尾法等，自下而上地慢慢拉斷電弧，以保證焊縫尾部成形良好。第三節(jié)氣焊與氣割？氣焊（或氣割）是利用氣體火焰作為熱源來熔化母材和填充金屬，實現(xiàn)金屬焊接的一種方法?？扇夹詺怏w主要有乙烘、氫氣、液化石油氣等，其中最常用的是乙烘。?一、氣焊與氣割設(shè)備、工具。氣焊與氣割設(shè)備基本相同，不同之處是氣焊時采用焊矩，而切割時采用割矩。設(shè)備包括：氧氣瓶、氧氣減壓器、乙快氣瓶、乙快減壓器、回火防止器、焊矩、割矩、膠皮管等。.氧氣瓶？氧氣瓶是一種儲存和運輸氧氣用的高壓容器，氧氣容積一般為40升，瓶口上裝有開閉氧氣的閥門，并套有保護瓶閥的瓶帽。？.乙塊氣瓶？乙快氣瓶是一種儲存和運輸乙快氣的高壓容器，瓶口裝有閥門并套有瓶帽保護。.減壓器？氧氣減壓器是將氧氣瓶內(nèi)的高壓氧氣調(diào)節(jié)成工作所需要的低壓氧氣，并在工作過程中保持壓力與流量穩(wěn)定不變；乙烘氣減壓器是將乙塊氣瓶內(nèi)的高壓乙燃氣調(diào)節(jié)成工作所需要的低壓乙燃氣并保持工作過程中的壓力與流量穩(wěn)定不變。？.回火防止器？在氣焊與氣割過程中，由于氣體供應(yīng)缺乏，或管道與焊嘴阻塞等原因，均會導(dǎo)致火焰沿乙快導(dǎo)管向內(nèi)逆燃，這種現(xiàn)象稱為回火?；鼗饡鹨铱鞖馄炕蛞铱彀l(fā)生器的爆炸。為了防止這種嚴重事故的發(fā)生，必須在導(dǎo)管與發(fā)生器之間裝上回火防止器。？.焊矩？焊矩的作用是將可燃氣體與氧氣按一定比例混合，并以一定的速度噴出，點燃后形成穩(wěn)定燃燒并具有較高熱能的焊接火焰。焊矩可分為射吸式和等壓式兩類。目前使用較多的是射吸式焊矩。？.割矩？割矩的作用是將可燃氣體與氧氣按一定的方式和比例混合后，形成穩(wěn)定燃燒并具有一定熱能和形狀的預(yù)熱火焰，并在預(yù)熱火焰的中心噴射切割氧氣流進行切割。割矩分為射吸式和等壓式兩類，其中射吸式使用廣泛。？二、氣焊工藝？氣焊是利用氧氣和可燃氣體（乙快）混合燃燒所產(chǎn)生的熱量將焊件和焊絲局部熔化而進行焊接的。氣焊的優(yōu)點：火焰容易控制、適應(yīng)性強、不需電源、能夠焊接多種金屬材料。氣焊的優(yōu)點：火焰溫度較低、加熱緩慢、熱影響區(qū)較寬、焊件易變形及難于實現(xiàn)機械化。氣焊的應(yīng)用：適合于焊接厚度在3mm以下的薄鋼板、非鐵金屬及其合金、釬焊刀具及鑄鐵補焊（-）氣焊火焰三種不同性質(zhì)的氣焊火焰：中性焰、碳化焰和氧化焰。.中性焰？在燃燒區(qū)內(nèi)既無過量氧又無游離碳的火焰為中性焰。氧氣與乙烘充分燃燒，內(nèi)焰的最高溫度可達3000-3200℃,適合于焊接低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼、紫銅、鋁及其合金等。？.碳化焰？火焰中含有游離碳，具有較強還原作用，也具有一定滲碳作用的火焰為碳化焰，此時乙快過剩，火焰最高溫度可達3000C,適合于焊接高碳鋼、高速鋼、鑄鐵及硬質(zhì)合金等。？.氧化焰?火焰中有過量的氧，在尖形焰芯外面形成一個具有氧化性富氧區(qū)的火焰稱為氧化焰，由于氧氣充足，火焰燃燒劇烈，火焰最高溫度可達3300C,適合于焊接黃銅、錫青銅、鍍鋅鐵皮等。？（二）接頭型式與坡口型式？氣焊時主要采用對接接頭，而角接接頭和卷邊接頭只是在焊薄板時使用，搭接接頭和T型接頭很少采用。在對接接頭中，當(dāng)焊件厚度小于5mm時，可以不開坡口，只留0.5mm?1.5mm的間隙，厚度大于5mm時必須開坡口。坡口的形式、角度、間隙及鈍邊等與焊條電弧焊基本相同。？（三）氣焊工藝參數(shù)？.焊絲直徑的選擇？.氧氣壓力與乙快壓力？氧氣壓力一般根據(jù)焊矩型號選擇，通常取0.2?0.4MPa,；乙快壓力一般不超過0.15MPa。?.焊嘴傾角的選擇？焊嘴傾角是指焊嘴長度方向與焊接運動方向之間的夾角，其大小主要取決于焊件厚度和金屬材料的熔點。.基本操作方法？氣焊前，先調(diào)節(jié)好氧氣壓力和乙煥壓力，裝好焊矩，點火時，先翻開氧氣閥門，再翻開乙快閥門，隨后點燃火焰，再調(diào)節(jié)所需要的火焰。滅火時，應(yīng)先關(guān)乙快閥門，再關(guān)氧氣閥門，否那么會引起回火。.焊接速度？焊接速度與焊件的熔點、厚度有關(guān)，一般當(dāng)焊件的熔點高、厚度大時焊接速度應(yīng)慢些。？三、氣割工藝？氣割是利用氧-乙快火焰的熱能，將金屬預(yù)熱到燃點，然后開放高壓氧氣流使金屬氧化燃燒，產(chǎn)生大量反響熱，并將氧化物熔渣從切口吹掉，形成割縫的過程。氧■乙快火焰氣割常用于純鐵、低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼的下料和切割鑄鋼件的澆冒口等。(-)氧?乙快火焰切割金屬的條件？(1)金屬材料的燃點必須低于其熔點。否那么，切割變?yōu)槿鄹钍垢羁谶^寬且不整齊。？(2)燃燒生成的金屬氧化物的熔點應(yīng)低于金屬本身的熔點，這樣熔渣具有一定的流動性，便于高壓氧氣流吹掉。？(3)金屬在氧氣中燃燒時所產(chǎn)生的熱量應(yīng)大于金屬本身由于熱傳導(dǎo)而散失的熱量，這樣才能保證有足夠高的預(yù)熱溫度，使切割過程不斷地進行。？(-)氣割工藝參數(shù)？.氧氣壓力與乙快壓力？氧氣壓力一般根據(jù)割矩或板材厚度選擇，通常取0.4?0.8MPa,最高取1.4MPa。乙快壓力通常取0.01-0.12MPao?.割嘴與割件間的傾斜角？割嘴與割件間的傾斜角是指割嘴與氣割運動方向之間的夾角，它直接影響氣割速度。割嘴傾斜角的大小由割件厚度來確定。直線切割時，當(dāng)割件厚度為20mm?30mm時，割嘴應(yīng)與割件外表垂直；厚度小于20mm時，割嘴應(yīng)和切割運動方向相反方向成60。?70。角；當(dāng)割件厚度大于30mm時，割嘴應(yīng)與切割運動方向成60。?70。角。曲線切割時，不管厚度大小，割嘴都必須與割件外表垂直,以保證割口平整。？割嘴離割件外表的距離可根據(jù)預(yù)熱火焰及割件的厚度而定，一般為3mm?5mm,并要求在整個切割過程中保持一致。?.基本操作方法?

氣割前根據(jù)割件厚度選擇割矩和割嘴，對于割件外表切口處的鐵銹、油污等雜質(zhì)進行清理，割件要墊平，并在下方留出一定的間隙，預(yù)熱火焰的點燃過程與氣焊相同，預(yù)熱火焰一般調(diào)整為中性焰或輕微氧化焰。？氣割時將預(yù)熱火焰對準(zhǔn)割件切口進行預(yù)熱，待加熱到金屬表層即將氧化燃燒時，再以一定壓力的氧氣流吹入切割層，吹掉氧化燃燒產(chǎn)生的熔渣，不斷移動割矩，切割便可以連續(xù)進行下去，直至切斷為止0三、教學(xué)重點與難點.重點：焊接電弧、焊條電弧焊工藝.難點：焊條電弧焊工藝四、教學(xué)方法與教學(xué)手段.利用試樣、掛圖等教具。.利用多媒體資料進行短時演示。五、小結(jié)與布置作業(yè)教案二十一、教學(xué)組織.提問10分鐘.講解70分鐘.小結(jié)5分鐘.布置作業(yè)5分鐘二、教學(xué)內(nèi)容第四節(jié)其它焊接方法簡介?第四節(jié)其它焊接方法簡介?一、埋弧焊？埋弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。埋弧焊屬于電弧焊的一種，可分為埋弧自動焊和埋弧半自動焊兩種。埋弧焊的工作原理是，電弧在顆粒狀的焊劑下燃燒，焊絲由送絲機構(gòu)自動送入焊接區(qū)。電弧沿焊接方向的移動靠手工操作完成的稱為埋弧半自動焊，電弧沿焊接方向的移動靠機械自動完成的埋弧自動焊。?埋弧焊的應(yīng)用：用于焊接非合金鋼、低合金高強度鋼，也可用于焊接不銹鋼及紫銅等。適合于大批量焊接較厚的大型結(jié)構(gòu)件的直線焊縫和大直徑環(huán)形焊縫。？二、氣體保護電弧焊？氣體保護電弧焊簡稱氣體保護焊或氣電焊。它是利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊?，簡稱氣體保護焊根據(jù)所用保護氣體的不同，氣體保護焊可分為：氤弧焊、二氧化碳氣體保護焊、氫弧焊等。？（-）基弧焊？疑弧焊是以敘氣作為保護氣體的氣體保護焊。僦弧焊分為非熔化極（鴇極）僦弧焊和熔化極僦弧焊兩種。?僦弧焊的應(yīng)用：幾乎可以用于所有鋼材和非鐵金屬及其合金。通常多用于在焊接過程中易氧化的鋁、鎂、鈦及其合金、不銹鋼、耐熱合金等。（二）二氧化碳氣體保護焊？二氧化碳氣體保護焊是用二氧化碳氣體作為保護氣體的氣體保護焊。？二氧化碳氣體保護焊的應(yīng)用：主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼薄板。三、等離子弧焊？等離子弧焊接是借助水冷噴嘴對電弧的拘束作用，獲得較高能量密度的等離子弧進行焊接的方法。等離子弧焊接的應(yīng)用：可以焊接絕大局部金屬，主要適于焊接某些焊接性差的金屬材料和精細工件等。常用于焊接不銹鋼、耐熱鋼、高強度鋼及難熔金屬材料等。?四、電阻焊（接觸焊）？電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力，利用電流流過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法。電阻焊根據(jù)接頭的型式不同可分為：點焊、縫焊和對焊三種。？電阻焊的應(yīng)用：主要用于焊接低碳鋼、不銹鋼、鋁及銅等金屬材料。其中點焊主要用于焊接厚度在4mm以下的薄板，廣泛應(yīng)用于汽車、飛機制造中；縫焊主要用于焊接厚度在3mm以下的薄板，廣泛應(yīng)用于焊接油箱、煙道等；對焊主要用于焊接較大截面（直徑或邊長小于20mm）焊件與不同種類的金屬對接，廣泛應(yīng)用于焊接刀具、管件、鋼筋、鋼軌、鏈條等。？五、電渣焊。電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱而進行焊接的方法。電渣焊分為絲極電渣焊、熔嘴電渣焊和板極電渣焊電渣焊三種。電渣焊的應(yīng)用：主要用于厚壁壓力容器縱縫的焊接和大型鑄一焊、鍛一焊結(jié)構(gòu)的制造。適合于電渣焊的金屬材料?有：非合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金等。？六、釬焊？釬焊分為硬釬焊和軟釬焊兩種。（一）硬釬焊？硬釬焊是指使用硬釬料進行的釬焊。釬料熔點在450℃以上的釬焊稱為硬釬焊，其焊接強度大約為300?500MPa。屬于硬釬焊的釬料有銅基、鋁基、銀基、銀基釬料等，常用的為銅基。焊接時需要加釬劑，常用釬劑由硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等組成。硬釬焊的加熱方式有氧一乙煥火焰加熱、電阻加熱、爐內(nèi)加熱等，硬釬焊適合于焊接受力較大的鋼鐵件、銅合金件及工具的焊接。?（-）軟釬焊？軟釬焊是指使用軟釬料進行的釬焊。釬料熔點在450c以下的釬焊稱為軟釬焊。其焊接強度一般不超過470MPa。屬于軟釬焊的釬料有錫鉛釬料、錫銀釬料、鉛基釬料、鎘基釬料等，常用的為錫鉛釬料。所用釬劑為松香、酒精溶液、氯化鋅或氯化鋅加氯化氨水溶液。釬焊時可用格鐵，噴燈或爐子加熱焊件。軟釬焊常用于焊接受力不大的電子線路及元器件。？第五節(jié)常用金屬材料的焊接9*一、金屬材料的焊接性？焊接性是金屬材料在限定的施工條件下焊接成規(guī)定設(shè)計要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力°包括兩方面內(nèi)容，其一是使用性能：指焊接接頭在使用過程的可靠性，包括力學(xué)性能及耐腐蝕性、耐熱性等；其二是工藝性能：指在一定工藝條件下焊接時，焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的敏感程度，尤其是出現(xiàn)裂紋的可能性。碳當(dāng)量是指把鋼中的合金元素(包括碳)含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量的總和。Ce=Wc+WMn/6+(Wcr+WMo+Wv)/5+(Wz+Wcu)/15?當(dāng)鋼的碳當(dāng)量Cev0.4%時，淬硬傾向小，焊接性良好，焊接時不需預(yù)熱；當(dāng)鋼的碳當(dāng)量Ce=0.4%?0.6%時，淬硬傾向較大，焊接性較差，焊接時一般需要預(yù)熱；當(dāng)鋼的碳當(dāng)量Ce>0.6%時，淬硬傾向嚴重，焊接性差，焊接時需要較高的預(yù)熱溫度和采取嚴格的工藝措施。二、金屬材料焊接接頭組織與性能金屬材料焊接接頭包括焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)三局部。焊縫是焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合局部。熔合區(qū)是焊縫與母材交接的過渡區(qū)，即熔合線處微觀顯示的母材半熔化區(qū)。焊接熱影響區(qū)是焊接或切割過程中材料因受熱的影響(但未熔化)而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。.焊縫焊縫組織是由熔池金屬結(jié)晶后得到的鑄態(tài)組織。由于焊條中含有合金元素，因此，可以保證焊縫金屬的力學(xué)性能與母材相近。.熔合區(qū)熔合區(qū)在焊接過程中始終處于半熔化狀態(tài)，該區(qū)域晶粒粗大，塑性和韌性很差，化學(xué)成分不均勻，容易產(chǎn)生裂紋，是焊接接頭組織中，力學(xué)性能最差的區(qū)域。熔合區(qū)的寬度僅有4mm,但對焊接接頭的性能影響很大。.熱影響區(qū)在熱影響區(qū)由于溫度分布不均勻，可以將低碳鋼熔焊接頭的熱影響區(qū)分為過熱區(qū)、正火區(qū)和局部相變區(qū)。(1)過熱區(qū)。過熱區(qū)是指熱影響區(qū)中，熱影響溫度接近于AE線，冷卻后具有過熱組織或晶粒顯著粗大的區(qū)域。過熱區(qū)的塑性和韌性最差，容易產(chǎn)生焊接裂紋，是焊接接頭組織中最薄弱的區(qū)域。(2)正火區(qū)。正火區(qū)是指熱影響區(qū)中，熱影響溫度接近于心線，具有正火組織的區(qū)域。該區(qū)域的組織冷卻后獲得細小均勻的鐵素體和珠光體組織。正火區(qū)組織的性能較好，優(yōu)于母材，是焊接接頭組織中性能最好的區(qū)域。(3)局部相變區(qū)。局部相變區(qū)是指熱影響區(qū)中，熱影響溫度處于AclAc3線之間，是局部組織發(fā)生相變的區(qū)域。該區(qū)域的組織冷卻后得到細小鐵素體和珠光體組織，但組織不均勻，力學(xué)性能較差。三、常用金屬材料的焊接(-)非合金鋼的焊接？.低碳鋼的焊接低碳鋼碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.25%,塑性好，一般沒有淬硬與冷裂傾向，其焊接性良好。焊接過程中不需要采用特殊的工藝措施，就能獲得優(yōu)良的焊接接頭。只有在焊接厚度大的大型結(jié)構(gòu)件，或是在0C以下低溫環(huán)境焊接時，需要焊前考慮預(yù)熱。對重要的結(jié)構(gòu)件，焊后常進行去應(yīng)力退火或正火。.中碳鋼的焊接？中碳鋼碳的質(zhì)量分數(shù)介于0.25%?0.60%之間，焊接接頭易產(chǎn)生淬硬組織和發(fā)生冷裂紋，焊接性較差。因此，進行焊條電弧焊時，焊前應(yīng)預(yù)熱，焊后要緩慢冷卻。.高碳鋼的焊接高碳鋼碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.60%,焊接接頭更易產(chǎn)生淬硬組織和發(fā)生冷裂紋，焊接性最差。這類鋼一般不用來制作焊接結(jié)構(gòu)件，僅僅是采用焊條電弧焊或氣焊等方法進行修補。焊前應(yīng)預(yù)熱，焊后要緩慢冷卻。(-)低合金鋼的焊接？對于低合金鋼的屈服點等級在400MPa以下，碳當(dāng)量Cev0.4%時，其焊接性優(yōu)良，焊接過程中不需要采用特殊的工藝措施。但在焊件剛度和厚度較大，或在低溫下焊接時，需要適當(dāng)增大焊接電流、減慢焊接速度及焊前預(yù)熱；對于屈服點等級在400MPa以上，碳當(dāng)量Ce>0.4%時，淬硬傾向較大，其焊接性較差，一般焊前需預(yù)熱，焊后還要及時進行熱處理，以消除焊接應(yīng)力。(三)鑄鐵的補焊？鑄鐵的焊接性較差，焊接時焊縫金屬的碳和硅等元素?zé)龘p較多，易產(chǎn)生白口組織及裂紋。因此，補焊時必須采用嚴格的措施，一般是焊前預(yù)熱焊后緩冷，以及通過調(diào)整焊縫化學(xué)成分等方法來防止白口組織及裂紋的產(chǎn)生。補焊方法有熱焊和冷焊兩鐘。一般采用焊條電弧焊和氣焊進行補焊，焊條選用鑄鐵焊條。(四)銅及銅合金的焊接？銅及銅合金的焊接性一般較差，同時由于銅的導(dǎo)熱系數(shù)大，焊接時母材和填充金屬難以熔合，容易產(chǎn)生熱裂紋和氣孔。因此，必須采用大功率熱源，必要時還要采取預(yù)熱措施。焊接生產(chǎn)中，一般用不同的焊接方法來焊接不同的銅材料，這樣可以改善銅及銅合金的焊接性。目前，常用氮弧焊焊接紫銅、黃銅、青銅及白銅；黃銅還可采用氣焊。另外，還可以采用釬焊及等離子弧焊等方法進行焊接。(五)鋁及鋁合金的焊接？鋁及鋁合金的焊接一般較為困難，因為鋁極易生成熔點很高的（2025℃）氧化鋁薄膜，其密度比純鋁大1.4倍，而且易吸收水分，阻礙金屬熔合，容易使焊縫形成氣孔、夾渣等缺陷。鋁的導(dǎo)熱性好，焊縫冷卻較快，液態(tài)時溶解氫能力強，在氫氣來不及逸出時易使焊件產(chǎn)生氣孔。此外，鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時，無明顯的顏色變化，使操作者難以掌握加熱溫度。？目前最常用的焊接方法是筑弧焊、電阻焊、釬焊和氣焊。另外，等離子弧焊及電子束焊也適宜于焊接不同的鋁合金。第六節(jié)焊接應(yīng)力與焊接變形9*一、焊接應(yīng)力與焊接變形產(chǎn)生的原因焊后當(dāng)焊件溫度冷至室溫時，殘存于焊件中的內(nèi)應(yīng)力那么為焊接應(yīng)力。焊后殘存于焊件上的變形稱為焊接變形，焊接變形是由于焊接應(yīng)力超過焊件的屈服點（Os）時產(chǎn)生的。？二、焊接變形的基本形式三、預(yù)防和減少焊接應(yīng)力與焊接變形的措施？預(yù)防和消除焊接應(yīng)力與焊接變形一般從設(shè)計方面和工藝方面采取措施。？.設(shè)計方面的措施？.工藝方面的措施？四、矯正焊接變形的方法常用的矯正焊接變形的方法有機械矯正法和火焰矯正法兩類。？.機械矯正法？機械矯正法是在冷態(tài)或熱態(tài)下利用外力對焊件產(chǎn)生變形的部位，再產(chǎn)生相反的塑性變形以抵消原來的變形，使焊件恢復(fù)正常的矯正方法。.火焰矯正法？火焰矯正法是利用火焰局部加熱，使焊件局部產(chǎn)生壓縮變形，使較長的金屬材料在冷卻后收縮，到達矯正變形的方法。第七節(jié)焊接結(jié)構(gòu)工藝性9接結(jié)構(gòu)要從設(shè)計和焊接工藝兩方面考慮。？一、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮的因素？為保證焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，進行焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮以下一些因素：？（1）焊接接頭應(yīng)保證具有足夠的強度和剛度，保證一定的使用壽命；？（2）要考慮焊接接頭工作的環(huán)境和使用條件，如溫度、壓力、腐蝕性介質(zhì)、振動及疲勞等；（3）對于大型結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡可能減少焊前預(yù)熱和焊后熱處理的工作量；？（4）盡量使焊件不再進行或僅需少量進行切削加工；？（5）盡可能減少焊接工作量，便于施工，保持良好的工作條件；？（6）盡可能減小焊接應(yīng)力和焊接變形的產(chǎn)生；？（7）盡量采用新的自動化程度高的焊接技術(shù)，提高勞動生產(chǎn)率；？（8）焊縫應(yīng)便于檢驗，以便能及早地發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，確保焊接接頭的質(zhì)量。？二、焊接方法的選擇選擇焊接方法是根據(jù)金屬材料的焊接性、焊件厚度、產(chǎn)品的接頭與坡口型式、結(jié)構(gòu)型式、不同焊接方法的適用范圍，以及所用的焊接方法的生產(chǎn)率和現(xiàn)場擁有的設(shè)備條件等進行綜合考慮決定的。？三、合理布置焊縫的位置？布置焊縫應(yīng)考慮以下幾點：？（1）焊縫布置應(yīng)盡量防止仰焊縫，減少立焊縫。（2）焊縫位置要便于操作。（3）焊縫位置應(yīng)保證焊接裝配工作能順利進行。（4）焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力處或應(yīng)力集中處。（5）焊縫應(yīng)盡量遠離切削加工面。第八節(jié)焊接新技術(shù)簡介摩擦焊是指利用焊件外表相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端面到達熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。優(yōu)點：焊接質(zhì)量高，易實現(xiàn)焊接自動化，生產(chǎn)率高。缺點：設(shè)備投資較大，工件必須是回轉(zhuǎn)體，不易焊接摩擦系數(shù)小或脆性金屬材料。應(yīng)用：合于焊接異種材料，如銅與鋁的焊接、銅與不銹鋼的焊接等，用于等截面的桿狀工件焊接。二、超生波焊接超生波焊接是指利用超生波的高頻振蕩能對焊件接頭進行局部加熱和外表清理，然后施加壓力實現(xiàn)焊接的一種壓焊〃優(yōu)點：焊件外表無變形和熱影響區(qū)，外表不需嚴格清理，焊接質(zhì)量高。應(yīng)用：超生波焊接適合于焊接厚度小于0.5mm的工件，特別適合于焊接異種材料。三、爆炸焊爆炸焊是指利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力造成焊件迅速碰撞，實現(xiàn)連接焊件的一種壓焊方法。優(yōu)點：工藝操作過程簡單，爆炸焊的質(zhì)量較高。應(yīng)用：任何具有足夠強度和塑性并能承受快速變形要求的金屬金屬，均可以進行爆炸焊。適合于一些工程結(jié)構(gòu)件的連接，如螺紋鋼的對接、鋼軌的對接等。金屬材料在屢次沖擊下的破壞過程是由裂紋產(chǎn)生、裂紋擴張和瞬時斷裂三個階段組成。其破壞是每次沖擊損傷積累開展的結(jié)果，不同于一次性沖擊的破壞過程。四、疲勞（-）疲勞現(xiàn)象？循環(huán)應(yīng)力和應(yīng)變是指應(yīng)力或應(yīng)變的大小、方向，都隨時間發(fā)生周期性變化的一類應(yīng)力和應(yīng)變。常見的循環(huán)應(yīng)力是對稱循環(huán)應(yīng)力，其最大值。max和最小值。min的絕對值相等，即。max/。min?=-lo零件在循環(huán)載荷作用下，經(jīng)過一定時間的工作后會發(fā)生突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為金屬材料的疲勞。？疲勞斷裂時不產(chǎn)生明顯的塑性變形，斷裂是突然發(fā)生的，因此，具有很大的危險性，常常造成嚴重的事故。據(jù)統(tǒng)計，損壞的機械零件中80%以上是因疲勞造成的。疲勞斷裂首先是在零件的應(yīng)力集中區(qū)域產(chǎn)生，先形成微小的裂紋核心，即裂紋源。隨后在循環(huán)應(yīng)力作用下，裂紋繼續(xù)擴展長大。由于疲勞裂紋不斷擴展，使零件的有效工作面逐漸減小，因此，零件所受應(yīng)力不斷增加，當(dāng)應(yīng)力超過金屬材料的斷裂強度時，那么發(fā)生疲勞斷裂，形成最后斷裂區(qū)。（-）疲勞強度？金屬材料在循環(huán)應(yīng)力作用下能經(jīng)受無限屢次循環(huán)，而不斷裂的最大應(yīng)力值稱為金屬材料的疲勞強度。即循環(huán)次數(shù)值N無窮大時所對應(yīng)的最大應(yīng)力值，稱為疲勞強度。在工程實踐中，一般是求疲勞極限，即對應(yīng)于指定的循環(huán)基數(shù)下的中值疲勞強度。對于鋼鐵材料其循環(huán)基數(shù)為101對于非鐵材料其循環(huán)基數(shù)為10、對于對稱循環(huán)應(yīng)力，其疲勞強度用。-表示。許多試驗結(jié)果說明：金屬材料疲勞強度隨著抗拉強度的提高而增加，對于結(jié)構(gòu)鋼當(dāng)ObWWOON/mn?時,其疲勞強度。t約為抗拉強度的二分之一。第二節(jié)金屬的物理性能與化學(xué)性能一、金屬的物理性能金屬材料的物理性能是指金屬在重力、電磁場、熱力（溫度）等物理因素作用下，其所表現(xiàn)出的性能或固有的屬性。它包括密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等。.密度？金屬材料的密度是指在一定溫度下單位體積金屬的質(zhì)量。密度小于SXlO'kg/n?的金屬稱為輕金屬，密度大于SXlO^kg//的金屬稱為重金屬。.熔點？金屬材料和合金從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變時的溫度稱為熔點。純金屬都有固定的熔點。熔點高的金屬材料稱為難熔金屬（如鴇、鋁、鈕等）。熔點低的金屬稱為易熔金屬（如錫、鉛、鈿等）。.導(dǎo)熱性？四、高頻電阻焊高頻電阻焊是指利用10?500kHz的高頻電流，進行焊接的一種電阻焊方法。方法是：當(dāng)高頻電流通過焊件時，在工件結(jié)合面處產(chǎn)生電阻熱，經(jīng)施加一定的壓力，使焊件連接。優(yōu)點：高頻電阻的特點是焊接速度快應(yīng)用：可以焊接多種金屬材料。五、擴散焊擴散焊是指將工件在高溫下加壓，但不產(chǎn)生可見變形和相對移動的固態(tài)焊接方法。在焊接過程中被焊工件的外表在熱和壓力的作用下，發(fā)生微觀塑性流變相互緊密接觸，通過原子的相互擴散運動，經(jīng)過一定時間的保溫，使焊接區(qū)的化學(xué)成分、組織均勻化，最終到達使焊件完成結(jié)合。優(yōu)點：擴散焊的特點是焊接接頭質(zhì)量高，焊件變形小。應(yīng)用：可以焊接非金屬和異種金屬材料，可以制造多層復(fù)合材料，如彌散強化的高溫合金、纖維強化的硼-鋁復(fù)合材料等。六、激光焊激光焊是指以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進行焊接的方法。優(yōu)點：能量密度高，焊接速度快；焊縫窄，熱影響區(qū)和變形很??；靈活性較大，不需要焊接設(shè)備與焊件接觸，可以用反射鏡或偏轉(zhuǎn)鏡將激光在任何方向彎曲或聚焦，還可用光導(dǎo)纖維將其引到難以接近的部位進行焊接。應(yīng)用：可以進行同種金屬和異種金屬之間的焊接，也可以焊接玻璃鋼等非金屬材料。七、電子束焊電子束焊是指利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產(chǎn)生的熱能進行焊接的方法。優(yōu)點：能量利用率高，速度快，焊縫窄而深，熱影響區(qū)和焊接變形很小，焊接質(zhì)量很高。應(yīng)用：能焊接其他焊接方法難以焊接的形狀復(fù)雜的焊件，特別適合于焊接化學(xué)活潑性強、要求純度高和極易被大氣污染的金屬，如鋁、鈦、錯、不銹鋼、高強度鋼等，也適合于焊接異種金屬和非金屬材料。八、磁力脈沖焊磁力脈沖焊是指依靠被焊工件之間脈沖磁場相互作用而產(chǎn)生沖擊的結(jié)果來實現(xiàn)金屬之間連接的焊接方法。工作原理與爆炸焊相似。應(yīng)用：適合于焊接薄壁管材和異種金屬，如銅?鋁、鋁-不銹鋼、銅■不銹鋼等金屬材料。九、計算機在焊接技術(shù)中的應(yīng)用計算機在焊接技術(shù)中的應(yīng)用已取得了較好的經(jīng)濟效益，如電弧焊的跟蹤自動控制，就是一種利用計算機以焊槍、電弧或熔池中心相對接縫或坡口中心位置偏差為檢測量，以焊槍位移量為操作量組成的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。利用此系統(tǒng)可以提高焊接質(zhì)量和效率。此外，焊接計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、焊接機器人等技術(shù)，都是計算機在焊接技術(shù)中的具體應(yīng)用和結(jié)合。

三、教學(xué)重點與難點.重點：焊接性、焊接結(jié)構(gòu)工藝性.難點：焊接接頭組織與性能四、教學(xué)方法與教學(xué)手段.利用試樣、掛圖等教具。.利用多媒體資料進行短時演示。五、小結(jié)與布置作業(yè)教案二十五一、教學(xué)組織.提問10分鐘.講解70分鐘.小結(jié)5分鐘.布置作業(yè)5分鐘二、教學(xué)內(nèi)容第十六章材料選擇與毛坯加工方法分析?第一節(jié)金屬材料的選用原第十六章材料選擇與毛坯加工方法分析?第一節(jié)金屬材料的選用原那么與選用程序?一、金屬材料選用的一般原那么？金屬材料的選用應(yīng)考慮材料的使用性能、材料的加工工藝性能以及經(jīng)濟性這三方面的要求。？.材料的使用性能？使用性能主要指零件在工作條件下，材料應(yīng)具有的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，這是選材時首先應(yīng)該保證的。首先，要能正確地分析零件的工作條件，包括受力狀態(tài)、載荷性質(zhì)、工作溫度、環(huán)境條件等。受力狀態(tài)有拉、壓、彎、扭等；載荷性質(zhì)有靜載、沖擊、交變等；工作溫度可分為高、低溫；環(huán)境條件有加潤滑劑的，有接觸酸、堿、鹽、海水、粉塵、磨粒的等。其次，根據(jù)上述分析，確定該零件的失效方式，再根據(jù)零件的形狀、尺寸、載荷，確定性能指標(biāo)的具體數(shù)值。?.材料的工藝性？金屬材料的加工比擬復(fù)雜，首選的加工方法是鑄造，最好選用鑄造性能好的合金，保證有較好的流動性；假設(shè)設(shè)計的是鍛件、沖壓件，最好選擇塑性較好的金屬材料；假設(shè)設(shè)計的是焊接結(jié)構(gòu)件，最適宜的材料是低碳鋼或低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，保證有良好的焊接性。?.材料的經(jīng)濟性？在滿足使用性能的前提下，選用材料時應(yīng)注意降低零件的總本錢。零件的總本錢包括材料本身的價格、加工費及其它的一切所花的費用。有時甚至還要包括運費與安裝費用。？二、選用材料的一般程序？(1)對零件的工作特性和使用條件進行周密分析，找出失效(損壞)方式，從而恰當(dāng)?shù)靥岢鲋饕W(xué)性能指標(biāo)。？(2)根據(jù)工作條件的需要和分析，要求對該零件的設(shè)計制造提出必要的技術(shù)條件。？(3)根據(jù)所提出的技術(shù)條件、工藝性、經(jīng)濟性等方面的要求，借助于各種材料選用手冊，對材料進行預(yù)選擇。？(4)對預(yù)選材料進行計算，以確定是否滿足使用性能的要求。？(5)材料的二次選擇。？(6)通過試驗、試生產(chǎn)，最終確定合理的選材方案。?第二節(jié)材料的合理使用？一、鑄鐵與鋼的合理使用？鋼在強度、韌性和塑性等方面均優(yōu)于鑄鐵，但各種材料都有自己的優(yōu)點，關(guān)鍵在于是否使用得當(dāng)，鑄鐵是在鋼的基體(鐵素體和珠光體)上摻雜有各種形狀的石墨，而石墨本身是潤滑劑，石墨坑又能儲油，所以，鑄鐵的耐磨性優(yōu)于鋼，如氣缸體、活塞環(huán)多采用鑄鐵制造。二、非合金鋼、低合金鋼和合金鋼的合理使用？(1)小截面零件，因易淬透，無需用合金鋼。？(2)在退火或正火狀態(tài)使用的中碳合金鋼，因合金元素未發(fā)揮作用，故用非合金鋼也可滿足。？(3)對承受純彎曲或純扭轉(zhuǎn)的零件，外表應(yīng)力最大，心部最小。這樣的零件不要求整個截面淬透，僅要求表層淬硬獲得馬氏體，應(yīng)選用非合金鋼也可滿足。？三、非金屬材料的合理使用？非金屬材料具有各種特殊的性能，如塑料具有密度小、易成型、耐磨、隔熱、隔音、優(yōu)良的耐蝕性與電絕緣性等；橡膠具有高彈性、良好的耐磨性與密封性等；陶瓷具有高硬度、高耐磨性、優(yōu)良的耐蝕性與耐高溫性等。而且它們的原料來源廣泛，自然資源豐富，成型工藝比擬簡便，因此，最近幾年非金屬材料正越來越多地應(yīng)用于各類工程結(jié)構(gòu)中。第三節(jié)典型零件選材實例？一、齒輪類零件的選材？齒輪材料應(yīng)具有：(1)較高的彎曲、疲勞和接觸疲勞強度；(2)齒面有較高的硬度和耐磨性齒輪心部；(3)要有足夠的強度和韌性。齒輪通常采用鋼材鍛制，主要鋼種大致有兩類，調(diào)質(zhì)鋼和滲碳鋼。？1.調(diào)質(zhì)鋼？調(diào)質(zhì)鋼主要用于制造兩種齒輪，一種是對耐磨性要求較高，而沖擊韌性要求一般的硬齒面(>40HRC)齒輪，如車床、鉆床、銃床等機床的變速箱齒輪，通常采用45、40Cr、42SiMn等鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后進行外表高頻感應(yīng)加熱淬火和低溫回火。另一種是對齒面硬度要求不高的軟齒面(〈350HBW)齒輪，這類齒輪一般在低速、低載荷下工作，如車床滑板上的齒輪、車床掛輪架齒輪等，通常采用45、40Cr、42SiMn,35SiMn等，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或正火處理后使用。？.滲碳鋼？滲碳鋼主要用于制造高速、重載、沖擊比擬大的硬齒面(>55HRC)齒輪，如汽車變速箱齒輪、汽車驅(qū)動橋齒輪等，常用20CrMnTi,20CrMnMo,20CrMo等鋼，經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火后得到外表硬而耐磨，心部強韌耐沖擊的組織。？二、軸類零件的選材？軸類零件具有以下幾個共同特點：？(1)都要傳遞一定的扭矩，可能還承受一定的彎曲應(yīng)力或拉壓應(yīng)力。？(2)都需要用軸承支持，在軸頸處應(yīng)有較高的耐磨性。？(3)大都要承受一定的沖擊載荷。？三、箱體類零件的選材？主軸箱、變速箱、進給箱、滑板箱、缸體、缸蓋、機床床身等都可視為箱體類零件。由于箱體零件大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般都是用鑄造方法來生產(chǎn)的。四、常用工具的選材？.鏗刀？牲刀是鉗工工具，要求有高的硬度(刃部64?67HRC)和耐磨性。通常用T12鋼制成。？.手用鋸條？

手用鋸條要求高硬度、高耐磨性、較好的韌性和彈性，通常用T10、T12或20鋼滲碳制成。一般可采用淬火加低溫回火，對銷孔處單獨進行處理以降低該處硬度。大量生產(chǎn)時，可采用高頻感應(yīng)加熱淬火，使鋸齒淬硬而保證鋸條整體的韌性和彈性。？.刀具？要求刀具材料應(yīng)該具有高硬度、高耐磨性和紅硬性。因此，刀具的硬度應(yīng)到達60HRC左右。一般刀具的制造選用合金工具鋼，如W18Cr4V、CrWMn.9SiCr等，其熱處理工藝為淬火加低溫回火。.常用五金和木工工具？第四節(jié)毛坯加工方法分析一般來講，機械零件毛坯的生產(chǎn)方法有：鑄造、壓力加工（如鍛造、沖壓等）、焊接、利用現(xiàn)有的型材等加工方法。三、教學(xué)重點與難點.重點：金屬材料的選用原那么與選用程序、典型零件選材2.2.難點：2.難點：2.難點：毛坯加工方法分析教學(xué)方法與教學(xué)手段.利用試樣、掛圖等教具。.利用多媒體資料進行短時演示。五、小結(jié)與布置作業(yè)教案二十六一、教學(xué)組織.提問10分鐘.講解70分鐘.小結(jié)5分鐘.布置作業(yè)5分鐘二、教學(xué)內(nèi)容第十七單元切削加工基礎(chǔ)知識?第一節(jié)切削加工概述、切削加工的實質(zhì)和分類。切削加工是指利用切削工具從工件上切除多余材料，獲得符合預(yù)定技術(shù)要求的零件或半成品的加工方法。切削加工包括機械加工和鉗工加工兩種。二、切削加工在工業(yè)生產(chǎn)中的地位及特點？切削加工的優(yōu)點：？(1)切削加工可獲得相當(dāng)高的尺寸精度和較小的外表粗糙度參數(shù)值。(2)切削加工幾乎不受零件材料、尺寸和質(zhì)量的限制。第二節(jié)切削加工運動分析及切削要素？一、切削運動？在切削過程中，切削刀具與工件間的相對運動，就是切削運動。是直接形成工件外表輪廓的運動。切削運動包括主運動和進給運動兩個基本運動。？.主運動主運動是由機床或人力提供的主要運動，它促使切削刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動，從而使切削刀具前面接近工件。主運動是直接切除切屑所需要的基本運動。它在切削運動中形成機床切削速度，也是消耗功率最大的運動。任何切削過程必須有一個，也只有一個主運動。主運動可以是旋轉(zhuǎn)運動，也可以是直線運動。多數(shù)機床的主運動為旋轉(zhuǎn)運動，如車削、鉆削、銃削、磨削中的主運動均為旋轉(zhuǎn)運動。？.進給運動進給運動是由機床或人力提供的運動，它使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對運動，加上主運動，即可不斷地或連續(xù)地切屑，并獲得具有所需幾何特性的已加工外表。進給運動的速度一般遠小于主運動速度，而且消耗的功率也較少。切削過程中進給運動可能有一個，也可能有假設(shè)干個。進給運動形式有平移的(直線)、旋轉(zhuǎn)的(圓周)、連續(xù)的(曲線)及間歇的。直線進給又有縱向、橫向、斜向三種。？主運動和進給運動可以由刀具、工件分別來完成，也可以是由刀具單獨完成主運動和進給運動。？二、切削用量切削用量是指在切削加工過程中的切削速度、進給量和背吃刀量的總稱。要完成切削，切削速度、進給量和背吃刀量三者缺一不可，故它們又稱為切削用量三要素。？以車削為例，在每次切削中，工件上形成三個外表。(1)待加工外表——工件上有待切除的外表；(2)已加工外表——工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的外表；(3)過渡外表——工件上由切削刃形成的那局部外表，它是待加工外表和已加工外表之間的過渡外表。.切削速度Uc?在進行切削加工時，刀具切削刃上的某一點相對于待加工外表在主運動方向上的瞬時速度，稱為切削速度，其單位為m/s。當(dāng)主運動是旋轉(zhuǎn)運動時，切削速度是指圓周運動的線速度，即：uc="0460X1000）?當(dāng)主運動為往復(fù)直線運動時，那么其平均切削速度為：？Uc=2bnm/60X1000?.進給量"進給量是指主運動的一個循環(huán)內(nèi)（一轉(zhuǎn)或一次往復(fù)行程）刀具在進給方向上相對工件的位移量。例如,車削時，進給量f是工件旋轉(zhuǎn)一周，車刀沿進給方向移動的距離（mm/r）。.背吃刀量ap?背吃刀量一般是指工件已加工外表與待加工外表間的垂直距離，也稱切削深度，單位為mm。車外圓時的背吃刀量。ap=（D-d）/2第三節(jié)切削刀具？切削刀具（簡稱刀具）是完成切削加工過程必不可少的物質(zhì)條件之一，它直接承當(dāng)切削工件的重任。對于切削刀具來說，刀具材料與刀具的幾何角度是兩個最重要的因素。一、刀具材料？切削由刀柄與刀頭兩局部組成。刀頭又稱為切削局部。由于切削速度高，切削力大，刀頭材料必須具備某些特殊性能，因而必須用特殊材料制作。作為切削刀具的刀柄局部一般只要求具有足夠的強度和剛度，一般普通鋼材即可滿足這些要求。通常將刀頭用焊接（釬焊）或用機械夾固的方法固定在刀柄上，以降低切削刀具的制造本錢。（-）切削刀具材料應(yīng)具備的基本性能？（1）高硬度和高耐磨性。切削刀具材料的硬度一般必須大于被切削的材料的硬度，常溫下一般要求60?65HRC,滿足足夠的切削工作時間，提高切削效率。（2）高熱硬性。指切削刀具在高溫下保持其高硬度和高耐磨性的能力。（3）較好的化學(xué)穩(wěn)定性。指切削刀具在切削過程中不發(fā)生粘結(jié)磨損及高溫擴散磨損的能力。（4）足夠的強度和韌性。指切削刀具材料承受沖擊和振動而不破壞的能力。？（二）常用刀具材料的種類及選用？切削刀具材料有：碳素工具鋼與合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石、立方氮化硼。.碳素工具鋼？碳素工具鋼允許的切削速度較低（Ucv10m/min）,主要用于制作手工用切削刀具及低速切削刀具，如手工用錢刀、絲錐、板牙等，不宜用來制造形狀復(fù)雜的刀具。常用的碳素工具鋼有T10或T10A、T12或12A等。？.合金工具鋼？合金工具鋼允許的切削速度比碳素工具鋼高10%?14%,多用來制造形狀比擬復(fù)雜，要求淬火后變形小的切削刀具，如錢刀、拉刀等。常用的合金工具鋼有9SiCr、CrWMn、Crl2MoVA等。？.高速鋼？高速鋼熱硬性溫度可達550℃?650℃,適用于制作切削速度較高的精加工切削刀具和各種復(fù)雜形狀的切削刀具，如較刀、寬刃精刨刀、鉆頭、車刀、齒輪刀具等。常用高速鋼有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2o.硬質(zhì)合金？硬質(zhì)合金熱硬性溫度高達800℃?1000C,允許的切削速度約為高速鋼的4?10倍。但硬質(zhì)合金韌性較差，怕振動和沖擊，成形加工較難。主要用于高速切削，要求耐磨性很高的切削刀具，如車刀、銃刀等。？常用硬質(zhì)合金有：鋁鉆類、鋁鉆鈦類和萬能類。二、刀具角度要順利地進行切削，切削刀具的切削局部（刀頭）必須具有合理的幾何形狀，即組成刀具切削局部的各外表之間應(yīng)有正確的相對位置，這種位置是靠刀具角度來保證的。？（一）車刀切削局部的組成？外圓車刀切削局部由三個刀面、兩個切削刃和一個刀尖組成，簡稱三面、兩刃、一尖。（1）前面。切削刀具上切屑流過的外表稱為前面。切削刀具前面可以是平面，也可以是曲面，目的是使切屑順利流出。（2）后面。與工件上切削中產(chǎn)生的過渡外表相對的外表，稱為后面，乂稱后刀面。它傾斜一定角度以減小與工件的摩擦。？（3）副后面。切削刀具上同前面相交形成副切削刃的后面稱為副后面。它傾斜一定角度以免擦傷已加工外表。（4）主切削刃。前面與后面的交線稱為主切削刃。它擔(dān)負主要的切削任務(wù)。（5）副切削刃。前面與副后面的交線稱為副切削刃。即切削刃上除主切削刃外的刀刃，僅擔(dān)負少量切削任務(wù)。（6）刀尖。主切削刃與副切削刃的連接處相當(dāng)少的一局部切削刃，稱為刀尖。刀尖并非絕對尖銳，一般呈圓弧狀，以保證刀尖有足夠的強度和耐磨性。？（-）車刀切削局部的幾何參數(shù)？.輔助平面？為了確定車刀各刀面及切削刃的空間位置，必須選定一些坐標(biāo)平面和測量平面作為基準(zhǔn)，二者統(tǒng)稱為輔助平面。？（1）基面。過切削刃選定點的平面，它平行（或垂直）于刀具在制造、刃磨及測量時適合于安裝或定位的一個平面（或軸線），稱為基面。一般來說，基面的方位垂直于假定的主運動方向。？（2）切削平面。通過切削刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面，稱為切削平面。過切削刃上任一點的切削平面與基面互相垂直。？（3）正交平面。通過切削刃選定點并同時垂直于基面和切削平面的平面稱為正交平面。車刀的基面、切削平面、正交平面在空間是相互垂直的。.切削刀具角度的基本定義？普通外圓車刀一般有十大角度。？（1）前角Y。。在正交平面中測量的由前面與基面構(gòu)成的夾角，稱為前角。表示前面的傾斜程度。前角有正、負和零之分，增大前角，切削刀具鋒利，切削輕快，但前角太大，那么切削刀具強度降低。硬質(zhì)量合金車刀的前角一般為-5°?+25°。當(dāng)工件材料硬度較低、塑性較好及精加工時，前角取較大值，反之，前角取較小值。（2）后角cio。在正交平面中測量的后面與切削平面構(gòu)成的夾角，稱為后角。后角增大，可減小切削刀具后面與工件的之間的摩擦。但后角太大，那么刀刃強度降低。粗加工時，后角一般取6°~8。；精加工時，后角一般取10°?12°。（3）副后角Q。'。在正交平面中測量的由副后面與副切削平面之間構(gòu)成的夾角，稱為副后角。表示副后面的傾斜程度。以上三個角度表示車刀三個刀面的空間位置，都是兩平面之間的夾角。？（4）主偏角在基面中測量，由主切削刃在基面上的投影與進給方向之間的夾角，稱為主偏角。表示主切削刃在基面上的方位。增大主偏角使進給力加大，有利于消除振動，但刀具磨損加大，散熱條件較差。主偏角一般為45。~90°,粗加工時取大值，精加工時取小值。（5）副偏角kJ。在基面中測量，副切削刃在基面上的投影與進給反方向之間的夾角，稱為副偏角。表示副切削刃在基面上的方位。增大副偏角可減小副切削刃與工件已加工外表之間的摩擦，改善散熱條件，但工件外表粗糙度值增大。副偏角一般為5°-10°,粗加工時取大值，精加工時取小值。（6）刃傾角入s。在切削平面內(nèi)測量，由主切削刃與基面之間構(gòu)成的夾角稱為刃傾角。規(guī)定主切削刃上刀尖為最低時，入s為負值；主切削刃與基面平行時，入s為零；主切削刃上刀尖為最高點時，入s為正值。刃傾角一般為?5。~+10。，粗加工時取負值，精加工時取正值。上述三個角度表示車刀兩個切削刃在空間的位置。？以上6個角度為切削刀具的獨立角度，此外還有4個派生角度：楔角Bo、切削角6、刀尖角一、副前角。它們的大小完全取決于前6個角度。其中丫0+&0+80=90。；g+Kj+￡『180。。第四節(jié)金屬切削過程中的物理現(xiàn)象金屬切削過程是指從工件外表切除一層多余的金屬，從而形成已加工外表的過程。在這個過程中，伴隨著一系列物理現(xiàn)象的產(chǎn)生，如滯流層與積屑瘤、切削力、切削熱、刀具磨損等。一、切屑種類切屑和已加工外表的形成過程，實質(zhì)上是工件受到切削刀具刀刃和前面擠壓以后，發(fā)生滑移變形，從而使工件切削層與母體別離的過程。？常見的切屑類型有崩碎切屑、帶狀切屑和節(jié)狀切屑三種。切削脆性材料時易形成崩碎切屑，切削塑性材料或高速切削、切削刀具前角大時易形成帶狀切屑。其他情況那么容易形成節(jié)狀切屑。二、滯流層與積屑瘤。在一定的切削速度范圍內(nèi)切削塑性材料時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在切削刀具刀尖附近的前面上牢牢地粘附一小塊很硬的金屬，這就是積屑瘤，又稱刀瘤。研究說明，切削刀具前面的溫度在200℃?600c范圍內(nèi)才會產(chǎn)生積屑瘤，而且積屑瘤的高度、大小也是變動的。？積屑瘤會使已加工外表粗糙度值增大。粗加工時可利用積屑瘤降低切削力，保護切削刃；精加工時為了提高工件的外表質(zhì)量，那么必須防止積屑瘤的產(chǎn)生。？采用高速切削（u?100m/min,使切削刀具前面溫度超過600℃）或低速切削（uc<5m/min,使切削刀具前面溫度低于200℃）、增大切削刀具的前角、研磨刀具的前面、使用冷卻潤滑液等措施，均可以避免刀具產(chǎn)生積屑瘤。三、總切削力？切削刀具總切削力是切削刀具上所有參予切削的各切削局部所產(chǎn)生的切削力的合力。.總切削力？總切削力F分解成三個相互垂直的分力Fc（切削力）、Ft（進給力）、Fp（背向力）。車削時總切削力的計算公式是：?F=?（1）切削力Fc。它是總切削力在主運動方向上的正投影，是三個分力中最大者，又稱為主切削力。它大約占總切削力的80%?90%。消耗機床功率最多。（2）進給力Ff。它是總切削力在進給運動方向上的正投影。由于進給方向速度小，因此，進給力做的功也很小，只占總功率的1%?5%。?（3）背向力Fp。它是總切削力在垂直于T作平面上的分力，是與切削深度方向平行的分力，作用在工件的半徑方向。增大主偏角可以減小背向力。.影響總切削力的因素與減小總切削力的措施？（1）工件材料。材料的強度、硬度愈高，即變形抗力愈大，總切削力也愈大。金屬材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。金屬材料導(dǎo)熱能力的大小常用熱導(dǎo)率（亦稱導(dǎo)熱系數(shù)）人表示。金屬材料的熱導(dǎo)率越大，說明其導(dǎo)熱性越好。一般說來，金屬材料越純，其導(dǎo)熱能力越大。合金的導(dǎo)熱能力比純金屬差。金屬材料的導(dǎo)熱能力以銀為最好，銅、鋁次之。.導(dǎo)電性？金屬材料能夠傳導(dǎo)電流的性能，稱為導(dǎo)電性。金屬材料導(dǎo)電性的好壞，常用電阻率P表示。電阻率越小，導(dǎo)電性就越好。純金屬的導(dǎo)電性總比合金好。？.熱膨脹性？金屬材料隨著溫度變化而膨脹、收縮的特性稱為熱膨張性。熱膨脹性的大小用線脹系數(shù)Q?和體脹系數(shù)%來表示。體脹系數(shù)近似為線脹系數(shù)的3倍。.磁性？金屬材料在磁場中被磁化而呈現(xiàn)磁性強弱的性能稱為磁性。通常應(yīng)磁導(dǎo)率p（H/m）表示。根據(jù)金屬材料在磁場中受到磁化程度的不同，金屬材料可分為：？鐵磁性材料一在外加磁場中，能強烈地被磁化到很大程度，如鐵、銀、鉆等。順磁性材料一在外加磁場中呈現(xiàn)十分微弱的磁性，如鎰、銘、相等。？抗磁性材料一能夠抗拒或減弱外加磁場磁化作用的金屬，如銅、金、銀、鉛、鋅等。二、金屬材料的化學(xué)性能？金屬材料的化學(xué)性能是指金屬材料在室溫或高溫時抵抗各種化學(xué)介質(zhì)作用所表現(xiàn)出來的性能，它包括耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性等。.耐腐蝕性？金屬材料在常溫下抵抗氧、水及其它化學(xué)介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力，稱為耐腐蝕性。耐候鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金，在室溫條件下能耐大氣腐蝕，一般都具有良好的耐腐蝕性。.抗氧化性？金屬材料在加熱時抵抗氧化作用的能力，稱為抗氧化性。金屬材料的氧化隨溫度升高而加速，例如，鋼材在鑄造、鍛造、熱處理、焊接等熱加工作業(yè)時，氧化比擬嚴重。.化學(xué)穩(wěn)定性？化學(xué)穩(wěn)定性是金屬材料的耐腐蝕性與抗氧化性的總稱。金屬材料在高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性稱為熱穩(wěn)定性。在高溫條件下工作的設(shè)備（如鍋爐、加熱設(shè)備、汽輪機、噴氣發(fā)動機等）上的部件需要選擇熱穩(wěn)定性好的材料來制造。第三節(jié)金屬的工藝性能1.鑄造性能金屬材料在鑄造成形過程中獲得外形準(zhǔn)確、內(nèi)部健全鑄件的能力稱為鑄造性能。鑄造性能包括流動性、吸氣性、收縮性和偏析等。（2）切削用量。背吃刀量ap和進給量f決定了切削面積的大小，當(dāng)兩者加大時，切削力明顯增大。但ap的影響比f大，ap增大一倍，總切削力增大一倍；進給量增大一倍，總切削力增加70%?80%。從減小總切削力又不降低生產(chǎn)率考慮，取較大的進給量和較小的背吃刀量是合理的。切削速度Uc對總切削力的影響較小。？（3）切削刀具兒何角度。增大前角可有效地減小總切削力；改變主偏角kr的大小，可改變Ff與Fp的比值；減小刃傾角，可有效地減小Ff。?（4）冷卻潤滑條件。充分的冷卻潤滑，可使總切削力減小5%?20%。同時還有利于減少切削刀具與工件的切削熱。實驗證明：充分的冷卻潤滑可使切削區(qū)的平均溫度降低100C?150℃左右。四、切削熱？在切削過程中，機床所消耗的功兒乎全部轉(zhuǎn)化為熱量。切削熱的直接來源有兩個：內(nèi)摩擦熱和外摩擦熱。內(nèi)摩擦熱是由切削層金屬的彈、塑性變形產(chǎn)生；外摩擦熱是由切屑與切削刀具前面、過渡外表與切削刀具后面、已加工外表與刀具副后面之間的摩擦產(chǎn)生。？切削熱對切削刀具與被加工零件有如下一些影響：？（1）使切削刀具硬度降低，造成切削刀具很快磨損。？（2）造成工件溫度過高，可能導(dǎo)致工件內(nèi)部組織變化，影響工件的使用性能。？（3）使工件膨脹變形，影響測量精度及加工精度。？五、切削刀具的磨損與切削刀具的耐用度。切削刀具磨損形式主要有:后刀面磨損、前刀面磨損、前后兩刀面同時磨損三種。切削刀具兩次刃磨中間的實際切削時間稱為切削刀具的耐用度，單位為mine三、教學(xué)重點與難點.重點：刀具的角度、幾何參數(shù)及總切削力.難點：刀具的角度、幾何參數(shù)八教學(xué)方法與教學(xué)手段.利用試樣、掛圖等教具。.利用多媒體資料進行短時演示。五、小結(jié)與布置作業(yè)教案二十七一、教學(xué)組織.提問10分鐘.講解70分鐘.小結(jié)5分鐘.布置作業(yè)5分鐘二、教學(xué)內(nèi)容第十八章金屬切削機床基礎(chǔ)知識金屬切削機床簡稱為機床，是用切削刀具對工件進行切削加工的機器。？第一節(jié)機床的分類和編號一、機床的分類金屬切削機床按其工作原理可劃分為:車床、鉆床、像床、刨插床、銃床、磨床、拉床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、鋸床和其它機床。其中最基本的金屬切削機床是:車床、銃床、鉆床、刨床和磨床。同一類金屬切削機床中，按加工精度不同，可分為普通機床、精密機床和高精度機床三個等級；按使用范圍可細分為通用機床和專用機床；按自動化程度可分為手動機床、機動機床、半自動機床和自動化機床；按尺寸和質(zhì)量大小可分為一般機床和重型機床等。二、機床型號的編制方法。金屬切削機床的型號是用來表示機床的類別、主要參數(shù)和主要特征的代號。金屬切削機床的型號由大寫漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成。.金屬切削機床的類代號？?表18—1機床的類和分類代號類車床鉆床鋒床磨床齒輪加工機床螺紋加工機床銃床刨插床拉床鋸床其他機床代號CZTM2M3MYSXBLGQ讀音車鉆鑲磨磨磨牙絲銃刨拉割其.金屬切削機床的通用特性代號和結(jié)構(gòu)特性代號？機床的通用特性代號和結(jié)構(gòu)特性代號是在代表機床類的字母后面，加一個漢語拼音字母表示，如“CK”表示數(shù)控車床。？表18—2機床的通用特性代號3.金屬切削機床的組、系代號?通用特性高精度精密自動半自動數(shù)控加工中心自動換刀仿形輕型加重型簡式或經(jīng)濟型柔性加工單元數(shù)顯高速代號GMZBKHFQCJRXS讀音高密自半控換仿輕重簡柔顯速每類機床按其用途、性能、結(jié)構(gòu)相近或有派生關(guān)系，分為10個組，每個組又分10個系列。在機床型號中，跟在字母后面的兩個數(shù)字分別表示機床的組和系。例如，CM6132中的“6”表示落地及臥式車床組,“1”表示臥式車床系。.金屬切削機床的主參數(shù)？機床的主參數(shù)表示機床規(guī)格的大小和工作能力。在機床型號中，表示機床組和系的兩個數(shù)字后面的數(shù)字表示機床的主參數(shù)或主參數(shù)的折算值。.金屬切削機床的重大改進？規(guī)格相同的機床，經(jīng)改進設(shè)計，其性能和結(jié)構(gòu)有了重大改進后，按改進設(shè)計的次序，分別用漢語拼音字母"A、B、C…”表示，并寫在機床型號的末尾。例如，CQ6140B,表示工件最大回轉(zhuǎn)直徑為400mm的經(jīng)第二次重大改進的輕型臥式車床。第二節(jié)車床車床主要用于加工各種回轉(zhuǎn)體外表。車床有：臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、自動和半自動車床等。一、車床的功能和運動？車床的基本功能是加工外圓柱面，如各類軸、圓盤、套筒等。車削時工件旋轉(zhuǎn)為主運動，車刀縱向移動和橫向移動為進給運動。種最主要車刀名稱、形狀和工作位置。二、車床的組成臥式車床主要由左右床腿、床身、主軸箱、進給箱、掛輪架、小滑板、中滑板、床鞍、溜板箱、光杠、絲杠、刀架和尾座等局部構(gòu)成。？.床身？床身是車床的基礎(chǔ)零件，用來支承和連接其它部件。車床上所有的部件均利用床身來獲得準(zhǔn)確的相對位置和相互間的位移，如刀架和尾座可沿床身上的導(dǎo)軌移動。？.主軸箱？主軸箱固定在床身的左端，箱內(nèi)裝有主軸部件和主運動變速機構(gòu)，又稱為床頭箱或主變速箱。通過操縱外部手柄的位置，可以使主軸有不同的轉(zhuǎn)速。主軸右端有外螺紋用以安裝卡盤等附件，內(nèi)外表是莫氏錐孔，用以安裝頂尖，支持軸類零件。變速機構(gòu)安裝在主軸箱內(nèi)，由電動機通過帶傳動，經(jīng)主軸箱齒輪變速后，帶動齒輪主軸轉(zhuǎn)動。？.進給箱進給箱安裝在床身的左前側(cè)，是改變進給量、傳遞進給運動的變速機構(gòu)。改變進給箱外面手柄的位置,可以使光杠和絲杠得到不同的轉(zhuǎn)速，再分別通過光杠和絲杠將運動傳遞給刀架。？.刀架?刀架用來夾持車刀，并使其作縱向、橫向或斜向移動。刀架安裝在小滑板上，用來夾持車刀；小滑板裝在轉(zhuǎn)盤上，可沿轉(zhuǎn)盤上導(dǎo)軌作短距離移動；轉(zhuǎn)盤可帶動刀架在中滑板上順時針或逆時針轉(zhuǎn)動一定的角度;中滑板可在床鞍（大拖板）的橫向?qū)к壣厦孀鞔怪庇诖采淼臋M向移動；床鞍可沿床身的導(dǎo)軌作縱向移動。？.尾座？尾座安裝在床身導(dǎo)軌的右端，用來支承工件或裝夾鉆頭、較刀進行外圓及孔加工。尾座可根據(jù)工作需要沿床身導(dǎo)軌進行位置調(diào)節(jié)，進行橫向移動，用來加工錐體等。？.絲杠絲杠用于車螺紋加工，將進給箱的運動傳給溜板箱。？.光杠？光杠用于一般的車削加工，進給時將進給箱的運動傳給溜板箱。？.溜板箱？溜板箱裝在床鞍的下面，是縱、橫向進給運動的分配機構(gòu)。通過溜板箱將光杠或絲杠轉(zhuǎn)動變?yōu)榛宓囊苿樱锇逑渖涎b有各種操縱手柄及按鈕，可以方便地選擇縱橫機動進給運動的接通、斷開及變向。溜板箱內(nèi)設(shè)有連鎖裝置，可以防止光杠和絲杠同時轉(zhuǎn)動。？三、車床的傳動系統(tǒng)C6140型臥式車床的運動由兩條路線傳遞：一路為主運動，另一路為進給運動。??.主運動傳動？主運動由電動機開始經(jīng)過皮帶傳動到主軸箱內(nèi)的I軸上的摩擦離合器上，再經(jīng)H、III、IV、V軸把動力傳至主軸VI,通過不同的齒輪進行嚙合可獲得24種正轉(zhuǎn)速和12種反轉(zhuǎn)速度。？.進給運動？進給運動是由主軸至刀架間的傳動系統(tǒng)實現(xiàn)的。從主軸開始通過換向、掛輪、進給箱和滑板箱的傳動機構(gòu)使刀架分別實現(xiàn)縱向進給、橫向進給及車螺紋運動。？四、車床附件及工件安裝機床附件是指隨機床一道供應(yīng)的附加裝置，如各種通用機床的夾具、靠模裝置及分度頭等。.卡盤卡盤是應(yīng)用最多的車床夾具，它是利用其反面法蘭盤上的螺紋直接裝在車床主軸上?？ūP分三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤。三爪自定心卡盤的夾緊力較小，裝夾工件方便、迅速，不需找正，具有較高的自動定心精度，特別適合于用來裝夾軸類、盤類、套類等對稱性工件，但不適合裝夾形狀不規(guī)那么的工件。四爪單動卡盤夾緊力大，其卡爪可以單獨調(diào)整，因此，特別適合于裝夾形狀不規(guī)那么的工件。但裝夾工件較慢，需要找正，而且找正的精度主要取決于操作人員的技術(shù)水平。.花盤花盤外表開設(shè)有通槽和T型槽，安裝和裝夾工件時用螺栓和壓板，對于一些形狀不規(guī)那么的工件、不能使用三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤裝夾時，可使用花盤進行裝夾。.頂尖、撥盤和雞心夾頭對于細長的軸類工件一般可以采用兩種方法進行裝夾：第一種方法是：用車床主軸卡盤和車床尾座后頂尖裝夾工件。適合于一次性裝夾，屢次裝夾時很難保證工件的定心精度；第二種方法是：工件的兩端均用頂尖裝夾定位，利用撥盤和雞心夾頭帶開工件旋轉(zhuǎn)?？捎糜趯掖窝b夾,并且不會影響工件的定心精度。通用頂尖按結(jié)構(gòu)可分為死頂尖和活頂尖；按安裝位置可分為前頂尖（安裝在主軸鋪孔內(nèi)）和后頂尖（安裝在尾座錐孔內(nèi)）。前頂尖總是死頂尖，后頂尖可以是死頂尖，也可以是活頂尖。撥盤與雞心夾頭的作用是當(dāng)工件用兩頂尖裝夾時帶開工件旋轉(zhuǎn)。撥盤靠其上的螺紋旋裝在車床的主軸上，帶動雞心夾頭旋轉(zhuǎn)，雞心夾頭那么依靠其上的緊固螺釘檸緊在工件上，并一起帶開工件旋轉(zhuǎn)。.中心架與跟刀架在車削細長軸時，為了防止發(fā)生這種現(xiàn)象，常使用中心架或跟刀架做為輔助支承，以增加工件的剛性。跟刀架固定在床鞍（大拖板）上，并隨床鞍一起移動。.心軸當(dāng)精加工盤套類零件時，常以工件的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，工件安裝在心軸上，再把心軸裝在兩頂尖之間進行加工。常用的心軸有圓錐體心軸、圓柱體心軸和可脹心軸等。三、教學(xué)重點與難點.重點：車床的組成局部.難點：傳動系統(tǒng)入教學(xué)方法與教學(xué)手段.利用試樣、掛圖等教具。.利用多媒體資料進行短時演示。五、小結(jié)與布置作業(yè)教案二十八一、教學(xué)組織.提問10分鐘.講解70分鐘.小結(jié)5分鐘.布置作業(yè)5分鐘二、教學(xué)內(nèi)容第八節(jié)鉆床和鎮(zhèn)床9鉆床和鑲床均為孔加工機床。鉆床通常用來加工直徑在100mm以內(nèi)的孔，而饃床那么不僅可以加工小孔，還可以加工直徑較大的孔。一、鉆床在鉆床上主要進行鉆削加工，即用鉆頭，擴孔鉆或錢刀等在工件上進行孔加工。鉆床有：臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。？.鉆床的功能和運動？鉆床的主要功能是用鉆頭鉆孔或攻螺紋。通過鉆頭的回轉(zhuǎn)運動（主運動）及其軸向進給完成成形運動。鉆削時，一般是鉆頭軸向進給，工件固定不動。鉆孔為孔的粗加工，為了獲得精度較高的孔，鉆孔后還可進一步進行擴孔、較孔及磨孔等加工。.鉆床的組成？立式鉆床主要由主軸、主軸變速箱、進給箱、立柱、工作臺和機座等組成。立式鉆床適合于加工孔徑在50mm以下的中型工件的孔。臺式鉆床適合于加工孔徑在12mm以下的小型工件上的孔。？搖臂鉆床適合于加工大重型工件和多孔工件上的孔。？孔的加工難度較大，要到達與外圓面同樣的技術(shù)要求需要更多的工序。在實體材料上進行孔加工的基本方法是鉆削、鑲削和車孔。二、鎮(zhèn)床？.鋒床的功能和運動？像床的主要功能是用來加工尺寸較大、精度要求較高的孔，特別適合于加工分布在零件不同位置及要求較高位置精度的孔系。此外，像床還可以用來完成銃削端面、鉆孔、攻螺紋、進車削外圓和車削端面等多種加工。鑲床有:臥式舞床、坐標(biāo)像床、精像床等。鎮(zhèn)削加工時舞刀回轉(zhuǎn)為主運動，工件或鏈刀移動為進給運動。.鋒床的組成？臥式鎮(zhèn)床主要由床身、前立柱、主軸箱、主軸、后立柱、尾架及工作臺等主要局部組成。第四節(jié)刨床與插床刨床與插床屬同一類機床，即刨插床類。它們的共同特點是主運動為直線往復(fù)運動，進給運動為間歇運動，即在主運動的空行程時間內(nèi)作一次送進。刨床主要用來加工外外表，而插床主要用于加工內(nèi)外表。？一、刨床？.刨床的功能和運動？刨床的主要功能是用刨刀刨削平面和溝槽，也可以加工成形外表。刨刀的直線往復(fù)運動為主運動，工件的間歇移動為進給運動。刨削分為水平刨削和垂直刨削兩種。水平刨削一般稱為刨削，垂直刨削那么稱為插削。刨床主要有:龍門刨床、牛頭刨床和懸臂刨床等。？.刨床的組成？牛頭刨床主要由床身、滑枕、刀架、橫梁、工作臺等組成。滑枕帶動刀架作直線往復(fù)主運動，工作臺帶開工件作間歇進給運動，橫梁可沿床身上的垂直導(dǎo)軌移動,以調(diào)整切削刀具與工件在垂直方向上的相互位置。？二、插床？.插床的功能和運動？插床主要功能是用來插鍵槽和花鍵槽等外表。插刀沿垂直方向作直線往復(fù)主運動，向下移動為工作行程，向上移動為空行程；工件可以沿縱向、橫向、圓周三個方向之一作間歇進給運動。？.插床的組成？插床主要由床身、滑枕、刀架、圓工作臺、上滑座、下滑座、分度裝置、底座等組成。第五節(jié)銃床銃床是用銃刀進行加工的機床。銃床有：臥式銃床、龍門銃床及雙柱銃床。？一、銃床的功能和運動？銃床的主要功能是銃削平面和溝槽。主運動是銃刀的旋轉(zhuǎn)運動，進給運動是工件的移動。二、銃床的組成？X6132型萬能升降臺臥式銃床包括：主軸、懸梁、升降臺、工作臺、回轉(zhuǎn)臺、床鞍、床身等。立式升降臺銃床。主要區(qū)別在于它的主軸是直立的并與工作臺面相垂直。？第六節(jié)磨床磨床是用砂輪或其它磨具對工件進行磨削加工的機床?？梢约庸て渌鼨C床不能加工或很難加工的高硬度材料。磨削加工可以獲得高精度和低粗糙度值的外表，在一般情況下，它是機械加工的最后一道工序。磨床有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無心磨床、工具磨床及專門化磨床等。一、磨床的功能和運動?磨床的主要功能是用來磨削各種內(nèi)外圓柱面、平面、成形外表等。主運動為砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運動；進給運動有三種，分別為工件的圓周進給運動、工件的縱向進給運動和砂輪的橫向進給運動。？二、磨床的類型和組成?.外圓磨床？普通外圓磨床主要用于磨削外圓柱面、外圓錐面及臺階端面等。它由砂輪架、頭架、尾架、工作臺及床身等組成。.內(nèi)圓磨床？內(nèi)圓磨床用于磨削圓柱孔和圓錐孔。由頭架、砂輪架、工作臺和內(nèi)磨頭、床身等主要部件組成。.平面磨床？平面磨床用于平面的磨削加工。按工作臺的形狀分為矩臺和圓臺兩類；按砂輪架主軸布置形式分為臥軸與立軸兩類；按砂輪磨削方式不同有周磨和端磨兩種平面磨床。(1)臥軸矩臺平面磨床。臥軸矩臺平面磨床的砂輪軸呈水平位置，磨削時是砂輪的周邊與工件的外表接觸，磨床的工作臺為矩形。？臥軸矩臺平面磨床由砂輪架、立柱、工作臺及床身等主要部件組成。臥軸矩臺平面磨床除了磨削水平面外，還可以用砂輪的端面磨削溝槽、臺階面等。(2)立軸圓臺平面磨床。立軸圓臺平面磨床的砂輪軸呈垂直位置，磨床的工作臺為圓形。磨削時用砂輪的端面進行磨削。？立軸圓臺平面磨床由砂輪架、立柱、工作臺及床鞍等主要部件所組成。立軸圓臺平面磨床常用于成批、大量生產(chǎn)中磨削一般精度的工件或粗磨鑄件毛坯、鍛件毛坯。三、教學(xué)重點與難點.重點：銃床的組成局部.難點：磨床的組成局部入教學(xué)方法與教學(xué)手段.利用試樣、掛圖等教具。.利用多媒體資料進行短時演示。五、小結(jié)與布置作業(yè)教案二十九一、教學(xué)組織.提問10分鐘.講解70分鐘.小結(jié)5分鐘.布置作業(yè)5分鐘二、教學(xué)內(nèi)容第十九章各種外表的加工方法第一節(jié)外圓外表加工方法一、外圓外表車削加工（一）車外圓外表外圓外表車削分為粗車、半精車、精車和精細車。車外圓時，長軸類工件一般用兩頂尖裝夾，短軸及盤套類工件常用卡盤裝夾。.粗車粗車屬于低精度外圓外表車削，其目的主要是迅速地切去毛坯的硬皮和大局部加工余量。粗車加工精度IT13?IT11,外表粗糙度為R度0?12.5um。?.半精車半精車是在粗車基礎(chǔ)上進行的，屬于中等精度外圓外表車削。半精車的加工精度為IT10-IT9,外表粗糙度為Ra6.3?3.2um。？.精車精車是在半精車基礎(chǔ)上進行的，屬于較高精度外圓外表車削，其目的是滿足工件的加工精度。精車時一般取大的切削速度和較小的進給量與背吃刀量。精車的加工精度為IT8?IT6,外表粗糙度為Ra1.6?0.8um。?.精細車精細車是在高精密車床、在高切削速度、小進給量及小背吃刀量的條件下，使用經(jīng)過仔細刃磨的人造金鋼石或細顆粒硬質(zhì)合金車刀車削的。加工精度為IT6-IT5,外表粗糙度為Ra0.4?0.2um。?（二）車外圓錐面.小滑板轉(zhuǎn)位法使刀架小滑板繞轉(zhuǎn)盤軸線轉(zhuǎn)動一圓錐斜角a/2后固定，然后用手轉(zhuǎn)動小滑板手柄實現(xiàn)斜向進給。該方法調(diào)整方便，操作簡單，但不能自動進給，加工后外表較粗糙。另外，小滑板絲杠的長度有限，多用于車削長度小于100mm的大錐度圓錐面。.偏移尾架法工件裝夾在雙頂尖之間，車削圓錐面時，尾架在機床導(dǎo)軌上橫向調(diào)整，偏移A距離，使工件旋轉(zhuǎn)軸線與車刀縱向進給方向的夾角等于圓錐面的斜角（。/2）,然后利用車刀縱向進給，即可車出所需要的錐圓面。偏移尾架法能自動進給加工較長的圓錐面，但不能加工斜度較大的工件。車削時，由于頂尖與工件的中心孔接觸不良，工件不穩(wěn)定，故常用球形頂尖來改善接觸狀況。？.靠模法靠模是車床的專用附件。加工時靠模裝在床身上，可以方便地調(diào)整圓錐斜角（a/2）。安裝靠模時要卸下中滑板的絲杠與螺母，使中滑板能橫向自由滑動，中滑板的接長桿用滑塊錢鏈與靠模連接。當(dāng)床鞍縱向進給時，中滑板帶動刀架一面縱向移動，一面橫向移動。從而使車刀運動的方向平行于靠模，從而車削出所要求的圓錐面。？用靠模法能加工較長的圓錐面，精度較高，并能實現(xiàn)自動進給，但不能加工錐度較大的外表。.寬刀法使用與工件軸線成。/2角的寬刃車刀加工較短的圓錐面（L=20mm?25mm）。切削時車刀作橫向或縱向進給即可車出所需的圓錐面。較長的圓錐面不適于采用此法，因為容易引起振動，使加工外表產(chǎn)生波紋。？（三）車成形回轉(zhuǎn)面？母線為曲線的回轉(zhuǎn)外表稱為成形回轉(zhuǎn)面，如曲面手柄、圓球面等。加工方法有：雙手控制法和成形刀法。？.雙手控制法？雙手控制法是用雙手分別操作小滑板和中滑板手柄，通過車刀的縱向和橫向進給合成運動得到所需要的成形外表。這種方法簡單易行，但生產(chǎn)率低，對操作者的技術(shù)要求高。？.成形刀法？利用切削刀刃形狀與工件成形面的母線形狀相同的車刀進行加工的方法稱為成形刀法。常用于成批生產(chǎn)，加工形狀較簡單、軸向尺寸較小的成形外表。？.靠模法?這種方法與用靠模車圓錐面的方法相同。用靠模法車成形面操作方便，生產(chǎn)率高，形面準(zhǔn)確，質(zhì)量穩(wěn)定，但加工的成形面的曲率不能變化過大。？二、外圓外表的磨削加工（-）外圓柱面的磨削？磨削方法有以下三種：縱磨法、橫磨法和分段綜合磨削法。？.縱磨法？.壓力加工性能金屬材料利用壓力加工方法塑造成形的難易程度稱為壓力加工性能。壓力加工性能的好壞主要同金屬材料的塑性和變形抗力有關(guān)。塑性越好，變形抗力越小，金屬材料的壓力加工性能越好。?3.焊接性能焊接性能是指金屬材料在限定的施工條件下焊接成按規(guī)定設(shè)計要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力。焊接性能好的金屬材料能獲得沒有裂縫、氣孔等缺陷的焊縫，并且焊接接頭具有良好的力學(xué)性能。低碳鋼具有良好的焊接性能，而高碳鋼、不銹鋼、鑄鐵的焊接性能那么較差。.切削加工性能？切削加工性能是指金屬材料在切削加工時的難易程度。切削加工性能好的金屬材料對使用的刀具磨損量小，可以選用較