機械制造教案

技工學校教案編號：版本：A/O流水號：科目機械制造班級09中數(shù)模授課日期第一周2011-2-21課題緒論課時2授課方式講授，演示法輔助教具黑板、模型、直尺教學目的1、機械制造工藝的發(fā)展2、課程的性質(zhì)和任務3、生產(chǎn)過程概述作業(yè)布置課后習題2擬用時間1學時重點本課程的性質(zhì)及任務難點生產(chǎn)過程概述教學回顧同學們完成緒論的學習，了解機械制造的相關知識說明授課老師：審閱簽名：提交日期：審閱日期：教師備課箋緒論【導入新課】：機械制造工藝是各種機械的制造方法和過程的總稱是一門研究機械制造的工藝方法和工藝過程的學科?！拘率凇浚阂?、機械制造工藝向高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展；如各種少切削、無切削工藝的問世，已使愈來愈多的零件改變了傳統(tǒng)的制造工藝，從而節(jié)省了大量金屬，并大幅度地提高另外生產(chǎn)率。再如，高硬度刀具材料的出現(xiàn)，實現(xiàn)了對工件淬硬表面的切削，其加工精度和加工表面質(zhì)量可與磨削蓖美；采用硬滾（刮）工藝的硬齒面齒輪，使用壽命顯著提高；超精密加工技術的應用，已實現(xiàn)加工尺寸誤差和形狀誤差在0.1um以下、表面粗糙度值不大于0.05um微型電子計算機和數(shù)顯、數(shù)控技術的廣泛應用，使工藝過程的自動化程度提高到一個新的階段；現(xiàn)代我國的機械制造工業(yè)已取得了很大的成就，但與世界先進水平相比，機械制造工藝水平還存在著相當大的差距。二、課程的性質(zhì)和任務1、課程性質(zhì)和內(nèi)容：機械制造工藝基礎是中等職業(yè)技術學校機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程。課程涉及機械制造工藝的基礎知識，主要內(nèi)容包括：毛坯制造工藝（俗稱熱加工工藝）、零件切削加工工藝（俗稱冷加工工藝）和機械加工工藝規(guī)程制定等三部分。2、課程的任務和基本要求：通過本課程的學習，可以獲得機械制造的常用工藝方法和零件加工工藝過程及裝配的基本知識，對機械制造工藝過程形成一個完整的認識，從而增強工作的適應性，有助于在一專的基礎上發(fā)展多能。學習本課程的基本要求：⑴以機械制造工藝過程為主線，了解毛坯制造、零件切削加工的個主要工種的工作內(nèi)容、工藝特點、工藝裝備和應用范圍等基礎知識；⑵一般了解各工種主要設備（包括附件、工具）的基本工作原理和使用范圍；⑶初步掌握選擇毛坯和零件加工方法的基本知識；⑷初步掌握確定常見典型零件加工工藝過程的基本知識；⑸了解裝配的基本知識和典型機械、不見的裝配方法。三、生產(chǎn)過程概述1、機械制造工藝過程一般是：金屬材料鑄造、鍛造或焊接毛坯切削加工和熱處理零件裝配和試機械2、生產(chǎn)過程與工藝過程⑴生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全過程包括產(chǎn)品設計、生產(chǎn)組織準備和技術準備、原材料購置、運輸和保存，以及毛坯制造、零件加工、產(chǎn)品裝配和試驗、銷售和服務等一系列工作⑵工藝過程：改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸及相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程包括毛坯制造、零件加工、熱處理，以及產(chǎn)品的裝配和試驗等（指直接作用于生產(chǎn)對象的那部分勞動過程）⑶生產(chǎn)過程與工藝過程的關系產(chǎn)品設計工藝規(guī)程編制及材料定額的制定生產(chǎn)準備過程工、夾、刀、量具設計制造或購置機床設備的設計制造或購置生產(chǎn)計劃的制定鑄造工藝過程焊接工藝過程生產(chǎn)過程工藝過程機械加工工藝過程熱處理、表面處理工藝過程裝配、試車工藝過程原材料購置及保管工具的修磨和修理生產(chǎn)輔助過程機床設備的維修及保管成本核算及統(tǒng)計銷售與服務3、工藝規(guī)程⑴工藝文件與工藝規(guī)程工藝文件：指導工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理的各種技術文件工藝規(guī)程：規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件⑵工藝規(guī)程的重要性正常條件下，必須按照工藝規(guī)程組織生產(chǎn)，以建立和保持正常的生產(chǎn)秩序。工藝規(guī)程是各項生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)，是全體有關人員必須認真貫徹和嚴格執(zhí)行的紀律性文件。【小結】：本次課程主要是對機械制造工藝的發(fā)展情況以及機械制造工藝基礎這門課程的性質(zhì)和任務、學習本門課程的基本要求做了介紹，并概述了生產(chǎn)過程等相關知識。目的是讓學生對本門課程和機械制造工藝在工作實踐中的應用有初步了解。【布置作業(yè)】：機械制造工藝基礎習題冊技工學校教案編號：版本：A/O流水號：科目機械制造班級09中數(shù)模授課日期第一周2011-2-2課題§1-1砂型的制作課時2授課方式講授，演示法輔助教具黑板、模型、直尺教學目的1、機械制造工藝的發(fā)展2、課程的性質(zhì)和任務3、生產(chǎn)過程概述作業(yè)布置機械制造工藝基礎習題冊擬用時間1學時重點制造模樣的要求和澆注系統(tǒng)難點冒口的設置教學回顧本次課程主要是對機械制造工藝的發(fā)展情況以及機械制造工藝基礎這門課程的性質(zhì)和任務、學習本門課程的基本要求做了介紹，并概述了生產(chǎn)過程等相關知識。目的是讓學生對本門課程和機械制造工藝在工作實踐中的應用有初步了解。說明授課老師：審閱簽名：提交日期：審閱日期：教師備課箋§1-1砂型的制作【導入新課】：鑄造：將液態(tài)金屬澆注到具有與零件形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，稱為鑄造?！拘率凇浚阂?、鑄造的概述（一）鑄造特點1、優(yōu)點：(1)可制成形狀復雜、特別是具有復雜內(nèi)腔的毛坯，如箱體、氣缸體等。(2)適應范圍廣。(3)鑄造可直接利用成本低廉的廢機件和切屑，設備費用較低。⑷鑄件的尺寸與質(zhì)量幾乎不受限制。⑸鑄件的形狀、尺寸與零件很接近，因而減少了切削加工的工作量，可節(jié)省大量金屬材料。2、缺點(1)生產(chǎn)工序繁多、工藝過程較難控制、鑄件易產(chǎn)生缺陷。(2)鑄件的尺寸均一性差，尺寸精度低，(3)和相同形狀、尺寸的鍛件比，鑄件的內(nèi)在質(zhì)量差，承載能力不及鍛件。⑷工作環(huán)境差，溫度高、粉塵多，勞動強度大。（二）鑄造的分類最基本的工藝方法是砂型鑄造，還有多種特種鑄造方法，如熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等。砂型鑄造用型砂緊實成形的鑄造方法。可分為濕砂型（不經(jīng)烘干可直接進行澆注的砂型）鑄造和干砂型（經(jīng)烘干高黏土砂型）鑄造兩種。工藝過程一般由造型、造芯、烘干、合型、澆注、落砂、清理及鑄件檢驗等組成。二、砂型的制作（一）砂型鑄型：用型砂、金屬或其他耐火材料制成，包括形成鑄件形狀的空腔、型心和澆冒口系統(tǒng)的組成整體。砂型：用型砂制成的鑄型；砂型的制作是砂型鑄造工藝過程的主要工序。（二）造型材料制造型砂和砂芯的材料，包括砂、黏土、有機或屋脊粘結劑和其他附加物。型（芯）砂的性能要求：可槊性：型砂在外力作用下成形，外力消除后仍能保持其形狀的性能強度：抵抗外力破壞的能力耐火性：型砂在高溫熔融金屬的作用下不軟化、不熔融燒結及不粘附在鑄件表面的性能透氣性：退讓性：鑄件冷卻收縮時，砂型與型芯的體積可以被壓縮的性能(三)模樣和芯盒1、模樣：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，模樣是按照根據(jù)零件圖樣要求繪制的鑄造工藝圖樣制造的制造模樣注意的幾點：⑴加工余量：指為了保證逐漸加工面尺寸和兩件精度，在鑄件工藝設計時預先增加而在機械加工時切去的金屬層厚度。其大小根據(jù)鑄件尺寸公差和加工余量等級來確定。一般小型鑄件的加工余量為2-6mm；⑵收縮余量：指為了補償鑄件收縮，模樣比鑄件圖樣增大的數(shù)值；⑶起模斜度：指為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫落。平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度，一般為0.5°-3°；2、芯盒制造型芯或其他類耐火材料芯所用的裝備。（四）造型用造型混合料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型。分為手工造型、機器造型和自動化造型。（五）造芯制造型芯的過程，是為了獲得鑄件的內(nèi)孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的安放在型腔內(nèi)部的鑄型組元。（六）澆注系統(tǒng)和冒口澆注系統(tǒng)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(nèi)澆道組成；其作用：保證熔融的金屬平穩(wěn)、均勻、連續(xù)地充滿型腔；阻止熔渣、氣體和砂粒隨熔融金屬進入型腔；控制逐漸冷凝收縮時所需補充的金屬溶液（補縮）。冒口是在鑄型內(nèi)儲存供補縮鑄件用熔融金屬的空腔。除補縮外，冒口有時還起排氣和集渣的作用，一般設在鑄件最高處或最厚處。（七）合型將鑄型的各個組元如上型、下型、型芯、澆口盆等組合成一個完整鑄型的操作過程（又稱合箱）。技工學校教案編號：版本：A/O流水號：科目機械制造班級09中數(shù)模授課日期第一周2011-2-2課題§1-2澆注、落砂和清理課時2授課方式講授，演示法輔助教具黑板、模型、直尺教學目的了解鑄件澆注、落砂及清理的工藝過程；掌握鑄件的外觀檢查及缺陷形成的原因；了解幾種特種鑄造的工藝特點述作業(yè)布置機械制造工藝基礎習題冊擬用時間1學時重點鑄件的外觀檢查及缺陷形成的原因難點特種鑄造教學回顧本次課程主要講解了澆注、落砂和清理的工藝過程，重點講解了鑄件質(zhì)量檢查和鑄件常見缺陷的特點和產(chǎn)生原因，簡單介紹了幾種特種鑄造的特點。說明授課老師：審閱簽名：提交日期：審閱日期：教師備課箋§1-2澆注、落砂和清理【導入新課】：金屬液澆入鑄型時所測量到的溫度稱為澆注溫度，是鑄造過程必須控制的質(zhì)量指標之一。溫度↑→充型能力↑，溫度不足，易產(chǎn)生澆不族和冷隔的缺陷，溫度過高，易產(chǎn)生縮松、縮孔、粗晶、氣孔等缺陷?；诣T鐵（指具有片狀石墨的鑄鐵）的澆注溫度一般在1340°?！拘率凇浚阂弧沧?、澆注是將熔融的金屬從澆包注入鑄型的操作；澆包是容納、輸送和澆注熔融金屬用的容器。2、澆注對鑄件質(zhì)量的影響a、澆注溫度的影響。b、澆注速度的影響單位時間內(nèi)澆入鑄型中的金屬液質(zhì)量稱為澆注速度，用kg/s表示。澆注速度應根據(jù)鑄件的具體情況而定，可通過操縱澆包和布置澆注系統(tǒng)進行控制。3、澆注的注意事項A、澆注前應把熔融金屬表面的熔渣除盡以免流入鑄型而影響質(zhì)量；B、澆注時，必須使?jié)部诒３殖錆M，不允許澆注中斷，并注意防止飛濺和滿溢。二、落砂和清理1、落砂和除芯落砂是用手工或機械使鑄件和型砂、砂箱分開的操作；除芯是從逐漸中去除芯砂和芯骨的操作。2、落砂的方法手工落砂用于單件、小批量生產(chǎn)；機械落砂一般有落砂機進行，用于大批量生產(chǎn)。3、注意事項鑄件在砂型內(nèi)應該有足夠的冷卻時間。冷卻的時間可根據(jù)逐漸的形狀、大小和壁厚確定。過早落砂，會因鑄件冷卻太快而使其應力增加，甚至變形開裂。4、清理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、飛翅和氧化皮）等過程的總稱。5、清理的內(nèi)容鑄件上的澆口、澆道和冒口的清除：對于鑄鐵件可用鐵錘敲去；鑄鋼件可用氣割切除；有色金屬鑄件則可用鋸削除去。鑄件上的粘砂、細小飛翅、氧化皮等可用噴砂或拋丸消砂、水力清砂、化學清砂等方法予以清理。大量生產(chǎn)時多采用專用清理機械和設備進行清理。三、鑄件的外觀檢查及缺陷鑄件質(zhì)量包括外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量和使用質(zhì)量。鑄件的外觀質(zhì)量檢查項目包括：鑄件的表面粗糙度、表面缺陷、尺寸公差、形狀偏差、質(zhì)量偏差等。檢查鑄件的表面質(zhì)量，一般通過直接觀察或使用有關量具、儀器等進行。鑄件常見的缺陷：（一）、鑄件中的縮孔與縮松1、縮孔與縮松的形成原因液態(tài)合金在冷凝過程中，液態(tài)收縮和凝固收縮的容積得不到補足而行成。(補縮)(1)縮孔⊙縮孔是形狀不規(guī)則、孔壁粗糙并帶有枝狀晶的空洞?！淹ǔＴ阼T件上部，或最后凝固的部分(2)縮松⊙縮松：分散在鑄件某些區(qū)域內(nèi)的細小縮孔⊙縮松缺陷的部位在氣密性試驗時可能滲露⊙形成過程與縮孔相似2、縮孔、縮松的防止♂防止縮松、縮孔的措施：順序凝固實現(xiàn)順序凝固，就可實現(xiàn)“補縮”♂實現(xiàn)順序凝固的方法：設冒口，加冷鐵等?！醿A向于糊狀凝固的合金，整個截面上有樹枝狀晶架，難以避免顯微縮松。（三）鑄件中的氣孔*鑄件中的氣孔是最常見的缺陷，氣孔是表面比較光滑，呈梨形、圓形、橢圓形的孔洞。一般不在鑄件表面露出，大孔常孤立存在，小孔則成群出現(xiàn)。*產(chǎn)生原因：造型材料中水分過多或含有大量的發(fā)氣物質(zhì)、砂型和型心的透氣性差、澆注速度過快，是型腔中的氣體來不及排出。（四）砂眼*鑄件內(nèi)部或表面帶有沙粒的孔洞。*產(chǎn)生的原因：型砂強度不夠、型砂緊實度不夠、澆注速度太快。（五）粘砂*鑄件的部分或整個表面上黏附著一層沙粒和金屬的機械混合物（機械粘砂）或由金屬氧化物、沙子和黏土相互作用而生成的低熔點化合物（化學粘砂）。*粘砂是鑄件表面粗糙，不易加工。*產(chǎn)生的原因：型砂的耐火性差或澆注溫度過高。四、特種鑄造簡介1、金屬型鑄造通過重力作用進行澆注，將熔融金屬澆入金屬鑄型獲得鑄件的方法。由于金屬鑄型可以反復使用多次，故有永久型鑄造之稱。2、壓力鑄造簡稱壓鑄，它是在高壓下快速地將液態(tài)或半液態(tài)合金壓入金屬鑄型中，并在壓力下結晶，以獲得鑄件的鑄造方法。在壓鑄機上進行。3、離心鑄造將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使金屬液在離心力作用下充填鑄型并結晶的鑄造方法。4、熔模鑄造用易熔材料制成模型，然后在模型上涂掛耐火材料，經(jīng)硬化后在將模型熔化，排出型外，從而獲得無分型面的鑄型。由于熔模廣泛采用蠟質(zhì)材料來制造，故又稱“失蠟鑄造”。技工學校教案編號：版本：A/O流水號：科目機械制造班級09中數(shù)模授課日期第2周2011-2-2課題§2-1壓力加工概述課時2授課方式講授，演示法輔助教具黑板、模型、直尺教學目的了解鍛造和沖壓的工藝特點以及金屬加熱和鍛件冷卻的方法；了解兩種模鍛的加工工藝方法作業(yè)布置機械制造工藝基礎習題冊擬用時間1學時重點鍛造和沖壓的工藝特點難點金屬加熱和鍛件冷卻的方法教學回顧本次課程主要講解了金屬壓力加工及鍛壓的工藝特點，講解了金屬的加熱和鍛件冷卻方法，簡單了解了模鍛工藝及有關模鍛設備。說明授課老師：審閱簽名：提交日期：審閱日期：教師備課箋§2-1概述【導入新課】：利用外力使金屬產(chǎn)生塑性變形，來獲得具有一定形狀、尺寸和力學性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法稱為金屬壓力加工?！拘率凇浚阂?、壓力加工和鍛造1、壓力加工的種類有：軋制：金屬坯料在兩個回轉(zhuǎn)軋輥的空隙中受壓變形拉拔：將金屬坯料通過拔拉模的?？锥冃螖D壓：金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓被擠出?？锥冃五懺欤涸诩訅涸O備及工(模)具的作用下，使金屬坯料產(chǎn)生局部或全部的變形自由鍛：金屬坯料在上下抵鐵間受沖擊力或壓力而變形模鍛：金屬坯料在具有一定形狀的鍛模模膛內(nèi)受沖擊力或壓力而變形板料沖壓：金屬板料在沖模之間受壓產(chǎn)生分離或變形2、變形彈性變形在外力作用下，材料內(nèi)部產(chǎn)生應力，應力迫使原子離開原來的平衡位置，改變了原子間的距離，使金屬發(fā)生變形。并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的傾向。當外力停止作用后，應力消失，變形也隨之消失。塑性變形內(nèi)應力超過金屬的屈服點后，外力停止作用后，金屬的變形并不完全消失。3、鍛造的特點⑴改善金屬的內(nèi)部組織，提高金屬的力學性能⑵具有較高的勞動生產(chǎn)率⑶能獲得與零件相接近的鍛件，大大節(jié)省了金屬材料和減少了切削加工工時⑷適應范圍廣⑸不能鍛造出形狀復雜的零件4、沖壓的特點⑴在分離或成形的過程中，板料厚度變化小，內(nèi)部組織也不產(chǎn)生變化⑵生產(chǎn)率很高，易實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)⑶沖壓制件尺寸精確，表面光潔，一般不需要再加工⑷適應范圍廣⑸沖壓模具精度高，制造復雜，成本高二、鍛造溫度一般可鍛金屬材料必須經(jīng)加熱才能進行鍛造，金屬加熱的目的是為了提高其塑性，降低變形抗力，并使內(nèi)部組織均勻。金屬材料的加熱是整個鍛造工藝過程中的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。1、始鍛溫度：應盡可能高一些，這樣可以提高金屬塑性，延長鍛造時間。但溫度過高，超過一定限度時，金屬將產(chǎn)生過熱或過燒的缺陷，使金屬塑性急劇降低，可鍛性變差。2、終鍛溫度：應盡可能低一些，這樣可以延長鍛造時間，減少加熱次數(shù)。但溫度過低，金屬塑性降低，變形抗力增大，可鍛性同樣邊差，金屬還會產(chǎn)生加工硬化，甚至開裂。若溫度過高，鍛件會因晶粒比較粗大而降低力學性能。3、鍛造溫度范圍4、加熱速度三、鍛件冷卻方法冷卻過程中溫度與時間的關系稱為冷卻規(guī)范。不同的冷卻方法具有不同的冷卻規(guī)范。1、空冷在空氣中冷卻，冷卻速度較快2、堆冷將熱態(tài)鍛件成堆放在空氣中進行冷卻，冷卻速度低于空冷3、坑冷將熱態(tài)鍛件放在地坑或鐵箱中緩慢冷卻4、灰砂冷將熱態(tài)鍛件埋入爐渣、灰或砂內(nèi)緩慢冷卻5、爐冷鍛后鍛件放入爐中緩慢冷卻的方法技工學校教案編號：版本：A/O流水號：科目機械制造班級09中數(shù)模授課日期第2周2011-3-課題§2-2自由鍛、沖壓課時2授課方式講授，演示法輔助教具黑板、模型、直尺教學目的了解自由鍛和沖壓的設備，掌握自由鍛的方法和沖壓的基本工序作業(yè)布置機械制造工藝基礎習題冊擬用時間1學時重點自由鍛的方法難點沖壓的基本工序教學回顧本次課程主要講解了自由鍛和沖壓工藝，講解了自由鍛的設備和自由鍛的方法以及沖壓設備和沖壓工序說明授課老師：審閱簽名：提交日期：審閱日期：教師備課箋§2-2自由鍛、沖壓【導入新課】：自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下兩個抵鐵之間變形。從而獲得所需形狀及尺寸的鍛件。【新授】：一、自由鍛概述金屬沿變形方向可以自由流動，不受限制。但精度不高、形狀簡單，主要用于單件、小批量生產(chǎn)。自由鍛是生產(chǎn)大型鍛件和特大型鍛件唯一成型的方法。二、加熱1、加熱方式主要有火焰加熱和電加熱2、加熱爐的結構三、自由鍛設備1、空氣錘一壓縮空氣為工作介質(zhì)，驅(qū)動錘頭上、下運動打擊鍛件，主要依靠沖擊力使金屬變形，只能鍛造中小鍛件。2、液壓機：依靠靜壓力使金屬變形，可加工大型鍛件。其中水壓機可產(chǎn)生很大作用力，是重型機械廠鍛造生產(chǎn)的主要設備。四、自由鍛方法1、鐓粗和局部鐓粗：鐓粗是使毛坯高度見效、橫截面積增大的鍛造工序，適于餅塊類，盤套類。為防止坯料在鐓粗是產(chǎn)生軸向彎曲，坯料鐓粗部分的高度不應大于坯料直徑的2.5-3倍；局部鐓粗是指在坯料上某一部分進行的鐓粗，加熱是只對需要鐓粗的部分加熱。2、拔長、芯棒拔長和擴孔：拔長是使毛坯橫截面積減小、長度增加的鍛造工序，適于軸類、桿類。拔長是用夾鉗鉗牢，錘擊時應將坯料饒其軸線不斷翻轉(zhuǎn)，方法有反復90°翻轉(zhuǎn)和沿螺旋線翻轉(zhuǎn)兩種。芯棒拔長是在空心毛坯中加芯軸進行變形以減小空心毛坯外徑（壁厚）而增加其長度的鍛