第一篇：電工工藝學教案
邵陽職業技術學院
電工工藝學教案
電 工 工 藝 學
教
案
機電教研室 肖宏志1
邵陽職業技術學院
電工工藝學教案
第一章 電工工藝基礎知識
授課課題：電工基礎知識 授課課時：8 授課目的要求：1.掌握電工的基本要求
2.了解電學基礎知識
授課重、難點 掌握電工的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
電氣知識的內容十分豐富，本章主要介紹直流電路、單相交流電路、三相交流電路、電磁感應及晶體管與晶閘管等電工基礎知識。
第一節 直流電路 2課時
一、電路
在電的實際應用中，從最簡單的手電筒的工作到復雜的電子計算機的運算，都是由電路來完成的。
1．電路的組成及電路元件的作用
電路就是電流所流經的路徑，它由電路元件組成。當合上電動機的刀閘開關時，電動機立即就轉動起來，這是因為電動機通過導線經開關與電源接成了電流的通路，并將電能轉換成為機械能。電動機、電源等叫做電路元件，電路元件大體可分為四類：
(1)電源：即發電設備，其作用是將其它形式的能量轉換為電能。如電池是將化學能轉換為電能，而發電機是將機械能轉換為電能。
(2)負載：即用電設備，它的作用是把電能轉換為其它形式的能。如電爐是將電能轉換為熱能，電動機則是把電能轉換為機械能。
(3)控制電器和保護電器：在電路中起控制和保護作用。如開關、熔斷器、接觸器等。
(4)導線：由導體材料制成，其作用就是把電源、負載和控制電器連接成一個電路，并將電源的電能傳輸給負載。
由此可見，電路的作用是產生、分配、傳輸和使用電能。2．電路圖
在實際工作中，為便于分析、研究電路，通常將電路的實際元件用圖形符號表示在電路圖中，稱為電路原理圖，也叫電路圖。
在電路中，只有兩個端點與電路其它部分相連的無分支電路叫做支路。在電路中由支路組成的任一閉合路徑叫做回路。
二、電路的歐姆定律
電流、電壓和電阻是電路中的三個基本物理量，分析計算電路，就是研究以上各量之間的關系，確定它們的大小。歐姆定律就是反映電阻元件兩端的電壓與通過該元件的電流同電阻三者關系的定律，其表達式為
I=U/R
式中I-電流(A)
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電工工藝學教案 U-電壓(V)R一電阻(Ω)由上式可知，通過電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，而與電阻成反比。
對于任一分支的電阻電路，只要知道電路中的電壓、電流和電阻這三個量中的任意兩個量，就可由歐姆定律求得第三個量。
三、電路的基爾霍夫定律
歐姆定律可以確定電阻元件上電壓與電流的關系，但只能用于無分支的電阻電路。對于一個比較復雜的電路，確定各支路電流和各部分電
基爾霍夫定律是電路理論的基本定律，在應用基爾霍夫定律時必須注意電流;電壓、電勢的方向及所選定的繞行方向的關系·
四、電阻的串聯電路
在電路中，電阻的連接方式是多種多樣的，串聯電路是最簡單的一種。將兩個以上的電阻，依次首尾相聯，使各電阻通過同一電流，這種連接方式叫做電阻的串聯。
串聯電路的總電壓等于各電阻上電壓降之和。由歐姆定律可知：
Ul=IRl；U2=IR2：U3=IR3 所以總電壓為
U：IRl+IR2+IR3=I(Rl+R2+R3)=IR
R=Rl+R2+R3
五、電阻的并聯電路
幾個電阻頭尾分別連在一起，即電阻都接在兩個節點之間，各電阻承受同一電壓，這種連接方式叫做電阻的并聯。即為三個電阻的并聯電路。
并聯電路的總電流為各電阻支路電流之和。由基爾霍夫電流定律可知，電路中的總電流為
I=I1+I2+I3
六、電阻的混聯電路
電阻的串聯與并聯是電路最基本的連接形式，在一些電路中，可能既有電阻的串聯，又有電阻的并聯，這種電路就叫做電阻的混聯電路，分析、計算混聯電路的方法如下：
七、電路的功率與電能 1．電功率
電功率就是單位時間內電場力所做的功，圖l—15電路中R為一個電阻，它兩端的電壓是U通過的電流是I，單位時間內電場力在電阻上做的功應為電壓與電流的乘積
第二節 單相交流電路 2課時
一、交流電的基本概念 1．什么是交流電
所謂交流電是指大小和方向都隨時間作周期性變化的電動勢(電壓或電流)。也就是說，交流電是交變電動勢、交變電壓和交變電流的總稱。交流電可
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電工工藝學教案 分為上弦交流電和非正弦交流電兩大類。正弦交流電是指按正弦規律變化的交流電，而非正弦交流電的變化
正弦交流電的三種表示法
正弦交流電一般有四種表示法：解析法、曲線法、旋轉矢量法和符號法。常用前三種表示法。
1．解析法
用三角函數式表示正弦交流電隨時間變化關系的方法叫解析法。根據前節，正弦交流電動勢、電壓和電流的解析式分別為
2．曲線法
根據解析式的計算數據，在平面直角坐標中作出曲線的方法叫曲線法。我們把這種曲線叫做正弦交流電的曲線圖或波形圖。
3．旋轉矢量法
所謂旋轉矢量法，就是用一個在直角坐標中繞原點作逆時針方向不斷旋轉的矢量，來表示正弦交流電的方法。(1)旋轉矢量常用加一橫線的最大值符號瓦或瑤或_m表
第三節 三相交流電路 2課時 一、三相交流電勢
三相交流電是由三相交流發電機產生的。由于三相發電機、變壓器、電動機比單相電機節省材料，性能可靠，而且三相輸電比單相輸電要優越，所以，三相制得到了廣泛應用。目前的電力系統都是三相系統。所謂三相系統就是由三個頻率和有效值都相同，而相位互差120。的正弦電勢組成的供電體系。
對稱三相交流電勢的瞬時值為二、三相電源的接法
作為三相電源的發電機或三相變壓器都有三個繞組，在向負載供電時，三相繞組通常是接成星形或三角形，下面討論這兩種連接方式供電的特點。
1．電源的星形連接
將電源的三相繞組的末端U2、％、形2連成一節點，而始端Ul、y，眠分別用導線引出接負載，這種連接方式叫做星形連接，或稱y連接，如圖卜37所示。
2．電源的三角形連接
將三相電源的繞組，依次首尾相連構成閉合回路，再自首端用導線引出接負載。
第四節 電磁感應 1課時
1831年法拉第發現：當導體相對于磁場運動而切割磁力線，或線圈中的磁通發生變化時，在導體或線圈中都會產生電動勢；若導體或線圈是閉合電路的一部分，則導體或線圈中將產生電流。從本質上講，上述兩種現象都是由于磁場發生變化而引起的。我們把變動磁場在導體中引起電動勢的現象稱為電磁感應，也稱“動磁生電”，由電磁感應引起的電動勢叫做感生電動勢；由感生電動勢引起的電流叫感生電流。
一、直導體中產生的感生電動勢
二、楞次定律
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當磁通發生變化時，閉合線圈中要產生感生電動勢和感生電流。而且磁鐵插入線圈和從線圈中拔出磁鐵時，感生電流的方向相反。
第五節 晶體管與晶閘管 1課時
一、晶體=極管
晶體二極管亦稱半導體二極管，它具有單向導電的特性，常用于整流檢波，在電子線路中應用廣泛。
1．晶體二極管的結構和分類 2．晶體二極管的伏安特性與參數
晶體二極管的電流與電壓的關系曲線叫二極管的伏安特性曲線。
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第二章 觸電危害與救護
授課課題：觸電危害與救護知識 授課課時：12 授課目的要求：1.掌握觸電危害與救護基本要求
2.了解觸電危害與救護基礎知識
授課重、難點： 掌握觸電危害與救護基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
隨著社會的不斷進步，電能已經成為人們生產生活中最基本和不可替代的能源。“電”日益影響著工業的自動化和社會的現代化。然而，當電能失去控制時，就會引發各類電氣事故，其中對人體的傷害即觸電事故是各類電氣事故中最常見的事故。
本章主要介紹觸電事故類型和方式、電流對人體的作用、觸電事故規律、觸電急救等基本內容。
第一節 觸電事故種類和方式 4課時
眾所周知，觸電事故是由電流形式的能量造成的事故，其構成方式和傷害方式有很多不同之處，總體上可劃分為兩類觸電事故、三種觸電方式。
一、觸電事故種類
按照觸電事故的構成方式，觸電事故可分為電擊和電傷。1．電擊
電擊是電流對人體內部組織的傷害，是最危險的一種傷害，絕大多數(大約85％以上)的觸電死亡事故都是由電擊造成的。
電擊的主要特征有：(I)傷害人體內部。
(2)在人體的外表沒有顯著的痕跡。(3)致命電流較小。
按照發生電擊時電氣設備的狀態，電擊可分為直接接觸電擊和問接接觸電擊：
(1)直接接觸電擊：直接接觸電擊是觸及設備和線路正常運行時的帶電體發生的電擊(如誤觸接線端子發生的電擊)，也稱為正常狀態下的電擊。
(2)間接接觸電擊：間接接觸電擊是觸及正常狀態下不帶電，而當設備或線路故障時意外帶電的導體發生的電擊(如觸及漏電設備的外殼發生的電擊)，也稱為故障狀態下的電擊。
2．電傷
電傷是由電流的熱效應、化學效應、機械效應等效應對人造成的傷害。觸電傷亡事故中，純電傷性質的及帶有電傷性質的約占75％(電燒傷約占40％)。盡管大約85％以上的觸電死亡事故是電擊造成的，但其中大約70％的含有電傷成分。對專業電工自身的安全而言，預防電傷具有更加重要的意義。
(1)電燒傷是電流的熱效應造成的傷害，分為電流灼傷和電弧燒傷。
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電流灼傷是人體與帶電體接觸，電流通過人體由電能轉換成熱能造成的傷害。電流灼傷一般發生在低壓設備或低壓線路上。
電弧燒傷是由弧光放電造成的傷害，分為直接電弧燒傷和間接電弧燒傷。前者是帶電體與人體之間發生電弧，有電流流過人體的燒傷；后者是電弧發生在人體附近對人體的燒傷，包含熔化了的熾熱金屬濺出造成的燙傷。直接電弧燒傷是與電擊同時發生的。
電弧溫度高達8000~C以上，可造成大面積、大深度的燒傷，甚至燒焦、燒掉四肢及其他部位。大電流通過人體，也可能烘于、燒焦機體組織。高壓電弧的燒傷較低壓電弧嚴重，直流電弧的燒傷較工頻交流電弧嚴重。
發生直接電弧燒傷時，電流進、出口燒傷最為嚴重，體內也會受到燒傷。與電擊不同的是，電弧燒傷都會在人體表面留下明顯痕跡，而且致命電流較大。
(2)皮膚金屬化是在電弧高溫的作用下，金屬熔化、汽化，金屬微粒滲入皮膚，使皮膚粗糙而張緊的傷害。皮膚金屬化多與電弧燒傷同時發生。
(3)電烙印 是在人體與帶電體接觸的部位留下的永久性斑痕。斑痕處皮膚失去原有彈性、色澤，表皮壞死，失去知覺。
(4)機械性損傷 是電流作用于人體時，由于中樞神經反射和肌肉強烈收縮等作用導致的機體組織斷裂、骨折等傷害。
(5)電光眼 是發生弧光放電時，由紅外線、可見光、紫外線對眼睛的傷害。電光眼表現為角膜炎或結膜炎。
二、觸電方式
按照人體觸及帶電體的方式和電流流過人體的途徑，電擊可分為單相觸電，兩相觸電和跨步電壓觸電。
1．單相觸電
當人體直接碰觸帶電設備其中的一相時，電流通過人體流入大地，這種觸電現象稱為單相觸電。對于高壓帶電體，人體雖未直接接觸，但由于超過了安全距離，高電壓對人體放電，造成單相接地而引起的觸電，也屬于單相觸電。
低壓電網通常采用變壓器低壓側中性點直接接地和中性點不直接接地(通過保護間隙接地)的接線方式，這兩種接線方式發生單相觸電的情況如圖2—1所示。
第二節 電流對人體的危害 4課時
電流對人體作用的規律，可定量地分析觸電事故、也可運用這些規律，科學地評價一些防觸電措施和設施是否完善，科學地評定一些電器產品是否合格等。
一、作用機理和征象 1．作用機理
電流通過人體時破壞人體內細胞的正常工作，主要表現為生物學效應。電流作用于人體還包含有熱效應、化學效應和機械效應。
第三節觸電事故規律
為防止觸電事故，應當了解觸電事故的規律。根據對觸電事故的分析．從觸電事故的發生率上看，可找到以下規律：
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一、觸電事故季節性明顯
統計資料表明，每年二三季度事故多。特別是6．．9月，．事故最為集中。主要原因為，一是這段時間天氣炎熱、人體衣單而多汗，觸電危險性較大；二是這段時間多雨、潮濕，地面導電性增強，容易構成電擊電流的回路，而且電氣設備的絕緣電阻降低，容易漏電。
二、低壓設備觸電事故多
舊內外統計資料表明，低壓觸電事故遠遠多于高壓觸電事故。其主要原因是低壓設備遠遠多于高壓設備，與之接觸的人比與高壓設備接觸的人多得多，而且都比較缺乏電氣安全知識。應當指出，在專業電工中，情況是相反的．即高壓觸電事故比低壓觸電事故多。
三、攜帶式設備和移動式設備觸電事故多
攜帶式設備和移動式設備觸電事故多的主要原因是這些設備是在人的緊握之下運行，不但接觸電阻小，而且一旦觸電就難以擺脫電源；另一方面，這些設備需要經常移動，工作條件差，設備和電源線都容易發生故障或損壞；此外，單相攜帶式設備的保護零線與工作零線容易接錯，也會造成觸電事故。
四、電氣連接部位觸電事故多
大量觸電事故的統計資料表明，很多觸電事故發生在接線端子、纏接接頭、壓接接頭、焊接接頭、電纜頭、燈座、插銷、插座、控制開關、接觸器、熔斷器等分支線、接戶線處。主要是由于這些連接部位機械牢由性較差、接觸電阻較大、絕緣強度較低以及可能發生化學反應的緣故。
五、錯誤操作和違章作業造成的觸電事故多
大量觸電事故的統汁資料表明，有85％以上的事故是由于錯誤操作和違章作業造成的。其主要原因是由于安全教育不夠、安全制度不嚴和安全措施不完善、操作者素質不高等。
第三節 觸電救護 4課時
觸電急救必須分秒必爭，立即就地迅速用心肺復蘇法進行搶并堅持不斷地進行，同時及早與醫療部門聯系，爭取醫務人員接替救治。在醫務人員未接替救治前，不應放棄現場搶救，更不能只根據沒有呼吸或脈搏擅自判定傷員死亡，放棄搶救。只有醫生有權做傷員死亡的診斷。
一、脫離電源
觸電急救，首先要使觸電者迅速脫離電源，越快越好。因為電流作用的時間越長，傷害越重。
1．脫離電源就是要把觸屯者接觸的那一部分帶電設備的開關、刀閘或其他斷路設備斷開；或設法將觸電者與帶電設備脫離。
在脫離電源中，救護人員既要救人，也要注意保護自己。
2．觸電者未脫離電源前，救護人員不準直接用手觸及傷員，因為有觸電的危險。
3．如觸電者處于高處，解脫電源后會自高處墜落，因此，要采取預防措施。
4．觸電者觸及低壓帶電設備，救護人員應設法迅速切斷電源，如拉開電源開關或刀閘，拔除電源插頭等；或使用絕緣工具、干燥的木棒、木板、繩索
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電工工藝學教案 等不導電的東西解脫觸電者；也可抓住觸電者干燥而不貼身的衣服，將其拖開，切記要避免碰到金屬物體和觸電者的裸露身軀；也可戴絕緣手套或將手用干燥衣物等包起絕緣后解脫觸電者；救護人員也可站在絕緣墊上或干木板上，絕緣自己進行救護。
為使觸電者與導電體解脫，最好用一只手進行。
5．如果電流通過觸電者人地，并且觸電者緊握電線，可設法用干木板塞到身下，與地隔離，也可用于木把斧子或有絕緣柄的鉗
二、傷員脫離電源后的處理 1．傷員的應急處置
觸電傷員如神志清醒者，應使其就地躺平，嚴密觀察，暫時不
三、心肺復蘇法
1．觸電傷員呼吸和心跳均停止時，應立即按心肺復蘇法支持生命的三項基本措施，即通暢氣道；口對口(鼻1人工呼吸；胸外接壓(人工循環)，正確進行就地搶救。
2．通暢氣道
(1)觸電傷員呼吸停止，重要的是始終確保氣道通暢。如發現傷員口內有異物，可將其身體及頭部同時側轉．迅速用一個手指或用兩手指交叉從口角處插入，取出異物；操作中要注意防止將異物推到咽喉深部。
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第三章 電氣安全工作要求與措施
授課課題：電氣安全知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握電氣安全工作的基本要求
2.了解電氣安全工作的基礎知識
授課重、難點 掌握電氣安全工作的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
觸電事故的原因很多，實踐證明，組織措施與技術措施配 合不當是造成事故的根本原因，沒有組織措施，技術措施就難以保證；沒有技術措施，組織措施也只是空洞條文。因此，必須同時重視電氣安全技術措施和組織措旌，做好電氣安全管理工作。
第一節 電氣安全工作基本要求 3課時
電氣安全工作基本要求的內容很多，歸納起來主要有以下幾個方面：
一、建立健全規章制度
合理規章制度是從人們長期生產實踐中總結出來的，是保證安全生產的有效措施。安全操作規程、電氣安裝規程、運行管理和維護檢修制度及其它規章制度都與安全有直接關系。
根據不同工種，應建立各種安全操作規程。如變電室值班安全操作規程、內外線維護檢修安全操作規程、電氣設備維修安全操作規程、電氣實驗安全操作規程、非專職電工人員手持電動工具安全操作規程、電焊安全操作規程、電爐安全操作規程、天車司機安全操作規程等等：
安裝電氣線路和電氣設備時，必須嚴格遵循安裝操作規程，驗收時符合安裝操作規程的要求，這是保證線路和設備在良好的、安全的狀態下工作的基本條件之一。
根據環境的特點，應建立相適應的運行管理制度和維護檢修制度。由于設備缺陷本身就是潛在的不安全因素，設備損壞(如絕
二、配備管理機構和管理人員
應當根據本部門電氣設備的構成和狀態，根據本部門電氣專、人員的組成和素質，以及根據本部門的用電特點和操作特點，建立相應的管理機構，并確定管理人員和管理方式。為了做好電氣安全管理工作，安全管理部門、動力部門(或電力部門)等部門必須互相配合，安排專人負責這項工作。專職管理人員應具備必須的電工知識和電氣安全知識，并要根據實際情況制定安全措施計劃，使安全工作有計劃地進行，不斷提高電氣安全水平。
三、進行安全檢查
群眾性的電氣安全檢查．最好每季度進行一次，發現問題及時解決，特別要注意雨季前和雨季中的安全檢查。
電氣安全檢查包括檢查電氣設備的絕緣有無損壞、絕緣電阻是否合格、設備裸露帶電部分是否有防護設施；保護接零或保護接地是否正確、可靠，保護
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電工工藝學教案 裝置是否符合要求；手提燈和局部照明燈
電壓是否是安全電壓或是否采取了其它安全措施；安全用具和電
四、加強安全教育
主要是為了使工作人員懂得電的基本知識，認識安全用電的重要性，掌握安全用電的基本方法。
新人廠的工作人員要接受廠、車間、生產小組等三級安全教育。一般職_T要懂得電和安全用電的一般知識；使用電氣設備的一般生產丁人除懂得一般知識外，還應懂得有關安全規程；獨立丁作的電T，更應懂得電氣裝置在安裝、使用、維護、檢修過程中的安全要求，熟知電_T安全操作規程，會撲滅電氣火災的方法，掌握觸電急救的技能，電_T作業人員要遵守職業道德。忠于職業責任，遵守職業紀律、團結協作、做好安全供用電T作，還要通過考試，取得合格證等。要做到上述各項要求，需要堅持做好群眾性的、經常性的方式。同時，要深入開展交流活動，以推廣各單位先進的安全組織措施和安全技術措施。
五、組織事故分析
通過事故分析，能吸取教訓。應深入現場，召開事故分析座談會。分析發生事政的原因，制定防止事故的措施。
六、建立安全資料
安全技術資料是做好安全工作的重要依據，應該注意收集和保存。
第二節 保證安全的組織措施 3課時
在電氣設備上工作，保證安全的組織措施有：
①工作票制度，②工作許可制度，③工作監護制度，④工作間斷、轉移和終結制度。
一、工作票制度
在電氣設備上工作，應填用工作票或按命令執行，二、工作許可制度
工作票簽發人由車間(分場)或工區(所)熟悉人員技術水平、設備情況、安全工作規程的生產領導人或技術人員擔任。工作票簽發人的職責范圍為：工作必要性，工作是否安全：工作票上所填安全措施是否正確完備；所派工作負責人和工作班人員是否適當和足夠．精神狀態是否良好等。工作票簽發人不得兼任該項工作的工作負責人。
工作負責人(監護人)由車間(分場)或工區(所)主管生產的領導書面批準。工作負責人可以填寫工作票。
三、工作監護制度
完成工作許可手續后，工作負責人(監護人)應向工作班人員交待現場安全措施、帶電部位和其它注意事項。工作負責人監護人)必須始終在工作現場，對工作班人員的安全認真監護，及時糾正違反安全規程的操作。
四、工作間斷、轉移和終結制度
工作間斷時，工作班人員應從工作現場撤出，所有安全措施保持不動．工作票仍由工作負責人執存。每日收工，將工作票交回值班員。次日復工時，應征得值班員許可，取回工作票，工作負責人必須首先重新檢查安全措施，確定符合工作票的要求后。方可工作。
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第三節 保證安全的技術措施
在全部停電或部分停電的電氣設備上工作，必須完成停電、驗電、裝設接地線、懸掛標示牌和裝設遮欄后，方能開始工作。上述安全措施由值班員實施，無值班人員的電氣設備，由斷開電源人執行，并應有監護人在場：
一、停電
工作地點必須停電的設備如下： 1．待檢修的設備。2．與工作人員在進行工作中正常活動范圍的距離小于表3，一3規定的設備。
二、驗電
驗電時，必須用電壓等級合適而且合格的驗電器。在檢修設備的進出線兩側分別驗電。驗電前，應先在有電設備上進行試驗。以確認驗電器良好，如果在木桿、木梯或木架上驗電，不接地線不能指示者，可在驗電器上接地線，但必須經值班負責人許可。
高壓驗電必須戴絕緣手套。35kV以上的電氣設備，在沒有專業驗電器的特殊情況下．可以使用絕緣棒代替驗電器，根據絕緣棒端有無火花和放電聲來判斷有無電壓。
表示設備斷開和允許進人間隔的信號，經常接人的電壓表的指示等，不得作為無電壓的根據。但如果指示有電，則禁止在該設
三、裝設接地線
當驗明確無電壓后，應立即將檢修設備接地并三相短路，這是保證工作人員在工作地點防止突然來電的可靠安全措施，同時設備斷開部分的剩余電荷，亦可因接地而放盡。
四、懸掛標示牌和裝設遮欄
在工作地點、施工設備和一經合閘即可送電到工作地氧或施工設備的開關和刀閘的操作把手上，均應懸掛“禁止合閘，有人工作!”的標示牌。如果線路上有人工作，應在線路開關和刀閘操作把
五、在高壓設備上工作的安全措施
在運行中的高壓設備上工作，有以下三種情況： 1．全部停電的工作
室內高壓設備(包括架空線路與電纜引入線在內)全部停電，通至鄰接高壓室的門全部閉鎖，室外高壓設備(包括架空線路與電纜引入線在內)全部停電。
2．部分停電的工作
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第四章 電氣安全用具與安全標識
授課課題：電氣安全用具與安全標識知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握電氣安全用具與安全標識使用基本要求
2.了解的電氣安全用具與安全標識基礎知識
授課重、難點 掌握電氣安全用具與安全標識使用基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
第一節 絕緣安全用具 2課時
絕緣安全用具分為兩種：一是基本絕緣安全用具；二是輔助絕緣安全用具。
I．基本絕緣安全用具
絕緣強度足以抵抗電氣設備運行電壓的安全用具。高壓設備的基本絕緣，安全用具有絕緣棒、絕緣夾鉗和高壓試電筆等。低壓設備的基本絕緣安全用具有絕緣手套、裝有絕緣柄的工具和低壓試電筆等。
2．輔助絕緣安全用具
絕緣強度不足以抵抗電氣設備運行電壓的安全用具。高壓設備的輔助絕緣安全用具有絕緣手套、絕緣鞋、絕緣墊及絕緣臺等。
低壓設備的輔助絕緣安全用具有絕緣臺、絕緣墊及絕緣鞋(靴)等。
一、絕緣棒
絕緣棒俗稱令克棒，一般用電木、膠木、塑料、環氧玻璃布棒或環氧玻璃布管制成。在結構上可分為工作部分、絕緣部分和手握部分．如圖4—1所示。
絕緣棒用以操作高壓跌落式熔斷器、單極隔離開關、柱上油斷跚器及裝卸臨時接地線等，在不同工作電壓的線路上使用的絕緣
二、隔離板和臨時遮欄
三、安全腰帶
第二節 安全用具的檢驗與存放 2課時
一、日常檢查
使用安全用具前應檢查表面是否清潔，有無裂紋、鉆印、劃痕、屯刺、孔洞、斷裂等外傷。
二、定期檢驗
定期檢驗除包括日常檢查內容外，還要定期進行耐壓試驗和眥漏電流試驗，檢查內容、試驗標準、試驗周期可參考表4—3。
對新安全用具，應取表中較大的數值，使用中的安全用具，可取表中較小的數值。
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三、存放
安全用具使用完畢后，應存放于干燥通風處，并符合下列要求： 1．絕緣桿應懸掛或架在支架上，不應與墻接觸。
2．絕緣手套應存放在密閉的櫥內，并與其它工具儀表分別存放。3．絕緣靴應放在櫥內，不應代替一般套鞋使用。4．絕緣墊和絕緣臺應經常保持清潔、無損傷。
5．高壓試電筆應存放在防潮的匣內，并放在干燥的地方。6．安全用具和防護用具不許當其它工具使用。
第三節安全標識 2課時
一、安全色
安全色是表達安全信息含義的顏色，表示禁止、警告、指令、提示等。國家規定的安全色有紅、藍、黃、綠四種顏色。紅色表示禁止、停止；藍色表示指令、必須遵守的規定；黃色表示警告、注意；綠色表示指示、安全狀態、通行：
為使安全色更加醒目的反襯色叫對比色。國家規定的對比色是黑白兩種顏色。
安全色與其對應的對比色是：紅一白、黃一黑、藍一白、綠一白。
黑包用于安全標志的文字、圖形符號和警告標志的幾何圖形。白色作為安全標志紅、藍、綠色的背景色，也可用于安全標志的文字和圖形符號。
在電氣上用黃、綠、紅i色分別代表L1、L2L3三個相序；涂成紅色的電器外殼是表示其外殼有電；灰色的電器外殼是表示其外殼接地或接零；線路上黑色代表T作零線；明敷接地扁鋼或圓鋼涂黑色。用黃綠雙色絕緣導線代表保護零線。直流電中紅色代表正極，藍色代表負極，信號和警告回路用白色。
二、安全標志
安全標志是提醒人員注意或按標志上注明的要求去執行，保障人身和設施安全的重要措施。安全標志一般設置在光線充足、醒目、稍高于視線的地方。
對于隱蔽工程(如埋地電纜)在地面上要有標志樁或依靠永久性建筑掛標志牌，注明工程位置。
對于容易被人忽視的電氣部位，如封閉的架線槽、設備上的電
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第五章 直接接觸電擊防護
授課課題：直接接觸電擊防護知識 授課課時：3 授課目的要求：1.掌握直接接觸電擊防護的基本要求
2.了解直接接觸電擊防護的基礎知識
授課重、難點 掌握直接接觸電擊防護的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
為搞好安全用電，必須采取先進的技術措施和管理措施防止直接觸及帶電體。絕緣、遮欄和阻擋物、電氣間隙和安全距離、安全電壓和安全電源、漏電保護等都是防止直接接觸電擊的防護措施。
第一節 絕緣 1課時
絕緣是用絕緣物把帶電體封閉起來。該絕緣物只在遭到破壞時才可能除去。良好的絕緣是設備和線路正常運行的必要條件，也是防止觸電事故的重要措施。
一、絕緣材料
電工絕緣材料的電阻率一般在10。n·m以上。瓷、玻璃、云母、橡膠、木材、膠木、塑料、布、紙、礦物油等都是常用的絕緣材料。
絕緣材料按其正常運行條件下容許的最高工作溫度分為若干級，稱為耐熱等級。絕緣材料的耐熱等級見表5-1。
第二節 遮欄和阻擋物 1課時
屏護是采用屏護裝置控制不安全因素，即采用遮欄、護罩、護蓋、箱閘等把帶電體同外界隔絕開來。
采用阻擋物進行保護時，對于設置的障礙必須防止這樣兩種情況的發生：一是身體無意識的接近帶電部分；二是在正常工作中。無意識地觸及運行中的帶電設備。
第三節 電氣間隙和安全距離 1課時
為了防止人體觸及或接近帶電體造成觸電事故，避免車輛或其它器具碰撞或過分接近帶電體造成事故，防止火災、過電壓放電
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第四節 漏電保護裝置 1課時
一、概述
低壓配電線路的故障主要是三相短路、兩相短路及接地故障。由于相間短路產生很大的短路電流，故可用熔斷器、斷路器等開關設備來自動切斷電源。由于其保護動作值按躲過正常負荷電流整
第五節 安全電壓和電氣隔離 2課時
根據歐姆定律，電壓越高，電流也就越大。因此，可以把可能加在人身上的電壓限制在某一范圍之內，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許的范圍。這一電壓就叫做安全電壓，也叫做安全特低電壓。應當指出，任何情況下都不要把安全電壓理解為絕對沒有危險的電壓。具有安全電壓的設備屬于Ⅲ類設備。
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第六章 間接接觸電擊防護
授課課題：間接接觸電擊防護知識 授課課時：3 授課目的要求：1.掌握間接接觸電擊防護的基本要求
2.了解間接接觸電擊防護的基礎知識
授課重、難點 掌握間接接觸電擊防護的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
電氣設備裸露的導電部分接保護導體(保護接地、保護接零等)、采取安全電壓和漏電保護等都是防止間接接觸電擊的安全措施．，保護接地與保護接零是防止間接接觸電擊最基本的措施。在與前我國電氣標準從傳統標準向國際標準過渡的情況下，掌握保護接地和保護接零的原理、特點、應用和安全條件十分重要。
第一節 IT 系 統1課時
IT系統就是電源系統的帶電部分不接地或通過阻抗接地，電氣設備的外露導電部分接地的系統。第一個大寫英文“I”表示配電網不接地或經高阻抗接地、第二個大寫英文“T”表示電氣設備金屬外殼接地。顯然，IT系統就是保護接地系統。
一、IT系統安全原理
1．不接地配電網電擊的危險性
第二節 TT系統1課時
圖6-3所示的配電網俗稱三相四線配電網。這種配電網引出三條相線(L．、L：、L{線)和一條中性線(N線，_T作零線)。在這種低壓中性點直接接地的配電網中，如電氣設備金屬外殼未采取任何安全措施，則當外殼故障帶電時，故
障電流將沿低阻值的低壓上
第三節 TN 系 統1課時
目前，我國地面上低壓配電網絕大多數都采用中性點直接接地的三相四線配電網。在這種配電網中，TN系統是應用最多的配電及防護方式。
一、TN 系統安全原理和基本安全條件 1．TN系統安全原理
TN系統是電源系統有一點直接接地．負載設備的外露導電部分通過保護導體連接到此接地點的系統，即采取接零措施的系統字母“I”和“N”分別表示
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和接地線組成。接地體分為自然接地
機電教研室 肖宏志18 配電網中性點直接接地和電氣設第四節 接地裝置
一、接地裝置安全要點接地裝置由接地體(極)l 自然導體的利用 2．接地裝置的材料
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第七章電氣防火防爆
授課課題：電氣防火防爆
授課課時：6 授課目的要求：1.掌握電氣火災與爆炸的原因
2.掌握危險物質 3掌握危險環境
4防爆電氣設備和防爆電氣線路
授課重、難點 掌握防爆電氣設備和防爆電氣線路 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
火災和爆炸可以造成重大經濟損失，而且往往造成人身傷亡和設備毀壞。電氣火災和爆炸在火災和爆炸事故中占有很大的比例。僅就電氣火災而言，不論是發生頻率還是所造成的經濟損失。
在火災中所占的比例都呈上升的趨勢。在很多地區，引起火災的電氣原因已經成為火災的第一原因。電氣火災已經超過全部火災的20％，有的地區或部門已經超過30％。就造成的經濟損失而言．電氣火災所占比例還要更大一些。本章將介紹電氣防火、防爆的基本知識。
第一節 電氣火災與爆炸的原因 2課時
電氣火災與爆炸的原因很多。除設備缺陷、安裝不當等設計和施工方面的原因外，電流產生的熱量和火花或電弧是直接原因。
一、電氣設備過熱
電氣設備過熱主要是由電流產生的熱量造成的。
導體的電阻雖然很小，但其電阻總是客觀存在的。因此，電流通過導體時要消耗一定的電能。這部分電能轉化為熱能，使導體溫度升高，并加熱其周圍的其它材料。
對于電動機和變壓器等帶有鐵磁材料的電氣設備，除電流通過導體產生的熱量外，還有在鐵磁材料中產生的熱量，這部分熱量是由于鐵磁材料的渦流損耗和磁滯損耗造成的。因此，這類電氣設備的鐵芯也是一個熱源。
當電氣設備的絕緣質量降低時，通過絕緣材料的泄漏電流增引起電氣設備過熱的不正常運行大體包括以下幾種情況：
1．短路 2．過載
過載會引起電氣設備發熱。3．接觸不良
接觸部分是電路中的薄弱環節，是發生過熱的一個重點部位。4．鐵芯發熱
變壓器、電動機等設備的鐵芯，如鐵芯絕緣損壞或承受長時間過電壓，渦流損耗和磁滯損耗將增加而使設備過熱．
5．散熱不良
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電工工藝學教案 各種電氣設備在設計和安裝時都考慮有一定的散熱或通風措施，如果這些措施受到破壞，就會造成設備過熱。
二、電火花和電弧
電火花是電極間的擊穿放電，電弧是大量的電火花匯集而成的。
第二節 危險物質 1課時
爆炸性物質、可燃氣體、可燃液體、自燃物質、遇水燃燒物質、易燃固體、氧化劑等都屬于有爆炸和火災危險的物質。本節所說的
第三節 危險環境 2課時
不同危險環境應當選用不同類型的防爆電氣設備，并采用不同的防爆措施。因此，首先必須正確劃分所在環境危險區域的大小和級別。
一、氣體、蒸氣爆炸危險環境
根據爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間將此類危險環境分為0區、l區和2區。危險區域的大小受通風條件、釋放源特征和危險物品性能參數的影響。
1．O區(0級危險區域)指正常運行時連續出現或長時間出現或短時間頻繁出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。除有危險物質的封閉空間(如密閉容器內部空間、固定頂液體貯罐內部空間等)以外，很少存在0區：
2．1區(1級危險區域)指正常運行時預計周期性出現或偶然出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。
3．2區(2級危險區域)指正常運行時不出現，即使出現也只是短時間偶然出現爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區域。
上述正常運行指正常的開車、運轉、停車；密閉容器蓋的正常開閉；產品的取出；安全閥、排氣閥的工作狀態。正常運行時，所有運行參數均在設計范圍之內。
爆炸危險區域的級別主要受釋放源特征和通風條件的影響。連續釋放比周期性釋放的級別高；周期性釋放比偶然短時間釋放的級別高。良好的通風(包括局部通風)可降低爆炸危險區域的范圍和等級。
爆炸危險區域的范圍和等級還與危險蒸氣密度等因素有關。
第四節 防爆電氣設備和防爆電氣線路 1課時
爆炸危險環境使用的電氣設備，結構上應能防止由于在使用中產生火花、電弧或危險溫度成為安裝地點爆炸性混合物的引燃源。
一、防爆電氣設備
1．防爆電氣設備結構特征 2 防爆電氣線路
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第八章 防雷與防靜電
授課課題：防雷與防靜電知識 授課課時：4 授課目的要求：1.掌握防雷與防靜電知識的基本要求
2.了解防雷與防靜電的基礎知識
授課重、難點 掌握防雷與防靜電知識的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
雷電和靜電有許多相似之處，都是相對于觀察者靜止的電荷聚集的結果，放電主要危害都是引起火災和爆炸等。但雷電與靜電電荷產生和聚集的方式不同、存在的空間不同、放電能量相差甚遠、防護措施也有很多不同之處。本章將分別介紹雷電和靜電的特點和防護技術。
第一節 雷電的種類及危害 2課時
一、雷電的種類
1．按照雷電的危害方式分類
(1)直擊雷：大氣中帶有電荷的雷云對地電壓可高達幾億伏。當雷云同地而凸出物之間的電場強度達到空氣擊穿的強度時，會發生激烈放電，并出現閃電和雷鳴現象稱為直擊雷。每一次放電過程分為先導放電、主放電和余光三個階段。先導放電是雷云向大地發展的不太明亮一種放電。當先導放電接近大地時，立即發生從大地向雷云發展的極明亮的主放電。主放電有微弱余光。大約50％的直擊雷有重復放電性質。平均每次雷擊有三四個沖擊，最多能出現幾十個沖擊。第一個沖擊的先導放電是階段形先導放電；第二個沖擊以后的先導放電是箭形先導放電，階段形先導放電時間為5～20ms，箭形先導放電時間約為lms；主放電時間不超過0．05一0.1ms；余光延續時間為30—50ms。
(2)感應雷：感應雷也稱作雷電感應或感應過電壓，分靜電感應和電磁感應兩種。靜電感應是由于雷云接近地面，在架空線或地
二、雷電的危害 1．雷擊的主要對象
(1)雷擊區的形成首先與地理條件有關。山區和平原相比匕，山區有利于雷云的形成和發展，易受雷擊。
(2)雷云對地放電地點與地質結構有密切關系。不同性質的巖石分界地帶、地質結構的斷層地帶、地下金屬礦床或局部導“電良好
(3)雷云對地的放電途徑總是朝著電場強度最大的方向推進，因此如果地面上有較高尖頂建設物或鐵塔等，由于其尖頂處有較
第四節 防靜電 2課時
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與流電相比，靜電是相對靜止的電荷。靜電現象是一種常見的帶電現象，如雷電、電容器殘留電荷、摩擦帶電等。近20多年來，人們對于靜電現象、靜電的利用以及靜電的危害進行了較多的研究。靜電的利用，可以列出電噴漆、靜電除塵、靜電植絨、靜電復印等很多例子，但這些都是利用由外來能源產生的高壓靜電場來進行工作的，和下面敘述的生產工藝過程中產生的有害靜電不完全一樣，以下著重講述靜電的產生、靜電的危害及消除靜電危害的措施。
一、靜電的產生
物質是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子是由原子核和其外圍電子組成的。兩種物質緊密接觸后再分離時，一種物質把電子傳給另一種物質而帶正電，另一種物質得到電子而帶負電，這樣就產生了靜電。一般認為，兩種接觸的物質相距小于25×10
二、靜電的危害
靜電的危害方式有以下三種類型： 1．爆炸或火災
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第九章 高壓配電裝置
授課課題：高壓配電裝置知識 授課課時：7 授課目的要求：1.掌握高壓配電裝置知識的基本要求
2.了解高壓配電裝置知識的基礎知識
授課重、難點 掌握高壓配電裝置知識的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
高壓配電裝置包括保護電器和開關電器。前者指各種高壓熔斷器；后者指各種高壓斷路器、高壓負荷開關和高壓隔離開關。
第一節 高壓熔斷器 2課時
6～10kV高壓熔斷器中，戶內廣泛采用RN，、RN。型管式熔斷器，戶外廣泛采用RW4型等跌落式熔斷器。
一、RN型戶內高壓管式熔斷器 1．型號與結構
R N1型和RN。型的結構基本相同，都是戶內用的充有石英砂填料的密閉管式熔斷器，不過RN。型的尺寸較小。RN，型適于3～35kV的電力線路和電氣設備作短路過負荷保護用。RN，型適于3～35KV的電壓互感器作短路保護用。圖9—1是RN，和RN，型高壓管式熔斷器的外形圖。圖9—2是RN，及RN：型高壓管式熔斷器的熔管內結構示意圖。
RN廠10型熔斷器的額定電壓為10kV：額定電流為0．5A；最大開斷電流(有效值)約為50kA；熔管電阻為(100±7)Q。當流過0．6～1．8A的電流時，1min內熔斷。
RN。和RN。是普通型熔斷器、RN。和RN。是帶有片狀熔體的熔斷器、RN。和RN。是改進型熔斷器。其中，RN。、RN。、RN。是用于保護電壓互感器的熔斷器。
RN廠10型熔斷器的額定電壓為10kV；額定電流有50A、75A和200A等三種規格；50A規格的可裝有額定電流2、3、5、第二節 高壓隔離開關 2課時
高壓隔離開關主要用來隔離高壓電源，以保證其它電氣設備的安全檢修。由于它沒有專門的滅弧裝置，所以不能帶負荷操作。
fr!是可用來通斷一定限度的小電流，如激磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路及電壓互感器和避雷器回路等。
一、高壓隔離開關的結構與型號
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電工工藝學教案 1．高壓隔離開關的結構
高壓隔離開關主要由片狀靜觸頭、雙刀動觸頭、瓷絕緣、傳動機構(轉軸、拐臂)和框架(底座)組成。GN。型高壓隔離開關的結構見圖9—4。動觸頭兩條銅板之間裝有夾緊彈簧。兩條銅板流過同方向的電流時，產生向內的作用力，可提高運行的穩定性。在兩條銅板接觸端的外側，都貼裝著一條鍍鋅鋼板。其作用是加大動觸頭
第三節 高壓負荷開關 1課時
高壓負荷開關專門用在高壓裝置中通斷負荷電流，因此，負荷開關具有滅弧裝置。但是由于負荷開關在設計時只考慮通斷負荷電流，斷流能力不大；因此不能用它來切斷短路電流。線路的短路故障只有借助與它串聯的高壓熔斷器來進行保護。高壓負荷開關分戶內式和戶外式兩大類。
第四節 高壓斷路器 1課時
高壓斷路器又叫高壓開關，用在高壓裝置中通斷負荷電流，并在嚴重過載和短路時自動跳閘，切斷過載電流和短路電流。因此，高壓斷路器具有相當完善的滅弧結構和足夠的斷流能力，以適應其工作要求。
高壓斷路器的種類、型號及滅弧特點
第五節 高壓開關柜 1課時
高壓開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發電廠和變配電所中作為控制和保護發電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓交流電動機的起動和保護之用，其中安裝有高壓開關設備、保護電器、監測儀表和母線、絕緣子等。
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第十章 電力變壓器
授課課題：電力變壓器知識 授課課時：5 授課目的要求：1.掌握電力變壓器的基本要求
2.了解電力變壓器的基礎知識
授課重、難點 掌握電力變壓器的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
變壓器是變配電站的核心設備，本章主要討論有關電力變壓器的一些安全知識。
第一節 變壓器工作原理 1課時
電力變壓器是靜止的電氣設備，起升高或降低電壓的作用，工業企業的變壓器都是起降低電壓作用的。通常是把6～10kV的高壓電降低為0．4kV的低壓電，供給電氣設備使用。這種變壓器稱作配電變壓器。
第二節 變壓器分類及技術參數 2課時
一、變壓器的分類：
變壓器按用途一般分為電力變壓器和特殊變壓器二大類。1．電力變壓器分類
(1)按作用分，有升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯紹變壓器等。
(2)按結構分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器等。
(3)按相數分，有單相變壓器，三相變壓器。
(4)按冷卻方式分，有油浸自冷變壓器，干式空氣自冷變壓器、干式澆鑄絕緣變壓器、油浸風冷變壓器、油浸水冷變壓器、強迫油循環風冷變壓器、強迫油循環水冷變壓器等。
(5)按繞組使用材料分，有銅線變壓器、鋁線變壓器。
(6)按調壓方式分，有無載調壓變壓器，有載調壓變壓器。2．特殊用途變壓器分類
按用途分類主要有整流變壓器、電爐變壓器、電焊變壓器、礦用變壓器、船用變壓器、中頻變壓器、試驗變壓器、調壓變壓器等。
二、變壓器銘牌和技術參數 典型變壓器的銘牌如下：
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第三節 變壓器結構 1課時
一、變壓器主體結構
1．油浸電力變壓器的結構見圖10—5。變壓器由器身、油箱、冷卻裝置、保護裝置和出線裝置組成。器身包括鐵芯、繞組(繞圈)、絕緣、引線和分接開關；油箱包括油箱本體和油箱附件(放油閥、接地螺釘、小車、銘牌等)；冷卻裝置包括散熱器和冷卻器；保護裝置包括儲油柜、油標、安全氣道、吸濕器、測溫元件和氣體繼電器；出線裝置包括高、低壓套管。
第四節 變壓器安裝和運行 1課時
一、變壓器安裝
安裝變壓器前，應仔細閱讀產品說明書，掌握各安全注意項。對新購入或大修后的變壓器均應嚴格驗收。對于經過運輸的變壓器，安裝前應測量絕緣電阻。安裝前應核對銘牌，檢查該變壓器與工程設計是否相符。
安裝前應檢查變壓器外觀有無缺陷；零、附件是否齊全，完好各部密封是否完好，有無滲、漏油痕跡；油面是否在允許范圍之內等。
變壓器安裝位置的選擇應考慮到運行、安裝和維修的方便 1．室內變壓器安裝要求
室內變壓器的安裝應注意以下問題：
(1)油浸電力變壓器的安裝應略有傾斜。從沒有儲油柜的
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第十一章 互感器
授課課題：互感器知識 授課課時：2 授課目的要求：1.掌握互感器的基本要求
2.了解互感器的基礎知識
授課重、難點 掌握互感器的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
互感器的功能是把線路上的高電壓變換成低電壓，把線路上的大電流變換成小電流，以便于各種測量儀表和繼電保護裝置使用。
第一節 互感器的種類與工作原理 2課時
一、種類
變換電壓的叫電壓互感器；變換電流的叫電流互感器。有了互感器，不但大大簡化了儀表和繼電器的結構，有利于儀表和繼電器產品的標準化，而且能使工作人員遠離高壓部分，免受高壓威脅。
二、工作原理
互感器的原理與變壓器相似。圖11—1是互感器在電力系統中的接線原理圖。圖中，TA和TV分別表示電流互感器和電壓互感器：A和V分別表示電流表和電壓表；I>和U>分別表示電流繼電器和電壓繼電器；wh表示電能表(也可接功率表和功率因數表)。由圖可知，電流互感器是串聯在線路上運行的，而電壓互感器是并聯在線路上運行的。
我國生產的電壓互感器二次邊額定電壓為100V和100珂V；我國生產的電流互感器二次邊額定電流為5A和1A。
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第十三章 電力電容器
授課課題：電力電容器知識 授課課時：1 授課目的要求：1.掌握電力電容器的基本要求
2.了解電力電容器的基礎知識
授課重、難點 掌握電力電容器的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
電力電容器包括移相電容器、串聯電容器、耦合電容器、均壓電容器等多種電容器。本章指的是移相電容器。移相電容器的直接作用是并聯在線路上提高線路的功率因數。因此，移相電容器也稱為并聯補償電容器。安裝移相電容器能改善電能質量、降低電能損耗，還能提高供電設備的利用率。
運行中電容器的爆炸危險和斷電后殘留電荷的危險是必須重視的安全問題。
第一節 電力電容器補償原理與計算
1一、結構和型號
電容器由外殼和芯子組成。外殼用密封鋼板焊接而成。外殼上裝有l出線絕緣套管、吊攀和接地螺釘。芯子由一些電容元件串、并聯組．成。電容元件用鋁箔制作電極、用電容器紙或復合絕緣膜作為絕緣介質。
課時
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第十四章 低壓配電裝置
授課課題：低壓配電裝置知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握低壓配電裝置的基本要求
2.了解低壓配電裝置的基礎知識
授課重、難點 掌握低壓配電裝置的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
低壓電器可分為控制電器和保護電器，控制電器主要用來接通和斷開線路，以及用來控制用電設備。刀開關、低壓斷路器、電磁啟動器屬于低壓控制電器。保護電器主要用來獲取、轉換和傳遞信號，并通過其他電器對電路實現控制。熔斷器、熱繼電器屬于低壓保護電器。
第一節 保護電器 2課時
保護電器主要包括各種熔斷器、磁力起動器的熱斷電器、電磁式過電流繼電器和失壓(欠壓)脫扣器、低壓斷路器的熱脫扣器、電磁式過電流脫扣器和失壓(欠壓)脫扣器等。繼電器和脫扣器的區別在于：前者帶有觸頭，通過觸頭進行控制；后者沒有觸頭，直接由機械運動進行控制。
一、保護類型
保護電器分別起短路保護、過載保護和失壓(欠壓)保護的作用。
短路保護是指線路或設備發生短路時，迅速切斷電源。熔斷器、電磁式過電流繼電器和脫扣器都是常用的短路保護裝置。應當注意，在中性點直接接地的三相四線制系統中，當設備碰殼接地時，短路保護裝置應該迅速切斷電源，以防觸電。在這種情況下，短路保護裝置直接承擔人身安全和設備安全兩方面的任務。
過載保護是當線路或設備的載荷超過允許范圍時，能延時切斷電源的一種保護。熱繼電器的熱脫扣器是常用的過載保護裝置；
二、電氣設備外殼防護等級
電機和低壓電器的外殼防護包括兩種防護，第一種防護是對固體異物進入內部以及對人體觸及內部帶電部分或運動部分的防護；第二種防護是對水進入內部防護，電氣線路是電力系統的重要組成部分。電氣線路可分為電力線路和控制線路。前者完成輸送電能的任務；后者供保護和測量的連接之用。電氣線路除應滿足供電可靠性或控制可靠性的要求外還必須滿足各項安全要求。
電氣線路種類很多。按照敷設方式，分為架空線路、電纜線路穿管線路等；按照導體的絕緣，分為塑料絕緣線、橡皮絕緣線、裸線等等。
一、架空線路
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架空線路指檔距超過25m，利用桿塔敷設的高、低壓電力線路。架空線路主要由導線、桿塔、絕緣子、橫擔、金具、拉線及基娜組成。
二、電纜線路
電力電纜線路主要由電力電纜、終端接頭和中間接頭組成。電力電纜分為油浸紙絕緣電纜、交聯聚乙烯絕緣電纜和聚氯乙烯絕緣電纜。
第二節 電氣線路常見故障 2課時
電氣線路故障可能導致觸電、火災、停電等多種事故。下面對電氣線路的常見故障作一簡要分析。
一、架空線路和電纜線路故障 1．架空線路故障
架空線路敞露在大氣中，容易受到氣候、環境條件等因素的影響。造成危害的建筑物及其他設施：線路上有無樹枝、風箏、鳥巢等雜物，如有應設法清除。
(2)電桿有無傾斜、變形、腐朽、損壞及基礎下沉等現象；橫擔和金具是否移位、固定是否牢固、焊縫是否開裂、是否缺少螺母等。
(3)導線和避雷線有無斷股、背花、腐蝕外力破壞造成的傷痕；導線接頭是否良好、有無過熱、嚴重氧化、腐蝕痕跡；導線對地、鄰近建筑物、或鄰近樹木的距離是否符合要求。
(4)絕緣子有無破裂、臟污、燒傷及閃絡痕跡；絕緣子串偏斜程度、絕緣子鐵件損壞情況如何。
(5)拉線是否完好、是否松弛、綁扎線是否緊固、螺絲是否銹蝕等。(6)保護間隙(放電間隙)的大小是否合格；避雷器瓷套有無破裂、臟污、燒傷及閃絡痕跡，密封是否良好，固定有無松動；避雷器上引線有無斷股、連接是否良好；避雷器引下線是否完好、固定有無變化、接地體是否外露、連接是否良好。
二、電纜線路巡視檢查
電纜線路的定期巡視一般每季度一次；戶外電纜終端頭每月巡視一次。電纜線路巡視檢查主要包括以下內容：
(1)直埋電纜線路標樁是否完好；沿線路地面上是否堆放礦渣、建筑材料、瓦礫、垃圾及其他重物，有無臨時建筑；線路附近地面是否開挖；線路附近有無酸、堿等腐蝕性排放物，地面上是否堆放石灰等可構成腐蝕的物質；露出地面的電纜有無穿管保護，保護管有無損壞或銹蝕，固定是否牢固；電纜引入室內處的封堵是否嚴密；洪水期間或暴雨過后，巡視附近有無嚴重沖刷或塌陷現象等。
(2)溝道內的電纜線路溝道的蓋板是否完整無缺；溝道是否滲水、溝內有無積水、溝道內是否堆放有易燃易爆物品；電纜鎧裝或鉛包有無腐蝕，全塑電纜有無被老鼠嚙咬的痕跡；洪水期間或
第四節 線路巡視檢查 2課時
巡視檢查是運行維護的基本內容之一。通過巡視檢查可及時發現缺陷，機電教研室 肖宏志 邵陽職業技術學院
電工工藝學教案 以便采取防范措施，保障線路的安全運行。巡視人員應將發現的缺陷記入記錄本內，并及時報告上級。
一、架空線路巡視檢查
架空線路巡視分為定期巡視、特殊巡視和故障巡視。定期巡視是日常工作內容之一。10kV及10kV以下的線路，至少每季度巡視一次。特殊巡視是運行條件突然變化后的巡視，如雷雨、大雪、重霧天氣后的巡視、地震后的巡視等。故障巡視是發生故障后的巡視。巡視中一般不得單獨排除故障。
架空線路巡視檢查主要包括以下內容：
(1)沿線路的地面是否堆放有易燃、易爆或強烈腐蝕性物質；沿線路附近有無危險建筑物，有無在雷雨或大風天氣可能對線路
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第十六章 異步電動機
授課課題：異步電動機知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握異步電動機的基本要求
2.了解異步電動機的基礎知識
授課重、難點 掌握異步電動機的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
電動機是一種將電能轉換為機械能的動力設備，能帶動生產機械工作，也是廠礦企業使用最廣泛的動力機。
電動機分為交流電動機和直流電動機兩大類。交流電動機又分異步電動機和同步電動機。因為異步電動機具有結構簡單，價格低廉，工作可靠，維護方便等優點，所以被廠礦企業廣泛采用。本章主要介紹異步電動機的構造、原理、運行、維護及故障處理等內容。
第一節 異步電動機的構造與工作原理 2課時
一、構造
三相異步電動機也叫三相感應電動機，主要由定子和轉子兩個基本部分組成。轉子又可分為籠型和線繞型兩種。三相籠型異步電動機的結構如圖
第二節 異步電動機的技術參數 2課時
電動機的銘牌上和產品樣本中都標出電動機的額定功率(軸動率)尸Ⅳ，額定轉速刀，額定電壓U^，額定電流I，效率17，功率因數cosP，以及起動電流倍數，起動轉矩倍數，過負荷能力等主要技術參數。了解銘牌參數的意義，才能正確選擇、使用和維修電動機。下面介紹三相異步電動機銘牌上面的額定值和技術參數。
一、額定電壓U，二、額定電流I，額定電流表示電動機在額定電壓及額定功率運行時，電源輸入電動機的定子繞組中的線電流，單位是A，如果銘牌上標有兩個電流值，則說明為定子繞組在兩種不同接法時的線電流值。
三、額定功率PV 額定功率表示電動機在額定狀態下運行時，轉軸上輸出的機械功率，單位是w或kw。電動機的額定功率PⅣ應小于額定狀態下輸入的電功率，這是因為電動機有功率損耗所致。
四、額定轉速
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電動機在額定電壓、額定頻率和額定功率下工作時轉軸的轉速，叫做額定轉速，拖動大小不同的負載時，轉速也不同。一般空載轉速略高于額定轉速，過載時轉速會低于額定轉速。單位為
五、定額
定額也稱為工作方式或運行方式，按運行持續的時間分為連續、短時和斷續三種基本工作制，是選擇電動機的重要依據。
十五、起動電流
電動機轉速為零(靜止)加上額定電壓時的線電流，稱為起動電流。異步電動機直接起動時，其起動電流很大，可達額定電流的5～7倍，起動電流也是異步電動機起動性能的重要指標。
第三節 異步電動機的起動 2課時
當電動機的定子繞組接入三相電源后，轉子便開始轉動。在剛起動的瞬間，因刀=0、S=1，旋轉磁場以最大速度切割轉子繞組，便在轉子繞組中產生較大的感應電動勢；由于轉子繞組的阻抗很小，將通過很大的電流。這和變壓器的工作原理一樣，定子繞組相
一、籠式異步電動機的起動 1．全壓起動 2．降壓起動
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第十七章 手持式電動工具及移動式電
氣設備
授課課題：手持式電動工具及移動式電氣設備知識 授課課時：4 授課目的要求：1.掌握手持式電動工具及移動式電氣設備的基本要求
2.了解手持式電動工具及移動式電氣設備的基礎知識
授課重、難點 掌握手持式電動工具及移動式電氣設備的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
手持電動工具包括手電鉆、手砂輪、沖擊電鉆、電錘、手電鋸等工具。移動式設備包括蛙夯、振搗器、水磨石磨平機、電焊機等電氣設備。
第一節 基本分類與結構 2課時
一、基本分類
1．根據手持式電動工具不同的應用范圍分類
(1)金屬切削類：電鉆、磁座鉆、電絞刀、電動刮刀、電剪刀、電沖剪、電動曲線鋸、電動鋸管機、電動往復鋸、電動型材切割機、電動型攻絲機、多用電動工具。
(2)砂磨類：電動砂輪機、電動砂光機、電動拋光機。(3)裝配類：電扳手、電動螺絲刀、電動脫管機。
(4)林木類：電刨、電動開槽機、電插、電動帶鋸、電動木工砂光機、電鏈鋸、電圓鋸、電動木鉆、電動木銑、電動打枝機、電動木工刃具砂輪機。
(5)農牧類：電動剪毛機、電動采茶機、電動剪枝機、電動糧食插秧機、電動噴油機。
(6)建筑道路類：電動混凝土振動器、沖擊電鉆、電錘、電鎬、電動地板刨光機、電動打夯機、電動地板砂光機、電動水磨石機、電動磚瓦銑溝機、電動鋼筋切斷機、電動混凝土鉆機。
(7)鐵道類：鐵道螺釘電扳手、枕木電鉆、枕木電鎬。
第二節 安全性能要求 2課時
為了安全生產，避免和減少對操作者的傷害，工具的安全性能必須符合安全操作的要求。
一、手持電動工具的安全要求
使用手持電動工具應當注意以下安全要求：
1．辨認銘牌，檢查工具或設備的性能是否與使用條件相適應。
2．檢查其防護罩、防護蓋、手柄防護裝置等有無損傷、變形或松動。
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電工工藝學教案 3．檢查電源開關是否失靈、是否破損、是否牢固、接線有無松動。4．電源線應采用橡皮絕緣軟電纜；單相用三芯電纜、三相用四芯電纜；電纜不得有破損或龜裂、中間不得有接頭。
5．I類設備應有良好的接零或接地措施，且保護導體應與工作零線分開；保護零線(或地線)應采用截面積0．75～1．5mm。以上的多股軟銅線，且保護零線(地線)最好與相線、工作零線在同護套內。
6．使用I類手持電動工具應配合絕緣用具，并根據用電特征安裝漏電保護器或采取電氣隔離及其他安全措施。
7．絕緣電阻合格，帶電部分與可觸及導體之間的絕緣電阻I類設備不低于2M Q、II類設備不低于7M Q。
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第十八章 照明
授課課題：照明電氣設備知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握照明電氣設備的基本要求
2.了解照明電氣設備的基礎知識
授課重、難點 掌握照明電氣設備的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
電氣照明是工廠供電的一個組成部分，良好的照明是保證安全生產、提高勞動生產率和保護工作人員視力健康的必要條件。照明設備的不正常運行可能導致人身傷亡事故或火災。為此，必須保持照明設備的安全運行。
第一節 照明方式與種類
一、照明方式 1．一般照明
一般照明是指在整個場所或場所的某部分照度基本上相同的照明。對于工作位置密度很大而對光照方向又無特殊要求，或工藝上不適宜裝設局部照明設置的場所，宜單獨使用一般照明。它的優點是在工作表面和整個視界范圍內，具有較佳的亮度對比；可采用較大功率的燈泡，因而光效較高；照明裝置數量少，投資費用較低。
2．局部照明
局部照明是指局限于工作部位的固定的或移動的照明，對于局部地點需要高照度并對照射方向有要求時宜采用局部照明。
3．混合照明
混合照明是指一般照明與局部照明共同組成的照明。對于工作部位需要較高照度并對照射方向有特殊要求的場所，宜采用混合照明。混合照明的優點是可以在工作平面、垂直和傾斜表面上，甚至工件的內臟里，獲得高的照度，易于改善光色，減少裝置功率和節約運行費用。
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第十九章 電工測量
授課課題：電工測量知識 授課課時：2 授課目的要求：1.掌握電工測量設備的基本要求
2.了解電工測量設備的基礎知識
授課重、難點 掌握電工測量設備的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內容：
電工測量的過程，是將被測的電量或磁量與同類標準量相比較的過程，根據比較的方法不同，測量的方法也不一樣。所以在測量中除了應正確選擇儀表和正確使用儀表之外，還要掌握正確的測量方法。
第一節 電工儀表基本知識
一、電工儀表種類
(1)按照工作原理，電工儀表分為磁電式、電磁式、電動式、感應式等儀表。
磁電式儀表由固定的永久磁鐵、可轉動的線圈及轉軸、游絲、指針、機械調零機構等組成。線圈位于永久磁鐵的極靴之間。當線圈中流過直流電流時，線圈在永久磁鐵的磁場中受力，并帶動指針、轉軸克服游絲的反作用力而偏轉。當電磁作用力與反作用力平衡時，指針停留在某一確定位置，刻度盤上給出一相應的讀數。機械調零機構用于校正零位誤差，在沒有測量訊號時借以將儀表指針調到指向零位。磁電式儀表的靈敏度和精確度較高、刻度盤分度均勻。磁電式儀表必須加上整流器才能用于交流測量，而且過載能力較小。磁電式儀表多用來制作攜帶式電壓表、電流表等表計。
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第二篇：機械制造工藝學教案專題
機械制造工藝學教案
第1次課（緒論、第一章 加工精度分析 1.1、加工精度概述）
一、教學目的和要求
掌握機械制造的基本理論和工藝規程的編制，對工藝問題能進行分析和提出改進措施。
2、掌握零件加工和機器裝配結構工藝性的原則，設計的產品具有良好的結構工藝性。
3、掌握保證機器裝配精度的方法。
4、掌握機床夾具的設計原理和方法，具有設計機床夾具的初步能力。
5、具有綜合分析和解決實際工藝問題的能力，提出保證質量，提高勞動效率，降低成本的工藝途徑。
二、教學內容綱要
1.緒論（機械制造工藝的概念、學習的目的、特點、內容、發展方向）
2、加工精度包括尺寸精度、形狀精度、相互位置精度，各種精度的獲得方法
三、重點、難點
各種加工精度的獲得方法
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、案例分析式教學方法講授本緒論課程內容。
五、時間分配（2學時）
本次課共兩學時，其中緒論占一學時
六、布置思考題
1.了解制造業在國民經濟中的地位
2.針對我國的機械制造業現狀，指出我國機械制造業與世界發達國家的差距 3.你認為應該采取哪些具體的措施和方略來改變這種現狀，使我國的機械制造行業處于世界的前列？
4.尺寸精度、形狀精度、相互位置精度相比較，那種要求更高些？
第二次課（第一章、加工精度1.2、幾何及原理誤差、1.3受力變形）
一、教學目的和要求
使學生能夠更清晰地明白在機械制造當中存在的構件受力變形的實際問題，在以后的機械制造分析中能夠從力學受力變形的角度來思考問題。
二、教學內容綱要
1、工藝系統幾何誤差及原理誤差 2.工藝系統的剛度
3.受力變形對加工精度的影響 4.機床剛度的測定，接觸剛度，5.減少受力變形的措施；
三、重點、難點
1.工藝系統幾何誤差及原理誤差
2.工藝系統受力變形對加工精度的影響，四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用講解式、問題探究式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（3學時）1.工藝系統幾何誤差及原理誤差（25分）2.工藝系統的剛度及測定（45分）3.受力變形對加工精度的影響（35分）
4.接觸剛度，減少受力變形的措施；（30分）
六、布置思考題
1.查閱相關的資料，思考和比較普通機床和數控機床在工作的時候，哪個系統受力 的影響更大些？
2.幾何誤差與原理誤差的區別？以車床為例說明機床的幾何誤差對零件的加工精度有何影響?
第3次課（第一章、加工精度 1.4受熱變形1.5內應力變形）
一、教學目的和要求
能夠系統地掌握工藝系統的熱變形的相關知識和內容,同時能夠熟練的掌握誤差測量及起計算.二、教學內容綱要
1、.工藝系統的熱變形：(1)工藝系統的熱源，(2)工藝系統的溫升及其計算公式，(3)機床的熱變形對工件的影響，(4)工件遇刀具的熱變形，(5)工藝系統熱變形的對策；
2、.殘余應力引起的變形；
三、重點、難點
.工藝系統的熱變形：
四、教學方法，實施步驟
本此課可以采用黑板教學的方法和多媒體的教學方法兩種手段，根據具體內容采 用啟發式和講解式、引導式和提問式教學方法。
五、時間分配（2學時）
1、.工藝系統的熱變形：（45）
2、.殘余應力引起的變形；（45）
六、布置思考題
1.自己將誤差的內型總結和歸納.2.試舉例說明在加工過程中，工藝系統受熱變形會對零件的加工精度產生怎樣的影響？應采取什么措施來克服這些影響？
第4次課（第一章、加工精度 1.6測量誤差1.7誤差分析 1.8提高措施）
一、教學目的和要求
二、教學內容綱要
1、.測量誤差；
2.加工誤差的統計分析法：(1)加工誤差的性質，(2)分布曲線分析法，(3)點圖分析法；
3.提高加工精度的措施.三、重點、難點
1、.測量誤差；
2、提高加工精度的措施.四、教學方法，實施步驟
本此課可以采用黑板教學的方法和多媒體的教學方法兩種手段，根據具體內容采 用啟發式和講解式、引導式和提問式教學方法。
五、時間分配（3學時）
1、.測量誤差；（45）
2.加工誤差的統計分析法：（60）(1)加工誤差的性質，(2)分布曲線分析法，(3)點圖分析法；
3.提高加工精度的措施.（30）
六、布置課后思考: 1.本章重點講述了加工精度影響的原理和具體計算方法以及保證高的加工精度和質量的具體方法，應重點掌握此方法，并提前預習下章“表面質量”.第5次課（第二章表面質量2.1表面質量含義）
一、教學目的和要求
1.解掌握各原理的基本模式概念和特征，能舉例說明各原理；
2.通過實際問題的講解，使學生形成對機械制造表棉質量和粗糙度的個體認識，培養學生 獨立思考，歸納的學習習慣；
二、教學內容綱要
1.表面質量的含義以及對零件使用的影響：；
三、重點、難點
1.刀具切削后的表面粗糙度，2.磨削后的表面粗糙度；
四、教學方法，實施步驟 根據本章課的內容特點，運用啟發式原則、講解式、案例分析式等教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）
表面質量的含義以及對零件使用的影響；
六、布置思考題
1.查找相關的資料并思考高精表面質量在現在的高科技行業當中有哪些具體的應用呢? 2.機器零件的表面質量包括哪幾個方面內容？為什么說零件的表面質量與加工精度對保證機器的工作性能來說具有同等重要的意義？
第6次課（第二章表面質量2.2粗糙度影響因素2.3物理機械性能）
一、教學目的和要求
引導學生能夠對機械的相關性能有更深的了解和掌握.二、教學內容綱要
1.表面粗糙度的形成及影響因素：(1)刀具切削后的表面粗糙度，(2)磨削后的表面粗糙度； 2.表面加工硬化：
三、重點、難點
表面粗糙度的形成及影響因素：(1)刀具切削后的表面粗糙度，(2)磨削后的表面粗糙度；
四、教學方法，實施步驟
本此課可以采用黑板教學的方法和多媒體的教學方法兩種手段本此課可以采用黑板教學 的方法和多媒體的教學方法兩種手段，根據具體內容采用啟發式和講解式、引導式和提 問式教學方法。
五、時間分配（3學時）
1.表面粗糙度的形成及影響因素：(1)刀具切削后的表面粗糙度，（50）(2)磨削后的表面粗糙度；（50）2.表面加工硬化：（35）
六、布置思考題
1.課后復習這一堂課的重點內容,下堂課提問.2.影響切削表面粗糙度的因素有哪些？
第7次課（第二章表面質量2.4機械加工振動2.5提高表面質量）
一、教學目的和要求
1.解掌握機械加工振動的具體概念和分類； 2.熟練掌握提高表面質量的具體的方法.二、教學內容綱要 1.受迫振動，2.自激振動；
3.提高表面質量的方法
三、重點、難點 提高表面質量的方法 自激振動
四、教學方法，實施步驟
本此課可以采用黑板教學的方法和多媒體的教學方法兩種手段，根據具體內容采 用啟發式和講解式、引導式和提問式教學方法。
五、時間分配（2學時）1.受迫振動，（30）2.自激振動；（30）
3.提高表面質量的方法（30）
六、布置思考題
1.預習第三章:工藝規程制定.2.何為強迫振動？它與自由振動有何區別？減少強迫振動的基本途徑喲哪些？
3.何謂自激振動？它與強迫振動有何區別？目前關于自激振動的學說有哪些？其要點是什么？通過哪些措施可以抑制自激振動？
第8次課（第三章、工藝規程制定3.1 基本概念 3.2制訂步驟）
一、教學目的和要求
1.熟練掌握工藝規程的概念；
2.使學生在設計中能應用工藝規程的步驟和方法；
二、教學內容綱要
1、工藝規程的基本概念
2、工藝規程的制定步驟
三、重點、難點
1、工藝規程的基本概念
2、工藝規程的制定步驟
四、教學方法，實施步驟
本此課可以采用黑板教學的方法和多媒體的教學方法兩種手段，根據具體內容采 用啟發式和講解式、引導式和提問式教學方法
五、時間分配（3學時）
1、工藝規程的基本概念（45）
2、工藝規程的制定步驟（90）
六、布置思考題
1.什么是機械加工的工藝過程，工藝規程？工藝規程在生產中起什么作用？ 2..熟練掌握工藝規程的概念和步驟,為機械工藝規程的設計作準備
3.制訂工藝規程時，為什么要劃分加工階段？什么情況下可以不劃分或不嚴格劃分加工階段？
第9次課（第三章、工藝規程制定3.3 毛坯選擇3.4基準選擇）
一、教學目的和要求
1.掌握各種新機械名詞的概念；
2能熟練掌握基準的選擇和路線的擬定
二、教學內容綱要
1、毛坯選擇
2、基準選擇
三、重點、難點
1、基準選擇
四、教學方法，實施步驟
本此課可以采用黑板教學的方法和多媒體的教學方法兩種手段，根據具體內容采 用啟發式和講解式、引導式和提問式教學方法
五、時間分配（2學時）
1、毛坯選擇（30）
2、基準選擇（60）
六、布置思考題
1.熟悉課堂所講的內容，選擇一個具體的實物分析和研究。2.什么是工序、工步、安裝、工位？
第10次課（第三章、工藝規程制定3.5路線擬定3.6工序內容3.7經濟分析）
一、教學目的和要求
能熟悉工序的具體內容,能進行具體的經濟分析
二、教學內容綱要
1、路線擬定 2.工序內容 3.經濟分析
三、重點、難點
1、路線擬定 2.工序內容
四、教學方法，實施步驟
本此課可以采用黑板教學的方法和多媒體的教學方法兩種手段，根據具體內容采 用啟發式和講解式、引導式和提問式教學方法
五、時間分配（3學時）
1、路線擬定（60）2.工序內容（50）3.經濟分析（25）
六、布置思考題
1.查找圖書館關于經濟分析的具體書籍,擴展經濟分析的能力和認識.2.什么是勞動生產率？提高勞動生產率的工藝措施有哪些？ 3.什么是時間定額、單件時間？
第11次課（第四章結構工藝設計4.1尺寸標準4.2精度標準）
一、教學目的和要求
掌握各種標準的具體概念；
二、教學內容綱要
1、尺寸標準
2、精度標準
三、重點、難點
尺寸標準和精度標準的具體確定
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式.提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）
1、尺寸標準（45）
2、精度標準（45）
六、布置思考題
1.何謂加工精度？何謂加工誤差？兩者有何區別和聯系？
2.獲得零件形狀精度、尺寸精度、位置精度的方法有哪些？影響形狀精度的主要因素是什么？試舉例說明
3.何謂調整誤差？在單件小批量生產或大批大量生產中各會產生哪方面的調整誤差？他們對零件加工的精度會產生什么樣的影響？
4.用這堂課所學的知識將課本中的課后習題做完。
第12次課（第四章結構工藝設計4.3便于加工4.4裝配工藝性）
一、教學目的和要求
掌握機械加工中的毛坯結構的工藝設計原則，以便于加工和裝配，同時又滿足 精度要求和尺寸要求。
二、教學內容綱要
1、便于加工
2、裝配工藝性
三、重點、難點 裝配工藝性
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式.提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（3學時）
1、便于加工（45）
2、裝配工藝性（90）
六、布置思考題
1.常見的裝配性工藝問題有哪些？在設計中應該注意哪些問題？ 2.預習第五章:尺寸鏈的應用
第13次課（第五章尺寸鏈的應用5.1 尺寸鏈的概述）
一、教學目的和要求
重點掌握尺寸鏈的基本概念以及怎樣畫出尺寸鏈的具體方法和熟悉掌握和運用相關 尺寸鏈進行具體設計.二、教學內容綱要 尺寸鏈的概述: 封閉環的具體分析 :
三、重點、難點 封閉環的具體分析
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用講解式、討論式.提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）尺寸鏈的概述:（30）封閉環的具體分析（60）
六、布置思考題 1.尺寸鏈的概念 2.什么是封閉環？
第14次課（第五章、尺寸鏈的應用5.2 尺寸鏈的解法）
一、教學目的和要求
重點掌握尺寸鏈的基本概念以及怎樣畫出尺寸鏈的具體方法和熟悉掌握和運用相關 尺寸鏈進行具體設計.二、教學內容綱要 尺寸鏈的解法 找封閉環
三、重點、難點 找封閉環
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（3學時）尺寸鏈的解法（65）找封閉環（70）
六、布置思考題
1.尺寸鏈的解題方法有哪些？舉例說明 2.如何確定封閉環
3.完成課后相關的練習,下節課講解答案.第15次課（第五章、尺寸鏈的應用5.3過程尺寸鏈）
一、教學目的和要求
重點掌握尺寸鏈的基本概念以及怎樣畫出尺寸鏈的具體方法和熟悉掌握和運用相關 尺寸鏈進行具體設計.二、教學內容綱要 封閉環
2.過程尺寸鏈的概念 3過程尺寸鏈的其他知識
三、重點、難點 過程尺寸鏈
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）1.封閉環（45）
2.過程尺寸鏈的概念（20）3過程尺寸鏈的其他知識（25）
六、布置思考題
1.什么是過程尺寸鏈？
2.封閉環在過程尺寸鏈中應如何確定？自己設計關于封閉環的題目，同學一起研究解題方法
第16次課（第五章、尺寸鏈的應用5.4裝配尺寸鏈）
一、教學目的和要求
重點掌握尺寸鏈的基本概念以及怎樣畫出尺寸鏈的具體方法和熟悉掌握和運用相關 尺寸鏈進行具體設計.二、教學內容綱要 1.裝配尺寸鏈的概念 2.封閉環
3.裝配尺寸鏈的其他相關知識
三、重點、難點 1.裝配尺寸鏈的概念 2.封閉環
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（3學時）1.裝配尺寸鏈的概念（30）2.封閉環（60）
3.裝配尺寸鏈的其他相關知識（45）
六、布置思考題 1.對本章關于封閉環的確定做一個總結.2.在解裝配尺寸鏈時，什么情況下用完全互換法。什么情況用大數互換法？兩者在計算公式及計算結果上有什么不同？
第17次課（第六章 典型零件加工6.1軸類加工6.2 套筒加工）教學目的和要求
重點掌握軸類加工,熟悉套筒加工
二、教學內容綱要 1.軸類加工 2.套筒加工
三、重點、難點 軸類加工
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）1.軸類加工（45）2.套筒加工（45）
六、布置思考題
1.如何設計軸類零件加工的工藝路線？軸類零件的加工方法有哪些？舉例說明 2.如何設計套筒類零件加工的工藝路線？套筒加工的方法有哪些？舉例說明
第18次課（第六章 典型零件加工6.3 齒輪加工6.4箱體加工）教學目的和要求
熟悉齒輪加工的一些具體方法,重點掌握箱體加工的具體原則和工藝要求.1.了解掌握新型結構設計；
二、教學內容綱要 齒輪加工 箱體加工
三、重點、難點
箱體加工
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（3學時）1.齒輪加工（75）2.箱體加工（60）
六、布置思考題
1.如何設計齒輪零件加工的工藝路線？齒輪零件的加工方法有哪些？舉例說明 2.如何設計箱體加工的工藝路線？箱體加工的工藝喲哀求有哪些？
3.箱體加工的工藝原則是什么？
第19次課（第七章 先進制造技術7.1成組技術概述7.2數控制造系統）教學目的和要求
重點掌握成組技術,熟悉數控制造系統的相關的內容,為工廠實習奠定知識基礎.二、教學內容綱要 1組成技術概述 2數控制造系統
三、重點、難點 1組成技術概述 2數控制造系統
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）1組成技術概述（40）2數控制造系統（50）
六、布置思考題
1什么是成組技術？成組技術在生產中有哪些應用？ 2.分類成組的方法有哪些？
3.數控制造系統在生產中的應用及其發展的意義是什么？
第20課（第七章 先進制造技術7.3柔性制造系統7.4集成制造系統）
一、教學目的和要求
重點掌握柔性制造系統的內容, 為工業工程思想的具體深化和機械制造的具體應用做準備, 并了解集成制造系統.二、教學內容綱要 1.柔性制造系統 2.集成制造系統
三、重點、難點 柔性制造系統
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（3學時）1.柔性制造系統（65）2.集成制造系統（70）
六、布置思考題
1.柔性制造系統的基本概念是什么？其具有哪些功能？
2.柔性制造系統由哪些部分組成？各組成部分都有什么作用？ 3.柔性制造系統有哪些經濟效益？
4.集成制造系統的定義是什么？它由那些部分組成？我國的集成制造系統的發展現狀如何？
第21次課（第七章、先進制造技術 7.5計算機輔助工藝過程設計CAPP7.6快速成形）教學目的和要求
熟悉計算機輔助工藝過程設計CAPP和快速成形的具體內容
二、教學內容綱要
1.計算機輔助工藝過程設計CAPP 2.快速成形
三、重點、難點 快速成形
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）
1.計算機輔助工藝過程設計CAPP（45）2.快速成形（45）
六、布置思考題
1.計算機輔助工藝過程設計CAPP在現代生產中有什么作用？ 2.什么是快速成形？快速成形有哪些優點？
第22次課（第七章、先進制造技術7.7敏捷制造7.8精益制造）教學目的和要求
熟悉敏捷制造和精益制造的具體內容
二、教學內容綱要 1.敏捷制造 2.精益制造
三、重點、難點 1.敏捷制造 2.精益制造
四、教學方法，實施步驟 根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（3學時）1.敏捷制造（65）2.精益制造（70）
六、布置思考題嗎
1.敏捷制造和精益制造包括那些具體內容？ 2.我國的敏捷制造和精益制造的發展現狀如何？
第23次課（第八章，機床夾具設計8.1夾具概念8.2工件定位）
一、教學目的和要求
1.了解機床夾具設計的具體概念；
2.使學生在設計中熟練掌握工件定位的相關知識；
二、教學內容綱要
1、卡具概念
2、工件定位
三、重點、難點 工件定位
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）
1、卡具概念（30）
2、工件定位（60）
六、布置思考題
1.機床夾具都由哪些部分組成？每個組成部分起何作用？
2.試分析使用夾具加工零件時，產生加工誤差的因素有哪些？它們與零件公差成何比例？ 3.一批工件在夾具中定位的目的是什么？它與一個工件在加工時的定位有何不同？
第24次課（第八章，機床夾具設計8.3定位方式與定位元件）教學目的和要求
重點掌握定位方式和定位元件,為課程設計打下扎實的基礎
二、教學內容綱要 定位方式與定位元件
三、重點、難點 定位方式與定位元件
四、教學方法，實施步驟
本此課可以采用黑板教學的方法和多媒體的教學方法兩種手段，根據具體內容采用啟發式和講解式、引導式和提問式教學方法。
五、時間分配（3學時）定位方式（75）定位元件（60）
六、布置思考題
1.完成課后相關的練習.2.什么是“六點定位原理”？工件的合理定位是否一定要限制其在夾具中的六個不定度？ 3.試舉例說明何謂工件在夾具中的“完全定位”、“部分定位”、“欠定位”、“重復定位”？
第25次課（第八章，機床夾具設計8.4定位誤差8.5工件夾具與夾緊結構）教學目的和要求
重點掌握典型卡具的具體應用,提高學生的機械設計的水平.二、教學內容綱要 1.定位誤差 2.工件夾具 3.夾緊結構
三、重點、難點 1.定位誤差
2.工件夾具與夾緊結構
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（2學時）1.定位誤差（50）2.工件夾具（20）3.夾緊結構（20）
六、布置思考題
1.在夾具中對一個零件進行試切法加工時，是否還有定位誤差？為什么？ 2.工件在夾具中夾緊的目的是什么？夾緊和定位有何區別？
第26次課（第八章，機床夾具設計8.6典型夾具8.7夾具設計方法與步驟）
一、教學目的和要求 掌握夾具設計方法與步驟
二、教學內容綱要 1.典型夾具 2.夾具設計方法 3.夾具設計步驟
三、重點、難點
典型夾具、夾具設計方法與步驟
四、教學方法，實施步驟
根據本章課的內容特點，運用啟發式、講解式、討論式、提問式教學方法講授本課程內容。
五、時間分配（3學時）1.典型夾具（50）2.夾具設計方法（45）3.夾具設計步驟（40）
六、布置思考題
1.試舉例論述設計夾具時，對夾緊力的三要素（力的作用點、方向、大小）有何要求？ 2.典型夾具有哪幾類？如何設計？舉例說明
第三篇：金屬工藝學教案
金屬工藝學教案
緒論
一、為什么要學金屬工藝學（機械工程材料工藝學）？
金屬工藝學是一門傳授有關制造金屬零件工藝方法的綜合性技術基礎課。它主要傳授各種工藝方法本身的規律性及其在機械制造中的應用和相互關系；金屬零件的加工工藝過程和結構工藝性；常用金屬材料性能對加工工藝的影響；工藝方法的綜合比較等。研究的對象：常用的工程材料、材料的各種加工處理工藝。
例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、塑料等材料及熱處理工藝、焊接工藝、鑄造工藝、切削加工工藝等加工處理工藝。
舉例：常用主軸材料：45。技術要求：調質處理。
箱體材料：HT200。技術要求：退火。國家工業發展的三大支柱：材料、信息、微機。1.工程材料是國家工業發展的物質基礎。
工業和日常生活都離不開工程材料的使用，研究材料最終是為人類的文明進步而服務。2.作為工科類專業所必須掌握的一門功課。基礎課→（橋梁）→ 專業課
機械工程材料工藝學是一門技術基礎課，對專業課和基礎課起著橋梁的作用。
二、機械工程材料工藝學課程有什么特點？
1.本課程同實踐緊密相聯系，是一門實踐性很強的學科。
2.通過生產實踐才能融會貫通地學習掌握（安排了鉗工、金工實習）。
3.為了彌補實踐方面的不足，采用錄像教學以及到工廠參觀和實習，通過師生的相互努力來學好這門功課。
三、怎樣才能學好機械工程材料工藝學？
1.注意各章節的聯系、學習、復習、鞏固、應用、總結。2.要理解、要提問題、不能累計問題。
3.抓住主要內容：金屬材料及熱處理基本知識，鑄造、鍛造、焊接、切削加工基本常識。
隨著科學技術和生產力的不斷發展，金屬工藝學的內容構成也有所發展。應當指出，本課程的發展必然是有關學科的相互滲透和綜合，而不是兼收并蓄、包羅萬象、內容越來越復雜。它仍屬工藝學范疇。
金屬工藝學是實踐性很強的技術基礎課，它有利于對學生進行技能訓練，有利于培養學生具有更高的實際能力和開拓精神。
第一篇 金屬材料導論
合金的定義：一種金屬為基礎，加入其他金屬或非金屬，經過熔煉或燒結制成的具有金屬特性的材料（導電性、延展性、光澤、導熱性）。
常用的是：鋼和鐵、銅合金、鋁合金等（理論聯系實際）。
第一章 金屬材料的主要性能 第一節 金屬材料的力學性能（機械性能）
材料的性能：
使用性能：物理性能、化學性能、力學性能（機械性能）。
工藝性能：熱處理性能、鑄造性能、焊接性能、鍛造性能、切削加工性能。
力學性能的定義：材料在外力作用下，表現出（靜載荷、動載荷、交變載荷）的性能。
一、強度與塑性 概念：靜載荷、應力
試驗：拉伸實驗 試樣－低碳鋼、L0＝5d0、L0＝10d0 GB（6397－86）要求同學們實驗指導書（圖書館查資料，鍛煉學生的自學能力）。材料的力學性能實驗。分析：（從中導出材料的強度和塑性）1.強度：
定義：塑性變形、斷裂的能力。衡量指標：屈服強度、抗拉強度。（1）屈服點：
定義：發生屈服現象時的應力。公式：σs＝Fs/Ao（MPa）Fs－材料發生屈服現象時的力。So－材料的原始橫截面面積。
條件屈服強度規定：σr0.2＝F0.2/Ao(無明顯的屈服現象的材料)應用：汽缸蓋和汽缸體之間的密封性（螺栓聯接）超過螺栓材料本身的屈服強度。（2）抗拉強度： 定義：最大應力值。
公式：σb＝Fb/Ao（Fb－最大的載荷；So－材料的原始截面面積。）應用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機車的牽引等。σs/σb 屈強比：越小，可靠性越高；越大，可靠性越低。2.塑性：
定義：發生塑性變形，不破壞的能力。衡量指標：伸長率、斷面收縮率。（1）伸長率：
定義公式：δ＝（L1－L0）/L0 ×100％（L1－拉斷后的長度；L0－原來的試樣長度）注意：長、短試樣測出的δ值不相等（比較大小，要同樣的試樣）。L0＝5d0 δ5 L0＝10d0 δ10＝δ
δ5>5% －塑性材料、δ5<5％－脆性材料。45：δ5≈18.7% δ1<δ5（2）斷面收縮率：
定義公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％（S0－原截面面積；S1－斷口處斷面面積）Ψ5 Ψ10
Ψ值越大，塑性越好。
總結：δ Ψ越大，塑性越好，越易變形但不會斷裂。
二、硬度
硬度：抵抗更硬物體壓入的能力。
衡量：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。1.布氏硬度：HB 試驗：GB84。一定直徑的鋼球HBS（硬質合金HBW），規定的載荷及時間后測出的壓痕深度差即硬度的大小。
HB＝F/S(N/mm2)<650 舉例：鋼球直徑：10mm，載荷：30KN（F＝30D2），時間：規定10（s）。材料：壓痕直徑：d0＝3.92mm 查表： HBS＝239（1）應用范圍：鑄鐵、有色金屬、非金屬材料。
（2）優缺點： 精確、方便、材料限制、非成品檢驗和薄片。2.洛氏硬度：HR、（HRA、HRB、HRC）
試驗：GB83。一定錐形的金剛石（淬火鋼球），在規定載荷和時間后，測出的壓痕深度差即硬度的大小（表盤表示）。
HRA、HRB、HRC。一般通常習慣用HRC（無單位）。（1）應用范圍：鋼及合金鋼。
（2）優缺點：測成品、薄的工件，無材料限制，但不精確。3.維氏硬度：
試驗：GB83。一定錐形的金剛石，在規定的載荷、時間后測出的壓痕深度差即硬度的大小。HV＝F/S（1）應用范圍：測薄片和鍍層。（2）優缺點：數值精確，但操作麻煩。4.肖氏硬度HS、銼氏硬度、顯微硬度HM 總結：數值越大，硬度越高。但相互之間不能比較，必須查表為同單位才行。
三、韌性
概念：動載荷、“梅氏”試樣（金屬夏比試驗）。沖擊韌度：抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。
衡量指標：αk＝Ak/A（J/cm2）（αk－一次性沖擊試驗的標準。）多次沖擊：Ak↓→σs、σb。Ak↑→Ψ、δ
αk和溫度有關：溫度越低，αk越小。（低溫易沖斷）脆性臨界轉變溫度。
四、疲勞強度
概念：交變載荷、疲勞現象 試驗：疲勞實驗法。衡量指標：疲勞強度σ-1 鋼：107、有色金屬：108。σmax=σ-1
五、蠕變和松弛：（補充內容）1.蠕變： 蠕變強度 高溫下容易產生。2.松弛：松弛強度 高溫下容易產生。
第二節 金屬材料的物理、化學及工藝性能
金屬的性能：物理性能、化學性能。
一、物理性能：
1.比重：單位體積內物體的重量。密度：單位體積內物體的質量。
鐵：7.8克/厘米
3、銅：8.9克/厘米
3、鋁：2.7克/厘米
3、鈦：4.51克/厘米3 γ<5g/cm3→輕金屬、γ>5g/cm3→重金屬。
應用：飛機制造業、子彈頭、檢驗材料、煉鐵、煉鋼、鉛球等。2.熔點：固體→液體的溫度點。
凝固點：液體→固體的溫度點。
鐵：1538℃、銅：1083℃、鋁：660℃、鈦：1660℃。
應用：耐高溫材料（飛機、導彈、航天）、防火安全閥、熔斷器（保險絲）等。3.熱脹性：一般而言，金屬材料具有熱脹冷縮的性能。材料不同，熱脹冷縮的大小也不同。
應用：電線的形態、橋梁的架設、鋼軌的鋪設、精密的測量工具、電冰箱、電飯鍋等。4.導熱性：金屬具有傳導熱能的性質。導熱材料的順序：銀、銅、鋁等。
金屬材料的雜質越多、導熱性越差。高速鋼導熱性差，加熱要緩慢，以防開裂。應用：陶瓷、水壺的水垢等。
5.導電性：金屬具有傳遞電流的性質。導電材料的順序：銀、銅、鋁等。
應用：電火花加工（下冊P.78～80、電解加工、電子束加工及制造電線、電纜、玻璃拉絲模等。
6.磁性；金屬材料在磁場的情況下磁化（分為軟磁和硬磁）。例如：鐵、鎳、鈷等。
應用：手表材料、磨床的磨削加工（P.71下冊）等。
二、化學性能： 1.耐蝕性（耐酸堿性）：金屬材料抵抗腐蝕的性能。例如：鋼鐵生鐵銹、銅生銅綠（造成重大事故）。應用：食品行業、飲料行業、醫藥行業、化工行業等。2.抗氧化性：高溫時抵抗氧化的能力。應用：鍛打、電焊、熱處理等。
3.化學穩定性：在常溫下，化學穩定的性能。應用：耐熱設備、高溫鍋爐等。
三、工藝性能：是指是否易于進行冷、熱加工的性能。
包括：熱處理性能（第三章）、鑄造性能（第二篇）、焊接性能（第三篇）、鍛造性能（第四篇）、切削加工性能（第五篇）。（最后要和書名金屬工藝學聯系上）以上各種工藝性能將在以后有關章節中分別介紹。
第二章 鐵碳合金（鋼和鑄鐵）
第一節 純鐵的晶體結構及其同素異晶轉變
一、金屬的結晶
結晶：液態金屬凝結成固態金屬的現象。
概念：理論結晶溫度－金屬在無限緩冷冷卻下結晶得到的結晶溫度To。（計算出來的）
實際結晶溫度－金屬以實際冷卻速度冷卻結晶得到的結晶溫度Tn。（實際測量出來的）（平時澆注的溫度）
一、金屬結晶的過冷現象：
過冷現象：金屬的實際結晶溫度總是低于理論結晶溫度，Tn 金屬的實際結晶溫度總是低于理論結晶溫度，Tn 金屬的實際結晶溫度總是低于理論結晶溫度，Tn 晶界；晶粒。晶粒越多，晶界也越多，則晶粒移動所受的阻力越大，宏觀來看，材料越不容易發生變形，即材料的硬度越高，強度越好。總結：晶粒越小，則材料的力學性能越好。采用的主要途徑是： 晶核數目越多－晶粒越多－晶粒越細小，從而提高材料的力學性能。（1）提高過冷度：（>107℃/s 非晶態金屬）實驗測出：冷卻速度越大，生核速率越大>長大速率。 （2）變質處理（孕育處理）：在液態金屬中，加入一些細小的金屬粉末（變質劑）（孕育劑）形成非自發晶核，使晶核數目增多，晶粒變細小。 （3）機械振動：使枝晶破碎成為幾個晶核，使晶核數目增多（超生波振動等）。 二、純金屬的晶體結構 概念：原子球、結點、晶格、晶胞、晶格常數（a、b、c、α、β、γ）致密度：晶胞中原子占有的體積與晶胞體積之比。純金屬的晶格類型： 1.體心立方晶胞 例如：純鐵（α-Fe）912℃↓、W、Mo、V、Cr（β－Ti）882℃↑ 立方體: a＝b＝c ； α＝β＝γ＝90o 原子數：8×1/8＋1＝2 致密度：0.68 原子的晶格結構不同，則性能不同，即使原子的晶格結構相同，但由于原子的質量不同，性能也不同。2.面心立方晶格 立方體 a＝b＝c α＝β＝γ＝90o 原子數：8×1/8＋6×1/2＝4 致密度：0.74 舉例：銅：a＝b＝c=3.608×108、銅原子M＝63.54×1.67×10－24g 銅原子的直徑：D＝2.5505?，計算銅的密度？ 純鐵（γ－Fe）912～1394℃、Al、Cu、Ag、Mn等。 三、純鐵的同素異晶轉變（舉列鉆石和石墨） 純鐵：α－Fe→（912℃）γ－Fe（1394℃）→δ-Fe（1538℃）→L 二次結晶或重結晶。提問：一定質量的純鐵加熱到912～1394℃時，體積是增加還是減少，若繼續加熱到1394～1538℃時，體積是增大還是減少？ 第二節 鐵碳合金的基本組織 元素（金屬＋非金屬）共為108種，而純金屬一般共為83種。Fe：HB80、σb＝200MPa、C：HB3、σb≈0。Fe＋C組成的合金化合物：HB800、σb=400MPa。Al：HB25、σb＝80MPa。 Al＋Mg＋Mn組成的鋁合金化合物：HB70、σb＝280MPa。而工業中的金屬材料均為合金。 合金定義：金屬元素同另一種或幾種金屬元素或非金屬元素組成的具有金屬特性的新材料。金屬特性：導電性、導熱性、塑性、光澤。 例如：鋼鐵合金：Fe＋C＋Mn＋Si、鋁合金：（Al＋Mg＋Mn）、（Al＋Ze＋Mn）、銅合金：（Cu＋Zn）、（Cu＋Sn）、（Cu＋Ni）等。 產生具有優良的使用性能和工藝性能方面的新材料（特出的物理、化學性能）。組元：合金中的最小單元。 合金系：合金中百分含量不同的組元構成的一系列合金。鋁合金（Al＋Mg＋Mn）。鋁合金：Al：99％、97％、95％、……..Mg：0.5％、2％、2％、……….Mn：0.5％、1％、3％、……….二元合金系、三元合金系、四元合金系。相：具有同一化學成分，同一聚集狀態，且有明顯界面分開的獨立均勻部分。例如：液→單相、固相→單相、液＋固→兩相。 一、固溶體： 定義：溶質原子進入溶劑中，依然保持晶格類型的金屬晶體。置換固溶體：d質/d劑>0.85。（胖子到教室形象舉例）晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。無限置換固溶體：Cu＋Ni 有限置換固溶體：Cu+Zn 溫度越高，則溶解度（固溶量）越大。 間隙固溶體：d質/d劑<0.59。（瘦子到教室形象舉例）晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。 只能形成有限固溶體：C→α－Fe、727℃ 0.0218％。 因形成固溶體使材料強度、硬度升高的現象－固溶強化。（合金的好處）1.鐵素體F：C→α－Fe中形成的固溶體。單相、層片狀、體心立方晶格。20℃ 0.0008％C（工業純鐵）。727℃ 0.0218％C。 機械性能：δ＝30～50％、ψ＝70～80％、αku＝160～200J/cm2、σb＝180～280MPa、HBS50～80（770℃↓磁性）。（應用簡略提一下） （飽和的鹽水凝固點－21℃、其沸點108℃。飽和NaOH溶液沸點314℃。） 2.奧氏體A：C→γ－Fe中形成的固溶體。單相、層片狀、面心立方晶格。727℃ 0.77%C、1148℃ 2.11%C。 機械性能：δ＝40～60％、σb＝400～50MPa、HBS＝170～220、抗磁性。（應用提一下） 二、金屬化合物（中間相）（強化相）形成：溫度降低時析出的一種新材料。Fe3C、Fe2.4C、VC、WC、CuZn、Cu21Zn22 σ↑、HRC↓、δ↓、ψ↓、αku↓。滲碳體C：F＋C層片相間疊加。硬度極高，而塑性、韌性極低。 三、機械混合物： 定義：α－固溶體＋β－固溶體＋…＋α－金屬化合物＋β－金屬化合物 例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金等。1.珠光體P：F＋Fe3C 兩相，機械混合物。0.77％C。 機械性能：δ＝20～25％、σb＝800～850MPa、HBS＝280～260。強度高、硬度較高。（應用提一下） 2.萊氏體Ld、Ld′： 兩相機械混合物，含碳量：4.3％C。 Ld＝A＋C 727～1148℃。（高溫萊氏體） Ld′＝P＋C 20～727℃。（低溫萊氏體） 機械性能：HB＝560～600、δ＝4～5％。性能與滲碳體相近。（應用較少） 總結：硬度最高的是滲碳體，強度最好的是珠光體，高溫下奧氏體塑性最好，常溫下鐵素體塑性最好，萊氏體硬度較高。 一、鐵碳合金狀態圖的建立 （1）配制不同成分的鐵碳合金，用熱分析法測定各合金的冷卻曲線。 （2）從各冷卻曲線上找出臨界點，并將各臨界點分別畫到成分－溫度坐 標中。 （3）將意義相同的臨界點連接起來。 二、Fe－Fe3C合金狀態圖的分析： 1.點（特性點）： A 1538℃ 100％Fe的熔點 ； D 1227℃ 100％Fe3C的熔點； G 912℃ 100％Fe的同素異晶轉變點（重結晶溫度點）； C 1148℃ 4.3％C 共晶點L→Ld（A＋C）共晶反應； F 1148℃ 6.69％C 虛點 ； P 727℃ 100％Fe虛點； K 727℃ 6.69％C虛點、E 1148℃ 2.11％C 碳在γ－Fe中的最大固溶量； S 727℃ 0.77％C 碳在γ－Fe中的最小固溶量，共析點A→P 共析反應。 2.線（特性線）： （1）AC線：液相線 開始結晶出奧氏體：L→L＋A。DC線：液相線 開始結晶出滲碳體：L→L+C。 （2）AE線：固相線 奧氏體結晶終了線：L＋A→A。ECF線：固相線（共晶線）：共晶反應 L→Ld。 （3）GS線－A3線：從奧氏體中開始析出鐵素體線。 （4）ES線—Acm線：從奧氏體中開始析出滲碳體線（碳在奧氏體中的固溶線）。（5）PSK線－A1線：共析線； 共析反應 A→P（F＋C）共晶體。 （6）PQ線－碳在鐵素體中的溶解度曲線。這種由鐵素體中析出的滲碳體為三次滲碳體。3.分類： 含碳量分類： 工業純鐵：C≤0.0218％C 鋼：0.0218％ 白口鐵：2.11％ 共析鋼：0.77％ P 亞共析鋼： C<0.77％ P＋F 過共析鋼： C>0.77％ P＋C 共晶白口鐵分類： 共晶白口鐵：4.3％C Ld′ 亞共晶白口鐵：C<4.3％C Ld′＋P＋C 過共晶白口鐵：C>4.3％C Ld′＋C 三、鋼在結晶過程中的組織轉變 實驗：熱分析法－（C：0－6.69％）實用價值。1.共析鋼： 0.77％C：L→L＋A→A→P 分析：在727℃發生共析反應，A中含碳多少？P中含碳多少？ （727℃:F＝88.78％、C＝11.22％）2.亞共析鋼： 0.5％C：L→L＋A→A→A＋F→P＋F 分析：①A→A＋F 在→點以上A中含碳多少？隨著溫度降低，A中含碳是 逐漸增加還是減少？ ②A＋F→P＋F 在冷卻到→點時，A中含碳增加到0.77％C，發生共析反應 A→P，727℃時，P、F各占百分多少？ 727℃: F＝35.34％、P＝64.66％。20℃:F＝92.64％、C＝7.36％。3.共析鋼： 1.0％C：L→L＋A→A→A＋C→P＋C（P＝96.1％、C＝3.9％） 分析：①A→A＋C 在→點以上，A中含碳多少？C中含碳多少？在→點以下，隨著溫度降低，A中含碳逐漸增加還是減少？ ②A＋C→P＋C 當冷卻到→時，A中含碳逐漸減少到0.77％C，發生共析反應 A→P，727℃,P、C相對含量是多少？ Ⅵ.亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵請學生自行分析。鐵碳合金的組織和性能： 工業純鐵：F 塑性好。 亞共析鋼：F＋P 取決于F、P的含量。共析鋼：P 強度高。 過共析鋼：P＋C 取決于P、C的含量（C為網狀的二次滲碳體，脆、不合格）。亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵自行分析。力學性能和含碳量的關系曲線圖。力學性能 4.Fe－Fe3C狀態圖的應用。正確選材： ①.C≤0.25％，低碳鋼：塑性好，韌性好。②0.25％ 共晶成分的鐵碳合金鑄造時，組織致密，不易偏析。②鍛造方面： 鋼加熱到固相線AE以下200℃及A3線上170℃之間，利用奧氏體塑性好。③焊接方面： ④熱處理方面： 課堂討論：碳對鐵碳合金組織和性能的影響。 第四節 工業用鋼簡介 一、鋼的分類 碳鋼的分類、編號和用途：（1）分類： ①低碳鋼：<0.25％C ①亞共析鋼： 0.008～0.77％C。②中碳鋼：0.25％≤C<0.60% ②共析鋼： 0.77％C。③高碳鋼：0.60％ ①普通碳素鋼：S≤0.05％、P≤0.045％。 ②優質碳素鋼：S≤0.04％、P≤0.04％。（和國際不接軌）③高級優質碳素鋼：S≤0.03％、P≤0.035％。（3）用途： ①碳素結構鋼： ②碳素工具鋼：（4）冶煉： ①平爐鋼（逐漸淘汰）②轉爐鋼（使用）③電弧爐鋼。（5）酸堿性： ①酸性鋼 ②堿性鋼 ③中性鋼。鋼的分類：碳素鋼和合金鋼。 二、碳素鋼： 鋼中雜質含量對其性能的影響 1.錳Mn：0.25～0.8％Mn，有益元素，脫氧劑。提高鋼的強度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。 2.硅Si：<0.4％Si，有益元素，脫氧劑。提高鋼的強度。 3.硫S：<0.050％，有害元素，熱脆（紅脆性）。（FeS＋Fe）為共晶體，985℃為液體。硫的含量越高，熱脆性越嚴重。 4.磷P：<0.0045％，有害元素，冷脆。使鋼常溫下其塑性和韌性急劇下降，脆性轉變溫度升高，在低溫時，這種現象更加嚴重。 5.氫H：<0.0001％，有害元素，氫脆，白點。過多的氫分子會導致鋼的開裂。總之，雜質元素對鋼材的性能與質量影響很大，必須嚴格控制在所規定的范圍內。碳素鋼分如下三類：（1）普通碳素結構鋼： 新：Q235A（F、b、Z）、σs≥235MPa。 舊：甲類鋼：A1、A2、A3、………A7滿足機械性能要求的。 乙類鋼：B1、B2、B3、……….B7滿足化學性能要求的。 特類鋼：C2、C3、……..C5滿足機械和化學性能要求的。通常用于制造型材、螺釘、鐵釘、鐵絲、建筑材料等。（2）優質碳素結構鋼： 普通含錳量鋼：0.25～0.8％Mn。 較高含錳量鋼：0.70～1.20％Mn。 舉例：45： 0.45％C左右、0.50～0.80％Mn左右。 45Mn ： 0.45％C左右、0.70～1.00％Mn左右。常用于齒輪、主軸、連桿→45。彈簧、板簧、發條→65、65Mn。（3）.碳素工具鋼： 優質碳素工具鋼：T＋數字。 高級優質碳素工具鋼：T＋數字＋A。 舉例：T7、T8、T9、……….T14。含義：0.7％、0.80％、0.9％…….1.4％ T7A、T8A、T9A、……….T14A。主要用于剪刀、斧頭、鋸子、銼刀等。 三、合金鋼： 鋼：非合金鋼、低合金鋼、合金鋼。合金鋼：低合金鋼、合金鋼。 碳鋼在200℃時，機械性能劇烈下降，而合金鋼在650℃時，其機械性能才略為下降。質量：優質鋼、高級優質鋼（A）、特級優質鋼（E）。1.合金結構鋼 起首兩位數字表示平均含碳量的萬分之幾，其后的符號表示所含的主要元素；若元素含量<1.5％，不標數，元素含量≥1.5％，其后的數表示其百分含量。最后標“A”則稱為高級優質合金結構鋼（滾動軸承鋼除外）。 例：12CrNi3：0.12％C、Cr<1.5％、3％Ni 20CrMnTi：0.20％C、Cr、Mn、Ti<1.5％ 15Cr、20Mn2B、55Si2MnA 2.合金工具鋼 當含碳量≥1.0％時，不標含碳量數當含碳量<1.0％時，起首數表示含碳量的千分之幾。合金元素同上。 例：9Mn2V：0.9％C、2％Mn、V<1.5％ CrWMn：C≥1.0％、Cr、W、Mn<1.5％。W18Cr4V、W12Cr4V4Mo、9SiCr。3.特殊性能鋼 起首數表示含碳量的千分之幾，若起首為“0”，則表示含碳量<0.10％；若起首數為“00”，則表示含碳量為≤0.03％，合金元素同上。 第五節 零件選材的一般原則 選擇材料的一般原則如下： 1.應能滿足零件的工作要求：安全第一。2.應能滿足工藝性能要求：質量第一。 3.必須重視材料的經濟性：效率第一。（以鐵代鋼，以鑄代鍛）問答題： 一、根據鐵碳合金狀態圖，說明下列原因： 1.含碳1.0％的鋼比含碳0.5％的鋼硬度高。2.含碳1.2％的鋼比含碳0.6％的鋼強度高。3.鋼宜壓力加工成形，鑄鐵宜鑄造成形。 4.鉗工鋸T8、T10鋼比鋸10、20鋼費力，鋸條宜鈍。 5.在1100℃含碳0.4％的鋼能鍛造，而含碳4.0％的生鐵不能鍛造。6.捆扎物品的鐵絲一般都用低碳鋼，而吊車用的鋼纜卻用中碳鋼。7.制造滾動軸承的材料均是高碳鋼。8.制造刮刀、刻字刀具均用高碳鋼。9.制造型材的鋼均用08、10號鋼。 二、選擇對應的材料： A3（Q235A）T13 T8A 10 ZG280－500。彈簧 主軸 螺釘 鋸子 銼子 箱體 油箱蓋。 第一節 概述 復習舊課：碳素鋼的分類和牌號及其應用。 第四章 鋼的熱處理 現代工業生產中，為了不斷提高金屬下材料的機械性能，采用兩種方法： ①合金化法－碳鋼中加入合金元素（調整鋼的化學成分）。②熱處理法－碳鋼進行工藝處理（調整鋼的組織）。 熱處理：鋼在固態范圍內，通過加熱、保溫、冷卻，改變金屬材料的內部組織，改變材料的力學性能。 一個條件，三個過程：Sold hot－keep－cold。分類： 普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。表面熱處理：表面淬火：火焰加熱和感應加熱法。 化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。?【第一節：熱處理的基本原理】（教課書省略） 一、鋼的加熱和保溫時的組織轉變： 絕大多數的熱處理均是把鋼加熱到使其轉變為奧氏體組織且盡量保持細小的晶粒。1.鋼在加熱（冷卻）時組織轉變的溫度。AC1－加熱時，珠光體轉變為奧氏體的溫度。Ar1－冷卻時，奧氏體轉變為珠光體的溫度。AC3－加熱時，鐵素體轉變為奧氏體。Ar3－冷卻時，奧氏體轉變為鐵素體的開始溫度。 ACCm－加熱時，二次滲碳體在奧氏體中的溶解的終了溫度。ArCm－冷卻時，二次滲碳體從奧氏體中析出的終了溫度。鋼號： 10 25 30 50 T10 T12 AC1： 727 735 732 727 730 730 AC3： 876 840 813 774 Ar3： 850 824 796 755 Ar1： 710 710 714 718 718 713 ACCm： 800 820 加熱、冷卻時的理想溫度：A1、A3、ACm 實際加熱溫度： AC1、AC3、ACCm（0~＋20℃）實際冷卻溫度： Ar1、Ar3、ArCm（0～－20℃）2.鋼加熱時的變化： 以共析鋼為例： ①加熱到AC1以下時，依然是P； ②加熱到AC1時，A晶核產生； ③繼續加熱，A晶核長大，F→A、C溶解； ④殘余C溶解； ⑤均勻化。 亞共析鋼、過共析鋼分析： 根據組織分成三個轉變區： 1.高溫轉變區（珠光體轉變區）：A1～550℃，P。 A1～650℃, A′→P粗、HRC15～ 22、δ＝20％、σb＝550MPa。 650～600℃, A′→P細（索氏體S）、HRC22～ 27、δ＝18％、σb＝870MPa。600～550℃, A′→P極細（托氏體T）、HRC27～ 43、δ＝18％、σb＝1100MPa。2.高溫轉變區（貝氏體轉變區）：550～Ms，A→A′→B＝C粒＋F。550～350℃, A′→B上（羽毛狀）＝C粒＋F條狀，HRC40～45。350～Ms，A′→B下（竹葉狀）＝C粒＋F針，HRC45～55。3.低溫轉變區（馬氏體轉變區）：Ms～Mf，A→A′→M＋A′殘。M：C→α-Fe（過飽和地溶解），HRC65～66，硬度很高。特點：①Ms～Mf范圍； ②內應力很大； ③A′不能100％轉變為M。 三、鋼的冷卻曲線應用： 等溫冷卻：定性 連續冷卻：定量 爐冷：10℃/min、空冷：10℃/s、油冷：150℃/s、水冷：600℃/s。 P S＋P S＋T＋M M＋A′殘 臨界冷卻速度Vk＝V臨。】 補充內容： 影響C曲線的因素： ①含碳量：C<0.77％ C％↑C曲線右移。C>0.77％ C％↑C曲線左移。 ②合金元素：除Co外所有的合金元素均使C曲線右移。③加熱溫度：溫度越高，C曲線右移。 保溫時間：時間越長，C曲線右移。 第二節 退火和正火 方法： 普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。熱處理 表面淬火：火焰加熱和感應加熱法。表面熱處理 化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。 一、退火： 把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝法。目的：①提高鋼的塑性和韌性（利于切削加工）； ②消除鋼的內應力（以防鋼件變形和開裂）； ③均勻組織； ④為隨后的熱處理做準備（組織上為以后的熱處理做準備）。退火的種類： （1）完全退火：（亞共析鋼） 把鋼加熱到AC3線以上30～50℃的溫度，保溫一定時間（1.5～2.5min/mm30min/m3)（碳鋼按有效厚度或直徑每25毫米為1小時，合金鋼按有效厚度或直徑每20毫米為 1小時，保溫時間與工件形狀、材料質量、裝爐量等有關）然后隨爐冷卻的一種工藝。 組織分析：P＋F→A→A′→P＋F（重結晶退火）。（實際生產中在爐中冷卻到500℃左右即可出爐冷卻） （2）球化退火：（過共析鋼） 把鋼加熱到AC1線以上20～30℃的溫度，保溫一定時間（5～6min/mm1hour/m3）然后隨爐冷卻的一種工藝。 組織分析：P＋Fe3C網→A＋Fe3C網→A′＋Fe3C球→P＋Fe3C球。 （實際生產中冷卻到500℃以下時，組織轉變完成，可取出空冷）。有些難于形成顆粒球狀滲碳體的鋼，可以多次并重復上述過程－循環退火（周期化退火）。（3）低溫退火：（亞、共、過共析鋼） 把鋼加熱到500～650℃，保溫一定時間（6～8min/mm、1.5hour/m3），然后隨爐冷卻的一種工藝。（低溫退火）若用于消除加工硬化（650～750℃），空冷，則稱為再結晶退火。組織分析：P＋F→P＋F→P＋F→P＋F P→學生分析。 P＋Fe3C網→學生分析。 （4）擴散退火：（亞、過共析鋼） 把鋼加熱到AC3線以上150～200℃、ACCm線以上150～200℃，保溫一定時間（10～20hour）然后隨爐冷卻的一種工藝。（加熱溫度高，保溫時間長，成本高，鋼的燒損量大，晶粒粗大），這種工藝是為了消除鋼中的成分不均勻的現象。 二、正火： 把鋼加熱到AC3線或ACCm線以上30～50℃的溫度，（4～5min/mm、1hour/m3 經過保溫后，隨空氣冷卻的一種工藝。目的：①提高低碳鋼的硬度。（利于切削加工） ②消除網狀滲碳體組織。（冷卻速度較大，網狀來不及形成）③改善鋼的組織。（細化晶粒，均勻組織）因正火是在空氣中冷卻，得到的組織晶粒細小，且縮短了冷卻時間，提高了生產率和設備利用率，是一種比較經濟的方法，應用較廣泛。但是難于消除再結晶退火。 組織分析：P＋F→A→A→A′→S＋F P＋Fe3C網→A→A→A′→S＋Fe3C粒 應用：①對一些大型或形狀復雜的零件，淬火有開裂的危險，用正火； ②對于含碳量0.3～0.5％的鋼件，用正火代替退火； ③含碳量低于0.3％的鋼件，采用正火，能提高硬度利于切削。 第三節 淬火和回火 復習舊課：退火和正火的目的及其應用。 一、淬火： 在固態范圍內，把鋼加熱到一定的溫度（亞共析鋼Ac3＋30～50°、共析鋼及過共析鋼Ac1＋30～50°），保溫一定時間，（1.5～2.5min/mm、30min/m3)(時間與鋼的成分、原始組織、工件形狀和尺寸加熱介質、裝爐方法，雖經驗公式－熱處理手冊，但生產實際中是綜合上述的因素通過實驗才能合理的選定）以大于或等于臨界冷卻速度冷卻下來的一種熱處理工藝。（>Vk）目的：獲得馬氏體組織，從而提高鋼的硬度和耐磨性。（1）嚴格控制淬火加熱溫度。（2）合理選擇淬火冷卻介質。 目的：既能得到高硬度的馬氏體，也不會產生變形、開裂。 （a）實際水中的冷卻曲線。（b）實際油中的冷卻曲線。（c）理想淬火劑的冷卻曲線。分析MNQT（c）冷卻曲線：MN－冷卻速度慢，目的是不易變形、開裂； NQ－冷卻速度快，目的是A′不會轉變為珠光體； QT—冷卻較慢，目的是既能得到高硬度的馬氏體，不變形、開裂。而且冷卻介質使用過程中不易變質，不易燃，無毒性，無污染，來源充足，價格便宜，能反復多次重復使用。滿足以上所有要求的淬火劑是理想的淬火劑，但目前尚未找到還有待于我去研究和開發。水： 碳鋼 優點：650～550℃、V＝600℃/S ； A′ P、S、T、B。 缺點：300～200℃、V＝270℃/S ； 易使工件變形、開裂。 （若水溫超過40℃，在650～550℃，冷卻速度大為A′→P、S、T、B,不易淬硬，水中淬火易形成表面蒸氣膜，若不及時去掉，影響工件內部冷卻形成軟點。鹽水、堿水有水優點以外，并能自由去除薄膜，不會造出淬不硬及軟點，但在200～300℃之間冷卻，依然很快，易變形、開裂）。 礦物油（機油）： 合金鋼 優點：300～200℃、V＝30℃/S ； 工件不會變形、開裂。缺點：650～550℃、V＝150℃/S； A′→P、S、T、B。 （機油溫度不能提的太高，過高的油溫將會引起油面的燃燒，油長時間使用易老化，為了尋求理想的淬火介質：水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液聚醚水溶液….而當前熱處理工藝發展的趨勢是：在淬火冷卻介質的改進和研究方向，主要是在現有的淬火油中加入各種添加劑，以提高冷卻能力，減緩油的老化，延長使用時間，……..）。（3）正確選擇淬火方法： （由于淬火冷卻介質不能完全滿足淬火質量的要求，所以在熱處理工藝方面還應考慮從淬火方法上加以解決）。單液淬火： 把鋼加熱到淬火溫度，經保溫后，放入一種冷卻介質中。 （這種方法操作簡單，易機械化、自動化，通常工件是形狀簡單的碳鋼和合金鋼。在水中或鹽水中進行單液淬火，操作雖然簡單，單淬火變形大，如果采用油冷又難以取得淬硬的效果，這就可將油、水冷卻結合起來進行如下的雙液淬火）。應用：卡規、軸承、鋸子等。雙液淬火： 把加熱到淬火的溫度的工件，經保溫后，先放入水或鹽水中冷到400～300℃，再迅速移到油中或空氣中冷卻－水淬油冷法。 （雙液淬火廣泛應用于各種零件或工具，能得到高硬度，又能減少淬火內應力，缺點是操作難，且未能很好地改進工件表面與心部的溫差這一缺點。技術還要熟練）。應用：齒輪、缸體、閥體等。分級淬火： 把工件加熱到淬火溫度，經保溫后，迅速冷卻到Ms點，附近，稍加停留（A′ B），待工件表面和中心溫度基本一致時，再取出放入油中或空氣中冷卻冷卻――熱浴淬火法。（這種淬火法由于在奧氏體向馬氏體轉變前，工件的溫度經等溫停留后逐漸趨于一致，使隨后的組織轉變得以在表層和內部同時進行，由此可大大減小淬火內應力和變形，主要應用于形狀復雜、小尺寸的碳鋼和合金鋼。）應用：油泵齒輪、滾珠、滾針等。等溫淬火： 把加熱到淬火溫度的工件，經保溫后，放入稍高于Ms點的鹽浴或堿浴中，并等溫到奧氏體轉變層成下貝氏體后，再取出空冷。 （等溫淬火硬度雖然沒有分級淬火高，但工件在獲得較高硬度的同時還具有良好的塑性和韌性，還可以有效地減少應力和變形，其缺點是不適應用界面尺寸大的工件，其心部易產生珠光體，生產周期長，適用于薄、細而形狀發復雜的零件。）應用；油嘴、小圓筒等。冷處理： 把淬冷到室溫的鋼繼續冷卻到－70～－80℃，保溫一段時間，使殘余過冷奧氏體在繼續冷卻過程中轉變為馬氏體。 （是用干冰－78.5℃或－103℃的液化乙烯、－192℃的液態氮成本很高，易產生應力、變形，很少應用。） 應用：游標卡尺、螺旋尺、鋼尺、砝碼等。 V1－單液淬火、V2－雙液淬火、V3－分級淬火、V4－等溫淬火。 二、回火： 定義：將淬火后的鋼加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一定時間（1～5小時），然后冷卻的一種工藝。 目的：①降低材料的脆性、消除內應力； ②獲得要求的力學性能； ③穩定工件尺寸； ④降低合金鋼的硬度，使之易被切削。 （1）低溫回火（150～250℃）：組織：回火馬氏體 HRC58～64。 應用于需要高硬度，高耐磨的材料零件。例如：刃具、量具、模具、滾動軸承等。（2）中溫回火（350～500℃）：組織：回火屈氏體 HRC35～45。 應用于需要較高彈性、韌性的材料零件等。例如：彈簧、板簧、發條、沖擊工具等。 （3）高溫回火（500～650℃）組織：回火索氏體HRC15～25（HB200～250）。應用于受交變載荷作用的材料零件等。例如：軸、絲杠、齒輪、連桿等。淬火＋高溫回火：調質處理。 時效處理：（尺寸穩定處理）某些量具等精密工具為了保持淬火后的高硬度和耐磨性及穩定的尺寸，需在100～180℃進行長時間的低溫加熱，保溫（10～50小時），隨爐冷卻的工藝。 第四節 表面淬火和化學熱處理 復習舊課：淬火和回火的應用。 普通熱處理：材料的內外力學性能均勻一致：外硬內硬、外韌內韌，但是，特殊情況下，需要內外力學性能不一致的材料：外硬內韌。 一、表面淬火（中碳鋼）： 定義： 1.火焰加熱表面淬火： 氧炔焰： M：2～6mm。 2.感應加熱表面淬火：（需經正火、調質處理）高頻（10～500KHz）M：0.5～2mm； 感應器 中頻（500～10000Hz）M： 2～8mm； 中頻（50Hz）M：10～15mm； 二、化學熱處理： 定義： 1.滲碳：氣體滲碳、固體滲碳： 低碳鋼 ： 10.5～2mm 后：滲碳＋淬火＋低溫回火。2.滲氮：氣體滲氮。前：調質處理＋滲氮。合金鋼：（0.001～0.8mm）。 3.碳氮二元共滲：氣體、固體、液體共滲。低碳鋼 低碳合金鋼 4.輝光離子氮化（離子氮化）： 第一章 鑄造工藝基礎 第一節 液態合金的充型 復習舊課：表面熱處理的特點及其應用。液態合金填充鑄型的過程，簡稱充型。影響充型能力的主要因素如下： 一、合金的流動性 流動性：4.3％C、高溫、P、鑄型特點。 二、澆注條件 1.澆注溫度 在保證充型能力足夠的前提下，澆注溫度不易太高。2.充型壓力 液態合金所受的壓力越大，充型能力越好 三、鑄型填充條件 如下因素對充型能力均有影響： 1.鑄型材料：導熱系數和比熱容越大，激冷越大，充型能力越差。2.鑄型溫度： 3.鑄型中的氣體：開設出氣口，增加透氣性。 第二節 鑄件的凝固與收縮 一、鑄件的凝固方式 1.逐層凝固： 2.糊狀凝固： 3.中間凝固：大多數的凝固均是這樣。 二、鑄造合金的收縮 合金的收縮經歷三階段：（1）液態收縮（2）凝固收縮（3）固態收縮 收縮率與化學成分、澆注溫度、鑄件結構和鑄型條件有關。鑄鐵的最好。 三、鑄件中的縮孔與縮松 1.縮孔與縮松的形成 （1）縮孔 它是集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞。（2）縮松 分散在鑄件某區域內的細小縮孔。2.縮孔和疏松的防止（1）定向凝固：設置冒口。（2）安放冷鐵。 第三節 鑄造內應力、變形和裂紋 復習舊課：鑄件的凝固與收縮。 一、內應力的形成 1.熱應力 減少熱應力的基本途徑是盡量減少各個部位間的溫度差，使其均勻地冷卻。3.機械應力 它是合金的固態收縮受到鑄型或型芯的機械阻礙而形成的內應力。 二、鑄件的變形與防止 具有殘余內應力的鑄件是不穩定的，它將自發地通過變形來減緩其內應力，以便趨于穩定狀態。 防止鑄件變形的措施： 使鑄件壁厚均勻、形狀對稱，采用同時凝固和反變形。也可采用時效處理：自然時效和人工時效。 一、鑄件的裂紋與防止 當鑄造內應力超過金屬的強度極限時，便會產生裂紋。兩種： 1.熱烈： 是高溫下形成的裂紋。影響因素：（1）合金性質。（2）鑄型阻力。2.冷裂： 是低溫下形成的裂紋。 二、合金性質和含磷量。 第四節 鑄件的質量控制 應從如下幾個方面來控制鑄件質量：（1）合理選定鑄造合金和鑄件結構。（2）合理制定鑄件的技術要求。（3）模樣質量檢查。（4）鑄件質量檢驗。（5）鑄件熱處理。 第二章 常用合金鑄鐵的生產 第一節 鑄鐵件生產 復習舊課：鑄件的質量控制。 鑄鐵的分類：定義：含碳量6.69％>C>2.11％的鐵碳合金。①白口鑄鐵：C以Fe3C形式存在。 ②灰口鑄鐵：C以片狀石墨形式存在，G片。③可鍛鑄鐵：C以團絮石墨狀形式存在，G絮。④球墨鑄鐵：C以球狀石墨形式存在，G球。⑤蠕墨鑄鐵： ⑥麻口鑄鐵： 一、灰鑄鐵 灰鑄鐵的性能：（1）鑄造性能好；（2）減摩性能好；（3）減震性能好；（4）切削加工性能好； （5）缺口敏感性較低：（舉例：麻子臉；黑白衣服，標準好學生）（6）抗拉強度、塑性、韌性比相應的基體的鋼低。2.影響鑄鐵組織和性能的因素（G＝石墨）（1）化學成分： C、Si→G，Mn、S、P→Fe3C。（2）冷卻速度： V↑→ Fe3C、V↓→G。 3.灰鑄鐵的孕育處理（變質處理）：變質劑：硅鐵75％。 在鑄鐵未澆注前，向鐵水中加入少量變質劑（Si＋Fe）、（Si＋Ca），形成非自發晶核，細化晶粒，從而提高其力學性能。4.灰鑄鐵的牌號及其生產特點 （1）灰鑄鐵的牌號 HTab： ab為材料的最低抗拉強度。（2）灰鑄鐵的生產特點 二、可鍛鑄鐵 （馬鐵、瑪鋼、展性鑄鐵、韌性鑄鐵）C→G絮狀。成分： 組織特點： G絮狀＋基體。① G絮狀＋F：鐵素體可鍛鑄鐵。② G絮狀＋F：珠光體可鍛鑄鐵。牌號：KTHab－c： ab為最低抗拉強度。 c為最低延伸率。 黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。 三、球墨鑄鐵】 1950年，我國開始球鐵的研究，1959年無錫柴油機廠利用球鐵代替45、40Cr鋼，壽命、機械性能相近，成本降低50～80％，工時減少30～50％。1964年廣州柴油機廠利用球鐵代替合金鋼，成本降低85％。1.球墨鑄鐵的組織和性能： 2.球墨鑄鐵的生產特點（1）鐵水 （2）球化處理和孕育處理：球化劑和變質劑。（3）鑄型工藝（4）熱處理 四、蠕墨鑄鐵 1.蠕墨鑄鐵的性能 2.蠕墨鑄鐵的制取 3.蠕墨鑄鐵的應用 第三節 銅、鋁合金鑄件生產 復習舊課：鑄鐵件的生產特點。 一、鑄造銅合金 銅及銅合金 1.銅：99.95％Cu（紫銅） 面心立方晶格，比重大，塑性好，強度低，σb＝200～250MPa、δ＝45～50％，耐蝕性強，主要用于制造電線、電纜、配置銅合金。工業純銅：T1～T5，數字越大，銅純度越低。 T1：99.95％、T2：99.90％、T3：99.70％、T4：99.50％。2.銅合金： 加入Sn、Zn、Pb、Al、Ni等。①黃銅：（Cu＋Zn） A.壓力加工黃銅H： H96、H68、HSn62－1。B.鑄造黃銅ZH：ZHSi80－ 3、ZHAl67－25。 ②青銅：（Cu＋Sn）、（Cu＋Cr）、（Cu＋Pb）、（Cu＋Al）。A.壓力加工青銅QSn：QSn6.5－0.1。B.鑄造青銅ZQSn10－1。③白銅：（Cu＋Ni）。3.熱處理：去應力退火。 二、鑄造鋁合金 1.鋁：99.9968％Al，面心立方晶格，比重小，塑性好，強度低，耐腐蝕能力強，表面易形成Al2O3，主要用于制造電線、電纜、配制合金，σb＝80MPa、δ＝50％、ψ＝80％。工業純鋁：L1～L5，數字越大，鋁純度越低。L1：99.50％Al、L2：99.00％Al、L3：98.00％。2.鋁合金： 加入銅、鎂、錳、鋅、硅等。①壓力加工鋁合金（形變鋁合金）： A.防銹鋁合金LF：Mn＋Mg，LF5、LF11、抗蝕、強度低、焊接性好。B.硬鋁合金LY：Cu＋Mg，LY1、LY11，機械性能好，抗蝕性好。C.超硬鋁合金LC：Cu＋Mg＋Zn，LC4、LC3抗蝕性差、室溫強度高。D.鍛鋁合金LD：Mg＋Si＋Cu，LD5，LD6、鍛造性好、機械性能好。②鑄造鋁合金： A.鑄造鋁硅合金ZL1：Si、ZL101、Zl104鑄造性能好、耐腐蝕。B.鑄造鋁銅合金ZL2：Cu、ZL203、ZL201、耐熱、鑄造、耐蝕性差。C.鑄造鋁鎂合金ZL3：Mg、ZL302、ZL301、機械性能好抗蝕、比重大。D.鑄造鋁鋅合金ZL4：Zn、ZL401、ZL402、抗蝕性差、壓鑄性好。③熱處理： 變質處理（2/3NaF＋1/3NaCl）、時效強化。 三、銅、鋁合金鑄件的生產特點 1.銅合金的熔化 2.鋁合金的熔化 3.鑄造工藝 四、鈦、鈦合金 性能：質量輕、比強度高，高溫強度好，低溫韌性優異，耐蝕性好。比強度：強度和密度的比值。鈦和鈦合金的基本性能： 鈦為銀白色的金屬，密度為4.5g/mm3，熔點為1668℃，具有同素異晶轉變：882℃以下呈密排六方晶格－α－Ti，882℃以上呈體心立方晶格－β－Ti。① 比強度值高：σs＝1300MPa； ② ②熱強度高：500℃，保持高強度； ③耐腐蝕性好：超過不銹鋼； ④疲勞極限高：遠遠超過鋁合金。 二、鈦合金 1.α類鈦合金：加入鋁、錫、鋯等。 TA5、TA7，高溫強度好、組織穩定、抗氧化性好，抗蠕變性好，焊接性能好。2.β類鈦合金：加入釩、鉬、鈮、鉻、錳等。TB2，較高的強度，優良的沖壓性能。3.（α＋β）類鈦合金 TC4、TC4，常溫下強度較高，優良的塑性，易鍛造，扎制，沖壓。總之：是飛機、導彈、宇宙飛船、艦艇的理想結構材料。軸承合金： 在滑動軸承中制造軸瓦及內襯的合金。材料：1.錫基軸承合金（巴氏合金）ZChSnSb11－6（ZChSn2）2號。ZChSnSb12－4－10（ZChSn1）1號。2.鉛基軸承合金（巴氏合金）ZChPbSb16－16－2（ZChPb1）1號。ZChPbSb15－5－3（ZChPb2）2號。3.銅基軸承合金 ZQPb30、ZnSn10－1。 各種軸承合金性能的比較 種類 錫基軸承合金 鉛基軸承合金 銅基軸承合金 鑄鐵 抗咬合性 優 優 中 差 磨合性 優 優 差 劣 耐蝕性 優 中 中 優 耐疲勞性 劣 劣 良 優 硬度HB 20～30 15～30 50～80 160～180 溫度℃ 150 150 230 150 最大應力MPa 600～1000 600～800 2000 300～600 咬合性：當摩擦條件不良時，軸承材料與軸粘著和焊合性。 磨合性：在不長的工作時間后，軸承與軸能自動吻合，使載荷均勻作用在工作面上，避免局部磨損。 第三章 砂型鑄造 復習舊課：鑄鋼、鑄鋁、鑄銅的生產特點。 砂型鑄造是傳統的鑄造方法，它適用于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產。第一節 造型方法的選擇 鑄鐵件、鑄鋼件、鑄鋁件、鑄銅件……的制造工藝方法。定義：將熔化的金屬材料澆注到鑄型空腔中，待其冷卻凝固后，得到毛坯的方法。產品：毛坯（鑄件） 一、手工造型 1.單件、小批生產： 2.成批生產 P．55看過錄像后，要學生設計①畫出木模②確定分型面③活塊設計④敘述整個制造過程。 二、機器造型（造芯）1.機器造型（造芯）基本原理（1）填砂；（2）震擊緊砂；（3）輔助壓實；（4）起模。 3.機器造型的工藝特點 第二節 澆注位置和分型面的選擇 澆注位置是指澆注時鑄型分型面所處的空間位置，而鑄型分型面是指鑄型組元間的結合面。 一、澆注位置選擇原則 （1）鑄件的重要加工面應朝下。（2）鑄件的大平面應朝下。 （3）將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或處于垂直或傾斜位置。（4）在較厚部位安放冒口。 二、鑄型分型面的選擇原則 定義：以砂子為主要原料形成鑄型型腔的鑄造工藝。（1）以平面為易、越少越好。（2）重要面置于下箱。（3）模型易出 第三節 工藝參數的選擇 復習舊課：鑄造工藝設計。 一、機械加工余量和最小鑄孔 二、起模斜度 為了使模樣便于從砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模樣時，必須留出一定的的傾斜度。外壁的起模斜度通常為15′～3o，內壁的起模斜度通常為3o～10o。 三、收縮率 通常灰鑄鐵為0.7％～1.0％，鑄鋼為1.3％～2.0％，鋁硅合金為0.8％～1.2％。 四、型芯頭 第四節 綜合分析舉例 一、支座（1）方案Ⅰ（2）方案Ⅱ（3）方案Ⅲ A．單件生產、小批生產 B．大批量生產 二、C6140車床進給箱體 1.分型面的選擇 方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ。A．單件生產、小批生產 B．大批量生產 2.鑄造工藝圖 第四章 特種鑄造 第一節 熔模鑄造 復習舊課：鑄造工藝參數的選擇。 一、熔模鑄造的工藝過程 1.蠟模制造（1）壓型制造（2）蠟模的壓制（3）蠟模組裝 2.型殼制造（1）浸涂料（2）撒砂（3）硬化 3.焙燒和澆注（1）焙燒（2）澆注 二、熔模鑄造的特點和適用范圍 優點： （1）型腔表面極為光滑 （2）能生產高熔點的黑色金屬鑄件（3）生產批量不受限制。第二節 金屬型鑄造 一、金屬型構造 二、金屬型的鑄造工藝 1.噴刷涂料 2.金屬型應保持一定的工作溫度 3.適合的出型時間 三、金屬型鑄造的特點和適用范圍 第三節 壓力鑄造 一、壓力鑄造的工藝過程（1）注入金屬（2）壓鑄（3）取出鑄件 二、壓力鑄造的優點和適用范圍 （1）鑄件的精度及其表面質量較其它鑄造方法均高。 （2）可壓鑄形狀復雜的薄壁件，或直接鑄出小孔、螺紋、齒輪等。（3）鑄件的強度和硬度均較高。 （4）壓鑄的生產率較其它鑄造方法均高。 第四節 低壓鑄造 一、低壓鑄造的基本原理 二、低壓鑄造的特點和適用范圍（1）充型壓力和充型速度便于控制。（2）鑄件組織較砂型鑄造致密。（3）金屬的利用率提高了90％～98％。（4）利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件。 第五節 離心鑄造 一、離心鑄造的基本方式 二、離心鑄造的特點和適用范圍 優點： （1）省工、省料，降低了成本。 （2）極少有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷。（3）便于制造雙金屬鑄件。缺點： （1）尺寸偏差大，而且內表面粗糙。 （2）不適合密度偏析大的合金及輕合金鑄件。 第六節 其它特種鑄造方法 一、陶瓷型鑄造 1.基本工藝過程 2.陶瓷型鑄造的特點及適用范圍 二、實型鑄造 1.泡沫述塑料模 2.鑄造工藝 3.特點 第七節 常用鑄造方法的比較 復習舊課：特種鑄造 第五章 鑄件結構設計 進行鑄件設計時，不僅要保證其力學性能和工作性能要求，還必須考慮鑄造工藝和合金鑄造性能對鑄件結構的要求。 第一節 鑄件結構與鑄造工藝的關系 第二節 鑄件結構與合金鑄造性能的關系 1.鑄件壁厚要適當。2.鑄件壁厚宜均勻。 3.鑄件壁的連接應平緩、圓滑。4.防裂筋的應用。 5.減緩筋、輻收縮的阻礙。復習舊課：鑄件結構工藝。 第三篇 金屬壓力加工 壓力加工的特點：經過壓力加工過的金屬材料，具有細晶粒結構；能使粗大枝晶和各種夾雜物都沿著金屬流動的方向被拉長，呈現出纖維組織；并使鑄造時內部缺陷（如微裂紋、氣孔、疏松等）得以壓合，因而提高了金屬的力學性能。很多承受重載荷的、受力復雜的零件都使用鍛件。另外，鍛件還具有適用范圍廣，使用模型鍛造有較高的生產率、節省材料的特點。與焊接和鑄造等方法相比，使用較廣的自由鍛造所獲得的產品形狀比較簡單，若要生產外形和內腔復雜的零件較為困難，甚至是不可能的。 第一章 金屬的塑性變形 第一節 金屬塑性變形的實質 塑性變形：當外力增大到使金屬的內應力超過該金屬的屈服點之后，既使外力停止作用，金屬的變形也不消失。 金屬的塑性變形的實質是晶體內部產生滑移的結果。在切向應力的作用下，晶體的一部分與另一部分沿著一定的晶面產生相對滑移（該面稱滑移面），從而造成晶體的塑性變形。 第二節 塑性變形對金屬組織和性能的影響 金屬的變形： 彈性變形、塑性變形、頸縮變形。 彈性變形：去除外力作用時，能恢復原形。塑性變形：去除外力作用時，不能恢復原形。頸縮變形：材料趨向接近斷裂。 加工硬化：隨變形程度的增大，強度和硬度上升而塑性下降的現象。 原理：壓力加工就是利用材料的塑性變形，即使晶體中晶粒相對于另一個晶粒發生滑移或錯位，達到所要求的變形程度。冷變形：在再結晶溫度以下的變形。熱變形：在再結晶溫度以上的變形。 T再＝0.4T熔 例：純鐵：t熔＝1538℃、45：t熔＝1450℃。 純鋁：t熔＝660℃、Cu：t熔＝1083℃。 T熔＝t熔＋273℃（絕對溫標） 加工硬化：塑性變形程度越高，強度和硬度就升高。消除方法：再結晶退火。 第三節 金屬的鍛造性 金屬的可鍛性是衡量材料在經受壓力加工時獲得優質制品難以程度的工藝程度。 一．金屬的本質 1.化學成分的影響：含碳量；雜質含量等。2.金屬組織的影響：奧氏體；鐵素體等組織。 二、加工條件 1.變形溫度的影響 鍛造溫度： 碳鋼： 800℃～（AE－200℃）。合金鋼：830℃～（AE－150℃）。溫度過低：導致鍛件破裂報廢。 溫度過高：將產生過熱、過燒、脫碳和嚴重氧化等缺陷。2.變形速度的影響：一般情況下可忽略不計。3.應力狀態的影響：壓應力較拉應力為易。 錄像：鍛造 復習舊課：金屬塑性成形原理。第二章 鍛造 第一節 鍛造方法 一、自由鍛 1.自由鍛工序（1）基本工序 鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉、錯移。（2）輔助工序 2.鍛件分類及基本工序方案 二、模鍛 1.錘上模鍛（1）模鍛模膛（2）制坯模膛 2.曲柄壓力機上模鍛 3.摩擦壓力機上模鍛 4.胎模鍛 第二節 鍛造工藝規程的制訂 一、繪制鍛件圖 二、坯料重量和尺寸的確定 三、鍛造工序的確定 四、鍛造工藝規程中的其它內容 第三節 鍛件結構的工藝性 一、自由鍛件的結構工藝性 二、模鍛件的結構工藝性 復習舊課：鍛件的結構工藝性。 第三章 板料沖壓 板料沖壓是利用沖模使板料產生分離或變形的加工方法。特點： （1）可以沖出形狀復雜的零件，且廢料較少。 （2）產品具有較高的精度和較低的表面粗糙度，沖壓件的互換性較好。（3）能獲得重量輕、材料消耗少、強度和剛度都較高的零件。（4）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化。第一節 分離工序 一、落料及沖孔（通稱沖裁）1.沖裁變形過程 2.凹凸模間隙 3.凹凸模刃口尺寸的確定 4.沖裁件的排樣 二、修整 三、切斷 第二節 變形工序 一、拉深 1.拉深過程 2.拉深中的廢品 3.旋壓 二、彎曲 三、翻邊 四、成形 第三節 沖模簡介 一、簡單沖模 二、連續沖模 三、復合沖模 第四節 沖壓件的結構工藝性 一、沖壓件的形狀及尺寸 二、簡化工藝及節省材料的設計 三、沖壓件的厚度 四、沖壓件的精度和表面質量 復習舊課：板料沖壓。第四章 特種壓力加工方法簡介 第一節 精密模鍛 第二節 零件擠壓 第三節 零件扎制 一、縱扎 二、橫扎 三、斜扎 復習舊課：板料沖壓。第四篇 焊接 第四章 焊接 第一節 焊接電弧 焊接：用加熱或加壓的方法，通過材料的原子擴散，使其連接成一個整體的工藝過程。切割：使材料切斷、割離的工藝過程。 焊接分三類：①熔化焊：熔化金屬從而使接頭連接起來。②壓力焊：金屬焊件受壓使接頭連接起來。③釬焊：熔化釬料使焊件接頭連接起來。特點：①省料省時。②拼小成大。③技術高。④能制雙層金屬。 手工電弧焊 工作原理： 焊接電弧 電路短路－電弧－放電－熱量Q（2000～8000℃）工作區域：陽極、弧祝區、陰極區（直流電）陽極區：42～43％Q； 弧柱區：20～38％Q、6000～8000℃； 陰極區：36～38％Q 2400～3200℃。 陽極接焊件、陰極接焊條－正接法（厚焊件）。陽極接焊條、陰極接焊件－負接法（薄焊件）。電焊機（弧焊機） 直流弧焊機：焊逢質量好。交流弧焊機：價格較低。第二節 焊接接頭的組織與性能 一、焊接工件上溫度的變化與分布 二、焊接接頭的組織和性能 1.焊縫 2.焊接熱影響區（1）熔合區（2）過熱區（3）正火區（4）部分相變區 一、改善焊接熱影響區組織和性能的方法 第三節 焊接應力與變形 復習舊課：焊接應力和變形。第四節 焊條電弧焊 一、焊條電弧焊的焊接過程 二、電焊條 1.焊條芯：導電、填充焊縫。 2.藥皮：穩定電弧、隔絕空氣、排除渣子。 焊芯組成：C≤0.1％、Si≤0.03％、S<0.04％、P<0.03％。 藥皮組成：穩弧劑（K2CO3、Na2CO3）＋造氣劑（淀粉）＋造渣劑（螢石）＋脫氧劑（Mn、Fe）＋粘結劑（W、Fe）＋合金劑（水玻璃）。3.焊條的種類、型號和牌號 十種分類： 結構鋼焊條J、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條R、低溫鋼焊條D、不銹鋼焊條G、A、特殊用途焊條W、堆焊焊條B、鑄鐵焊條Z、鎳及鎳合金焊條N、銅及銅合金焊條T、鋁及鋁合金焊條L。4.焊條的選用原則 第五節 埋弧焊 一、埋弧焊的焊接過程 二、埋弧焊的特點（1）生產率高 （2）焊接質量高而且穩定（3）節省金屬材料（4）改善了勞動條件 三、埋弧焊的焊絲與焊劑 四、埋弧焊工藝 第六節 氣體保護焊 一、氬弧焊 1.不熔化極氬弧焊 2.熔化極氬弧焊 氬弧焊的特點： 脈沖氬弧焊的特點： 二、二氧化碳氣體保護焊 CO2氣體保護焊 第七節 等離子弧焊接與切割 等離子弧焊接的特點： （1）等離子弧焊的焊接速度高，生產率高，焊逢表面光潔。（2）可焊接很薄的箔材。 第八節 微型計算機在電弧焊中的應用 焊接機器人的優點： 復習舊課：各種焊接方法。第二章 其它常用焊接方法 第一節 電阻焊 一、點焊 二、縫焊 三、對焊 第二節 摩擦焊 摩擦焊的特點： 第三節 釬焊 一、硬釬焊 二、軟釬焊釬焊的特點： 第四節 電渣焊電渣焊的特點： 第五節 真空電子束焊接 真空電子束焊接的特點： 第六節 激光焊接 激光焊接的特點：復習舊課：各種焊接方法。第三章 常用金屬材料的焊件 第一節 金屬材料的焊件性 一、焊接性的概念 金屬材料的焊接性，是指被焊金屬在采用一定的焊件方法、焊件材料、工藝常數及結構形式條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。 二、鋼材焊接性的估算方法 根據經驗： W（C）當量<0.4％時，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，焊接性良好。 W（C）當量＝0.4％～0.6％時，鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，焊接性能相對較差。W（C）當量>0.6％時，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，焊接性不好。 三、小型抗裂試驗法 第二節 碳鋼的焊接 一、低碳鋼的焊接 二、中、高碳鋼的焊接 焊接的特點： 第三節 合金結構鋼的焊接（1）熱影響區的淬硬傾向（2）焊接接頭的裂紋傾向 第四節 鑄鐵的補焊 鑄鐵的焊接特點： 第五節 非鐵金屬及其合金的焊接 一、銅及銅合金的焊接 特點： 二、鋁及鋁合金的焊接 特點： 復習舊課：材料的焊接性。第四章 焊接結構設計 第一節 焊接結構件的材料 第二節 焊接接頭的工藝設計 一、焊縫的布置 （1）焊縫布置應盡量分散（2）焊縫的位置應盡可能對稱布置 （3）焊縫應盡可能避開最大應力端面和應力集中位置（4）焊縫應盡量避開機械加工表面（5）焊縫位置應便于焊接操作 二、接頭形式的選擇與設計 1.接頭形式 2.坡口形式 3.接頭過渡形式 4.其它焊接方法的接頭與坡口形式 復習舊課：金屬塑性成形原理。第八章 非金屬材料 1.來源廣泛。2.特殊的性能。第一節 塑料 是一種高分子材料，在一定條件下（加熱、加壓），可塑制成型，在使 用條件下保 持固定的形狀。 一、塑料的特性： 主要成分：樹脂＋填充劑＋增塑劑＋穩定劑＋潤滑劑＋著色。樹脂：酚醛樹脂、氨基樹脂、環氧樹脂、聚乙烯、聚氯乙稀、尼龍。高分子：幾千個、幾萬個、幾十萬個原子組成。低分子：H2O、CaCO3、C2H5OH、C12H22O11（蔗糖） 1968年開始研究、開發；1909年 2萬噸、1930年 10萬噸、1960年 640萬噸、1986年 1億噸。 1.重量輕：比重約在0.83～2.2之間，平均比重為鋁1/2，鋼1/5，鉛1/8； 最輕：聚4－甲基戊烯，最重：聚四氟乙烯。 2.優越的化學穩定性：聚四氟乙烯能耐“王水”，不必涂料。 3.優良的電絕緣性能：在高頻、超高頻條件下，陶瓷、云母不能相比。 4.比強度高：是空間技術上使用的結構材料。衡量材料：比強度：強度：密度。比彈性模量：彈性模量：密度。5.優良的耐磨、自潤滑和吸震性能。電子設備的傳動機構、隔音材料。6.粘結能力強：環氧樹脂－“萬能膠”。 7.卓越的成型性能：節約材料，節省工時，工人技術低，大批生產。 主要缺點：耐熱性不能很高，導熱系數小，表面硬度低，容易老化，機械性能低。 二、塑料的分類及用途： 按應用狀況分：通用塑料、工程塑料、耐高溫塑料。按介電性能分：低頻塑料、高頻塑料。按填料的形狀分：粉狀塑料、纖維塑料、層狀塑料。按樹脂的性質： 熱固性塑料、熱塑性塑料 1.熱固性塑料 由加熱硬化的合成樹脂制得，這一變化過程既有物理變化，又有化學變化，變化過程不可逆。再加熱不再軟化，不再具有可塑性，過高分解。 常用的包括： ①酚醛塑料：（PF）電木粉，膠木粉。苯酚＋甲醛＋木屑＋石棉＋云母等。 良好的耐熱性，耐磨性，電絕緣性，不耐氧化性酸類，應用于電話機外殼，開關、插頭、齒輪、帶輪、管、棒等。②氨基塑料：（電玉粉）。 尿醛樹脂（UF）＋密胺樹脂（MF）＋石棉。 自熄性，防毒性，耐電弧性，耐熱性，易著色。應用于日用品，餐具，電器零件，泡沫塑料、隔音材料等。③有機硅塑料 有機硅樹脂＋石棉＋玻璃纖維。 絕緣、耐高低溫、防潮、防鹽霧、耐輻射。應用于電動機、變壓器、電子器件涂料等。④環氧樹脂塑料 粘結劑 2.熱塑性塑料 可以多次反復加熱而仍具有可塑性的合成樹脂，這一過程只有物理變化而無化學變化，其變化過程是可逆的。①聚氯乙稀（PVC）氯綸 聚氯乙稀＋穩定劑＋填料＋增塑劑。 機械性能頗高，堅韌、絕緣性好，耐酸堿，化學穩定性好，自熄性，較難成型，耐熱性不高，（－15～＋55℃）。應用于電線包皮、農用薄膜、彎頭，日用品等。②聚乙烯：（PE）（高分子石蠟） 無毒，柔軟性好，耐沖擊性，透明性，易成型加工，高溫絕緣材料，耐熱性低，硬度、機械強度低。應用于無線電傳真、通訊、探測、雷達用途中的高頻絕緣電線，理想的包裝材料、農業薄膜。 ③聚丙烯（PP）丙綸 耐水性，絕緣性能，化學穩定性、易成形加工，比水輕，耐磨性差，收縮性差，低溫呈脆性，易受紫外線照射老化。應用于容器、包裝袋、齒輪、微波元件等。④氟塑料：聚四氟乙烯（PTFE）（泰氟隆）（塑料王）氟綸 耐熱，耐寒性（－195～＋250℃），耐強酸，強堿，自熄性，絕緣性，熱膨脹性大，強度低，成型困難。應用于電容器、防火涂料。 ⑤聚酰胺（PA）（尼龍Nylon、晴綸、錦綸）尼龍3、4、5、46、56、抗拉強度高，耐磨性和自潤滑性，耐熱性較低，絕緣性不高。應用于軸承、墊圈、滑輪、襯套等。 ⑥ABS塑料 堅固、堅韌、堅硬，一定的化學穩定性和絕緣性能，不耐燃，不透明，耐候性不好。應用于電視機、收錄機的外殼、電話機殼、話筒等。 第二節 橡膠 是一種高分子材料，在一定條件下（加熱、加壓）可塑制成型，在使用條件下保持固定的形狀。 一、橡膠的特性： 主要成分：聚異戊二稀（橡膠樹、橡膠草的漿液）1.高彈性：800～1000％ 2.良好的吸收振動的能力。3.良好的耐蝕性。4.良好的絕緣性。5.一定的耐磨性。6.足夠的強度。 主要缺點：耐熱性不高，容易老化，易燃性，龜裂。 二、橡膠的分類及用途： 按來源分：天然橡膠、合成橡膠。按應用分：通用橡膠、特殊橡膠。1.天然橡膠： 由橡膠樹或橡膠草的漿液經去雜質和分離水分等加工程序而提煉的天然的聚異戊二稀，易溶解于醚、汽油、苯、有機溶劑，使用溫度100℃以下。2.合成橡膠： 由石油、天然氣、煤和農副產品為原料，通過有機合成制成單體，經聚合或縮聚制得彈性很高的材料。常用的包括： ①丁苯橡膠（SBR）：第一位。苯乙烯＋丁二稀。 （80～100℃）耐老化，耐熱性好，抗拉強度和耐磨性類似天然橡膠 加工性能不及天然橡膠。應用于輪胎、膠板。②丁腈橡膠（NBR）： 丁二稀＋丙稀腈。 耐油性、密封性好、耐熱較好150℃，不耐臭氧及寒冷，加工性較差。應用于密封圈、油管等。③順丁橡膠（BR）第二位。 聚丁二稀橡膠。優異的彈性、耐磨性，耐寒性。120℃以下，不耐熱，易燃。應用于輪胎、運輸帶等。 ④聚氨酯橡膠（UR）： 氨基甲酸酯。 耐磨、耐油性好，強度較高。不耐熱，80℃以下。應用于膠帶、實心輪胎、耐磨制品等。⑤氟橡膠（FPM）： 氟基單體。200℃以下，耐高溫，耐蝕性好，抗輻射。應用于墊圈、化工襯里、高級密封件等。 第三節 陶瓷 是多晶體，由無數細小晶體聚集組成。 一、陶瓷的特性： 主要成分：氧化鋁＋氧化硅＋粘土。1.硬度高：氧化鋁陶瓷硬度（HRC68～70）2.抗壓強度高： 3.耐高溫： 4.耐磨損： 5.耐蝕性： 6.導熱選擇性： 7.導電選擇性： 主要缺點：脆性大，不能敲、彎、拉、剪切，急冷急熱。 二、陶瓷的分類及用途： 按用途：普通陶瓷（傳統陶瓷）、特種陶瓷。1.普通陶瓷： 粘土＋長石＋石英。 良好的耐熱性，耐蝕性，抗壓強度大。脆。應用于日常生活中（日用陶瓷、衛生陶瓷）和工業上（電瓷、耐酸陶瓷）2.特種陶瓷： 氧化物＋氮化物＋碳化物。 ①電瓷 SiO2＋Al2O3＋K2O＋Na2O＋CaO＋MgO。 良好的絕緣性、耐蝕性，脆。應用于高、低壓輸電線路使用。②耐酸陶瓷： SiO2＋Al2O3＋CaF。 良好的耐酸、耐堿性能，脆。主要應用于化工容器、熱交換器（>170℃）③過濾陶瓷： Al2O3＋SiO2＋SiC。良好的過濾和分離性能（0.2～200μm），耐酸堿，脆。④高溫、耐腐蝕陶瓷（BN 氮化硼陶瓷）。 良好的耐熱（2800℃），耐蝕性，硬度低，脆。應用于坩鍋等。 第四節 復合材料 由兩種或兩種以上不同性質的或不同組織的材料組成的。 一、復合材料的特性： 1.較高的強度、剛度、耐蝕性。2.減磨、耐磨、隔熱、減震。 主要缺點：抗沖擊能力差、質量不穩定、成本較高。 二、分類及用途： 纖維復合材料、層疊復合材料、細粒復合材料、骨架復合材料。1.纖維復合材料 玻璃纖維復合材料：熱固性樹脂＋玻璃纖維。（玻璃鋼）抗拉、抗彎、抗壓強度好，沖擊韌性差。應用于儀器、儀表、機械零件等。2.層疊復合材料：（三合板） 多層復合：鋼＋青銅＋塑料。耐磨、機械性能好，難于制造。應用于軸承、墊片等。3.細粒復合材料 夾層結構材料：兩層薄而強的面板，中間夾一層輕而弱的芯子組成。面板：紙、木材、塑料。芯子：紙、棉布、石棉。 質輕，比強度、比剛度高，表面光滑。應用于隔音裝置、防火板、火車車箱等。 第五節 涂料 由一種有機高分子膠體的混和溶液，涂抹在物體表面上能結成干膜。 一、涂料的特性： 1.保護作用，標志。2.裝飾作用，偽裝。 主要缺點：有刺激性味，易磨損。 二、涂料的分類： 按涂料用途：建筑用漆、船舶用漆、汽車用漆。按施工方法：刷用漆、噴漆。 按成膜類：油酯類Y、瀝青類L、橡膠類J。1.酚醛樹脂漆 酚醛樹脂＋油類＋顏料＋溶劑＋輔助材料。 漆膜硬，光澤，干燥快、防潮、防銹。應用于家居、建筑、船舶、機械等。2.瀝青 瀝青＋油料＋顏料＋溶劑。 耐水性，絕緣性，耐酸堿，黑又亮。應用于縫紉機、自行車、五金等。 復習舊課：焊接結構設計。第一章 金屬切削的基礎知識 第一節 切削運動及切削要素 一、零件表面的形狀及切削要素 切削運動包括主遠動和進給運動 主運動的速度最高，消耗功率最大。 二、切削用量 1.切削速度V 2.進給量f 3.背吃刀量a 三、切削層參數 1.切削層公稱橫截面積A 2.切削層公稱寬度b 3.切削層公稱厚度h 第二節 刀具材料及刀具構造 一、刀具材料 1.對刀具材料的基本要求（1）較高的硬度（2）足夠的強度和韌度（3）較好的耐磨性（4）較高的耐熱性 較好的工藝性 2.常用的刀具材料 高速鋼 硬質合金 陶瓷刀具 3.其它新型刀具材料簡介（1）高速鋼的改進（2）硬質合金的改進（3）人造金剛石（4）立方氮化硼 二、刀具角度 1.車刀切削部分的組成（1）前刀面（2）后刀面（3）切削刃 2.車刀切削部分的主要角度（1）刀具靜止參考系 a.基面 b.切削平面 c.正交平面 d.假定工作平面（2）車刀主要角度 a.主偏角 b.副偏角 c.前角 d.后角 e.刃傾角 第 頁 ? 第一章 緒論 ? 1.1 課程組織結構 ? 第2章為曲柄壓力機，它是本課程的重點之一，結構最典型，用途最廣泛、使用數量最多的一種壓力機。? 第3章介紹了其它常用的幾種壓力機 ? 第4章為液壓機，液壓機也是板材沖壓加工和塑料成型加工中常用的設備之一。 ? 第5章為塑料擠出機，主要介紹擠出機的工作原理、技術參數、典型結構等等。 ? 第6章為塑料注射機，它是本課程的重點之一。? 1.2 材料成型基礎知識回憶 ? 材料成型方法主要有： 金屬液態成型 金屬塑性成形 連接成形 粉末冶金成形 非金屬材料成形 ? 1.3沖壓設備和塑料成形設備 ? 沖壓設備和塑料成形設備是指材料沖壓加工和塑料成形加工的工藝設備 ? 沖壓加工以金屬材料為主要主要原料，在常溫下對材料進行變形處理 ? 塑料成形加工是利用塑料在一定溫度和壓力下具有流動性，通過塑料模具成形 ? 1.4沖壓設備和塑壓設備的分類 ? 沖壓設備是鍛壓設備的重要組成部分（一半以上），對鍛壓設備 第 頁 分類： 機械壓力機(J)，液壓機(Y)，自動鍛壓機(Z)，捶(C)，鍛機(D)，剪切(Q)，彎曲校正機(W)，其它(T)。 ? 塑料成形加工設備：塑料機械類的代號為“S”。 塑料機械分類： 擠出機(J)，吹塑中空機(C)，壓延機(Y)，注塑機(Z)。 ? 1.5成型機械發展趨勢 ? 1、數控成形機械迅猛發展 ? 2、高速成形機械的高速化水平不斷提高 ? 3、成形機械精度不斷提高 ? 4、新興成形技術的出現 ? 5、FMS柔性制造系統的出現 ? 1.6學習目的 ? 作為一名工藝人員和模具設計人員，必須熟練掌握各種設備的適用工藝范圍和生產能力，能根據具體工藝情況，正確合理得選購和選用設備。 ? 作為生產一線的工程技術人員，必須掌握如何正確的使用、調整和維護主要機械設備 ? 了解部分專用、先進和精密機械的工作原理、結構特點和性能 ? 第1章 模具機械加工基礎 ? 工藝規程設計 第 頁 ? 2.1.1 基本概念 ? 2.1.2 設計、制造與使用的關系 ? 2.1.3 工藝規程制定的原則和步驟 ? 2.1.4 產品圖紙的工藝分析 ? 2.1.5 毛坯的設計 ? 2.1.6 定位基準的選擇 ? 2.1.7 零件工藝路線的分析與擬定 ? 2.1.8 加工余量與工序尺寸的確定 ? 2.1.11 工藝裝備的選擇 ? 本章的學習目的與要求： ? 了解掌握生產過程、工藝過程、生產綱領和生產類型等概念； ? 掌握工序、工位，安裝、工步的概念； ? 熟悉零件的工藝分析、毛坯的選擇 ； ? 掌握定位基準的選擇； ? 了解工藝路線的擬定； ? 熟悉確定加工余量、工序尺寸及其公差； ? 了解工藝裝備的選擇;? 重點、難點 ? 工序、工位，安裝、工步的概念及應用； ? 零件的工藝分析、毛坯的選擇 ； ? 定位基準的選擇； ? 工藝路線的擬定； ? 確定加工余量、工序尺寸及其公差； ? 機床與工藝裝備的選擇、切削用量與時間定額的確定。? 基本概念 生產過程:將原材料轉變為成品的全過程稱為生產過程。 第 頁 包括：（1）產品投入前的生產技術準備工作： 產品試驗研究和設計、工藝設計和專用工藝裝備的設計及制造、各種生產資料和生產組織等方面的準備工作；（2）毛坯制造：毛坯的鍛造、鑄造和沖壓等；（3）零件的加工過程：機械加工、特種加工、焊接、熱處理和表面處理；（4）產品的裝配過程：部件裝配、總裝配、檢驗和調試等；（5）各種生產服務活動：原材料、半成品、工具的供應、運輸、保管以及產品的油漆和包裝等。 ? 基本概念—工藝過程及其組成 工藝過程：生產過程中為改變生產對象的形狀、尺寸、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。 ? 基本概念—工藝過程及其組成 工序：工序是一個或一組工人，在一個工作地點對同一個(或同時對幾個)工件進行加工，所連續完成的那一部分工藝過程。它是組成工藝過程的基本單元，又是生產計劃和經濟核算的基本單元。 劃分工序的依據：是工作地點(或設備)、加工對象(工件)是否變動以及加工是否連續完成.如果其中之一有變動或者加工不是連續完成，則構成另一個工序。 ? 基本概念—工藝過程及其組成 工步：在一個工序內，往往需要來用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述工序的內容，工序還可進一步劃分為工步。當加工表面、切削工具和切削用量中的轉速與進給量均不變時，所完成的那部分工序稱為工步。 ? 基本概念—工藝過程及其組成 進給（走刀）：有些工步，由于需要切除的余量較大或其它原因，需要對同一表面進行多次切削。刀具從被加工表面上每切下一層金屬層即稱為一次進給。如圖1-6所示為車削兩個不同直徑的外圓柱面時應劃分為 第 頁 兩個工步，第一工步車φ80mm外圓僅一次進給，第二工步車φ60mm外圓為兩次進給。 ? 基本概念—工藝過程及其組成 ? 基本概念—工藝過程及其組成 安裝：件在加工之前，在機床或夾具上先占據一個正確的位置，工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。在一道工序中，有時工件需要進行多次裝夾，如表1—1中的工序1，當車削第一個端面、打中心孔時要進行一次裝夾，調頭車另一端面、打中心孔又需要重新裝夾工件，所以完成該工序，工件要進行兩次裝夾。多一次裝夾，不單增加了裝卸工件的輔助時間，同時還會產生裝夾誤差。因此，在工序中應盡量減少裝夾次數。，這就是定位。定位后對工件進行夾緊的過程稱為安裝，安裝要使工件在加工過程中保持定位時的正確位置不變。 ? 基本概念—工藝過程及其組成 ? 基本概念—工藝過程及其組成 工位：為了減少工件安裝的次數，常采用各種回轉工作臺、回轉夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中先后處于幾個不同的位置進行加工。此時，工件在機床上占據的每一個加工位置都稱為一個工位。 ? 基本概念—生產綱領與生產類型 生產綱領：企業在計劃期內應生產的產品產量（年產量）和進度計劃稱為生產綱領。生產類型： 單件生產：單件生產的基本特點是產品品種較多，每種產品僅生產一件或數件，同一個工作地點的加工對象經常改變，且很少重復生產。成批生產： 成批生產的基本特點是產品品種多，但同一產品均有一定的數量，工作地點的加工對象周期性地更換。 大量生產：大量生產的基本特點是產品品種單一而固定，同一產品產量 第 頁 很大，大多數工作地長期進行一個零件某道工序的加工，生產具有嚴格的節奏性。 ? 設計、制造與使用的關系 ? 工藝規程制定的原則和步驟 1．工藝規程：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稱為工藝規程。 2．工藝規程的作用：（1）是指導生產的重要技術文件；（2）是生產組織和生產管理工作的基本依據；（3）是新建或擴建工廠或車間的基本資料。 ? 3．制定工藝規程的基本原則 保證以最低的生產成本和最高的生產效率，可靠地加工出符號設計圖樣要求的產品。 ? 4．工藝規程的種類 1、機械加工工藝過程卡片：主要用于單件小批生產和中批生產的零件。其格式見表1-4。 2、機械加工工序卡片：用于大批、大量生產中的加工零件，中批生產以及單件小批生產中的某些復雜零件。 ? 5．工藝規程的要求（1）生產質量的可靠性；（2）工藝技術的先進性；（3）經濟性； （4）有良好的勞動條件。 ? 6．編制工藝規程的步驟 （1）研究產品的裝配圖和零件圖進行工藝分析；（2）確定生產類型；（3）確定毛坯； 第 頁 （4）擬訂工藝路線； （5）確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及其公差； （6）選擇各工序使用的機床設備及刀具、夾具、量具和 輔助工具；（7）確定切削用量及時間定額；（8）填寫工藝文件。 ? 產品圖紙的工藝分析 ? 零件結構的工藝分析 1、零件形狀構成 2、零件類型 各種零件大致分為五大類——軸類零件、套類零件、盤環類零件、叉架類零件以及箱體。 ? 3、零件結構的工藝性 ? 表1-6列出了幾種零件的結構并對零件結構的工藝性進行對比。? 產品圖紙的工藝分析 零件的技術要求分析 1．零件的技術要求 尺寸精度、幾何形狀精度、各表面的相互位置精度、表面質量、零件材料、熱處理及其它要求。2．分析的目的 通過分析，判斷其可行性和合理性，合理選擇零件的各種加工方法和工藝路線。 ? 毛 坯 的 選 擇 ? 毛坯的種類 鍛件、鑄件、焊接件、各種型材及板料等。 ? 毛坯的選擇 第 頁 選擇原則 （1）零件材料的工藝性及組織和力學性能要求；（2）零件的結構形狀和尺寸；（3）生產類型； （4）工廠生產條件。 ? 毛坯形狀與尺寸的確定 1．毛坯余量（加工總余量）毛坯尺寸與零件的設計尺寸之差。2．毛坯公差 毛坯尺寸的制造公差。3．毛坯長度 如圖1-6所示。 ? 毛坯形狀與尺寸的確定 ? 組合毛坯 某些形狀比較特殊的零件，單獨加工比較困難，如圖1-9a中的圓弧R14mm，可將兩個(或數個)零件組合在一起，如圖1-9b所示。使R14的圓弧面成為一個整圓，加工容易。加工合格后再將其分割成兩個零件。 ? 1.4 定位基準的選擇 在制定零件加工的工藝規程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。 ? 主要內容 一、基準及其分類 二、工件定位的基本原理 三、定位基準的選擇 四、工件的裝夾方法 第 頁 ? 基準的概念 零件都是由若干表面組成，各表面之間有一定的尺寸和相互位置要求。零件表面間的相對位置要求包括兩方面：表面間的距離尺寸精度和相對位置精度（如同軸度、平行度、垂直度和圓跳動等）要求。研究零件表面間的相對位置關系離不開基準，不明確基準就無法確定零件表面的位置。 基準：就其一般意義來講，就是零件上用以確定其他點、線、面的位置所依據的點、線、面。 ? 基準的分類 基準按其作用不同，可分為設計基準和工藝基準兩大類。 ? 基準的分類 設計基準： 在零件圖上確定某些點、線、面的位置時所依據的那些點、線、面，即在設計圖樣上所采用的基準稱為設計基準。如圖1-10所示零件。 ? 基準的分類 工藝基準：零件在加工和裝配過程中所使用的基準，稱為工藝基準。 ? 基準的分類 工藝基準按用途不同，又分為： 工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。 ? 基準的分類 工序基準 ：在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準稱為工序基準。 ? 工 序 基 準 如圖1-11a、所示，設計圖上鍵槽底面位置尺寸S的設計基準為軸心線O。由于工藝上的需要，在銑鍵槽工序中，鍵槽底面的位置尺寸按工序 第 頁 標注，軸套外圓柱面的最低母線B為工序基準。 ? 基準的分類 定位基準：在加工時，使工件被加工面在機床或夾具中占據正確位置(即將工件定位)所使用的基準，稱為定位基準。 ? 定 位 基 準 如圖1-12a所示軸套零件，在加工鍵槽的工序中，工件以內孔在心軸上定位，則孔的軸心線O是定位基準。若工件以外圓柱面在支承板上定位，如圖1-12b所示，則母線B為該工序的定位基準。 ? 基準的分類 測量基準 ：零件檢測時，用以測量已加工表面的尺寸及位置所使用的基準，稱為測量基準。 ? 測 量 基 準 圖 1-13為檢驗零件大端側平面位置尺寸所采用的兩種測量方法。圖a用極限量規測量，母線a-a為測量基準。圖b用游標卡尺測量，大圓柱面上距側平面最遠的圓柱母線為測量基準。 ? 基準的分類 裝配基準 ：裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準稱為裝配基準。 ? 裝 配 基 準 例如圖1-10所示零件φ40h6及端面B既為裝配基準。 ? 工件正確定位 在機械加工中，工件被加工表面的尺寸、形狀和位置精度，取決于工件相對于刀具和機床的正確位置和運動。確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。為防止在加工過程中因受切削力、重力、慣性力等的作用破壞定位，工件定位后應將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作稱為夾緊。將工件在機床上或夾具中定位、夾緊 第 頁 的過程稱為裝夾。制定零件的機械加工工藝規程時，必須選擇工件上一組(或一個)幾何要素(點、線、面)作為定位基準，將工件裝夾在機床或夾具上以實現正確定位。 ? 工件正確定位應滿足的要求（1）要保證加工精度 （1)應使工件相對于機床占據一個正確的位置。 ? 工件正確定位應滿足的要求（2）要保證加工精度 位于機床或夾具上的工件還必須相對于刀具有一個正確位置，方法有： 1）試切法:試切——測量——調整——再試切，反復進行到被加工尺寸達到要求為止的加工方法。一般在單件小批生產中采用。2）調整法 先調整好刀具和工件在機床上的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這個位置不變，以保證工件被加工尺寸的方法。多用于成批和大量生產。 ? 工件正確定位應滿足的要求 ? 定位基準的種類 粗基準 精基準 ? 定位基準的選擇——粗基準 1．粗基準 機械加工的最初工序只能用工件毛坯上未經加工的表面做定位基準，這種定位基準稱為粗基準。 ? 定位基準的選擇——粗基準 2 ．粗基準選擇 1）如果要求保證加工表面與非加工表面之間的相互位置精度，則應選非加工面為粗基準。 第 頁 ? 定位基準的選擇——粗基準 2 ．粗基準選擇 2）若要保證某加工表面切除的余量均勻，應選該表面作粗基準。 ? 定位基準的選擇——粗基準 2 ．粗基準選擇 3）如果零件上有幾個不加工表面，則應以其中與加工表面相互位置精度較高的不加工表面作粗基準。 ? 定位基準的選擇——粗基準 2 ．粗基準選擇 4）若零件上每個表面都要加工，則應選加工余量最小的表面為粗基準。 ? 定位基準的選擇——粗基準 2 ．粗基準選擇 5）選作粗基準的表面，應盡可能平整，不能有飛邊、澆注系統、冒口或其它缺陷。 6）一般情況下粗基準不重復使用。 ? 定位基準的選擇——精基準 1．精基準 用已經加工過的表面作定位基準則稱為精基準。 ? 定位基準的選擇——精基準 2．精基準選擇 1）基準重合原則選擇被加工表面的設計基準為定位基準，以避免因基準不重合引起基準不重合誤差，容易保證加工精度。 ? 定位基準的選擇——精基準 2．精基準選擇 2）基準統一原則 應選擇幾個被加工表面（或幾道工序）都能使用的 第 頁 定位基準為精基準。 3）自為基準原則 精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，這時應盡可能用加工表面自身為精基準。 ? 定位基準的選擇——精基準 2．精基準選擇 4）互為基準原則 兩個被加工表面之間位置精度較高，要求加工余量小而均勻時，多以兩表面互為基準進行加工。 ? 定位基準的選擇——精基準 2．精基準選擇 5）定位基準的選擇應便于工件的安裝與加工，并使夾具的結構簡單。 ? 工件的裝夾方法 工件安裝的好壞是機械加工中的重要問題，它不僅直接影響加工精度、工件安裝的快慢、穩定性．還影響生產率的高低。為了保證加工表面與其設計基準間的相對位置精度，工件安裝時應使加工表面的設計基準相對機床占據一正確的位置。 在各種不同的機床上加工零件時，有各種不同的安裝方法。安裝方法可以歸納為直接找正法、劃線找正法和采用夾具安裝法三種。 ? 工件的裝夾方法 1．找正法裝夾工件 用百分表、劃針或目測在機床上直接找正工件的有關基準，使工件占有正確的位置稱為直接找正法。多用于單件和小批生產。有兩種：（1）直接找正法（2）劃線找正法 ? 工件的裝夾方法 1．找正法裝夾工件（1）直接找正法 第 頁 用百分表、劃針或目測在機床上直接找正工件的有關基準，使工件占有正確的位置稱為直接找正法。多用于單件和小批生產。 ? 工件的裝夾方法（2）劃線找正法 在機床上用劃針按毛坯或半成品上所劃的線來找正工件，使其獲得正確位置的一種方法。此方法要多一道劃線工序，劃出的線本身有一定寬度，在劃線時又有劃線誤差，校正工件位置時還有觀察誤差，因此該法多用于生產批量較小，毛坯精度較低，以及大型工件等不宜使用夾具的粗加工中。 ? 工件的裝夾方法 2．用夾具裝夾工件 利用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置。夾具是機床的一種附加裝置，它在機床上相對刀具的位置在工件未安裝前已預先調整好，所以在加工一批工件時不必再逐個找正定位，就能保證加工的技術要求，既省工又省事，是高效的定位方法，在成批和大量生產中廣泛應用。 ? 工藝路線的擬定 工藝路線是工藝設計的總體布局 一、表面加工方法的選擇 二、工藝階段的劃分 三、工序的劃分 四、加工順序的安排 ? 工藝階段的劃分 （1）粗加工階段 切除加工表面上的大部分余量。 （2）半精加工階段 為主要表面的精加工作好必要的精度和余量準備，并完成一些次要表面的加工。 （3）精加工階段 使要求高的表面達到規定要求。 第 頁 （4）光整加工階段 提高被加工表面的尺寸精度和減少表面粗糙度，一般不能糾正形狀和位置誤差。 ? 工藝階段劃分的作用（1）保證產品質量（2）合理使用設備 （3）便于熱處理工序的安排，使熱處理與切削加工工序配合更合理（4）便于及時發現毛坯缺陷和保護已加工表面 ? 工序的劃分——工序集中 1 ．工序集中 2 ．工序集中的特點 （1）工件在一次裝夾后，可以加工多個表面。能較好地保證表面之間的相互位置精度；可以減少裝夾工件的次數和輔助時間；減少工件在機床之間的搬運次數，有利于縮短生產周期。 （2）可減少機床數量、操作工人，節省車間生產面積，簡化生產計劃和生產組織工作。 （3）采用的設備和工裝結構復雜、投資大，調節和維修的難度大，對工人的技術水平要求高。（4）單件小批生產采用工序集中 ? 工序的劃分——工序分散 1．工序分散 2．工序分散特點 （1）機床設備及工裝比較簡單，調整方便，生產工人易于掌握。（2）可以采用最合理的切削用量，減少機動時間。（3）設備數量多，操作工人多，生產面積大。（4）大批、大量生產采用工序集中和分散 ? 加工順序的安排 第 頁 ——切削加工工序的安排 1）零件分段加工時，應遵循“先粗后精”的加工順序。2）先加工基準表面，后加工其它表面 3）先加工主要表面，后加工次要表面 4）先加工平面，后加工內孔 ? 加工順序的安排 ——熱處理工序的安排 1）為改善金屬組織和加工性能的熱處理工序 退火、正火和調質等，一般安排在粗加工前后。2）為提高零件硬度和耐磨性的熱處理工序 淬火、滲碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。3）時效處理工序 減小或消除工件的內應力 3．輔助工序安排 檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹油等。 ? 加工余量的確定 一、加工余量的概念 二、影響加工余量的因素 三、確定加工余量的方法 ? 一、加工余量的概念 1．工序余量 相鄰兩工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序切除的金屬層厚度。對于對稱表面或回轉體表面，其加工余量是對稱分布的，是雙邊余量。 2．加工總余量 是毛坯尺寸與零件圖的設計尺寸之差。也稱毛坯余量。 第 頁 3．基本余量、最大余量、最小余量 ? 1、工序余量（1）? 1、工序余量（2）? 1、工序余量（3）? 1、工序余量（4）? 影響加工余量的因素 1）被加工表面上由前道工序生產的微觀不平度和表面缺陷層深度。2）被加工表面上由前道工序生產的尺寸誤差和幾何形狀誤差。3）前道工序引起的被加工表面的位置誤差。4）本道工序的裝夾誤差。 對稱表面或回轉體表面，工序的最小余量： 非對稱表面其加工余量是單邊的： ? 二、影響加工余量的因素 ? 三、確定加工余量的方法 1．經驗估計法 采用類比法估計確定加工余量的大小。多用于單件小批生產。2．分析計算法 以一定的經驗資料和計算公式為依據，對影響加工余量的諸因素進行逐項的分析計算以確定加工余量的大小。僅在貴重材料及某些大批生產和大量生產中采用。3．查表修正法 以有關工藝手冊和資料所推薦的加工余量為基礎，結合實際加工情況進行修正以確定加工余量的大小。應用較廣。 ? 工序尺寸及其公差設計 ? 工序尺寸及其公差的確定 工序尺寸：某工序加工應達到的尺寸 第 頁 一、工藝基準與設計基準重合時工序尺寸及其公差確定 二、工藝基準與設計基準不重合時工序尺寸及其公差的確定 ? 工序尺寸及其公差確定 ——工藝基準與設計基準重合 1.確定基本余量 確定工序尺寸，必須確定零件各工序的基本余量——常用查表法。2.確定工序尺寸 由最后一道工序開始向前推算。 ? 工序尺寸及其公差確定 ——工藝基準與設計基準重合 1.確定基本余量 確定工序尺寸，必須確定零件各工序的基本余量——常用查表法。2.確定工序尺寸 由最后一道工序開始向前推算。 ? 工序尺寸及其公差確定 ——工藝基準與設計基準不重合 1．工藝尺寸鏈及其極值解法 2．用尺寸鏈計算工藝尺寸 （1）定位基準與設計基準不重合的尺寸換算 （2）測量基準與設計基準不重合的尺寸換算 （3）工序基準是尚待繼續加工的表面 （4）孔系坐標（工序）尺寸及其公差的計算 ? 工藝尺寸鏈及其極值解法 1.工藝尺寸 在工藝附圖或工藝規程中所給出的尺寸稱為。 2.尺寸鏈 在機械制造中稱這種相互聯系且按一定順序排列的封閉尺寸組合為尺寸鏈。 第 頁 3.工藝尺寸鏈 工藝尺寸所組成的尺寸稱為工藝尺寸鏈。4.特征 封閉性。5.工藝尺寸鏈的組成 6.工藝尺寸鏈圖 7.工藝尺寸鏈的計算 極值法、概率法。 ? 工藝尺寸鏈的組成 1.組成環： 在加工過程中直接保證的尺寸，用表示。2.封閉環： 在加工過程中間接得到的尺寸，用表示。3.增環： 當某組成環增大（其它組成環保持不變），封閉環也隨之增大，則該組成環稱為增環。用 表示。4.減環： 當某組成環增大（其它組成環保持不變），封閉環反而減小，則該組成環稱為減環。用表示。 ? 用尺寸鏈計算工藝尺寸 1．定位基準與設計基準不重合的尺寸換算 2．測量基準與設計基準不重合的尺寸換算 3．工序基準是尚待繼續加工的表面 4．孔系坐標（工序）尺寸及其公差的計算 ? 工藝裝備的選擇 ? 機床的選擇 選用機床應與所加工的零件相適應。 ? 工藝裝備的選擇 1．夾具的選擇 第 頁 大批量生產的情況下，應廣泛使用專用夾具。2．刀具的選擇 取決于所確定的加工方法、工件材料、所要求的加工精度、生產率和經濟性、機床類型等。3．量具的選擇 根據檢驗要求的準確度和生產類型來決定。 ? 1.2 模具的制造精度 ? 1.2.1 概述 ? 影響模具精度的主要因素有: ? 1)、制件的精度 ? 2）、模具加工技術手段水平? 3）、模具鉗工裝配水平 ? 4）、模具制造的生產方式和管理方式 ? 1.2.2影響零件制造精度的因素 ? 1.工藝系統的幾何誤差對加工精度的影響 ? 1）加工原理誤差 ? 2）調整誤差 ? 3）機床誤差 ? 4）夾具制造誤差與磨損 ? 5）刀具的制造誤差與磨損 ? 2.工藝系統受力變形引起的加工誤差 ? 1）系統剛度對加工精度的影響 ? 2）減小工藝系統受力變形對加工精度影響的措施 ? 3.工藝系統的熱變形對加工精度的影響 ? 1）工件熱變形對加工精度的影響 ? 2）刀具熱變形對加工精度的影響 第 頁 ? 3）機床熱變形對加工精度的影響 ? 1.2.3提高加工精度的途徑 ? 1）誤差預防技術 指減小原始誤差或減少原始誤差的影響。 ? 2）誤差補償技術 指在現存的原始誤差條件下，通過分析、測量進行而建立數學模型。 ? 1.3機械加工的表面質量 ? 1.3.1表面質量 ? 機械加工的表面質量也稱表面完整性，它包括表面的幾何特征和表面層的力學物理性能兩方面內容。? 1）表面的幾何特征 ? 2）表面層的力學物理性能 ? 1.3.2影響表面質量的因素及改善表面質量的途徑 ? 1.影響加工表面幾何特征的因素及其改進措施 ? 1）切削加工后的表面粗糙度 ? 2）磨削加工后的表面粗糙度 ? 2.影響表層金屬力學物理性能的工藝因素及其改進措施 ? 1）加工表面的冷作硬化 ? 2）表層金屬的金相組織的變化 ? 3）表層金屬的殘余應力 ? 4）表面強化工藝 電工教案 第一節：直流電路 一、電路 在電的實際應用中，從最簡單的手電筒的工作到復雜的電子計算機的運算，都是由電路來完成的。 1、電路的組成及電路元件的作用 電路就是電流所流經的路徑，它由電路元件組成。電路元件可分為四類： (1)電源：即發電設備，其作用是將其它形式的能量轉換為電能。(2)負載：即用電設備，它的作用是把電能轉換為其它形式的能。 (3)控制電器和保護電器：在電路中起控制和保護作用。如開關、熔斷器、接觸器等。 (4)導線：由導體材料制成，其作用就是把電源、負載和控制器連接成一個電路，并將電源的電能傳輸給負載。 2、電路圖 在實際工作中，為便于分析、研究電路，通常將電路的實際元件用圖形符號表示在電路圖中，稱為電路原理圖，也叫電路圖。 二、電路的歐姆定律 電流、電壓和電阻是電路中的三個基本物理量，分析計算電路，就是研究以上特別是之間的關系，確定它們的大小。 歐姆定律就是反映電阻元件兩端的電壓與通過該元件的電流同電阻三者關系的定律。UI=R I--電流(A)U—電壓(V)R—電阻(Ω)由上式可知，通過電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，而與電阻成反比。 對于任一分支的電阻電路，只要知道電路中的電壓、電流和電阻這三個量中的任意兩個量，就可由歐姆定律求得第三個量。例題1: 三、電路的基爾霍夫定律 歐姆定律可以確定元件上電壓與電流的關系，但只能用于無分支的電阻電路。對于一個比較復雜的電路，確定各去路電流和各部分電壓的關系，只用歐姆定律一般是不能解決的，必須利用基爾定律才能表明電路電流之間的關系和回路電壓間的關系。 1、基爾霍夫電流定律 也叫基爾霍夫第一定律，它確定了電路中任一節點所連的各去路電流之間的關系。 定律指出：對于電路中的任一節點，流入節點的電流之和必等于流出該節點電流之和。∑I=0即流入(或流出)電路任一節點的代數和等于零。例題2： 2、基爾霍夫電壓定律 也叫基爾霍夫第二定律，它確定了電路任一回路中各部分電壓之間的相互關系。 它指出：對任一回路，沒任一方向繞行一周，各電源電勢的代數和等于各電阻電壓降的代數和。即：∑E=∑IR 或：∑E=∑U 例題3： 注意：基爾霍夫定律是電路理論的基本定律，在應用基爾霍夫定律時必須注意電流、電壓、電勢的方向及所選定的繞行方向的關系。 四、電阻的串聯電路 簡單直流電路的計算 一、電阻的串聯電路 兩個或兩個以上的電阻依次首尾連.1．串聯電路的特點 (1)由電流的連續性可知各電阻中的電流相等的阻值成正比，總電壓等于各電阻上電壓降之和。總電阻等于各電阻之和。 串聯電路的等效電阻比每一段電阻都大 2．串聯電路的應用 串聯電路在生產中應用很多，常見的有： (1)用幾個電阻串聯起來可使電路電阻增大，在電源電壓不變時可使電流減小。 (2)采用幾個電阻構成分壓器，使電源輸出不同等級的電壓。 (3)當負載的額定電壓低于電源電壓時，可用串聯的辦法滿足負載電源的需要，例如將兩個同瓦數的110v電燈串聯起來． 即可接人230V電壓。 (4)在電工測量中應用串聯電阻的方法，可擴大電壓表的量程。 五、電阻的并聯電路 兩個或兩個以上的電阻接在電路個相同的兩點之間的連接方式叫做電阻的并聯電路 1．并聯電路的特點 (1)各電阻兩端電壓相等。 (2)電路內的總電流等于各支路電流和，即： I＝Jl十I2十I3(3)幾個不同阻值的電阻并聯，可以用一個等效電阻代替。在并聯電路中總電阻的倒數等于各支路電阻的倒數和。 六、電阻的混聯電路 三、電阻的混聯 電路中既有串聯又有并聯，這樣的聯接方式叫混聯。對于這樣的電路，路簡化成一個無分支電路，再進行電流電壓計算。簡化方法是：(1)找出混聯電路中等電位點進行編號，將電阻對號接人各點：(2)畫出簡化電路。 流入任一節點的電流之和等于流出該節點的電流之和。在一個節點上電流的代數和恒等于零。根據計算結果，明規定電流的方向與實際方向相反。 七、電路的功率與電能 1、電功率：電功率就是單位時間內電場力所做的功。2UP=UI=I2R==U2G R2、電能 電動機、電燈的功率只表示它工作能力的大小，而它們所完成的工作量，不僅決定于其功率的大小，還與它們工作的時間長短有關，電能就是用來表示電場在一段時間內所做的功。W=Pt第四篇：模具制造工藝學教案
第五篇：電工教案
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