第一篇：金屬工藝學課程描述

課程描述課 程 描 述

課程名稱：固體物理課程英文名稱：Solid State Physics

課程編號：408011030適用專業：物理學

學時數：48學分數：3執筆者：楊新榮

一、歷史沿革

《金屬工藝學》是我院機械類各專業的專業基礎課，核心必修課。我院自1991年開始招收普通中專機電專業學生以來，一直開設該課程,至今已有17年歷史。

金屬工藝學理論是一門傳統的經典理論，是機械類各專業的入門課，后續的很多專業課都要應用本課程引入的基本概念、基本理論、基本方法，課程涉及面廣、范圍大。我校的《金屬工藝學》課程已形成了較為完善的體系結構，理論與實踐環節配套，有完善的教學大綱，實訓大綱，教學指導書，并且教學主體與教學管理，教學改革與實踐等方面形成自己的特色。

一、課程定位

《金屬工藝學》作為機械、機電、數控類專業的技術基礎課，是連接基礎課和專業課的橋梁，在整個教學過程中占據重要的地位，是機電、機制、數控專業的核心必修課。

二、課程目標

根據我校對人才在“實用”方面的辦學定位，強調學生解決實際問題的能力，突出應用技能的培養，在課程目標上重點強化焊接、鉗工、機械切削加工等實際操作能力的培養。通過本課程的學習，可使學生掌握金屬工藝學的基本理論及基本知識，初步具備應用金屬工藝學基本知識的能力，初步具備應用所學知識分析和解決實際問題的能力，掌握一定的實踐技能，并具有創新意識。

本課程的目標要求如下:

1）學生具有扎實的金工基本理論基礎。

2）掌握常用工程材料種類、牌號、性能及用途。對典型的機械零件、刀具和模具等會合理正確地選用工程材料。

3）掌握焊接、鑄造、鍛造的基本操作技能

4）了解常用金屬加工方法的工作原理、特點及應用。

5）根據專業需求掌握金屬加工的基礎知識、基本技能，鍛煉從業品質。

6）通過自主創新的實訓項目培養學生的合作協作溝通能力、創新能力和綜合運用能力。

7）了解國內外金屬加工的發展與趨勢

四、課程的重點、難點及解決辦法

1、課程的重點

1）材料的成分、結構、組織和性能的關系

2）各種材料的牌號、種類和應用。

3）熱處理工藝方法。

4）砂型鑄造工藝

5）手工電弧焊

6）鍛造的基本方式

7）常見的金屬切削工藝

2、課程的難點

1）材料的成分、結構、組織和性能的關系

2）鋼常規熱處理工藝制定及操作。

3）典型機械零件、工模具等的選材。

4）手工電弧焊焊接操作

5）砂型鑄造造型技能

6）常見金屬的切削加工工藝制定

3、解決方法

1)通過自制掛圖、實驗模型、參觀見習、多媒體課件等多種形式加強直觀性教學。

2)理論、實驗與實訓相結合3)小組工作方式與項目教學相結合。

4）課程設置與實訓場所相結合。

五、實踐教學的設計思想

1、隨堂實驗的設計思想

在實驗項目中實施能力培養。在課堂教學實驗中，我們對實驗項目進行了改革，把演示性、驗證性實驗轉變為綜合性、設計性、實踐性、應用性的實驗。具體做法是：給出實驗任務書、指導書、由學生自行設計實驗方案，自行動手實施，這對培養學生的獨立工作能力和分析能力非常有益。

2、實習實訓的設計思想

金工實習是學習本課程必需的實踐教學環節。根據教學大綱要求，在金工基本理論講授完畢后，我們安排了2周的金工實習，包含了鍛壓、焊接、鉗工、車工、機工等內容，旨在培養學生金屬加工的基本操作技能。

4、課程組織形式與教師指導方法

隨堂實驗：根據每個實驗的內容提前3天給出實驗任務書、指導書，學生自行設計實驗方案和實驗過程，由指導教師先審核其合理性和可操作性，最后由學生自行動手實施，老師現場進行指導。

實習實訓：在理論課程結束后集中進行，按企業作息時間，一天上崗8小時，進行企業化管理，培養學生對工業環境的適應能力，提高學生的工業素質和職業道德。組織形式上根據班級人數進行分組，一般3—4人一組，指導教師分組指導，第一階段教師演示，第二階段學生實際操作，第三階段總結考核。

5、考核內容與方法

1、對實驗、實訓項目的操作和要求完成情況進行考核

主要考核學生是否按規定的步驟進行及實驗、實訓過程的嚴謹性與創新性。分優、良、合格和不合格四個等級，采用學生自評、互評及教師總評的方法，成績占總成績的60%。

2、對實訓報告的完成情況進行考核，主要考核實驗數據的準確性和實驗報告填寫的完整性。實驗后由學生將數據進行處理及分析，將操作過程進行記錄、總結和分析，寫出實訓報告。由指導教師批改，評定成績。分：優、良、合格和不合格四個等級，占總成績的40%。考核成績記入學生期終總評成績表。

第二篇：〈金屬工藝學〉課程教學的必要條件

《金屬工藝學》課程實習教學大綱課程名稱：合肥學院金工實習教學大綱

英文名稱：Hefei College Metalwork internship program 課程代碼：1631401

一、實驗學時：四周(適用專業：機制類本科 本科)

二、實習的地位、作用和目的

金工實習是機械類專業重要的實踐性環節，是機械類各專業學習〈金屬工藝學〉課程教學的必要條件，并為學生學好后續課程打下基礎。

金工實習目的是使學生初步了解機械制造的生產過程，機械制造工藝知識，初步了解生產設備維修與調整的方法，懂得基本的勞動保護知識，培養一定的操作技能，增強實踐工作能力，接受思想、作風教育。

金工實習將以學生獨立操作為主，在滿足教學要求的前提下，盡可能結合生產進行。

每組15人左右 必修課 考察課 6學分

三、實習基本原理及課程簡介

（一）、鑄造實習應知：

1、鑄造生產的工藝過程、特點和應用范圍。

2、型（芯）砂應具備的主要性能及其組成。

3、型芯的作用、結構和制造方法。

4、三箱、刮板造型方法的特點及應用，機器造型的特點及造型機的結構和工作原理。

5、常見特種鑄造（熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造）的特點。

6、沖天爐的構成、爐料種類及作用，了解灰口鑄鐵、球墨鑄鐵的熔煉原理，熔化及澆注對鑄件質量的影響。應會：

1、掌握手工兩箱造型（整模、分模、挖砂、活塊）方法的特點和應用以及分形面的選擇和簡化原則。

2、熟悉澆注系統的作用、組成及澆注系統（內澆口）的設置。

3、對中、小型鑄件（帶芯）進行工藝分析。

4、具備選擇造型方法，并能獨立完成造型、制芯、澆注、落砂等操作。

（二）、鍛造實習應知：

1、鍛造生產特點及應用范圍。

2、鍛造加熱爐的大致結構、操作方法，坯料加熱和鑄件冷卻基本知識。

3、鍛造時金屬加熱的目的，加熱設備及常用金屬材料鍛造溫度范圍的確定。

4、自由鍛造的應用范圍，基本工序及所用設備、工具。

5、了解錘上模鍛的工藝特點和模具結構，胎模鍛造的工藝特點。

6、了解沖壓所用設備的結構和操作方法，以及沖壓基本工序和模具結構。應會：

1、正確使用鍛造爐加熱鋼料。

2、能用火色大致鑒別鋼料的始鍛溫度和終鍛溫度。

3、判斷加熱缺陷的種類并能采取相應的防止方法。

4、能獨立完成簡單零件（榔頭毛坯料）自由鍛的技術操作。

（三）、焊接實習應知：

1、焊接的種類、特點及應用范圍。了解焊接中的冶金反應，及其對焊件的性能影響。

2、手弧焊機的種類、結構、安全操作方法及電流調整。

3、電焊條的組成及作用，了解酸性焊條和堿性焊條的性能特點和選用。

4、焊接規范的選擇和操作要領。

5、焊接工藝對焊件結構的要求。

6、常用焊接接頭型式和坡口型式，各種空間位置的焊接特點。

7、氣焊所用設備的組成及作用，氣焊火焰的種類和應用，氣焊焊絲與焊劑的作用。

8、氧氣切割原理、過程及對被切割材料的要求。

9、熔化焊的常見焊接缺陷及其產生原因。

10、焊接生產安全技術及回火時應采取的緊急措施。

11、二氧化碳氣體保護焊的工藝特點和應用。

12、氬弧焊的的工藝特點、優勢和應用。應會：

1、獨立完成手工電弧焊的平焊操作方法，并能焊出較整齊的焊縫（每位學生至少用10～12根焊條）；

2、初步掌握氣割、氣焊的操作要領；

3、能夠分辨電焊表面可見缺陷（氣孔、未焊頭、夾渣、咬邊、熱裂紋）

4、初步掌握二氧化碳氣體保護焊接、氬弧焊的操作。

（四）、機械加工實習

1、車工實習應知：

①車床型號、規格及加工范圍； ②車床的組成及其作用和傳動系統；

③車刀常用材料及車刀三面、四面、二刃的作用；

④車床常用的工件裝夾方法及裝夾附件的結構及用途，掌握軸類、盤套類零件裝夾方法的特點；

⑤車削端面、內外圈、錐面、螺紋、切槽、滾花的方法及刀具； 應會：

①能獨立完成一般軸類、盤套類、螺紋零件的車削加工； ②能用三爪卡盤、四爪卡盤、花盤正確的裝夾零件； ③能正確使用游標卡尺、百分尺等量具對零件進行測量。

2、銑工實習應知：

①銑削加工范圍及加工精度和表面粗糙度； ②銑床主要部件結構及其作用；

③銑床所用刀具的種類和附件的結構、用途及安裝調整方法。應會：

①銑平面、溝槽、鍵槽及銑齒輪的操作方法； ②分度頭的簡單分度計算方法及分度方法

3、刨工實習應知：

①各種刨床加工范圍、加工特點、加工精度及表面粗糙度； ②牛頭刨床主要部件及其作用；

③牛頭刨床的擺桿和棘輪機構及其調整方法。應會：

①能完成平面刨削、溝槽刨削； ②能正確地調整刨床的行程長度、行程位置、沖程次數/分和進給量。

4、其他機床現場教學

通過參觀，使同學們了解下列機床的主要組成部分、加工范圍及其特點，所能達到的加工精度及表面粗糙度 ５、磨工實習（外圓磨床、平面磨床）

1、基本知識要求：應知

（1）磨床的組成、運動和用途，磨床的液壓傳動特點；（2）磨削加工特點及表面粗糙度初步概念； ★（3）砂輪的組成與分類，磨削安全操作。

2、基本技能要求：應會 普通的磨床操作。

齒形加工機床（滾齒機）

（五）、鉗工實習應知：

1、鉗工在機械制造和修配工作中的作用；

2、掌握劃線、鋸削、銼削、削、鉆孔、攻絲、套扣的方法和應用，以及所用工具、量具的結構、用途和使用與調整方法。

3、公差配合的基本概念，機械部件及軸系的基本組成和裝配；

4、鉆床的種類及組成、運動和用途，了解擴孔、鉸孔和孔的加工精度、表面粗糙度及加工刀具的結構特點。應會：

1、獨立完成四方鋼料毛坯制作成小榔頭的操作；

2、獨立完成中等復雜支架類零件的劃線操

四、實習基本要求

1、了解金屬的各種主要加工方法及加工過程、所用設備、生產特點和應用范圍，懂得基本的勞動保護知識，并且掌握初步的操作技能；

2、對簡單的中等、復雜的典型零件，具有初步選擇加工方法和分析工藝過程的能力，并了解新工藝、新技術在機械制造中的應用；

3、熟悉有關工程術語、技術文件及技術標準；

4、培養勞動觀點、遵守紀律、愛護國家財產，培養理論聯系實際的科學作風。

五、實習安排（4周共20天）實習內容

車 工 鉗 工 銑工 鑄 工 鍛 工 電焊工 氣焊 刨工 磨工

時間（天）4 4 1.3 4

1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 入廠安全教育、了解金工實習、觀看金工工藝教學錄相帶0.5天

六、實習成績考核與報告

1、學生完成本大綱所要求操作的每一道工序后，由負責制到該工序的工人師傅進行成績考核（操作技能、勞動紀律、安全生產等）來評定實習成績，計入學生實習成績登記表中（技能安全占總成績的70%）。

2、實習報告成績（占總成績的30%）。及《金屬工藝學實習報告》 由上面三項成績綜合評定實習總成績，由實習指導教師，按五級計分制評定每個學生的實習成績，于實習結束五天內，上報系部。

3、學生缺勤（病假、事假）達到實習期間的1/4，不給成績，要求學生另找時間待補全實習后，才給實習成績，無故曠課2天，取消實習資格，成績為不及格。

4、學生因病休假1～2天，缺某工種的實習，要求找時間補完某工種的實習后，才給出實習成績。

5、學生實習成績不及格者，按校有關規定處理。

七、實驗教材及主要參考資料

1、教材

1> 金禧德主編《金工實習》 高等教育出版社 2008 2> 袁名炎主編《工程訓練》江西人民出版社 2014.6 教研室：金工實驗實習基地 執筆：石俊強

中心主任審核簽名：

基礎實驗與實踐教學中心

2016.8.6

第三篇：金屬工藝學實習

電氣09191091961920董小韜

金屬工藝學實習小結

還有一天，我們為期8天的金屬工藝學實習就要結束了，雖然過程不甚完美，完成的作品、取得的成績也不是十分理想，但我確實從中收獲到了許多。鉗工、焊接、鑄造、車工，四項工業基礎技術為我敞開了工業生產活動的一扇窗，讓我領略了一個陌生的知識領域。第一天的鉗工實習中，我就遇到了不少的麻煩，手生技劣，時間總感覺不夠用，步驟也不時的出現顛倒或者遺漏。在制作錘子上的羊角時，更是由于不規范的動作，破壞了羊角的造型。第二天的操作因為有了第一天的經驗，相對好了一些，在完成小錘的基礎上，也按時做好了瓶起。看著自己有些拙劣的作品，心里卻是十分欣慰。

接下來我見識到了焊接技術的神奇。短短兩天，我接觸了焊條電弧焊、二氧化碳氣體保護電弧焊、鎢極氬弧焊、電阻焊、壓焊、氧乙炔氣體火焰焊，以及火焰和電弧對金屬的切割。從前繞著焊接現場走，這次結結實實地認識一把，不由暗暗地過癮啊。

第三個工種是鑄工，可以說，在鑄工的表現叫我自己挺失望的，練習的時候不注意連貫完整，最后制作成品時就出了洋相，上下型箱修修補補好一會才弄好，卻又忘了挖內澆道，再重新整理已經沒辦法挽回了，最后的作品幾乎看不出模樣的形狀。這件事給我的觸動很大，在工業生產中沒有投機取巧，只有扎扎實實，認認真真，一步一個腳印地去做才能制作出優質的產品，如果搶著趕著，不注意流程的規范，勢必會像我制出的鑄件一樣，成為廢品一件，欲速則不達，效率反而到變得低下了。

今天開始實習的車工可以說是看起來最輕松的了，但是因為前一天的教訓，指導的師傅又強調了車工的高危險性，今天我一點沒敢大意。說起來車工雖然對手工的要求降低了，可精度的要求確實大大的提高了。要小心操作、注意安全，又要把握精度、分毫必究，這一天下來，也是挺疲勞的。

明天就是最后一天了，希望能夠做好，用讓自己、師傅滿意的表現順利結束這次實習。想總結的就是這么多。還想說的是，這些天來，每每看到師傅們熟練精湛的技藝，我都覺得只有感嘆的份。其實，這次實習也確實引起了我的反思，讓我深刻認識到了自己理論與實際結合方面的不足，以及在動手能力方面的欠缺。我會記下所有的經驗與教訓，避免今后犯類似性質的錯誤。最后還要衷心的感謝這些天來悉心指導我們的各位師傅，你們辛苦了！

2011-1-12

推薦師傅：霍太平何先利

第四篇：金屬工藝學復習題

金屬工藝學復習題

1.鑄造、鍛造、沖壓、焊接的概念與優缺點？

鑄造：將液態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方法。優點：（1）可制造形狀復雜，特別是內腔復雜的鑄件，如：復雜的機箱、閥體、汽缸等。

（2）鑄件大小不受限制，幾克～數百噸。

（3）鑄造適用范圍廣，幾乎凡能熔化的金屬材料均可用于鑄造。缺點：成型的鑄件內部致密性較低，易出現如縮孔、縮松等缺陷，力學性能較低。鍛造：利用沖擊力或壓力使金屬在抵鐵間或鍛模中變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件的工藝方法。自由鍛優點：（1）所用設備簡單，可鍛零件重量1kg～100T（2）通用性強，易于單件、小批量生產 缺點：（1）生產率低，鍛件精度、光潔度差（2）只能鍛形狀很簡單的零件（3）操作技術要求高 模鍛優點：（1）精度高

（2）生產率高（可達幾十倍）（3）可鍛重量0.5～150kg的工件 缺點：只適合大量生產 胎模鍛優點：（1）與自由鍛比較，生產率高，消耗金屬少，質量好；

（2）與模鍛相比，胎膜鍛制造成本低，使用設備簡單，適合中小批量生產； 缺點：表面質量不如模鍛，胎膜容易損壞。

板料沖壓/冷沖壓：利用沖模使板料產生分離或變形的加工方法。（熱沖壓：板料厚度超過8~10mm）優點：（1）可以沖壓出形狀復雜的零件，且廢料較少

（2）產品具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度值，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和自動化，生產率很高。故零件成本低。缺點：（1）沖模制造復雜、成本高，只有在大批量生產條件下有優越性（2）適用材料：塑性好的材料，如低碳鋼，有色金屬等

焊接：利用加熱或加壓力等手段，借助金屬原子的結合與擴散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來的工藝方法。優點：（1）制造大型結構件或復雜機器部件（2）化大為小、化復雜為簡單來準備坯料（3）對不同材料進行焊接，制成雙金屬構件

1.什么叫液態合金的充型能力？充型能力不足會導致什么 缺陷？影響合金充型能力的主要因素是什么？

液態合金充滿鑄型型腔，獲得形狀準確、輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態合金的充型能力。充型能力不足會產生：（1）澆不足：使鑄件不能獲得充分的形狀；（2）冷隔：鑄件雖獲得完整的外形，但因存在未融合的部位，使力學性能嚴重變壞。影響合金充型能力的主要因素：（1）合金的流動性（化學成分：純金屬/共晶）（2）澆注條件（澆注溫度愈高，合金粘度下降/充型壓力）（3）鑄型填充條件2.為什么共晶成分的合金充型能力好？澆注溫度對合金的充型能力有什么影響？

（1）由于合金的流動性愈好，充型能力愈強，而影響合金流動性的因素以化學成分的影響最為顯著。共晶成分合金的結晶是在恒溫下進行的，此時，液態合金從表層逐層向中心凝固，由于已結晶的固體層內表面比較光滑，對金屬液的流動阻力小，故流動性最好。所以共晶成分的合金充型能力好。

（2）澆注溫度對合金充型能力有著決定性影響。澆注溫度愈高，合金的粘度下降，且因過熱度高，合金在鑄型中保持流動的時間長，故充型能力強；反之，充型能力差。但澆注溫度過高，鑄件容易產生縮孔、縮松粘砂、析出性氣孔、粗晶等缺陷，故在保證充型能力足夠的前提下，澆注溫度不宜過高。

3.鑄件凝固過程中，斷面上一般存在哪幾個區域？鑄件的凝固方式是根據什么來劃分的？

（1）鑄件凝固過程中，其斷面上一般存在三個區域，即固相區、凝固區和液相區。（2）鑄件的“凝固方式”是依據凝固區的寬窄來劃分的。

4.鑄件的凝固方式有哪幾種？哪一種凝固方式的充型能力最好？為什么？其代表性合金是什么？

（1）凝固方式：逐層凝固；糊狀凝固；中間凝固（2）逐層凝固的充型能力最好。因為純金屬或共晶成分合金在凝固過程中不存在液、固并存的凝固區，故斷面上外層的固體和內層的液體有一條界限（凝固前沿）清楚地分開。隨著溫度的下降，固體層不斷加厚，液體層不斷減少，直達鑄件的中心，所以這樣的凝固方式充型能力最好。代表合金：鋁硅合金。

5.鑄件的收縮經歷哪幾個階段？“縮孔”和“縮松”在那個階段產生？如何防止？“變形”和“裂紋”在哪個階段產生？如何防止？（1）收縮三個階段：液態收縮——凝固收縮——固態收縮（2）“縮孔”和“縮松”產生于液態收縮和凝固收縮兩個階段。為了防止“縮孔”和“縮松”，可使鑄件實現順序凝固，所謂順序凝固就是在鑄件上可能出現縮孔的厚大部位通過安放冒口等工藝措施，使鑄件遠離冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。按照這樣的凝固順序，使鑄件各個部位的收縮均能得到補充，而將縮孔轉移到冒口之中，冒口是多余部分，可切除。（3）“變形”和“裂紋”產生于固態收縮階段。為防止鑄件產生變形，設計時盡可能使鑄件的壁厚均勻、形狀對稱，鑄造工藝上采用同時凝固原則，以便冷卻均勻；對于長而易變性的鑄件，還可采用“反變形”工藝，即在模樣上預先作出相當于鑄件變形量的“反變形”以抵消鑄件的變形；對于不允許發生變形的重要件必須進行時效處理，從而消除內應力，防止變形。裂紋分熱裂和冷裂兩種，為防止熱裂可采用結晶溫度范圍窄的合金，減小液、固兩相區的絕對收縮量，降低鋼鐵中硫的含量，采用退讓性較好的鑄型等方法；為防止冷裂，可使用塑性較好的合金。

6.灰口鑄鐵可分為哪幾種？灰鑄鐵具有什么特點？影響石墨化的主要因素是什么？

（1）灰口鑄鐵：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵（2）灰鑄鐵的抗拉強度低，塑形、韌性差，不能鍛造和沖壓，焊接性能很差，裂紋傾向較大，但具有優良的減振性，耐磨性好，缺口敏感度小，鑄造性能優良，切削加工性好。

（3）影響石墨化的主要因素是化學成分和冷卻速度。

7.可鍛鑄鐵生產具有什么特點？應用場合是什么？為什么？ 可鍛鑄鐵具有相當高的塑形和韌性，但并不能真的用于鍛造；可鍛鑄鐵的生產過程復雜，退火周期長，能源耗費打，鑄體的成本較高。通常用于制造形狀復雜、承受沖擊載荷的薄壁小件。因為這些小件若用一般鑄鋼制造困難較大；若改用球墨鑄鐵，質量又難保證。

8.球墨鑄鐵生產具有什么特點？

（1）制造球墨鑄鐵所用的鐵液含碳、硅要高，但硫磷含量要低，出爐的鐵液溫度須高達1450℃以上

（2）要進行嚴格的球化處理和孕育處理。球化劑是稀土鎂合金，作用是使石墨呈球狀析出；孕育劑是硅含量75%的硅鐵，作用是促進石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向。（3）鑄型工藝上，由于球墨鑄鐵較灰鑄鐵易產生縮孔，縮松，皮下氣孔和夾渣，因此采用順序凝固；增加鑄型剛度；降低鐵液的含硫量和殘余鎂量以防止皮下氣孔；加強擋渣措施以防產生缺陷。

（4）多數球鐵件鑄后要進行熱處理，保證力學性能，常用熱處理方法是退火和正火。

9.鑄造工藝圖上包括哪些內容？

澆注位置，鑄型分型面，型芯的數量、形狀、尺寸及其固定方法，加工余量，收縮率澆注系統，起模斜度，冒口和冷鐵的尺寸和布置等。

10.鑄型分型面的選擇原則是什么？

（1）應盡量使分型面平直、數量少。

（2）應避免不必要的型芯和活塊，以簡化造型工藝。（3）應盡量使鑄件全部或大部分置于下箱。

對于具體鑄件來說，上述諸原則難以全面滿足，有時甚至互相矛盾。因此，必須抓住主要矛盾、全面考慮，至于次要矛盾，則應從工藝措施上設法解決。

11.鑄件工藝參數選擇時應注意哪些？ 為了繪制鑄造工藝圖，在鑄造工藝圖方案初步卻確定之后，還必須選定鑄件的機械加工余量、起模斜度、收縮率、型芯頭尺寸等工藝參數。

（1）要求的機械加工余量和最小鑄孔。余量過大，機械加工費工且浪費金屬；余量過小，鑄件將達不到加工面的表面特征與尺寸精度要求。鑄件上的孔、槽是否鑄出，不僅取決于工藝上的可能性，還必須考慮其必要性。

（2）起模斜度。為使型砂便于從模樣內腔中取出，內壁起模斜度應比外壁大。（3）收縮率。為保證鑄件應有尺寸，模樣尺寸必須比鑄件放大一個該合金的收縮量。

（4）型芯頭。芯頭必須留有一定的斜度α 12.怎樣合理設計鑄件的壁厚？

（1）鑄件應有適合的壁厚，應選擇合理的截面形狀或采用加強筋，以便采用較薄的結構

（2）鑄件的壁厚也應防止過薄，應大于所規定的最小壁厚，以防澆不到或冷隔缺陷

（3）鑄件的內壁散熱慢故應比外壁薄些，以防縮孔及裂紋的產生（4）鑄件的壁厚應盡可能均勻，以防厚壁處金屬聚集，產生縮孔、縮松等缺陷。

13.鑄件壁的聯接有什么特點？為什么？

（1）鑄件壁間轉角處一般應具有結構圓角，因為直角連接處的內側較易產生縮孔、縮松和應力集中。通常使轉角處內接圓直徑小于相鄰壁厚的1.5倍

（2）為減小熱節和內應力，應避免鑄件壁間銳角連接，而改用先直角接頭后再轉角的結構。當接頭間壁厚差別很大時，為減少應力集中，應采用逐步過渡方法，防止壁厚的突變。

14.塑性變形對金屬的組織和性能有什么影響？

（1）金屬在常溫下經過塑形變形后，內部組織將發生變化：晶粒沿最大變形的方向伸長；晶格與晶粒均發生扭曲，產生內應力；晶粒間產生碎晶。

（2）金屬的力學性能隨其內部組織的改變而發生明顯變化。變形程度增加時，金屬的強度及硬度升高，而塑形和韌性下降。在冷變形時，隨著變形程度的增加，金屬產生加工硬化現象，即金屬材料的所有強度指標（彈性極限、比例極限、屈服點和強度極限）和硬度都有所提高，但塑形和韌性有所下降。

15.什么叫金屬的可鍛性？常用什么來衡量？影響金屬可鍛性的因素有哪些？（1）金屬的可鍛性是材料在鍛造過程中經受塑性變形而不開裂的能力。

（2）可鍛性的優劣常用金屬的塑性和變形抗力來綜合衡量。塑形越好，變形抗力越小，則金屬的可鍛性越好；反之則越差。

（3）金屬的可鍛性取決于金屬的本質和加工條件。金屬的本質受化學成分和組織的影響。加工條件受變形溫度、應變速率和應力狀態的影響。

16.鍛造過程中，碳鋼的鍛造溫度范圍是如何確定的？若確定不當，會產生什么問題？

鍛造溫度范圍是鍛件由始鍛溫度到終鍛溫度的溫度區間。始鍛溫度是開始鍛造時坯料的溫度，終鍛溫度是坯料經過鍛造成形，在停鍛時的瞬時溫度。碳鋼的鍛造溫度范圍的確定是以合金狀態圖為依據的。始鍛溫度比AE線低200℃左右，終鍛溫度為800℃左右。若確定不當，始鍛溫度過低，金屬可鍛性急劇變差，使加工難于進行，強行鍛造，將導致加工硬化、鍛坯破裂報廢。

17.自由鍛的工序分為哪幾類？基本工序主要有哪些？

（1）自由鍛工序可分為基本工序、輔助工序和精整工序三大類。（2）基本工序主要有：鐓粗、拔長、沖孔、扭轉、錯移、切割

18.模鍛模膛與制坯模膛各有什么作用？模鍛模膛又分為哪兩種？他們的作用和不同點分別是什么？（1）模鍛模膛：由于金屬在此種模膛中發生整體變形，故作用在鍛模上的抗力較大。制坯模膛：為了制作形狀復雜的模鍛件，使坯料形狀基本接近模鍛件形狀，使金屬能合理分布和很好地充滿模鍛模膛，預先在制坯模膛內制坯。

（2）模鍛模膛分為終鍛模膛和預鍛模膛兩種。終鍛模膛是模鍛時最后成形用模膛，模膛四周的飛邊槽，可增加阻力，使金屬更好地充滿模膛，容納多余的金屬。在不能直接獲得沖孔的部位留有連皮。預鍛模膛是使鍛坯最終成形前獲得接近終鍛形狀的模膛，可改善終鍛時金屬的流動條件。可減少對終鍛模膛的磨損，延長模鍛的使用壽命。兩者的主要區別是，預鍛模膛的圓角和斜度較大，沒有飛邊槽。

19.繪制模鍛鍛件圖時應考慮哪些內容？確定鍛件分模面的原則是什么？

（1）繪制模鍛鍛件圖時應考慮余塊、機械加工量、鍛造公差、分模面、模鍛斜度、模鍛圓角半徑、連皮厚度等。

（2）選定分模面的原則是：a.應保證模鍛件能從模膛中取出，一般情況，分模面應選在模鍛件的最大截面處；b.應使上、下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，便于調整鍛模位置；c.分模面應選在能使模膛深度最淺的位置上；d.選定的分模面應使零件上所增加的余塊最少；e.分模面最好是一個平面。

20.沖壓生產的基本工序有哪兩類？落料和沖孔時什么是成品，什么是廢料？凸凹模間隙對沖裁過程有何影響？怎樣確定沖裁模刃口的尺寸？（1）沖壓生產的基本工序有分離工序和變形工序兩大類。

（2）利用沖裁取得的一定外形的制件或坯料是落料的成品，將材料以封閉的輪廓分離開來，獲得的帶孔的制件是沖孔的成品。沖孔中的沖落部分為廢料。（3）凹凸模間隙影響沖裁件的斷面質量、模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。間隙過大，造成沖裁件邊緣粗糙，卸料力和推件力小；間隙過小，造成上下裂紋不能很好重合，摩擦力大，模具壽命降低。

（4）為保證沖裁件的尺寸要求，并提高磨具的使用壽命，落料時凹模刃口的尺寸應靠近落料件公差范圍內的最小尺寸；沖孔時，選取凸模刃口的尺寸靠近孔的公差范圍內的最大尺寸。

21.拉深過程中常產生什么缺陷？原因是什么？彎曲時經常會發生什么現象？如何預防？

（1）拉伸過程中的常見缺陷：拉穿和起皺。拉穿是由于a.凹凸模的兩個圓角半徑過小，易將板料拉穿；b.凹凸模的間隙過小，摩擦力增大，易拉穿工件和擦傷工件表面，且降低模具壽命；c.拉伸系數越小，拉伸件直徑越小，變形程度越大，坯料被拉入凹模越困難，易產生拉穿廢品；d.潤滑不夠，表面磨損和摩擦力過大。

起皺現象與坯料的厚度和拉伸系數有關，相對厚度越小或拉伸系數越小，越容易起皺，間隙過大，也容易使拉伸件起皺。

（2）彎曲時容易發生金屬破裂。板料越厚，內彎曲半徑越小，拉應力越大，越容易彎裂。為防止彎裂，最小彎曲半徑應為rmin=(0.25~1)δ(δ為金屬板料的厚度)。材料塑性好，則彎曲半徑可小些。彎曲時還應盡可能使彎曲線與板料纖維垂直。

22.什么叫焊接？直流電弧焊中正接和反接的特點是什么？（1）焊接是通過加熱或加壓（或兩者并用），使工件產生原子間結合的一種連接方式。

（2）正接是將工件接到電源的正極，焊條（或電極）接到負極；反接是將工件接到電源的負極，焊條（或電極）接到正極。正接時工件溫度相對高一些。

23.焊接熱影響區分為幾部分，各具有何組織、性能特點？

焊接熱影響區可分為熔合區、過熱區、正火區和部分相變區等。

（1）熔合區：熔化的金屬凝固成鑄態組織，為熔化金屬因加熱溫度過高成為過熱粗晶。在低碳焊接接頭中，熔合區強度、塑形和韌性下降，此處接頭斷面變化，應力集中。熔合區很大程度上決定焊接接頭的性能。

（2）過熱區：奧氏體晶粒粗大，形成過熱組織。塑性韌性降低，對于易淬火硬化鋼材，此區脆性更大。

（3）正火區：加熱金屬發生重結晶，轉變為細小的奧氏體晶粒。冷卻后得到均勻而細小的鐵素體和珠光體組織，力學性能優于母材。

（4）部分相變區：珠光體和鐵素體發生重結晶，轉變成細小的奧氏體晶粒。部分鐵素體不發生相變，但其晶粒有長大趨勢。冷卻后晶粒大小不均，因而力學性能比正火區稍差。

24.如何防止焊接時的變形？ 當對焊件的變形有較高限定時，在結構設計中采用對稱結構或大剛度結構、焊縫對稱分布結構都可減小或不出現焊接變形。施焊中，采用反變形措施或剛性夾持方法，都可減小焊件的變形。正確選擇焊接參數和焊接次序，對減小焊接變形也很重要。對于焊后變形小但已超過允許值的焊件，可采用機械矯正法或火焰加熱矯正法加以消除。

25.普通電焊條是由什么組成？各具有什么作用？選用電焊條的原則是什么？（1）普通電焊條是由焊芯和藥皮（涂料）兩部分組成。焊芯起導電和填充焊縫金屬的作用，藥皮則用于保證焊接順利進行并使焊縫具有一定的化學成分和力學性能。

（2）焊條通常是根據工件化學成分、力學性能、抗裂性、耐腐蝕性以及高溫性能等要求，選用相應的焊條種類。a.低碳鋼和低合金鋼構件，一般要求焊縫金屬與母材等強度；b.同一強度等級的酸性焊條或堿性焊條的選定，應依據焊接件的結構形狀、鋼板厚度、載荷性質和鋼材的抗裂性能而定。通常對要求塑性好、沖擊韌度搞、抗裂能力強或低溫性能好的結構。選用堿性焊條。如果構件受力不復雜、母材質量較好，應選用較經濟的酸性焊條；c.低碳鋼與低合金鋼焊接，可按異種鋼接頭中強度較低的鋼材來選用相應的焊條；d.鑄鋼件含碳量較高，厚度較大，形狀復雜，容易產生焊接裂紋，應選用堿性焊條，并采取適當的工藝措施（如加熱）進行焊接；e.不銹鋼和耐熱鋼性能特殊，應選用相應的專用焊條，以保證焊縫的主要化學成分和性能與母材相同。

26.什么叫金屬的焊接性？如何衡量鋼材的焊接性？

（1）金屬材料的焊接性是指在限定的施工條件下，焊接成按規定設計要求的構件，并滿足預定服役要求的能力。即金屬材料在一定焊接工藝條件下，表現出來的焊接難易程度。（2）可用碳當量法來衡量被焊鋼材的焊接性。

當w(c)當量<0.4%~0.6%時，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，焊接性良好。當w(c)當量=0.4%~0.6%時，鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，焊接能力相對較差。當w(c)當量>0.6%時，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，焊接性不好。

27.各種材料的焊接特點。（1）低碳鋼：含碳量≤0.25%，塑形好，一般沒有淬硬傾向，對焊接過程不敏感，焊接性好。不需采取特殊的工藝措施，焊后也不需進行熱處理。厚度大于50mm的低碳鋼結構，焊后應進行消除內應力退火，低溫環境下，應進行焊前預熱。可以用各種焊接方法進行焊接，應用最廣泛的是焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊和電阻焊等。

（2）中、高碳鋼：含碳量為0.25%~0.6%，隨著含碳量的增加，淬硬傾向越加明顯，焊接性逐漸變差。中碳鋼熱影響區易產生淬硬組織和冷裂紋，焊縫金屬產生熱裂紋傾向較大，焊前必須進行預熱，多采用焊條電弧焊，焊后進行相應熱處理。高碳鋼的焊接特點與中碳鋼基本相似，但焊接性更差，預熱溫度更高，工藝措施更嚴格，高碳鋼焊接一般只限于利用焊條電弧焊進行修補工作。

（3）可焊接低合金結構鋼：熱影響區的淬硬傾向增加，產生馬氏體組織，硬度增高、塑形和韌性下降。鋼材強度級別越高，焊接接頭的冷裂紋傾向越大。熱裂紋傾向不大。對于強度級別高的低合金碳鋼，焊前一般均需預熱，焊后還應進行熱處理。（4）鑄鐵：熔合區易產生白口在組織，易產生裂紋，氣孔，由于鑄鐵流動性好，一般只進行平焊，采用氣焊、焊條電弧焊進行焊補。（5）銅和銅合金：焊前工件需預熱，選用較大電流或火焰，焊接過程中易開裂。可用氬弧焊、氣焊、碳弧焊、釬焊等

（6）鋁和鋁合金：氧化鋁密度較大，易使焊縫形成夾縫缺陷；鋁的導熱系數較大，要使用大功率或能量集中的熱源；鋁的膨脹系數也較大，易產生焊接應力與變形，可能導致裂紋；在熔池凝固中易產生氣孔；常需采用墊板進行焊接。常用方法有氬弧焊、氣焊、點焊、縫焊和釬焊。

第五篇：金屬工藝學教學大綱

金屬工藝學（專業基礎課）Metal Technology 以下部分標題填寫用黑體五號字體，具體填寫內容字體為宋體五號）【課程編號】BJ26613 【學分數】2 【學時數】32

【課程類別】專業基礎課 【編寫日期】2011.9.22

【先修課程】機械制圖 金工實習

【適用專業】金屬材料工程

一、教學目的、任務

《金屬工藝學》是一門研究金屬性質、鑄造、鍛壓、焊接和切削加工的總和性的技術基礎課。通過學習，使學生了解常用金屬的性質及其加工工藝的基礎知識，為學習其它有關課程和今后從事工作奠定必要的金屬工藝學的基礎。

二、課程教學的基本要求

1、初步掌握工業用鋼的分類、編號、合金化原理、熱處理、組織、性能及應用。

2、了解鑄鐵的組織性能特點，鑄鐵的石墨化過程與影響因素，工程鑄鐵的成分、牌號、性能與應用。

3、了解有色金屬（鋁及其合金、銅及其合金）的分類、編號、成分、性能與應用等。

4、通過本課程的學習使學生了解必要的熱加工工藝（鑄造、鍛壓）基本知識。

三、教學內容和學時分配 1 + 6 + 4 + 7 + 5 + 2 + 2 + 2 + 1 = 30學時

第一章 緒論 1學時（課堂講授學時+課程實驗學時）主要內容：

總體介紹該門課程的主要內容和課程結構；介紹該門課程的基礎和該課程所學知識的應用領域及發展前景。

教學要求：了解課程的研究對象、內容、性質、任務、特點及學習方法。其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：

第二章 金屬材料的性能(6學時)主要內容：

1、強度和塑性。

2、硬度。

3、沖擊韌度。

4、金屬的疲勞

教學要求：掌握強度、硬度、沖擊韌度和金屬疲勞的定義并且會用洛氏硬度測量法 其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：1學時習題

第三章 金屬材料結構的基礎知識（4學時）主要內容：

1、金屬材料的晶體結構

2、金屬材料的結晶過程。

3、鐵碳合金相圖。

教學要求：掌握金屬材料晶包特點，掌握結晶過程，熟知以及應該用鐵碳金相圖。其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：1學時習題 第四章

鋼的熱處理（7學時）主要內容：

1、熱處理概述。

2、熱處理基本原理。

3、鋼的普通熱處理。

4、鋼的表面熱處理。

教學要求：了解熱處理基本概念和發展歷史，結合鐵碳金相圖熟悉熱處理基本原理，掌握剛的普通熱處理并且會做鋼的熱處理實驗。

其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：

第五章 常用金屬材料（5學時）主要內容：

1、金屬材料的分類。

2、非合金鋼。

3、合金鋼。

4、鑄鋼。

5、有色金屬。

教學要求：了解金屬材料的大分類及在工業使用數量的比例，掌握碳鋼的標號讀法一起碳鋼屈服強度的讀法，掌握合金鋼標號的讀取方法以及成分組成；了解合金鋼概念，了解鑄鋼的概念學會鑄鋼的標號地區方法，了解有色金屬的用途和概念。

其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：1學時習題

第六章 鑄造工藝（2學時）主要內容：

1、鑄造工藝概述。

2、砂型鑄造工藝。

3、鑄件的結構工藝性。

4、特種鑄造工藝。

教學要求：掌握鑄造工藝特點、鑄造性能、鑄造主要工藝內容、機械造型方法、鑄件結構分析與設計及其對鑄件質量的影響，了解常用合金鑄件的生產過程、各種鑄造方法，了解鑄造的發展趨勢。其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：

第七章 壓力加工工藝（2學時）主要內容：

1、壓力加工工藝概述。2、自由鍛造。

3、模型鍛造。

4、鍛件的結構工藝性。

5、板料沖壓

教學要求：掌握單鍵聯接中平鍵、半圓鍵的公差與配合概念，會正確選用配合種類及代號，并能在零件圖上正確標注。了解鍛壓加工的基本理論、自由鍛的應用條件。了解模型鍛的作業流程、加工出鍛件的技術參數和板料沖壓的加工過程。

其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：

第八章 焊接工藝

（2學時）主要內容：

1、焊接工藝概述。

2、手工電弧焊。

3、其他焊接方法。

4、焊件的結構工藝性。

教學要求：了解手工電孤焊電孤的產生、構造、極性及應用，手工電孤焊設備。基本掌握焊條的要求、組織、分類、牌號及選用，手工電孤焊工藝參數的選擇原則，接頭型式和接頭位置。掌握焊接頭的組織和性能。了解氣焊與氣割工藝方法。基本掌握焊接應力與變形產生的原因，防止和減少焊接變形的措施。了解金屬的可焊性概念及鋼鐵材料的可焊性，焊接缺陷種類、特征、產生原因及焊接質量檢驗方法，基本掌握焊接結構的工藝性。

其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：

第九章 切削加工工藝

（1學時）主要內容：

1、切削加工基礎知識。

2、車削加工。

3、鉆削、鏜削、銑削、刨削和磨削加工。

4、零件切削加工的結構工藝性。

教學要求：了解車床加工零件的范圍和車床加工的原理，了解其他各種機床的加工原理，了解切削加工后兩件的技術參數。

其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：

第十章 零件生產過程的基礎知識

（自學）主要內容：

1、概述。

2、零件材料及加工工藝的選擇。

3、典型零件生產過程實例。

教學要求：理解零件加工的基本內容，了解批量生產零件材料及加工工藝、典型零件生產過程實例 其它教學環節（如實驗、習題課、討論課、其它實踐活動）：

四、研究教學內容及時數（2）

1．普通熱處理退火、正火、淬火和回火工藝規范的確定 2.金屬材料基本的機械性能、工藝性能

五、教學重點、難點及教學方法

重點、難點：材料結構的基礎知識；金屬材料的分類、牌號、性能特點及其主要用途；熱處理的概念、分類、工藝特點及應用；金屬加工工藝基礎知識。

教學方法：本課程的學習內容強調理論聯系實際，注重應用理論和實踐性技術，注重各種能力的培養。因此，在課程教學中應注意教學方法和形式的改革，注意與專業學科和課程建設的配合聯系。本課程以課堂教學為主，輔以必要的實驗，并可采用現場教學，電化教學和參觀見習等教學形式，開展生動活潑的教學活動。

五、考核方式及成績評定方式 考試

六、教材及參考書目

推薦教材：《金屬工藝學》，鄧文英主編，高等教育出版社

主要參考書：

1、《金屬工藝學》，王孝達編，高等教育出版社

2、《金屬工藝學》，王東升編，浙江大學出版社 修（制）訂人：藍奇 審核人：

2011年 9月22日