工程材料及工艺教案

第一篇：工程材料及工艺教案

造型工程材料及工艺

教案

赵越超

机械工程学院

2006.6

第一次课： 1．教学内容

了解产品造型设计与材料的关系。2．讲授重点及要求：了解和掌握。3．时间安排：小节10分钟。

第一章 概 论

第一节 产品造型设计与材料

一、材料与造型

材料:人们思想意识之外的所有物质,为人类制造有用器材的物质。

分为石器时代;铜器时代;铁器时代;人工合成材料新时代.二、造型材料的种类及性能(一)造型材料分类 1.按结合键性质分：

（1）金属材料(以金属键为基)；

（2）陶瓷材料(离子键为主,存在一定成分共价键)；（3）高分子材料(大分子为共价键,大分子间物理键)；（4）复合材料(结合键复杂)。

2.按用途分类：结构材料 ；功能材料。

3.按构造分：晶体材料；非晶体材料 ；混合材料。4.按组合分类：单一材料；复合材料。

（二）材料的基本性能：

(1)参量：性能须量化。例如冲击韧性α的单位是KJ/cm，即单位面积消耗的功。

(2)外界条件：不同外界条件会得到相同的性能。例如:强度，高温，抗力，屈服，反复交变载荷，化学介质。再例如含锌30%的黄铜,在室温下抗拉强度是313MPa.。1.金属材料的性能包括：

使用性能：力学性能(强度,弹性,塑性,韧性,硬度,疲劳强度)：物理性能；化学性能。工艺性能：切削加工性；铸造，焊接，可锻性......。（1）金属材料的力学性能

主要有强度,弹性,塑性,韧性,硬度,疲劳强度

1）强度：材料在静载荷条件下抵抗外力产生塑变和破坏的能力。通过拉伸试验来测其屈服强度和抗拉强度。

ζs= Ps/Fo(MPa)ζb=Pb/Fo ζ0.2 =P0.2 /Fo ζ--抗压强度;ζ=抗弯强度

2）弹性：在外力作用下产生变形，外力消失变形恢复变形。变形与外力成正比。ζe =Pe /Fo(MPa)弹性模量：承受外力抵抗弹性变形的能力。E=ζ/ε ε —相对变形量。E越大，刚性越好

3）塑性：在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力。

断面收缩率：ψ=(Fo —Fk)/Fo×100% 延伸率： δ=(Lk—Lo)/Lo×100 % 常用的规定尺寸L=5d , 10d。

4）硬度：材料抵抗塑性变形和断裂的能力。抵抗其他物体（压头）压入的能力。按实验方法不同分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度。工程上常用布氏硬度和洛氏硬度。①布氏硬度 HB=Po/F凹，压头淬火钢球直径Do=2.5 或 5 或10。

简单,准确。适于软金属。

②洛氏硬度

HRA 120°金刚石压头，载荷为60kg，适用于 硬金属，硬质合金。HRB Φ=1.588淬火钢球，载荷为 100kg，适用于相对软金属。HRC 120°金刚石压头，载荷为 150kg，适用于调质钢,淬火钢。

简便，压痕小，不准确，适于硬金属。

5）冲击韧性：在冲击载荷下抵抗变形和断裂的能力。

αk =(mgH1 —mgH2)/F F为冲击试样断口截面积8×8,长度为55mm的缺口试样

6）疲劳强度：抵抗反复载荷而不发生断裂的能力。

-7-8 ζ-1 =P(N 次）/Fo 黑色金属N =10 ,有色金属10(2)金属材料的物理，化学性能：

1）密度：质量与体积之比。2）熔点：固态变液态的温度。3）导热系数:维持单位温度梯度时单位时间流经物体单位面积的热量 ○线膨胀系数:温度每升高一摄氏度材料的长度增量与原长度的比值。

4）传导电流的能力。

用电阻率，电导率表示。银>铜>铝;纯金属>合金。

5）磁性：材料在磁场中被磁化呈现磁性强弱的能力。

铁磁性材料：Fe Ni......。

顺磁性材料：Mn Cr Mo......。

抗磁性材料：Cu Ag Pb Zn......。

6）耐磨性：以磨损量为标准衡量。

7）耐腐蚀性：抵抗周围介质腐蚀破坏的能力。8）抗氧化性：在室温，高温抵抗氧化的能力。（3)金属材料的工艺性

金属材料在加工过程中的难易程度。

1)铸造性：熔化后注入铸型制成铸件的难易程度。

a.流动性是充填铸型的能力.受化学成分，浇注温度，充型能力的影响。b.收缩是凝固和冷却过程中其体积尺寸减少的现象。

分液态收缩、凝固收缩、固态收缩三种.受化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型的影响。2)可煅性：在压力作用下塑性变形的能力。受金属本质（化学成分、内部组织)和加工条件（变形温度，变形速度，应力状态)影响。

3)可焊性：指材料被焊接的难易程度。受焊接方法、材料因素、工艺因素、使用条件影响。4)切削加工性：材料进行切削加工的难易程度。受切削抗力、表面质量、排屑的影响。5)热处理工艺性：淬硬性，淬透性，变形，裂纹。前者硬度与含碳量有关，后者与合金元素有关。

2.非金属材料的性能

（1)物理性能（包括容重，密度，孔隙，材料胀缩）

1)容重:材料在自然状态下,单位体积的质量(包括孔隙和空隙○密度:材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

2)孔隙:孔隙率----内部孔隙体积占总体积的百分比。P=(V0---V)/V0×100% 3)材料的胀缩:因温度变化而发生胀缩开裂变形。(2)力学性能 1)强度:特别是脆性材料,要用弯曲试验 确定。单位相同。2)变形:除了弹性,塑性,还有蠕变和松弛。(3)与水相关性: 水对强度,抗腐蚀,耐久性, 1)亲水性----水滴表面与材料表面夹角<90度为亲水材料。2)吸水性:材料吸收水分的能力。3)耐水性:在水作用下,其强度不明显降低。4)抗渗性:抵抗压力水渗透的能力。(4)与热有关的性能

1)导热性:相同。

2)热容:加热时能吸收热量,冷却时能放出热量。3)耐热性:长期在热环境下,抵抗热破坏的能力。4)耐燃性:对火和高温的抵抗能力。5)耐火性:抵抗高热而不熔化的能力。

6)耐久性:使用过程中受载荷及大气等正常工作,不破坏不失去原有性质。

三、造型材料应具备的性能

工业造型材料除应具备通用性能外,还要具备造型设计特征性能

(包括感觉物性,加工成型性,表面工艺性及环境耐候性等)。(一)感觉物性: 通过人的感觉器官对材料的综合印象。这种感觉包括自然质感和人为质感。例如:木材,天然大理石,铝合金。(二)加工成型性: 选定材料应是容易加工成型的。青铜加工成型性不好；钢铁加工成型好,应多用；工程塑料成型性好。

(三)表面工艺性

表面处理改变表面状态,防腐,防化学,提高寿命,美观.......。

表面精加工,表质层改质处理,表面覆盖装饰,表面着色......。

(四)环境耐候性：适应环境条件经得起环境因素变化的能力。

着色铝---阳极氧化 电解铝着色(适于户外)室内易用有机染色 钢铁加保护层

四、造型材料的应用和发展

(一)基础材料向高质量,低成本方向发展。(二)新型结构材料向高温高比强度方向发展。

(三)复合材料是高性能材料的一个重要发展趋势。(四)信息功能材料及其他新材料。

信息材料包括半导体材料,信息记录材料,光纤材料。

新材料---立体集成电路,智能传感器,光集成电路,显示材料,敏感材料,超导材料。

第二次课： 1．教学内容

（1）了解工业造型材料的美学基础。

（2）掌握产品造型设计与工艺性的关系 2．讲授重点及要求：了解1。掌握2。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。第二节 工业造型材料的美学设计基础

工业造型材料美学是研究材料的审美特性和创美规律及材料的加工方法和使用方法的学科。材料美学具体化就是质感设计。

一、质感的概念(一)质感的定义

是用来标志人对物体材质的生理,心理活动的。是物体表面由内因外因形成的结构特征对人的触觉视觉产生的综合印象。

质感是工业造型设计三大感觉要素之一,即形态感,色彩感,材质感,色和物相依存的。包括两个不同层次的概念:形式要素机理,物面的几何细部特征;内容要素质地,物面的理化类别特征。

两个基本属性:生理属性,如软硬,干湿,冷暖,凹凸......;物理属性,如材质,类别,性质,机能,功能......。(二)机理: 人的感觉产生于表面,机理作用突出。触觉机理:凹凸,粗细;视觉机理:氧化表面,木纹,图案。

(三)质感与产品: 是紧密联系在一起的,产品设计对材料进行加工处理形成具有物质功能又具有精神功能的产品。

当不同材料加工成产品,人的质感就不仅停留在材料表面上升华到整体的质感上。如青铜塑像。

(四)触觉质感

手,皮肤接触感知物体表面特征。

1.触觉的生理构成:由视觉,压觉,痛觉,位置觉,振动觉......;盲人靠触觉认识世界。2.触觉心理构成。

此外,物面质感分为自然质感和人为质感。

二、造型质感设计形式与原则: 质感设计是工业产品设计的重要方面.设计中规范是认材--选材--配材--理材--用材。质感设计基本原则如下:(一)配比原则 用材上有总体与局部,局部与局部的配比关系,按形式美基本法则进行配比,获得美的质感效果。

1.调和法则---使整体各部位物面质感统一和谐。例如:塑料不与木材搭配,机床上不与木材搭配。

2.对比法则----整体各部位物面质感有对比的变化,形成材质对比,工艺对比。例如:金属与非金属,人造材料与天然材料,机床油漆,精加工床面。

(二)主从原则

产品设计要有重点,主辅分开,主体在造型中起决定作用。在整体设计中对可见部位,主要部位,常触部位要有良好视觉触觉质感,其他部位从简。

(三)适合原则

要考虑材质的功能和价值,质感应与适用性相符。如体育金质奖杯配檀香基座好。“器不在料,功不在细,独到设计贵胜金 ”。

三、质感设计在造型设计中的作用

(一)提高适用性

良好质感设计可提高整体设计适用性,如在方向盘上包上一层柔软造革。开关压成凹凸细纹易拨动。

(二)增加装饰性 良好视觉质感设计可提高整体设计的装饰性补充形态和色彩不能代替的形式美。如家电,汽车的涂装工艺。

(三)达到多样性和经济性

良好人为质感设计可代替和祢补自然质感,达到总体设计多样性和经济性。如材料表面装饰---塑料贴面板代替木材。

(四)表现真实性和价值性

良好质感设计往往决定整体设计的真实性和价值性。

第三节 产品造型设计与工艺性

一、造型设计与加工工艺

产品造型设计要满足加工工艺要求。(一)工艺方法

如手工弯钢板不如机器弯钢板。再如门结构，采用铸造方法造型的门,厚度大,表面平整性和边缘直线性都较差,且生产周期长。用角钢做骨架,点焊钢结构制作简单,周期短,但平整性差,变形大,边缘结合不平整,欠美观。采用卷板方式,内有加强筋，制作简便,周期短外观平直,棱线分明,外观效果好，图1-2。(二)工艺水平

结构,材料和工艺方法相同,但工艺水平不同,其效果也不同。如机床上铸件倒角。(三)新工艺的采用

先进工艺不断出现,如精密铸件,精密模锻,挤压,轧制,......使毛坯接近产品,电火花,激光,超声波加工。

(四)工艺方法综合运用

运用多种工艺方法是增加造型外观设计,丰富造型艺术的有效方法。同种材料运用不同处理方法可得到不同效果。依据位置要求不同,镀普通镍,亮镍,黑镍,发蓝,发黑。

二、造型设计与装配工艺

工业产品由零件装配而成,要求零件要符合装配工艺。

(一)避免机械加工 切削加工延长工时, 要用顶丝固定,装配好后加工螺孔,改进后先加工好，图1-3。

(二)应使装配方便，表1-2。

（三）应使拆卸方便，表1-3。

（四）应有正确的装配基面，表1-4。

(五)选合适的调整补偿环 相对尺寸高的尺寸链应设补偿环，图1-4。

(六)应便于起吊 考虑起吊安装运输的方便,大型零部件必须设置起吊孔，图1-5。(七)自动装配对零件结构的要求： 1.易于定位，表1-5；

2.避免工件互相缠结，表1-6； 3.避免零件相互错位，图1-6。

三、造型设计与装饰工艺(一)线形装饰 1.明线装饰

采用立体材料不同装饰材料(色彩,材质)，装饰条宽度<20mm,中部及底部装饰条宽度 35mm--45mm。

多采用铝合金材质，图1-7，图1-8，图1-9。2.暗线装饰

色彩与主体完全一致，图1-10，图1-11，图1-12。(二)色带装饰

常用色带装饰方法: 1.喷涂装饰色带。2.单色带贴装。

3.印刷色带的贴装。(三)面板装饰

面板位置明显,重要,要简洁,大方,美观。

1.面板构图规律

(1)要避免单调和呆板的对称性分割，图1-13a。(2)采用非对称性分割, 图1-13b,c,d。(3)利用斜线分割, 图1-13e。(4)应用曲线分割, 图1-13f。2.面板功能表现形式

(1)用线包围区分, 图1-14。(2)用括线区分，图1-15。(3)用空格区分，图1-16。(4)用色区区分，图1-17。3.面板材质色彩选择(1)铝合金板。(2)工程塑料。

(3)贴塑铝板(钢板)。

第三次课： 1．教学内容

（1）金属特性及分类

（2）钢铁材料

2．讲授重点及要求：了解1。掌握2。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

第二章 金属材料及其加工技术 2--1 常用金属材料及其特性

一、金属材料的特性及分类(一)金属材料的特性

金属键结合起来的晶体为金属晶体。

a.具有良好的反射能力,金属光泽及不透明性。

b.具有良好塑性变形能力.轧制, 拉拔,挤压,锻造。

c.具有良好的导电性,导热性和正电阻温度系数。(二)常用金属材料分类

有色金属: 轻金属材料(密度<4500kg/m,如Al，Mg)；

重金属材料（密度>4500kg/m，如 Cu、Zn、Pb）。

黑色金属：纯铁；钢；铸铁

二、钢铁材料

工业用的最多,占90%以上的金属材料。(一)铁碳合金: C+Fe,黑色金属, 钢和生铁。

（二）工业纯铁

C<0.02%，塑性好(δ=30--50%,φ=70--80%),但强度低(ζ=180--230MPa)。

（三）钢

C=0.02%--2.11%。

碳钢，Fe+C。

合金钢，Fe+C+Me。Me包括Cr、Mo、Mn、Ti、V、W、Ni...。

1.钢的分类:(1)按化学成分分有

碳钢（低碳钢C<0.25%；中碳钢C=0.25--0.6%；高碳钢 C=0.6--1.4%）； 合金钢（低合金钢 Me<5%；中合金钢 Me=5--10%；高合金钢 Me>10%）。

(2)按质量分:钢中杂质S ,P ,Si, 普通钢 P<0.045% S<0.05% 优质钢 P<0.04% S<0.04% 高级优质钢 P,S<0.03%(3)按用途分

结构钢:工程构件和机械零件用钢C<0.6%。

工具钢:高碳钢硬度高,耐磨性好。

特殊用途钢:耐热钢,耐磨钢,不锈钢。

2.碳钢

(1)碳及杂质对钢性能影响

碳的影响:随着含碳量增加,HB增大,ζ增大,δ,ψ,α减小。

当含碳量>0.9%时,随着C增加,HB增大;ζ,δ,α减小。

杂质的影响: P增多;δ,ψ,α减小,低温脆性;S增多,FeS+Fe共晶体熔点987℃,热脆。

(2)普通碳素结构钢

C=0.06--0.38%之间,多为轧制成钢板,型钢,棒钢。要求不高的零件,保证机械性能,不保证化学成分。Q235, ζs=235MP，表2-

1、表2-2。

(3)优质碳素结构钢: 保证机械性能和化学成分。

以钢中含碳量的万分之几表示,用两位数表示。含碳量在0.05%--0.9%.如08,10,15,...45...85 “45”表示含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

随着含碳量的增加,ζ增大,HB增大,δ减少。08---20低碳钢适于冲压,焊接,渗碳;30---50中碳钢，调质钢，制造机械零件,齿轮,轴。50---80弹簧及高强度轴。

含锰较高的优质碳素钢机械性能高,如20Mn,45Mn，表2-3。

(4)碳素工具钢

含碳量为0.8--1.2%, 牌号表示方法是在T后加数字,用含碳量千分之几来表示。如T7,T8,...T13。1）T7,T7A适于制造锻模,凿子,顶尖,大锤;2）T8,T9适于制造切软金属刀具,木工刀具;3）T10,T11A适于制造冲冷模,拉拔模,板牙,丝锥,螺纹刀;4）T12适于制造丝锥,车刀,铣刀;5）T13适于制造锉刀,锯条,绞刀,剃刀，表2-4。3.合金钢 往碳钢中加入Cr,Ni,Ti,Mn,W,V,Mo......，固溶或形成化合物。提高淬透性,回火抗力,热硬性,耐高温,耐磨,抗腐蚀。

(1)合金元素在钢中的作用: 溶入固溶体中或碳化物中,固溶强化,提高合金钢的硬度,强度和耐磨性。改善热处理工艺;提高淬透性和回火稳定性,细化晶粒,提高性能;改变钢的平衡状态,会使奥氏体区加大减小消失。

(2)合金结构钢

加Si,Mn,Cr,Ni,B,W,Mo,V,Ti,Nb.....。

牌号采用数字+化学符号+数字,前面数字是含碳量万分之几,后面是含合金元素的百分之几,含量低于1.5%不注。

低合金结构钢：C<0.25%。结构件，桥梁，09Mn2、16Mn。

合金渗碳钢： C<0.25%。齿轮,轴。20Cr、20CrMnTi。

合金调质钢： C=0.3--0.6%。综合性能好，齿轮,轴,蜗杆，40Cr、40CrMnTi、35CrMo。

合金弹簧钢： C=0.46-0.7%。淬火后中温回火，弹性元件，60Si2Mn、50CrVA、65Mn。

滚动轴承钢： C>1%。GCr15，Cr=1.5%。(3)合金工具钢

分为刀具钢,模具钢,量具钢。碳素工具钢加合金元素。

牌号为“数字+元素符号+数字”,前面数字是含碳量的千分之几,当含碳量大于1%不注,后面合金元素百分之几。

9SiCr含C=0.9%，Si,Cr各1%；W18Cr4V含 W18%，Cr4%，V=1%的合金刀具钢；CrMn、CrWMn量具钢。(4)特殊性能钢

特殊的物理化学性能合金钢，含碳量低，用千分之几表示；当C〈0.03--0.08% 时,前面用0 表示。如0Cr13 C<0.08%，Cr=13%。

○不锈钢:马氏体不锈钢1Cr13 2Cr13......4Cr13 铁素体不锈钢1Cr17 1Cr17Ni 奥氏体不锈钢1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti ○耐热钢:包括抗氧化钢和热强钢.按正火组织分类如下: 珠光体钢 15CrMo 12CrMoV 马氏体钢 1Cr13 1Cr11MoV 奥氏体钢 1Cr18Ni9Ti ○耐磨钢:主要是高锰钢

ZGMn13，C>1%，Mn=13。用于制造 道叉,铲斗…。

第四次课： 1．教学内容（1）钢铁材料

（2）有色金属及合金

2．讲授重点及要求：掌握1、2。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

(四)铸铁: 一种重要的工程材料,机床占90%以上,以铁代钢。

1.铸铁的成分,组织和性能

铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，C=2.5--4%、Si=1--3%、Mn=0.5--1.4%。

碳以三种方式:一种固溶极少量,一种游离,一种化合态。石墨(G)和渗碳体(Fe3C)均可析出,一定条件下Fe3C →3Fe+G。

常用铸铁为共晶成分,熔点低,流动性好。

2.铸铁的分类

(1)按碳存在不同形式分: 白口铸铁----碳主要以化合态存在,又脆又硬,不能加工.断口银白色。可作可锻铸铁生坯,耐磨件,轧辊,锤头。

灰口铸铁---碳主要以石墨态存在。断口灰色.应用广。

麻口铸铁---基体+G+Fe3C.断口灰白色,界在两者之间。(2)按石墨形态

灰口铸铁---碳以片状石墨存在,应用广。

球墨铸铁---碳以球状石墨存在,用于高性能曲轴。

可锻铸铁---碳以絮状石墨存在,高强度高韧性。

3.铸铁的牌号性能和用途

(1)灰铸铁: 钢的基体+片状石墨。

灰铸铁的组织 1)铁素体灰铁[F+G粗片]，ζ、HB低,切削性好,要求不高的件。2)铁素体,珠光体灰铁[F+P+G]，ζ、HB较低,切削性好,铸造好。3)珠光体灰铁[P+G细片]，ζ、HB高,重要机械零件。灰铸铁的性能

1）机械性能：G(ζ =20MPa δ=0, ψ=0), ζ =120--250Mpa，α 极低，抗压与钢相似。

2）工艺性能:共晶成分,铸造性能好。切削加工性好,不能压力加工,焊接性能差。3）减震性好，大量G片阻碍震动传播。4）耐磨性好，G干润滑剂；G坑储油池。5）缺口敏感性低。

灰铸铁牌号:灰铁性能取决成分和冷速。常用力学性能表示。

如 HT200，灰铁，ζb=200Mpa, HT20---40。

(2)球墨铸铁

○球铁牌号和性能：钢基体+G球。

QT450—10，球铁，ζb=450Mpa，δ=10%。

分为铁素体球铁,珠光体球铁,铁素体,珠光体球铁。

球铁基体ζb利用70--90%，灰铁利用30---50%。球状石墨对基体割裂作用小,应力不易集中,性能提高,以铁代钢。

○球铁生产

1)化学成分与灰铁相近，s<0.07，p<0.1%。

2）球化剂 ,Mg--稀土合金，去硫、气。球化剂1--1.6%。3）孕育剂，Si--Fe，孕育剂细化石墨片。

4）球化处理工艺--包底冲入法。

5）球铁热处理。(3)可锻铸铁

C=2.4--2.8%；Si=0.4--1.4%，浇注成白口,经长时间石墨化高温退火，Fe3C 至900℃以上,时间为40--70小时。Fe3C→ Fe+G团,耗能大,成本高。用于汽车后 桥,管接头,阀门......。

有珠光体可锻铸铁,铁素体可锻铸铁。还有蠕墨铸铁,耐磨铸铁,耐热铸铁,耐蚀铸铁。

加一些合金元素 Si Mn Cr Mo......。(五)铸钢 铸钢综合性能高于铸铁,焊接性能好,性能稳定,便于生产耐磨、耐蚀、耐热铸件。1.铸钢分类:(1)铸造碳钢:低碳铸钢C<0.25%；中碳铸钢 C=0.25--0.45% ；高碳铸钢C=0.5--0.6%。

牌号: ZG200---400，ζs=200MPa，ζb=400MPa，ZG15(含碳量)。

(2)铸造合金钢:为提高钢的力学性能,使其具有耐磨、耐蚀、耐热及物理 化学性能,加一些合金元素。

低合金铸钢 Me<3.5%，ZG35Mn。

高合金铸钢 Me>10%，ZGMn13。2.铸钢工艺特点: ○流动性差，>8mm。

○收缩大，体10--14%，线1.8--2.5%，易于产生缩孔、加冒口。

○熔点高，1500℃，易氧化粘砂。

铸铁用冲天炉熔化，而铸钢用电弧炉、感应电炉。

三、有色金属及合金

主要有铝及铝合金,铜及铜合金,滑动轴承合金。(一)铝及铝合金

1.纯铝，d=2.7，轻金属，T 熔 =660℃，导电导热性好 ,塑性好，易形成Al2O3，氧化保护膜。

分为工业纯铝：L1 L2.....L4，数字越大纯度越低

工业高纯铝：L01 L02......L04，纯度99.93%，数字越大纯度越高。2.铝合金(1)铝合金的分类

Ⅰ 不可热处理强化的变形铝合金。Ⅱ 可热处理强化的变形铝合金。Ⅲ 变形铝合金。

Ⅳ 铸造铝合金。图2-1。(2)形变铝合金

1）不可热处理强化的变形铝合金有防锈铝合金。

防锈铝合金Al--Mn耐蚀性强度好,可焊性和塑性好。Al--Mg强度更高,相当好的耐蚀性。

防锈铝合金牌号用“铝” “防”的汉字拼音“LF”和顺序号表示，表2-5。

2）热处理强化铝合金例如

硬铝合金LY1。

超硬铝合金LC4，牌号用“铝”、“超”的拼音。用来制飞机件。

锻铝合金，适于锻造，LD2、LD10。

(3)铸造铝合金

良好的铸造性能，如: 1）铝硅合金ZL101，用于仪表泵壳； 2）铝镁合金 ZL301；

3）铝铜合金 ZL201； 4）铝锌合金ZL401。

(二)铜及铜合金

1.纯铜 T=1083℃，d=8.9kg/cm，δ=50%，ψ=70%。导电,导热,抗腐蚀性好。

牌号 T1,T2,T3,T4，数字越大,纯度越低。2.黄铜 是以锌为主合金元素的铜合金。

(1)普通黄铜 如H62的黄铜----铜62%,锌38%。用于铆钉,散热片。(2)特殊黄铜 在普通黄铜中加入合金元素(如Sn,Pb,Al,Si,....)组成。

如HPb59-1表示含铜59%,铅1%的铅黄铜。3.青铜 Cu+Sn,Al,Si,Mn,Pb,....。

(1)锡青铜 如QSn6.5--0.1表示含Sn6.5%,含P0.1%用于制轴承,轴套。ZQSn10铸造锡青铜,含 Sn10%。

(2)特殊青铜 铝青铜 ZQAl9—4，铸造铝青铜，含Al9%,含Fe4% ,用于轴承,轴套,蜗轮。4.轴承合金

用于制轴瓦及内衬的合金称为轴承合金。耐磨,抗咬合性好。耐蚀性,工艺性好。ChSnSb9—1，含铅9%,铜7%,锡84%，锡基。还有铅基,铝基,铜基。第五次课： 1．教学内容

（1）造型设计中的金属材料选用

2．讲授重点及要求：掌握1。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

四、在造型设计中金属材料的选用

材料设计包括选用和材料加工。金属材料是重要内容。对产品质量,可靠性,寿命,外观起决定作用。

选用依据有以下几点:(一)依据使用性能选材

根据产品的工作条件失效形式提出对使用性能的要求,作为选材的主要依据。

1.变形失效: 在外力作用下产生过度弹性及塑性变形,失去正常工作所必须的形状尺寸精度称为变形失效。如轴,齿轮,弹簧......易产生变形失效。

对此应选屈服强度,屈强比,弹性极限,弹性模量高的材料。

2.断裂失效:(1)塑性断裂失效:塑性变形后断裂。是构件承受的应力超过了材料的强度极限引起的。应选高强度的材料。

(2)低应力脆性断裂: 高强度材料如转子轴,锤杆存在裂纹源,在低应力下不发生塑变即断裂。应选强韧性好的材料。

(3)疲劳断裂:交变应力作用下,疲劳裂纹扩展而成。是零部件主要失效形式。如轴,齿轮,弹簧。应选用疲劳强度较高的材料。

3.表面损伤失效

(1)磨损失效: 因接触物相对摩擦磨损,不能继续工作称为磨损失效。如齿轮齿面,刀具刃口。为此选用与配合件性质不同且表面硬度高摩擦系数小或有自润滑能力的材料。

(2)表面腐蚀失效:因化学或电化学作用,构件表面被腐蚀,形状尺寸发生变化。对此防腐处理。

(3)表面疲劳损伤失效:因交变接触应力引起。应减少构件的表面粗糙度和表面强化处理。(二)根据工艺性能选材

(1)铸造性:对受力不大,结构复杂的选择铸造成型。

铸造性好的合金有铸铁,铸钢,铸造铝合金。

(2)锻造性:受力大,复杂。进行锻造成型。

低碳钢好;中碳钢次之;高碳钢较差。铝合金可锻性不好,铜合金可锻性较好。

(3)焊接性:体积大,要求气密性好的采用焊接成型。如容器,管道,锅炉。

低碳钢焊接性好。(三)选材的经济性

第六次课： 1．教学内容

（1）铸造加工及工艺

2．讲授重点及要求：掌握1。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

2--2金属材料成型与工艺性

常见成型方法:铸造,锻造,焊接,切削加工......。

一、铸造加工及工艺性

把液态金属浇注到铸型中的工艺过程，表2-6。分类 ： 砂型铸造 金属型铸造

∠ 特种铸造 ｛ 压力铸造

熔模铸造

离心铸造(一)铸造生产特点: 1.适应性广---不受零件大小形状及结构复杂程度限制。不受合金种类限制。2.成本低廉---原材料便宜,切削加工余量少,设备投资少,工艺简单。3.但力学性能低,晶粒粗大,有缩孔缩松,工人劳动强度大。(二)铸造合金的铸造性

常见铸造合金有铸铁,铸钢和铸造有色合金。除必要力学性能,物理性能,化学性能,还应有良好的铸造性能。铸造生产中表现的工艺性能。选择合金的重要依据是保证铸件质量的重要因素。包括流动性,收缩,偏析,吸气等。

1.液态合金的流动性

(1)合金的流动性能:浇注时液体金属充填铸型的能力。与合金种类,结晶特点,粘度有关。

流动性好 ,充填能力强,可得到形状复杂轮廓清晰的铸件。缺陷少,补缩好;否则易产生冷隔,浇不足。

黄铜,铸铁流动性最好;铸钢最差。

(2)影响合金流动性因素

1）化学成分:层状结晶、纯金属、共晶合金好。磷能降低粘度和表面张力,提高流动性。2）浇注温度:温度升高粘度降低增加流动性。温度太高,收缩大,吸气增加,氧化性增加,粘砂增加。

3）充型能力:流动阻力增加,降低流动性;光滑,流动性好；直浇口高,压力大,流动性好;含水少,透气性好,流动性好;金属型不如砂型,干型不如湿型。

2.铸造合金的收缩

(1)合金收缩及影响因素: 合金的收缩---冷却凝固过程中体积减少的现象。分为三阶段。

液态收缩----产生缩孔原因之一。

凝固收缩----产生缩孔缩松的原因。

固态收缩----产生应力变形裂纹的主要原因。

影响因素: 1）化学成分:钢中碳含量增加,凝固收缩增加;铸铁中C ↑,G ↑,收缩↓；Si↑、G ↑,S ↑、G ↓。Mn ↑，S ↓，G↑。

2）浇注温度:温度增加,收缩增加。

3）铸件结构与铸型:收缩受阻（芯子阻力）,收缩减小。(2)铸造缩孔缩松的形成及防止 缩孔:纯金属,共晶合金易形成。缩松:结晶区间宽的合金易形成。

防止措施---安放冒口控制凝固顺序,缩孔移出体外;安放冷铁,调整冷速。3.铸造内应力及防止

固态收缩受阻会产生内应力,甚至变形与裂纹。

(1)热应力的产生:铸件厚薄不同,冷速不同。同一时刻收缩不同而引起内应力。以T型杆为例。

机械应力:铸件固态收缩受阻(铸型 型芯)。

(2)变形及防止

铸件壁厚要尽量均匀,对称;尽量同时凝固,用冒口、冷铁调整冷速;反变形法;时效处理(人工,自然)。

(3)裂纹及防止

热裂:高温裂纹。短,宽,形状曲折。成分合理,减少芯子阻力。冷裂:低温裂纹。细小,直线,无氧化。降低内应力, ↓P。

(三)砂型铸造

1.手工造型

2.机器造型(普通机器造型,高压造型)。(四)特种铸造

除砂型铸造以外的其他铸造方法。熔模,金属型,离心,压力,连续,陶瓷,真空,瓷丸铸造......图2-2。

1.熔模铸造

是在蜡模表面包以造型材料,待其硬化,将其中的蜡模熔去,获得无分型面的铸件的铸造方法。

熔模铸造特点: 精度高,光洁度好;适于各种合金,尤其是高熔点难加工的;可生产形状复杂的结构件;生产中小构件一般小于25千克。

2.金属型铸造

把液态金属浇到金属模中。又称永久型铸造。金属型由灰铁,钢制造。

特点:生产效率高,省工时和型砂;力学性能好;铸件精度高;成本高透气性差,不适于薄件。3.离心铸造

把液态金属浇入高速旋转的铸型中,在离心力作用下填充铸型并凝固成型。分为立式和卧式离心铸造机。

特点:工艺简单、省金属、省芯;力学性能好,组织致密,无气孔,无缩孔,无夹杂;适于双金属铸造;内径尺寸差,粗糙,偏析。适于铸铁管,汽缸套,铜套。

除此外还有压力铸造,连续铸造,陶瓷铸造...。(五)铸造方法选择

各种铸造方法各有优缺点。砂型铸造应用广，表2-7。

试选铸造方法：床身,活塞，汽轮机叶片,汽缸套，摩托车汽缸体，齿轮铣刀，大口径污水管。

(六)铸件的结构工艺性: 除满足使用要求外,还要考虑铸件结构工艺,将影响铸件质量及成本。

1.铸造方法对铸件结构的要求(1)对铸造结构复杂的要求

与起模方式和铸型的退让性有关。砂型铸造可用两箱,多箱,活块,砂芯,生产复杂形状。熔模铸型无分型面,可复杂;金属型和压力型铸造要形状简单些。(2)对铸件尺寸精度和表面粗糙度的要求

砂型铸件尺寸精度和表面粗糙度差;压力铸造和熔模铸造的铸件比砂型铸件的尺寸精度和表面质量高。

(3)对铸型重量和壁厚的要求

砂型铸件大小不受限,熔模铸件要小于25千克;金属型铸造和压力铸造的铸件和型芯不能太大。

2.各种铸造合金对铸件结构的要求

不同铸造合金铸造性能不同,对结构要求不同。球墨铸铁的铸造性稍差,有较大缩孔倾向,设计铸型要壁厚均匀，图2-3。

3.砂型铸件的结构设计

(1)减少分型面,力求外形简单，图2-4。

(2)减少型芯或不用型芯,装配清理,排气方便，图2-5。（3)结构斜度:不加工面应设计结构斜度，图2-6，表2-8。（4)铸件应有合理的壁厚，表2-9，图2-7。

对每种合金来说,在一定铸造条件下,都存在一个使液态合金能充满铸型的最小允许壁厚,称为该合金的最小壁厚。如果铸件的壁厚小于最小壁厚,则因充型能力不足,易产生冷隔,浇不足等缺陷。

如果壁厚太大，则心部粗大,易产生缩孔,缩松。应选择合理的截面形状(弓字形,槽形,箱形)或带加强筋，以减少壁厚。

(5)铸件壁厚应力求均匀:不同壁厚要圆角过渡。应避免壁与壁的交叉和锐角连接，图2-8，表2-10。

(6)应尽量避免铸件有过大水平面，图2-

9、图2-10。

第七次课： 1．教学内容

（1）压力加工及工艺

2．讲授重点及要求：掌握1。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

二、压力加工及其工艺性

是在外力作用下,使金属产生塑性变形,获得一定形状尺寸的原材料及毛坯,零件的加工方法。适于大多数金属材料。

消除铸造缺陷(气孔,缩松)；细化晶粒,提高力学性能。(一)塑性变形的实质: 1.塑性变形的实质

(1)单晶体塑性变形---是外力足够大沿晶面移动一个或几个原子距离。剪应力消失,回复正常,滑移完成。

(2)多晶体塑性变形:除晶内滑移还有晶间变形极小。2.冷变形后金属组织与性能

组织:晶粒拉长;晶格扭曲;晶粒间产生碎晶。性能:强度硬度增加,塑性韧性下降。

为加工硬化,增加滑移阻力,使材料强化。建筑钢筋,冷冲压,制钉。3.回复与再结晶

加工硬化是一种内部能量转高不稳定状态,具有回复到稳定状态趋势。

(1)回复:加热到某温度T回=(0.25--0.3)T熔点,原子获得热能,消除晶格扭曲和内应力.组织性能变化不大。(2)再结晶:温度继续升高,原子获得更多热能,开始以杂质和碎晶为核心渐渐长大,生成正常晶格,晶粒。从而消除加工硬化。

T再=0.4T熔

(二)压力加工方法简介

型材、板材、线材如轴,齿轮,连杆等都是压力加工。1.轧制:在上下轧辊之压力下产生连续塑性变形，图2-11。主要生产型材,圆钢,角钢,T字钢,钢轨....。2.挤压:在挤压模内用大的压应力使之变形。

挤压方式有正挤压；反挤压；复合挤压；径向挤压挤压，图2-12。适于低碳钢,有色金属及合金,各种型材或零件。

3.拉拔:用拉力把坯料从拉拔模中拉过而成型材，图2-13。生产各种线材,薄管,适于低碳钢,有色金属及合金。

4.自由锻:利用冲击力或压力使金属坯料在上下砥铁之间,施以冲击力和静压力使其产生变形的加工方法。分手工自由锻和机械自由锻，图2-14a 自由锻工序---墩粗,冲孔,拔长,弯曲。

特点:设备通用性强,简单;生产率低,劳动强度大;锻件精度低,消耗金属多;适于各种合金。5.模锻:在外力作用下使坯料在模型内成型,从而获得与模膛形状一致的锻件, 图2-14b。(1)锤上模锻特点:生产效率高;尺寸精确,余量小,光洁度高;形状复杂,敷料少,成本低。适于汽车,飞机,拖拉机

(2)胎膜锻造:在自由锻设备上,使用简单锻模进行生产模锻件。

特点--与自由锻相比,质量好,节省金属,生产率高,成本低。与模锻相比,不要贵设备。锻模简单,劳动强度大。

6.板料冲压:利用冲模使板料产生分离或变形获得所需零件和毛坯的压力加工方法, 图2-14c。

板料冲压工序:落料冲孔；变形工艺：拉深弯曲,成型。

特点--形状复杂,废料少;精度,光度高,互换性好;重量轻,强度刚度高;操作简便生产率高;适于低碳钢,高塑性合金钢,有色金属,汽车,拖拉机.....。(三)金属材料可锻性: 金属材料的可锻性指材料进行压力加工的难易程度。由塑性和变形抗力来衡量。塑性好,变形抗力小,可锻性好。

影响可锻性的因素: 1.化学成分和组织结构

(1)化学成分--纯金属塑性好,可锻性好;铁合金中随含碳量的增加使塑性下降,可锻性变差;S、P的增加使可锻性变差。

(2)金属组织结构---单一组织可锻性好;固,纯>机械混合物;A>F+P;面心立方>体心立方;碳化物弥散好于网状;细晶>粗晶。

2.变形条件

(1)变形温度--提高变形温度可增大金属材料的塑性并降低变形抗力。但要避免过热和过烧。加工硬化严重会造成裂纹。

(2)变形速度:单位时间内变形程度。

当小于Va时,随着v ↑塑性↓抗力↑ 可锻性↓；当大于Va时,机械能转成热能,塑性↑，v↑ 塑性 ↑ 抗力 ↓ 可锻性↑，图2-15。

(3)应力状态: 拉拔时变形材料呈两向压应力和一向拉应力状态。模锻时金属材料呈三向压应力状态。

变形中三向应力状态中的压应力数目越多,塑性越好,抗力稍大,可锻性好。(四)压力加工零件结构工艺性 不仅要有良好使用性能,还要考虑加工工艺特点,使零件便于加工,降低成本,提高生产率。1．自由锻的结构工艺性

（1）应避免斜面和圆锥面。(2)不能圆弧连接。

(3)不能有凸台,加强筋。

(4)复杂件可由组合件完成。表2-11。2.模锻件结构工艺性

1）为保证锻件取出,要选合理分模面。

2）加工面留有余量,垂直面要留有斜度,交接面圆角过渡。3）形状简单,平直,对称,避免薄壁高筋等。4）尽量避免深孔,多孔。

5）形状复杂采用分别锻造,焊接组合，图2-

16、图2-17。3.冲压件结构工艺性

(1)落料冲孔要求:外形简单对称形状规则;外形用圆形,矩形;孔径不能小于厚度,方孔不能小于0.9d;孔距不能小于厚度;转角处应圆角过渡，图2-

18、图2-

19、表2-12。

(2)弯曲对结构要求：纤维方向和弯曲受力垂直。使弯曲半径不能小于材料许可的最小弯曲半径。弯曲平直部分H>2t。表2-13 弯曲带孔件时,为避免孔变形孔的位置,L>(1.5--2)t，图2-20、图2-21。

(3)对拉深结构的要求: 形状简单对称,拉深高度不易过大;拉深件圆角过渡。

(4)冲压件结构合理应用：用冲,焊代锻,铸,切削;减少组合件,采用冲压工艺;采用加强筋代厚件，图2-

22、图2-

23、图2-24。

第七次课： 1．教学内容

（1）焊接加工及工艺

2．讲授重点及要求：掌握1。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

三、焊接及加工工艺

通过加热或加压或同时加热又加压,使原子扩散与结合,从而形成一个整体,称为焊接。按焊接特点分:表2-15(1)熔化焊:局部加热熔化形成熔池.如电弧焊,气焊。

(2)压力焊:不管加热与否,都需加一定压力,产生塑变形成接头。如电阻焊,摩擦焊,冷压焊。(3)钎焊:把被焊金属和钎料加热,钎料熔化,把被焊金属包起形成接头,如锡焊,铜焊。焊接特点: 与铆接比省材料,省工时;气密性水密性好;能化大为小,并小成大;易于机械化,自动化。(一)常用焊接方法 1.熔化焊:(1)手工电弧焊:用电焊条手工操作的电弧焊。

具有设备简单,操作灵活,适于各种位置焊接,焊缝长度和形状不受限。电焊条:由焊芯和药皮组成。

焊芯作用:导电,引弧，填充焊缝。

药皮作用:稳弧;保护熔池;冶金作用。

(2)埋弧自动焊:又称熔剂层下焊接。特点：焊接质量→好,稳定,保护好,冶金充分;节省电能和金属;劳动条件好,设备贵,适应差。

适于造船,车辆,容器.....。(3)CO2气体保护焊

CO2 → CO+O2，不适于有色金属。

特点:生产率高;焊接质量好;成本低;操作性好,明弧,对铁敏感性低;适于机车,造船,机械,汽车....。

还有一种气体保护焊--氩弧焊。2.压力焊:(1)电阻焊:利用电流通过焊件及接头处,产生电阻热.局部加热到塑性半熔化状态,在压力下形成接头。包括(点焊 ,缝焊, 对焊)电阻焊特点:接头质量好;生产率高易于机械化;不填加金属和焊剂;劳动条件好。应用:用于薄板,棒材,汽车,日用品.....(2)摩擦焊 3.钎焊

用熔点低于被焊金属的钎料熔化后,填充到被焊结合面空隙中,钎料凝固而把两部分金属连接成整体。

(1)钎料的种类: 1）软钎焊:钎料熔点450℃以下,接头强度低于70MPa,受力不大,低温工件。如锡焊。应用于电器元件,生活用具...。

2）硬钎焊:钎料熔点450℃以上,接头强度大于200MPa,工作温度高的工件。如铜焊,银焊。应用于工具,刀具,自行车圈...。

(2)钎焊的特点:热影响区小,变形小;适应广,异种材料;生产率高;设备简单。(二)金属材料的焊接性

1.焊接性:指被焊金属材料在采用一定的工艺方法,材料,参数及一定结构下获得优质焊接接头的难易程度。焊接性包含两层内容(一是工艺焊接性,接头裂纹及倾向;二是使用可靠性,包括力学性能,耐热,耐腐蚀)2.影响焊接性的因素:(1)金属材料的化学成分。随含碳量增加可焊性变差。

(2)焊接工艺方法。气焊焊铝及铝合金不好;氩弧焊质量好。

(3)焊接材料:焊条焊丝焊剂直接影响质量,焊补铸铁时,一般焊条质量差,镍基焊条质量可改观。

(4)焊接的结构型式:厚度刚度大的件,易于产生应力和裂纹。(5)环境条件:温度低易于产生应力裂纹,高温易蠕变。(6)工艺参数:焊接电流,焊接速度,预热,缓冷。3.焊接性的评价方法

常用试验法和估算法。碳当量法是简便估算法: C当=[C+Mn/6+(Cr+Mn+V)/5+(Ni+Cu)/15]×100% 合金元素用百分含量。

(1)当碳当量<0.4%时,钢塑性好,淬硬不明显,焊接性好。(2)当碳当量=0.4--0.6时,塑性下降淬硬明显,焊接性中等。

(3)当碳当量>0.6%时,焊接性较差,淬硬倾向大,塑性低,采取预热缓冷。

低碳钢含碳小于0.25%,焊接性好,不需任何工艺措施。中碳钢含碳0.25--0.6%,随含碳量增加,淬硬裂纹倾向增大,采取预热缓冷。低氢焊条，降低焊速，小电流。

普通低合金钢，16Ｍn焊接性较好。(三)焊接结构工艺性

是指焊接结构在实施焊接过程中难易程度。1.便于焊接,图2-25。

2.焊缝避开加工面和应力集中，图2-26。3.改善劳动条件,容器在外面焊。4.注意节约材料，图2-27。5.尽量避免仰焊焊缝。

第九次课： 1．教学内容

（1）焊接加工及工艺

2．讲授重点及要求：了解、掌握1。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

四、机械加工及其工艺性

用刀具从金属材料(毛坯)切去多余金属,获得符合要求的几何形状,尺寸及表面粗糙度的加工过程。

金属切削加工： 机械加工:车,钻,铣,刨。

钳工。(一)切削运动和切削要素

1.零件的表面----已加工面,待加工面,加工表面。2.切削运动:(1)主运动:切下切屑最基本的运动,速度最高,耗功最大。(2)进给运动:使金属层不断投入切屑,从而加工完整表面。

3.切削用量

(1)切削速度:单位时间内工件或刀具沿主运动方向相对移动的距离。V=πDn/1000×60 m/s D--待加工面直径 旋转运动 V=2Ln/1000×60 m/s L---行程长度 直线运动(2)切削深度(ap):待加工面和已加工面之间的垂直距离。

影响切削刃长度。ap=(D－d)/2。

(3)进给量(f):主运动一个循环内刀具或工件沿进给方向相对位移。车削刀尖转移一周移动距离。

(二)金属切削刀具

1.对刀具材料要求

高硬度;足够强韧性;高耐热性;耐磨性好;良好工艺性。

2.常用刀具材料

碳具工具钢：含碳0.7--1.3%，T8A....T13，HRC 60—64，热硬性200℃。V<10m/min 手动工具 丝锥,板牙,锯条

合金工具钢：Cr,W,Ti,V,......9CrSi，HRC60—65，热硬性250--350℃。ζ、αk好,V=20--25m/min，低速刀具，丝锥,板牙,拉刀。

高速钢：W18Cr4V，HRC62—70，热硬性540--650℃，ζ、α好,V=30--50m/min，制造复杂刀具,铣,车,拉,齿轮刀具。

硬质合金 ：HRA=89--98(HRC73--78)，热硬性800--1000℃，V=100—400，脆,αk低。

YG类 ：YG3，YG6适于脆性材料。

YT类 ：YT5，硬度耐磨,热硬更高,适于塑料。

YW类 ：(WC+TiC+NbC+C0)综合性能好,万能硬质合金。其他刀具材料:金刚石,氮化硼,陶瓷....(三)金属切削机床

1.金属切削机床分类:分为12类。C,X,B,M,T,L,Y, S---螺纹;D---电加工;G---切断;Q----其他。(1)通用机床:加工范围广,普通车床,万能铣床,适于单件小批。(2)专门化机床:某种机械某一种特定加工工序。

(3)专用机床:用于某种零件的特定加工工序。自动,半自动/轻型,重型。2.机床上常用传动方式:(1)传递旋转运动：皮带传动;齿轮传动;蜗轮蜗杆传动。(2)变换运动性质机构：齿轮,齿条传动;丝杠螺母传动;(3)变速机构：滑动齿轮变速;离合器变速;(四)工件材料的切削加工性：

是指工件材料被切削加工或合格零件的难易程度。

在加工中,刀具耐用度高,切削速度高,粗糙度小,断屑容易。1.衡量切削加工性标准

(1)一定刀具耐用度,允许切削速度。

(2)精加工中用粗糙度Ra大小表示。Ra越小,切削加工越好。2.影响切削加工性因素: 材料硬度： HB↑，加工性 ↓，加工硬化 ↑，加工↓。材料强度： ζb↑，加工性↓。材料塑性： d,φ↑，加工性↓。

材料韧性 αk↑，不断屑,加工性↓。3.改善材料加工性措施：

低碳钢正火代退火,增加硬度;高碳钢退火,降低硬度。

冷加工，δ,φ↓，加工↑。生产一些易切钢加S,P....Y20(五)机械加工零件的结构工艺性

零件要满足使用外,还要考虑其加工工艺性,要依据生产条件,加工方法,综合分析。

1.零件结构应使加工方便。

结构设计要便于加工,可减少时间,减少辅助时间。

（1）便于装夹,图2-

28、图2-29。（2）减少工件安装次数，表2-16。（3）减少刀具调整次数，表2-17。(4)采用标准刀具，表2-18。

(5)避免加工内表面，图2-30。

(6)便于进刀和退刀，表2-19。

2.零件结构应有利于提高刀具刚度,寿命和减少加工量。（1）应有利于提高刀具刚度和寿命，表2-20。（2）减少加工面积，图2-31。

（3）使用型材，减少加工量，表2-21。

第十次课： 1．教学内容

（1）金属表面处理及加工技术

2．讲授重点及要求：了解、掌握。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

2--3 金属表面处理与装饰技术

表面技术:保护产品作用;美化提高产品价值和竞争力。

一、表面材料的表面处理: 是指金属材料表面的原子层与某些特定介质的阴离子反应后在金属材料表面生成膜层,该层为转化膜。

转化膜分电化学转化膜和化学转化膜两类,其中化学转化膜包括化学氧化膜,铬酸盐膜和磷酸盐膜。

转化膜是在金属表面人为产生和控制的腐蚀过程,基体金属参与。(一)铝及合金的氧化与着色处理。

1.铝及合金的电化学氧化:铝作阳极氧化,零件作阴极。(1)氧化膜的性质

1）氧化膜的多孔性。膜层孔隙率取决于电解液的类型及氧化时的工艺条件。2）吸附性。能化学着色。

3）硬度。纯氧化铝硬度高,耐磨性好。4）绝缘性和绝热性。

5）作有机涂层的底色。氧化膜是油漆,涂料,树脂的良好底层。(2)电化学氧化溶液的种类

有硫酸,铬酸,磷酸,草酸，表2-22。

2.铝及铝合金的化学氧化

把工件置于含有碱金属和碱金属的铬酸盐溶液中,铝和溶液互相作用。生成氧化铝和氢氧化铝的薄膜。强度低,作底层。

3.铝及铝合金氧化膜的着色

(1)化学着色:是把氧化后的制件用有机染料或无机染料的水溶液来染色，图2-32a。(2)整体着色:是无机着色方法。可产生金黄色,古铜色,灰色和黑色, 图2-32b。(3)电解着色:氧化膜在金属盐的着色液中电解着色, 图2-32c。(4)干涉着色:在氧化,电解着色间加一扩孔步骤, 图2-32d。(二)钢铁的氧化与磷酸处理: 1.钢铁的氧化处理(发黑处理)在浓碱液中煮沸,表面生成四氧化三铁，又称发蓝，不氢脆,可对弹簧,薄钢片等高强钢发蓝处理。

2.钢铁的磷化处理

浸入磷酸盐溶液中,生成磷酸盐膜，是氧化过程。有色金属都可磷化。耐蚀,吸附油,不影响焊接,绝缘性好。

(三)铜及铜合金的氧化处理

1.过硫酸盐碱性溶液氧化法。

过硫酸盐碱性溶液由氢氧化钠和过硫酸盐组成。经60--65℃浸煮五分钟后,生成黑色氧化膜。

2.铜氨溶液化学氧化法，适于黄铜件,膜为蓝黑色。

3.古铜色化学氧化铜镀层。镀铜后在硫酸中活化再以过硫酸盐碱性溶液氧化。4.碱性溶液电化学氧化法。工件为阳极,在氢氧化钠中通电。

二、金属材料表面装饰

1.镀层装饰技术:在金属表面形成有色金属特性的镀层。增加耐蚀,耐磨,增强色彩,光泽，表2-23。

镀层装饰金属有Cu,Ni,Cr,Fe,Zn,Sn,Al,Pb,Au,Ag,Pt及其合金。2.涂层装饰技术

表面以有机物为主体的涂层，干燥成膜。作用----保护;装饰;特殊作用,如隔热绝缘。3.搪瓷被覆技术 用玻璃质材料在金属制品表面形成被覆层,然后在800℃烧制。铁,铜,铝,金等都可用此法。

三、其他面饰工艺(一)表面精加工 1.切削与研削。

2.研磨(机械研磨,电解研磨,化学研磨)。3.蚀刻。

(二)其他表面装饰方法

1.层压塑料薄膜:用层压法把塑料薄膜粘结在钢板上,制成薄膜钢板。薄膜材料有---丙烯酸树脂膜,氯乙烯膜,聚乙烯膜,聚氟乙烯膜。2.热浸涂层:把金属件浸入熔融金属液中获得涂层。(1)热浸锌层。(2)热浸锡层。(3)热浸涂铅。3.暂时性防护涂层

其主要材料是防锈油防锈纸,可剥性塑料。

表2-24为表面处理分类。

第三次课： 1．教学内容

（1）金属特性及分类

（2）钢铁材料

2．讲授重点及要求：了解1。掌握2。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

第三章 工程塑料及其加工技术 第一节 常用工程塑料及性质

塑料是一种以合成树脂为主要成分的高分子材料。应用最广,最多的高分子材料。是取代金属木材天然纤维玻璃的主要材料。

一、高分子材料的基本知识

是一种或多种简单低分子化合物(单体)聚合生成的分子量特别大的有机化合物。又称聚合物,高聚物。天然橡胶,纤维,淀粉是自然存在的。聚乙烯,聚氯乙烯,酚醛,锦纶等是人工合成的高分子化合物。

二、塑料的组成

(1)树脂:是塑料中主要成分，起粘结作用，胶结成一个整体，对塑料类型,性能和应用起决定作用。

(2)填充剂:常称为填料。提高力学性能热学性能,电学性,降低成本。如纸,棉花,木片,玻璃纤维,石墨粉.....。

(3)增塑剂:提高其可塑性,柔软性,不与树脂反应。如聚氯乙烯加邻苯二甲酸二丁酯增塑能制成薄膜,人造革。

(4)着色剂:使塑料有多种色彩。其分有机和无机。(5)固化剂:与树脂反应形成不熔三维交联网结构。形成固体坚硬结构。酚醛用六次甲基四胺,环氧树脂常用乙二胺等胺类化合物。

(6)稳定剂:防止老化,延长寿命,耐水,耐油,耐化学。常用有酚类,胺类,硬脂酸盐,环氧化物。(7)润滑剂:便于脱膜,表面光亮，常用有硬脂酸及其盐类。(8)抗静电剂:静电集尘,影响安全。

(9)其他添加剂:发泡剂,防老剂,阻燃剂......。

三、工程塑料的分类

按应用范围分

(1)通用塑料---产量大,价低,适用广。如聚乙烯,聚氯乙烯。

(2)工程塑料---强度韧性,刚度高。用于制机械零件及工程构件，如:尼龙,聚甲醛。(3)功能塑料---如医用,导电...。按塑料热行为分

(1)热塑性塑料:合成树脂为基，ABS,尼龙。反复加热。(2)热固性塑料:缩聚树脂为基，固化后不能加热软化。

四、塑料的性能

取于高分子化合物的组成,分子量,分子结构,物理状态等。还与成型工艺及条件有关。

(1)重量轻:钢铁的1/8---1/4，用于运输业。

(2)耐腐蚀性好:有较好的化学稳定性,抗酸碱,耐腐蚀性。如聚四氟乙烯在王水中不反应。用于化工,机械,军工...(3)绝缘性好:用于无线电,电子元件,电机...。(4)比强度高:按单位质量计算的强度，表3-2。

(5)减磨耐磨性好:摩擦系数小。如尼龙本身有润滑性能,制轴承,凸轮。

塑料还具有高弹性,吸震,隔热等优点。但塑料的强度,硬度及弹性模量低于金属;同时还具有易老化,热膨胀系数大,耐热性差等缺点。

第三次课： 1．教学内容

（1）金属特性及分类

（2）钢铁材料

2．讲授重点及要求：了解1。掌握2。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

五、常用的工程塑料: 1.聚乙烯(PE)---白色蜡状半透明材料。按生产分高压法,中压法,低压法。应用于化工设备、管道罩、手柄、机床、低速导轨、农用薄膜......，表3-3。

2.聚丙烯(PP)---白色蜡状更透明,价格便宜用途广。用于薄膜、纤维、耐热、耐化学化工容器,食品用具、水桶、蚊帐，表3-4。

3.聚苯乙烯(PS)----无色透明,仅次于有机玻璃。无味,无毒,密度小,耐水,耐光,耐腐 蚀。用于仪表壳、灯罩、电子元件、玩具、容器......，表3-5。

4.聚氯乙烯(PVC)----生产量大,仅次于聚乙烯。硬度刚度大,耐酸碱,耐水,无毒,难燃。用于各种管材,棒材,管件,建筑材料,薄膜......，表3-6。

5.ABS塑料----是由丙烯晴(A),丁二烯(B),苯乙烯(C)组成。具有优良综合性能。用于制造齿轮、轴承、泵叶轮、飞机窗框、仪表盘、外壳，表3-7。

6.聚碳酸脂(PC)----微带褐色的透明。优良的综合性能。冲击韧性耐热性耐寒性好。代替有色金属及合金。如小齿轮、泵体、轴承、电器外壳、安全帽，表3-8。

7.聚砜(PSF)----透明微黄的树脂。耐热,耐氧化,抗蠕变性。用于电器元件、仪表、管、板，表3-9。

8.聚酰胺(PA)----俗称“尼龙,尼龙6,尼龙66,尼龙610...。” 白色淡黄色不透明,固体力学性能好。自润滑,耐磨性好,耐热性差。代替有色金属做耐磨件、轴承、齿轮、轴瓦，表3-12。9.聚甲醛(POM)----半透明不透明的白色粉末。综合性能好,疲劳强度在热塑性塑料中最高。耐磨,自润滑,硬度高。替代有色合金制造轴承、齿轮、凸轮、滑轮，表3-13。

10.聚四氟乙烯(PTEE.F4)---又称特氟隆。不透明半透明蜡状，化学稳定性好,塑料王,耐热,耐寒优异。用于化工机械及元件，电气元件及一些机械零件。还有氯化聚脂，聚甲基丙脂等都为热塑性塑料。

11.有机硅塑料(SI)---又叫聚硅氧烷。耐热,耐寒,绝缘,强度低,成本高。用于层压板,耐热垫片,电工零件......，表3-14。

12.酚醛塑料(PF)---由酚类醛类缩合制得酚醛树脂加热固化剂填料等。价廉成本低,机械强度高,耐热,耐磨,.耐蚀。常用来制齿轮轴承皮带轮替代有色金属，表3-15。

13.环氧塑料(EP)---环氧树脂中加入固化剂,填料,万能胶。其强度高,化学稳定性好,绝缘,耐热,耐寒。但成本高,有毒,良好的粘接剂(环氧树脂)。用于飞机汽车结构件,容器,地板......，表3-16。

上面三种为热固性塑料，常见塑料的燃烧特征见表3-17。

第三次课： 1．教学内容

（1）金属特性及分类

（2）钢铁材料

2．讲授重点及要求：了解1。掌握2。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

第二节 工程材料的成型技术

一、塑料成型的基本知识

是指将树脂和各种添加剂的混合物,制成有一定形状制品的工艺过程。(一)塑料的工艺性

1.流动性:在一定温度压力下以流动态充填型腔的能力。与塑料的性质,树脂分子的大小和结构,添加剂,温度和压力有关。加入填料以降低树脂的流动性,加入润滑剂和增塑剂可改善和增加塑料的流动性。

2.吸湿性:塑料对水的亲疏程度。一类吸湿性好,如ABS,有机玻璃,....；另一类吸湿性差,聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,....。

3.收缩性:成型和冷却过程中体积收缩的特性。与塑料品种有关,还与成型方法,尺寸,工艺条件有关。加收缩余量。

4.结晶性:具有结晶现象的塑料有此性能。厚壁制品不透明或透明的是结晶性塑料。如聚苯乙烯,有机玻璃。成型工艺温度高,冷却慢,结晶度大,密度,硬度和刚度高,耐磨性好。

5.相溶性:不同塑料在熔融态不能混溶的性质。分子结构相似易相溶,通过改变配比,选添加剂以调整塑料性能,提高塑料的性能。

6.热敏性;对热的敏感程度。高温下受热时间长,塑料解聚,分解和变色。如聚甲醛,聚氯乙烯。

(二)生产工艺过程

将组成原料经筛选,干燥,过滤,研磨,按配方配料搅拌并塑化,混炼均匀和再塑炼成物料,经过成型设备在一定温度,时间,压力下制成各种成品。

二、注射成型:(一)注射成型的特点和原理 适于热塑性和部分流动性好的热固性塑料。成型周期短,易于自动化,生产率高,不要加工，图3-2。(二)工艺要点

1.温度的控制 主要是料桶,喷嘴,模具温度的控制。应使塑料塑化好又不分解。2.压力 塑化压力和注射压力。

3.成型周期:完成一次注射所需时间。4.成型材料的预干燥。针对吸湿性材料。预干燥后使成型周期缩短,降低料桶温度，表3-19。

三、挤出成型

(一)挤出成型的特点和原理

原理--物料在料桶中熔化,由蜗杆在一定压力下挤出与开口形状一样的形状,再经冷却固化制成型材,如板,管,膜,丝...，图3-3。

特点--连续生成同一截面长件;复杂件整体成型;自动化生产;易于复合成型;设备低价、面积小、生产环境好,工艺简单;形状受限,复杂件难成型。(二)工艺要点: 1.温度控制。2.模具---模孔。

3.蜗杆转速,机头压力。

4.牵引速度---与挤出速度一致。

四、压制成型

(一)压制成型的特点及原理

用于热固性塑料制品的生产。有模压法和层压法。

特点--设备投资低;工艺条件易于控制;制品取向现象少;不需要流道与浇口;可压制较大制品;收缩变形小;易修整光洁;成型周期长;不适于复杂,加强筋密集的制品;在加压方向不易得到高精度尺寸;模具材料要求高。

(二)工艺要点 1.温度控制。2.压力。

3.压制时间(温度一定时,压力增加,压制时间可缩短。)

五、其他成型技术

1.吹塑成型，图3-

5、图3-6。2.真空成型，图3-7。3.浇铸成型。

4.流动浸渍成型。5.压延成型。6.缠绕成型。

六、塑料成型常见缺陷

（1）壁厚过厚,易产生凹陷、空洞、气泡、缺料、流痕等缺陷，图3-8。

(2)小裂纹 产生原因----脱模不良;物料充填过度;模具温度过低;产品结构有缺陷，图3-9。

(3)圆角过渡，图3-10。(4)加强筋应用，图3-11。

(5)金属镶嵌件设计，图3-12。(6)防止翘曲和扭曲，图3-13。(7)设计冷料穴，图3-14。（8）树脂流纹，图3-15。第三次课： 1．教学内容

（1）金属特性及分类

（2）钢铁材料

2．讲授重点及要求：了解1。掌握2。

3．时间安排：两次课衔接10分钟，小节10分钟。

第三节 表面处理及装饰技术

一、塑料制品的表面质量要求: 外形要光滑,平整,清洁,无裂纹,气泡,孔穴,凹陷,变形,色彩均匀,耐用性,安全性,硬度,耐磨,导电,导热...。

二、塑料涂装技术

1.目的:防腐老化延长寿命;提高耐化学药品和溶剂的能力;着色;提高硬度,亮度,导热,导电,绝缘。

2.涂装工艺

(1)表面活化处理或氧化处理;解决粘附问题,除掉脱模剂。(2)刷涂或喷涂。降低污染用有机溶剂。(3)涂层干燥。

三、塑料电镀

有些塑制品表面要求有金属特性。表面金属化不仅美观,而且耐磨,提高硬度,耐腐蚀。常见电镀法---喷镀法;化学镀。

电镀先在制品表面渗入金属或石墨粉形成导电体。镀层金属有---铜,镍,铝,银,金...。工艺过程: 塑料表面粗化，去油，敏化，活化，化学浸镀，电镀，抛光。

第四章 工业陶瓷及加工技术

无机非金属材料,新型工业陶瓷成为重要工程材料之一。

第一节 常用陶瓷材料及性能

一、陶瓷材料特点及分类

天然矿物和人工制成的化合物,按一定配比成型烧结制成。耐高温,耐磨,高温性能好,硬脆,绝缘性好。分类：

(1)普通陶瓷 天然硅酸盐矿物(粘土,长石,石英)烧结成。如日用陶瓷，建筑陶瓷，绝缘陶瓷，化工陶瓷。

(2)特种陶瓷 纯度较高的人工合成材料烧结而成。

如按性能分有：高强度陶瓷、高温陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、压电陶瓷、电介质陶瓷、电光和光学陶瓷、半导体陶瓷等。

按化学组成分：有氮化物陶瓷、氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、复合陶瓷、金属陶瓷、纤维增强陶瓷等。见表4-1。

二、陶瓷材料的性能(一)力学性能

1.弹性模量: E=δ/ε抵抗变形能力的重要参数。比金属大得多，表4-2。

2.强度:理论强度高实际上因气孔晶界低1%---10%。抗拉强度比金属低得多,而抗压非常高。

3.韧性:如塑性。断裂韧性也极低，表4-3。4.硬度:硬度最高。比钢高得多，表4-4。(二)热性能

1.比热容:单位质量的物质温度升高1℃所需的热量。2.热膨胀系数:线膨胀系数小，表4-5。3.导热性:比金属差，表4-6。

热稳定性、抗冲击性比金属低的多。(三)电学性能

1.导电性:变化范围广,重要半导体材料，表4-7。2.绝缘强度:大多数是良好绝缘体,半导体常有击穿。3.介电常数(略)。4.介质损耗(略)。(四)光学性能主要有: 1．白度(对白光的反射能力)。2.透光度(可见光透过程度)。

3.光泽度(可见光反射能力)。

(五)化学性能:化学稳定性好.1000℃也不会氧化。对酸碱盐有较强抗腐能力，很好的坩埚材料。

(六)气孔率及吸收性

1.气孔率:是陶瓷制品中全部孔隙的体积与该制品总体积之比,是衡量质量与工艺是否合理的指标。

2.吸收率:是指陶瓷制品中孔隙可吸水的重量与制品经110℃干燥恒重之重量的百分比。

三、常用工业陶瓷及制品(一)日用陶瓷

可分为精陶,细瓷,炻瓷。

1.精陶---分为土质,石灰质和硬质。生产工艺可采用可塑成型、注浆成型、半干压成型等,经素烧和釉烧制成。

制备 → 成型 → 干燥 → 素烧 → 施釉 → 釉烧

原料有SiO2 占70%，高硅系及高铝系。Al2O3占30%，表4-9，表4-11。

2.细瓷:晶莹透彻,质量较高。外观不许有裂纹,斑点等缺陷。分为长石质,水云母质,骨灰质及滑石质。按颜色分为白瓷和青瓷。

生产工艺:一般采用可塑成型和注浆成型,干燥 釉烧。火候,窑的类型,装窑方式,温度对质量影响较大。

(二)建筑陶瓷

包括卫生瓷,墙面砖,地砖,马赛克,陶土管,琉璃等。

1.釉面砖:是重要饰面材料。采用半干燥法和浇注成型,干燥素烧和釉烧。2.卫生陶瓷:以粘土类矿物,长石,石英为原料。

生产工艺:配料→ 球磨→ 过筛→ 压力注浆→ 干燥→ 施釉→ 烧结。烧结采用隧道窑烧结。

卫生陶瓷制品主要有---洗面瓷,便器,水箱......。3.其他建筑陶瓷 如地砖,马赛克,玻璃制品。

（三）电工瓷

绝缘性和力学性能优良,作绝缘材料。

其强度,化学稳定性好,不易老化,耐温,防污染。分为高碱瓷,高铝质,高硅质瓷，表4-12，表4-13。

电工瓷可塑成型干燥烧结而成。生产中注意事项:(1)严格控制原料组成和杂质；

(2)加强浆料过筛和细度的控制；(3)注意真空练泥,挤压成型；

(4)结合制品类型及尺寸,选成型方法,注重回泥清洁处理；(5)结合制品形状和大小分类干燥,严格干燥制度；

(6)根据制品形状尺寸和产量选择施釉方法,不需施釉表面均匀涂蜡；(7)严格烧成制度。(四)化工陶瓷

具有良好耐酸碱腐蚀。广泛用于石油化工,冶炼,造纸......。主要原料有粘土,焦宝石,滑石,长石，表4-

15、表4-14。

(五)多孔陶瓷

有大量气孔,多为开口气孔。能耐强酸,耐高温。

微孔形成机制-----或是有机物燃尽,配料中一些原料分解所致;或是晶体发育不全;颗粒之间堆积形成孔隙。

成型方法有注浆,半干压,可塑成型,热压注成型等。

主有用于两物相分离或把一物相分散到另一物相中。过滤作用,化工生产...。(六)功能陶瓷

利用陶瓷特有的物理性能或对力,光,电,磁,热,声,气等敏感特性在国防,卫生,环保,家电,自动控制等广泛应用。

1.结构瓷:指在电子元件,部件,器件,电路中作基体,外壳,绝缘件的陶瓷材料。

(1)滑石瓷:主要原料为天然矿物,滑石,粘土,碳酸钡等组成。主要用于绝缘器件，表4-16。

(2)氧化铝瓷:以刚玉(Al2O3)为主原料。硬度高,耐高温好,耐磨性好。主要用于电容器管,微波管,半导体管壳,火箭导流管,气罩......，表4-

17、表4-18。

(3)氧化铍瓷:为降低烧成温度,在配料中加入Al2O3和MgCO3,生产BeO含量95%的陶瓷。主要用于功率晶体管散热片,高频管壳,集成电路管壳，表4-19。

结构陶瓷有优异的耐磨,耐腐蚀,耐热,抗氧化和高温强度的特性。用于制牙齿,骨骼,发动机部件。

(4)氮化硅瓷:用反应烧结法,热压烧结法生产。高温稳定性好,强度高。(5)氧化锆陶瓷:导电系数小,耐热性高,有良好耐蚀性。

2.介电陶瓷----电容器的陶瓷介质。绝缘电阻高。介电常数大。介电损耗少。有一定介电强度。

(1)铁电介质瓷:以钛酸钡BaTiO3为基。用于制造小型大容量的电容器，图4-2。(2)反铁电介质瓷:由锆酸铅PbZrO3或以其为基的固溶体组成。用于高压电容器,非线性元件,介质天线等，图4-3。

(3)半导体介质瓷:电容器介质材料。

(4)压电陶瓷:能把机械能转换成电能或把电能转换成机械能的陶瓷材料，表4-

24、表4-25。

BaTiO3-----CaTiO3 BaTiO3----PbTiO3 压电陶瓷(5)半导体陶瓷:热敏电阻陶瓷。电阻随温度变化。用于测温,温度补偿,稳压,稳流,限流保护......，以 BaTiO3为基。

(6)超导陶瓷: 有些材料温度降到某温度,电阻会消失------“超导现象” 如图4-

7、8。

Ba---La---Cu---O Bi----Sr---Ca----Cu---O La---Sr----Ca----Cu---O 都具有超导性，表4-26。

(7)其他功能陶瓷有磁性陶瓷,电光和光学陶瓷,导电陶瓷。

4--2 工业陶瓷成型技术

成型方法很多-----可塑法,注浆法,热压铸,轧膜,流延成型,印刷,等静压,车坯,干压,挤制,滚压成型等。

一、可塑法成型

包括挤制法,车坯法,旋坯法和压膜法。

1.挤制法成型:挤压成型制造管棒类制品,生产效率高,产量大,操作简便。粘土和粘结剂，表4-29。

2.车坯成型:在车床上加工出干坯料制品,然后烧制。

3.旋坯法成型:装有泥料的石膏膜随陶车机头旋转时,外表面由型刀旋压。阳膜--石膏膜内凹;阴膜--石膏膜凸起。

4.滚压法成型:把泥料模型和圆柱状滚压头相向旋转,把泥料压成一定形状。可分成阳膜滚压和阴膜滚压。

5.压膜法成型:用于薄片状陶瓷制品。

二、注浆法成型

在石膏膜中注入瓷浆料吸水成型。浆料由料粉,水,粘结剂组成。常见有空心注浆和实心注浆，图4-

9、图4-10。

三、干压法成型

在模具中通过加压使其在模具中成型,粉料中加结合剂。加压分单面和双面加压，图4-

11、图4-12。

4--3 陶瓷制品表面装饰技术

目的:美化制品外观,调整其色彩光洁度,改变其表面性质如亮度,硬度,绝缘,导电。

一、表面加工

1.机械加工-----车,铣,刨,研磨,抛光等加工。分为一般加工、精密加工和超精加工,除此还有电火花,离子束加工。

2.超精加工主要有：(1)弹性发射加工；

(2)车削金刚石刀具精密加工；

(3)软质微粉机械化学抛光法，图4-13；(4)漂浮抛光法，图4-14；

(5)水合作机械抛光法，图4-15。

二、表面改性处理

主要是急冷(淬火),缓冷(退火处理)。

急冷:烧结高温,急速降温。要达到： 1.保留高温组织满足某些性能要求。2.产生表面压应力,提高抗张强度。

缓冷:烧结后在炉中缓冷或在某一温度保温。其作用： 1.冷却时晶粒长大,分凝,相变;满足某些要求。2.消除体表面和内部应力。

三、表面金属化处理

作用:形成金属导电层;形成金属引出端,如管壳引出线;用于陶瓷焊接与封闭;形成表面金属装饰。

方法有烧渗法,化学镀法真空蒸发等金属膜形成法。常用金属有Au、Ag、Pt、Mo、Mn、Ni、Cu、Al....。

四、表面施釉处理

在陶瓷表面烧结一层连续玻璃态物质的工艺。很薄对表面性能、电性能、机械性能、化学稳定性影响很大。美观、不吸水、不易沾污,起装饰和保护作用。

方法有浸、喷、滚、浇、涂、刷。注意选合适的烧釉制度。

4--4 陶瓷成型常见缺陷及防止

主要介绍压型法的主要缺陷及防止。

1.坯体结构与模型设计易产生缺陷，见教材表4-30。

2.要有合适的干燥制度,均匀干燥.防止因收缩不均发生变形,如收缩应力集中,严重时还会发生坯体开裂，图4-16。

3.防止可溶性盐类向表面富集。为防止此现象,可在坯料中加离子沉淀剂;降低成型坯料的含水率,快速干燥;减少或使热风中不含SO2或SO3气体,防止它们使金属离子溶解度增大,加快富集，图4-17。

常见成型方法比较见表4-31。

第五章 玻璃及其加工技术 5--1 玻璃的基本知识

一、玻璃的性质

把SiO2、Al2O3、CaO...氧化物熔化,按一定方式冷却,不结晶形成非晶态固体,各向同性。1.相对密度随温度升高而减小,与化学组成有关。

2.强度:理论上10,000MPa,实际上却很低。微裂纹不溶物等造成应力集中。抗压强度高,抗张强度低。

3.硬度:硬度大。莫氏硬度在4--7之间。加工方法如雕刻,抛光,研磨,切割。

4.光学性质:高透明具有一定光学常数,光谱特性。吸收或透过紫外线、红外线、感光、光存储等;铅玻璃防辐射。

5.电学性能:一般是绝缘体。有些是半导体。高温导电性升高。熔融为良导体,与成分有关。6.热性能:导电性差,急冷易裂,热膨胀系数小。

7.化学稳定性:较稳定,耐蚀性好、耐酸性好、耐碱性差、高温水能侵蚀玻璃。

二、玻璃的分类和应用

按用途分有日用玻璃:瓶、碗； 技术玻璃:光学仪器、管道、电器； 建筑玻璃:平板镜、安全玻璃；

玻璃纤维:分为低碱、无碱、中碱、高碱。

按化学成分分有石英玻璃；钠钙玻璃；硼酸玻璃；高硅氧玻璃；铅玻璃；镁铝硅微晶玻璃；氧硫系。

常见玻璃及用途如下，表5-1。分类 用途 容器玻璃 瓶罐和器皿 仪器,医疗玻璃 温度计、玻璃管

平板玻璃 普通平板玻璃、磨砂玻璃、镜玻璃 电真空玻璃 灯泡壳、荧光灯、显相管、汽车灯 工艺美术玻璃 晶质玻璃、刻花玻璃、玻璃球 光学玻璃 镜头、眼镜玻璃、滤片 光纤玻璃 芯、皮

建筑用玻璃 玻璃砖、玻璃大理石、玻璃瓦 照明器具玻璃 灯罩、反射镜、信号灯 纤维泡沫玻璃 玻璃纤维、玻璃丝、毡 特种玻璃 具有特殊用途的玻璃 其他 小面计、仪表壳、绝缘子

5--2 玻璃的成型技术

一、常见玻璃制品

1.平板玻璃:主要有窗用、磨光、磨砂、压花、有色、夹层等。Na2O,CaO使 SiO2熔点由1600℃下降到730℃。

2.瓶罐玻璃:化学稳定性,机械强度,抗热震性较好。

价便宜。由模制法,管制法，表5-2。

3.泡沫玻璃:加发泡剂,熔融,膨胀成型得轻质多孔玻璃。不燃、不腐、不透水、隔声、隔热、又可锯钻钉和机加工。多用于隔声保温墙、地板。

4.钢化玻璃:加热至软化温度完全退火后迅速冷却的钢化处理,可做到抗震,耐温。作汽车挡风,防盗...。

5.石英玻璃:如SiO2含量大于99.7%则透明。抗热震,化学稳定性,电绝缘性好。

6.微晶玻璃:在玻璃中加入成核物质,经热处理制成各种性能的微晶玻璃,膨胀系数可较大范围变化,用途广泛。

7.铅玻璃:配料中用氧化铅代替氧化钙,提高光色散能力,吸收X射线,对高能辐射屏蔽作用,用于显象管,辐射窗口。

8.光学玻璃:用于光学仪器或棱镜,各种球面或反射镜的玻璃材料，具有较好的光学常数,透明性,化学稳定性。分无色玻璃和有色玻璃，表5-

3、表5-4。

9.器皿玻璃:用于制造日用器皿,艺术品,装饰用的玻璃。透明度好,白度好,彩色艳丽,有光泽。主要用于制造茶具,餐具,炊具,艺术品。

10.其他玻璃:还有仪器和医疗玻璃。用于温度计,真空玻璃,灯泡壳,光纤玻璃。

二、成型技术

原料粉碎 → 过筛 → 按配方称料 → 混合 → 在熔窑中将物料熔融 → 澄清 → 匀质化 → 成型加工 → 热处理制成产品。(一)玻璃原料(1)石英砂 SiO2占60---75%，SiO2 引入使相对密度降低,熔融温度和退火温度升高;化学稳定性,耐热性和机械强度提高。

(2)硼酸,硼砂及硼矿物 主要是B2O3,降低膨胀系数;提高化学稳定性,耐热性,折射率和光泽;降低熔融温度,韧性。是耐热玻璃或医学仪器玻璃,光学玻璃的重要组成。

(3)长石,瓷土,蜡石 Al2O3提高化学稳定性、强度、韧度、玻璃的熔融温度。长石 K2 O(NO2)﹒Al2 O3 ﹒ 6SiO2 用于一般玻璃。

瓷土 Al2O3 ﹒ 2SiO2 ﹒ 2H2O 用于高铝玻璃和乳浊玻璃。蜡石 Al2O3﹒ 4SO2﹒ H2O 用于玻璃纤维的配料。(4)纯碱 芒硝

向玻璃中引入Na2O的主要原料。Na2O的引入降低玻璃的粘度和熔融温度,降低玻璃的稳定性,韧性,机械强度;提高介电常数和热膨胀系数，一般不超过18%。

(5)方解石,石灰石,白垩

向玻璃中引入CaO的主要原料。提高玻璃的机械强度,化学稳定性和硬度,也使退火温度和析晶倾向增加。

(6)硫酸钡 碳酸钡

向玻璃中引入BaO的主要原料。使熔融温度降低,提高相对密度,使化学稳定性降低和析晶倾向增大。含BaO的玻璃防辐射。

(7)PbO 要作铅玻璃。增大玻璃的相对密度,提高折射率和光泽,降低熔融温度和化学稳定性。电性能好,硬度小。

2.辅助材料

(1)澄清剂---主要促进气泡排出,常用的有As2O3,Sb2O3,硝酸盐,氨盐,硫酸盐,氟化物。(2)着色剂----使玻璃着色,氧化铁使玻璃黄色,氧化钴使玻璃蓝色,氧化锰使玻璃紫色。(3)脱色剂----提高透明性,常用的有二氧化锰,氧化钴,氧化镍,硝酸钾。

(4)乳浊剂----使玻璃呈乳白色的半透明,常用的如冰晶石,氟硅酸钠,氧化锡。(5)助熔剂----常用萤石,硼酸钠,纯碱。加速熔融。

(6)氧化剂和还原剂-----常用的氧化剂有白砒和硝石。低价变高价;还原剂如SnO,SnCl2高价变低价。(二)熔制

在坩埚窑和池窑中进行,温度约为1300---1600℃,(三)玻璃成型

把熔融玻璃加工成一定几何形状尺寸的玻璃制品。

1.压制成型 用于较厚的工件,如玻璃砖、绝缘子、盘碟，图5-1。2.吹制成型 用于广口瓶和小口瓶，图5-2。3.拉制成型 玻璃管、棒、薄板，图5-3。4.压延成型 图5-4。

5.注法成型:注入模内,玻璃经退火冷却和加工制成。用于光学仪器,艺术雕刻...6.烧结法成型:用粉末烧结成型,可分为干压成型,注浆成型。(四)玻璃热处理

冷却不均产生内应力。强度降低甚至破裂,会使结构变化不均,光学特性不均,常需热处理。

1.退火处理:加热到退火点缓慢冷却到室温,减少消除热应力。达到结构均匀,性能质量一致性。

2.回火处理:表面引入残余压应力,使其强度和热稳定性提高。用于大型门玻璃,挡风玻璃。3.化学回火:浸入硝酸钾槽中6--10小时,槽温450℃玻璃表面附近的钠离子会被较大的钾离子取代,使表面形成压应力而心部为拉应力。用于薄玻璃。

5—3 璃制品的表面装饰技术

一、冷加工

1.研磨与抛光: 消除表面缺陷，如粗糙,形状尺寸需改变。先用粗磨料再用细磨料,最后用抛光膏。通过这些工艺加工掉余量,成光滑平整透明的制品。

2.切割喷砂和钻孔

用金刚石,碳化硅切割。局部加热快冷,使形成较大应力而折断。用于器皿玻璃制品表面磨砂,商标,刻度的打印。钻孔用于电磁振荡冲击和超声波加工。

二、热加工

复杂和特殊制品的最后定型,改变性能与外观。方法有:吹制等成型的制品切割后锋利边缘的烧口和火抛光,火焰切割。

三、表面处理

采用化学刻蚀,灯泡的毛蚀和化学抛光及制品表面涂层处理和着色。如镜子涂银,表面涂导电层。

5--4 常见玻璃制品缺陷及防止

玻璃瓶封口不严的成型缺陷，表5-4。

裂纹---为防止其产生,模型的温度应控制在要求的范围内,避免玻璃制品局部过冷或过热,应调整机器部件和模型的装配。

壁厚不均---因玻璃料滴温度不均或模具温度不均造成。解决方法是使玻璃料滴温度均匀,有时应搅拌。应使模具均温，图5-5。

变形---作业温度过高或模具制造有缺点造成的。图5-6。

瓶口不饱满----如缺口、瘪肩、花纹不清楚。应调整作业温度和压缩空气及真空系统是否正常。瓶口突出(凸边)---因模具部件制造不当或安装不吻合造成。应注意模具设计和加工的合理,还防止作业温度过高或压缩空气压制时力过大。

成型制品中的气泡---通过工艺手段消除熔融玻璃液中的气泡,主要有调节冲头行程满足要求,不使空气进入,控制燃烧喷嘴开的大小,清洁供料机附近的环境，图5-7。

第六章 木材及其加工技术 第一节 常用木材及性能

一、材的特性,分类及结构

(一)木材的特性:是优良的造型材料。质轻,坚韧,有弹性,纹理美观,易加工。

1.质轻:疏松多孔的纤维素和木质素构成,密度比金属、玻璃轻的多,纵向强度大,但抗压抗弯差。

2.天然色彩美丽花纹。杉木的心材呈深红褐色,红松的心材呈淡玫瑰色...。3.调整空气湿度。木材由长管状细胞组成,能吸水和蒸发。

4.有可塑性。蒸煮的切片在热压下弯曲成型。可用胶,钉等方法牢固结合。

5.易加工和涂饰。易锯,刨,打孔,切,组合成型。涂料附着力强(因其管状细胞)。6.良好的绝缘性。随含水量增大其绝缘性降低。

7.易变形,易燃。如开裂、扭曲、翘曲。8.各向异性。纤维分布方向不同。(二)木材的分类: 1.按成长状况分

外长树:树干成长向外发展,由细变粗,生长季节不同形成年轮.内长树:内部木质充实,热带的木质。2.按树质分: 可分为软木材和硬木材.按断面耐压能力分六级----<19.62MPa为最软;耐压在19.72--34.34MPa的为软材;34.43--49.05MPa的为略软；49.15--63.77MPa的为略硬;63.86--98.10MPa为硬材;>98.10MPa为最硬。

3.按树叶外观分: 针叶:高直大,纹理平顺,易加工,属软木。质强度高,变形小,耐腐蚀,用于承重构件。常用树种---红松,马尾松,杉木,白松,银杏....。

阔叶:树干短,质硬,难加工,属硬材。有的由美丽花纹适于作家具,常用树种---白桦,枫杨,榆树,樟木,楠木....。(三)木材的构造

树干由树皮,木质部和髓心三部分组成。

树皮:是外层组织,贮藏养分输送养分的渠道。是鉴别树种的重要特征。木质部:分边材和心材。

边材输送水分,含水多,强度低,易腐烂。

心材含水少,强度高,不易腐烂。心材价值高,颜色深。

生长层体现在横断面上形成深浅不同的同心圆环,即年轮。在同一年轮内又分春材和秋材。髓心:树干中心,质软,强度低,易腐朽,易干裂，图6-1。

从不同方向锯切木材,表面构造和物理性能不同。选不同切面---横切面,径切面,弦切面。图6-2。

1.横切面:垂直生长方向。硬度大,耐磨损,难刨削。

2.径切面:沿生长方向。经过髓心,收缩小,不翘曲,挺直,牢度好。3.弦切面:沿树干生长方向,不经过髓心,花纹美观,易翘曲。

二、木材的缺陷

1.节子:树干上活枝条或死枝条被长粗树干包围起来形成的生理现象。形,条状,掌状三种。分活节,死节,漏节，节子不均,影响美观,坚硬,不光洁,强度下降。

2.变色:一种是化学变色即阳光氧气的化学作用。生在表面经刨切后又能够恢复原材色。另一种变色即木材受真菌的侵蚀未破坏细胞壁,如青变,红斑,杂斑。

3.腐朽:受真菌破坏了细胞壁,不仅变色,且结构松软。碎,后变筛孔或粉末状的软块,强度硬度降低。

4.虫害:孔道称“虫眼”。表皮虫沟,小虫眼和大虫眼。

5.裂纹:受外力,温度,湿度变化木材纤维之间发生分离的现象。径裂,轮裂,干裂,端裂,心裂,表裂。

6.夹皮:受伤后继续生长形成的,未完全愈合形成外夹皮。全被木质部包围的称为夹皮。7.弯曲:轴线不在一条直线上。影响出材率,降低利用率。

弯曲度：C=最大弯曲高度h/内曲面水平长度L×100%。

8.斜纹与钝棱 斜纹:木材纤维排列不正常。钝棱:成材边缘欠缺部分。

三、用木材及选用

(一)常用木材有板方材和人造板材

1.板方材:按一定规格和质量标准加工制成的板材和方材。板材指横断面宽度为厚度的三倍或三倍以上者;方材指横断面宽度不足厚度的三倍者，表6-

1、表6-2。

33(1)按板材厚度分:薄板(厚度<18mm);中板(厚度19--35mm);厚板(>66mm)。

(2)按方材宽厚乘积的大小分为:小方(<54平方厘米);中方(55--100);大方(>226)。(3)按板方材规格标准

长度: 针叶树1--8m;阔叶树1--6m;尺寸公差(略)板方材的材质标准(略)，表6-3。

2.人造板材 用原木,刨花,木屑,废料及植物纤维经机械或化学处理制成板材。幅面大,质地均匀,光滑平整,变形小,美观耐用。用于造船,宾馆,家具,包装,活动房......。

(1)胶合板:用三或五或七层刨切板经涂胶热压而成人造板材,纤维互相垂直。平整,美观,不变形,不干裂。用于家具、船舶、车辆、乐器、包装......，表6-4。

(2)刨花板:废料加工成碎料及刨花,经热压胶合而成。幅面大,平整,隔热隔音好,但重量大,握钉力差,易吸湿变形。分低密度,中密度,高密度，表6-5。

(3)纤维板:利用废料或植物纤维作原料,经破碎,浸泡,制浆,成型,干燥,热压制成。结构均匀,细微,耐磨,不易胀缩,不易开裂。隔音,隔热,保温。用于装修家具，表6-6。

分为硬质纤维板,中硬质纤维板,软质纤维板。

(4)细木工板:拼和结构的板材。坚固耐用,板面平整,不易变形用于板式家具，图6-3。(5)空心板:心部是空心木框，图6-4。(二)木材的选用

要有美的自然纹理、材质细密、易于加工、易胶合、易着色及涂饰。因此选用木材要考虑物理和力学性能。

1.物理性质

(1)含水率：含水率=(木材初重－全干材重)/全干材重×100% 家具8--12%;乐器3--6%。

(2)容量:单位体积重量。容量大的木材强度高,硬度大,抗腐好,有光泽,但不易加工,易变形开裂。所以容量要适中。

(3)干缩与湿胀：当含水率下降时,体积减少,重量轻,强度大;当水分增加时,膨胀增重,强度降低.收缩会变形,翘曲,开裂。因此须经干燥处理。

2.力学性能:各向异性。如顺纹强度高,与纤维方向有关。常见木材的物理、力学性能见表6-8。

第二节 木材制品的成型技术

先使原料经手工或机械加工成构件,再组装成完整的制品。

一、木制构件的加工

(一)基本方式及主要工具: 1.锯割

1）手工锯---最常用的是框锯和刀锯，图6-

5、图6-6。框锯(也称拐锯)按用途又分顺锯,截锯,穴锯。

刀具适于在框锯操作不便的场合。

2）锯床---可分为带锯和圆盘锯

带锯根据用途不同分为大带锯,小带锯,细木工带锯。图6-

7、图6-8。

圆盘锯用于纵向锯割和横向锯割方材,板材,圆木。

2.木材刨削

(1)手木工刨:分平刨,槽刨,边刨,铁刨,球形刨，图6-9。(2)木工刨削机床:分平刨床和压刨床，图6-

10、图6-11。

平刨床---要校对靠山和台面是否成直角。

压刨床----把用平刨床刨好基面的工件刨成所需的厚度和宽度。

3.凿削: 榫孔的凿削是成型加工的基本操作。(1)木工凿，图6-12。

(2)榫孔机床---分立式和卧式，图6-13。4.铣削:用于曲线外形加工，图6-14。(二)加工工艺

根据工件位置,作用,形状,尺寸,材料加工精度,表面粗糙度及加工批量,合理选用加工方法,加工机床,刀具,夹具,制定加工工艺。

配料；平面加工(基准面相对面)；划线；榫头加工；型面加工；榫眼孔加工 ；表面修整； 榫眼孔加工； 型面加工。

1.配料:把不同树种,不同规格的木材锯割成符合制品规格的毛料。

要根据质量要求选用不同树种,纹理,规格,含水率等。合理搭配。

2.基准面加工:为获得正确形状,尺寸,粗糙度,定位准确,必须进行基准面的加工。基准面分为平面,侧面,端面。

3.相对面加工:以基面为基准加工其他面。

4.截端:为得到所要求的长度和平整的端面,作为开榫、打眼或铣削时的定位基准。5.划线:决定榫头,榫眼及圆孔位置,尺寸。

6.榫头,榫眼及型面加工:榫结合是常用的结合方式。7.表面修整:应根据表面质量要求来决定。

二、木制品的装配

按装配图及技术要求把构件结合成部件再把部件结合成制品,有榫结合、胶结合、螺钉结合、圆钉结合。

1.榫结合，图6-15。

2.胶结合:用于实木板拼接及榫孔胶合。常见有皮胶,骨胶,合成树脂，表6-9。3.螺钉和圆钉结合，取决木材硬度和钉的长度及纹理。4.板材拼接的结合方式，图6-16。

6--3 木材制品的表面装饰工艺

因人们对木制品表面质量的高要求,天然纹理色泽不能满足需要,因此采用表面复贴和涂饰。

一、表面复贴: 把面饰材料粘贴在木制品表面形成一体的装饰方法。(一)PVC膜(聚氯乙烯)1.PVC的种类: 是由PVC树脂,增塑剂,稳定剂,增强剂,颜料组成。经过混炼,压延,印刷,复合,压纹孔等制成半硬质膜。

2.PVC膜的特点: 真实感强;施工方便;耐气候性强;节省木材,降低成本。

3.复贴工艺:分为机械,半机械,手工。

(1)机械复贴:适用于大批量生产。工艺流程:基材除尘；涂胶；干燥；PVC覆贴辊压；裁膜；堆放冷压。

(2)半机械化复贴，图6-

17、图6-18。

涂胶机与热压机配合,适用于中型企业。

涂胶机与辊压机及冷压机配合。

(3)手工复贴

背面有不干胶的PVC膜的复贴(略)。

普通PVC膜的复贴(略)。

(4)小边处理----常用两种方法(卷边和封边)。

卷边适用于基材厚度在8mm以下的,缺点是浪费材料。封边省材省时。(二)薄木的复贴

在基材上复贴名贵木材制成薄木。

1.制造薄木常用树种,加工方式及种类: 树种----水曲柳,胡桃楸,花木,椴木,色木,樟木,楠木。加工方法---刨制和旋制。

2.薄木的选拼, 图6-

21、图6-22。

胶合方式有:胶缝胶合,胶线胶合,胶滴胶合,胶带纸胶合。3.薄木的复贴工艺

(1)机械热压复贴：基材砂磨除尘与覆贴PVC膜相同。(2)冷压:用白乳胶,骨胶等。(3)手工复贴:适用范围广。

4.复贴常见缺陷及消除 见课本表6-10。

二、木制品表面涂饰

(一)涂饰的目的，表6-11。装饰性：增加天然木材的美感；掩盖缺陷；改变木质感。

保护性：提高硬度；防水防潮；防酶防污；保色。(二)涂饰前表面处理

针对缺陷--表面干燥度,纹孔,毛刺,虫眼,节疤......。

1.干燥:木材易吸水和排水,干燥方法有自然晾干和低温烘干。

2.去毛刺:对一般木制品磨砂,对高级木制品采用水胀法,虫胶法,火燎法，表6-12。3.脱色:用漂白剂如双氧水,次氯酸钠,过氧化钠，表6-13。4.消除木材杂物:松脂及其分泌物松节油，表6-14。(三)做底层

目的: 改善平整度提高透明涂拭及模拟木纹和色彩程度,获得纹理优美颜色均匀的木质面，表6-15。

(四)涂面漆

分为透明涂饰和不透明涂饰，表6-16。

(五)涂层常见缺陷及消除方法,见下表，表6-18。

缺陷名称 原因 消除方法及制品处理 咬底 涂料不配套,如油性涂 对症处理,消除起因

料表面刷硝基涂料;对 班处理:磨干后用正确方式和

同类的热塑料反复重刷 配套涂料涂饰

颗粒 漆刷及涂料中含有杂 对症处理消除起因

质;工件表面有灰尘;处理:磨平干燥清洁后再涂

涂装场地不清洁.慢干与发粘 储存时间过长,催干剂 催干剂过量消耗

消耗过量;松木中有松 可加催干剂, 油析出,底漆中腊质过多。处理:将不干的涂层除去后重涂。

流挂 刷涂不均,厚的地方产生流挂;刷面漆时要用笔刷从上到下,从左到右

气温过低不易刷均，干燥太慢。处理:轻微流痕可磨平后补漆,严重流痕得全除

去重涂。

皱皮 涂层过厚;涂刷不均;对症处理消除起因

突然进热烘箱。处理:将皱皮处修平烘干,重涂。

泛白 环境温度过高,湿度过大;预热后再喷;溶剂不平平衡应

溶剂挥发过快;溶剂不平衡。加入醋酸乙酯。

处理：喷一 道高沸点的溶剂，不要喷太厚。水分

发笑可加肥皂。

发笑 虫胶中含蜡质;底材上有油。处理:磨平表面重新喷涂。

气泡与 木材含水率太高;涂料粘度 处理:用砂布磨去气泡, 用 针孔 太大,带入气泡;木材管孔大 腻子将凹孔填平。

涂饰时孔眼未填实。

起泡 木材含水太高,环境转热, 处理:除去起泡层重

水汽蒸发将漆膜拱起。新涂饰。

渗色 有机红颜料溶于溶剂后渗色，处理:用虫胶封闭。

补层脱落 底面漆不配套,层间有油污。处理:除去结合力不牢的涂层后重新涂饰。

第七章 涂料及涂装工艺_ 第一节 涂料的基本知识

一、涂料的性质

1.色彩:由颜料决定，表7-1。配色原则:（1）分清主副色及各色间的关系和比例。（2）涂料颜色采用由浅到深。（3）把握涂料颜色干湿的特性。2.光泽: 挥发性涂料光泽差,油性涂料或合成树脂涂料光泽好。3.粘度: 粘度小,非挥发组分多好。涂料的厚度与粘度有关,粘度大则厚，表7-3。4.硬度,附着性。

要求附着性好,抗划分能力强，表7-4。5.耐候性。

随时间加长受紫外线,湿气,水分,氧作用，表7-5。6.耐化学腐蚀性。

酚醛树脂,合成橡胶,环氧树脂抗蚀性好。

二、涂料作用

1.保护作用----在表面形成一层硬膜,能把空气,水分,阳光等隔离。防止受外力作用。2.装饰作用----通过色彩,纹理,光泽实现。

3.特殊作用----绝缘漆,防锈漆,示温涂料,伪装涂料,防雷达涂料。

三、涂料组成

挥发和不挥发两部分组成，表7-6。

涂后挥发分逐渐逸去,不挥发分干结成膜。1.主要成膜物质: 可单独成膜,也可粘颜料共同成膜,是涂料基础。化学稳定性高,多属高分子化合物。如天然合成树脂,动物油,植物油。

2.次要成膜物质

颜料是此种起着色遮盖作用,改善物理化学性能,提高强度附着力,耐热性,耐光性,......。

分色颜料,防锈颜料,体质颜料，表7-1。

3.辅助成膜物质

表面活性剂、催干剂、固化剂、增塑剂、防潮剂、乳化剂......影响成膜,对提高涂膜质量有重要作用。

4.溶剂

溶解并稀释涂料的挥发液体。降低粘度便于施工,增加附着力。

四、分类及命名

1.涂料的分类:我国以成膜物质分类，表7-7。2.涂料的命名和型号:(1)命名原则:由颜色或颜色名称+成膜物质名称+基本名称组成。如:红醇酸磁漆,锌黄酚醛防锈漆。

(2)基本名称代号，表7-8。

00--13基本品种;14--19美术漆;20--29轻工用漆;30--39绝缘漆;40--49船舶漆;50--59防锈漆。

(3)涂料的型号

F----01---1 －---序号

﹂------------基本名称(01指清漆)﹂------------------涂料类别(F指酚醛树脂漆)C01--1醇酸树脂油漆;H04----环氧树脂瓷漆。(4)辅助材料型号: X---稀释剂;F---防潮剂;G---催干剂;T---脱漆剂;H---固化剂。

7--2 常用的涂料

一、酚醛树脂涂料

以酚醛树脂为成膜物质的涂料,称酚醛树脂涂料。又称“酚醛漆”,成本低,在涂料工业中占比重大。漆膜有一定硬度,有光泽,快干,耐水,耐酸碱,绝缘。用于木制品、机械设备、机车、船、电器......。

它可分为:醇溶酚醛树脂漆,改性酚醛树脂漆,油溶性纯酚醛树脂漆三大类，性能和用途见表7-9。

二、醇酸树脂涂料

以醇酸树脂为主要成膜的涂料。

与树脂混溶性好,提高涂层物理化学性能,施工方便。价格便宜。漆膜丰满、保光、耐久好、附着力、韧性、机械强度好。

用于机械、船、桥、车辆、建筑、家具...，性能和用途见表7-10。

三、氨基树脂涂料: 以氨基树脂和醇酸树脂为主要成膜物质的一类涂料。

氨基树脂漆装饰性好,清漆色浅,不泛黄,漆膜丰满,色彩艳,坚韧,附着力强,耐水,耐油,耐磨,绝缘。

用于汽车、自行车、日用品、仪器、医疗器具。性能和用途见表7-11。

四、环氧树脂涂料

以环氧树脂为主要成膜物质的涂料。附着力最强(对金属),强度高,化学稳定性好,绝缘性好。

用于国防、化工、造船、机械、容器、管道，性能和用途见表7-12。

五、丙烯酸树脂涂料

以丙烯酸树脂为主要成膜物质的工业用漆。

色彩保色好,耐热好,化学稳定性好。用于航空、车辆、仪表、家用电器，性能和用途见表7-13。

六、沥青涂料

以沥青为主要成膜材料。价廉,施工方便,防水,耐酸,绝缘性好，性能和用途见表7-14。

七、硝基漆类

俗称“喷漆”,固化迅速。用于金属、木材、皮革、汽车、飞机、机电..，性能和用途见表7-15。

八、过氯乙烯涂料

以过氯乙烯为主要成膜物质的涂料。是挥发性涂料。

耐化学药品用于船、飞机、建筑物.....，性能和用途见表7-16。分为防腐漆,外用漆,木器用漆和其他专用漆。

九、水溶性树脂涂料

水作溶剂,合成树脂代替油脂。

十、粉末涂料

(一)特点: 1.无溶剂固态涂料,利于环保;2.涂装周期短,简单,只需预处理,喷涂,烤烘固化三道工序;3.色彩鲜艳;4.可厚涂;5.材料利用率高;6.节能。

(二)应用 在化工、电子、兵器、航天、机械.....。

7--3 涂装技术

一、涂装特点

1.选择范围广； 2.适应性强； 3.工艺简单； 4.成本低； 5.面饰果好。

二、涂装三要素

即涂料选用,涂装方法,涂装工艺管理。1.涂料的选用

(1)使用的范围和环境，如桥梁用漆、防锈、户外、耐用。(2)使用的材质，金属、木材、水泥、橡胶。

(3)涂料的配套性，底漆、腻子、面漆、罩光漆。

39(4)经济效果，要考虑涂料费用,表面处理,涂漆,干燥,打磨等费用。(5)施工设备和环境保护。2.涂装施工方法。3.涂装工艺管理。

是实施所制定工艺,达到涂装目的和质量的重要条件。

三、涂装工艺与程序(一)涂装工艺

包括漆前表面处理,涂装施工方法和涂膜的干燥三大步骤。1.涂前表面处理: 去除污物如油污,铁锈,氧化皮,灰尘,型砂,焊渣等。关系到附着力和使用寿命,影响质量。2.涂装施工方法

(1)刷涂:毛刷蘸漆刷工件,适于单件小批。(2)擦涂:用棉纱或棉花球蘸漆擦涂工件。(3)刮涂:用刮刀刮涂,涂腻子。

(4)浸涂:工件被浸入涂料中,滴尽多余涂料。缺点是上薄下厚。(5)淋涂:把涂料淋浇到被涂物上,滴尽多余涂料。优点是省漆。(6)喷漆:把涂料雾化喷到被涂物上获得涂膜。目前采用空气喷涂法,热喷涂法,高压无气喷涂法,气雾喷涂法,静电喷涂法。

(7)电泳涂装:水溶性涂料的涂装法。原理是----漆槽(阴极)和工件(阳极)间加电压使带电涂料粒子被吸向工件,并在工件上沉积成涂层。

(8)粉末涂装，分为粉末熔融法和静电粉末涂装法。3.涂膜的干燥: 液态涂膜或粉末涂膜在室温或加热条件下,通过物理化学变化转变成具有一定强度的干硬涂膜。

(二)涂装工艺程序

1.涂底漆:表面处理的第一道工序。分为保养底漆,一般底漆和防锈底漆。2.涂刮腻子:涂过底漆的工件表面因有不平整缺陷如孔,裂纹,钉眼,故刮腻。3.打磨:又称磨光。腻子干燥后用磨具或砂纸打磨平整。

4.涂二道底漆:磨光后再涂一层稠度稀薄的底漆,后用细纱纸打磨。5.涂面漆:要有色调,光泽,肌理,可在最后一道面漆时加清漆。

6.抛光上蜡:高装饰要求的面漆层要上蜡抛光,增加光泽和保护性。7.装饰与保养:面漆上要印图案,标志,色带,须在罩清漆前。

汽车车的典型三层涂饰工艺流程见表7-17。

第二篇：《工艺》教案（模版）

《工艺》教案

姓名 杨启厚 单位

鸡西市第一中学 时间

XX年5月22日 年龄 36岁 教龄 12年 职称

中学物理一级 学科 通用技术 课题

工艺—学习常用木工工具的使用 班级 高一.2班 课型 新授课 目

标 知

识 技

能

通过探究、归纳和示范等方法，使学生了解和掌握常用木工工具使用方法和要领，能选择适当加工工艺并正确安全地操作。过

程 方

法

通过三个问题的探究和教师对木工工具的正确操作示范，引领学生能够正确安全地使用工具，并经历小木锤设计方案转化为实物的过程，初步学会木工工艺的操作、装配和调试方法，从而培养学生的创新精神和动手设计、制作作品的实践能力，并体验木工加工工艺带来的乐趣和成功感。情感态度 与价值观

认识技术的创造性特征，形成实事求是、精益求精的态度，培养富于想象、善于批判、敢于表现个性、勇于创新的个性品质。教学 重点

初步学习并掌握常用木工工具的使用方法及安全注意事项。教学 难点

学习和掌握各种常用木工工具的使用方法与技巧 教学 用具

多媒体、台虎钳、锯子、刨子、凿子、羊角锤、手电钻、木锉、小木锤、斧子、钢直尺、钢直角尺、2B铅笔、钉子、木块、木棒等。教学方法

复习法、探究法、归纳法、实验法、示范法等 教学环节与教学内容 师

生

活

动 设计意图 教

学

过

程

一.复习回顾（3分钟）1．工艺的含义是什么？ 2．常用工艺种类有哪些？ 二.新课导入.（1分钟）

请同学们看这样一把小木锤，她是由我采用木工加工工艺制作完成的，同学们想不想也制作这样一把小木锤呢？这节课，就让我们一起来了解和学习常用木工工具的有关知识。三.课堂探究（36分钟）探究问题一：

常用木工工具有哪些？ 探究问题二：

各种常用木工工具的正确

使用方法及安全使用注意事项有哪些？ 正确使用方法示范： 各种常用木工工具的正确

使用方法示范并强调说明工具的安全使用注意事项。

教师：ppt展示祥云火炬构造 学生：思考、回答 教师：ppt展示答案

教师：展示小木锤实物

教师：ppt展示课题

学生：思考、回答

教师：展示工具图片和实物

学生：示范工具的使用方法 教师：观察并及时给予指导

教师：示范工具正确使用方 法并强调安全注意事项

激发学习兴趣

温故而知新，为新课教学做铺垫。

创设情境，激发学生兴趣与热情。

培养学生养成善于观察生活习惯。

培养学生动手实践、安全使用工具的能力，并进行爱护公物德育教育。

培养学生善于观察、思考的能力。

教

学

过

程

共同体验工艺：

活动1：请同学们根据自己小组提前制定的小木锤设计方案和今天学习到的各种常用木工工具正确使用方法及安全注意事项进行加工制作小木锤。

活动2：各小组展示制作作品，并检查是否达到设计方案中的设计要求。

活动3：开展自评与互评活动。

四、课堂小结（5分钟）

1、常用木工工具的正确使用方法及 安全注意事项。

2、作业：

课后完成设计方案试验报告。

3、整理工具、清扫卫生。

下节课我们将继续学习和掌握钳工工具的使用方法和要领。

五、教学反思

学生：动脑思考，动手制作。

教师：巡视，指导，及时肯定与表扬。

师生：展示制作的小木锤，给予正确评价，指出优点与不足，评出比较好的作品，给予大力表扬。

学生：展开评价活动

学生：总结各种常用木工工 具使用方法、安全注意事项。

学生：组长整理清点工具，组织组员清扫卫生。

鼓励学生积极参与动手实践，培养学生动脑创新精神和动手实践能力。引领学生感悟成功的喜悦，激发学习热情。

培养学生评价与自我评价的能力。

培养学生归纳、总结的能力。

培养学生养成良好的技术试验习惯、努力提高学生的技术素养。

板书设计（见ppt）

主

板书

电子板书

大屏幕

……

副板书

电子板书

引入的内容跟你的新课的关系你怎样联系？ 是说火炬图片吗？

我想对于工具的使用示范，先请学生说或示范，我给予指导，再正确做示范，如何更好呢

对，先让学生拿着工具说，其他同学补充 通过火炬构造回顾工艺的种类

老师总结使用的注意事项，在屏幕显示

火炬的例子很好，情感态度价值观的体现，也紧贴热点 填写需要时间，说了小结，显示出来就可以了。怎样把火炬例子用好是关键

同学们，这是什么？原来设计时只是图纸，要怎样才把设计的理念转化为实物呢？ 把火炬的图片和文字部分分两页

小木锤最后再显示好点，否则会制约学生的创意 和学生做出来的比较

但要注意这节课的重点是学习使用，应该重点不是制作小木锤

能不能够点到，如果我们要制作一个小木锤，我们要用到刚才介绍的哪些木工工具？怎样使用？小木锤由那些部分组成？每部分怎样用工具去完成？好，请同学们分组去试验 确实，你说的对，重点是使用方法的学习，但我想把做小木棰作为载体，通过制作小木棰来练习锯子、凿子、锤子、刨子等的使用

对，要连接好过渡好

因为是公开课，我希望学生能最后把小木棰制作成功，并能正确的评价 我感觉时间很紧张

使用--制作--比较评价，时间不一定够。我也担心你把重心引去了制作出来的小木锤了

那我把大块时间放在工具使用的示范上，最后在总结时回到工具使用上

你要强调，木锤评价时，跟怎样用工具有关。如不光滑，是没有用好刨子

评价让学生说，不好是因为没有用好哪工具 你可以尝试下。最好在别的班试试 我很同意你的指点 非常感谢你

引入就直接用木制工具好点 祝成功

直接用一个小木锤，问制作一个小木锤需要什么工具，如何正确使用

火炬的例子不好用。这样又没有什么吸引学生 纯木工具很多的 优点浮夸的感觉是吗？

我这张是木做的风柜，南方用来风谷的 你们那里没有 没有，第一次见 是用来干燥粮食的吗

你就问：制作那么漂亮和精致的木家具，是用什么工具制作的？

是把谷和杂物分开的 是靠风力把杂物吹走吗？ 是的

第三篇：工艺教案

第一章 机械加工精度与表面质量 第一节 机械加工精度

（一）讲授新课：

一、机械加工精度的概念：

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。

二、机械加工精度的内容：（图1-1）

1．尺寸精度:(图1-2）

尺寸精度是指加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的符合（接近）程度。

2．形状精度：

形状精度指加工后零件的实际几何形状与理想形状的符合（接近）程度。

3．位置精度

位置精度指加工后零件的几何图形的实际位置与理想位置的符合（接近）程度。

4．尺寸精度、形状精度和位置精度的关系。

三、达到机械加工精度的方法： 1．达到尺寸精度的方法：（1）试切法（2）调整法（3）定尺寸刀具法（4）自动控制法（5）数字控制法 2．达到形状精度的方法：（1）轨迹法（2）成形法（3）展成法

3．达到位置精度的方法

（1）一次安装获得法（2）多次安装获得法 本课小结

第一节 机械加工精度

（二）复习旧课：

1、机械加工精度的概念。

2、达到尺寸精度的方法。讲授新课：

四、加工误差： 1．加工误差的概念：

加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面相互位置）与理想几何参数的偏离程度。2．加工误差的构成五、典型表面的常见加工误差分析：（表1-1）

1、外圆表面：（1）腰鼓形圆柱度误差（2）马鞍形圆柱度误差（3）锥形圆柱度误差（4）毛坯误差复映（5）直线度误差（6）同轴度误差

2、内圆表面：（1）圆度误差（2）圆柱度误差（3）垂直度误差

3、平面：平面度误差

4、齿轮：（1）齿形误差（2）齿距误差 本课小结

第二节

提高加工精度的工艺措施

复习提问：

1、加工误差的概念。

2、加工误差的构成。讲授新课：

一、直接减小误差法：

1、采用反向进给的切削方法。（图1-3）

2、采用反向切削和大的主偏角车刀。

3、在卡盘一端的工件上车出一个缩颈部分。（图1-4）

二、误差补偿和误差抵消法：

1、误差补偿法：

是指人为地制造一个大小相等、方向相反的新的误差，去补偿加工、装配或使用过程中出现误差的加工方法。

2、误差抵消法：

是指利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消另一种原始误差的加工方法。

三、转移原始误差法：（图1-8）

是指创造一定条件，把工艺系统的原始误差转移到误差的非敏感方向或其他不影响加工精度的方向上去的加工方法。

四、误差分组法

就是把毛坯或上道工序的尺寸按误差大小分为n组，这样每组毛坯的误差就缩小为原来的1/n，然后按组分别调整刀具与工件的相对位置或选用合适的定位元件，从而大大缩小整批工件的尺寸分散范围。

五、误差平均法

就是利用有密切联系的表面之间的相互比较、相互修正，或者互为基准进行加工，就能让这些局部较大的误差比较均匀地影响到整个加工表面。

六、就地加工法

生产中采用就地加工法，就是对这些重要表面在装配之前不进行精加工，待装配之后，再在自身机床上对这些表面作精加工。

本课小结。

第三节

机械加工表面质量 复习提问：

1、直接减小误差法。

2、误差抵消法。讲授新课：

一、表面粗糙度的控制：（图1-9）

1．切削加工的表面粗糙度形成与控制

（1）切削加工的表面粗糙度形成（图1-10）（2）切削加工的表面粗糙度控制

1）改进刀具的几何形状。

2）改善材料的切削工艺性能。

3）选择合适的切削用量。2．磨削加工的表面粗糙度形成与控制（1）磨削加工的表面粗糙度形成（2）磨削加工的表面粗糙度控制

1）合理选择砂轮

2）改进工艺方法

二、影响表层材料物理、力学性能的因素

1．表面冷作硬化

在加工过程中，工件表层材料在切削力的作用下产生塑性变形，使晶粒间产生剪切滑移，晶格扭曲，并产生晶粒拉长、破碎，从而使加工表面层材料的强度、硬度提高、塑性下降，这种现象称为冷作硬化。

2．表面层金相组织的变化

在机械加工中会产生很大的切削热，直接影响着工件表层材料的金相组织。

3．加工表面的残余应力

在机械加工中，当表面层金属组织发生形状、体积或金相组织变化时，将在表面层的金属与其基体间产生残余应力。

第二章

铸造、锻造加工的基本工艺

第一节

铸造加工

复习提问：

1、表面粗糙度的控制方法。

2、影响表层材料物理、力学性能的因素。讲授新课：

一、砂型铸造

1、基本概念：

砂型铸造是用型砂紧实成型，将熔融金属浇注入砂型内获得铸件的铸造方法。

2、工艺过程：(图2-1）

（1）制造模样与芯盒

（2）造型

（3）造芯（图2-2）（4）合型

（5）浇注（图2-3）（6）落砂（7）清理与检验（8）热处理

3、适用范围

二、特种铸造

1．金属型铸造

（1）基本概念：通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型内获得铸件的方法称为金属型铸造。

（2）工艺过程： 垂直分型式金属型生产时两个半型合紧进行浇注，待金属凝固后利用简单的机械使两个半型分开取出铸件。（图2-4）

（3）适用范围：金属型铸造主要应用于形状不太复杂、壁厚不是很薄的小型有色金属铸件的小批量或大批量生产。

2．压力铸造

（1）基本概念：（图2-5）

使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法称为压力铸造，简称压铸。

（2）工艺过程：（3）适用范围 3．离心铸造

（1）基本概念

将熔融金属浇入旋转的铸型中，在离心力的作用下金属液布满型腔并随型一起转动，并在转动中凝固形成铸件的铸造方法称为离心铸造。

（2）工艺过程（图2-6）（3）适用范围

4．熔模铸造

（1）基本概念（2）工艺过程（3）适用范围

三、生产实例分析：（图2-7）

1、带轮铸件的技术要求。

2、工艺分析。本课小结

第二节

锻造加工

复习提问

1、砂型铸造的工艺过程。

2、压力铸造的基本概念。讲授新课

一、自由锻

1、基本概念（图2-9）

是指用冲击力或压力使金属坯料在上下砧铁之间变形，而获得所需形状和尺寸的锻件的一种加工方法。

2、工艺过程

3、适用范围

二、胎模锻

1.基本概念（图2-10）

胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具生产锻件的一种锻造方法。胎模不固定在锤头或砧座上，只在需要使用时才放到下砧上。常用的胎模有摔模、扣模、套模、合模、切边模。

2．工艺过程 胎模锻的工艺过程是坯料加热——自由锻制坯——胎模中终锻成形。．适用范围

胎模锻既具有自由锻简单、灵活的特点，又兼有模锻能制造形状复杂、尺寸准确锻件的优点，因此适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又不经济的复杂形状锻件的生产。

三、模锻

1．基本概念（图2-11）

模锻是指在专用的模锻设备上进行的锻造。常用的模锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机、模锻水压机、液压模锻锤等。

2．工艺过程

3．适用范围：模锻主要应用于毛坯精度要求较高、大批量、小件的生产。

四、生产实例分析（图2-12）

试分析如图示的连杆弯曲成形的加工工艺过程。本课小结

第三章

典型表面的加工方法与加工设备

第一节

外圆表面的加工方法与加工设备 复习提问

1、胎模锻的工艺过程。

2、模锻的基本概念。讲授新课

一、外圆表面的技术要求

1．尺寸精度：要指结构要素的精度，通常指直径和轴向的尺寸精度。

2．形状精度：一般指外圆表面的圆度、圆柱度等。

3．位置精度：轴类零件的位置精度主要有外圆表面之间的同轴度、外圆的圆跳动以及端面对轴心线的垂直度等。

4．表面质量 ：即各外圆表面上所标注的表面粗糙度数值。

二、外圆表面的加工方法

1．车削 ： 工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法称车削。（1）车削特点

（2）车削加工分类

1）粗车

2）半精车

3）精车

4）精细车

2．磨削：用砂轮以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。

（1）磨削加工的特点

（2）外圆表面的磨削

三、外圆表面加工方案分析

1．低精度的加工方案：加工精度可达IT10左右，表面粗糙度可达Ra6.3μm左右，主要用于各类零件的粗加工。

2．中等精度的加工方案：加工精度可达IT9~IT7，表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。

3．较高精度的加工方案 ：加工精度可达IT7~ IT6，表面粗糙度可达Ra1.25～0.63μm。4．高精度的加工方案：加工精度可达IT6~IT5，粗糙度可达Ra0.16～0.01μm。

四、常用外圆表面加工设备

1．车床：车床又分为卧式车床和立式车床。车床的加工精度可达IT6，表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。（图3-1）

2．外圆磨床： 加工精度可达IT5，加工表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。（图3-2）

五、生产案例分析：（图3-3）阶梯轴外圆表面的加工方法。

38f7外圆表面的加工方案为：

粗车—半精车—精车。

2×28g6外圆表面的加工方案为：

粗车—半精车—精磨。

20h6外圆表面的加工方案为：

粗车—半精车—磨削—超精加工。

本课小结

第二节

内圆表面的加工方法与加工设备 复习提问：

1、外圆表面的技术要求。

2、常用外圆表面加工设备。

一、内圆表面的技术要求

1．尺寸精度：指孔径和孔长的尺寸精度。

2．形状精度：指内圆表面的圆度、圆柱度及轴线的直线度等。

3．位置精度：一般位置精度包括孔的轴线与基准端面的垂直度、孔与孔之间的对称度、位置度；孔与孔间的平行度等。

4．表面粗糙度：指内表面粗糙度Ra值。

二、内圆表面的加工方法

1．钻孔、扩孔和铰孔

（1）钻孔：一般加工精度可达IT13～IT11，表面粗糙度Ra值可达50～12.5μm，主要用于孔的粗加工。

（2）扩孔：加工精度可达IT10，表面粗糙度Ra值可达 6.3～3.2μm，可作为孔的半精加工；也可作为精度要求较低孔的最终加工。扩孔可以修正孔轴线的歪斜。（图3-4）

（3）铰孔：加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.4μm。铰孔分手铰和机铰两种。铰孔只能提高孔本身的尺寸精度及形状精度，但不能纠正孔的位置精度。（图3-5）

2．镗孔：镗孔是指以镗刀作旋转为主运动，工件或镗刀作进给运动的加工方法。镗孔是在工件已有的孔上进行扩大孔径的加工方法。

（1）镗孔的特点：镗孔除了能提高尺寸精度和表面质量外，还可以修正孔的轴线的弯曲误差，且较容易保证各孔的孔距精度和位置精度，是大直径孔常用的加工方法。

（2）镗孔方法的选择

1）粗镗：粗镗的加工精度可达IT13～IT11，表面粗糙度Ra值可达50 ～12.5μm，一般为半精加工、精加工作准备。

2）半精镗：半精镗的加工精度可达IT10～IT9，表面粗糙度Ra值可达6.3～3.2 μm，用于磨削加工和精加工的预加工，或中等精度内孔表面的最终加工。

3）精镗：精镗的加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.8μm。用于精度较高的内孔的精加工或作为珩磨孔的预加工。

3．拉孔：采用拉刀加工内圆表面的方法称为拉孔。

（1）拉孔的特点：加工精度可达IT8～IT7，表面粗糙度Ra值可达0.8～0.4μm。

（2）拉孔方法的选择： 一把拉刀只适用于一种规格尺寸的孔。因此，拉削加工一般用于大批量生产。

4．磨孔：用磨削加工工件内孔的方法称为磨孔。（1）磨孔的特点：加工精度可达IT7，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.4 μm。

（2）磨孔方法的选择：磨削加工适用于加工硬度较高，尤其是淬火后高硬度的孔。

5．珩磨：珩磨是指用镶嵌在珩磨头上的油石（又称珩磨条）对精加工表面进行的精整加工，又称镗磨。5．珩磨：珩磨是指用镶嵌在珩磨头上的油石对精加工表面进行的精整加工，又称镗磨。

（1）珩磨的特点：珩磨后孔的尺寸精度为 IT7～4 级，表面粗糙度可达Ra0.32～0.04μm。

（2）珩磨的余量： 珩磨余量的大小，取决于孔径和工件材料，一般铸铁件为 0.02～0.15 mm，钢件为 0.01～0.05mm。

（3）珩磨时的注意事项：为冲去切屑和磨粒，改善表面粗糙度和降低切削区温度，操作时常需用大量切削液，如煤油或内加少量锭子油，有时也用极压油。

三、内圆表面加工方案分析

1．低精度的加工方案：加工精度可达到IT10，表面粗糙度Ra值可达50～12.5μm。

2．中等精度的加工方案：加工精度可达到IT10～IT9，表面粗糙度Ra值达6.3～3.2μm。

3．较高精度的加工方案 ：加工精度可达到IT8～IT7，表面粗糙度Ra值达1.6～0.4μm。

4．高精度的加工方案：加工精度可达到IT7～IT6，表面粗糙度Ra值达0.8～0.4μm。

四、内圆表面的加工设备

1．钻床

（1）台式钻床（图3-9）（2）立式钻床（图3-10）（3）摇臂钻床（图3-11）

2．镗床（图3-12）

3．内圆磨床（图3-13）

五、案例分析：（图3-14）衬套内圆表面的加工方法： 30mm内孔表面的加工方案为：

钻孔—扩孔（或半精镗）。30H6内孔表面的加工方案为：

钻孔—扩孔（或半精镗）—磨孔—珩磨。

本课小结

第三节

平面的加工方法与加工设备 复习提问

1、内圆表面的技术要求。

2、内圆表面的加工方法。讲授新课

一、平面的技术要求

1．尺寸精度：主要指平面的平面度。

2．形状精度：主要指平面对基准的垂直度、平行度，两平面相对基准的对称度等。

3．表面质量：指平面的表面粗糙度要求。

二、平面的加工方法

1．刨削：用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。（图3-15）

2．铣削：铣刀旋转作主运动，工件作进给运动的切削加工方法。

（1）粗铣：粗铣加工精度为IT12～IT11，表面粗糙度Ra值为25～12.5μm，为半精铣、精铣加工作准备。

（2）半精铣：加工精度为IT10～IT9，表面粗糙度Ra值为6.3～3.2μm，可作为平面磨削或精加工的预加工。

（3）精铣：加工精度为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为3.2～1.6μm，可以作为中等精度表面的最终加工，也可作为高精度表面的预加工。

3．磨削：磨削常作为铣、刨削平面后的精加工，在平面磨床上进行，主要用于中、小零件高精度表面和淬硬平面加工。加工精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值可达0.8～0.2μm。（图3-16）

（1）平面磨削的方式（2）平面磨削的特点

4．刮削（图3-17）

刮削是用刮刀刮除工件表面薄层金属的一种加工方法。表面粗糙度可达Ra1.6～0.4μm，平面内的直线度可达0.01mm/m。

5．研磨（1)研具

（2）研磨余量：研磨是微量切削，因此研磨余量不能太大，也不宜太小，一般在0.005～0.030mm之间。

（3)研磨特点及作用

（4）研磨方法及注意事项： 研磨分手工研磨和机械研磨两种。

三、平面加工方案分析

1．低精度的加工方案：对精度要求不高的各种零件（淬火钢零件除外）的平面，经粗刨、粗铣、粗车等即可达到要求。表面粗糙度Ra值达50～12.5μm。

2．中等精度的加工方案

（1）粗刨一精刨：适用于加工狭长平面。

（2）粗铣一精铣：适用于加工宽大平面。

（3）粗车—精车：适用于加工轴、套、盘、环等回转体零件的端面、大型盘类零件的端面，一般在立式车床上加工。

3．高精度的加工方案

（1）粗刨一精刨一宽刃精刨：适用于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料的狭长平面。

（2）粗铣—精铣—高速精铣：适用于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料的宽平面。

（3）粗铣（粗刨）—精铣（精刨）—磨削：适用于加工淬火钢件、非淬火钢件和铸铁件的各种平面。

4．精密平面的加工方案：表面粗糙度Ra值可达0.4～0.012μm。

四、平面的加工设备

1．刨床：刨床又分为牛头刨床和龙门刨床。刨床的加工精度可达IT9～IT8，表面粗糙度Ra值可达6.3～1.6μm。（图3-18）

2．铣床：铣床又分为卧式铣床和立式铣床。铣床的加工精度为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为3.2～1.6μm。（图3-19）

3．平面磨床：平面磨床是磨削加工设备中的一种，一般用于各类平面的精加工。加工精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值可达0.8～0.2μm。（图3-20）

五、案例分析（图3-21）V形座表面的加工方法： 1．技术要求：

（1）形状精度 ：V形架底面的平面公差为0.01μm。

（2）位置精度：V形架两侧面对底平面的垂直度误差0.02μm、两侧面及V形槽对称中心线对底平面的平行度误差0.02μm。

（3）表面质量：V形架底平面的表面粗糙度Ra值均为0.4μm；四周面的表面粗糙度Ra值均为0.8μm；V形槽的表面粗糙度Ra值均为0.1μm。

2．加工方法分析及加工方案拟订 V形架侧表面和上表面的加工方案：

粗刨（粗铣）—半精铣—粗磨—精磨 V形架底平面的加工方案：

粗刨（粗铣）—半精铣—粗磨—精磨—刮削 V形架V形槽的加工方案：

粗刨（粗铣）—半精铣—粗磨—精磨—研磨（或刮削）

本课小结

第四节

螺纹表面的加工方法与加工设备

复习提问

1、平面的技术要求。

2、平面的加工方法。讲授新课

一、螺纹的技术要求及种类

1．螺纹表面的技术要求：尺寸精度、形位精度和表面质量要求。

2．螺纹的种类：（1）连接螺纹

（2）传动螺纹

二、螺纹表面的加工方法

1．攻螺纹和套螺纹（图3-

22、23）

（1）攻螺纹：攻螺纹是指用丝锥在内表面上加工出螺纹的加工方法。主要加工内螺纹，分为手攻和机攻。

（2）套螺纹：（图3-24）

套螺纹是用板牙在圆柱表面上加工出外螺纹的加工方法，分为手工套螺纹和机器套螺纹。圆板牙大多用合金工具钢制成，板牙两端的锥角是切削部分，正反都可使用。

2．车削螺纹：车削螺纹是在车床上采用螺纹车刀加工螺纹的一种方法。车削螺纹的精度可达IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6μm。

车削螺纹适用于加工尺寸较大的螺纹。

3．铣削螺纹：铣削螺纹是在专用的螺纹铣床上采用螺纹铣刀加工螺纹的一种方法，多用于直径和螺距较大的螺纹加工。

（1）用盘形螺纹铣刀铣螺纹（图3-25）

（2）用梳形螺纹铣刀铣螺纹（图3-26）3．磨削螺纹：对于精度较高的螺纹，可在该螺纹经车削或铣削的粗加工和半精加工后，选择磨削螺纹的方法完成精加工。磨削螺纹的加工精度可达IT5 ～ IT4，表面粗糙度Ra值可达0.4～0.1μm。（图3-27）

5．滚压螺纹：滚压螺纹是一种使材料在常温条件下产生塑性变形而形成螺纹的无屑加工方法。

（1）搓丝板滚压螺纹（图3-28）（2）滚丝轮滚压螺纹

三、螺纹表面的加工方案（表3-1）

四、案例分析（图3-29）圆头螺钉的加工方法： 图a所示螺纹的加工方案：

套螺纹或滚压螺纹。图b所示螺纹的加工方案：

半精车（或铣削）—磨削。

本课小结

第五节

成形表面的加工方法与加工设备 复习提问

1、螺纹的技术要求及种类。

2、螺纹表面的加工方法。讲授新课

一、成形表面的技术要求（图3-30）

1．尺寸精度：指零件上成形表面各部位的尺寸要求。

2．形状精度：指成形表面的轮廓度，包括面轮廓和线轮廓。

3．位置精度： 指成形表面与其他表面间的平行度、垂直度、同轴度和对称度。

4．表面粗糙度：成形表面一般都需要抛光加工，以提高其表面质量。

二、普通成形表面的加工方法：普通成形表面的加工一般采用车削、刨削、铣削、磨削。

1．手动控制法：手动控制法是由手工操作机床，刀具相对工件作成形运动而加工出成形面的一种方法。（图3-31、32、33）

2．成形刀具法：成形刀具法是采用切削刃形状与工件轮廓形状相符合的刀具，直接加工出成形表面。可以采用车、刨、铣等方法。（图3-34）

（1）车削成形表面（2）刨削成形表面

（3）铣削成形表面

（4）磨削成形表面（图3-35）

3．靠模法：靠模法是刀具由传动机构带动，跟随靠模轮廓线移动而加工出与该靠模轮廓线相符的成形表面。（图3-36）

4．数控加工法：数控加工法是利用数控机床加工成形面的一种方法。加工时，操作人员应先将零件成形面按图样要求编出加工程序，数控机床按给定程序自动进行加工。

三、齿形表面的加工方法

1．成形法：采用与被切齿轮齿槽形状相符合的成形刀具切出齿形的方法。（图3-37）2．展成法：利用齿轮刀具与被切齿轮之间的啮合运动而切出齿轮齿形的方法。

（1）滚齿：采用齿轮滚刀滚切加工圆柱齿轮齿形，其实质是按一对交错轴螺旋齿轮啮合的原理来加工齿形。（图3-38）

（2）插齿：利用一对平行轴齿轮啮合的原理来实现齿形加工的。（图3-39）

（3）剃齿：用剃齿刀对齿轮的齿面进行精加工的一种方法。（图3-40）

（4）磨齿： 用砂轮在磨齿机上加工高精度齿形的一种方法。（图3-41）

1）锥形砂轮磨齿（图a）

2）双碟形砂轮磨齿(图b)

四、齿形表面加工设备

1．滚齿机

（图3-42）

2．插齿机

（图3-43）

五、案例分析（图3-44）直齿圆柱齿轮的加工方法： 图a齿面加工方案：

铣齿—磨齿（单件生产）或滚齿—剃齿（大批量生产）

图b齿面加工方案：

铣齿（单件或小批量生产）或滚齿（大批量生产）

本课小结

第四篇：工艺教案

第四章

设计的实现——制作

第一节

工艺

【导入新课】

在上一章我们学习了如何进行设计，本章我们将继续学习设计的实现与制作。

德国汽车和Inter cpu处理器是世界的著名产品？为什么相同的材料，会生产出不同性能、不同质量的产品？人们为什么会崇尚名牌？难道仅仅是广告的作用吗？要回答这些问题，我们的先学习什么是工艺。本节课，就让我们走近工艺，认识工艺。

第二节 工艺

1.认识工艺

1)工艺的含义：

工艺是指利用工具和设备对原材料、半成品进行技术处理，使之成为产品的方法。简单的说，就是将图纸表达的设计方案变成实体产品的生产活动的总合。

材料加工的目的：就是要改变其大小、形状、外观或性质，以符合产品所需要的设计规格。

展示分析：绿茶和红茶的制造工艺。

绿茶：制作时不经过任何发酵过程、采摘后直接杀菁、揉捻、干燥而成的茶。滋味清新鲜醇，清爽宜人。

红茶：制作过程不经杀菁，而是直接萎凋、揉切，然后进行完整发酵，使茶叶中所含的茶多酚氧化成为茶红素，因而形成红茶所特有暗红色茶叶、红色茶汤。

通过分析知道同样的原材料，工艺不同，制作出来的产品会有很大的差别。

即：同样的材料，不同的工艺，产品会不同。

2、常用工艺

工艺是产品制作的重要因素。常用的产品制作工艺，包括零件加工、产品装配、表面涂饰等。我们在进行产品制作的时候，首先进行零件加工，在进行零件的加工时，我们常常要用到切削、成型、浇铸及模塑等工艺手法。

一、零件加工

1、切削加工

大家都有剪纸的经验，其实剪纸就是一种简单的切削过程。什么是切削呢？切削加工就是用切削工具把坯料或工件上多余的材料去除，从而得到所要的几何图形、尺寸或表面质量的一种加工方法。

在你们的手上都有剪刀和纸，现在就一起在纸上画出你们想要的图形，然后将它剪下了。在大家做的过程中体会一下切削的过程，以及要注意的问题。（同学们剪纸，剪完后请同学展示自己的作品）

在我们刚才的剪纸过程中，大家应该也发现了一些问题。也是我们在进行切削加工时都必须注意的问题。首先在剪纸的过程中，我们用到了剪刀这个切削工具。没有剪刀我们很难剪出我们要的图形。当然我们也不可能用一把锯子来完成我们的剪纸工作。所以我们在进行切削加工时一定要有适当的工具。我们常用的切削工具与设备有以下这些（PPT展示图片）。

在我们剪纸的时候，都是将纸用手拿住，然后用剪刀沿着我们画好的线剪过去的。这也是我们切削过程中另外两个要注意的问题。切削工具与材料之间要有相对运动。切削工具与材料要稳定或夹持稳当。

观看视频：《手锯的使用》、《电钻的操作》再看的过程中，大家要注意学习它的使用方法和技巧。

观看完后，在书上还有关于锉刀和刨子的使用方法，这里我们就不再详细讲解了，大家下来看一下。

2、成型

定义：使用适当的力量，利用材料的塑性，将材料改变至所需要的形状及大小，且材料在成型前后的质量保持不变。

我们利用成型工艺所制作的产品有很多，比如:PPT讲解

观看视频：《冲压成型》

3、浇铸及模塑

还有一种零件加工的方法浇铸模塑，浇铸及模塑在我们的生活中经常见到，那位同学来给我们列举一些浇铸及模塑的例子。

二、装配工艺

定义：所谓装配就是将两件或两件以上的零件或部件暂时或永久的结合在一起的加工方法

观看视频《榫接》、《铆接》

三、表面涂饰

定义：在工件表面施加装饰性或保护性处理的加工方法

观看视频《汽车喷漆》

3、总结

第五篇：回填土工程工艺技术标准

回填土工程工艺技术标准

编制

日期

审核

日期

批准

日期

修订记录

日

期

修订状态

修改内容

修改人

审核人

批准人

目的为了提高回填土工程的施工质量，明确该分项工程施工要点，减少返工量，消除质量隐患，特制定本施工工艺标准。

适用范围

本工艺标准适用于由新疆特变电工房地产开发有限责任公司所有改建或新建项目的房屋建筑室内外回填土，管沟（槽）回填土，小区道路，场坪等土方回填分项工程。

施工准备

3.1原材料

土：严禁采用含有有机杂质大于8%的土、淤泥、腐殖土、耕植土、垃圾土、橡皮土、湿陷性黄土、盐渍土等。使用前应过筛，其粒径不大于50mm，含水率应符合规定。粘性土应检验其含水率，必须达到设计控制范围，方可使用。

砾石土（戈壁土）、碎石类土、砂土（使用细砂、粉砂时应取得设计单位同意）、爆破石碴、粉质粘土和灰土可用作填料。土料最大粒径不得超过每层铺填厚度的2/3或3/4（使用振动碾时），含水率应符合规定。

3.2主要机具

装运土方机械：挖掘机、自卸汽车、推土机、平土车、铲运机及翻斗车等。

碾压机械：平碾、振动碾等。

一般机具：洒水车、电动蛙式或柴油独脚打夯机、电动振动式打夯机、手推车、铁锹（平头或尖头）、2m铝合金靠尺、Φ12～Φ18

L=500mm钢筋钎、20mm铅丝、胶皮管、水平仪、塔尺等。

3.3作业条件

施工前应根据工程特点、填方土料种类、密实度要求、施工条件等，通过见证取土样，进行干密度击实试验，合理地确定填方土料含水量控制范围、虚铺厚度和压实遍数等参数；道路场坪的施工部位回填土方工程，其参数应通过压实试验来确定。

回填前应对基础、箱型基础墙或地下室外墙防水层、保护层等进行检查验收，并且要办好隐检手续。其基础混凝土强度应达到规定的要求，方可进行回填土。

房心和管沟的回填，应在完成直埋式下水管线闭水试验合格后、采暖管道安装并经试压合格后，管线底部及侧面平铺150mm厚中砂和管沟墙间加固后，再进行回填土，并将沟槽、地坪上的积水和有机物等清理干净。

施工前，应做好水平高程标志布置。如大型基坑或沟边上每隔3m钉上水平桩橛或在邻近的固定建筑物上抄上标准高程点。大面积场地上或地坪每隔3～6m距离钉钢筋钎。

确定好土方机械、车辆的行走路线，应事先经过检查，必要时要进行加固加宽等准备工作，同时要编好施工方案。

施工操作工艺

4.1

肥槽回填

工艺流程：基槽底地坪清理→检验土质→分层铺土→碾压密实→检验密实度→修整找平验收，直至填满。

4.1.1基底清理：肥槽回填之前，对地下室外墙防水层、保护层进行验收，做好隐蔽验收。清除肥槽内的淤泥和杂物，并应采取措施防止地表滞水流入填方区，浸泡地基，造成基土下陷。

4.1.2铺土：肥槽填土中不得含有石块、碎石、灰渣、淤泥、腐殖土、耕植土、有机废物和建筑垃圾等。施工时利用铲车转运、塔吊吊运、人工拉斗车等方式，将回填料回填至地下室外墙肥槽内。

在降雨前应及时压实作业面表层松土，并将作业面作成拱面或坡面以利排水。雨后应晾晒或对填土面的淤泥清除，合格后方可继续填筑。

深浅基坑相连时，要先填深基坑，填至与浅基坑标高一致时，再与浅基坑一起填夯。分段填夯时，交错处做成阶梯形，回填土层甩槎部位要做成高：宽=1：2的踏步槎。

根据现场实际情况，肥槽内的塔吊周围砌筑240mm墙体防护，此范围塔吊拆除后再回填。

填土应分层铺摊，每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。如无试验依据，应符合下表规定。

压实或夯打机具

每层铺土厚度（mm）

每层压实遍数（遍）

平碾（6-15t）

300

振动压实机（≥20t）

350

柴油打夯机（≥60kg）

250

人工

200

表1

填土施工时的分层厚度及压实遍数

4.1.3分层打夯：回填土采用分层分段进行回填，夯实采用人工夯实及压路机夯实结合的的方法对回填土进行压实。回填土每层至少夯打三遍，打夯应一夯压半夯，夯夯相连，行行相连，纵横交叉，均匀分布，不留间隙。夯打次数由试验确定，回填土分层夯压密实。严禁采用水浇使土下沉的所谓“水夯”法。

4.1.4回填土的检验：每步填土夯实完成后，由试验员进行现场取样，作干密度检验，干密度检验合格后，才能进行下一步回填。干密度取样每单位工程不应少于3点，1000m²以上工程，每100m²至少应有1点，3000m²以上工程，每300m²至少应有1点，每一独立基础下至少应有1点，基槽每20延米应有1点。回填土压实度应符合设计要求，设计无要求时，压实度不小于0.94。

4.1.5修整找平：在整个回填过程中，设置专人保证观测仪器与测量工作的正常进行。填方全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土找平夯实。

4.1.6验收：土方回填完成，按照压实度要求自检合格后，方可报上级部门验收。

4.2管沟回填

管道密闭性试验合格后，及时进行回填，不能整体回填部位留台阶状搭接，搭接长度50cm。

工艺流程：管道安装→沟槽胸腔回填→密闭性试验合格完毕→沟槽回填→检查填料质量→摊铺整平→夯打密实→修整找平验收。

4.2.1基底清理：填料前应将沟槽内的砖、木块等杂物清理干净，不得有积水，降排水系统正常进行，不得带水回填。

4.2.2检查填料质量：槽底至管顶以上500mm范围内，土中不得含有机物、冻土以及大于50mm的砖、石等硬块；在抹带接口处、防腐绝缘层或电缆周围，应采用细粒土回填；冬期回填时管顶以上500mm范围以外可均匀掺入冻土，其数量不得超过填工总体积的15％，且冻块尺寸不得超过100mm；回填土的含水量，宜按土类和采用的压实工具控制在最佳含水率±2％范围内。

4.2.3摊铺夯实：首先采用中粗砂回填至管道基础高程，剩余部分采用砾石土（戈壁土）、碎石类土、爆破石碴等进行回填。回填料应夯击密实，打夯应一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，纵横交叉。回填料每层填料夯实后，应按规范规定进行试验，测出填料的压密度；达到要求后，再进行上一层的铺料。

管顶50cm以上部位：每层虚铺厚度30cm，采用机械进行碾压，井室周围压不到的地方采用人工夯实。管道两侧和管顶以上50cm范围内胸腔夯实，必须用人工回填、夯实，管道两侧压实面的高差不应超过30cm，接口工作坑回填时，底部凹坑应先人工回填压实至管底，然后与沟槽同步回填。

表2

刚性管道沟槽回填土压实度

表3

柔性管道沟槽回填土压实度

图1

柔性管道沟槽回填部位与压实度示意图

4.2.4修整找平：在整个回填过程中，设置专人保证观测仪器与测量工作的正常进行。填方全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土找平夯实。

4.2.5验收：回填土每层都应测定压实后的干土质量密度，检验其密实度，符合设计要求后才能铺摊上层土。试验报告要注明土料种类、试验日期、试验结论及试验人员签字。未达到设计要求部位应有处理方法和复验结果。

4.3房心回填

工艺流程：房心清理→检验土质→分层铺土→分层碾压密实→检验密实度→修整找平验收。

4.3.1基底清理：房心回填前须将地坪上的垃圾杂物清理干净。

4.3.2检查回填土质量：回填前检查回填土土质、有无杂物、粒径以及含水量是否符合要求。

4.3.3分层摊铺：填土应分层铺摊，每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定，每层摊铺完成后进行耙平。如无试验依据，应符合表1规定。

4.3.4分层打夯：回填土每层至少打夯三遍，打夯应一夯压半夯，夯夯相连，行行相连，纵横交叉，均匀分布，不留间隙。回填土每层打夯完成后，按照设计及规范要求进行环刀取样，测出干土质量密度，达到要求后方可进行上一层施工。

4.3.5回填土的检验：每步填土夯实完成后，由试验员进行现场取样，作干密度检验，干密度检验合格后，才能进行下一步回填。干密度取样每单位工程不应少于3点，1000m²以上工程，每100m²至少应有1点，3000m²以上工程，每300m²至少应有1点，每一独立基础下至少应有1点，基槽每20延米应有1点。回填土压实度应符合设计要求，设计无要求时，压实度不小于0.95。

4.3.6修整找平：填方全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土找平夯实。

4.3.7验收：土方回填完成，按照压实度要求自检合格后，方可报上级部门验收。

4.4绿化区回填

工艺流程：基底清理→检验土质→分层铺土→地形塑造。

4.4.1基底清理：填料前应将坑底木块等杂物清理干净，不得有积水。

4.4.2松铺回填：绿化区域以满足种植要求为原则，依据种植要求，选择合格的种植土进行回填。按填土标高线分层回填，标高线以下50cm范围内采用种植土回填，超过50cm范围允许采用II类黄土（含量不大于回填总量的40%）及戈壁料进行回填。

采用人工土方回填施工，用自卸汽车把土方运到现场内，对于大面积、大量需要填土时用挖土机将土分开、回填。对于小面积、小量的回填用手推车推土，以人工用锄头、耙等工具进行回填。

回填土压实度应符合设计要求，设计无要求时，压实度不小于0.93。

4.4.3地形塑造：地形塑造时应先在设计图上进行方格网的绘制，之后再将其测设到地面，并且在对地形的等高线进行设计以及方格网之间的交点位置处也应当在地面上进行打桩，并在其上标记相应的桩号以及标高。

4.5小区道路及铺装区回填

工艺流程：基底清理→检验土质→分层铺土→分层碾压密实→检验密实度→修整找平验收。

4.5.1基底清理：回填前须将基坑内的垃圾杂物清理干净。

4.5.2检查回填土质量：回填前检查回填土土质、有无杂物、粒径以及含水量是否符合要求。

4.5.3分层摊铺：填土应分层铺摊，每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定，每层摊铺完成后进行耙平。如无试验依据，应符合表1

规定。

4.5.4分层打夯：回填土每层至少打夯三遍，打夯应一夯压半夯，夯夯相连，行行相连，纵横交叉，均匀分布，不留间隙。回填土每层打夯完成后，按照设计及规范要求进行环刀取样，测出干土质量密度，达到要求后方可进行上一层施工。回填土压实度应符合设计要求，设计无要求时，压实度不小于0.94。

4.5.5修整找平：填方全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土找平夯实。

4.5.6验收：土方回填完成，按照压实度要求自检合格后，方可报上级部门验收。

4.6井周回填

4.6.1井室周围的回填，应与管道沟槽回填同时进行；不便同时进行时，应留台阶形接茬；

4.6.2井室周围回填压实时应沿井室中心对称进行，且不得漏夯，压实度符合设计及规范要求；

4.6.3回填材料压实后应与井壁紧贴；

4.6.4路面范围内的井室周围，应采用石灰土、砂、砂砾等材料回填，其回填宽度不宜小于400mm；

4.6.5严禁在槽壁取土回填；

4.6.6回填土压实度应符合设计要求，设计无要求时，井周回填压实度不小于0.92。

4.7场坪回填

工艺流程：定位放线→校核验收→原基清理→原基平整、碾压→摊铺→分层碾压密实→检验密实度→修整找平验收。

4.7.1定位放线：构筑物基础定位放线应根据建筑测量方格网为准，应设立轴线控制桩，标高控制桩。定位放线后，还应进行复核，并经甲方、监理核实为准。

4.7.2原基清理：基础机械开挖至设计标高

200mm处，然后进行人工清基整平，避免扰动原土层，破坏原土持力性能。开挖完成后，进行修边和清底，准备验槽。

4.7.3原基平整、碾压：对开挖完成后基础进行碾压密实，压实度符合设计及规范要求，如设计无要求时，压实度不小于0.93。

4.7.4摊铺：填土应分层铺摊，每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定，每层摊铺完成后进行耙平。如无试验依据，应符合表1规定。

4.7.5分层打夯：回填土每层至少打夯三遍，打夯应一夯压半夯，夯夯相连，行行相连，纵横交叉，均匀分布，不留间隙。回填土每层打夯完成后，按照设计及规范要求进行环刀取样，测出干土质量密度，达到要求后方可进行上一层施工。场地平整每层100m²至400m²取一个点，单独基坑20m²至50m²取一个点。回填土压实度应符合设计要求，设计无要求时，压实度不小于0.94。

4.7.6修整找平：填方全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土找平夯实。

4.7.7验收：土方回填完成，按照压实度要求自检合格后，方可报上级部门验收。

4.8雨、冬期施工

基坑（槽）或管沟的回填土应连续进行，尽快完成。施工中注意雨水浸入，在下雨前应及时夯完已填土层或将表面压光，并做成一定坡势，以利排除雨水。

施工时应有防雨措施，要防止地面水流入基坑（糟）内，以免边坡塌方或基土遭到破坏。

冬期回填土每层铺土厚度应比常温施工时减少20%～50%；其中冻土块体积不得超过填土总体积的15%；其粒径不得大于150mm。铺填时，冻土块应均匀分布，逐层压实。

填土前，应清除基底上的冰雪和保温材料；填土的上层应用未冻土填铺，其厚度应符合设计要求。

管沟底至管顶0.5m范围内不得用含有冻土块的土回填；室内房心、基坑（槽）或管沟不得用含冻土块的土回填。

回填土施工应连续进行，防止地基土或已填土层受冻，应及时采取防冻措施。

质量标准

5.1施工所使用的材料进场必须经过专职人员检验合格后方可使用。

5.2基底处理必须符合设计要求或施工规范的规定。

5.3填筑前，对基槽进行基础面的清理，然后报监理工程师进行回填前的验收，验收合格后方可回填。

5.4回填材料夯压不密实：应在夯压时对回填材料适当洒水加以润湿；如回填材料太湿同样夯不密实呈“橡皮泥”现象，这时应将“橡皮泥”挖出，重新换好的回填再予以夯实。

5.5雨季施工时，要防止地面水流入基坑和地坪内，以免边坡塌方或基础填方遭到破坏。

5.6地下室外墙侧壁回填填筑完工后，首先对工程全部填筑部位按国家有关规范规程规定的有关内容进行自检，自检合格后报请监理工程师进行验收。

5.7回填土在每层夯实之后，要对回填土的质量进行检验。采用环刀法取样，以检测土干密度。用环刀法取样，取样方法为在每夯实厚度表面下2/3范围内进行，干密度取样每单位工程不应少于3点，1000m²以上工程，每100m²至少应有1点，3000m²以上工程，每300m²至少应有1点，每一独立基础下至少应有1点，基槽每20延米应有1点。

5.8填土压实后的干密度应有90%以上的点符合设计要求，其余10%的最低值与设计值之差，不得大于0.08g/cm³，且不应集中出现。

5.9含水量与最优含水量之差控制在-4～+2%范围内。当含水量过大，应采取翻松、晾晒、干土等措施掺入；如土料过干，则应预先洒水润湿。在运土、填土过程中应加快施工速度，减少水分的散失。

5.10回填土压实度应符合设计要求，设计无要求时，应符合下表的规定：

表4

回填土压实度

注：表中压实度除标注者外均为轻型击实标准。

5.11回填施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应符合下表的规定：

表5

填土工程质量检验标准

项

次

项

目

允许偏差（mm）

检

验

方

法

柱基

基坑

基槽

场地平整

管沟

地面基础层

人工

机械

标高

±30

±50

水准仪

分层压实系数

符合设计要求

按规定方法

回填土料

用2m靠尺和楔形塞尺检查

分层厚度及含水量

符合设计要求

观察或土样分析

表面平整度

用塞尺或水准仪

成品保护

6.1施工时，对定位标准桩、轴线引桩、标准水准点、龙门板等，填运土时不得撞碰。并应定期复测和检查这些标准桩点是否正确。

6.2 夜间施工时，应合理安排施工顺序，设有足够的照明设施，防止铺填超厚，严禁汽车直接倒土入槽。

6.3基础或管沟的现浇混凝土应达到一定强度，不致因填土而受损坏时，方可回填。

6.4 管沟中的管线，基槽内从建筑物伸出的各种管线，均应妥善保护后，再按规定回填土料，不得碰坏。

注意事项

7.1施工应注意保护定位桩、轴线桩和标高桩，防止碰撞位移。

7.2夜间施工应合理安排施工顺序，要有足够的照明设施，防止铺填超厚。

7.3室内回填应有足够的照明，并同时注意根据建筑标高随时控制回填标高，留出建筑地面做法的厚度。

7.4凡不能及时回填的，应用彩条布临时遮盖。

7.5已进场的回填土料如不能及时下坑，应盖一层草棉被，防止雨雪进入土料及防止土料受冻。

7.6为了确保回填土的质量，施工现场施工人员，必须随时监督回填土的质量。

7.7严格控制基底的清理，不得有、木头、混凝土块、聚苯板等残余的建筑垃圾，经监理验收合格后方可进行回填。

7.8在回填土之前，必须对基底松软的土进行夯实处理。

7.9为了便于接茬，在相邻回填土接茬的位置留设成阶梯形，每步必须往后退500mm。

7.10对于在墙跟的管根等位置，为了防止破坏管线必须采用人工进行夯实。

7.11必须先熟悉图纸，根据地面标高严格控制回填土的标高，不得少填和超填，必须严格控制此处回填土的夯实度。

7.12待每段的每层回填土回填完后，必须通知试验人员进行现场抽取，检测回填土的密实度，经检查合格后，方可进行下一层的施工。

7.13室内回填应注意用木板做成的护角保护柱的四角，以防柱阳角被碰坏。

安全要求

8.1工人进入施工现场必须配戴安全帽。

8.2施工人员使用机械时严格按照操作规程使用。

8.3施工中应时刻注意边坡的稳定情况，并设专人监视边坡情况，及时发现异常情况，防止塌方造成人员伤亡。

8.4蛙式打夯机必须两人操作，操作人员必须戴绝缘手套和穿绝缘胶鞋，操作手柄应采取绝缘措施，夯机用后应切断电源，严禁夯机运转时清除积土。压路机行进时前方不得有人工作，在行驶时注意行驶坡度、方向及夯压路面情况，防止事故发生。

8.5酒后不得操作任何机械设备。

8.6用手推车装运土方，应注意平稳，掌握重心，不得猛跑和撒把溜放，车速不能超过5公里/小时，不得载人，距坑边1m处应有阻挡限位装置。

8.7在倒运土方时，必须有专人指挥，土方倾倒范围内不得进行其他工作，机械倒运土时，尤为重要。

8.8土方回填过程中，施工人员要时刻注意边坡是否有裂缝，一旦发现，立即停止一切作业，待处理和加固后，才能进行施工。

8.9在基坑中夯压作业时，应注意不得垂直交叉作业。

8.10往基槽中下土时应注意安全防护，在不下土的基坑边应按规范要求搭高度不小于1.2米的防护拦扞，且张挂绿色密目网。

8.11回填土人员应精力集中，不得嬉笑打闹，防止意外发生。

8.12夜间回填土方及在室内回填时，施工场地应该保持足够的照明。

8.13施工时边坡的护身栏杆应进行重新检查，不得随意拆除，操作上下基坑时应从搭设的经检查合格的马道上下，不得攀爬上下。

环保要求

9.1严格遵守各项环保法律法规。

9.2严禁施工人员嬉闹用铁锹把土四处飞扬。

9.3四级以上大风停止土方回填作业，现场存土应用密目安全网覆盖严密。

9.4车辆在运输土方时必须密闭，以防遗洒。

9.5运土车辆出场前必须先用水将车身冲洗干净。

9.6夜间施工必须注意防止噪音过大产生扰民的现象。

参考规范

（1）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013；

（2）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002；

（3）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；

（4）《建筑工程项目管理规范》GB/T50326-2017；

（5）《工程测量规范》GB50026-2007。