电工工艺学教案

第一篇：电工工艺学教案

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

电 工 工 艺 学

教

案

机电教研室 肖宏志1

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第一章 电工工艺基础知识

授课课题：电工基础知识 授课课时：8 授课目的要求：1.掌握电工的基本要求

2.了解电学基础知识

授课重、难点 掌握电工的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

电气知识的内容十分丰富，本章主要介绍直流电路、单相交流电路、三相交流电路、电磁感应及晶体管与晶闸管等电工基础知识。

第一节 直流电路 2课时

一、电路

在电的实际应用中，从最简单的手电筒的工作到复杂的电子计算机的运算，都是由电路来完成的。

1．电路的组成及电路元件的作用

电路就是电流所流经的路径，它由电路元件组成。当合上电动机的刀闸开关时，电动机立即就转动起来，这是因为电动机通过导线经开关与电源接成了电流的通路，并将电能转换成为机械能。电动机、电源等叫做电路元件，电路元件大体可分为四类：

(1)电源：即发电设备，其作用是将其它形式的能量转换为电能。如电池是将化学能转换为电能，而发电机是将机械能转换为电能。

(2)负载：即用电设备，它的作用是把电能转换为其它形式的能。如电炉是将电能转换为热能，电动机则是把电能转换为机械能。

(3)控制电器和保护电器：在电路中起控制和保护作用。如开关、熔断器、接触器等。

(4)导线：由导体材料制成，其作用就是把电源、负载和控制电器连接成一个电路，并将电源的电能传输给负载。

由此可见，电路的作用是产生、分配、传输和使用电能。2．电路图

在实际工作中，为便于分析、研究电路，通常将电路的实际元件用图形符号表示在电路图中，称为电路原理图，也叫电路图。

在电路中，只有两个端点与电路其它部分相连的无分支电路叫做支路。在电路中由支路组成的任一闭合路径叫做回路。

二、电路的欧姆定律

电流、电压和电阻是电路中的三个基本物理量，分析计算电路，就是研究以上各量之间的关系，确定它们的大小。欧姆定律就是反映电阻元件两端的电压与通过该元件的电流同电阻三者关系的定律，其表达式为

I=U/R

式中I-电流(A)

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案 U-电压(V)R一电阻(Ω)由上式可知，通过电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比，而与电阻成反比。

对于任一分支的电阻电路，只要知道电路中的电压、电流和电阻这三个量中的任意两个量，就可由欧姆定律求得第三个量。

三、电路的基尔霍夫定律

欧姆定律可以确定电阻元件上电压与电流的关系，但只能用于无分支的电阻电路。对于一个比较复杂的电路，确定各支路电流和各部分电

基尔霍夫定律是电路理论的基本定律，在应用基尔霍夫定律时必须注意电流;电压、电势的方向及所选定的绕行方向的关系·

四、电阻的串联电路

在电路中，电阻的连接方式是多种多样的，串联电路是最简单的一种。将两个以上的电阻，依次首尾相联，使各电阻通过同一电流，这种连接方式叫做电阻的串联。

串联电路的总电压等于各电阻上电压降之和。由欧姆定律可知：

Ul=IRl；U2=IR2：U3=IR3 所以总电压为

U：IRl+IR2+IR3=I(Rl+R2+R3)=IR

R=Rl+R2+R3

五、电阻的并联电路

几个电阻头尾分别连在一起，即电阻都接在两个节点之间，各电阻承受同一电压，这种连接方式叫做电阻的并联。即为三个电阻的并联电路。

并联电路的总电流为各电阻支路电流之和。由基尔霍夫电流定律可知，电路中的总电流为

I=I1+I2+I3

六、电阻的混联电路

电阻的串联与并联是电路最基本的连接形式，在一些电路中，可能既有电阻的串联，又有电阻的并联，这种电路就叫做电阻的混联电路，分析、计算混联电路的方法如下：

七、电路的功率与电能 1．电功率

电功率就是单位时间内电场力所做的功，图l—15电路中R为一个电阻，它两端的电压是U通过的电流是I，单位时间内电场力在电阻上做的功应为电压与电流的乘积

第二节 单相交流电路 2课时

一、交流电的基本概念 1．什么是交流电

所谓交流电是指大小和方向都随时间作周期性变化的电动势(电压或电流)。也就是说，交流电是交变电动势、交变电压和交变电流的总称。交流电可

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案 分为上弦交流电和非正弦交流电两大类。正弦交流电是指按正弦规律变化的交流电，而非正弦交流电的变化

正弦交流电的三种表示法

正弦交流电一般有四种表示法：解析法、曲线法、旋转矢量法和符号法。常用前三种表示法。

1．解析法

用三角函数式表示正弦交流电随时间变化关系的方法叫解析法。根据前节，正弦交流电动势、电压和电流的解析式分别为

2．曲线法

根据解析式的计算数据，在平面直角坐标中作出曲线的方法叫曲线法。我们把这种曲线叫做正弦交流电的曲线图或波形图。

3．旋转矢量法

所谓旋转矢量法，就是用一个在直角坐标中绕原点作逆时针方向不断旋转的矢量，来表示正弦交流电的方法。(1)旋转矢量常用加一横线的最大值符号瓦或瑶或_m表

第三节 三相交流电路 2课时 一、三相交流电势

三相交流电是由三相交流发电机产生的。由于三相发电机、变压器、电动机比单相电机节省材料，性能可靠，而且三相输电比单相输电要优越，所以，三相制得到了广泛应用。目前的电力系统都是三相系统。所谓三相系统就是由三个频率和有效值都相同，而相位互差120。的正弦电势组成的供电体系。

对称三相交流电势的瞬时值为二、三相电源的接法

作为三相电源的发电机或三相变压器都有三个绕组，在向负载供电时，三相绕组通常是接成星形或三角形，下面讨论这两种连接方式供电的特点。

1．电源的星形连接

将电源的三相绕组的末端U2、％、形2连成一节点，而始端Ul、y，眠分别用导线引出接负载，这种连接方式叫做星形连接，或称y连接，如图卜37所示。

2．电源的三角形连接

将三相电源的绕组，依次首尾相连构成闭合回路，再自首端用导线引出接负载。

第四节 电磁感应 1课时

1831年法拉第发现：当导体相对于磁场运动而切割磁力线，或线圈中的磁通发生变化时，在导体或线圈中都会产生电动势；若导体或线圈是闭合电路的一部分，则导体或线圈中将产生电流。从本质上讲，上述两种现象都是由于磁场发生变化而引起的。我们把变动磁场在导体中引起电动势的现象称为电磁感应，也称“动磁生电”，由电磁感应引起的电动势叫做感生电动势；由感生电动势引起的电流叫感生电流。

一、直导体中产生的感生电动势

二、楞次定律

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

当磁通发生变化时，闭合线圈中要产生感生电动势和感生电流。而且磁铁插入线圈和从线圈中拔出磁铁时，感生电流的方向相反。

第五节 晶体管与晶闸管 1课时

一、晶体=极管

晶体二极管亦称半导体二极管，它具有单向导电的特性，常用于整流检波，在电子线路中应用广泛。

1．晶体二极管的结构和分类 2．晶体二极管的伏安特性与参数

晶体二极管的电流与电压的关系曲线叫二极管的伏安特性曲线。

机电教研室 肖宏志5

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第二章 触电危害与救护

授课课题：触电危害与救护知识 授课课时：12 授课目的要求：1.掌握触电危害与救护基本要求

2.了解触电危害与救护基础知识

授课重、难点： 掌握触电危害与救护基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

随着社会的不断进步，电能已经成为人们生产生活中最基本和不可替代的能源。“电”日益影响着工业的自动化和社会的现代化。然而，当电能失去控制时，就会引发各类电气事故，其中对人体的伤害即触电事故是各类电气事故中最常见的事故。

本章主要介绍触电事故类型和方式、电流对人体的作用、触电事故规律、触电急救等基本内容。

第一节 触电事故种类和方式 4课时

众所周知，触电事故是由电流形式的能量造成的事故，其构成方式和伤害方式有很多不同之处，总体上可划分为两类触电事故、三种触电方式。

一、触电事故种类

按照触电事故的构成方式，触电事故可分为电击和电伤。1．电击

电击是电流对人体内部组织的伤害，是最危险的一种伤害，绝大多数(大约85％以上)的触电死亡事故都是由电击造成的。

电击的主要特征有：(I)伤害人体内部。

(2)在人体的外表没有显著的痕迹。(3)致命电流较小。

按照发生电击时电气设备的状态，电击可分为直接接触电击和问接接触电击：

(1)直接接触电击：直接接触电击是触及设备和线路正常运行时的带电体发生的电击(如误触接线端子发生的电击)，也称为正常状态下的电击。

(2)间接接触电击：间接接触电击是触及正常状态下不带电，而当设备或线路故障时意外带电的导体发生的电击(如触及漏电设备的外壳发生的电击)，也称为故障状态下的电击。

2．电伤

电伤是由电流的热效应、化学效应、机械效应等效应对人造成的伤害。触电伤亡事故中，纯电伤性质的及带有电伤性质的约占75％(电烧伤约占40％)。尽管大约85％以上的触电死亡事故是电击造成的，但其中大约70％的含有电伤成分。对专业电工自身的安全而言，预防电伤具有更加重要的意义。

(1)电烧伤是电流的热效应造成的伤害，分为电流灼伤和电弧烧伤。

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

电流灼伤是人体与带电体接触，电流通过人体由电能转换成热能造成的伤害。电流灼伤一般发生在低压设备或低压线路上。

电弧烧伤是由弧光放电造成的伤害，分为直接电弧烧伤和间接电弧烧伤。前者是带电体与人体之间发生电弧，有电流流过人体的烧伤；后者是电弧发生在人体附近对人体的烧伤，包含熔化了的炽热金属溅出造成的烫伤。直接电弧烧伤是与电击同时发生的。

电弧温度高达8000~C以上，可造成大面积、大深度的烧伤，甚至烧焦、烧掉四肢及其他部位。大电流通过人体，也可能烘于、烧焦机体组织。高压电弧的烧伤较低压电弧严重，直流电弧的烧伤较工频交流电弧严重。

发生直接电弧烧伤时，电流进、出口烧伤最为严重，体内也会受到烧伤。与电击不同的是，电弧烧伤都会在人体表面留下明显痕迹，而且致命电流较大。

(2)皮肤金属化是在电弧高温的作用下，金属熔化、汽化，金属微粒渗入皮肤，使皮肤粗糙而张紧的伤害。皮肤金属化多与电弧烧伤同时发生。

(3)电烙印 是在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。斑痕处皮肤失去原有弹性、色泽，表皮坏死，失去知觉。

(4)机械性损伤 是电流作用于人体时，由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩等作用导致的机体组织断裂、骨折等伤害。

(5)电光眼 是发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。电光眼表现为角膜炎或结膜炎。

二、触电方式

按照人体触及带电体的方式和电流流过人体的途径，电击可分为单相触电，两相触电和跨步电压触电。

1．单相触电

当人体直接碰触带电设备其中的一相时，电流通过人体流入大地，这种触电现象称为单相触电。对于高压带电体，人体虽未直接接触，但由于超过了安全距离，高电压对人体放电，造成单相接地而引起的触电，也属于单相触电。

低压电网通常采用变压器低压侧中性点直接接地和中性点不直接接地(通过保护间隙接地)的接线方式，这两种接线方式发生单相触电的情况如图2—1所示。

第二节 电流对人体的危害 4课时

电流对人体作用的规律，可定量地分析触电事故、也可运用这些规律，科学地评价一些防触电措施和设施是否完善，科学地评定一些电器产品是否合格等。

一、作用机理和征象 1．作用机理

电流通过人体时破坏人体内细胞的正常工作，主要表现为生物学效应。电流作用于人体还包含有热效应、化学效应和机械效应。

第三节触电事故规律

为防止触电事故，应当了解触电事故的规律。根据对触电事故的分析．从触电事故的发生率上看，可找到以下规律：

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

一、触电事故季节性明显

统计资料表明，每年二三季度事故多。特别是6．．9月，．事故最为集中。主要原因为，一是这段时间天气炎热、人体衣单而多汗，触电危险性较大；二是这段时间多雨、潮湿，地面导电性增强，容易构成电击电流的回路，而且电气设备的绝缘电阻降低，容易漏电。

二、低压设备触电事故多

旧内外统计资料表明，低压触电事故远远多于高压触电事故。其主要原因是低压设备远远多于高压设备，与之接触的人比与高压设备接触的人多得多，而且都比较缺乏电气安全知识。应当指出，在专业电工中，情况是相反的．即高压触电事故比低压触电事故多。

三、携带式设备和移动式设备触电事故多

携带式设备和移动式设备触电事故多的主要原因是这些设备是在人的紧握之下运行，不但接触电阻小，而且一旦触电就难以摆脱电源；另一方面，这些设备需要经常移动，工作条件差，设备和电源线都容易发生故障或损坏；此外，单相携带式设备的保护零线与工作零线容易接错，也会造成触电事故。

四、电气连接部位触电事故多

大量触电事故的统计资料表明，很多触电事故发生在接线端子、缠接接头、压接接头、焊接接头、电缆头、灯座、插销、插座、控制开关、接触器、熔断器等分支线、接户线处。主要是由于这些连接部位机械牢由性较差、接触电阻较大、绝缘强度较低以及可能发生化学反应的缘故。

五、错误操作和违章作业造成的触电事故多

大量触电事故的统汁资料表明，有85％以上的事故是由于错误操作和违章作业造成的。其主要原因是由于安全教育不够、安全制度不严和安全措施不完善、操作者素质不高等。

第三节 触电救护 4课时

触电急救必须分秒必争，立即就地迅速用心肺复苏法进行抢并坚持不断地进行，同时及早与医疗部门联系，争取医务人员接替救治。在医务人员未接替救治前，不应放弃现场抢救，更不能只根据没有呼吸或脉搏擅自判定伤员死亡，放弃抢救。只有医生有权做伤员死亡的诊断。

一、脱离电源

触电急救，首先要使触电者迅速脱离电源，越快越好。因为电流作用的时间越长，伤害越重。

1．脱离电源就是要把触屯者接触的那一部分带电设备的开关、刀闸或其他断路设备断开；或设法将触电者与带电设备脱离。

在脱离电源中，救护人员既要救人，也要注意保护自己。

2．触电者未脱离电源前，救护人员不准直接用手触及伤员，因为有触电的危险。

3．如触电者处于高处，解脱电源后会自高处坠落，因此，要采取预防措施。

4．触电者触及低压带电设备，救护人员应设法迅速切断电源，如拉开电源开关或刀闸，拔除电源插头等；或使用绝缘工具、干燥的木棒、木板、绳索

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案 等不导电的东西解脱触电者；也可抓住触电者干燥而不贴身的衣服，将其拖开，切记要避免碰到金属物体和触电者的裸露身躯；也可戴绝缘手套或将手用干燥衣物等包起绝缘后解脱触电者；救护人员也可站在绝缘垫上或干木板上，绝缘自己进行救护。

为使触电者与导电体解脱，最好用一只手进行。

5．如果电流通过触电者人地，并且触电者紧握电线，可设法用干木板塞到身下，与地隔离，也可用于木把斧子或有绝缘柄的钳

二、伤员脱离电源后的处理 1．伤员的应急处置

触电伤员如神志清醒者，应使其就地躺平，严密观察，暂时不

三、心肺复苏法

1．触电伤员呼吸和心跳均停止时，应立即按心肺复苏法支持生命的三项基本措施，即通畅气道；口对口(鼻1人工呼吸；胸外接压(人工循环)，正确进行就地抢救。

2．通畅气道

(1)触电伤员呼吸停止，重要的是始终确保气道通畅。如发现伤员口内有异物，可将其身体及头部同时侧转．迅速用一个手指或用两手指交叉从口角处插入，取出异物；操作中要注意防止将异物推到咽喉深部。

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第三章 电气安全工作要求与措施

授课课题：电气安全知识 授课课时：6 授课目的要求：1.掌握电气安全工作的基本要求

2.了解电气安全工作的基础知识

授课重、难点 掌握电气安全工作的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

触电事故的原因很多，实践证明，组织措施与技术措施配 合不当是造成事故的根本原因，没有组织措施，技术措施就难以保证；没有技术措施，组织措施也只是空洞条文。因此，必须同时重视电气安全技术措施和组织措旌，做好电气安全管理工作。

第一节 电气安全工作基本要求 3课时

电气安全工作基本要求的内容很多，归纳起来主要有以下几个方面：

一、建立健全规章制度

合理规章制度是从人们长期生产实践中总结出来的，是保证安全生产的有效措施。安全操作规程、电气安装规程、运行管理和维护检修制度及其它规章制度都与安全有直接关系。

根据不同工种，应建立各种安全操作规程。如变电室值班安全操作规程、内外线维护检修安全操作规程、电气设备维修安全操作规程、电气实验安全操作规程、非专职电工人员手持电动工具安全操作规程、电焊安全操作规程、电炉安全操作规程、天车司机安全操作规程等等：

安装电气线路和电气设备时，必须严格遵循安装操作规程，验收时符合安装操作规程的要求，这是保证线路和设备在良好的、安全的状态下工作的基本条件之一。

根据环境的特点，应建立相适应的运行管理制度和维护检修制度。由于设备缺陷本身就是潜在的不安全因素，设备损坏(如绝

二、配备管理机构和管理人员

应当根据本部门电气设备的构成和状态，根据本部门电气专、人员的组成和素质，以及根据本部门的用电特点和操作特点，建立相应的管理机构，并确定管理人员和管理方式。为了做好电气安全管理工作，安全管理部门、动力部门(或电力部门)等部门必须互相配合，安排专人负责这项工作。专职管理人员应具备必须的电工知识和电气安全知识，并要根据实际情况制定安全措施计划，使安全工作有计划地进行，不断提高电气安全水平。

三、进行安全检查

群众性的电气安全检查．最好每季度进行一次，发现问题及时解决，特别要注意雨季前和雨季中的安全检查。

电气安全检查包括检查电气设备的绝缘有无损坏、绝缘电阻是否合格、设备裸露带电部分是否有防护设施；保护接零或保护接地是否正确、可靠，保护

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案 装置是否符合要求；手提灯和局部照明灯

电压是否是安全电压或是否采取了其它安全措施；安全用具和电

四、加强安全教育

主要是为了使工作人员懂得电的基本知识，认识安全用电的重要性，掌握安全用电的基本方法。

新人厂的工作人员要接受厂、车间、生产小组等三级安全教育。一般职_T要懂得电和安全用电的一般知识；使用电气设备的一般生产丁人除懂得一般知识外，还应懂得有关安全规程；独立丁作的电T，更应懂得电气装置在安装、使用、维护、检修过程中的安全要求，熟知电_T安全操作规程，会扑灭电气火灾的方法，掌握触电急救的技能，电_T作业人员要遵守职业道德。忠于职业责任，遵守职业纪律、团结协作、做好安全供用电T作，还要通过考试，取得合格证等。要做到上述各项要求，需要坚持做好群众性的、经常性的方式。同时，要深入开展交流活动，以推广各单位先进的安全组织措施和安全技术措施。

五、组织事故分析

通过事故分析，能吸取教训。应深入现场，召开事故分析座谈会。分析发生事政的原因，制定防止事故的措施。

六、建立安全资料

安全技术资料是做好安全工作的重要依据，应该注意收集和保存。

第二节 保证安全的组织措施 3课时

在电气设备上工作，保证安全的组织措施有：

①工作票制度，②工作许可制度，③工作监护制度，④工作间断、转移和终结制度。

一、工作票制度

在电气设备上工作，应填用工作票或按命令执行，二、工作许可制度

工作票签发人由车间(分场)或工区(所)熟悉人员技术水平、设备情况、安全工作规程的生产领导人或技术人员担任。工作票签发人的职责范围为：工作必要性，工作是否安全：工作票上所填安全措施是否正确完备；所派工作负责人和工作班人员是否适当和足够．精神状态是否良好等。工作票签发人不得兼任该项工作的工作负责人。

工作负责人(监护人)由车间(分场)或工区(所)主管生产的领导书面批准。工作负责人可以填写工作票。

三、工作监护制度

完成工作许可手续后，工作负责人(监护人)应向工作班人员交待现场安全措施、带电部位和其它注意事项。工作负责人监护人)必须始终在工作现场，对工作班人员的安全认真监护，及时纠正违反安全规程的操作。

四、工作间断、转移和终结制度

工作间断时，工作班人员应从工作现场撤出，所有安全措施保持不动．工作票仍由工作负责人执存。每日收工，将工作票交回值班员。次日复工时，应征得值班员许可，取回工作票，工作负责人必须首先重新检查安全措施，确定符合工作票的要求后。方可工作。

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第三节 保证安全的技术措施

在全部停电或部分停电的电气设备上工作，必须完成停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮栏后，方能开始工作。上述安全措施由值班员实施，无值班人员的电气设备，由断开电源人执行，并应有监护人在场：

一、停电

工作地点必须停电的设备如下： 1．待检修的设备。2．与工作人员在进行工作中正常活动范围的距离小于表3，一3规定的设备。

二、验电

验电时，必须用电压等级合适而且合格的验电器。在检修设备的进出线两侧分别验电。验电前，应先在有电设备上进行试验。以确认验电器良好，如果在木杆、木梯或木架上验电，不接地线不能指示者，可在验电器上接地线，但必须经值班负责人许可。

高压验电必须戴绝缘手套。35kV以上的电气设备，在没有专业验电器的特殊情况下．可以使用绝缘棒代替验电器，根据绝缘棒端有无火花和放电声来判断有无电压。

表示设备断开和允许进人间隔的信号，经常接人的电压表的指示等，不得作为无电压的根据。但如果指示有电，则禁止在该设

三、装设接地线

当验明确无电压后，应立即将检修设备接地并三相短路，这是保证工作人员在工作地点防止突然来电的可靠安全措施，同时设备断开部分的剩余电荷，亦可因接地而放尽。

四、悬挂标示牌和装设遮栏

在工作地点、施工设备和一经合闸即可送电到工作地氧或施工设备的开关和刀闸的操作把手上，均应悬挂“禁止合闸，有人工作!”的标示牌。如果线路上有人工作，应在线路开关和刀闸操作把

五、在高压设备上工作的安全措施

在运行中的高压设备上工作，有以下三种情况： 1．全部停电的工作

室内高压设备(包括架空线路与电缆引入线在内)全部停电，通至邻接高压室的门全部闭锁，室外高压设备(包括架空线路与电缆引入线在内)全部停电。

2．部分停电的工作

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第四章 电气安全用具与安全标识

授课课题：电气安全用具与安全标识知识 授课课时：6 授课目的要求：1.掌握电气安全用具与安全标识使用基本要求

2.了解的电气安全用具与安全标识基础知识

授课重、难点 掌握电气安全用具与安全标识使用基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

第一节 绝缘安全用具 2课时

绝缘安全用具分为两种：一是基本绝缘安全用具；二是辅助绝缘安全用具。

I．基本绝缘安全用具

绝缘强度足以抵抗电气设备运行电压的安全用具。高压设备的基本绝缘，安全用具有绝缘棒、绝缘夹钳和高压试电笔等。低压设备的基本绝缘安全用具有绝缘手套、装有绝缘柄的工具和低压试电笔等。

2．辅助绝缘安全用具

绝缘强度不足以抵抗电气设备运行电压的安全用具。高压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫及绝缘台等。

低压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘台、绝缘垫及绝缘鞋(靴)等。

一、绝缘棒

绝缘棒俗称令克棒，一般用电木、胶木、塑料、环氧玻璃布棒或环氧玻璃布管制成。在结构上可分为工作部分、绝缘部分和手握部分．如图4—1所示。

绝缘棒用以操作高压跌落式熔断器、单极隔离开关、柱上油断跚器及装卸临时接地线等，在不同工作电压的线路上使用的绝缘

二、隔离板和临时遮栏

三、安全腰带

第二节 安全用具的检验与存放 2课时

一、日常检查

使用安全用具前应检查表面是否清洁，有无裂纹、钻印、划痕、屯刺、孔洞、断裂等外伤。

二、定期检验

定期检验除包括日常检查内容外，还要定期进行耐压试验和眦漏电流试验，检查内容、试验标准、试验周期可参考表4—3。

对新安全用具，应取表中较大的数值，使用中的安全用具，可取表中较小的数值。

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

三、存放

安全用具使用完毕后，应存放于干燥通风处，并符合下列要求： 1．绝缘杆应悬挂或架在支架上，不应与墙接触。

2．绝缘手套应存放在密闭的橱内，并与其它工具仪表分别存放。3．绝缘靴应放在橱内，不应代替一般套鞋使用。4．绝缘垫和绝缘台应经常保持清洁、无损伤。

5．高压试电笔应存放在防潮的匣内，并放在干燥的地方。6．安全用具和防护用具不许当其它工具使用。

第三节安全标识 2课时

一、安全色

安全色是表达安全信息含义的颜色，表示禁止、警告、指令、提示等。国家规定的安全色有红、蓝、黄、绿四种颜色。红色表示禁止、停止；蓝色表示指令、必须遵守的规定；黄色表示警告、注意；绿色表示指示、安全状态、通行：

为使安全色更加醒目的反衬色叫对比色。国家规定的对比色是黑白两种颜色。

安全色与其对应的对比色是：红一白、黄一黑、蓝一白、绿一白。

黑包用于安全标志的文字、图形符号和警告标志的几何图形。白色作为安全标志红、蓝、绿色的背景色，也可用于安全标志的文字和图形符号。

在电气上用黄、绿、红i色分别代表L1、L2L3三个相序；涂成红色的电器外壳是表示其外壳有电；灰色的电器外壳是表示其外壳接地或接零；线路上黑色代表T作零线；明敷接地扁钢或圆钢涂黑色。用黄绿双色绝缘导线代表保护零线。直流电中红色代表正极，蓝色代表负极，信号和警告回路用白色。

二、安全标志

安全标志是提醒人员注意或按标志上注明的要求去执行，保障人身和设施安全的重要措施。安全标志一般设置在光线充足、醒目、稍高于视线的地方。

对于隐蔽工程(如埋地电缆)在地面上要有标志桩或依靠永久性建筑挂标志牌，注明工程位置。

对于容易被人忽视的电气部位，如封闭的架线槽、设备上的电

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第五章 直接接触电击防护

授课课题：直接接触电击防护知识 授课课时：3 授课目的要求：1.掌握直接接触电击防护的基本要求

2.了解直接接触电击防护的基础知识

授课重、难点 掌握直接接触电击防护的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

为搞好安全用电，必须采取先进的技术措施和管理措施防止直接触及带电体。绝缘、遮栏和阻挡物、电气间隙和安全距离、安全电压和安全电源、漏电保护等都是防止直接接触电击的防护措施。

第一节 绝缘 1课时

绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。该绝缘物只在遭到破坏时才可能除去。良好的绝缘是设备和线路正常运行的必要条件，也是防止触电事故的重要措施。

一、绝缘材料

电工绝缘材料的电阻率一般在10。n·m以上。瓷、玻璃、云母、橡胶、木材、胶木、塑料、布、纸、矿物油等都是常用的绝缘材料。

绝缘材料按其正常运行条件下容许的最高工作温度分为若干级，称为耐热等级。绝缘材料的耐热等级见表5-1。

第二节 遮栏和阻挡物 1课时

屏护是采用屏护装置控制不安全因素，即采用遮栏、护罩、护盖、箱闸等把带电体同外界隔绝开来。

采用阻挡物进行保护时，对于设置的障碍必须防止这样两种情况的发生：一是身体无意识的接近带电部分；二是在正常工作中。无意识地触及运行中的带电设备。

第三节 电气间隙和安全距离 1课时

为了防止人体触及或接近带电体造成触电事故，避免车辆或其它器具碰撞或过分接近带电体造成事故，防止火灾、过电压放电

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第四节 漏电保护装置 1课时

一、概述

低压配电线路的故障主要是三相短路、两相短路及接地故障。由于相间短路产生很大的短路电流，故可用熔断器、断路器等开关设备来自动切断电源。由于其保护动作值按躲过正常负荷电流整

第五节 安全电压和电气隔离 2课时

根据欧姆定律，电压越高，电流也就越大。因此，可以把可能加在人身上的电压限制在某一范围之内，使得在这种电压下，通过人体的电流不超过允许的范围。这一电压就叫做安全电压，也叫做安全特低电压。应当指出，任何情况下都不要把安全电压理解为绝对没有危险的电压。具有安全电压的设备属于Ⅲ类设备。

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第六章 间接接触电击防护

授课课题：间接接触电击防护知识 授课课时：3 授课目的要求：1.掌握间接接触电击防护的基本要求

2.了解间接接触电击防护的基础知识

授课重、难点 掌握间接接触电击防护的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

电气设备裸露的导电部分接保护导体(保护接地、保护接零等)、采取安全电压和漏电保护等都是防止间接接触电击的安全措施．，保护接地与保护接零是防止间接接触电击最基本的措施。在与前我国电气标准从传统标准向国际标准过渡的情况下，掌握保护接地和保护接零的原理、特点、应用和安全条件十分重要。

第一节 IT 系 统1课时

IT系统就是电源系统的带电部分不接地或通过阻抗接地，电气设备的外露导电部分接地的系统。第一个大写英文“I”表示配电网不接地或经高阻抗接地、第二个大写英文“T”表示电气设备金属外壳接地。显然，IT系统就是保护接地系统。

一、IT系统安全原理

1．不接地配电网电击的危险性

第二节 TT系统1课时

图6-3所示的配电网俗称三相四线配电网。这种配电网引出三条相线(L．、L：、L{线)和一条中性线(N线，_T作零线)。在这种低压中性点直接接地的配电网中，如电气设备金属外壳未采取任何安全措施，则当外壳故障带电时，故

障电流将沿低阻值的低压上

第三节 TN 系 统1课时

目前，我国地面上低压配电网绝大多数都采用中性点直接接地的三相四线配电网。在这种配电网中，TN系统是应用最多的配电及防护方式。

一、TN 系统安全原理和基本安全条件 1．TN系统安全原理

TN系统是电源系统有一点直接接地．负载设备的外露导电部分通过保护导体连接到此接地点的系统，即采取接零措施的系统字母“I”和“N”分别表示

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

和接地线组成。接地体分为自然接地

机电教研室 肖宏志18 配电网中性点直接接地和电气设第四节 接地装置

一、接地装置安全要点接地装置由接地体(极)l 自然导体的利用 2．接地装置的材料

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第七章电气防火防爆

授课课题：电气防火防爆

授课课时：6 授课目的要求：1.掌握电气火灾与爆炸的原因

2.掌握危险物质 3掌握危险环境

4防爆电气设备和防爆电气线路

授课重、难点 掌握防爆电气设备和防爆电气线路 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

火灾和爆炸可以造成重大经济损失，而且往往造成人身伤亡和设备毁坏。电气火灾和爆炸在火灾和爆炸事故中占有很大的比例。仅就电气火灾而言，不论是发生频率还是所造成的经济损失。

在火灾中所占的比例都呈上升的趋势。在很多地区，引起火灾的电气原因已经成为火灾的第一原因。电气火灾已经超过全部火灾的20％，有的地区或部门已经超过30％。就造成的经济损失而言．电气火灾所占比例还要更大一些。本章将介绍电气防火、防爆的基本知识。

第一节 电气火灾与爆炸的原因 2课时

电气火灾与爆炸的原因很多。除设备缺陷、安装不当等设计和施工方面的原因外，电流产生的热量和火花或电弧是直接原因。

一、电气设备过热

电气设备过热主要是由电流产生的热量造成的。

导体的电阻虽然很小，但其电阻总是客观存在的。因此，电流通过导体时要消耗一定的电能。这部分电能转化为热能，使导体温度升高，并加热其周围的其它材料。

对于电动机和变压器等带有铁磁材料的电气设备，除电流通过导体产生的热量外，还有在铁磁材料中产生的热量，这部分热量是由于铁磁材料的涡流损耗和磁滞损耗造成的。因此，这类电气设备的铁芯也是一个热源。

当电气设备的绝缘质量降低时，通过绝缘材料的泄漏电流增引起电气设备过热的不正常运行大体包括以下几种情况：

1．短路 2．过载

过载会引起电气设备发热。3．接触不良

接触部分是电路中的薄弱环节，是发生过热的一个重点部位。4．铁芯发热

变压器、电动机等设备的铁芯，如铁芯绝缘损坏或承受长时间过电压，涡流损耗和磁滞损耗将增加而使设备过热．

5．散热不良

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案 各种电气设备在设计和安装时都考虑有一定的散热或通风措施，如果这些措施受到破坏，就会造成设备过热。

二、电火花和电弧

电火花是电极间的击穿放电，电弧是大量的电火花汇集而成的。

第二节 危险物质 1课时

爆炸性物质、可燃气体、可燃液体、自燃物质、遇水燃烧物质、易燃固体、氧化剂等都属于有爆炸和火灾危险的物质。本节所说的

第三节 危险环境 2课时

不同危险环境应当选用不同类型的防爆电气设备，并采用不同的防爆措施。因此，首先必须正确划分所在环境危险区域的大小和级别。

一、气体、蒸气爆炸危险环境

根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间将此类危险环境分为0区、l区和2区。危险区域的大小受通风条件、释放源特征和危险物品性能参数的影响。

1．O区(0级危险区域)指正常运行时连续出现或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。除有危险物质的封闭空间(如密闭容器内部空间、固定顶液体贮罐内部空间等)以外，很少存在0区：

2．1区(1级危险区域)指正常运行时预计周期性出现或偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。

3．2区(2级危险区域)指正常运行时不出现，即使出现也只是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾的区域。

上述正常运行指正常的开车、运转、停车；密闭容器盖的正常开闭；产品的取出；安全阀、排气阀的工作状态。正常运行时，所有运行参数均在设计范围之内。

爆炸危险区域的级别主要受释放源特征和通风条件的影响。连续释放比周期性释放的级别高；周期性释放比偶然短时间释放的级别高。良好的通风(包括局部通风)可降低爆炸危险区域的范围和等级。

爆炸危险区域的范围和等级还与危险蒸气密度等因素有关。

第四节 防爆电气设备和防爆电气线路 1课时

爆炸危险环境使用的电气设备，结构上应能防止由于在使用中产生火花、电弧或危险温度成为安装地点爆炸性混合物的引燃源。

一、防爆电气设备

1．防爆电气设备结构特征 2 防爆电气线路

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第八章 防雷与防静电

授课课题：防雷与防静电知识 授课课时：4 授课目的要求：1.掌握防雷与防静电知识的基本要求

2.了解防雷与防静电的基础知识

授课重、难点 掌握防雷与防静电知识的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

雷电和静电有许多相似之处，都是相对于观察者静止的电荷聚集的结果，放电主要危害都是引起火灾和爆炸等。但雷电与静电电荷产生和聚集的方式不同、存在的空间不同、放电能量相差甚远、防护措施也有很多不同之处。本章将分别介绍雷电和静电的特点和防护技术。

第一节 雷电的种类及危害 2课时

一、雷电的种类

1．按照雷电的危害方式分类

(1)直击雷：大气中带有电荷的雷云对地电压可高达几亿伏。当雷云同地而凸出物之间的电场强度达到空气击穿的强度时，会发生激烈放电，并出现闪电和雷鸣现象称为直击雷。每一次放电过程分为先导放电、主放电和余光三个阶段。先导放电是雷云向大地发展的不太明亮一种放电。当先导放电接近大地时，立即发生从大地向雷云发展的极明亮的主放电。主放电有微弱余光。大约50％的直击雷有重复放电性质。平均每次雷击有三四个冲击，最多能出现几十个冲击。第一个冲击的先导放电是阶段形先导放电；第二个冲击以后的先导放电是箭形先导放电，阶段形先导放电时间为5～20ms，箭形先导放电时间约为lms；主放电时间不超过0．05一0.1ms；余光延续时间为30—50ms。

(2)感应雷：感应雷也称作雷电感应或感应过电压，分静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面，在架空线或地

二、雷电的危害 1．雷击的主要对象

(1)雷击区的形成首先与地理条件有关。山区和平原相比匕，山区有利于雷云的形成和发展，易受雷击。

(2)雷云对地放电地点与地质结构有密切关系。不同性质的岩石分界地带、地质结构的断层地带、地下金属矿床或局部导“电良好

(3)雷云对地的放电途径总是朝着电场强度最大的方向推进，因此如果地面上有较高尖顶建设物或铁塔等，由于其尖顶处有较

第四节 防静电 2课时

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

与流电相比，静电是相对静止的电荷。静电现象是一种常见的带电现象，如雷电、电容器残留电荷、摩擦带电等。近20多年来，人们对于静电现象、静电的利用以及静电的危害进行了较多的研究。静电的利用，可以列出电喷漆、静电除尘、静电植绒、静电复印等很多例子，但这些都是利用由外来能源产生的高压静电场来进行工作的，和下面叙述的生产工艺过程中产生的有害静电不完全一样，以下着重讲述静电的产生、静电的危害及消除静电危害的措施。

一、静电的产生

物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核和其外围电子组成的。两种物质紧密接触后再分离时，一种物质把电子传给另一种物质而带正电，另一种物质得到电子而带负电，这样就产生了静电。一般认为，两种接触的物质相距小于25×10

二、静电的危害

静电的危害方式有以下三种类型： 1．爆炸或火灾

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第九章 高压配电装置

授课课题：高压配电装置知识 授课课时：7 授课目的要求：1.掌握高压配电装置知识的基本要求

2.了解高压配电装置知识的基础知识

授课重、难点 掌握高压配电装置知识的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

高压配电装置包括保护电器和开关电器。前者指各种高压熔断器；后者指各种高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关。

第一节 高压熔断器 2课时

6～10kV高压熔断器中，户内广泛采用RN，、RN。型管式熔断器，户外广泛采用RW4型等跌落式熔断器。

一、RN型户内高压管式熔断器 1．型号与结构

R N1型和RN。型的结构基本相同，都是户内用的充有石英砂填料的密闭管式熔断器，不过RN。型的尺寸较小。RN，型适于3～35kV的电力线路和电气设备作短路过负荷保护用。RN，型适于3～35KV的电压互感器作短路保护用。图9—1是RN，和RN，型高压管式熔断器的外形图。图9—2是RN，及RN：型高压管式熔断器的熔管内结构示意图。

RN厂10型熔断器的额定电压为10kV：额定电流为0．5A；最大开断电流(有效值)约为50kA；熔管电阻为(100±7)Q。当流过0．6～1．8A的电流时，1min内熔断。

RN。和RN。是普通型熔断器、RN。和RN。是带有片状熔体的熔断器、RN。和RN。是改进型熔断器。其中，RN。、RN。、RN。是用于保护电压互感器的熔断器。

RN厂10型熔断器的额定电压为10kV；额定电流有50A、75A和200A等三种规格；50A规格的可装有额定电流2、3、5、第二节 高压隔离开关 2课时

高压隔离开关主要用来隔离高压电源，以保证其它电气设备的安全检修。由于它没有专门的灭弧装置，所以不能带负荷操作。

fr!是可用来通断一定限度的小电流，如激磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路及电压互感器和避雷器回路等。

一、高压隔离开关的结构与型号

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案 1．高压隔离开关的结构

高压隔离开关主要由片状静触头、双刀动触头、瓷绝缘、传动机构(转轴、拐臂)和框架(底座)组成。GN。型高压隔离开关的结构见图9—4。动触头两条铜板之间装有夹紧弹簧。两条铜板流过同方向的电流时，产生向内的作用力，可提高运行的稳定性。在两条铜板接触端的外侧，都贴装着一条镀锌钢板。其作用是加大动触头

第三节 高压负荷开关 1课时

高压负荷开关专门用在高压装置中通断负荷电流，因此，负荷开关具有灭弧装置。但是由于负荷开关在设计时只考虑通断负荷电流，断流能力不大；因此不能用它来切断短路电流。线路的短路故障只有借助与它串联的高压熔断器来进行保护。高压负荷开关分户内式和户外式两大类。

第四节 高压断路器 1课时

高压断路器又叫高压开关，用在高压装置中通断负荷电流，并在严重过载和短路时自动跳闸，切断过载电流和短路电流。因此，高压断路器具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，以适应其工作要求。

高压断路器的种类、型号及灭弧特点

第五节 高压开关柜 1课时

高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压交流电动机的起动和保护之用，其中安装有高压开关设备、保护电器、监测仪表和母线、绝缘子等。

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第十章 电力变压器

授课课题：电力变压器知识 授课课时：5 授课目的要求：1.掌握电力变压器的基本要求

2.了解电力变压器的基础知识

授课重、难点 掌握电力变压器的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

变压器是变配电站的核心设备，本章主要讨论有关电力变压器的一些安全知识。

第一节 变压器工作原理 1课时

电力变压器是静止的电气设备，起升高或降低电压的作用，工业企业的变压器都是起降低电压作用的。通常是把6～10kV的高压电降低为0．4kV的低压电，供给电气设备使用。这种变压器称作配电变压器。

第二节 变压器分类及技术参数 2课时

一、变压器的分类：

变压器按用途一般分为电力变压器和特殊变压器二大类。1．电力变压器分类

(1)按作用分，有升压变压器、降压变压器、配电变压器、联绍变压器等。

(2)按结构分，有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等。

(3)按相数分，有单相变压器，三相变压器。

(4)按冷却方式分，有油浸自冷变压器，干式空气自冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压器等。

(5)按绕组使用材料分，有铜线变压器、铝线变压器。

(6)按调压方式分，有无载调压变压器，有载调压变压器。2．特殊用途变压器分类

按用途分类主要有整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、矿用变压器、船用变压器、中频变压器、试验变压器、调压变压器等。

二、变压器铭牌和技术参数 典型变压器的铭牌如下：

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第三节 变压器结构 1课时

一、变压器主体结构

1．油浸电力变压器的结构见图10—5。变压器由器身、油箱、冷却装置、保护装置和出线装置组成。器身包括铁芯、绕组(绕圈)、绝缘、引线和分接开关；油箱包括油箱本体和油箱附件(放油阀、接地螺钉、小车、铭牌等)；冷却装置包括散热器和冷却器；保护装置包括储油柜、油标、安全气道、吸湿器、测温元件和气体继电器；出线装置包括高、低压套管。

第四节 变压器安装和运行 1课时

一、变压器安装

安装变压器前，应仔细阅读产品说明书，掌握各安全注意项。对新购入或大修后的变压器均应严格验收。对于经过运输的变压器，安装前应测量绝缘电阻。安装前应核对铭牌，检查该变压器与工程设计是否相符。

安装前应检查变压器外观有无缺陷；零、附件是否齐全，完好各部密封是否完好，有无渗、漏油痕迹；油面是否在允许范围之内等。

变压器安装位置的选择应考虑到运行、安装和维修的方便 1．室内变压器安装要求

室内变压器的安装应注意以下问题：

(1)油浸电力变压器的安装应略有倾斜。从没有储油柜的

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第十一章 互感器

授课课题：互感器知识 授课课时：2 授课目的要求：1.掌握互感器的基本要求

2.了解互感器的基础知识

授课重、难点 掌握互感器的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

互感器的功能是把线路上的高电压变换成低电压，把线路上的大电流变换成小电流，以便于各种测量仪表和继电保护装置使用。

第一节 互感器的种类与工作原理 2课时

一、种类

变换电压的叫电压互感器；变换电流的叫电流互感器。有了互感器，不但大大简化了仪表和继电器的结构，有利于仪表和继电器产品的标准化，而且能使工作人员远离高压部分，免受高压威胁。

二、工作原理

互感器的原理与变压器相似。图11—1是互感器在电力系统中的接线原理图。图中，TA和TV分别表示电流互感器和电压互感器：A和V分别表示电流表和电压表；I>和U>分别表示电流继电器和电压继电器；wh表示电能表(也可接功率表和功率因数表)。由图可知，电流互感器是串联在线路上运行的，而电压互感器是并联在线路上运行的。

我国生产的电压互感器二次边额定电压为100V和100珂V；我国生产的电流互感器二次边额定电流为5A和1A。

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第十三章 电力电容器

授课课题：电力电容器知识 授课课时：1 授课目的要求：1.掌握电力电容器的基本要求

2.了解电力电容器的基础知识

授课重、难点 掌握电力电容器的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

电力电容器包括移相电容器、串联电容器、耦合电容器、均压电容器等多种电容器。本章指的是移相电容器。移相电容器的直接作用是并联在线路上提高线路的功率因数。因此，移相电容器也称为并联补偿电容器。安装移相电容器能改善电能质量、降低电能损耗，还能提高供电设备的利用率。

运行中电容器的爆炸危险和断电后残留电荷的危险是必须重视的安全问题。

第一节 电力电容器补偿原理与计算

1一、结构和型号

电容器由外壳和芯子组成。外壳用密封钢板焊接而成。外壳上装有l出线绝缘套管、吊攀和接地螺钉。芯子由一些电容元件串、并联组．成。电容元件用铝箔制作电极、用电容器纸或复合绝缘膜作为绝缘介质。

课时

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第十四章 低压配电装置

授课课题：低压配电装置知识 授课课时：6 授课目的要求：1.掌握低压配电装置的基本要求

2.了解低压配电装置的基础知识

授课重、难点 掌握低压配电装置的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

低压电器可分为控制电器和保护电器，控制电器主要用来接通和断开线路，以及用来控制用电设备。刀开关、低压断路器、电磁启动器属于低压控制电器。保护电器主要用来获取、转换和传递信号，并通过其他电器对电路实现控制。熔断器、热继电器属于低压保护电器。

第一节 保护电器 2课时

保护电器主要包括各种熔断器、磁力起动器的热断电器、电磁式过电流继电器和失压(欠压)脱扣器、低压断路器的热脱扣器、电磁式过电流脱扣器和失压(欠压)脱扣器等。继电器和脱扣器的区别在于：前者带有触头，通过触头进行控制；后者没有触头，直接由机械运动进行控制。

一、保护类型

保护电器分别起短路保护、过载保护和失压(欠压)保护的作用。

短路保护是指线路或设备发生短路时，迅速切断电源。熔断器、电磁式过电流继电器和脱扣器都是常用的短路保护装置。应当注意，在中性点直接接地的三相四线制系统中，当设备碰壳接地时，短路保护装置应该迅速切断电源，以防触电。在这种情况下，短路保护装置直接承担人身安全和设备安全两方面的任务。

过载保护是当线路或设备的载荷超过允许范围时，能延时切断电源的一种保护。热继电器的热脱扣器是常用的过载保护装置；

二、电气设备外壳防护等级

电机和低压电器的外壳防护包括两种防护，第一种防护是对固体异物进入内部以及对人体触及内部带电部分或运动部分的防护；第二种防护是对水进入内部防护，电气线路是电力系统的重要组成部分。电气线路可分为电力线路和控制线路。前者完成输送电能的任务；后者供保护和测量的连接之用。电气线路除应满足供电可靠性或控制可靠性的要求外还必须满足各项安全要求。

电气线路种类很多。按照敷设方式，分为架空线路、电缆线路穿管线路等；按照导体的绝缘，分为塑料绝缘线、橡皮绝缘线、裸线等等。

一、架空线路

机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

架空线路指档距超过25m，利用杆塔敷设的高、低压电力线路。架空线路主要由导线、杆塔、绝缘子、横担、金具、拉线及基娜组成。

二、电缆线路

电力电缆线路主要由电力电缆、终端接头和中间接头组成。电力电缆分为油浸纸绝缘电缆、交联聚乙烯绝缘电缆和聚氯乙烯绝缘电缆。

第二节 电气线路常见故障 2课时

电气线路故障可能导致触电、火灾、停电等多种事故。下面对电气线路的常见故障作一简要分析。

一、架空线路和电缆线路故障 1．架空线路故障

架空线路敞露在大气中，容易受到气候、环境条件等因素的影响。造成危害的建筑物及其他设施：线路上有无树枝、风筝、鸟巢等杂物，如有应设法清除。

(2)电杆有无倾斜、变形、腐朽、损坏及基础下沉等现象；横担和金具是否移位、固定是否牢固、焊缝是否开裂、是否缺少螺母等。

(3)导线和避雷线有无断股、背花、腐蚀外力破坏造成的伤痕；导线接头是否良好、有无过热、严重氧化、腐蚀痕迹；导线对地、邻近建筑物、或邻近树木的距离是否符合要求。

(4)绝缘子有无破裂、脏污、烧伤及闪络痕迹；绝缘子串偏斜程度、绝缘子铁件损坏情况如何。

(5)拉线是否完好、是否松弛、绑扎线是否紧固、螺丝是否锈蚀等。(6)保护间隙(放电间隙)的大小是否合格；避雷器瓷套有无破裂、脏污、烧伤及闪络痕迹，密封是否良好，固定有无松动；避雷器上引线有无断股、连接是否良好；避雷器引下线是否完好、固定有无变化、接地体是否外露、连接是否良好。

二、电缆线路巡视检查

电缆线路的定期巡视一般每季度一次；户外电缆终端头每月巡视一次。电缆线路巡视检查主要包括以下内容：

(1)直埋电缆线路标桩是否完好；沿线路地面上是否堆放矿渣、建筑材料、瓦砾、垃圾及其他重物，有无临时建筑；线路附近地面是否开挖；线路附近有无酸、碱等腐蚀性排放物，地面上是否堆放石灰等可构成腐蚀的物质；露出地面的电缆有无穿管保护，保护管有无损坏或锈蚀，固定是否牢固；电缆引入室内处的封堵是否严密；洪水期间或暴雨过后，巡视附近有无严重冲刷或塌陷现象等。

(2)沟道内的电缆线路沟道的盖板是否完整无缺；沟道是否渗水、沟内有无积水、沟道内是否堆放有易燃易爆物品；电缆铠装或铅包有无腐蚀，全塑电缆有无被老鼠啮咬的痕迹；洪水期间或

第四节 线路巡视检查 2课时

巡视检查是运行维护的基本内容之一。通过巡视检查可及时发现缺陷，机电教研室 肖宏志 邵阳职业技术学院

电工工艺学教案 以便采取防范措施，保障线路的安全运行。巡视人员应将发现的缺陷记入记录本内，并及时报告上级。

一、架空线路巡视检查

架空线路巡视分为定期巡视、特殊巡视和故障巡视。定期巡视是日常工作内容之一。10kV及10kV以下的线路，至少每季度巡视一次。特殊巡视是运行条件突然变化后的巡视，如雷雨、大雪、重雾天气后的巡视、地震后的巡视等。故障巡视是发生故障后的巡视。巡视中一般不得单独排除故障。

架空线路巡视检查主要包括以下内容：

(1)沿线路的地面是否堆放有易燃、易爆或强烈腐蚀性物质；沿线路附近有无危险建筑物，有无在雷雨或大风天气可能对线路

机电教研室 肖宏志

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第十六章 异步电动机

授课课题：异步电动机知识 授课课时：6 授课目的要求：1.掌握异步电动机的基本要求

2.了解异步电动机的基础知识

授课重、难点 掌握异步电动机的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

电动机是一种将电能转换为机械能的动力设备，能带动生产机械工作，也是厂矿企业使用最广泛的动力机。

电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机又分异步电动机和同步电动机。因为异步电动机具有结构简单，价格低廉，工作可靠，维护方便等优点，所以被厂矿企业广泛采用。本章主要介绍异步电动机的构造、原理、运行、维护及故障处理等内容。

第一节 异步电动机的构造与工作原理 2课时

一、构造

三相异步电动机也叫三相感应电动机，主要由定子和转子两个基本部分组成。转子又可分为笼型和线绕型两种。三相笼型异步电动机的结构如图

第二节 异步电动机的技术参数 2课时

电动机的铭牌上和产品样本中都标出电动机的额定功率(轴动率)尸Ⅳ，额定转速刀，额定电压U^，额定电流I，效率17，功率因数cosP，以及起动电流倍数，起动转矩倍数，过负荷能力等主要技术参数。了解铭牌参数的意义，才能正确选择、使用和维修电动机。下面介绍三相异步电动机铭牌上面的额定值和技术参数。

一、额定电压U，二、额定电流I，额定电流表示电动机在额定电压及额定功率运行时，电源输入电动机的定子绕组中的线电流，单位是A，如果铭牌上标有两个电流值，则说明为定子绕组在两种不同接法时的线电流值。

三、额定功率PV 额定功率表示电动机在额定状态下运行时，转轴上输出的机械功率，单位是w或kw。电动机的额定功率PⅣ应小于额定状态下输入的电功率，这是因为电动机有功率损耗所致。

四、额定转速

机电教研室 肖宏志

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

电动机在额定电压、额定频率和额定功率下工作时转轴的转速，叫做额定转速，拖动大小不同的负载时，转速也不同。一般空载转速略高于额定转速，过载时转速会低于额定转速。单位为

五、定额

定额也称为工作方式或运行方式，按运行持续的时间分为连续、短时和断续三种基本工作制，是选择电动机的重要依据。

十五、起动电流

电动机转速为零(静止)加上额定电压时的线电流，称为起动电流。异步电动机直接起动时，其起动电流很大，可达额定电流的5～7倍，起动电流也是异步电动机起动性能的重要指标。

第三节 异步电动机的起动 2课时

当电动机的定子绕组接入三相电源后，转子便开始转动。在刚起动的瞬间，因刀=0、S=1，旋转磁场以最大速度切割转子绕组，便在转子绕组中产生较大的感应电动势；由于转子绕组的阻抗很小，将通过很大的电流。这和变压器的工作原理一样，定子绕组相

一、笼式异步电动机的起动 1．全压起动 2．降压起动

机电教研室 肖宏志

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第十七章 手持式电动工具及移动式电

气设备

授课课题：手持式电动工具及移动式电气设备知识 授课课时：4 授课目的要求：1.掌握手持式电动工具及移动式电气设备的基本要求

2.了解手持式电动工具及移动式电气设备的基础知识

授课重、难点 掌握手持式电动工具及移动式电气设备的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

手持电动工具包括手电钻、手砂轮、冲击电钻、电锤、手电锯等工具。移动式设备包括蛙夯、振捣器、水磨石磨平机、电焊机等电气设备。

第一节 基本分类与结构 2课时

一、基本分类

1．根据手持式电动工具不同的应用范围分类

(1)金属切削类：电钻、磁座钻、电绞刀、电动刮刀、电剪刀、电冲剪、电动曲线锯、电动锯管机、电动往复锯、电动型材切割机、电动型攻丝机、多用电动工具。

(2)砂磨类：电动砂轮机、电动砂光机、电动抛光机。(3)装配类：电扳手、电动螺丝刀、电动脱管机。

(4)林木类：电刨、电动开槽机、电插、电动带锯、电动木工砂光机、电链锯、电圆锯、电动木钻、电动木铣、电动打枝机、电动木工刃具砂轮机。

(5)农牧类：电动剪毛机、电动采茶机、电动剪枝机、电动粮食插秧机、电动喷油机。

(6)建筑道路类：电动混凝土振动器、冲击电钻、电锤、电镐、电动地板刨光机、电动打夯机、电动地板砂光机、电动水磨石机、电动砖瓦铣沟机、电动钢筋切断机、电动混凝土钻机。

(7)铁道类：铁道螺钉电扳手、枕木电钻、枕木电镐。

第二节 安全性能要求 2课时

为了安全生产，避免和减少对操作者的伤害，工具的安全性能必须符合安全操作的要求。

一、手持电动工具的安全要求

使用手持电动工具应当注意以下安全要求：

1．辨认铭牌，检查工具或设备的性能是否与使用条件相适应。

2．检查其防护罩、防护盖、手柄防护装置等有无损伤、变形或松动。

机电教研室 肖宏志

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案 3．检查电源开关是否失灵、是否破损、是否牢固、接线有无松动。4．电源线应采用橡皮绝缘软电缆；单相用三芯电缆、三相用四芯电缆；电缆不得有破损或龟裂、中间不得有接头。

5．I类设备应有良好的接零或接地措施，且保护导体应与工作零线分开；保护零线(或地线)应采用截面积0．75～1．5mm。以上的多股软铜线，且保护零线(地线)最好与相线、工作零线在同护套内。

6．使用I类手持电动工具应配合绝缘用具，并根据用电特征安装漏电保护器或采取电气隔离及其他安全措施。

7．绝缘电阻合格，带电部分与可触及导体之间的绝缘电阻I类设备不低于2M Q、II类设备不低于7M Q。

机电教研室 肖宏志35

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第十八章 照明

授课课题：照明电气设备知识 授课课时：6 授课目的要求：1.掌握照明电气设备的基本要求

2.了解照明电气设备的基础知识

授课重、难点 掌握照明电气设备的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

电气照明是工厂供电的一个组成部分，良好的照明是保证安全生产、提高劳动生产率和保护工作人员视力健康的必要条件。照明设备的不正常运行可能导致人身伤亡事故或火灾。为此，必须保持照明设备的安全运行。

第一节 照明方式与种类

一、照明方式 1．一般照明

一般照明是指在整个场所或场所的某部分照度基本上相同的照明。对于工作位置密度很大而对光照方向又无特殊要求，或工艺上不适宜装设局部照明设置的场所，宜单独使用一般照明。它的优点是在工作表面和整个视界范围内，具有较佳的亮度对比；可采用较大功率的灯泡，因而光效较高；照明装置数量少，投资费用较低。

2．局部照明

局部照明是指局限于工作部位的固定的或移动的照明，对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时宜采用局部照明。

3．混合照明

混合照明是指一般照明与局部照明共同组成的照明。对于工作部位需要较高照度并对照射方向有特殊要求的场所，宜采用混合照明。混合照明的优点是可以在工作平面、垂直和倾斜表面上，甚至工件的内脏里，获得高的照度，易于改善光色，减少装置功率和节约运行费用。

机电教研室 肖宏志

邵阳职业技术学院

电工工艺学教案

第十九章 电工测量

授课课题：电工测量知识 授课课时：2 授课目的要求：1.掌握电工测量设备的基本要求

2.了解电工测量设备的基础知识

授课重、难点 掌握电工测量设备的基本要求 授课形式：新授课 授课方法：讲授 授课内容：

电工测量的过程，是将被测的电量或磁量与同类标准量相比较的过程，根据比较的方法不同，测量的方法也不一样。所以在测量中除了应正确选择仪表和正确使用仪表之外，还要掌握正确的测量方法。

第一节 电工仪表基本知识

一、电工仪表种类

(1)按照工作原理，电工仪表分为磁电式、电磁式、电动式、感应式等仪表。

磁电式仪表由固定的永久磁铁、可转动的线圈及转轴、游丝、指针、机械调零机构等组成。线圈位于永久磁铁的极靴之间。当线圈中流过直流电流时，线圈在永久磁铁的磁场中受力，并带动指针、转轴克服游丝的反作用力而偏转。当电磁作用力与反作用力平衡时，指针停留在某一确定位置，刻度盘上给出一相应的读数。机械调零机构用于校正零位误差，在没有测量讯号时借以将仪表指针调到指向零位。磁电式仪表的灵敏度和精确度较高、刻度盘分度均匀。磁电式仪表必须加上整流器才能用于交流测量，而且过载能力较小。磁电式仪表多用来制作携带式电压表、电流表等表计。

机电教研室 肖宏志

第二篇：机械制造工艺学教案专题

机械制造工艺学教案

第1次课（绪论、第一章 加工精度分析 1.1、加工精度概述）

一、教学目的和要求

掌握机械制造的基本理论和工艺规程的编制，对工艺问题能进行分析和提出改进措施。

2、掌握零件加工和机器装配结构工艺性的原则，设计的产品具有良好的结构工艺性。

3、掌握保证机器装配精度的方法。

4、掌握机床夹具的设计原理和方法，具有设计机床夹具的初步能力。

5、具有综合分析和解决实际工艺问题的能力，提出保证质量，提高劳动效率，降低成本的工艺途径。

二、教学内容纲要

1.绪论（机械制造工艺的概念、学习的目的、特点、内容、发展方向）

2、加工精度包括尺寸精度、形状精度、相互位置精度，各种精度的获得方法

三、重点、难点

各种加工精度的获得方法

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、案例分析式教学方法讲授本绪论课程内容。

五、时间分配（2学时）

本次课共两学时，其中绪论占一学时

六、布置思考题

1.了解制造业在国民经济中的地位

2.针对我国的机械制造业现状，指出我国机械制造业与世界发达国家的差距 3.你认为应该采取哪些具体的措施和方略来改变这种现状，使我国的机械制造行业处于世界的前列？

4.尺寸精度、形状精度、相互位置精度相比较，那种要求更高些？

第二次课（第一章、加工精度1.2、几何及原理误差、1.3受力变形）

一、教学目的和要求

使学生能够更清晰地明白在机械制造当中存在的构件受力变形的实际问题，在以后的机械制造分析中能够从力学受力变形的角度来思考问题。

二、教学内容纲要

1、工艺系统几何误差及原理误差 2.工艺系统的刚度

3.受力变形对加工精度的影响 4.机床刚度的测定，接触刚度，5.减少受力变形的措施；

三、重点、难点

1.工艺系统几何误差及原理误差

2.工艺系统受力变形对加工精度的影响，四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、问题探究式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）1.工艺系统几何误差及原理误差（25分）2.工艺系统的刚度及测定（45分）3.受力变形对加工精度的影响（35分）

4.接触刚度，减少受力变形的措施；（30分）

六、布置思考题

1.查阅相关的资料，思考和比较普通机床和数控机床在工作的时候，哪个系统受力 的影响更大些？

2.几何误差与原理误差的区别？以车床为例说明机床的几何误差对零件的加工精度有何影响?

第3次课（第一章、加工精度 1.4受热变形1.5内应力变形）

一、教学目的和要求

能够系统地掌握工艺系统的热变形的相关知识和内容,同时能够熟练的掌握误差测量及起计算.二、教学内容纲要

1、.工艺系统的热变形：(1)工艺系统的热源，(2)工艺系统的温升及其计算公式，(3)机床的热变形对工件的影响，(4)工件遇刀具的热变形，(5)工艺系统热变形的对策；

2、.残余应力引起的变形；

三、重点、难点

.工艺系统的热变形：

四、教学方法，实施步骤

本此课可以采用黑板教学的方法和多媒体的教学方法两种手段，根据具体内容采 用启发式和讲解式、引导式和提问式教学方法。

五、时间分配（2学时）

1、.工艺系统的热变形：（45）

2、.残余应力引起的变形；（45）

六、布置思考题

1.自己将误差的内型总结和归纳.2.试举例说明在加工过程中，工艺系统受热变形会对零件的加工精度产生怎样的影响？应采取什么措施来克服这些影响？

第4次课（第一章、加工精度 1.6测量误差1.7误差分析 1.8提高措施）

一、教学目的和要求

二、教学内容纲要

1、.测量误差；

2.加工误差的统计分析法：(1)加工误差的性质，(2)分布曲线分析法，(3)点图分析法；

3.提高加工精度的措施.三、重点、难点

1、.测量误差；

2、提高加工精度的措施.四、教学方法，实施步骤

本此课可以采用黑板教学的方法和多媒体的教学方法两种手段，根据具体内容采 用启发式和讲解式、引导式和提问式教学方法。

五、时间分配（3学时）

1、.测量误差；（45）

2.加工误差的统计分析法：（60）(1)加工误差的性质，(2)分布曲线分析法，(3)点图分析法；

3.提高加工精度的措施.（30）

六、布置课后思考: 1.本章重点讲述了加工精度影响的原理和具体计算方法以及保证高的加工精度和质量的具体方法，应重点掌握此方法，并提前预习下章“表面质量”.第5次课（第二章表面质量2.1表面质量含义）

一、教学目的和要求

1.解掌握各原理的基本模式概念和特征，能举例说明各原理；

2.通过实际问题的讲解，使学生形成对机械制造表棉质量和粗糙度的个体认识，培养学生 独立思考，归纳的学习习惯；

二、教学内容纲要

1.表面质量的含义以及对零件使用的影响：；

三、重点、难点

1.刀具切削后的表面粗糙度，2.磨削后的表面粗糙度；

四、教学方法，实施步骤 根据本章课的内容特点，运用启发式原则、讲解式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）

表面质量的含义以及对零件使用的影响；

六、布置思考题

1.查找相关的资料并思考高精表面质量在现在的高科技行业当中有哪些具体的应用呢? 2.机器零件的表面质量包括哪几个方面内容？为什么说零件的表面质量与加工精度对保证机器的工作性能来说具有同等重要的意义？

第6次课（第二章表面质量2.2粗糙度影响因素2.3物理机械性能）

一、教学目的和要求

引导学生能够对机械的相关性能有更深的了解和掌握.二、教学内容纲要

1.表面粗糙度的形成及影响因素：(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、重点、难点

表面粗糙度的形成及影响因素：(1)刀具切削后的表面粗糙度，(2)磨削后的表面粗糙度；

四、教学方法，实施步骤

本此课可以采用黑板教学的方法和多媒体的教学方法两种手段本此课可以采用黑板教学 的方法和多媒体的教学方法两种手段，根据具体内容采用启发式和讲解式、引导式和提 问式教学方法。

五、时间分配（3学时）

1.表面粗糙度的形成及影响因素：(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、布置思考题

1.课后复习这一堂课的重点内容,下堂课提问.2.影响切削表面粗糙度的因素有哪些？

第7次课（第二章表面质量2.4机械加工振动2.5提高表面质量）

一、教学目的和要求

1.解掌握机械加工振动的具体概念和分类； 2.熟练掌握提高表面质量的具体的方法.二、教学内容纲要 1.受迫振动，2.自激振动；

3.提高表面质量的方法

三、重点、难点 提高表面质量的方法 自激振动

四、教学方法，实施步骤

本此课可以采用黑板教学的方法和多媒体的教学方法两种手段，根据具体内容采 用启发式和讲解式、引导式和提问式教学方法。

五、时间分配（2学时）1.受迫振动，（30）2.自激振动；（30）

3.提高表面质量的方法（30）

六、布置思考题

1.预习第三章:工艺规程制定.2.何为强迫振动？它与自由振动有何区别？减少强迫振动的基本途径哟哪些？

3.何谓自激振动？它与强迫振动有何区别？目前关于自激振动的学说有哪些？其要点是什么？通过哪些措施可以抑制自激振动？

第8次课（第三章、工艺规程制定3.1 基本概念 3.2制订步骤）

一、教学目的和要求

1.熟练掌握工艺规程的概念；

2.使学生在设计中能应用工艺规程的步骤和方法；

二、教学内容纲要

1、工艺规程的基本概念

2、工艺规程的制定步骤

三、重点、难点

1、工艺规程的基本概念

2、工艺规程的制定步骤

四、教学方法，实施步骤

本此课可以采用黑板教学的方法和多媒体的教学方法两种手段，根据具体内容采 用启发式和讲解式、引导式和提问式教学方法

五、时间分配（3学时）

1、工艺规程的基本概念（45）

2、工艺规程的制定步骤（90）

六、布置思考题

1.什么是机械加工的工艺过程，工艺规程？工艺规程在生产中起什么作用？ 2..熟练掌握工艺规程的概念和步骤,为机械工艺规程的设计作准备

3.制订工艺规程时，为什么要划分加工阶段？什么情况下可以不划分或不严格划分加工阶段？

第9次课（第三章、工艺规程制定3.3 毛坯选择3.4基准选择）

一、教学目的和要求

1.掌握各种新机械名词的概念；

2能熟练掌握基准的选择和路线的拟定

二、教学内容纲要

1、毛坯选择

2、基准选择

三、重点、难点

1、基准选择

四、教学方法，实施步骤

本此课可以采用黑板教学的方法和多媒体的教学方法两种手段，根据具体内容采 用启发式和讲解式、引导式和提问式教学方法

五、时间分配（2学时）

1、毛坯选择（30）

2、基准选择（60）

六、布置思考题

1.熟悉课堂所讲的内容，选择一个具体的实物分析和研究。2.什么是工序、工步、安装、工位？

第10次课（第三章、工艺规程制定3.5路线拟定3.6工序内容3.7经济分析）

一、教学目的和要求

能熟悉工序的具体内容,能进行具体的经济分析

二、教学内容纲要

1、路线拟定 2.工序内容 3.经济分析

三、重点、难点

1、路线拟定 2.工序内容

四、教学方法，实施步骤

本此课可以采用黑板教学的方法和多媒体的教学方法两种手段，根据具体内容采 用启发式和讲解式、引导式和提问式教学方法

五、时间分配（3学时）

1、路线拟定（60）2.工序内容（50）3.经济分析（25）

六、布置思考题

1.查找图书馆关于经济分析的具体书籍,扩展经济分析的能力和认识.2.什么是劳动生产率？提高劳动生产率的工艺措施有哪些？ 3.什么是时间定额、单件时间？

第11次课（第四章结构工艺设计4.1尺寸标准4.2精度标准）

一、教学目的和要求

掌握各种标准的具体概念；

二、教学内容纲要

1、尺寸标准

2、精度标准

三、重点、难点

尺寸标准和精度标准的具体确定

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式.提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）

1、尺寸标准（45）

2、精度标准（45）

六、布置思考题

1.何谓加工精度？何谓加工误差？两者有何区别和联系？

2.获得零件形状精度、尺寸精度、位置精度的方法有哪些？影响形状精度的主要因素是什么？试举例说明

3.何谓调整误差？在单件小批量生产或大批大量生产中各会产生哪方面的调整误差？他们对零件加工的精度会产生什么样的影响？

4.用这堂课所学的知识将课本中的课后习题做完。

第12次课（第四章结构工艺设计4.3便于加工4.4装配工艺性）

一、教学目的和要求

掌握机械加工中的毛坯结构的工艺设计原则，以便于加工和装配，同时又满足 精度要求和尺寸要求。

二、教学内容纲要

1、便于加工

2、装配工艺性

三、重点、难点 装配工艺性

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式.提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）

1、便于加工（45）

2、装配工艺性（90）

六、布置思考题

1.常见的装配性工艺问题有哪些？在设计中应该注意哪些问题？ 2.预习第五章:尺寸链的应用

第13次课（第五章尺寸链的应用5.1 尺寸链的概述）

一、教学目的和要求

重点掌握尺寸链的基本概念以及怎样画出尺寸链的具体方法和熟悉掌握和运用相关 尺寸链进行具体设计.二、教学内容纲要 尺寸链的概述: 封闭环的具体分析 :

三、重点、难点 封闭环的具体分析

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式.提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）尺寸链的概述:（30）封闭环的具体分析（60）

六、布置思考题 1.尺寸链的概念 2.什么是封闭环？

第14次课（第五章、尺寸链的应用5.2 尺寸链的解法）

一、教学目的和要求

重点掌握尺寸链的基本概念以及怎样画出尺寸链的具体方法和熟悉掌握和运用相关 尺寸链进行具体设计.二、教学内容纲要 尺寸链的解法 找封闭环

三、重点、难点 找封闭环

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）尺寸链的解法（65）找封闭环（70）

六、布置思考题

1.尺寸链的解题方法有哪些？举例说明 2.如何确定封闭环

3.完成课后相关的练习,下节课讲解答案.第15次课（第五章、尺寸链的应用5.3过程尺寸链）

一、教学目的和要求

重点掌握尺寸链的基本概念以及怎样画出尺寸链的具体方法和熟悉掌握和运用相关 尺寸链进行具体设计.二、教学内容纲要 封闭环

2.过程尺寸链的概念 3过程尺寸链的其他知识

三、重点、难点 过程尺寸链

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）1.封闭环（45）

2.过程尺寸链的概念（20）3过程尺寸链的其他知识（25）

六、布置思考题

1.什么是过程尺寸链？

2.封闭环在过程尺寸链中应如何确定？自己设计关于封闭环的题目，同学一起研究解题方法

第16次课（第五章、尺寸链的应用5.4装配尺寸链）

一、教学目的和要求

重点掌握尺寸链的基本概念以及怎样画出尺寸链的具体方法和熟悉掌握和运用相关 尺寸链进行具体设计.二、教学内容纲要 1.装配尺寸链的概念 2.封闭环

3.装配尺寸链的其他相关知识

三、重点、难点 1.装配尺寸链的概念 2.封闭环

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）1.装配尺寸链的概念（30）2.封闭环（60）

3.装配尺寸链的其他相关知识（45）

六、布置思考题 1.对本章关于封闭环的确定做一个总结.2.在解装配尺寸链时，什么情况下用完全互换法。什么情况用大数互换法？两者在计算公式及计算结果上有什么不同？

第17次课（第六章 典型零件加工6.1轴类加工6.2 套筒加工）教学目的和要求

重点掌握轴类加工,熟悉套筒加工

二、教学内容纲要 1.轴类加工 2.套筒加工

三、重点、难点 轴类加工

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）1.轴类加工（45）2.套筒加工（45）

六、布置思考题

1.如何设计轴类零件加工的工艺路线？轴类零件的加工方法有哪些？举例说明 2.如何设计套筒类零件加工的工艺路线？套筒加工的方法有哪些？举例说明

第18次课（第六章 典型零件加工6.3 齿轮加工6.4箱体加工）教学目的和要求

熟悉齿轮加工的一些具体方法,重点掌握箱体加工的具体原则和工艺要求.1.了解掌握新型结构设计；

二、教学内容纲要 齿轮加工 箱体加工

三、重点、难点

箱体加工

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）1.齿轮加工（75）2.箱体加工（60）

六、布置思考题

1.如何设计齿轮零件加工的工艺路线？齿轮零件的加工方法有哪些？举例说明 2.如何设计箱体加工的工艺路线？箱体加工的工艺哟哀求有哪些？

3.箱体加工的工艺原则是什么？

第19次课（第七章 先进制造技术7.1成组技术概述7.2数控制造系统）教学目的和要求

重点掌握成组技术,熟悉数控制造系统的相关的内容,为工厂实习奠定知识基础.二、教学内容纲要 1组成技术概述 2数控制造系统

三、重点、难点 1组成技术概述 2数控制造系统

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）1组成技术概述（40）2数控制造系统（50）

六、布置思考题

1什么是成组技术？成组技术在生产中有哪些应用？ 2.分类成组的方法有哪些？

3.数控制造系统在生产中的应用及其发展的意义是什么？

第20课（第七章 先进制造技术7.3柔性制造系统7.4集成制造系统）

一、教学目的和要求

重点掌握柔性制造系统的内容, 为工业工程思想的具体深化和机械制造的具体应用做准备, 并了解集成制造系统.二、教学内容纲要 1.柔性制造系统 2.集成制造系统

三、重点、难点 柔性制造系统

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）1.柔性制造系统（65）2.集成制造系统（70）

六、布置思考题

1.柔性制造系统的基本概念是什么？其具有哪些功能？

2.柔性制造系统由哪些部分组成？各组成部分都有什么作用？ 3.柔性制造系统有哪些经济效益？

4.集成制造系统的定义是什么？它由那些部分组成？我国的集成制造系统的发展现状如何？

第21次课（第七章、先进制造技术 7.5计算机辅助工艺过程设计CAPP7.6快速成形）教学目的和要求

熟悉计算机辅助工艺过程设计CAPP和快速成形的具体内容

二、教学内容纲要

1.计算机辅助工艺过程设计CAPP 2.快速成形

三、重点、难点 快速成形

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）

1.计算机辅助工艺过程设计CAPP（45）2.快速成形（45）

六、布置思考题

1.计算机辅助工艺过程设计CAPP在现代生产中有什么作用？ 2.什么是快速成形？快速成形有哪些优点？

第22次课（第七章、先进制造技术7.7敏捷制造7.8精益制造）教学目的和要求

熟悉敏捷制造和精益制造的具体内容

二、教学内容纲要 1.敏捷制造 2.精益制造

三、重点、难点 1.敏捷制造 2.精益制造

四、教学方法，实施步骤 根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）1.敏捷制造（65）2.精益制造（70）

六、布置思考题吗

1.敏捷制造和精益制造包括那些具体内容？ 2.我国的敏捷制造和精益制造的发展现状如何？

第23次课（第八章，机床夹具设计8.1夹具概念8.2工件定位）

一、教学目的和要求

1.了解机床夹具设计的具体概念；

2.使学生在设计中熟练掌握工件定位的相关知识；

二、教学内容纲要

1、卡具概念

2、工件定位

三、重点、难点 工件定位

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）

1、卡具概念（30）

2、工件定位（60）

六、布置思考题

1.机床夹具都由哪些部分组成？每个组成部分起何作用？

2.试分析使用夹具加工零件时，产生加工误差的因素有哪些？它们与零件公差成何比例？ 3.一批工件在夹具中定位的目的是什么？它与一个工件在加工时的定位有何不同？

第24次课（第八章，机床夹具设计8.3定位方式与定位元件）教学目的和要求

重点掌握定位方式和定位元件,为课程设计打下扎实的基础

二、教学内容纲要 定位方式与定位元件

三、重点、难点 定位方式与定位元件

四、教学方法，实施步骤

本此课可以采用黑板教学的方法和多媒体的教学方法两种手段，根据具体内容采用启发式和讲解式、引导式和提问式教学方法。

五、时间分配（3学时）定位方式（75）定位元件（60）

六、布置思考题

1.完成课后相关的练习.2.什么是“六点定位原理”？工件的合理定位是否一定要限制其在夹具中的六个不定度？ 3.试举例说明何谓工件在夹具中的“完全定位”、“部分定位”、“欠定位”、“重复定位”？

第25次课（第八章，机床夹具设计8.4定位误差8.5工件夹具与夹紧结构）教学目的和要求

重点掌握典型卡具的具体应用,提高学生的机械设计的水平.二、教学内容纲要 1.定位误差 2.工件夹具 3.夹紧结构

三、重点、难点 1.定位误差

2.工件夹具与夹紧结构

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（2学时）1.定位误差（50）2.工件夹具（20）3.夹紧结构（20）

六、布置思考题

1.在夹具中对一个零件进行试切法加工时，是否还有定位误差？为什么？ 2.工件在夹具中夹紧的目的是什么？夹紧和定位有何区别？

第26次课（第八章，机床夹具设计8.6典型夹具8.7夹具设计方法与步骤）

一、教学目的和要求 掌握夹具设计方法与步骤

二、教学内容纲要 1.典型夹具 2.夹具设计方法 3.夹具设计步骤

三、重点、难点

典型夹具、夹具设计方法与步骤

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式、讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配（3学时）1.典型夹具（50）2.夹具设计方法（45）3.夹具设计步骤（40）

六、布置思考题

1.试举例论述设计夹具时，对夹紧力的三要素（力的作用点、方向、大小）有何要求？ 2.典型夹具有哪几类？如何设计？举例说明

第三篇：金属工艺学教案

金属工艺学教案

绪论

一、为什么要学金属工艺学（机械工程材料工艺学）？

金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课。它主要传授各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互关系；金属零件的加工工艺过程和结构工艺性；常用金属材料性能对加工工艺的影响；工艺方法的综合比较等。研究的对象：常用的工程材料、材料的各种加工处理工艺。

例如：钢铁、铝合金、铜合金、塑料等材料及热处理工艺、焊接工艺、铸造工艺、切削加工工艺等加工处理工艺。

举例：常用主轴材料：45。技术要求：调质处理。

箱体材料：HT200。技术要求：退火。国家工业发展的三大支柱：材料、信息、微机。1.工程材料是国家工业发展的物质基础。

工业和日常生活都离不开工程材料的使用，研究材料最终是为人类的文明进步而服务。2.作为工科类专业所必须掌握的一门功课。基础课→（桥梁）→ 专业课

机械工程材料工艺学是一门技术基础课，对专业课和基础课起着桥梁的作用。

二、机械工程材料工艺学课程有什么特点？

1.本课程同实践紧密相联系，是一门实践性很强的学科。

2.通过生产实践才能融会贯通地学习掌握（安排了钳工、金工实习）。

3.为了弥补实践方面的不足，采用录像教学以及到工厂参观和实习，通过师生的相互努力来学好这门功课。

三、怎样才能学好机械工程材料工艺学？

1.注意各章节的联系、学习、复习、巩固、应用、总结。2.要理解、要提问题、不能累计问题。

3.抓住主要内容：金属材料及热处理基本知识，铸造、锻造、焊接、切削加工基本常识。

随着科学技术和生产力的不断发展，金属工艺学的内容构成也有所发展。应当指出，本课程的发展必然是有关学科的相互渗透和综合，而不是兼收并蓄、包罗万象、内容越来越复杂。它仍属工艺学范畴。

金属工艺学是实践性很强的技术基础课，它有利于对学生进行技能训练，有利于培养学生具有更高的实际能力和开拓精神。

第一篇 金属材料导论

合金的定义：一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的材料（导电性、延展性、光泽、导热性）。

常用的是：钢和铁、铜合金、铝合金等（理论联系实际）。

第一章 金属材料的主要性能 第一节 金属材料的力学性能（机械性能）

材料的性能：

使用性能：物理性能、化学性能、力学性能（机械性能）。

工艺性能：热处理性能、铸造性能、焊接性能、锻造性能、切削加工性能。

力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出（静载荷、动载荷、交变载荷）的性能。

一、强度与塑性 概念：静载荷、应力

试验：拉伸实验 试样－低碳钢、L0＝5d0、L0＝10d0 GB（6397－86）要求同学们实验指导书（图书馆查资料，锻炼学生的自学能力）。材料的力学性能实验。分析：（从中导出材料的强度和塑性）1.强度：

定义：塑性变形、断裂的能力。衡量指标：屈服强度、抗拉强度。（1）屈服点：

定义：发生屈服现象时的应力。公式：σs＝Fs/Ao（MPa）Fs－材料发生屈服现象时的力。So－材料的原始横截面面积。

条件屈服强度规定：σr0.2＝F0.2/Ao(无明显的屈服现象的材料)应用：汽缸盖和汽缸体之间的密封性（螺栓联接）超过螺栓材料本身的屈服强度。（2）抗拉强度： 定义：最大应力值。

公式：σb＝Fb/Ao（Fb－最大的载荷；So－材料的原始截面面积。）应用：汽缸的密封、钢绳吊重物、机车的牵引等。σs/σb 屈强比：越小，可靠性越高；越大，可靠性越低。2.塑性：

定义：发生塑性变形，不破坏的能力。衡量指标：伸长率、断面收缩率。（1）伸长率：

定义公式：δ＝（L1－L0）/L0 ×100％（L1－拉断后的长度；L0－原来的试样长度）注意：长、短试样测出的δ值不相等（比较大小，要同样的试样）。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）断面收缩率：

定义公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％（S0－原截面面积；S1－断口处断面面积）Ψ5 Ψ10

Ψ值越大，塑性越好。

总结：δ Ψ越大，塑性越好，越易变形但不会断裂。

二、硬度

硬度：抵抗更硬物体压入的能力。

衡量：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。1.布氏硬度：HB 试验：GB84。一定直径的钢球HBS（硬质合金HBW），规定的载荷及时间后测出的压痕深度差即硬度的大小。

HB＝F/S(N/mm2)<650 举例：钢球直径：10mm，载荷：30KN（F＝30D2），时间：规定10（s）。材料：压痕直径：d0＝3.92mm 查表： HBS＝239（1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。

（2）优缺点： 精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。2.洛氏硬度：HR、（HRA、HRB、HRC）

试验：GB83。一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。

HRA、HRB、HRC。一般通常习惯用HRC（无单位）。（1）应用范围：钢及合金钢。

（2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。3.维氏硬度：

试验：GB83。一定锥形的金刚石，在规定的载荷、时间后测出的压痕深度差即硬度的大小。HV＝F/S（1）应用范围：测薄片和镀层。（2）优缺点：数值精确，但操作麻烦。4.肖氏硬度HS、锉氏硬度、显微硬度HM 总结：数值越大，硬度越高。但相互之间不能比较，必须查表为同单位才行。

三、韧性

概念：动载荷、“梅氏”试样（金属夏比试验）。冲击韧度：抵抗冲击载荷而不破坏的能力。

衡量指标：αk＝Ak/A（J/cm2）（αk－一次性冲击试验的标准。）多次冲击：Ak↓→σs、σb。Ak↑→Ψ、δ

αk和温度有关：温度越低，αk越小。（低温易冲断）脆性临界转变温度。

四、疲劳强度

概念：交变载荷、疲劳现象 试验：疲劳实验法。衡量指标：疲劳强度σ-1 钢：107、有色金属：108。σmax=σ-1

五、蠕变和松弛：（补充内容）1.蠕变： 蠕变强度 高温下容易产生。2.松弛：松弛强度 高温下容易产生。

第二节 金属材料的物理、化学及工艺性能

金属的性能：物理性能、化学性能。

一、物理性能：

1.比重：单位体积内物体的重量。密度：单位体积内物体的质量。

铁：7.8克/厘米

3、铜：8.9克/厘米

3、铝：2.7克/厘米

3、钛：4.51克/厘米3 γ<5g/cm3→轻金属、γ>5g/cm3→重金属。

应用：飞机制造业、子弹头、检验材料、炼铁、炼钢、铅球等。2.熔点：固体→液体的温度点。

凝固点：液体→固体的温度点。

铁：1538℃、铜：1083℃、铝：660℃、钛：1660℃。

应用：耐高温材料（飞机、导弹、航天）、防火安全阀、熔断器（保险丝）等。3.热胀性：一般而言，金属材料具有热胀冷缩的性能。材料不同，热胀冷缩的大小也不同。

应用：电线的形态、桥梁的架设、钢轨的铺设、精密的测量工具、电冰箱、电饭锅等。4.导热性：金属具有传导热能的性质。导热材料的顺序：银、铜、铝等。

金属材料的杂质越多、导热性越差。高速钢导热性差，加热要缓慢，以防开裂。应用：陶瓷、水壶的水垢等。

5.导电性：金属具有传递电流的性质。导电材料的顺序：银、铜、铝等。

应用：电火花加工（下册P.78～80、电解加工、电子束加工及制造电线、电缆、玻璃拉丝模等。

6.磁性；金属材料在磁场的情况下磁化（分为软磁和硬磁）。例如：铁、镍、钴等。

应用：手表材料、磨床的磨削加工（P.71下册）等。

二、化学性能： 1.耐蚀性（耐酸碱性）：金属材料抵抗腐蚀的性能。例如：钢铁生铁锈、铜生铜绿（造成重大事故）。应用：食品行业、饮料行业、医药行业、化工行业等。2.抗氧化性：高温时抵抗氧化的能力。应用：锻打、电焊、热处理等。

3.化学稳定性：在常温下，化学稳定的性能。应用：耐热设备、高温锅炉等。

三、工艺性能：是指是否易于进行冷、热加工的性能。

包括：热处理性能（第三章）、铸造性能（第二篇）、焊接性能（第三篇）、锻造性能（第四篇）、切削加工性能（第五篇）。（最后要和书名金属工艺学联系上）以上各种工艺性能将在以后有关章节中分别介绍。

第二章 铁碳合金（钢和铸铁）

第一节 纯铁的晶体结构及其同素异晶转变

一、金属的结晶

结晶：液态金属凝结成固态金属的现象。

概念：理论结晶温度－金属在无限缓冷冷却下结晶得到的结晶温度To。（计算出来的）

实际结晶温度－金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。（实际测量出来的）（平时浇注的温度）

一、金属结晶的过冷现象：

过冷现象：金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn

金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn

金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn

晶界；晶粒。晶粒越多，晶界也越多，则晶粒移动所受的阻力越大，宏观来看，材料越不容易发生变形，即材料的硬度越高，强度越好。总结：晶粒越小，则材料的力学性能越好。采用的主要途径是：

晶核数目越多－晶粒越多－晶粒越细小，从而提高材料的力学性能。（1）提高过冷度：（>107℃/s 非晶态金属）实验测出：冷却速度越大，生核速率越大>长大速率。

（2）变质处理（孕育处理）：在液态金属中，加入一些细小的金属粉末（变质剂）（孕育剂）形成非自发晶核，使晶核数目增多，晶粒变细小。

（3）机械振动：使枝晶破碎成为几个晶核，使晶核数目增多（超生波振动等）。

二、纯金属的晶体结构

概念：原子球、结点、晶格、晶胞、晶格常数（a、b、c、α、β、γ）致密度：晶胞中原子占有的体积与晶胞体积之比。纯金属的晶格类型： 1.体心立方晶胞

例如：纯铁（α-Fe）912℃↓、W、Mo、V、Cr（β－Ti）882℃↑ 立方体: a＝b＝c ； α＝β＝γ＝90º 原子数：8×1/8＋1＝2 致密度：0.68 原子的晶格结构不同，则性能不同，即使原子的晶格结构相同，但由于原子的质量不同，性能也不同。2.面心立方晶格 立方体 a＝b＝c α＝β＝γ＝90º 原子数：8×1/8＋6×1/2＝4 致密度：0.74 举例：铜：a＝b＝c=3.608×108、铜原子M＝63.54×1.67×10－24g 铜原子的直径：D＝2.5505Å，计算铜的密度？ 纯铁（γ－Fe）912～1394℃、Al、Cu、Ag、Mn等。

三、纯铁的同素异晶转变（举列钻石和石墨）

纯铁：α－Fe→（912℃）γ－Fe（1394℃）→δ-Fe（1538℃）→L

二次结晶或重结晶。提问：一定质量的纯铁加热到912～1394℃时，体积是增加还是减少，若继续加热到1394～1538℃时，体积是增大还是减少？

第二节 铁碳合金的基本组织

元素（金属＋非金属）共为108种，而纯金属一般共为83种。Fe：HB80、σb＝200MPa、C：HB3、σb≈0。Fe＋C组成的合金化合物：HB800、σb=400MPa。Al：HB25、σb＝80MPa。

Al＋Mg＋Mn组成的铝合金化合物：HB70、σb＝280MPa。而工业中的金属材料均为合金。

合金定义：金属元素同另一种或几种金属元素或非金属元素组成的具有金属特性的新材料。金属特性：导电性、导热性、塑性、光泽。

例如：钢铁合金：Fe＋C＋Mn＋Si、铝合金：（Al＋Mg＋Mn）、（Al＋Ze＋Mn）、铜合金：（Cu＋Zn）、（Cu＋Sn）、（Cu＋Ni）等。

产生具有优良的使用性能和工艺性能方面的新材料（特出的物理、化学性能）。组元：合金中的最小单元。

合金系：合金中百分含量不同的组元构成的一系列合金。铝合金（Al＋Mg＋Mn）。铝合金：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：具有同一化学成分，同一聚集状态，且有明显界面分开的独立均匀部分。例如：液→单相、固相→单相、液＋固→两相。

一、固溶体：

定义：溶质原子进入溶剂中，依然保持晶格类型的金属晶体。置换固溶体：d质/d剂>0.85。（胖子到教室形象举例）晶格歪扭、畸变，晶体缺陷。无限置换固溶体：Cu＋Ni 有限置换固溶体：Cu+Zn 温度越高，则溶解度（固溶量）越大。

间隙固溶体：d质/d剂<0.59。（瘦子到教室形象举例）晶格歪扭、畸变，晶体缺陷。

只能形成有限固溶体：C→α－Fe、727℃ 0.0218％。

因形成固溶体使材料强度、硬度升高的现象－固溶强化。（合金的好处）1.铁素体F：C→α－Fe中形成的固溶体。单相、层片状、体心立方晶格。20℃ 0.0008％C（工业纯铁）。727℃ 0.0218％C。

机械性能：δ＝30～50％、ψ＝70～80％、αku＝160～200J/cm2、σb＝180～280MPa、HBS50～80（770℃↓磁性）。（应用简略提一下）

（饱和的盐水凝固点－21℃、其沸点108℃。饱和NaOH溶液沸点314℃。）

2.奥氏体A：C→γ－Fe中形成的固溶体。单相、层片状、面心立方晶格。727℃ 0.77%C、1148℃ 2.11%C。

机械性能：δ＝40～60％、σb＝400～50MPa、HBS＝170～220、抗磁性。（应用提一下）

二、金属化合物（中间相）（强化相）形成：温度降低时析出的一种新材料。Fe3C、Fe2.4C、VC、WC、CuZn、Cu21Zn22 σ↑、HRC↓、δ↓、ψ↓、αku↓。渗碳体C：F＋C层片相间叠加。硬度极高，而塑性、韧性极低。

三、机械混合物：

定义：α－固溶体＋β－固溶体＋…＋α－金属化合物＋β－金属化合物

例如：钢铁、铝合金、铜合金、钛合金等。1.珠光体P：F＋Fe3C 两相，机械混合物。0.77％C。

机械性能：δ＝20～25％、σb＝800～850MPa、HBS＝280～260。强度高、硬度较高。（应用提一下）

2.莱氏体Ld、Ld′： 两相机械混合物，含碳量：4.3％C。

Ld＝A＋C 727～1148℃。（高温莱氏体）

Ld′＝P＋C 20～727℃。（低温莱氏体）

机械性能：HB＝560～600、δ＝4～5％。性能与渗碳体相近。（应用较少）

总结：硬度最高的是渗碳体，强度最好的是珠光体，高温下奥氏体塑性最好，常温下铁素体塑性最好，莱氏体硬度较高。

一、铁碳合金状态图的建立

（1）配制不同成分的铁碳合金，用热分析法测定各合金的冷却曲线。

（2）从各冷却曲线上找出临界点，并将各临界点分别画到成分－温度坐

标中。

（3）将意义相同的临界点连接起来。

二、Fe－Fe3C合金状态图的分析： 1.点（特性点）：

A 1538℃ 100％Fe的熔点 ； D 1227℃ 100％Fe3C的熔点； G 912℃ 100％Fe的同素异晶转变点（重结晶温度点）； C 1148℃ 4.3％C 共晶点L→Ld（A＋C）共晶反应； F 1148℃ 6.69％C 虚点 ； P 727℃ 100％Fe虚点；

K 727℃ 6.69％C虚点、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，共析点A→P 共析反应。

2.线（特性线）：

（1）AC线：液相线 开始结晶出奥氏体：L→L＋A。DC线：液相线 开始结晶出渗碳体：L→L+C。

（2）AE线：固相线 奥氏体结晶终了线：L＋A→A。ECF线：固相线（共晶线）：共晶反应 L→Ld。

（3）GS线－A3线：从奥氏体中开始析出铁素体线。

（4）ES线—Acm线：从奥氏体中开始析出渗碳体线（碳在奥氏体中的固溶线）。（5）PSK线－A1线：共析线； 共析反应 A→P（F＋C）共晶体。

（6）PQ线－碳在铁素体中的溶解度曲线。这种由铁素体中析出的渗碳体为三次渗碳体。3.分类： 含碳量分类：

工业纯铁：C≤0.0218％C 钢：0.0218％

白口铁：2.11％

共析钢：0.77％ P 亚共析钢： C<0.77％ P＋F 过共析钢： C>0.77％ P＋C 共晶白口铁分类：

共晶白口铁：4.3％C Ld′

亚共晶白口铁：C<4.3％C Ld′＋P＋C 过共晶白口铁：C>4.3％C Ld′＋C

三、钢在结晶过程中的组织转变

实验：热分析法－（C：0－6.69％）实用价值。1.共析钢：

0.77％C：L→L＋A→A→P

分析：在727℃发生共析反应，A中含碳多少？P中含碳多少？

（727℃:F＝88.78％、C＝11.22％）2.亚共析钢：

0.5％C：L→L＋A→A→A＋F→P＋F 分析：①A→A＋F 在→点以上A中含碳多少？随着温度降低，A中含碳是 逐渐增加还是减少？

②A＋F→P＋F 在冷却到→点时，A中含碳增加到0.77％C，发生共析反应 A→P，727℃时，P、F各占百分多少？

727℃: F＝35.34％、P＝64.66％。20℃:F＝92.64％、C＝7.36％。3.共析钢：

1.0％C：L→L＋A→A→A＋C→P＋C（P＝96.1％、C＝3.9％）

分析：①A→A＋C 在→点以上，A中含碳多少？C中含碳多少？在→点以下，随着温度降低，A中含碳逐渐增加还是减少？

②A＋C→P＋C 当冷却到→时，A中含碳逐渐减少到0.77％C，发生共析反应 A→P，727℃,P、C相对含量是多少？

Ⅵ.亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁请学生自行分析。铁碳合金的组织和性能： 工业纯铁：F 塑性好。

亚共析钢：F＋P 取决于F、P的含量。共析钢：P 强度高。

过共析钢：P＋C 取决于P、C的含量（C为网状的二次渗碳体，脆、不合格）。亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁自行分析。力学性能和含碳量的关系曲线图。力学性能

4.Fe－Fe3C状态图的应用。正确选材：

①.C≤0.25％，低碳钢：塑性好，韧性好。②0.25％

共晶成分的铁碳合金铸造时，组织致密，不易偏析。②锻造方面：

钢加热到固相线AE以下200℃及A3线上170℃之间，利用奥氏体塑性好。③焊接方面： ④热处理方面：

课堂讨论：碳对铁碳合金组织和性能的影响。

第四节 工业用钢简介

一、钢的分类

碳钢的分类、编号和用途：（1）分类：

①低碳钢：<0.25％C ①亚共析钢： 0.008～0.77％C。②中碳钢：0.25％≤C<0.60% ②共析钢： 0.77％C。③高碳钢：0.60％

①普通碳素钢：S≤0.05％、P≤0.045％。

②优质碳素钢：S≤0.04％、P≤0.04％。（和国际不接轨）③高级优质碳素钢：S≤0.03％、P≤0.035％。（3）用途：

①碳素结构钢： ②碳素工具钢：（4）冶炼：

①平炉钢（逐渐淘汰）②转炉钢（使用）③电弧炉钢。（5）酸碱性：

①酸性钢 ②碱性钢 ③中性钢。钢的分类：碳素钢和合金钢。

二、碳素钢：

钢中杂质含量对其性能的影响

1.锰Mn：0.25～0.8％Mn，有益元素，脱氧剂。提高钢的强度和硬度，特别是降低钢的的脆性。

2.硅Si：<0.4％Si，有益元素，脱氧剂。提高钢的强度。

3.硫S：<0.050％，有害元素，热脆（红脆性）。（FeS＋Fe）为共晶体，985℃为液体。硫的含量越高，热脆性越严重。

4.磷P：<0.0045％，有害元素，冷脆。使钢常温下其塑性和韧性急剧下降，脆性转变温度升高，在低温时，这种现象更加严重。

5.氢H：<0.0001％，有害元素，氢脆，白点。过多的氢分子会导致钢的开裂。总之，杂质元素对钢材的性能与质量影响很大，必须严格控制在所规定的范围内。碳素钢分如下三类：（1）普通碳素结构钢：

新：Q235A（F、b、Z）、σs≥235MPa。

旧：甲类钢：A1、A2、A3、………A7满足机械性能要求的。

乙类钢：B1、B2、B3、……….B7满足化学性能要求的。

特类钢：C2、C3、……..C5满足机械和化学性能要求的。通常用于制造型材、螺钉、铁钉、铁丝、建筑材料等。（2）优质碳素结构钢：

普通含锰量钢：0.25～0.8％Mn。

较高含锰量钢：0.70～1.20％Mn。

举例：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。常用于齿轮、主轴、连杆→45。弹簧、板簧、发条→65、65Mn。（3）.碳素工具钢：

优质碳素工具钢：T＋数字。

高级优质碳素工具钢：T＋数字＋A。

举例：T7、T8、T9、……….T14。含义：0.7％、0.80％、0.9％…….1.4％

T7A、T8A、T9A、……….T14A。主要用于剪刀、斧头、锯子、锉刀等。

三、合金钢：

钢：非合金钢、低合金钢、合金钢。合金钢：低合金钢、合金钢。

碳钢在200℃时，机械性能剧烈下降，而合金钢在650℃时，其机械性能才略为下降。质量：优质钢、高级优质钢（A）、特级优质钢（E）。1.合金结构钢

起首两位数字表示平均含碳量的万分之几，其后的符号表示所含的主要元素；若元素含量<1.5％，不标数，元素含量≥1.5％，其后的数表示其百分含量。最后标“A”则称为高级优质合金结构钢（滚动轴承钢除外）。

例：12CrNi3：0.12％C、Cr<1.5％、3％Ni 20CrMnTi：0.20％C、Cr、Mn、Ti<1.5％ 15Cr、20Mn2B、55Si2MnA 2.合金工具钢

当含碳量≥1.0％时，不标含碳量数当含碳量<1.0％时，起首数表示含碳量的千分之几。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.特殊性能钢

起首数表示含碳量的千分之几，若起首为“0”，则表示含碳量<0.10％；若起首数为“00”，则表示含碳量为≤0.03％，合金元素同上。

第五节 零件选材的一般原则

选择材料的一般原则如下：

1.应能满足零件的工作要求：安全第一。2.应能满足工艺性能要求：质量第一。

3.必须重视材料的经济性：效率第一。（以铁代钢，以铸代锻）问答题：

一、根据铁碳合金状态图，说明下列原因： 1.含碳1.0％的钢比含碳0.5％的钢硬度高。2.含碳1.2％的钢比含碳0.6％的钢强度高。3.钢宜压力加工成形，铸铁宜铸造成形。

4.钳工锯T8、T10钢比锯10、20钢费力，锯条宜钝。

5.在1100℃含碳0.4％的钢能锻造，而含碳4.0％的生铁不能锻造。6.捆扎物品的铁丝一般都用低碳钢，而吊车用的钢缆却用中碳钢。7.制造滚动轴承的材料均是高碳钢。8.制造刮刀、刻字刀具均用高碳钢。9.制造型材的钢均用08、10号钢。

二、选择对应的材料：

A3（Q235A）T13 T8A 10 ZG280－500。弹簧 主轴 螺钉 锯子 锉子 箱体 油箱盖。

第一节 概述

复习旧课：碳素钢的分类和牌号及其应用。

第四章 钢的热处理

现代工业生产中，为了不断提高金属下材料的机械性能，采用两种方法： ①合金化法－碳钢中加入合金元素（调整钢的化学成分）。②热处理法－碳钢进行工艺处理（调整钢的组织）。

热处理：钢在固态范围内，通过加热、保温、冷却，改变金属材料的内部组织，改变材料的力学性能。

一个条件，三个过程：Sold hot－keep－cold。分类：

普通热处理：退火、正火、淬火、回火。表面热处理：表面淬火：火焰加热和感应加热法。

化学热处理：渗碳、渗氮、二元、多元共渗。٭【第一节：热处理的基本原理】（教课书省略）

一、钢的加热和保温时的组织转变：

绝大多数的热处理均是把钢加热到使其转变为奥氏体组织且尽量保持细小的晶粒。1.钢在加热（冷却）时组织转变的温度。AC1－加热时，珠光体转变为奥氏体的温度。Ar1－冷却时，奥氏体转变为珠光体的温度。AC3－加热时，铁素体转变为奥氏体。Ar3－冷却时，奥氏体转变为铁素体的开始温度。

ACCm－加热时，二次渗碳体在奥氏体中的溶解的终了温度。ArCm－冷却时，二次渗碳体从奥氏体中析出的终了温度。钢号： 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 加热、冷却时的理想温度：A1、A3、ACm 实际加热温度： AC1、AC3、ACCm（0~＋20℃）实际冷却温度： Ar1、Ar3、ArCm（0～－20℃）2.钢加热时的变化： 以共析钢为例：

①加热到AC1以下时，依然是P； ②加热到AC1时，A晶核产生；

③继续加热，A晶核长大，F→A、C溶解； ④残余C溶解； ⑤均匀化。

亚共析钢、过共析钢分析：

根据组织分成三个转变区：

1.高温转变区（珠光体转变区）：A1～550℃，P。

A1～650℃, A′→P粗、HRC15～

22、δ＝20％、σb＝550MPa。

650～600℃, A′→P细（索氏体S）、HRC22～

27、δ＝18％、σb＝870MPa。600～550℃, A′→P极细（托氏体T）、HRC27～

43、δ＝18％、σb＝1100MPa。2.高温转变区（贝氏体转变区）：550～Ms，A→A′→B＝C粒＋F。550～350℃, A′→B上（羽毛状）＝C粒＋F条状，HRC40～45。350～Ms，A′→B下（竹叶状）＝C粒＋F针，HRC45～55。3.低温转变区（马氏体转变区）：Ms～Mf，A→A′→M＋A′残。M：C→α-Fe（过饱和地溶解），HRC65～66，硬度很高。特点：①Ms～Mf范围； ②内应力很大；

③A′不能100％转变为M。

三、钢的冷却曲线应用：

等温冷却：定性

连续冷却：定量

炉冷：10℃/min、空冷：10℃/s、油冷：150℃/s、水冷：600℃/s。

P S＋P S＋T＋M M＋A′残

临界冷却速度Vk＝V临。】 补充内容：

影响C曲线的因素：

①含碳量：C<0.77％ C％↑C曲线右移。C>0.77％ C％↑C曲线左移。

②合金元素：除Co外所有的合金元素均使C曲线右移。③加热温度：温度越高，C曲线右移。

保温时间：时间越长，C曲线右移。

第二节 退火和正火 方法：

普通热处理：退火、正火、淬火、回火。热处理 表面淬火：火焰加热和感应加热法。表面热处理

化学热处理：渗碳、渗氮、二元、多元共渗。

一、退火：

把钢加热到一定温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺法。目的：①提高钢的塑性和韧性（利于切削加工）； ②消除钢的内应力（以防钢件变形和开裂）； ③均匀组织；

④为随后的热处理做准备（组织上为以后的热处理做准备）。退火的种类：

（1）完全退火：（亚共析钢）

把钢加热到AC3线以上30～50℃的温度，保温一定时间（1.5～2.5min/mm30min/m3)（碳钢按有效厚度或直径每25毫米为1小时，合金钢按有效厚度或直径每20毫米为 1小时，保温时间与工件形状、材料质量、装炉量等有关）然后随炉冷却的一种工艺。

组织分析：P＋F→A→A′→P＋F（重结晶退火）。（实际生产中在炉中冷却到500℃左右即可出炉冷却）

（2）球化退火：（过共析钢）

把钢加热到AC1线以上20～30℃的温度，保温一定时间（5～6min/mm1hour/m3）然后随炉冷却的一种工艺。

组织分析：P＋Fe3C网→A＋Fe3C网→A′＋Fe3C球→P＋Fe3C球。

（实际生产中冷却到500℃以下时，组织转变完成，可取出空冷）。有些难于形成颗粒球状渗碳体的钢，可以多次并重复上述过程－循环退火（周期化退火）。（3）低温退火：（亚、共、过共析钢）

把钢加热到500～650℃，保温一定时间（6～8min/mm、1.5hour/m3），然后随炉冷却的一种工艺。（低温退火）若用于消除加工硬化（650～750℃），空冷，则称为再结晶退火。组织分析：P＋F→P＋F→P＋F→P＋F P→学生分析。

P＋Fe3C网→学生分析。

（4）扩散退火：（亚、过共析钢）

把钢加热到AC3线以上150～200℃、ACCm线以上150～200℃，保温一定时间（10～20hour）然后随炉冷却的一种工艺。（加热温度高，保温时间长，成本高，钢的烧损量大，晶粒粗大），这种工艺是为了消除钢中的成分不均匀的现象。

二、正火：

把钢加热到AC3线或ACCm线以上30～50℃的温度，（4～5min/mm、1hour/m3 经过保温后，随空气冷却的一种工艺。目的：①提高低碳钢的硬度。（利于切削加工）

②消除网状渗碳体组织。（冷却速度较大，网状来不及形成）③改善钢的组织。（细化晶粒，均匀组织）因正火是在空气中冷却，得到的组织晶粒细小，且缩短了冷却时间，提高了生产率和设备利用率，是一种比较经济的方法，应用较广泛。但是难于消除再结晶退火。

组织分析：P＋F→A→A→A′→S＋F P＋Fe3C网→A→A→A′→S＋Fe3C粒

应用：①对一些大型或形状复杂的零件，淬火有开裂的危险，用正火； ②对于含碳量0.3～0.5％的钢件，用正火代替退火；

③含碳量低于0.3％的钢件，采用正火，能提高硬度利于切削。

第三节

淬火和回火 复习旧课：退火和正火的目的及其应用。

一、淬火：

在固态范围内，把钢加热到一定的温度（亚共析钢Ac3＋30～50°、共析钢及过共析钢Ac1＋30～50°），保温一定时间，（1.5～2.5min/mm、30min/m3)(时间与钢的成分、原始组织、工件形状和尺寸加热介质、装炉方法，虽经验公式－热处理手册，但生产实际中是综合上述的因素通过实验才能合理的选定）以大于或等于临界冷却速度冷却下来的一种热处理工艺。（>Vk）目的：获得马氏体组织，从而提高钢的硬度和耐磨性。（1）严格控制淬火加热温度。（2）合理选择淬火冷却介质。

目的：既能得到高硬度的马氏体，也不会产生变形、开裂。

（a）实际水中的冷却曲线。（b）实际油中的冷却曲线。（c）理想淬火剂的冷却曲线。分析MNQT（c）冷却曲线：MN－冷却速度慢，目的是不易变形、开裂； NQ－冷却速度快，目的是A′不会转变为珠光体；

QT—冷却较慢，目的是既能得到高硬度的马氏体，不变形、开裂。而且冷却介质使用过程中不易变质，不易燃，无毒性，无污染，来源充足，价格便宜，能反复多次重复使用。满足以上所有要求的淬火剂是理想的淬火剂，但目前尚未找到还有待于我去研究和开发。水： 碳钢

优点：650～550℃、V＝600℃/S ； A′ P、S、T、B。

缺点：300～200℃、V＝270℃/S ； 易使工件变形、开裂。

（若水温超过40℃，在650～550℃，冷却速度大为A′→P、S、T、B,不易淬硬，水中淬火易形成表面蒸气膜，若不及时去掉，影响工件内部冷却形成软点。盐水、碱水有水优点以外，并能自由去除薄膜，不会造出淬不硬及软点，但在200～300℃之间冷却，依然很快，易变形、开裂）。

矿物油（机油）： 合金钢

优点：300～200℃、V＝30℃/S ； 工件不会变形、开裂。缺点：650～550℃、V＝150℃/S； A′→P、S、T、B。

（机油温度不能提的太高，过高的油温将会引起油面的燃烧，油长时间使用易老化，为了寻求理想的淬火介质：水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液聚醚水溶液….而当前热处理工艺发展的趋势是：在淬火冷却介质的改进和研究方向，主要是在现有的淬火油中加入各种添加剂，以提高冷却能力，减缓油的老化，延长使用时间，……..）。（3）正确选择淬火方法：

（由于淬火冷却介质不能完全满足淬火质量的要求，所以在热处理工艺方面还应考虑从淬火方法上加以解决）。单液淬火：

把钢加热到淬火温度，经保温后，放入一种冷却介质中。

（这种方法操作简单，易机械化、自动化，通常工件是形状简单的碳钢和合金钢。在水中或盐水中进行单液淬火，操作虽然简单，单淬火变形大，如果采用油冷又难以取得淬硬的效果，这就可将油、水冷却结合起来进行如下的双液淬火）。应用：卡规、轴承、锯子等。双液淬火：

把加热到淬火的温度的工件，经保温后，先放入水或盐水中冷到400～300℃，再迅速移到油中或空气中冷却－水淬油冷法。

（双液淬火广泛应用于各种零件或工具，能得到高硬度，又能减少淬火内应力，缺点是操作难，且未能很好地改进工件表面与心部的温差这一缺点。技术还要熟练）。应用：齿轮、缸体、阀体等。分级淬火：

把工件加热到淬火温度，经保温后，迅速冷却到Ms点，附近，稍加停留（A′ B），待工件表面和中心温度基本一致时，再取出放入油中或空气中冷却冷却――热浴淬火法。（这种淬火法由于在奥氏体向马氏体转变前，工件的温度经等温停留后逐渐趋于一致，使随后的组织转变得以在表层和内部同时进行，由此可大大减小淬火内应力和变形，主要应用于形状复杂、小尺寸的碳钢和合金钢。）应用：油泵齿轮、滚珠、滚针等。等温淬火：

把加热到淬火温度的工件，经保温后，放入稍高于Ms点的盐浴或碱浴中，并等温到奥氏体转变层成下贝氏体后，再取出空冷。

（等温淬火硬度虽然没有分级淬火高，但工件在获得较高硬度的同时还具有良好的塑性和韧性，还可以有效地减少应力和变形，其缺点是不适应用界面尺寸大的工件，其心部易产生珠光体，生产周期长，适用于薄、细而形状发复杂的零件。）应用；油嘴、小圆筒等。冷处理：

把淬冷到室温的钢继续冷却到－70～－80℃，保温一段时间，使残余过冷奥氏体在继续冷却过程中转变为马氏体。

（是用干冰－78.5℃或－103℃的液化乙烯、－192℃的液态氮成本很高，易产生应力、变形，很少应用。）

应用：游标卡尺、螺旋尺、钢尺、砝码等。

V1－单液淬火、V2－双液淬火、V3－分级淬火、V4－等温淬火。

二、回火：

定义：将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间（1～5小时），然后冷却的一种工艺。

目的：①降低材料的脆性、消除内应力； ②获得要求的力学性能； ③稳定工件尺寸；

④降低合金钢的硬度，使之易被切削。

（1）低温回火（150～250℃）：组织：回火马氏体 HRC58～64。

应用于需要高硬度，高耐磨的材料零件。例如：刃具、量具、模具、滚动轴承等。（2）中温回火（350～500℃）：组织：回火屈氏体 HRC35～45。

应用于需要较高弹性、韧性的材料零件等。例如：弹簧、板簧、发条、冲击工具等。

（3）高温回火（500～650℃）组织：回火索氏体HRC15～25（HB200～250）。应用于受交变载荷作用的材料零件等。例如：轴、丝杠、齿轮、连杆等。淬火＋高温回火：调质处理。

时效处理：（尺寸稳定处理）某些量具等精密工具为了保持淬火后的高硬度和耐磨性及稳定的尺寸，需在100～180℃进行长时间的低温加热，保温（10～50小时），随炉冷却的工艺。

第四节 表面淬火和化学热处理

复习旧课：淬火和回火的应用。

普通热处理：材料的内外力学性能均匀一致：外硬内硬、外韧内韧，但是，特殊情况下，需要内外力学性能不一致的材料：外硬内韧。

一、表面淬火（中碳钢）： 定义：

1.火焰加热表面淬火： 氧炔焰： M：2～6mm。

2.感应加热表面淬火：（需经正火、调质处理）高频（10～500KHz）M：0.5～2mm；

感应器 中频（500～10000Hz）M： 2～8mm；

中频（50Hz）M：10～15mm；

二、化学热处理： 定义：

1.渗碳：气体渗碳、固体渗碳：

低碳钢 ： 10.5～2mm 后：渗碳＋淬火＋低温回火。2.渗氮：气体渗氮。前：调质处理＋渗氮。合金钢：（0.001～0.8mm）。

3.碳氮二元共渗：气体、固体、液体共渗。低碳钢 低碳合金钢

4.辉光离子氮化（离子氮化）：

第一章 铸造工艺基础

第一节 液态合金的充型

复习旧课：表面热处理的特点及其应用。液态合金填充铸型的过程，简称充型。影响充型能力的主要因素如下：

一、合金的流动性

流动性：4.3％C、高温、P、铸型特点。

二、浇注条件 1.浇注温度

在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不易太高。2.充型压力

液态合金所受的压力越大，充型能力越好

三、铸型填充条件

如下因素对充型能力均有影响：

1.铸型材料：导热系数和比热容越大，激冷越大，充型能力越差。2.铸型温度：

3.铸型中的气体：开设出气口，增加透气性。

第二节 铸件的凝固与收缩

一、铸件的凝固方式 1.逐层凝固： 2.糊状凝固：

3.中间凝固：大多数的凝固均是这样。

二、铸造合金的收缩 合金的收缩经历三阶段：（1）液态收缩（2）凝固收缩（3）固态收缩

收缩率与化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件有关。铸铁的最好。

三、铸件中的缩孔与缩松 1.缩孔与缩松的形成

（1）缩孔 它是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。（2）缩松 分散在铸件某区域内的细小缩孔。2.缩孔和疏松的防止（1）定向凝固：设置冒口。（2）安放冷铁。

第三节 铸造内应力、变形和裂纹 复习旧课：铸件的凝固与收缩。

一、内应力的形成 1.热应力

减少热应力的基本途径是尽量减少各个部位间的温度差，使其均匀地冷却。3.机械应力

它是合金的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的内应力。

二、铸件的变形与防止

具有残余内应力的铸件是不稳定的，它将自发地通过变形来减缓其内应力，以便趋于稳定状态。

防止铸件变形的措施：

使铸件壁厚均匀、形状对称，采用同时凝固和反变形。也可采用时效处理：自然时效和人工时效。

一、铸件的裂纹与防止

当铸造内应力超过金属的强度极限时，便会产生裂纹。两种： 1.热烈：

是高温下形成的裂纹。影响因素：（1）合金性质。（2）铸型阻力。2.冷裂：

是低温下形成的裂纹。

二、合金性质和含磷量。

第四节 铸件的质量控制

应从如下几个方面来控制铸件质量：（1）合理选定铸造合金和铸件结构。（2）合理制定铸件的技术要求。（3）模样质量检查。（4）铸件质量检验。（5）铸件热处理。

第二章 常用合金铸铁的生产 第一节 铸铁件生产

复习旧课：铸件的质量控制。

铸铁的分类：定义：含碳量6.69％>C>2.11％的铁碳合金。①白口铸铁：C以Fe3C形式存在。

②灰口铸铁：C以片状石墨形式存在，G片。③可锻铸铁：C以团絮石墨状形式存在，G絮。④球墨铸铁：C以球状石墨形式存在，G球。⑤蠕墨铸铁： ⑥麻口铸铁：

一、灰铸铁 灰铸铁的性能：（1）铸造性能好；（2）减摩性能好；（3）减震性能好；（4）切削加工性能好；

（5）缺口敏感性较低：（举例：麻子脸；黑白衣服，标准好学生）（6）抗拉强度、塑性、韧性比相应的基体的钢低。2.影响铸铁组织和性能的因素（G＝石墨）（1）化学成分：

C、Si→G，Mn、S、P→Fe3C。（2）冷却速度： V↑→ Fe3C、V↓→G。

3.灰铸铁的孕育处理（变质处理）：变质剂：硅铁75％。

在铸铁未浇注前，向铁水中加入少量变质剂（Si＋Fe）、（Si＋Ca），形成非自发晶核，细化晶粒，从而提高其力学性能。4.灰铸铁的牌号及其生产特点

（1）灰铸铁的牌号 HTab： ab为材料的最低抗拉强度。（2）灰铸铁的生产特点

二、可锻铸铁

（马铁、玛钢、展性铸铁、韧性铸铁）C→G絮状。成分：

组织特点： G絮状＋基体。① G絮状＋F：铁素体可锻铸铁。② G絮状＋F：珠光体可锻铸铁。牌号：KTHab－c： ab为最低抗拉强度。

c为最低延伸率。

黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。

三、球墨铸铁】

1950年，我国开始球铁的研究，1959年无锡柴油机厂利用球铁代替45、40Cr钢，寿命、机械性能相近，成本降低50～80％，工时减少30～50％。1964年广州柴油机厂利用球铁代替合金钢，成本降低85％。1.球墨铸铁的组织和性能： 2.球墨铸铁的生产特点（1）铁水

（2）球化处理和孕育处理：球化剂和变质剂。（3）铸型工艺（4）热处理

四、蠕墨铸铁 1.蠕墨铸铁的性能 2.蠕墨铸铁的制取 3.蠕墨铸铁的应用

第三节 铜、铝合金铸件生产 复习旧课：铸铁件的生产特点。

一、铸造铜合金 铜及铜合金

1.铜：99.95％Cu（紫铜）

面心立方晶格，比重大，塑性好，强度低，σb＝200～250MPa、δ＝45～50％，耐蚀性强，主要用于制造电线、电缆、配置铜合金。工业纯铜：T1～T5，数字越大，铜纯度越低。

T1：99.95％、T2：99.90％、T3：99.70％、T4：99.50％。2.铜合金：

加入Sn、Zn、Pb、Al、Ni等。①黄铜：（Cu＋Zn）

A.压力加工黄铜H： H96、H68、HSn62－1。B.铸造黄铜ZH：ZHSi80－

3、ZHAl67－25。

②青铜：（Cu＋Sn）、（Cu＋Cr）、（Cu＋Pb）、（Cu＋Al）。A.压力加工青铜QSn：QSn6.5－0.1。B.铸造青铜ZQSn10－1。③白铜：（Cu＋Ni）。3.热处理：去应力退火。

二、铸造铝合金

1.铝：99.9968％Al，面心立方晶格，比重小，塑性好，强度低，耐腐蚀能力强，表面易形成Al2O3，主要用于制造电线、电缆、配制合金，σb＝80MPa、δ＝50％、ψ＝80％。工业纯铝：L1～L5，数字越大，铝纯度越低。L1：99.50％Al、L2：99.00％Al、L3：98.00％。2.铝合金：

加入铜、镁、锰、锌、硅等。①压力加工铝合金（形变铝合金）：

A.防锈铝合金LF：Mn＋Mg，LF5、LF11、抗蚀、强度低、焊接性好。B.硬铝合金LY：Cu＋Mg，LY1、LY11，机械性能好，抗蚀性好。C.超硬铝合金LC：Cu＋Mg＋Zn，LC4、LC3抗蚀性差、室温强度高。D.锻铝合金LD：Mg＋Si＋Cu，LD5，LD6、锻造性好、机械性能好。②铸造铝合金：

A.铸造铝硅合金ZL1：Si、ZL101、Zl104铸造性能好、耐腐蚀。B.铸造铝铜合金ZL2：Cu、ZL203、ZL201、耐热、铸造、耐蚀性差。C.铸造铝镁合金ZL3：Mg、ZL302、ZL301、机械性能好抗蚀、比重大。D.铸造铝锌合金ZL4：Zn、ZL401、ZL402、抗蚀性差、压铸性好。③热处理：

变质处理（2/3NaF＋1/3NaCl）、时效强化。

三、铜、铝合金铸件的生产特点 1.铜合金的熔化 2.铝合金的熔化 3.铸造工艺

四、钛、钛合金

性能：质量轻、比强度高，高温强度好，低温韧性优异，耐蚀性好。比强度：强度和密度的比值。钛和钛合金的基本性能：

钛为银白色的金属，密度为4.5g/mm3，熔点为1668℃，具有同素异晶转变：882℃以下呈密排六方晶格－α－Ti，882℃以上呈体心立方晶格－β－Ti。① 比强度值高：σs＝1300MPa； ② ②热强度高：500℃，保持高强度； ③耐腐蚀性好：超过不锈钢； ④疲劳极限高：远远超过铝合金。

二、钛合金

1.α类钛合金：加入铝、锡、锆等。

TA5、TA7，高温强度好、组织稳定、抗氧化性好，抗蠕变性好，焊接性能好。2.β类钛合金：加入钒、钼、铌、铬、锰等。TB2，较高的强度，优良的冲压性能。3.（α＋β）类钛合金 TC4、TC4，常温下强度较高，优良的塑性，易锻造，扎制，冲压。总之：是飞机、导弹、宇宙飞船、舰艇的理想结构材料。轴承合金：

在滑动轴承中制造轴瓦及内衬的合金。材料：1.锡基轴承合金（巴氏合金）ZChSnSb11－6（ZChSn2）2号。ZChSnSb12－4－10（ZChSn1）1号。2.铅基轴承合金（巴氏合金）ZChPbSb16－16－2（ZChPb1）1号。ZChPbSb15－5－3（ZChPb2）2号。3.铜基轴承合金 ZQPb30、ZnSn10－1。

各种轴承合金性能的比较

种类 锡基轴承合金 铅基轴承合金 铜基轴承合金 铸铁

抗咬合性 优 优 中 差

磨合性 优 优 差 劣

耐蚀性 优 中 中 优

耐疲劳性 劣 劣 良 优

硬度HB 20～30 15～30 50～80 160～180 温度℃ 150 150 230 150

最大应力MPa 600～1000 600～800 2000 300～600 咬合性：当摩擦条件不良时，轴承材料与轴粘着和焊合性。

磨合性：在不长的工作时间后，轴承与轴能自动吻合，使载荷均匀作用在工作面上，避免局部磨损。

第三章 砂型铸造

复习旧课：铸钢、铸铝、铸铜的生产特点。

砂型铸造是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小、批量及各种合金铸件的生产。第一节 造型方法的选择

铸铁件、铸钢件、铸铝件、铸铜件……的制造工艺方法。定义：将熔化的金属材料浇注到铸型空腔中，待其冷却凝固后，得到毛坯的方法。产品：毛坯（铸件）

一、手工造型 1.单件、小批生产： 2.成批生产

P．55看过录像后，要学生设计①画出木模②确定分型面③活块设计④叙述整个制造过程。

二、机器造型（造芯）1.机器造型（造芯）基本原理（1）填砂；（2）震击紧砂；（3）辅助压实；（4）起模。

3.机器造型的工艺特点 第二节 浇注位置和分型面的选择

浇注位置是指浇注时铸型分型面所处的空间位置，而铸型分型面是指铸型组元间的结合面。

一、浇注位置选择原则

（1）铸件的重要加工面应朝下。（2）铸件的大平面应朝下。

（3）将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或处于垂直或倾斜位置。（4）在较厚部位安放冒口。

二、铸型分型面的选择原则

定义：以砂子为主要原料形成铸型型腔的铸造工艺。（1）以平面为易、越少越好。（2）重要面置于下箱。（3）模型易出 第三节 工艺参数的选择 复习旧课：铸造工艺设计。

一、机械加工余量和最小铸孔

二、起模斜度 为了使模样便于从砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的的倾斜度。外壁的起模斜度通常为15′～3º，内壁的起模斜度通常为3º～10º。

三、收缩率

通常灰铸铁为0.7％～1.0％，铸钢为1.3％～2.0％，铝硅合金为0.8％～1.2％。

四、型芯头

第四节 综合分析举例

一、支座（1）方案Ⅰ（2）方案Ⅱ（3）方案Ⅲ

A．单件生产、小批生产 B．大批量生产

二、C6140车床进给箱体 1.分型面的选择

方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ。A．单件生产、小批生产 B．大批量生产

2.铸造工艺图

第四章 特种铸造 第一节 熔模铸造

复习旧课：铸造工艺参数的选择。

一、熔模铸造的工艺过程 1.蜡模制造（1）压型制造（2）蜡模的压制（3）蜡模组装 2.型壳制造（1）浸涂料（2）撒砂（3）硬化 3.焙烧和浇注（1）焙烧（2）浇注

二、熔模铸造的特点和适用范围 优点：

（1）型腔表面极为光滑

（2）能生产高熔点的黑色金属铸件（3）生产批量不受限制。第二节 金属型铸造

一、金属型构造

二、金属型的铸造工艺 1.喷刷涂料

2.金属型应保持一定的工作温度 3.适合的出型时间

三、金属型铸造的特点和适用范围 第三节 压力铸造

一、压力铸造的工艺过程（1）注入金属（2）压铸（3）取出铸件

二、压力铸造的优点和适用范围

（1）铸件的精度及其表面质量较其它铸造方法均高。

（2）可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、齿轮等。（3）铸件的强度和硬度均较高。

（4）压铸的生产率较其它铸造方法均高。

第四节 低压铸造

一、低压铸造的基本原理

二、低压铸造的特点和适用范围（1）充型压力和充型速度便于控制。（2）铸件组织较砂型铸造致密。（3）金属的利用率提高了90％～98％。（4）利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件。

第五节 离心铸造

一、离心铸造的基本方式

二、离心铸造的特点和适用范围 优点：

（1）省工、省料，降低了成本。

（2）极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷。（3）便于制造双金属铸件。缺点：

（1）尺寸偏差大，而且内表面粗糙。

（2）不适合密度偏析大的合金及轻合金铸件。

第六节 其它特种铸造方法

一、陶瓷型铸造 1.基本工艺过程

2.陶瓷型铸造的特点及适用范围

二、实型铸造 1.泡沫述塑料模 2.铸造工艺 3.特点

第七节 常用铸造方法的比较

复习旧课：特种铸造

第五章 铸件结构设计

进行铸件设计时，不仅要保证其力学性能和工作性能要求，还必须考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求。

第一节 铸件结构与铸造工艺的关系 第二节 铸件结构与合金铸造性能的关系 1.铸件壁厚要适当。2.铸件壁厚宜均匀。

3.铸件壁的连接应平缓、圆滑。4.防裂筋的应用。

5.减缓筋、辐收缩的阻碍。复习旧课：铸件结构工艺。

第三篇 金属压力加工

压力加工的特点：经过压力加工过的金属材料，具有细晶粒结构；能使粗大枝晶和各种夹杂物都沿着金属流动的方向被拉长，呈现出纤维组织；并使铸造时内部缺陷（如微裂纹、气孔、疏松等）得以压合，因而提高了金属的力学性能。很多承受重载荷的、受力复杂的零件都使用锻件。另外，锻件还具有适用范围广，使用模型锻造有较高的生产率、节省材料的特点。与焊接和铸造等方法相比，使用较广的自由锻造所获得的产品形状比较简单，若要生产外形和内腔复杂的零件较为困难，甚至是不可能的。

第一章 金属的塑性变形

第一节 金属塑性变形的实质

塑性变形：当外力增大到使金属的内应力超过该金属的屈服点之后，既使外力停止作用，金属的变形也不消失。

金属的塑性变形的实质是晶体内部产生滑移的结果。在切向应力的作用下，晶体的一部分与另一部分沿着一定的晶面产生相对滑移（该面称滑移面），从而造成晶体的塑性变形。

第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响

金属的变形：

弹性变形、塑性变形、颈缩变形。

弹性变形：去除外力作用时，能恢复原形。塑性变形：去除外力作用时，不能恢复原形。颈缩变形：材料趋向接近断裂。

加工硬化：随变形程度的增大，强度和硬度上升而塑性下降的现象。

原理：压力加工就是利用材料的塑性变形，即使晶体中晶粒相对于另一个晶粒发生滑移或错位，达到所要求的变形程度。冷变形：在再结晶温度以下的变形。热变形：在再结晶温度以上的变形。

T再＝0.4T熔

例：纯铁：t熔＝1538℃、45：t熔＝1450℃。

纯铝：t熔＝660℃、Cu：t熔＝1083℃。

T熔＝t熔＋273℃（绝对温标）

加工硬化：塑性变形程度越高，强度和硬度就升高。消除方法：再结晶退火。

第三节 金属的锻造性

金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难以程度的工艺程度。

一．金属的本质

1.化学成分的影响：含碳量；杂质含量等。2.金属组织的影响：奥氏体；铁素体等组织。

二、加工条件 1.变形温度的影响 锻造温度：

碳钢： 800℃～（AE－200℃）。合金钢：830℃～（AE－150℃）。温度过低：导致锻件破裂报废。

温度过高：将产生过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。2.变形速度的影响：一般情况下可忽略不计。3.应力状态的影响：压应力较拉应力为易。

录像：锻造

复习旧课：金属塑性成形原理。第二章 锻造 第一节 锻造方法

一、自由锻 1.自由锻工序（1）基本工序 镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移。（2）辅助工序

2.锻件分类及基本工序方案

二、模锻 1.锤上模锻（1）模锻模膛（2）制坯模膛 2.曲柄压力机上模锻 3.摩擦压力机上模锻 4.胎模锻

第二节 锻造工艺规程的制订

一、绘制锻件图

二、坯料重量和尺寸的确定

三、锻造工序的确定

四、锻造工艺规程中的其它内容

第三节 锻件结构的工艺性

一、自由锻件的结构工艺性

二、模锻件的结构工艺性

复习旧课：锻件的结构工艺性。

第三章 板料冲压

板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。特点：

（1）可以冲出形状复杂的零件，且废料较少。

（2）产品具有较高的精度和较低的表面粗糙度，冲压件的互换性较好。（3）能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件。（4）冲压操作简单，工艺过程便于机械化。第一节 分离工序

一、落料及冲孔（通称冲裁）1.冲裁变形过程 2.凹凸模间隙

3.凹凸模刃口尺寸的确定 4.冲裁件的排样

二、修整

三、切断 第二节 变形工序

一、拉深 1.拉深过程 2.拉深中的废品 3.旋压

二、弯曲

三、翻边

四、成形 第三节 冲模简介

一、简单冲模

二、连续冲模

三、复合冲模

第四节 冲压件的结构工艺性

一、冲压件的形状及尺寸

二、简化工艺及节省材料的设计

三、冲压件的厚度

四、冲压件的精度和表面质量

复习旧课：板料冲压。第四章 特种压力加工方法简介 第一节 精密模锻 第二节 零件挤压 第三节 零件扎制

一、纵扎

二、横扎

三、斜扎

复习旧课：板料冲压。第四篇 焊接 第四章 焊接 第一节 焊接电弧

焊接：用加热或加压的方法，通过材料的原子扩散，使其连接成一个整体的工艺过程。切割：使材料切断、割离的工艺过程。

焊接分三类：①熔化焊：熔化金属从而使接头连接起来。②压力焊：金属焊件受压使接头连接起来。③钎焊：熔化钎料使焊件接头连接起来。特点：①省料省时。②拼小成大。③技术高。④能制双层金属。

手工电弧焊 工作原理： 焊接电弧

电路短路－电弧－放电－热量Q（2000～8000℃）工作区域：阳极、弧祝区、阴极区（直流电）阳极区：42～43％Q；

弧柱区：20～38％Q、6000～8000℃； 阴极区：36～38％Q 2400～3200℃。

阳极接焊件、阴极接焊条－正接法（厚焊件）。阳极接焊条、阴极接焊件－负接法（薄焊件）。电焊机（弧焊机）

直流弧焊机：焊逢质量好。交流弧焊机：价格较低。第二节 焊接接头的组织与性能

一、焊接工件上温度的变化与分布

二、焊接接头的组织和性能 1.焊缝 2.焊接热影响区（1）熔合区（2）过热区（3）正火区（4）部分相变区

一、改善焊接热影响区组织和性能的方法 第三节 焊接应力与变形 复习旧课：焊接应力和变形。第四节 焊条电弧焊

一、焊条电弧焊的焊接过程

二、电焊条

1.焊条芯：导电、填充焊缝。

2.药皮：稳定电弧、隔绝空气、排除渣子。

焊芯组成：C≤0.1％、Si≤0.03％、S<0.04％、P<0.03％。

药皮组成：稳弧剂（K2CO3、Na2CO3）＋造气剂（淀粉）＋造渣剂（萤石）＋脱氧剂（Mn、Fe）＋粘结剂（W、Fe）＋合金剂（水玻璃）。3.焊条的种类、型号和牌号 十种分类：

结构钢焊条J、钼和铬钼耐热钢焊条R、低温钢焊条D、不锈钢焊条G、A、特殊用途焊条W、堆焊焊条B、铸铁焊条Z、镍及镍合金焊条N、铜及铜合金焊条T、铝及铝合金焊条L。4.焊条的选用原则 第五节 埋弧焊

一、埋弧焊的焊接过程

二、埋弧焊的特点（1）生产率高

（2）焊接质量高而且稳定（3）节省金属材料（4）改善了劳动条件

三、埋弧焊的焊丝与焊剂

四、埋弧焊工艺 第六节 气体保护焊

一、氩弧焊 1.不熔化极氩弧焊 2.熔化极氩弧焊 氩弧焊的特点： 脉冲氩弧焊的特点： 二、二氧化碳气体保护焊 CO2气体保护焊

第七节 等离子弧焊接与切割 等离子弧焊接的特点：

（1）等离子弧焊的焊接速度高，生产率高，焊逢表面光洁。（2）可焊接很薄的箔材。

第八节 微型计算机在电弧焊中的应用 焊接机器人的优点： 复习旧课：各种焊接方法。第二章 其它常用焊接方法

第一节 电阻焊

一、点焊

二、缝焊

三、对焊 第二节 摩擦焊 摩擦焊的特点：

第三节 钎焊

一、硬钎焊

二、软钎焊钎焊的特点：

第四节 电渣焊电渣焊的特点：

第五节 真空电子束焊接 真空电子束焊接的特点：

第六节 激光焊接

激光焊接的特点：复习旧课：各种焊接方法。第三章 常用金属材料的焊件 第一节 金属材料的焊件性

一、焊接性的概念

金属材料的焊接性，是指被焊金属在采用一定的焊件方法、焊件材料、工艺常数及结构形式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。

二、钢材焊接性的估算方法 根据经验：

W（C）当量<0.4％时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性良好。

W（C）当量＝0.4％～0.6％时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，焊接性能相对较差。W（C）当量>0.6％时，钢材塑性较低，淬硬倾向很强，焊接性不好。

三、小型抗裂试验法 第二节 碳钢的焊接

一、低碳钢的焊接

二、中、高碳钢的焊接 焊接的特点：

第三节 合金结构钢的焊接（1）热影响区的淬硬倾向（2）焊接接头的裂纹倾向

第四节 铸铁的补焊 铸铁的焊接特点：

第五节 非铁金属及其合金的焊接

一、铜及铜合金的焊接 特点：

二、铝及铝合金的焊接 特点：

复习旧课：材料的焊接性。第四章 焊接结构设计 第一节 焊接结构件的材料 第二节 焊接接头的工艺设计

一、焊缝的布置

（1）焊缝布置应尽量分散（2）焊缝的位置应尽可能对称布置

（3）焊缝应尽可能避开最大应力端面和应力集中位置（4）焊缝应尽量避开机械加工表面（5）焊缝位置应便于焊接操作

二、接头形式的选择与设计 1.接头形式 2.坡口形式 3.接头过渡形式

4.其它焊接方法的接头与坡口形式

复习旧课：金属塑性成形原理。第八章 非金属材料 1.来源广泛。2.特殊的性能。第一节 塑料

是一种高分子材料，在一定条件下（加热、加压），可塑制成型，在使 用条件下保 持固定的形状。

一、塑料的特性：

主要成分：树脂＋填充剂＋增塑剂＋稳定剂＋润滑剂＋着色。树脂：酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚乙烯、聚氯乙稀、尼龙。高分子：几千个、几万个、几十万个原子组成。低分子：H2O、CaCO3、C2H5OH、C12H22O11（蔗糖）

1968年开始研究、开发；1909年 2万吨、1930年 10万吨、1960年 640万吨、1986年 1亿吨。

1.重量轻：比重约在0.83～2.2之间，平均比重为铝1/2，钢1/5，铅1/8； 最轻：聚4－甲基戊烯，最重：聚四氟乙烯。

2.优越的化学稳定性：聚四氟乙烯能耐“王水”，不必涂料。

3.优良的电绝缘性能：在高频、超高频条件下，陶瓷、云母不能相比。

4.比强度高：是空间技术上使用的结构材料。衡量材料：比强度：强度：密度。比弹性模量：弹性模量：密度。5.优良的耐磨、自润滑和吸震性能。电子设备的传动机构、隔音材料。6.粘结能力强：环氧树脂－“万能胶”。

7.卓越的成型性能：节约材料，节省工时，工人技术低，大批生产。

主要缺点：耐热性不能很高，导热系数小，表面硬度低，容易老化，机械性能低。

二、塑料的分类及用途：

按应用状况分：通用塑料、工程塑料、耐高温塑料。按介电性能分：低频塑料、高频塑料。按填料的形状分：粉状塑料、纤维塑料、层状塑料。按树脂的性质：

热固性塑料、热塑性塑料 1.热固性塑料

由加热硬化的合成树脂制得，这一变化过程既有物理变化，又有化学变化，变化过程不可逆。再加热不再软化，不再具有可塑性，过高分解。

常用的包括：

①酚醛塑料：（PF）电木粉，胶木粉。苯酚＋甲醛＋木屑＋石棉＋云母等。

良好的耐热性，耐磨性，电绝缘性，不耐氧化性酸类，应用于电话机外壳，开关、插头、齿轮、带轮、管、棒等。②氨基塑料：（电玉粉）。

尿醛树脂（UF）＋密胺树脂（MF）＋石棉。

自熄性，防毒性，耐电弧性，耐热性，易着色。应用于日用品，餐具，电器零件，泡沫塑料、隔音材料等。③有机硅塑料

有机硅树脂＋石棉＋玻璃纤维。

绝缘、耐高低温、防潮、防盐雾、耐辐射。应用于电动机、变压器、电子器件涂料等。④环氧树脂塑料 粘结剂 2.热塑性塑料

可以多次反复加热而仍具有可塑性的合成树脂，这一过程只有物理变化而无化学变化，其变化过程是可逆的。①聚氯乙稀（PVC）氯纶

聚氯乙稀＋稳定剂＋填料＋增塑剂。

机械性能颇高，坚韧、绝缘性好，耐酸碱，化学稳定性好，自熄性，较难成型，耐热性不高，（－15～＋55℃）。应用于电线包皮、农用薄膜、弯头，日用品等。②聚乙烯：（PE）（高分子石蜡）

无毒，柔软性好，耐冲击性，透明性，易成型加工，高温绝缘材料，耐热性低，硬度、机械强度低。应用于无线电传真、通讯、探测、雷达用途中的高频绝缘电线，理想的包装材料、农业薄膜。

③聚丙烯（PP）丙纶

耐水性，绝缘性能，化学稳定性、易成形加工，比水轻，耐磨性差，收缩性差，低温呈脆性，易受紫外线照射老化。应用于容器、包装袋、齿轮、微波元件等。④氟塑料：聚四氟乙烯（PTFE）（泰氟隆）（塑料王）氟纶

耐热，耐寒性（－195～＋250℃），耐强酸，强碱，自熄性，绝缘性，热膨胀性大，强度低，成型困难。应用于电容器、防火涂料。

⑤聚酰胺（PA）（尼龙Nylon、晴纶、锦纶）尼龙3、4、5、46、56、抗拉强度高，耐磨性和自润滑性，耐热性较低，绝缘性不高。应用于轴承、垫圈、滑轮、衬套等。

⑥ABS塑料

坚固、坚韧、坚硬，一定的化学稳定性和绝缘性能，不耐燃，不透明，耐候性不好。应用于电视机、收录机的外壳、电话机壳、话筒等。

第二节 橡胶

是一种高分子材料，在一定条件下（加热、加压）可塑制成型，在使用条件下保持固定的形状。

一、橡胶的特性：

主要成分：聚异戊二稀（橡胶树、橡胶草的浆液）1.高弹性：800～1000％ 2.良好的吸收振动的能力。3.良好的耐蚀性。4.良好的绝缘性。5.一定的耐磨性。6.足够的强度。

主要缺点：耐热性不高，容易老化，易燃性，龟裂。

二、橡胶的分类及用途： 按来源分：天然橡胶、合成橡胶。按应用分：通用橡胶、特殊橡胶。1.天然橡胶：

由橡胶树或橡胶草的浆液经去杂质和分离水分等加工程序而提炼的天然的聚异戊二稀，易溶解于醚、汽油、苯、有机溶剂，使用温度100℃以下。2.合成橡胶：

由石油、天然气、煤和农副产品为原料，通过有机合成制成单体，经聚合或缩聚制得弹性很高的材料。常用的包括：

①丁苯橡胶（SBR）：第一位。苯乙烯＋丁二稀。

（80～100℃）耐老化，耐热性好，抗拉强度和耐磨性类似天然橡胶 加工性能不及天然橡胶。应用于轮胎、胶板。②丁腈橡胶（NBR）： 丁二稀＋丙稀腈。

耐油性、密封性好、耐热较好150℃，不耐臭氧及寒冷，加工性较差。应用于密封圈、油管等。③顺丁橡胶（BR）第二位。

聚丁二稀橡胶。优异的弹性、耐磨性，耐寒性。120℃以下，不耐热，易燃。应用于轮胎、运输带等。

④聚氨酯橡胶（UR）： 氨基甲酸酯。

耐磨、耐油性好，强度较高。不耐热，80℃以下。应用于胶带、实心轮胎、耐磨制品等。⑤氟橡胶（FPM）： 氟基单体。200℃以下，耐高温，耐蚀性好，抗辐射。应用于垫圈、化工衬里、高级密封件等。

第三节 陶瓷

是多晶体，由无数细小晶体聚集组成。

一、陶瓷的特性：

主要成分：氧化铝＋氧化硅＋粘土。1.硬度高：氧化铝陶瓷硬度（HRC68～70）2.抗压强度高： 3.耐高温： 4.耐磨损： 5.耐蚀性： 6.导热选择性： 7.导电选择性：

主要缺点：脆性大，不能敲、弯、拉、剪切，急冷急热。

二、陶瓷的分类及用途：

按用途：普通陶瓷（传统陶瓷）、特种陶瓷。1.普通陶瓷： 粘土＋长石＋石英。

良好的耐热性，耐蚀性，抗压强度大。脆。应用于日常生活中（日用陶瓷、卫生陶瓷）和工业上（电瓷、耐酸陶瓷）2.特种陶瓷：

氧化物＋氮化物＋碳化物。

①电瓷 SiO2＋Al2O3＋K2O＋Na2O＋CaO＋MgO。

良好的绝缘性、耐蚀性，脆。应用于高、低压输电线路使用。②耐酸陶瓷： SiO2＋Al2O3＋CaF。

良好的耐酸、耐碱性能，脆。主要应用于化工容器、热交换器（>170℃）③过滤陶瓷： Al2O3＋SiO2＋SiC。良好的过滤和分离性能（0.2～200μm），耐酸碱，脆。④高温、耐腐蚀陶瓷（BN 氮化硼陶瓷）。

良好的耐热（2800℃），耐蚀性，硬度低，脆。应用于坩锅等。

第四节 复合材料

由两种或两种以上不同性质的或不同组织的材料组成的。

一、复合材料的特性： 1.较高的强度、刚度、耐蚀性。2.减磨、耐磨、隔热、减震。

主要缺点：抗冲击能力差、质量不稳定、成本较高。

二、分类及用途：

纤维复合材料、层叠复合材料、细粒复合材料、骨架复合材料。1.纤维复合材料

玻璃纤维复合材料：热固性树脂＋玻璃纤维。（玻璃钢）抗拉、抗弯、抗压强度好，冲击韧性差。应用于仪器、仪表、机械零件等。2.层叠复合材料：（三合板）

多层复合：钢＋青铜＋塑料。耐磨、机械性能好，难于制造。应用于轴承、垫片等。3.细粒复合材料

夹层结构材料：两层薄而强的面板，中间夹一层轻而弱的芯子组成。面板：纸、木材、塑料。芯子：纸、棉布、石棉。

质轻，比强度、比刚度高，表面光滑。应用于隔音装置、防火板、火车车箱等。

第五节 涂料

由一种有机高分子胶体的混和溶液，涂抹在物体表面上能结成干膜。

一、涂料的特性： 1.保护作用，标志。2.装饰作用，伪装。

主要缺点：有刺激性味，易磨损。

二、涂料的分类：

按涂料用途：建筑用漆、船舶用漆、汽车用漆。按施工方法：刷用漆、喷漆。

按成膜类：油酯类Y、沥青类L、橡胶类J。1.酚醛树脂漆

酚醛树脂＋油类＋颜料＋溶剂＋辅助材料。

漆膜硬，光泽，干燥快、防潮、防锈。应用于家居、建筑、船舶、机械等。2.沥青

沥青＋油料＋颜料＋溶剂。

耐水性，绝缘性，耐酸碱，黑又亮。应用于缝纫机、自行车、五金等。

复习旧课：焊接结构设计。第一章 金属切削的基础知识 第一节 切削运动及切削要素

一、零件表面的形状及切削要素 切削运动包括主远动和进给运动 主运动的速度最高，消耗功率最大。

二、切削用量 1.切削速度V 2.进给量f 3.背吃刀量a

三、切削层参数

1.切削层公称横截面积A 2.切削层公称宽度b 3.切削层公称厚度h 第二节 刀具材料及刀具构造

一、刀具材料

1.对刀具材料的基本要求（1）较高的硬度（2）足够的强度和韧度（3）较好的耐磨性（4）较高的耐热性 较好的工艺性 2.常用的刀具材料 高速钢 硬质合金 陶瓷刀具

3.其它新型刀具材料简介（1）高速钢的改进（2）硬质合金的改进（3）人造金刚石（4）立方氮化硼

二、刀具角度

1.车刀切削部分的组成（1）前刀面（2）后刀面（3）切削刃

2.车刀切削部分的主要角度（1）刀具静止参考系 a.基面 b.切削平面 c.正交平面 d.假定工作平面（2）车刀主要角度 a.主偏角 b.副偏角 c.前角 d.后角 e.刃倾角

第四篇：模具制造工艺学教案

第 页

 第一章 绪论

 1.1 课程组织结构

 第2章为曲柄压力机，它是本课程的重点之一，结构最典型，用途最广泛、使用数量最多的一种压力机。 第3章介绍了其它常用的几种压力机

 第4章为液压机，液压机也是板材冲压加工和塑料成型加工中常用的设备之一。

 第5章为塑料挤出机，主要介绍挤出机的工作原理、技术参数、典型结构等等。

 第6章为塑料注射机，它是本课程的重点之一。 1.2 材料成型基础知识回忆  材料成型方法主要有：

金属液态成型

金属塑性成形

连接成形

粉末冶金成形

非金属材料成形

 1.3冲压设备和塑料成形设备

 冲压设备和塑料成形设备是指材料冲压加工和塑料成形加工的工艺设备

 冲压加工以金属材料为主要主要原料，在常温下对材料进行变形处理

 塑料成形加工是利用塑料在一定温度和压力下具有流动性，通过塑料模具成形

 1.4冲压设备和塑压设备的分类

 冲压设备是锻压设备的重要组成部分（一半以上），对锻压设备

第 页

分类：

机械压力机(J)，液压机(Y)，自动锻压机(Z)，捶(C)，锻机(D)，剪切(Q)，弯曲校正机(W)，其它(T)。

 塑料成形加工设备：塑料机械类的代号为“S”。

塑料机械分类：

挤出机(J)，吹塑中空机(C)，压延机(Y)，注塑机(Z)。

 1.5成型机械发展趋势 

1、数控成形机械迅猛发展



2、高速成形机械的高速化水平不断提高 

3、成形机械精度不断提高 

4、新兴成形技术的出现 

5、FMS柔性制造系统的出现  1.6学习目的

 作为一名工艺人员和模具设计人员，必须熟练掌握各种设备的适用工艺范围和生产能力，能根据具体工艺情况，正确合理得选购和选用设备。

 作为生产一线的工程技术人员，必须掌握如何正确的使用、调整和维护主要机械设备

 了解部分专用、先进和精密机械的工作原理、结构特点和性能

 第1章 模具机械加工基础  工艺规程设计

第 页

 2.1.1 基本概念

 2.1.2 设计、制造与使用的关系  2.1.3 工艺规程制定的原则和步骤  2.1.4 产品图纸的工艺分析  2.1.5 毛坯的设计  2.1.6 定位基准的选择

 2.1.7 零件工艺路线的分析与拟定  2.1.8 加工余量与工序尺寸的确定  2.1.11 工艺装备的选择  本章的学习目的与要求：

 了解掌握生产过程、工艺过程、生产纲领和生产类型等概念；  掌握工序、工位，安装、工步的概念；  熟悉零件的工艺分析、毛坯的选择 ；  掌握定位基准的选择；  了解工艺路线的拟定；

 熟悉确定加工余量、工序尺寸及其公差；  了解工艺装备的选择; 重点、难点

 工序、工位，安装、工步的概念及应用；  零件的工艺分析、毛坯的选择 ；  定位基准的选择；  工艺路线的拟定；

 确定加工余量、工序尺寸及其公差；

 机床与工艺装备的选择、切削用量与时间定额的确定。 基本概念

生产过程:将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。

第 页

包括：（1）产品投入前的生产技术准备工作： 产品试验研究和设计、工艺设计和专用工艺装备的设计及制造、各种生产资料和生产组织等方面的准备工作；（2）毛坯制造：毛坯的锻造、铸造和冲压等；（3）零件的加工过程：机械加工、特种加工、焊接、热处理和表面处理；（4）产品的装配过程：部件装配、总装配、检验和调试等；（5）各种生产服务活动：原材料、半成品、工具的供应、运输、保管以及产品的油漆和包装等。

 基本概念—工艺过程及其组成

工艺过程：生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等。使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。

 基本概念—工艺过程及其组成

工序：工序是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个(或同时对几个)工件进行加工，所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程的基本单元，又是生产计划和经济核算的基本单元。

划分工序的依据：是工作地点(或设备)、加工对象(工件)是否变动以及加工是否连续完成.如果其中之一有变动或者加工不是连续完成，则构成另一个工序。

 基本概念—工艺过程及其组成

工步：在一个工序内，往往需要来用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述工序的内容，工序还可进一步划分为工步。当加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变时，所完成的那部分工序称为工步。

 基本概念—工艺过程及其组成

进给（走刀）：有些工步，由于需要切除的余量较大或其它原因，需要对同一表面进行多次切削。刀具从被加工表面上每切下一层金属层即称为一次进给。如图1-6所示为车削两个不同直径的外圆柱面时应划分为

第 页

两个工步，第一工步车φ80mm外圆仅一次进给，第二工步车φ60mm外圆为两次进给。

 基本概念—工艺过程及其组成  基本概念—工艺过程及其组成

安装：件在加工之前，在机床或夹具上先占据一个正确的位置，工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一道工序中，有时工件需要进行多次装夹，如表1—1中的工序1，当车削第一个端面、打中心孔时要进行一次装夹，调头车另一端面、打中心孔又需要重新装夹工件，所以完成该工序，工件要进行两次装夹。多一次装夹，不单增加了装卸工件的辅助时间，同时还会产生装夹误差。因此，在工序中应尽量减少装夹次数。，这就是定位。定位后对工件进行夹紧的过程称为安装，安装要使工件在加工过程中保持定位时的正确位置不变。

 基本概念—工艺过程及其组成  基本概念—工艺过程及其组成

工位：为了减少工件安装的次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具，使工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工。此时，工件在机床上占据的每一个加工位置都称为一个工位。

 基本概念—生产纲领与生产类型

生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量（年产量）和进度计划称为生产纲领。生产类型：

单件生产：单件生产的基本特点是产品品种较多，每种产品仅生产一件或数件，同一个工作地点的加工对象经常改变，且很少重复生产。成批生产： 成批生产的基本特点是产品品种多，但同一产品均有一定的数量，工作地点的加工对象周期性地更换。

大量生产：大量生产的基本特点是产品品种单一而固定，同一产品产量

第 页

很大，大多数工作地长期进行一个零件某道工序的加工，生产具有严格的节奏性。

 设计、制造与使用的关系  工艺规程制定的原则和步骤

1．工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。

2．工艺规程的作用：（1）是指导生产的重要技术文件；（2）是生产组织和生产管理工作的基本依据；（3）是新建或扩建工厂或车间的基本资料。

 3．制定工艺规程的基本原则

保证以最低的生产成本和最高的生产效率，可靠地加工出符号设计图样要求的产品。

 4．工艺规程的种类

1、机械加工工艺过程卡片：主要用于单件小批生产和中批生产的零件。其格式见表1-4。

2、机械加工工序卡片：用于大批、大量生产中的加工零件，中批生产以及单件小批生产中的某些复杂零件。

 5．工艺规程的要求（1）生产质量的可靠性；（2）工艺技术的先进性；（3）经济性；

（4）有良好的劳动条件。

 6．编制工艺规程的步骤

（1）研究产品的装配图和零件图进行工艺分析；（2）确定生产类型；（3）确定毛坯；

第 页

（4）拟订工艺路线；

（5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差；

（6）选择各工序使用的机床设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具；（7）确定切削用量及时间定额；（8）填写工艺文件。

 产品图纸的工艺分析  零件结构的工艺分析

1、零件形状构成

2、零件类型

各种零件大致分为五大类——轴类零件、套类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体。



3、零件结构的工艺性

 表1-6列出了几种零件的结构并对零件结构的工艺性进行对比。 产品图纸的工艺分析

零件的技术要求分析 1．零件的技术要求

尺寸精度、几何形状精度、各表面的相互位置精度、表面质量、零件材料、热处理及其它要求。2．分析的目的

通过分析，判断其可行性和合理性，合理选择零件的各种加工方法和工艺路线。

 毛 坯 的 选 择  毛坯的种类

锻件、铸件、焊接件、各种型材及板料等。

 毛坯的选择

第 页

选择原则

（1）零件材料的工艺性及组织和力学性能要求；（2）零件的结构形状和尺寸；（3）生产类型；

（4）工厂生产条件。

 毛坯形状与尺寸的确定 1．毛坯余量（加工总余量）毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差。2．毛坯公差 毛坯尺寸的制造公差。3．毛坯长度

如图1-6所示。

 毛坯形状与尺寸的确定  组合毛坯

某些形状比较特殊的零件，单独加工比较困难，如图1-9a中的圆弧R14mm，可将两个(或数个)零件组合在一起，如图1-9b所示。使R14的圆弧面成为一个整圆，加工容易。加工合格后再将其分割成两个零件。

 1.4 定位基准的选择

在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。

 主要内容

一、基准及其分类

二、工件定位的基本原理

三、定位基准的选择

四、工件的装夹方法

第 页

 基准的概念

零件都是由若干表面组成，各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。零件表面间的相对位置要求包括两方面：表面间的距离尺寸精度和相对位置精度（如同轴度、平行度、垂直度和圆跳动等）要求。研究零件表面间的相对位置关系离不开基准，不明确基准就无法确定零件表面的位置。

基准：就其一般意义来讲，就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。

 基准的分类

基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。

 基准的分类 设计基准：

在零件图上确定某些点、线、面的位置时所依据的那些点、线、面，即在设计图样上所采用的基准称为设计基准。如图1-10所示零件。

 基准的分类

工艺基准：零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。

 基准的分类

工艺基准按用途不同，又分为：

工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

 基准的分类

工序基准 ：在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。

 工 序 基 准

如图1-11a、所示，设计图上键槽底面位置尺寸S的设计基准为轴心线O。由于工艺上的需要，在铣键槽工序中，键槽底面的位置尺寸按工序

第 页

标注，轴套外圆柱面的最低母线B为工序基准。

 基准的分类

定位基准：在加工时，使工件被加工面在机床或夹具中占据正确位置(即将工件定位)所使用的基准，称为定位基准。

 定 位 基 准

如图1-12a所示轴套零件，在加工键槽的工序中，工件以内孔在心轴上定位，则孔的轴心线O是定位基准。若工件以外圆柱面在支承板上定位，如图1-12b所示，则母线B为该工序的定位基准。

 基准的分类

测量基准 ：零件检测时，用以测量已加工表面的尺寸及位置所使用的基准，称为测量基准。

 测 量 基 准

图 1-13为检验零件大端侧平面位置尺寸所采用的两种测量方法。图a用极限量规测量，母线a-a为测量基准。图b用游标卡尺测量，大圆柱面上距侧平面最远的圆柱母线为测量基准。

 基准的分类

装配基准 ：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。

 装 配 基 准

例如图1-10所示零件φ40h6及端面B既为装配基准。

 工件正确定位

在机械加工中，工件被加工表面的尺寸、形状和位置精度，取决于工件相对于刀具和机床的正确位置和运动。确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定位。为防止在加工过程中因受切削力、重力、惯性力等的作用破坏定位，工件定位后应将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。将工件在机床上或夹具中定位、夹紧

第 页

的过程称为装夹。制定零件的机械加工工艺规程时，必须选择工件上一组(或一个)几何要素(点、线、面)作为定位基准，将工件装夹在机床或夹具上以实现正确定位。

 工件正确定位应满足的要求（1）要保证加工精度

（1)应使工件相对于机床占据一个正确的位置。

 工件正确定位应满足的要求（2）要保证加工精度

位于机床或夹具上的工件还必须相对于刀具有一个正确位置，方法有： 1）试切法:试切——测量——调整——再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。一般在单件小批生产中采用。2）调整法

先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。多用于成批和大量生产。

 工件正确定位应满足的要求  定位基准的种类 粗基准 精基准

 定位基准的选择——粗基准 1．粗基准

机械加工的最初工序只能用工件毛坯上未经加工的表面做定位基准，这种定位基准称为粗基准。

 定位基准的选择——粗基准 2 ．粗基准选择

1）如果要求保证加工表面与非加工表面之间的相互位置精度，则应选非加工面为粗基准。

第 页

 定位基准的选择——粗基准 2 ．粗基准选择

2）若要保证某加工表面切除的余量均匀，应选该表面作粗基准。

 定位基准的选择——粗基准 2 ．粗基准选择

3）如果零件上有几个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置精度较高的不加工表面作粗基准。

 定位基准的选择——粗基准 2 ．粗基准选择

4）若零件上每个表面都要加工，则应选加工余量最小的表面为粗基准。

 定位基准的选择——粗基准 2 ．粗基准选择

5）选作粗基准的表面，应尽可能平整，不能有飞边、浇注系统、冒口或其它缺陷。

6）一般情况下粗基准不重复使用。

 定位基准的选择——精基准 1．精基准

用已经加工过的表面作定位基准则称为精基准。

 定位基准的选择——精基准 2．精基准选择

1）基准重合原则选择被加工表面的设计基准为定位基准，以避免因基准不重合引起基准不重合误差，容易保证加工精度。

 定位基准的选择——精基准 2．精基准选择

2）基准统一原则 应选择几个被加工表面（或几道工序）都能使用的

第 页

定位基准为精基准。

3）自为基准原则 精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，这时应尽可能用加工表面自身为精基准。

 定位基准的选择——精基准 2．精基准选择

4）互为基准原则 两个被加工表面之间位置精度较高，要求加工余量小而均匀时，多以两表面互为基准进行加工。

 定位基准的选择——精基准 2．精基准选择

5）定位基准的选择应便于工件的安装与加工，并使夹具的结构简单。

 工件的装夹方法

工件安装的好坏是机械加工中的重要问题，它不仅直接影响加工精度、工件安装的快慢、稳定性．还影响生产率的高低。为了保证加工表面与其设计基准间的相对位置精度，工件安装时应使加工表面的设计基准相对机床占据一正确的位置。

在各种不同的机床上加工零件时，有各种不同的安装方法。安装方法可以归纳为直接找正法、划线找正法和采用夹具安装法三种。

 工件的装夹方法 1．找正法装夹工件

用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件的有关基准，使工件占有正确的位置称为直接找正法。多用于单件和小批生产。有两种：（1）直接找正法（2）划线找正法

 工件的装夹方法 1．找正法装夹工件（1）直接找正法

第 页

用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件的有关基准，使工件占有正确的位置称为直接找正法。多用于单件和小批生产。

 工件的装夹方法（2）划线找正法

在机床上用划针按毛坯或半成品上所划的线来找正工件，使其获得正确位置的一种方法。此方法要多一道划线工序，划出的线本身有一定宽度，在划线时又有划线误差，校正工件位置时还有观察误差，因此该法多用于生产批量较小，毛坯精度较低，以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。

 工件的装夹方法 2．用夹具装夹工件

利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置。夹具是机床的一种附加装置，它在机床上相对刀具的位置在工件未安装前已预先调整好，所以在加工一批工件时不必再逐个找正定位，就能保证加工的技术要求，既省工又省事，是高效的定位方法，在成批和大量生产中广泛应用。

 工艺路线的拟定

工艺路线是工艺设计的总体布局

一、表面加工方法的选择

二、工艺阶段的划分

三、工序的划分

四、加工顺序的安排

 工艺阶段的划分

（1）粗加工阶段 切除加工表面上的大部分余量。

（2）半精加工阶段 为主要表面的精加工作好必要的精度和余量准备，并完成一些次要表面的加工。

（3）精加工阶段 使要求高的表面达到规定要求。

第 页

（4）光整加工阶段 提高被加工表面的尺寸精度和减少表面粗糙度，一般不能纠正形状和位置误差。

 工艺阶段划分的作用（1）保证产品质量（2）合理使用设备

（3）便于热处理工序的安排，使热处理与切削加工工序配合更合理（4）便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面

 工序的划分——工序集中 1 ．工序集中 2 ．工序集中的特点

（1）工件在一次装夹后，可以加工多个表面。能较好地保证表面之间的相互位置精度；可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。

（2）可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。

（3）采用的设备和工装结构复杂、投资大，调节和维修的难度大，对工人的技术水平要求高。（4）单件小批生产采用工序集中

 工序的划分——工序分散 1．工序分散 2．工序分散特点

（1）机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。（2）可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。（3）设备数量多，操作工人多，生产面积大。（4）大批、大量生产采用工序集中和分散

 加工顺序的安排

第 页

——切削加工工序的安排

1）零件分段加工时，应遵循“先粗后精”的加工顺序。2）先加工基准表面，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，后加工内孔

 加工顺序的安排

——热处理工序的安排

1）为改善金属组织和加工性能的热处理工序 退火、正火和调质等，一般安排在粗加工前后。2）为提高零件硬度和耐磨性的热处理工序

淬火、渗碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。3）时效处理工序 减小或消除工件的内应力 3．辅助工序安排

检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等。

 加工余量的确定

一、加工余量的概念

二、影响加工余量的因素

三、确定加工余量的方法



一、加工余量的概念 1．工序余量

相邻两工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序切除的金属层厚度。对于对称表面或回转体表面，其加工余量是对称分布的，是双边余量。

2．加工总余量

是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。也称毛坯余量。

第 页

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） 影响加工余量的因素

1）被加工表面上由前道工序生产的微观不平度和表面缺陷层深度。2）被加工表面上由前道工序生产的尺寸误差和几何形状误差。3）前道工序引起的被加工表面的位置误差。4）本道工序的装夹误差。

对称表面或回转体表面，工序的最小余量： 非对称表面其加工余量是单边的：



二、影响加工余量的因素 

三、确定加工余量的方法 1．经验估计法

采用类比法估计确定加工余量的大小。多用于单件小批生产。2．分析计算法

以一定的经验资料和计算公式为依据，对影响加工余量的诸因素进行逐项的分析计算以确定加工余量的大小。仅在贵重材料及某些大批生产和大量生产中采用。3．查表修正法

以有关工艺手册和资料所推荐的加工余量为基础，结合实际加工情况进行修正以确定加工余量的大小。应用较广。

 工序尺寸及其公差设计  工序尺寸及其公差的确定 工序尺寸：某工序加工应达到的尺寸

第 页

一、工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差确定

二、工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公差的确定

 工序尺寸及其公差确定

——工艺基准与设计基准重合

1.确定基本余量

确定工序尺寸，必须确定零件各工序的基本余量——常用查表法。2.确定工序尺寸

由最后一道工序开始向前推算。

 工序尺寸及其公差确定

——工艺基准与设计基准重合

1.确定基本余量

确定工序尺寸，必须确定零件各工序的基本余量——常用查表法。2.确定工序尺寸

由最后一道工序开始向前推算。

 工序尺寸及其公差确定

——工艺基准与设计基准不重合

1．工艺尺寸链及其极值解法

2．用尺寸链计算工艺尺寸

（1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算

（2）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算

（3）工序基准是尚待继续加工的表面

（4）孔系坐标（工序）尺寸及其公差的计算

 工艺尺寸链及其极值解法

1.工艺尺寸 在工艺附图或工艺规程中所给出的尺寸称为。

2.尺寸链 在机械制造中称这种相互联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合为尺寸链。

第 页

3.工艺尺寸链 工艺尺寸所组成的尺寸称为工艺尺寸链。4.特征 封闭性。5.工艺尺寸链的组成 6.工艺尺寸链图

7.工艺尺寸链的计算 极值法、概率法。

 工艺尺寸链的组成 1.组成环：

在加工过程中直接保证的尺寸，用表示。2.封闭环：

在加工过程中间接得到的尺寸，用表示。3.增环：

当某组成环增大（其它组成环保持不变），封闭环也随之增大，则该组成环称为增环。用 表示。4.减环：

当某组成环增大（其它组成环保持不变），封闭环反而减小，则该组成环称为减环。用表示。

 用尺寸链计算工艺尺寸

1．定位基准与设计基准不重合的尺寸换算 2．测量基准与设计基准不重合的尺寸换算 3．工序基准是尚待继续加工的表面 4．孔系坐标（工序）尺寸及其公差的计算

 工艺装备的选择  机床的选择

选用机床应与所加工的零件相适应。

 工艺装备的选择 1．夹具的选择

第 页

大批量生产的情况下，应广泛使用专用夹具。2．刀具的选择

取决于所确定的加工方法、工件材料、所要求的加工精度、生产率和经济性、机床类型等。3．量具的选择

根据检验要求的准确度和生产类型来决定。

 1.2 模具的制造精度  1.2.1 概述

 影响模具精度的主要因素有:  1)、制件的精度

 2）、模具加工技术手段水平 3）、模具钳工装配水平

 4）、模具制造的生产方式和管理方式  1.2.2影响零件制造精度的因素

 1.工艺系统的几何误差对加工精度的影响  1）加工原理误差  2）调整误差  3）机床误差

 4）夹具制造误差与磨损  5）刀具的制造误差与磨损

 2.工艺系统受力变形引起的加工误差  1）系统刚度对加工精度的影响

 2）减小工艺系统受力变形对加工精度影响的措施  3.工艺系统的热变形对加工精度的影响  1）工件热变形对加工精度的影响  2）刀具热变形对加工精度的影响

第 页

 3）机床热变形对加工精度的影响  1.2.3提高加工精度的途径  1）误差预防技术

指减小原始误差或减少原始误差的影响。

 2）误差补偿技术

指在现存的原始误差条件下，通过分析、测量进行而建立数学模型。

 1.3机械加工的表面质量  1.3.1表面质量

 机械加工的表面质量也称表面完整性，它包括表面的几何特征和表面层的力学物理性能两方面内容。 1）表面的几何特征  2）表面层的力学物理性能

 1.3.2影响表面质量的因素及改善表面质量的途径  1.影响加工表面几何特征的因素及其改进措施  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.影响表层金属力学物理性能的工艺因素及其改进措施  1）加工表面的冷作硬化  2）表层金属的金相组织的变化  3）表层金属的残余应力  4）表面强化工艺

第五篇：电工教案

电工教案

第一节：直流电路

一、电路

在电的实际应用中，从最简单的手电筒的工作到复杂的电子计算机的运算，都是由电路来完成的。

1、电路的组成及电路元件的作用

电路就是电流所流经的路径，它由电路元件组成。电路元件可分为四类：

(1)电源：即发电设备，其作用是将其它形式的能量转换为电能。(2)负载：即用电设备，它的作用是把电能转换为其它形式的能。

(3)控制电器和保护电器：在电路中起控制和保护作用。如开关、熔断器、接触器等。

(4)导线：由导体材料制成，其作用就是把电源、负载和控制器连接成一个电路，并将电源的电能传输给负载。

2、电路图

在实际工作中，为便于分析、研究电路，通常将电路的实际元件用图形符号表示在电路图中，称为电路原理图，也叫电路图。

二、电路的欧姆定律

电流、电压和电阻是电路中的三个基本物理量，分析计算电路，就是研究以上特别是之间的关系，确定它们的大小。

欧姆定律就是反映电阻元件两端的电压与通过该元件的电流同电阻三者关系的定律。UI=R

I--电流(A)U—电压(V)R—电阻(Ω)由上式可知，通过电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比，而与电阻成反比。

对于任一分支的电阻电路，只要知道电路中的电压、电流和电阻这三个量中的任意两个量，就可由欧姆定律求得第三个量。例题1:

三、电路的基尔霍夫定律

欧姆定律可以确定元件上电压与电流的关系，但只能用于无分支的电阻电路。对于一个比较复杂的电路，确定各去路电流和各部分电压的关系，只用欧姆定律一般是不能解决的，必须利用基尔定律才能表明电路电流之间的关系和回路电压间的关系。

1、基尔霍夫电流定律

也叫基尔霍夫第一定律，它确定了电路中任一节点所连的各去路电流之间的关系。

定律指出：对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和必等于流出该节点电流之和。∑I=0即流入(或流出)电路任一节点的代数和等于零。例题2：

2、基尔霍夫电压定律

也叫基尔霍夫第二定律，它确定了电路任一回路中各部分电压之间的相互关系。

它指出：对任一回路，没任一方向绕行一周，各电源电势的代数和等于各电阻电压降的代数和。即：∑E=∑IR 或：∑E=∑U 例题3：

注意：基尔霍夫定律是电路理论的基本定律，在应用基尔霍夫定律时必须注意电流、电压、电势的方向及所选定的绕行方向的关系。

四、电阻的串联电路 简单直流电路的计算

一、电阻的串联电路

两个或两个以上的电阻依次首尾连.1．串联电路的特点

(1)由电流的连续性可知各电阻中的电流相等的阻值成正比，总电压等于各电阻上电压降之和。总电阻等于各电阻之和。

串联电路的等效电阻比每一段电阻都大 2．串联电路的应用

串联电路在生产中应用很多，常见的有：

(1)用几个电阻串联起来可使电路电阻增大，在电源电压不变时可使电流减小。

(2)采用几个电阻构成分压器，使电源输出不同等级的电压。

(3)当负载的额定电压低于电源电压时，可用串联的办法满足负载电源的需要，例如将两个同瓦数的110v电灯串联起来． 即可接人230V电压。

(4)在电工测量中应用串联电阻的方法，可扩大电压表的量程。

五、电阻的并联电路

两个或两个以上的电阻接在电路个相同的两点之间的连接方式叫做电阻的并联电路

1．并联电路的特点

(1)各电阻两端电压相等。

(2)电路内的总电流等于各支路电流和，即：

I＝Jl十I2十I3(3)几个不同阻值的电阻并联，可以用一个等效电阻代替。在并联电路中总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和。

六、电阻的混联电路

三、电阻的混联

电路中既有串联又有并联，这样的联接方式叫混联。对于这样的电路，路简化成一个无分支电路，再进行电流电压计算。简化方法是：(1)找出混联电路中等电位点进行编号，将电阻对号接人各点：(2)画出简化电路。

流入任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。在一个节点上电流的代数和恒等于零。根据计算结果，明规定电流的方向与实际方向相反。

七、电路的功率与电能

1、电功率：电功率就是单位时间内电场力所做的功。2UP=UI=I2R==U2G R2、电能

电动机、电灯的功率只表示它工作能力的大小，而它们所完成的工作量，不仅决定于其功率的大小，还与它们工作的时间长短有关，电能就是用来表示电场在一段时间内所做的功。W=Pt