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1、第2章：金属的热加工课次2-1 课序：05课 题：铸造教学目标：本讲的教学目标是使学生明确铸造成型理论基础、铸造件的缺点及防止措施、砂型铸造的生产过程、特种铸造及常用合金铸件生产特点。重点与难点本节的重、难点是铸件常见的缺陷及其形成原因、铸件的缺点及防止措施。教学设计：1. 铸造成型理论基础：首先解释铸造的含义，再进一步解释铸造的两大基本过程。2. 铸造内应力及铸件的变形、裂纹：介绍铸件存在的缺点及防止措施。3. 砂型铸造的生产过程：主要介绍砂型铸造过程中三个主要步骤。4. 特种铸造：利用图片的形式，介绍四种特种铸造方式。5. 常用合金铸件生产特点：主要介绍铸铁和球墨铸铁的铸造的生产特点。教学
2、方法和教学手段：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、虚拟现实、视频等媒体技术。教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。多媒体教学资源：教学内容教学资料企业案例教学多媒体1.了解铸造的含义和基本过程2.分析铸件常见缺陷及防止措施3.介绍砂型铸造的生产过程4.介绍特种铸造5.分析常用合金铸件的生产特点1.机械基础课程教材（word文档）2.机械基础教学课件（.ppt文件）1.案例分析.wrl1.铸造过程.swf2.常见铸件缺陷.swf3.砂型铸造过程.swf4.特种铸造.swf课前准备：收集铸造生产过程的视频，以及特种铸造的动画和视频。将课程教材和收集的资料用PowerPoin
3、t制作成演示文档。教学过程和组织： 1. 铸造成形理论基础（1）定义：铸造是将熔融金属浇注（压射、吸入）到铸型（砂型和金属型）型腔中，冷却凝固后获得一定形状和性能的毛坯或零件的金属成形工艺。（2） 液态合金充型能力充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔等缺陷。（3） 影响合金流动性的因素影响合金流动性的因素有合金的成分、温度、物理性质、不溶杂质和气体等。 2. 铸造内应力及铸件的变形、裂纹【重、难点】（1）热应力热应力各部分收缩不一致匀铸件壁厚不均匀（2）铸件的变形与防止防止变形的方法：使铸件壁厚尽可能均匀或形状对称； 采用同时凝固的原则； 采用反变形法。（3） 铸件的裂纹与防止 特征：裂纹短、缝
4、隙宽、形状曲折、断面有严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶 界产生和发展等。 热裂 防止：尽量选择凝固温度范围小、热裂倾向小的合金；应提高铸型和型芯的退 让性，以减小机械应力；对于铸钢件和铸铁件，严格控制硫的含量，防 止热脆性。 特征：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。 冷裂 防止：使铸件壁厚尽可能均匀；采用同时凝固的原则；对于铸钢件和铸铁件， 必须严格控制磷的含量，防止冷脆性。 3. 砂型铸造的生产过程（1）造型图2- 1砂型铸造流程图（2）熔炼与浇铸注入铸型金属熔化（3）落砂、清理将铸件从砂箱中取出铸件上砂子和氧化皮及浇冒系统 4. 特种铸造（1）熔模铸造适合25kg以下的高熔
5、点、难以切削加工合金铸件的成批大量生产。图2- 2熔模铸造工艺流程图应用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批量生产。（2）金属型铸造图2- 3金属型铸造应用于中小型的、低熔点的锌、铝、镁及铜等有色合金铸件的大批量生产。（3）压力铸造图2- 4压力铸造示意图（4）离心铸造主要应用于大批量中空件的生产。 图2- 5 离心铸造示意图 5. 常用合金铸件生产特点（1） 灰铸铁件：一般在冲天炉中熔炼，成本低廉；具有良好的铸造性能，一般不需设置冒口和冷铁。（2） 球墨铸铁：需增设冒口和冷铁，采用顺序凝固并增大铸型刚度，防止产生缩孔和缩松等缺陷。布置作业：思考与练习二：1教学总结项 目教学中的问题学生对与铸造的
6、生产过程了解不透彻，铸造件常见缺陷的防止措施区分不清楚。对本讲的重点内容的掌握不够深入。教师对于比较抽象的铸造生产过程，须用各种媒体（图片、视频、动画）使学生便于理解，教学方法有讲解、展示范例。课次2-2 课序：06课 题：锻造 教学目标：掌握常用的锻造方法及各种锻造方法所适用的场合。重点与难点重点是常用的锻造方法及各种锻造方法所适用的场合，难点是锻造的工艺特点。教学设计：1. 首先介绍锻造定义，再采用图片的方式介绍常用的锻造方法。2. 自由锻：采用视频的方式讲解自由锻的定义、设备，再分析自由锻的特点和基本工序。3. 模锻：结合实例介绍模锻的方法和特点。教学方法和教学手段：采用启发式教学、案例
7、教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。教学资源：教学内容教学资料企业媒体教学媒体1.锻造的定义2.自由锻的生产过程及特点3.模锻的方法、特点1.机械基础教案（word文档）2.机械基础课件（.ppt文件）企业案例1.锻造.gig2.自由锻.swf3.模锻.swf课前准备：搜集一些实际生产的视频和图片作为导入和讲课内容。教学过程和组织： 1. 自由锻【重点】（1） 定义：金属锻造时的变形是在上、下两铁砧之间自由流动的变形称为自由锻。图2- 6自由锻（2） 设备：锻锤和液压机。（3） 特点： 金属自由流动，自由变形； 形状、尺寸精度依赖于操作者
8、的操作技术； 生产率低，产品精度低，用于单件、小批量生产； 通用性强，小到大型锻件均可生产，是大型锻件的唯一锻造方法。（4）基本工序自由锻常见的基本工序：镦粗、拔长、冲孔。 2. 模锻【重点】（1） 定义：将加热好的金属坯料放在一定形状（与锻件形状一致）的锻模模膛里，施加外力时坯料发生塑性变形而充满模膛，从而获得锻件的方法。图2-7 模锻（2）方法：锻锤和液压机。（3）特点： 形状可复杂，尺寸精确，生产率高； 制造锻模成本高，锻件质量受生产规模影响； 适用于中小型复杂锻件的大批量生产。布置作业：复习本课所讲内容，自己搜集关于锻造的资料，加深理解。教学总结项 目教学中的问题学生学生对锻造的加工方
9、式不熟悉，没有实际的生产实习经验，难点在锻造的工艺特点教师教师如果只在黑板上讲解锻造的加工方式和特点，不播放视频和课件，学生很难掌握。课次2-3 课序：07课 题：焊接教学目标：本讲的教学目标是了解焊接的方法及其适用材料。重点与难点本节的重点是掌握焊接的各种方法及其适用材料。难点是区分各种焊接方法和焊接后材料性能的变化。教学设计：1. 介绍焊接的含义、方法，所适用的范围。2. 熔焊：首先解释熔焊的概念，常用的熔焊的方法和适用材料。3. 压焊：利用视频或动画的方式讲解压焊的含义及常用的压焊方式。4. 钎焊：采用图片的方式介绍钎焊的含义、方法及特点。教学方法和教学手段：采用启发式教学、案例教学等教
10、学方法。教学手段采用多媒体课件、虚拟现实、视频等媒体技术。教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。多媒体教学资源：教学内容教学资料企业案例教学多媒体1.了解焊接的概念及特点。2.熔焊的含义、方法、特点。3.压焊的含义、方法、适用场合。4.钎焊的含义、方法、特点1.机械基础课程教材（word文档）2.机械基础教学课件（.ppt文件）1.案例分析.wrl1.熔焊.gif2.压焊.gif3.钎焊.gif课前准备：网上搜集各种焊接方法的动画或视频，并将课程教材和收集的资料用PowerPoint制作成演示文档。教学过程和组织： 1. 熔焊【重点】（1）含义：在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压完成
11、焊接的方法。适用于较薄工件，小口径管道、有色金属铸铁。（2）气焊：利用氧乙炔或其他气体火焰加热母材和填充金属，达到焊接目的。图2-1气焊 （3） 手工电弧焊：利用电弧作为热源熔化焊条与母材形成焊缝的手工操作焊接方法。适用于黑色金属及某些有色金属焊接，应用范围广，尤其适用于短焊缝，不规则焊缝。图2-2手工电弧焊（4） 埋弧焊：电弧在焊剂区下燃烧，利用颗粒状焊剂，作为金属熔池的覆盖层，将空气隔绝使其不得进入熔池。适用于中厚板材料的碳钢、低合金钢、不锈钢、铜等直焊缝及规则焊缝的焊接。图2-10埋弧焊（5） 气电焊：（气体保护焊）利用保护气体来保护焊接区的电弧焊。适用于碳钢、合金钢、铜、铝等有色金属及
12、其合金的焊接。碳钢及合金钢的合金。图2-11气电焊（6） 等离子弧焊：利用气体在电弧中电离后，再经过热收缩效应、机械收缩效应、磁收缩效应而产生的一种超高温热源进行焊接。图2- 12等离子弧焊 2. 压焊（1） 含义：焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成的焊接方法。（2） 摩擦焊：利用焊件间相互摩擦，接触端面旋转产生的热能，施加一定的压力而形成焊接接头。适用于铝、铜、钢及异种金属材料的焊接。 图2-13摩擦焊接（3） 电阻焊：利用电流通过焊件产生的电阻热，加热焊件（或母材）至塑性状态，或局部熔化状态，然后施加压力使焊件连接之一起。适用于可焊接薄板、管材、棒料。图2- 3电阻焊接
13、3. 钎焊（1）含义：采用比母材熔点低的金属材料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头之间间隙并与母材相互扩散实现联接焊件的方法。（2）烙铁钎焊：利用电烙铁或火焰加热烙铁的热量。加热母材局部，并使填充金属熔入间隙，达到连接的目的。一般用于导线，线路板及原件的焊接。图2-4烙铁钎焊（3） 火焰钎焊：利用气体火焰为加热源，加热母材，并使填充金属材料熔入间隙，达到连接目的。图2- 5火焰钎焊布置作业：思考与练习二：5教学总结项 目教学中的问题学生对于各种焊接方法的区别掌握不够清晰。教师针对学生上课出现的问题，采用视频和动画的方式，加深他们对各种焊接方式的理解，最好安排课后的焊接实习。课次2-4 课序：08课 题：零件成形工艺的选择教学目标：本讲的教学目标是让学生明确常用毛坯材料性能的比较、常用毛坯成型方法的比较，掌握常用零件的材料和成形方法。重点与难点本节的重点是掌握常用毛坯成型方法的比较、常用零件的材料和成形方法。难点是掌握常用毛坯材料性能的比较。教学设计：1. 常用毛坯材料性能：主要介绍铸造合金和塑性成形用金属材料的使用性能和工艺性能。2. 常用毛坯成形方法的比较：分析铸造、锻造、冲压和焊接的材料利用率和适用场合。3. 常用零件的材料和成形方法：举例说明轴类零件、盘套类零件和
