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1、第1章 机械制造过程的基础知识 第1教案备课人：总第1教案【教学目的】：1、机械制造工艺系统及组成2、金属切削的基础知识3、金属切削机床的基础知识4、机床夹具的基础知识【教学重点】：机械制造过程的基础知识【教学难点】：机械制造工艺过程概述【导入新课】：机械制造工艺是各种机械的制造方法和过程的总称是一门研究机械制造的工 艺方法和工艺过程的学科。【新授】：一、机械制造工艺向高质量、高生产率和低成本方向发展；如各种少切削、无切削工艺的问世，已使愈来 愈多的零件改变了传统的制造工艺，从而节省了大量金属，并大幅度地提高另外生产率。再 如，高硬度刀具材料的出现，实现了对工件淬硬表面的切削，其加工精度和加工
2、表面质量可 与磨削蓖美；采用硬滚（刮）工艺的硬齿面齿轮，使用寿命显著提高；超精密加工技术的应 用，已实现加工尺寸误差和形状误差在0.1um以下、表面粗糙度值不大于0.05um微型电子计算机和数显、数控技术的广泛应用，使工艺过程的自动化程度提高到一个新 的阶段；现代我国的机械制造工业已取得了很大的成就，但与世界先进水平相比，机械制造工艺 水平还存在着相当大的差距。二、课程的性质和任务1、课程性质和内容：机械制造工艺基础是中等职业技术学校机械类专业的一门专业基础课程。课程涉及机 械制造工艺的基础知识，主要内容包括：毛坯制造工艺（俗称热加工工艺）、零件切削加工 工艺（俗称冷加工工艺）和机械加工工艺规
3、程制定等三部分。2、课程的任务和基本要求：通过本课程的学习，可以获得机械制造的常用工艺方法和零件加工工艺过程及装配的 基本知识，对机械制造工艺过程形成一个完整的认识，从而增强工作的适应性，有助于在一 专的基础上发展多能。学习本课程的基本要求：以机械制造工艺过程为主线，了解毛坯制造、零件切削加工的个主要工种的工作内 容、工艺特点、工艺装备和应用范围等基础知识；一般了解各工种主要设备（包括附件、工具）的基本工作原理和使用范围；初步掌握选择毛坯和零件加工方法的基本知识；初步掌握确定常见典型零件加工工艺过程的基本知识；了解装配的基本知识和典型机械、不见的装配方法。三、生产过程概述1、机械制造工艺过程一
4、般是：金属材料铸造、锻造或焊接，毛坯切削加工和热处理零卢和试机械2、生产过程与工艺过程生产过程：将原材料转变为产品的全过程包括产品设计、生产组织准备和技术准备、原材料购置、运输和保存，以及毛坯制 造、零件加工、产品装配和试验、销售和服务等一系列工作工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸及相对位置和性质等，使其成为成品或半成 品的过程包括毛坯制造、零件加工、热处理，以及产品的装配和试验等（指直接作用于生产对 象的那部分劳动过程）生产过程与工艺过程的关系产品设计工艺规程编制及材料定额的制定生产准备过程工、夹、刀、量具设计制造或购置I机床设备的设计制造或购置生产计划的制定产铸造工艺过程焊接工艺过程工艺过
5、程 机械加工工艺过程热处理、表面处理工艺过程装配、试车工艺过程原材料购置及保管工具的修磨和修理生产辅助过程机床设备的维修及保管成本核算及统计销售与服务3、工艺规程工艺文件与工艺规程工艺文件：指导工人操作和用于生产、工艺管理的各种技术文件工艺规程：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工艺规程的重要性正常条件下，必须按照工艺规程组织生产，以建立和保持正常的生产秩序。工艺规 程是各项生产组织和管理工作的基本依据，是全体有关人员必须认真贯彻和严格执行的纪律 性文件。【小结】：本次课程主要是对机械制造工艺的发展情况以及机械制造工艺基础这门课程的性质和 任务、学习本门课程的基本要求做了介绍，
6、并概述了生产过程等相关知识。目的是让学生对 本门课程和机械制造工艺在工作实践中的应用有初步了解。【布置作业】：机械制造工艺基础习题册机械制造工艺基础 第2教案备课人：总第2教案 1-1砂型的制作【教学目的】：了解铸造的特点和分类、砂型制作的材料、模样和芯盒的制作以及如何造芯、 设置浇注系统和冒口、完成合型【教学重点】：制造模样的要求和浇注系统【教学难点】：冒口的设置【导入新课】：铸造：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其 冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，称为铸造。【新授】：一、铸造的概述(一) 铸造特点1、优点：(1) 可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，如
7、箱体、气缸体等。(2) 适应范围广。(3) 铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低。铸件的尺寸与质量几乎不受限制。铸件的形状、尺寸与零件很接近，因而减少了切削加工的工作量，可节省大量金属 材料。2、缺点(1) 生产工序繁多、工艺过程较难控制、铸件易产生缺陷。(2) 铸件的尺寸均一性差，尺寸精度低，(3) 和相同形状、尺寸的锻件比，铸件的内在质量差，承载能力不及锻件。工作环境差，温度高、粉尘多，劳动强度大。(二) 铸造的分类最基本的工艺方法是砂型铸造，还有多种特种铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、 压力铸造、离心铸造等。砂型铸造用型砂紧实成形的铸造方法。可分为湿砂型(不经烘干可直接进
8、行浇注的砂型) 铸造和干砂型(经烘干高黏土砂型)铸造两种。工艺过程一般由造型、造芯、烘干、合型、浇注、落砂、清理及铸件检验等组成。二、砂型的制作(一) 砂型铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型心和浇冒口 系统的组成整体。砂型：用型砂制成的铸型；砂型的制作是砂型铸造工艺过程的主要工序。(二) 造型材料制造型砂和砂芯的材料，包括砂、黏土、有机或屋脊粘结剂和其他附加物。型(芯)砂的性能要求：(1) 可槊性：型砂在外力作用下成形，外力消除后仍能保持其形状的性能(2) 强度：抵抗外力破坏的能力（3）耐火性：型砂在高温熔融金属的作用下不软化、不熔融烧结及不粘附在铸件表 面的性能
9、（4）透气性：（5）退让性：铸件冷却收缩时，砂型与型芯的体积可以被压缩的性能（三）模样和芯盒1、模样：由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备，模样是按 照根据零件图样要求绘制的铸造工艺图样制造的制造模样注意的几点：加工余量：指为了保证逐渐加工面尺寸和两件精度，在铸件工艺设计时预先增加 而在机械加工时切去的金属层厚度。其大小根据铸件尺寸公差和加工余量等级来确定。一般 小型铸件的加工余量为2-6mm；收缩余量：指为了补偿铸件收缩，模样比铸件图样增大的数值；起模斜度：指为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱落。平行于起模方向 在模样或芯盒壁上的斜度，一般为0.5 -3；2、芯盒制造
10、型芯或其他类耐火材料芯所用的装备。（四）造型用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。分为手工造型、机器造 型和自动化造型。（五）造芯制造型芯的过程，是为了获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的安 放在型腔内部的铸型组元。（六）浇注系统和冒口浇注系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。通常由浇口杯、直浇 道、横浇道和内浇道组成；其作用：保证熔融的金属平稳、均匀、连续地充满型腔；阻止熔 渣、气体和砂粒随熔融金属进入型腔；控制逐渐冷凝收缩时所需补充的金属溶液（补缩）。冒口是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。除补缩外，冒口有时还起排气 和集渣的作用，一般设在铸件最
11、高处或最厚处。（七）合型将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过 程（又称合箱）。【小 结】：本次课程主要讲解了铸造的特点和分类，以及砂型铸造的砂型制作的过程。【小结】：本次课程主要是对机械制造工艺的发展情况以及机械制造工艺基础这门课程的性质和 任务、学习本门课程的基本要求做了介绍，并概述了生产过程等相关知识。目的是让学生对 本门课程和机械制造工艺在工作实践中的应用有初步了解。【布置作业】：机械制造工艺基础习题册备课人：总第3教案 1-2浇注、落砂和清理【教学目的】：了解铸件浇注、落砂及清理的工艺过程； 掌握铸件的外观检查及缺陷形成的原因； 了解几种特种铸造的工艺
12、特点述【教学重点】：铸件的外观检查及缺陷形成的原因【教学难点】：特种铸造【导入新课】：金属液浇入铸型时所测量到的温度称为浇注温度，是铸造过程必须 控制的质量指标之一。温度1-充型能力L温度不足，易产生浇不族和冷隔的 缺陷，温度过高，易产生缩松、缩孔、粗品、气孔等缺陷。灰铸铁（指具有片状 石墨的铸铁）的浇注温度一般在1340。【新授】：一、浇注1、浇注是将熔融的金属从浇包注入铸型的操作；浇包是容纳、输送和浇注 熔融金属用的容器。2、浇注对铸件质量的影响a、浇注温度的影响。b、浇注速度的影响单位时间内浇入铸型中的金属液质量称为浇注速度，用kg/s表示。浇注速 度应根据铸件的具体情况而定，可通过操纵
13、浇包和布置浇注系统进行控制。3、浇注的注意事项A、浇注前应把熔融金属表面的熔渣除尽以免流入铸型而影响质量；B、浇注时，必须使浇口杯保持充满，不允许浇注中断，并注意防止飞溅和 满溢。二、落砂和清理1、落砂和除芯落砂是用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作；除芯是从逐渐中去 除芯砂和芯骨的操作。2、落砂的方法手工落砂用于单件、小批量生产；机械落砂一般有落砂机进行，用于大批量生产。3、注意事项铸件在砂型内应该有足够的冷却时间。冷却的时间可根据逐渐的形状、大 小和壁厚确定。过早落砂，会因铸件冷却太快而使其应力增加，甚至变形开裂。4、清理清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇、冒口、
14、 飞翅和氧化皮）等过程的总称。5、清理的内容铸件上的浇口、浇道和冒口的清除：对于铸铁件可用铁锤敲去；铸钢件可用 气割切除；有色金属铸件则可用锯削除去。铸件上的粘砂、细小飞翅、氧化皮等可用喷砂或抛丸消砂、水力清砂、化学 清砂等方法予以清理。大量生产时多采用专用清理机械和设备进行清理。三、铸件的外观检查及缺陷铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量。铸件的外观质量检查项目 包括：铸件的表面粗糙度、表面缺陷、尺寸公差、形状偏差、质量偏差等。检查 铸件的表面质量，一般通过直接观察或使用有关量具、仪器等进行。铸件常见的缺陷：（一）、铸件中的缩孔与缩松1、缩孔与缩松的形成原因液态合金在冷凝过程中，液态收缩
15、和凝固收缩 的容积得不到补足而行成。（补缩）（1）缩孔。缩孔是形状不规则、孔壁粗糙并带有枝状品的空洞。通常在铸件上部，或最后凝固的部分（2）缩松缩松：分散在铸件某些区域内的细小缩孔缩松缺陷的部位在气密性试验时可能渗露形成过程与缩孔相似2、缩孔、缩松的防止占防止缩松、缩孔的措施：顺序凝固实现顺序凝固，就可实现“补缩”占实现顺序凝固的方法：设冒口，加冷铁等。占倾向于糊状凝固的合金，整个截面上有树枝状品架，难以避免显微缩松。（三）铸件中的气孔*铸件中的气孔是最常见的缺陷，气孔是表面比较光滑，呈梨形、圆形、 椭圆形的孔洞。一般不在铸件表面露出，大孔常孤立存在，小孔则成群出现。*产生原因：造型材料中水分过多或含有大量的发气物质、砂型和型心的透 气性差、浇注速度过快，是型腔中的气体来不及排出。（四）砂眼*铸件内部或表面带有沙粒的孔洞。*产生的原因：型砂强度不够、型砂
