金工實訓(xùn)金工實訓(xùn)“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書金工實訓(xùn)基礎(chǔ)知識單元一觀察與思考知識目標(biāo)：機(jī)械制造過程及其主要加工方法。金屬材料的力學(xué)性能和工藝性。常用鋼鐵材料的性能。常用測量工具的基本知識。安全生產(chǎn)。金工實訓(xùn)3觀察與思考能力目標(biāo)：掌握：常用量具的使用方法。了解：測量器具的保養(yǎng)。金工實訓(xùn)4單元一金工實訓(xùn)基礎(chǔ)知識1.1機(jī)械制造過程及其主要加工方法1.2金屬材料常識1.3常用鋼鐵材料1.4常用測量器具1.5安全生產(chǎn)金工實訓(xùn)5機(jī)械制造過程，是根據(jù)設(shè)計圖紙和工藝文件，將原材料用鑄造、鍛壓、沖壓、焊接等方法制成零件的毛坯（或半成品、成品），再經(jīng)切削加工制成零件，最后將零件裝配成合格的機(jī)械產(chǎn)品的過程。金工實訓(xùn)61.1機(jī)械制造過程及其主要加工方法1.1.1機(jī)械制造過程金工實訓(xùn)7機(jī)械制造過程機(jī)械制造過程1.生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備階段；2.毛坯制造階段；3.零件加工階段；4.產(chǎn)品檢測和裝配階段。1.1.2主要加工方法1.鑄造鑄造是把熔化的金屬澆注到具有和零件形狀相適的鑄型空腔中，待其冷卻凝固后獲得鑄件毛坯的方法。2.鍛造鍛造是將金屬加熱到一定溫度，利用沖擊力或壓力使其產(chǎn)生塑性變形而獲得鍛件毛坯的加工方法。金工實訓(xùn)81.1.2主要加工方法3.沖壓沖壓是利用裝在沖壓機(jī)床上的沖模，對金屬板料加壓，使之產(chǎn)生變形或分離，從而獲得零件或毛坯的加工方法。4.焊接焊接是利用加熱或加壓（或兩者并用）使兩部分分離的金屬形成原子間結(jié)合的一種不可拆卸的連接方法。金工實訓(xùn)91.1.2主要加工方法5.下料下料是將各種型材利用機(jī)鋸、氣割或剪切獲得零件坯料的一種方法。6.切削加工切削加工是用切削工具從毛坯或型材坯料上切去多余的材料，獲得幾何形狀、尺寸及表面粗糙度等方面均符合圖紙要求的零件的方法。金工實訓(xùn)101.1.2主要加工方法7.熱處理熱處理是將固態(tài)金屬在一定的介質(zhì)中加熱，保溫后以某種方式冷卻，以改變其整體或表面組織，從而獲得所需性能的工藝方法。8.裝配裝配是將零件按裝配工藝要求組裝，并經(jīng)過調(diào)試和檢驗等使之成為合格產(chǎn)品的過程。金工實訓(xùn)111.2金屬材料常識1.強(qiáng)度強(qiáng)度是指金屬材料在載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。強(qiáng)度指標(biāo)一般用單位面積所承受的載荷即力表示，符號為σ，單位為MPa。工程中常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。金工實訓(xùn)121.2.1金屬材料的力學(xué)性能

1.2.1金屬材料的力學(xué)性能

2.塑性塑性是指金屬材料在外力作用下發(fā)生塑性變形而不破壞的能力。工程中常用的塑性指標(biāo)有伸長率和斷面收縮率。金工實訓(xùn)13

1.2.1金屬材料的力學(xué)性能

3.硬度硬度是指金屬表面抵抗塑性變形和破壞的能力。常用的硬度試驗方法有布式硬度、洛式硬度和維式硬度三種。金工實訓(xùn)14

1.2.1金屬材料的力學(xué)性能

4.沖擊韌性金屬材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力稱為沖擊韌度，也稱為沖擊韌性。5.疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度指材料在一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。用符號σ-1表示。金工實訓(xùn)15

1.2.2金屬材料的工藝性能

1.鑄造性鑄造性是指金屬材料能否用鑄造方法制成優(yōu)質(zhì)鑄件的性能。2.鍛壓性鍛造性是指金屬材料在鍛壓加工過程中能否獲得優(yōu)良鍛壓件的性能。金工實訓(xùn)16

1.2.2金屬材料的工藝性能

3.焊接性焊接性主要指金屬材料在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。4.切削加工性用刀具對金屬材料進(jìn)行切削加工時的難易程度稱為切削加工性。金工實訓(xùn)17

1.3常用鋼鐵材料

碳鋼是含碳量﹤2.11%的鐵碳合金，由于其價格低廉，冶煉方便，工藝性能良好，應(yīng)用廣泛。1.常存雜質(zhì)元素對碳鋼性能的影響碳鋼中，碳是決定鋼性能的主要元素。但是，鋼中還含有少量的錳、硅、硫、磷等常見雜質(zhì)元素，他們對鋼的性能也有一定影響。金工實訓(xùn)181.3.1碳鋼

1.3常用鋼鐵材料

金工實訓(xùn)19金屬黑色金屬有色金屬鋼生鐵銅及其合金輕金屬及其合金其他有色金屬及其合金鋁、鈦、鎂及其合金鉛、錫及其合金鋅及其合金鎳、鈷及其合金2.分類

1.3常用鋼鐵材料

金工實訓(xùn)202.分類

3.碳鋼的牌號與應(yīng)用

金工實訓(xùn)21我國鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法標(biāo)準(zhǔn)號GB/T221采用漢語拼音字母、化學(xué)元素符號和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法表示。鋼號中化學(xué)元素采用國際化學(xué)符號表示，例如Si,Mn,Cr…等?；旌舷⊥猎赜谩癛E”（或“Xt”）表示。產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示。鋼中主要化學(xué)元素含量（%）采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。字母意義見下表總則名稱漢字符號字體位置名稱漢字符號字體屈服點屈Q大寫頭多層或高壓容器用鋼高層gc小寫沸騰鋼沸F大寫尾鑄鋼鑄鋼ZG大寫半鎮(zhèn)靜鋼半b小寫尾軋輥用鑄鋼鑄輥ZU大寫鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)Z大寫尾地質(zhì)鉆探鋼管用鋼地質(zhì)DZ大寫特殊鎮(zhèn)靜鋼特鎮(zhèn)TZ大寫尾電工用熱軋硅鋼電熱DR大寫氧氣轉(zhuǎn)爐（鋼）氧Y大寫中電工用冷軋無取向硅鋼電無DW大寫堿性空氣轉(zhuǎn)爐（鋼）堿J大寫中電工用冷軋取向硅鋼電取DQ大寫易切削鋼易Y大寫頭電工用純鐵電鐵DT大寫碳素工具鋼碳T大寫頭超級超C大寫滾動軸承鋼滾G大寫頭船用鋼船C大寫焊條用鋼焊H大寫頭橋梁鋼橋q小寫高級（優(yōu)質(zhì)鋼）高A大寫尾鍋爐鋼鍋g小寫特級特E大寫尾鋼軌鋼軌U小寫表1產(chǎn)品名稱、用途、特性個工藝方法表示符號質(zhì)量等級：A、B、C、D、E

1.3.2合金鋼

在冶煉碳鋼時有目的地加入一種或幾種合金元素所得到的具有特定性能的鋼，稱為合金鋼。合金鋼具有較高的力學(xué)性能、工藝性能或化學(xué)、物理性能。金工實訓(xùn)23

1.3.3鑄鐵

鑄鐵是指由鐵、碳、硅組成的合金系的總稱，在這些合金中，碳含量超過了在共晶溫度時奧氏體中的飽和含碳量。常用鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能，生產(chǎn)工藝簡便，成本低，所以應(yīng)用廣泛，通常機(jī)器的50%（以重量計）以上是鑄鐵件。金工實訓(xùn)24

1.4常用測量器具

測量是按照某種規(guī)律，用數(shù)據(jù)來描述觀察到的現(xiàn)象，即對事物作出量化描述。測量是對非量化實物的量化過程。測量的四個要素是測量對象、計量單位、測量方法、測量的準(zhǔn)確度。金工實訓(xùn)251.4.1長度測量金工實訓(xùn)1.鋼直尺2.卡鉗1.4.1長度測量金工實訓(xùn)3.游標(biāo)卡尺

3.游標(biāo)卡尺

游標(biāo)卡尺是機(jī)械加工中使用最廣泛的量具之一，是由毫米分度值的主尺和一段能滑動的游標(biāo)副尺構(gòu)成，它能夠把mm位下一位的估讀值較準(zhǔn)確地讀出來，是比鋼尺更準(zhǔn)確地測量儀器。它可以直接測量出工件的內(nèi)徑、外徑、中心距、寬度、長度和深度等。游標(biāo)讀數(shù)（或稱為游標(biāo)細(xì)分）原理是利用主尺刻線間距與游標(biāo)刻線間距的間距差實現(xiàn)的。金工實訓(xùn)281.4.1長度測量金工實訓(xùn)4.千分尺1.4.1長度測量金工實訓(xùn)5.百分表1.4.2常用角度量具金工實訓(xùn)1.直角尺1.4.2常用角度量具金工實訓(xùn)2.萬能角度尺

1.4.3量具的保養(yǎng)

（1）使用前必須用絨布將其擦干凈。（2）不能用精密量具去測量毛坯或運(yùn)動著的工件。（3）測量時不能用力過猛，過大，也不能測量溫度過高的工件。（4）不能將量具亂扔、亂放，更不能當(dāng)工具使用。（5）不能用臟油清洗量具，更不能注入臟油。（6）量具使用完后，將其擦洗干凈后涂油并放入專用的量具盒內(nèi)。金工實訓(xùn)33

1.5安全生產(chǎn)

1．學(xué)生進(jìn)入實訓(xùn)場所進(jìn)行實訓(xùn)，必須學(xué)習(xí)安全制度，并以適當(dāng)方式進(jìn)行必要的安全考核。2．不準(zhǔn)穿拖鞋、短褲或裙子參加實訓(xùn)，女同學(xué)須帶工作帽。實訓(xùn)時必須按工種要求戴防護(hù)用品。3．操作時必須精神集中，不準(zhǔn)與別人閑談，閱讀書刊和收聽收看廣播、手機(jī)等電子產(chǎn)品。4．不準(zhǔn)在車間內(nèi)追逐、打鬧、喧嘩。5．學(xué)生除在指定的設(shè)備上進(jìn)行實訓(xùn)外，其他一切設(shè)備、工具未經(jīng)同意不準(zhǔn)私自動用。金工實訓(xùn)34

1.5安全生產(chǎn)

6．現(xiàn)場教學(xué)和參觀時，必須服從組織安排，注意聽講，不得隨意走動。7．不準(zhǔn)在吊車吊物運(yùn)行路線上行走和停留。8．實訓(xùn)中如發(fā)生事故，應(yīng)立即拉下電門或關(guān)上有關(guān)開關(guān)，并保持現(xiàn)場，報告實訓(xùn)指導(dǎo)技術(shù)人員，查明原因，處理完畢后，方可再行實訓(xùn)。9．學(xué)生實訓(xùn)期間必須嚴(yán)格遵守本制度和各工種的安全操作規(guī)程，聽從指導(dǎo)教師的指導(dǎo)。金工實訓(xùn)35金工實訓(xùn)金工實訓(xùn)“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書鑄造實訓(xùn)單元二觀察與思考知識目標(biāo)：鑄造的基本概念及分類。掌握砂型鑄造的基本知識。了解特種鑄造方法。熟知鑄造車間安全守則。金工實訓(xùn)38觀察與思考能力目標(biāo)：掌握：典型零件的造型方法和操作要點。整模造型和分模造型的過程和特點。了解：活塊造型、挖沙造型方法。鑄造車間生產(chǎn)過程。金工實訓(xùn)39單元二鑄造實訓(xùn)金工實訓(xùn)402.1鑄造基本知識2.2砂型鑄造2.3特種鑄造2.4鑄造車間安全守則

2.1鑄造基本知識

將熔化后的金屬液澆注到鑄型中，待其凝固、冷卻后，獲得一定形狀的零件或零件毛坯的成型方法，稱為鑄造。鑄造獲得的毛坯或零件稱為鑄件，一般需經(jīng)機(jī)械加工后才能使用。鑄造在機(jī)械制造中的應(yīng)用十分廣泛。金工實訓(xùn)41

2.1.1鑄造的分類

1.砂型鑄造當(dāng)直接形成鑄型的原材料主要為型砂，且液態(tài)金屬完全靠重力充滿整個鑄型型腔時，這種鑄造方法稱為砂型鑄造。根據(jù)造型方法不同分為手工砂型鑄造和機(jī)器砂型鑄造。金工實訓(xùn)422.1.1鑄造的分類金工實訓(xùn)圖2.1齒輪毛坯的砂型鑄造

2.1.1鑄造的分類

2.特種鑄造凡是不同于砂型鑄造的所有方法，統(tǒng)稱為特種鑄造。如金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、熔模鑄造和低壓鑄造等。金工實訓(xùn)44

2.1.2鑄造的特點

1.成型方便且適應(yīng)性強(qiáng)2.成本較低3.鑄件的組織性能較差金工實訓(xùn)45

2.2砂型鑄造

金工實訓(xùn)462.2.1砂型鑄造的基本知識

1.型（芯）砂應(yīng)具備的性能

(1)強(qiáng)度,(2)透氣性,(3)耐火度,(4)退讓性,(5)可塑性金工實訓(xùn)47型砂濕度適當(dāng)時可用手捏成砂團(tuán)手放開時可看出清晰的手紋折斷時斷面沒有碎裂，同時有足夠的強(qiáng)度

2.型砂和型芯砂的制備

粘土砂的混制過程是先將新砂或舊砂（經(jīng)過篩去除雜物和團(tuán)塊）、粘土、附加物（煤粉等）按一定比例和順序加入到混砂機(jī)內(nèi)，經(jīng)2～3min碾壓、揉搓混合后，再加入適量水混碾5～12min。在混碾中粘土和水形成粘土膠體，以薄膜形式覆蓋在砂粒表面，使砂粒粘結(jié)起來，使型砂具有一定的強(qiáng)度和可塑性以及良好的透氣性?；旌玫恼惩辽皯?yīng)堆放4～5h，使粘土水分均勻（也稱調(diào)勻），使用前要進(jìn)行過篩或用松砂機(jī)松散后再用。金工實訓(xùn)483.模樣與芯盒金工實訓(xùn)2.2.2手工造型的基本操作金工實訓(xùn)手工造型常用工具2.2.2手工造型的基本操作金工實訓(xùn)型砂的組成

2.2.2手工造型的基本操作

金工實訓(xùn)52造型方法特

點名

稱模樣結(jié)構(gòu)和分型面砂

箱操

作應(yīng)用范圍按模樣特征分整模造型分模造型活塊造型挖砂造型假箱造型刮板造型整體模，分型面為平面分開模，分型面多為平面模樣上有妨礙起模的部分需要做成活塊整體模，鑄造的最大截面不在分型面處，需挖去阻礙起模的型砂才能取出模樣，分型面一般為曲面為免去挖砂操作，利用假箱代替挖砂部分用和鑄件截面相適應(yīng)的木板代替模樣，分型面為平面兩個砂箱兩到多箱兩到多箱兩到多箱兩到多箱兩個砂箱簡單較簡單較復(fù)雜，對工人的操作水平要求較高復(fù)雜對工人的操作水平要求較高對工人的操作水平要求較高較廣回轉(zhuǎn)類零件各種單件小批、中小件中小件單件、小批生產(chǎn)需挖砂、成批生產(chǎn)的鑄件大中型回轉(zhuǎn)類零件單件小批生產(chǎn)按砂箱特征分兩箱造型三箱造型各類模樣，分型面為平面或曲面鑄造中間截面較兩箱小，使用兩箱造型取不出模樣，所以必須采用分開模，分型面一般為平面，有兩個分型面兩個砂箱三個砂箱簡單對工人的操作水平要求較高，復(fù)雜較廣較廣手工造型方法的特點和應(yīng)用范圍1.整模造型金工實訓(xùn)整模造型的特點是：模型是整體的，鑄型的型腔一般只在下箱。如圖為整模造型的過程。整模造型適用于形狀簡單的鑄件，鑄件上通常有一個較大的平面。造型時，整個模樣能從分型面方便地取出。分模造型金工實訓(xùn)當(dāng)鑄件最大截面在中部，如做成整體模型，很難從鑄型中起模，因此可將模型在最大截面處分開，并用銷釘定位，進(jìn)行分模造型。2.3特種鑄造金工實訓(xùn)金屬型鑄造把液體金屬澆入用金屬制成的鑄型而獲得鑄件的方法稱為金屬型鑄造。一般的金屬型是用鑄鐵或耐熱鋼做成。2.3特種鑄造金工實訓(xùn)壓力鑄造壓力鑄造是將液體金屬在壓力下注入鑄型，經(jīng)冷卻凝固后，獲得鑄件的方法。2.3特種鑄造金工實訓(xùn)離心鑄造離心鑄造是將液體金屬澆入旋轉(zhuǎn)著的鑄型中，并在離心力的作用下凝固形成的鑄造方法，其原理如圖所示。2.3特種鑄造金工實訓(xùn)熔模鑄造用易熔材料制成的模樣和澆注系統(tǒng)的熔失而形成的無撥模斜度、無分型面、帶澆注系統(tǒng)的整體鑄型進(jìn)行鑄造的方法稱為熔模鑄造，又稱失臘鑄造、精密鑄造。2.3特種鑄造金工實訓(xùn)低壓鑄造利用較低的氣體壓力將金屬液壓入鑄型，并使金屬液在一定壓力下結(jié)晶凝固而成為鑄件的方法，稱為低壓鑄造。1-鑄型

2-型腔3-澆道；4-密封蓋5-進(jìn)氣管6-金屬液7-升液管8-坩堝

2.4鑄造車間安全守則

1．在車間行走和站立時，不要挨近鑄型。2．造型時不要用嘴吹型砂，以免砂粒飛入眼中。3．空箱應(yīng)放在指定地方，堆放要穩(wěn)定可靠，不要太高。4．造型工具應(yīng)放在工具箱內(nèi)，不能隨便亂放，實訓(xùn)完畢要把工具清理干凈。5．參加鑄鐵熔化或鋁合金熔化和澆注的學(xué)生，要做好一切防護(hù)工作，戴好防護(hù)用品（眼鏡、手套、腳套、工作服、安全帽）。金工實訓(xùn)60

2.4鑄造車間安全守則

6．出鐵（或鋁）時澆包要對準(zhǔn)出鐵（鋁）槽，以免飛濺傷人，包內(nèi)鐵水（或鋁水）不能過滿。7．澆注時應(yīng)對準(zhǔn)澆口，不能垂直去看澆、冒口是否澆滿，以免鐵（鋁）水濺出燙傷。8．不能使用濕的、生銹的及冷鐵去攪動鐵水或扒渣。9．抬運(yùn)鐵水包時步調(diào)應(yīng)一致，如有燙傷現(xiàn)象，應(yīng)沉著慢慢地放下，不能摔掉鐵水包，以免發(fā)生重大的工傷事故。10．清理鑄件時應(yīng)注意周圍環(huán)境，以免傷人。11．不可用手、腳觸及未冷卻的鑄件。金工實訓(xùn)61案例金工實訓(xùn)

兩箱造型訓(xùn)練，圖2.15所示為一常見的三通管鑄件圖，材質(zhì)為ZG230-450，鑄件的壁薄且均勻，鑄件不允許有裂紋、氣孔和夾雜等缺陷，鑄件的組織要求致密，壓力試驗時應(yīng)無滲漏現(xiàn)象。造型采用粘土砂，干型、干芯澆注。案例金工實訓(xùn)63序號工藝名稱工藝內(nèi)容操作過程1制作下砂型1.安放模樣和砂箱2.填砂和舂砂3.修整和翻型4.修整分型面1.把模樣下半安放在造型平板適當(dāng)?shù)奈恢?，安放下砂箱，并使模樣和砂箱?nèi)壁之間留有合適的吃砂量，若模樣容易粘附型砂，可在模樣表面撒上一層防粘模材料。2.在模樣的表面鏟卜一層面砂，安放冷鐵，用砂舂扁頭逐層舂實型砂，確保冷鐵位置準(zhǔn)確和穩(wěn)固，最后填入背砂并用風(fēng)動搗固器舂實，舂砂的緊實度要均勻適當(dāng)。3.用刮板刮去多余的背砂，使砂箱邊緣平齊，在砂型上用通氣針扎出通氣孔，翻轉(zhuǎn)下砂型。4.用鏝刀將模樣四周砂型表面光平壓實，撒上一層分型砂，并用手風(fēng)箱吹去模樣上的分型砂。2制作上砂型1.放置模樣上半和砂箱2.填砂和舂實3.修整1.按照上、下半模樣的定位裝置安放上半模樣，安放橫澆道澆口磚(若手工挖制橫澆道，可在適個位置放—木棒，以減少挖制工作量)，將上砂箱套放在下砂型上，再均勻地撒上一層防粘模材料。2.安放澆口模、冒口，加入面砂和背砂，用砂舂扁頭逐層舂實，加入背砂用風(fēng)動搗固器舂實。3.用刮板刮去多余的背砂，使砂型表面和砂箱邊緣平齊，用鏝刀光平澆冒口處型砂，扎出通氣孔，取出澆口模并在直澆道上端開挖澆口盆。若砂箱無定位裝置，則需在砂箱上作出定位記號。3開型和起模1.開型2.修整分型面3.起模1.敞開上砂型，翻轉(zhuǎn)放好。2.掃除分型砂，用水筆潤濕靠近模樣的型砂，開挖澆道。3.將模樣向四周松動，用起模釘將模樣從砂型中起出。4修型和上涂料1.修型2.插釘3.上涂料1.對起模時損壞的砂型進(jìn)行修補(bǔ)，壓實光平型腔表面，修出鑄造圓角。2.為防止鑄件產(chǎn)生裂紋，在圓弧交接處均勻地挖出一些防裂肋，并在澆冒口附近、砂型被損壞的修補(bǔ)處及圓弧防裂肋等處插鐵釘進(jìn)行加固。3.型腔和澆道修整合格后上涂料，光平型腔。兩箱造型過程金工實訓(xùn)金工實訓(xùn)“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書鍛壓實訓(xùn)單元三觀察與思考知識目標(biāo)：1．掌握簡單自由鍛件的操作技能和鍛壓生產(chǎn)安全技術(shù)。2．理解鍛壓安全生產(chǎn)的重要性和鍛壓勞動保護(hù)措施。金工實訓(xùn)1觀察與思考能力目標(biāo)：掌握：鍛壓生產(chǎn)常用設(shè)備、工具的使用方法和自由鍛的基本操作技能。了解：鍛壓的基本生產(chǎn)方式、鍛件加熱及缺陷防止措施。金工實訓(xùn)2鍛壓基本知識3.13.1.1概述鍛壓是在外力作用下使金屬材料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀和尺寸的毛坯或零件的加工方法。它是機(jī)械制造中的重要加工方法。鍛壓包括鍛造和沖壓。鍛造又可分為自由鍛造和模型鍛造兩種方式。自由鍛還可分為手工鍛和機(jī)器鍛兩種。金工實訓(xùn)43.1.2坯料加熱與鍛件冷卻1.坯料加熱的目的和要求目的：提高金屬的塑性和降低其變形抗力，即提高金屬的可鍛性。要求：在保證坯料均勻熱透的前提下，用最短的時間加熱到所需溫度，以減少金屬的氧化和燃料的消耗。金工實訓(xùn)53.1.2坯料加熱與鍛件冷卻2.鍛造溫度范圍坯料的始鍛溫度）和終鍛溫度之間的溫度間隔，稱為鍛造溫度范圍（見表3.1）。表3.1常用鋼材的鍛造溫度范圍金工實訓(xùn)鋼

類始鍛溫度/℃終鍛溫度/℃鋼

類始鍛溫度/℃終鍛溫度/℃碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼合金工具鋼1200～12501150～12001050～11501050～1150800800～850750～800800～850高速工具鋼耐

熱

鋼彈

簧

鋼軸

承

鋼1100～11501100～11501100～11501080900800-850800-85080063.1.2坯料加熱與鍛件冷卻3.鍛造溫度的控制方法（1）溫度計法

熱電偶溫度計、光學(xué)高溫計（2）目測法

主要以火色鑒別法鑒別溫度，見表3.2。表3.2碳鋼溫度與火色的關(guān)系金工實訓(xùn)火色黃白淡黃黃淡紅櫻紅暗紅赤褐溫度（℃）13001200110090080070060073.1.3加熱方法與加熱設(shè)備

金屬坯料的加熱，按照所采用的熱源，可分為火焰加熱和電加熱兩大類。

1.火焰加熱采用煤炭、焦炭、柴油、煤氣做燃料，當(dāng)燃料燃燒時，產(chǎn)生含有大量熱能的高溫火焰將金屬加熱。金工實訓(xùn)83.1.3加熱方法與加熱設(shè)備（1）手鍛爐

在鍛工實訓(xùn)中常用的是以煙煤為燃料的手鍛爐，如圖3.1所示。（2）重油爐和煤氣爐兩種爐分別以重油和煤氣為燃料，結(jié)構(gòu)基本相同，僅噴嘴結(jié)構(gòu)有異，如圖3.2所示。金工實訓(xùn)93.1.3加熱方法與加熱設(shè)備2.電加熱電加熱是利用電流通過電熱元件產(chǎn)生的電阻熱為熱源，通過輻射和對流將坯料加熱的，爐子通常作成箱形，如圖3.3所示。金工實訓(xùn)103.1.3加熱方法與加熱設(shè)備金工實訓(xùn)圖3.1手鍛爐結(jié)構(gòu)示意圖圖3.2室式重油爐示意圖

圖3.3箱式電阻爐示意圖

1-踏桿（控制爐門升降）2-爐門3-裝料、出料爐口4-電熱體5-加熱室3.1.3加熱方法與加熱設(shè)備

接觸加熱是利用變壓器產(chǎn)生的大電流通過金屬坯料，坯料因自身的電阻熱而得到升溫，如圖3.4所示。感應(yīng)加熱是用交變電流通過感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場，使置于線圈中的坯料內(nèi)部產(chǎn)生交變渦流而升溫，如圖3.5所示。金工實訓(xùn)123.1.3加熱方法與加熱設(shè)備金工實訓(xùn)圖3.4接觸電加熱原理圖3.5感應(yīng)電加熱原理3.1.4加熱缺陷及防止措施金工實訓(xùn)

由于加熱不當(dāng)，鍛件在加熱時可出現(xiàn)多種缺陷，鍛件常見的加熱缺陷見表3-3。名稱實

質(zhì)危

害防止（減少）措施氧化坯料表面鐵元素氧化燒損材料；降低鍛件精度和表面質(zhì)量；減少模具壽命在高溫區(qū)減少加熱時間；采用控制爐氣成分的少無氧化加熱或電加熱等脫碳坯料表面碳分氧化降低鍛件表面硬度，表層易產(chǎn)生龜裂過熱加熱溫度過高，停留時間長造成晶粒大鍛件力學(xué)性能降低，須再經(jīng)過鍛造或熱處理才能改善控制加熱溫度，減少高溫加熱時間過燒加熱溫度接近材料熔化溫度，造成晶粒界面雜質(zhì)氧化坯料一鍛即碎，只得報廢裂紋坯料內(nèi)外溫差太大，組織變化不勻造成材料內(nèi)應(yīng)力過大坯料產(chǎn)生內(nèi)部裂紋，報廢某些高碳或大型坯料，開始加熱時應(yīng)緩慢升溫表3.3鍛件常見的加熱缺陷143.1.5鍛件冷卻金工實訓(xùn)

鍛件冷卻是保證鍛件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。常用的冷卻方法有三種。1.空冷2.坑冷3.爐冷15自由鍛3.23.2自由鍛金工實訓(xùn)自由鍛造是利用沖擊力或壓力使金屬在上下砧面間各個方向自由變形，不受任何限制而獲得所需形狀及尺寸和一定機(jī)械性能的鍛件的一種加工方法，簡稱自由鍛。分類：手工自由鍛、機(jī)器自由鍛173.2.1自由鍛的特點金工實訓(xùn)1.具有很大的通用性，且工具簡單，操作強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低；2.自由鍛可以鍛出質(zhì)量從不到1kg到200～300t的鍛件。對大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法。3.自由鍛鍛件精度低，表面質(zhì)量差，金屬消耗較多。

183.2.2手工自由鍛工具及動作金工實訓(xùn)

1.手工自由鍛工具

利用簡單的手工工具，使坯料產(chǎn)生變形而獲得的鍛件方法，稱手工自由鍛。手工鍛造工具如圖3.6所示。193.2.2手工自由鍛工具及動作金工實訓(xùn)圖3.6手鍛工具（a）鐵砧（b）鐵錘（c）成型工具（d）夾持工具（e）切割工具（f）測量工具3.2.2手工自由鍛工具及動作金工實訓(xùn)（1）支持工具：如羊角砧、雙角砧、球面砧和花面砧等；

（2）鍛打工具：如各種大錘和手錘。大錘分為直頭、橫頭、平頭三種；手錘有圓頭、直頭、橫頭三種，以圓頭用得最多。（3）成型工具：如沖子及各種型錘（方平錘、窄平錘、小平錘、摔錘等）；（4）夾持工具：各種形狀的鉗子；（5）切割工具：各種鏨子及切刀；

（6）測量工具：鋼直尺、內(nèi)外卡鉗等。213.2.2手工自由鍛工具及動作金工實訓(xùn)

2.手工自由鍛的基本動作

（1）鍛擊姿勢

手工自由鍛時，操作者站離鐵砧約半步，右腳在左腳后半步，上身稍向前傾，眼睛注視鍛件的鍛擊點。左手握住鉗桿的中部，右手握住手錘柄的端部，指示大錘的錘擊。鍛擊過程，必須將鍛件平穩(wěn)地放置在鐵砧上，并且按鍛擊變形需要，不斷將鍛件翻轉(zhuǎn)或移動。223.2.2手工自由鍛工具及動作金工實訓(xùn)

（2）鍛擊方法

手工自由鍛時，持錘鍛擊的方法可有：

手揮法

主要靠手腕的運(yùn)動來揮錘鍛擊；

肘揮法

手腕與肘部同時作用、同時用力；臂揮法

手腕、肘和臂部一起運(yùn)動。233.2.2手工自由鍛工具及動作金工實訓(xùn)（3）鍛造過程嚴(yán)格注意做到“六不打”：1）低于終鍛溫度不打；2）鍛件放置不平不打；3）沖子不垂直不打；4）剁刀、沖子、鐵砧等工具上有油污不打；5）鐓粗時工件彎曲不打；6）工具、料頭易飛出的方向有人時不打。243.2.3機(jī)器自由鍛設(shè)備、工具及動作金工實訓(xùn)空氣錘的型號（用漢語拼音字母和數(shù)字表示）空氣錘的規(guī)格是用落下部分的質(zhì)量來表示，一般為50～1000kg。253.2.3機(jī)器自由鍛設(shè)備、工具及動作金工實訓(xùn)

1.空氣錘的結(jié)構(gòu)原理空氣錘是由錘身、雙缸、傳動機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、落下部分和錘砧等幾個部分組成，如圖3.7a所示。空氣錘工作原理如圖3.7b所示。

263.2.3機(jī)器自由鍛設(shè)備、工具及動作金工實訓(xùn)圖3.7空氣錘1-工作缸2-旋閥3-壓縮缸4-手柄5-錘身6-減速機(jī)構(gòu)7-電動機(jī)

8-腳踏桿9-砧座10-砧墊11-下砧塊12-上砧塊13-錘桿14-工作活塞15-壓縮活塞16-連桿17-上旋閥18-下旋閥（a）外形圖（b）工作原理3.2.3機(jī)器自由鍛設(shè)備、工具及動作金工實訓(xùn)

2.機(jī)器自由鍛工具機(jī)器自由鍛造與手工自由鍛造工具類似，如圖3.8所示。

摔子壓肩摔子剁墊鉗手刻模壓鐵剁刀沖子墊環(huán)圖3.8機(jī)鍛工具283.2.3機(jī)器自由鍛設(shè)備、工具及動作金工實訓(xùn)

3.機(jī)器自由鍛的基本動作（1）空轉(zhuǎn)（空行程）如圖3.9a所示；

（2）錘頭懸空如圖3.9b所示；

（3）壓錘（壓緊鍛件）如圖3.9c所示；

（4）連續(xù)打擊（輕打或重打）如圖3.9d所示；（5）單次打擊（輕打或重打）。

29圖3.9空氣錘壓縮空氣氣路示意圖1、2—接通壓縮缸和工作缸上氣道；4、5--接通壓縮缸和工作缸的下氣道；3、6—接通大氣的氣道；7、8—止回閥

（a）空轉(zhuǎn)時（b）懸空時（c）壓錘時（d）連續(xù)擊打時3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

自由鍛的基本工序有鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移和切割，以前三種工序應(yīng)用最多。

1.鐓粗鐓粗是使坯料的截面增大，高度減小的鍛造工序。鐓粗有完全鐓粗、局部鐓粗和墊環(huán)鐓粗等三種方式。如圖3.10所示。313.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

（a）完全鐓粗（b）局部鐓粗（a）鐓彎的產(chǎn)生（b）鐓彎的矯正圖3.10鐓粗圖3.11鐓彎的產(chǎn)生和矯正3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

鐓粗的一般規(guī)則、操作方法及注意事項如下：（1）被鐓粗坯料的高度與直徑（或邊長）之比應(yīng)小于2.5～3，否則會鐓彎（圖3.11a）。工件鐓彎后應(yīng)將其放平，輕輕錘擊矯正（圖3.11b）。（2）鐓粗的兩端面要平整且與軸線垂直，否則可能會產(chǎn)生鐓歪現(xiàn)象。矯正鐓歪的方法是將坯料斜立，輕打鐓歪的斜角，然后放正，繼續(xù)鍛打（圖3.12）。333.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

（3）錘擊應(yīng)力量足夠，否則就可能產(chǎn)生細(xì)腰形，如圖3.13a所示。若不及時糾正，繼續(xù)鍛打下去，則可能產(chǎn)生夾層，使工件報廢，如圖3.13b所示。343.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)（a）（b）（c）（a）細(xì)腰形（b）夾層圖3.12鐓歪的產(chǎn)生和矯正圖3.13細(xì)腰形及夾層的產(chǎn)生3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

2.拔長拔長是使坯料長度增加，橫截面減少的鍛造工序，又稱延伸或引伸，如圖3.14所示。拔長用于鍛制長而截面小的工件，如軸類、桿類和長筒形零件。（a）拔長（b）局部拔長（c）心軸拔長圖3.14拔長363.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

拔長的一般規(guī)則，操作方法及注意事項：

（1）拔長過程中要將毛坯料不斷反復(fù)地翻轉(zhuǎn)90°，并沿軸向送進(jìn)操作，如圖3.15a所示。螺旋式翻轉(zhuǎn)拔長如圖3.15b所示，是將毛坯沿一個方向作90°翻轉(zhuǎn)，并沿軸向送進(jìn)的操作。單面順序拔長如圖3.15c所示，是將毛坯沿整個長度方向鍛打一遍后，再翻轉(zhuǎn)90°，同樣依次沿軸向送進(jìn)操作。373.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)（a）反復(fù)翻轉(zhuǎn)拔長（b）螺旋式翻轉(zhuǎn)拔長（c）單面順序拔長圖3.15拔長時鍛件的翻轉(zhuǎn)方法3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

（2）拔長時，坯料應(yīng)沿抵鐵的寬度方向送進(jìn)，每次的送進(jìn)量應(yīng)為抵鐵寬度的0.3～0.7倍（圖3.16a）。送進(jìn)量太大，金屬主要向?qū)挾确较蛄鲃樱炊档脱由煨剩▓D3.16b）。送進(jìn)量太小，又容易產(chǎn)生夾層（圖3.16c）。另外，每次壓下量也不要太大，壓下量應(yīng)等于或下于送進(jìn)量，否則也容易產(chǎn)生夾層。393.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)（a）送進(jìn)量合適（b）送進(jìn)量太大、拔長率降低（c）送進(jìn)量太小、產(chǎn)生夾層圖3.16拔長時送進(jìn)方向和進(jìn)給量3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

（3）由大直徑的坯料拔長到小直徑的鍛件時，應(yīng)把坯料先鍛成正方形，在正方形的截面下拔長，到接近鍛件的直徑時，再倒棱，滾打成圓形，這樣鍛造效率高，質(zhì)量好。如圖3.17所示。

圖3.17大直徑坯料拔長時的變形過程413.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

（4）鍛制臺階軸或帶臺階的方形、矩形截面的鍛件時，在拔長前應(yīng)先壓肩。壓肩后對一端進(jìn)行局部拔長即可鍛出臺階。如圖3.18所示。（5）鍛件拔長后須進(jìn)行修整，修整方形或矩形鍛件時，應(yīng)沿下抵鐵的長度方向送進(jìn)，如圖3.19a所示，以增加工件與抵鐵的接觸長度。拔長過程中若產(chǎn)生翹曲應(yīng)及時翻轉(zhuǎn)180°輕打校平。圓形截面的鍛件用型錘或摔子修整，如圖3.19b所示。423.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)（a）方料壓肩

（b）圓料壓肩

（a）方形、矩形面的修整

（b）圓形截面的修整圖3.18壓肩圖圖3.19拔長后的修整3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

3.沖孔（1）單面沖孔：對于較薄工件沖孔時，將工件放在漏盤上，沖子大頭朝下，漏盤的孔徑和沖子的直徑應(yīng)有一定的間隙，如圖3.20所示。（2）雙面沖孔：鐓粗；試沖（找正中心沖孔痕）；撒煤粉；沖孔，即沖孔到鍛件厚度的2/3～3/4；翻轉(zhuǎn)180°找正中心；沖除連皮；如圖3.21所示。修整內(nèi)孔；修整外圓。443.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)圖3.20單面沖孔圖3.21雙面沖孔3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

4.錯移將毛坯的一部分相對另一部分上、下錯開，但仍保持這兩部分軸心線平行的鍛造工序，錯移常用來鍛造曲軸。錯移前，毛坯須先進(jìn)行壓肩等輔助工序，如圖3.22所示。（a）壓肩（b）鍛打（c）修整圖3.22錯移463.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

5.切割切割是使坯料分開的工序，如切去料頭、下料和切割成一定形狀等。方形截面的切割是先將剁刀垂直切入鍛件，至快斷開時，將工件翻轉(zhuǎn)180°，再用剁刀或克棍把工件截斷，如圖3.23a所示。切割圓形截面鍛件時，要將鍛件放在帶有圓凹槽的剁墊上，邊切邊旋轉(zhuǎn)鍛件，如圖3.23b所示。473.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

（a）方料的切割（b）圓料的切割圖3.23切割3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

6.彎曲使坯料彎成一定角度或形狀的鍛造工序稱為彎曲。彎曲用于鍛造吊鉤、鏈環(huán)、彎板等鍛件。在空氣錘上進(jìn)行彎曲時，將坯料夾在上下砥鐵間，使欲彎曲的部分露出，用手錘或大錘將坯料打彎，如圖3.24a所示?；蚪柚诔尚蛪|鐵、成型壓鐵等輔助工具使其產(chǎn)生成型彎曲，如圖3.24b所示。493.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)（a）角度彎曲（b）成形彎曲圖3.24彎曲3.2.4自由鍛的基本工序及操作金工實訓(xùn)

7.扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)是將毛坯的一部分相對于另一部分繞其軸心線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序，如圖3.25所示。鍛造多拐曲軸、連桿、麻花鉆等鍛件和校直鍛件時常用這種工序。

圖3.25扭轉(zhuǎn)513.2.5典型工件自由鍛工藝過程示例金工實訓(xùn)

齒輪軸自由鍛工藝過程見表3.452表3.4齒輪軸自由鍛工藝過程表3.4齒輪軸自由鍛工藝過程模型鍛造3.33.3.1錘上模鍛金工實訓(xùn)1.設(shè)備錘上模鍛是將上模固定在錘頭上，下模固定在模墊上，通過隨錘頭上下做往復(fù)運(yùn)動的上模，對在于下模中的金屬坯料施以直接鍛擊，來獲取鍛件的鍛造方法。一般工廠企業(yè)中主要使用蒸汽-空氣模鍛錘，如圖3.26所示。563.3.1錘上模鍛金工實訓(xùn)（a）模鍛錘外形（b）模鍛錘結(jié)構(gòu)圖3.26蒸汽—空氣模鍛錘1—砧座；2—下模；3—錘頭；4—氣缸；5—活塞；6—錘桿；7—上模3.3.1錘上模鍛金工實訓(xùn)2.鍛模錘上模鍛用的鍛模是由帶燕尾的上模2和下模下模4組成，如圖3.27所示。下模4用緊固楔鐵7固定在模墊5上，上模2通過緊固楔鐵10固定在錘頭1上一起做上下往復(fù)運(yùn)動。583.3.2胎模鍛金工實訓(xùn)1.胎模鍛的特點及應(yīng)用優(yōu)點：模具制造簡便、鍛件質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、能鍛造形狀較復(fù)雜的鍛件。缺點：加工余量及精度差，壽命低，勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)率低。593.3.2胎模鍛金工實訓(xùn)2.胎模鍛的種類鍛造胎膜的結(jié)構(gòu)形式很多，圖3.28為幾種常見的胎膜。圖3.28常見的胎膜（a）扣模（b）開式套膜（c）閉式套膜（d）合模603.3.2胎模鍛金工實訓(xùn)（1）扣模圖3.28a所示，扣模由上、下扣組成?；蛑挥邢驴?，上扣用上抵鐵代替。在扣模中鍛造時，坯料不需要轉(zhuǎn)動，扣形后翻轉(zhuǎn)90o以平整側(cè)面?？勰Ｓ糜诰哂衅街眰?cè)面的非回轉(zhuǎn)體鍛件的成形或為合模制坯。613.3.2胎模鍛金工實訓(xùn)（2）套模套膜有開閉套膜（圖3.28b）和閉式套膜（3.28c）兩種。開式套膜只有下模，上模以上抵鐵代替，用于回轉(zhuǎn)體鍛件的最終成形或制坯。（3）合模如圖3.28d所示，合模由上模、下模及導(dǎo)向裝置組成，適用于各類鍛件的最終成形，尤其適用于形狀較復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體鍛件。623.3.2胎模鍛金工實訓(xùn)3.胎模鍛舉例圖3.29是一個法蘭的鍛件圖，其胎膜鍛造過程如圖3.30所示。（a）下料加熱（b）鐓粗（c）套膜中終斷（d）沖除連皮圖3.30法蘭毛坯的胎模鍛過程圖3.29法蘭鍛件圖633.3.3壓力機(jī)上模鍛金工實訓(xùn)用于模鍛生產(chǎn)的壓力機(jī)有摩檫壓力機(jī)、平鍛機(jī)、曲柄壓力機(jī)、水壓機(jī)等。表3.5中對上述壓力機(jī)上模鍛工藝方法的特點作了具體的歸納。64鍛造方法設(shè)備類型工藝特點應(yīng)用結(jié)構(gòu)特點摩檫壓力機(jī)上模鍛摩檫壓力機(jī)滑塊行程可控，速度為0.5～1.0m/s，帶有頂料裝置，機(jī)架受力，行程次數(shù)少，傳動效率低特別適合于鍛造低塑性合金鋼和非鐵金屬；簡化了磨具設(shè)計與制造，同時可鍛造更復(fù)雜的鍛件；可實現(xiàn)輕、重打，能進(jìn)行多次鍛打，還可進(jìn)行彎曲、精壓、切飛邊、沖連皮、校正等工序中小型鍛件的小批和中批生產(chǎn)曲柄壓力機(jī)上模鍛曲柄壓力機(jī)

滑塊行程固定，無振動、噪聲小，合模準(zhǔn)確，有頂桿裝置，設(shè)備剛度好金屬在模膛中一次成型，氧化皮不易除掉，終鍛前常采用預(yù)成型及預(yù)鍛工步，不易拔長，滾擠，可進(jìn)行局部鐓粗，鍛件精度較高，模鍛斜度小，生產(chǎn)率高，適合軸類鍛件大批量生產(chǎn)平鍛機(jī)上模鍛平鍛機(jī)滑塊水平運(yùn)動，行程固定，具有互相垂直的兩組分模面，無頂出裝置，合模準(zhǔn)確，設(shè)備剛度好擴(kuò)大了模鍛適用范圍，金屬在模膛中一次成型，鍛件精度較高，生產(chǎn)率高，材料利用率高，適合鍛造帶頭的桿類和有孔的各種合金鍛件，對非回轉(zhuǎn)體及中心不對稱鍛件較難鍛造。大批量生產(chǎn)水壓機(jī)上模鍛水壓機(jī)行程不固定，工作速度為0.1～0.3m/s，無振動，有頂桿裝置可一次壓成，適合于鍛造鎂鋁合金大鍛件、深孔鍛件，不太適合于鍛造小尺寸鍛件大批量生產(chǎn)表3.5壓力機(jī)上模鍛工藝方法的特點金工實訓(xùn)案例齒輪坯自由鍛工藝過程，具體過程如表3.6所示。

66表3.6齒輪坯自由鍛工藝過程鍛件名稱齒輪毛坯工藝類型自由鍛材料45號鋼設(shè)備65kg空氣錘加熱次數(shù)1次鍛造溫度范圍850～1200℃鍛件圖坯料圖序號工序名稱工序簡圖使用工具操作工藝1鐓粗火鉗鐓粗漏盤控制鐓粗后的高度為鐓粗漏盤的45mm。2沖孔火鉗鐓粗漏盤沖子沖子漏盤1.注意沖子對中。2.采用雙面沖孔，左圖為工伴翻轉(zhuǎn)后將孔沖透的情況。3修正外圓火鉗沖子邊輕打邊旋轉(zhuǎn)鍛伴件，使外圓清除鼓形，并達(dá)到Φ92±1mm。4修整平面火鉗輕打（如端面不平還要邊打邊轉(zhuǎn)動鍛件），使鍛件厚度達(dá)到44±1mm。表3.6齒輪坯自由鍛工藝過程鍛件名稱齒輪毛坯工藝類型自由鍛材料45號鋼設(shè)備65kg空氣錘加熱次數(shù)1次鍛造溫度范圍850～1200℃鍛件圖坯料圖序號工序名稱工序簡圖使用工具操作工藝小結(jié)金工實訓(xùn)

本章主要介紹了鍛壓生產(chǎn)的基本知識，自由鍛造、模型鍛造的基本知識及自由鍛造設(shè)備、工具、工藝過程。（1）各種鍛造工藝過程都包括加熱、成形和冷卻三個階段。（2）自由鍛造變形阻力相對較小，故設(shè)備所需噸位較模鍛小。但鍛件的尺寸精度低，生產(chǎn)率低，對操作者技術(shù)水平要求較高。69小結(jié)金工實訓(xùn)適合于形狀較簡單的單件或小批生產(chǎn)件和大型鍛件的生產(chǎn)。（3）模型鍛造變形阻力較大，故設(shè)備所需噸位較大?？慑懗鲂螤畋容^復(fù)雜的鍛件，鍛件尺寸精度、表面質(zhì)量及力學(xué)性能較高，材料利用率、生產(chǎn)率較高，但模具費用較高，主要用于中、小件的大批量生產(chǎn)。70金工實訓(xùn)金工實訓(xùn)“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書焊接實訓(xùn)單元四觀察與思考知識目標(biāo)：1.掌握防止觸電及防止火災(zāi)、爆炸、中毒、輻射及特殊環(huán)境焊接的安全技術(shù)措施。2.理解焊接安全生產(chǎn)的重要性和焊接勞動保護(hù)措施。金工實訓(xùn)1觀察與思考能力目標(biāo)：掌握：1.焊條電弧焊設(shè)備的使用及焊接材料的選用。2.焊條電弧焊與氣焊的基本操作技能及安全生產(chǎn)要領(lǐng)。金工實訓(xùn)2觀察與思考了解：1．常見焊接接頭形式，焊縫空間位置及坡口形式。2.常見焊接缺陷產(chǎn)生的主要原因。金工實訓(xùn)3焊接工藝基礎(chǔ)4.14.1焊接工藝基礎(chǔ)焊接是被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程(如圖4.1)。金工實訓(xùn)54.1焊接工藝基礎(chǔ)金工實訓(xùn)圖4.1焊接示意圖4.1焊接工藝基礎(chǔ)焊接時，被連接工件的接頭叫做焊接接頭。焊接接頭由母材、焊縫、熔合線和熱影響區(qū)三部分組成(如圖4.2)。金工實訓(xùn)7圖4.2焊接接頭示意圖1-焊縫2-熔合區(qū)3-熱影響區(qū)4-母材4.1.1焊接方法分類金工實訓(xùn)按照焊接過程金屬所處的狀態(tài)不同，可分為熔焊、壓力焊、釬焊三大類，如圖4.3所示：圖4.3主要焊接方法分類框圖84.1.1焊接方法分類金工實訓(xùn)1.熔化焊將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法。2.壓力焊對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。3.釬焊采用比母材金屬熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實現(xiàn)連接焊件的方法。94.1.2焊接特點金工實訓(xùn)（1）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量，簡化復(fù)雜零件和大型零件的制造；（2）適應(yīng)性好，可實現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)；（3）滿足特殊連接要求，可實現(xiàn)不同材料間的連接成型；（4）降低勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，焊接結(jié)構(gòu)外形平穩(wěn)，加工余量少；（5）焊接過程易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。優(yōu)點：104.1.2焊接特點金工實訓(xùn)缺點：（1）焊接會產(chǎn)生焊接應(yīng)力及焊接變形，影響結(jié)構(gòu)的承載能力；加工精度和尺寸穩(wěn)定性差。（2）焊接結(jié)構(gòu)不可拆卸，易產(chǎn)生焊接缺陷，裂紋、未焊透、未熔合、夾渣、氣孔等；（3）焊接過程會產(chǎn)生高溫、強(qiáng)光以及一些有毒氣體，對人體有一定損害。11焊條電弧焊4.24.2焊條電弧焊金工實訓(xùn)13焊條電弧焊（簡稱手弧焊）是利用焊條與焊件之間產(chǎn)生的電弧熱，將焊件和焊條熔化，冷卻凝固后獲得牢固的焊接接頭的一種手工焊接方法，焊接原理如圖4.4所示。4.2焊條電弧焊金工實訓(xùn)圖4.4焊條電弧焊原理圖4.2.1特點金工實訓(xùn)（1）工藝簡單，操作靈活；（2）可焊接多種金屬；（3）設(shè)備簡單，成本低；（4）生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定。154.2.2焊條電弧焊設(shè)備金工實訓(xùn)焊條電弧焊主要設(shè)備是電焊機(jī)，它實際上是一種弧焊電源。種類：交流弧焊電源（弧焊變壓器）、直流弧焊電源（弧焊整流器）。其中常用的焊接電源見圖4.5、4.6所示。164.2.2焊條電弧焊設(shè)備金工實訓(xùn)

圖4.5交流弧焊電源圖

1-外電源2-刀開關(guān)3-熔體4-電源電纜線5-調(diào)節(jié)手柄6-地線接頭7-焊鉗8-焊條9-焊件10-焊接電纜線11-粗調(diào)電流接線板12-電流指示表

4.2.2焊條電弧焊設(shè)備金工實訓(xùn)

圖4.6直流弧焊電源1-外電源2-刀開關(guān)3-熔體4-電流指示表

5-電流調(diào)節(jié)器6-電源開關(guān)7-焊鉗8-焊條

9-焊件10-焊接電纜線11-電源電纜線4.2.2焊條電弧焊設(shè)備金工實訓(xùn)弧焊機(jī)正、負(fù)兩極與焊條、焊件有兩種不同的接線法：將焊件接到弧焊機(jī)正極，焊條接至負(fù)極，這種接法稱正接；反之，將焊件接到負(fù)極，焊條接至正極，稱為反接（如圖4.7）（a）直流正接（b）直流反接圖4.7直流弧焊電源接法194.2.3焊條金工實訓(xùn)焊條是供焊條電弧焊使用的焊接材料（如圖4.8）。焊條由焊芯和藥皮組成。圖4.8焊條204.2.3焊條金工實訓(xùn)1.焊芯作用：導(dǎo)電，產(chǎn)生電??；2.藥皮作用：穩(wěn)弧、造氣、造渣、滲合金、套筒保護(hù)、脫氧、脫硫、脫磷214.2.3焊條金工實訓(xùn)◎

碳鋼焊條、低合金鋼焊條—J◎

不銹鋼焊條—A；

◎堆焊焊條—D；

◎

鑄鐵焊條—Z；◎

銅及銅合金焊條—T；◎

鋁及鋁合金焊條—L；◎酸性焊條◎堿性焊條3.分類224.2.3焊條金工實訓(xùn)4.電焊條的表示方法234.2.4焊條電弧焊常用工具金工實訓(xùn)渣錘角磨機(jī)（手提砂輪機(jī)：電動/氣動）護(hù)手套地線夾244.2.5焊接工藝參數(shù)金工實訓(xùn)1.焊條直徑：見表4-1。厚度越大，焊條直徑應(yīng)越粗。還要綜合考慮接頭形式、焊縫空間位置等。如T型接頭應(yīng)比對接接頭使用的焊條粗些，立焊、橫焊等空間位置比平焊時所選的應(yīng)細(xì)些。立焊最大直徑不超過5mm，仰焊直徑不超過4mm。焊件厚度234～56～12≥13焊條直徑23.23.2～44～54～6表4-1焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系254.2.5焊接工藝參數(shù)金工實訓(xùn)

2.焊接電流:增加焊接電流，則焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度幾乎保持不變，見表4-2。表4-2各種焊條直徑與電流參考值焊條直徑/mm1.62.02.53.24.05.06.0焊接電流/A25～4040～6550～80100～130160～210260～270260～300264.2.5焊接工藝參數(shù)金工實訓(xùn)還可根據(jù)下面的經(jīng)驗公式選擇焊接電流。I=（30～55）d其中：I--焊接電流（A）d--焊條直徑（mm）274.2.5焊接工藝參數(shù)金工實訓(xùn)3.電弧電壓:電弧電壓主要決定弧長。電弧長，電弧電壓高。4.焊接速度:焊接速度是單位時間內(nèi)完成的焊縫長度。手弧焊時，焊接速度由焊工憑經(jīng)驗掌握。5.焊接層數(shù)厚板焊接時，必須采用多層焊或多層多道焊。每層焊道厚度≤4～5mm。284.2.6焊接接頭形式及坡口金工實訓(xùn)

1.焊接接頭形式焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)統(tǒng)稱為焊接接頭。對接接頭、搭接接頭、角接接頭、T形接頭是應(yīng)用最廣的四種接頭。如圖4.9所示。

（a）對接接頭（b）搭接接頭（c）角接接頭（d）T型接頭

圖4.9焊接接頭形式29（c）X形坡口（b）V形坡口（a）不開坡口（d）單U形坡口（e）雙U形坡口4.2.6焊接接頭形式及坡口金工實訓(xùn)2.坡口常見的坡口可分為I形、V形、X形、U形等，如圖4.10所示。圖4.10焊接接頭形式304.2.7焊接的空間位置金工實訓(xùn)

按照焊縫在空間的位置不同，可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊，如圖4.11所示。圖4.11焊縫的空間位置314.2.8焊條電弧焊操作技術(shù)金工實訓(xùn)

1.引弧

引弧就是將焊條末端與焊件表面接觸形成短路，然后迅速將焊條向上提起，電弧即引燃，如圖4.12所示。（a）摩檫法（b）敲擊法

圖4.12引弧方法324.2.8焊條電弧焊操作技術(shù)金工實訓(xùn)

2.焊接

操作關(guān)鍵是掌握好焊條角度和運(yùn)條基本動作（如圖4.13所示）。

1向下送進(jìn)2沿焊接方向移動3橫向移動4焊條5工件圖4.13焊條的運(yùn)動334.2.8焊條電弧焊操作技術(shù)金工實訓(xùn)常用的運(yùn)條方法有直線形、鋸齒形、圓形運(yùn)條方法（如圖4.14所示）。

a直線形運(yùn)條法b鋸齒形運(yùn)條法c圈形運(yùn)條法

圖4.14運(yùn)條方法

344.2.8焊條電弧焊操作技術(shù)金工實訓(xùn)

3.焊縫收尾

焊縫收尾時為了防止和減少弧坑的出現(xiàn)，焊接時通常采用三種方法：（1）劃圈收弧法，適合于厚板焊接的收尾。（2）反復(fù)斷弧收尾法，適合于薄板和大電流焊接的收尾，不適于堿性焊條。（3）回焊收弧法，適合于堿性焊條的收尾。354.2.9對接平焊的操作步驟金工實訓(xùn)

材料：Q235A碳素結(jié)構(gòu)鋼板兩塊。

規(guī)格：200mm×50mm×5mm。具體操作步驟及說明見表4.3.36步驟附圖操作說明1.備料劃線，用剪切或切割等方法下料并校正2.選擇及加工坡口板厚為，可不用加工坡口3.焊前清理清除焊縫周圍的鐵銹和油污4.裝配、定位焊將兩板放平、對齊，留1～2mm間隙，在圖示位置進(jìn)行定位焊固定后清渣5.焊接焊條型號：E4303焊條直徑：φ3.2mm焊接電流：選用120A6.焊后清理用鋼絲刷，清渣錘等工具把熔渣和飛濺物等清理干凈

表4-3鋼板對接平焊操作步驟4.2.10常見的焊接缺陷金工實訓(xùn)缺陷名稱圖例特征產(chǎn)生原因焊縫外形尺寸不符合要求焊縫過窄、凹陷、余高過大1.焊件坡口尺寸不當(dāng)或裝配間隙不均勻2.焊接電流過大或過小3.運(yùn)條不正確咬邊焊縫與焊件交界處凹陷1.電流過大2.焊條角度、運(yùn)條速度或電弧長度不適當(dāng)氣孔在焊縫內(nèi)部或表面存在空穴1.焊條、焊件受潮。

2.焊條、焊件表面有油、銹3.保護(hù)效果不好。藥皮脫落、電弧過長、手法不穩(wěn)

夾渣焊縫內(nèi)部存在非金夾雜物1.焊道之間清理不干凈。2.電流過小。3.運(yùn)條方法不當(dāng)。

表4-4常見焊接缺陷的特征及形成原因384.2.10常見的焊接缺陷金工實訓(xùn)

表4-4常見焊接缺陷的特征及形成原因缺陷名稱圖例特征產(chǎn)生原因

未焊透焊縫金屬與焊件之間或焊縫金屬之間的局部未熔合1.電流過小，焊接速度太快2.坡口角度太小，鈍邊太厚，間隙太小裂紋焊縫、熱影響區(qū)內(nèi)部或表面因開裂而形成的縫隙1.焊條、材料中含氫、磷、硫含量過多2.冷卻速度過快3.應(yīng)力過大焊瘤熔化金屬流淌到未熔化的焊件或凝固的焊縫上所形成的金屬瘤1.電流過大，電弧過長2.運(yùn)條不當(dāng)，焊接速度太慢焊穿及塌陷

液態(tài)金屬從焊縫背面漏出凝成疙瘩或在焊縫上形成穿孔1.電流過大，速度太慢2.焊件裝配間隙太大39氣焊和氣割4.34.3氣焊與氣割金工實訓(xùn)氣焊是利用氣體火焰作熱源，來熔化母材和填充金屬的一種焊接方法，如圖4.15所示。圖4.15氣焊示意圖414.3氣焊與氣割金工實訓(xùn)優(yōu)點：設(shè)備簡單、使用靈活，對鑄鐵及某些有色金屬的焊接有較好的適應(yīng)性。缺點：生產(chǎn)效率較低，焊接后工件變形和熱影響區(qū)較大，較難實現(xiàn)自動化。424.3.1氣焊設(shè)備金工實訓(xùn)氣焊所用設(shè)備及管路的連接方式如圖4.16所示圖4.16氣焊設(shè)備連接圖434.3.1氣焊設(shè)備金工實訓(xùn)1.乙炔瓶

乙炔瓶是一種儲存和運(yùn)輸乙炔的容器，如圖4.17所示。外形與氧氣瓶相似，外表漆成白色，并紅漆有“乙炔”字樣。圖4.17乙炔瓶444.3.1氣焊設(shè)備金工實訓(xùn)2.氧氣瓶氧氣瓶是儲存高壓氧氣的容器，容積為40L，氧氣瓶外表呈天藍(lán)色，并以黑漆寫上“氧氣”字樣，如圖4.18所示。

圖4.18氧氣瓶454.3.1氣焊設(shè)備金工實訓(xùn)3.減壓器

減壓器是將高壓氣體降為低壓氣體、保持輸出氣體的壓力和流量穩(wěn)定不變的調(diào)節(jié)裝置，如圖4.19所示。圖4.19減壓器464.3.1氣焊設(shè)備金工實訓(xùn)4.焊炬

焊炬又稱焊槍，是利用氧氣和中低壓乙炔作為熱源，焊接或預(yù)熱黑色金屬或有色金屬工件的工具，如圖4.20所示。圖4.20焊炬474.3.2焊絲與焊劑金工實訓(xùn)1.焊絲

焊絲是焊縫的填充材料，其化學(xué)成分應(yīng)與被焊材料基本相同。常用的焊絲為H08、H08A，直徑為2～4mm。2.焊劑

為了防止金屬氧化及消除已經(jīng)形成的氧化物，增加液態(tài)金屬的流動性，在焊接有色金屬、鑄鐵以及不銹鋼等材料時必須采用焊劑。484.3.3氣焊火焰金工實訓(xùn)改變氧氣和乙炔的混合比例，可獲得三種不同性質(zhì)的火焰，如圖4.21所示。圖4.21氣焊火焰

a中性焰b碳化焰c氧化焰

1焰心2內(nèi)焰3外焰494.3.3氣焊火焰金工實訓(xùn)1.中性焰

中性焰適用于焊接低碳鋼、中碳鋼、普通低合金鋼、不銹鋼、紫銅、鋁及鋁合金等金屬材料。2.碳化焰

碳化焰適用于焊接高碳鋼、鑄鐵和硬質(zhì)合金等材料3.氧化焰在氣焊黃銅、鍍鋅鐵板時才采用輕微氧化焰。504.3.4氣焊的基本操作方法金工實訓(xùn)1.點火、調(diào)節(jié)火焰與滅火：點火時，先微開氧氣閥門，在打開乙炔閥門，然后點燃火焰。2.焊接：左手拿焊絲，右手拿焊炬，兩手動作協(xié)調(diào)，沿焊縫向左或右焊接。514.3.5氣割金工實訓(xùn)氧氣切割（簡稱氣割），是指利用氣體火焰的熱能將工件切割處預(yù)熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使其燃燒并放出熱量實行切割的方法，如圖4.22所示。圖4.22氣割

524.3.5氣割金工實訓(xùn)1.氧氣切割金屬材料必須具有的條件（1）金屬材料的燃點必須低于其熔點。（2）燃燒生成的金屬氧化物的熔點，應(yīng)低于金屬本身的熔點，同時流動性要好。（3）金屬燃燒時能放出大量的熱，而且金屬本身的導(dǎo)熱性要低。534.3.5氣割金工實訓(xùn)2.氣割設(shè)備圖4.23割炬544.3.5氣割金工實訓(xùn)3.氣割的基本操作

（1）氣割前要認(rèn)真檢查整個氣割系統(tǒng)的設(shè)備和工具是否正常。開啟乙炔瓶閥和氧氣瓶閥，調(diào)節(jié)減壓器，將壓力調(diào)至需要的壓力。（2）去除工件表面污垢、油漆、氧化皮等。工件應(yīng)墊平、墊高。工件下的地面應(yīng)為非水泥地面。554.3.5氣割金工實訓(xùn)（3）點火：調(diào)整好火焰性質(zhì)及火焰長度，開啟氧氣調(diào)節(jié)閥，增大氧氣流量，使切割氧流的形狀為筆直的圓柱體，并有適當(dāng)?shù)拈L度，關(guān)閉切割氧開關(guān)，準(zhǔn)備起割。（4）氣割：氣割時，先點燃割炬，調(diào)整好預(yù)熱火焰，然后進(jìn)行氣割。564.3.5氣割金工實訓(xùn)氣割操作姿勢因個人習(xí)慣而不同。初學(xué)者可按基本的“抱切法”練習(xí)，如圖4.24所示，手勢如圖4.25所示。圖4.24抱切法姿勢圖4.25氣割時的手勢574.3.5氣割金工實訓(xùn)（5）停割：氣割要結(jié)束時，割嘴應(yīng)向氣割方向后傾一定角度，使鋼板下部提前割開，并注意余料的下落位置，這樣可使收尾的割縫平整。氣割結(jié)束后，應(yīng)迅速關(guān)閉切割氧調(diào)節(jié)閥，并將割炬抬高，再關(guān)閉乙炔調(diào)節(jié)閥，最后關(guān)閉預(yù)熱氧調(diào)節(jié)閥。584.3.5氣割金工實訓(xùn)案例

鋼板組焊H型鋼，該鋼板材質(zhì)為Q235B，具體過程如表4.5所示。59焊件名稱H型鋼工藝類型焊接材

料Q345B設(shè)

備

焊條電弧焊焊

件

成

品

圖序號工序名稱工序簡圖使用工具操作工藝1下料切割小車主材切割時，確保火焰切割嘴頭的平行度及整條板的兩面同時受熱。

表4-5鋼板組焊H型鋼主要制作過程序號工序名稱工序簡圖使用工具操作工藝2鋼板對焊CO2氣保焊機(jī)對于δ≥6厚的板要開坡口，坡口反側(cè)碳弧氣刨清根。焊材：E4303；電流：120～200A；直徑：φ3.2，φ43鋼板拼焊

埋弧焊機(jī)正、反面均用埋弧焊焊接，在坡口面，埋弧焊打底一道，蓋面一道；在非坡口面碳弧氣刨清根后，再埋弧焊角焊縫一道。焊材：E4303；電流：120～200A；序號工序名稱工序簡圖使用工具操作工藝4H型鋼長度對接CO2氣保焊機(jī)

對于δ≥6厚的翼板、腹鋼板要開坡口，如圖中有要求，則按要求開坡口，如圖中沒有要求則按表要求2執(zhí)行。翼板坡口均開在型鋼內(nèi)測，外側(cè)碳弧氣刨清根，開外側(cè)坡口。腹板坡口開在任意側(cè)。

焊材：JQ.YJ501-1；電流：240～260A；電壓：26～30V；焊速：22～30cm/min小結(jié)金工實訓(xùn)本單元主要介紹了焊接工藝基礎(chǔ)，包括焊接的特點和焊接方法的分類，焊條電弧焊的基本知識以及焊條電弧焊工藝過程示例。簡單介紹了氣焊與氣割工藝特點及應(yīng)用。（1）焊接是一種不可拆的連接方式，主要應(yīng)用在金屬結(jié)構(gòu)的制造上。63小結(jié)金工實訓(xùn)（2）焊條電弧焊設(shè)備簡單，操作靈活，對空間不同位置、不同接頭形式的工件都能進(jìn)行焊接，是焊接生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種焊接方法。（3）氣焊具有設(shè)備簡單、不需要電源、操作靈活方便、成本低、適用性好等特點，因此在工業(yè)生產(chǎn)、建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其適用于沒有電源的野外焊接。64金工實訓(xùn)金工實訓(xùn)“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書

金工實訓(xùn)熱處理實訓(xùn)單元五“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書觀察與思考知識目標(biāo)：1.熱處理的生產(chǎn)安全技術(shù)。2.鋼的整體熱處理工藝。3.鋼的表面熱處理工藝。4.常用的熱處理設(shè)備。金工實訓(xùn)3“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書觀察與思考能力目標(biāo)：掌握：1.典型零件的熱處理方法。2.電阻爐的操作方法，能嚴(yán)格按照工藝規(guī)程進(jìn)行操作。3.退火、正火、淬火和回火的操作要領(lǐng)。金工實訓(xùn)4“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書觀察與思考能力目標(biāo)：了解：1.鹽浴爐的操作方法。2.不同鋼件淬火介質(zhì)的選擇。金工實訓(xùn)5“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書5.1熱處理基本知識熱處理：將金屬材料在固態(tài)下通過加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變其表面或內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能的一種工藝方法。6“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材配套用書5.1熱處理基本知識5.1.1熱處理的作用與分類熱處理是強(qiáng)