① 焊接工藝
科技名詞定義
中文名稱:焊接 英文名稱:welding 定義1:通過加熱或加壓,或兩者並用,也可能用填充材料,使工件達到結合的方法。通常有熔焊、壓焊和釺焊三種。 所屬學科: 電力(一級學科) ;熱工自動化、電廠化學與金屬(二級學科) 定義2:通過加熱和(或)加壓,使工件達到原子結合且不可拆卸連接的一種加工方法。包括熔焊、壓焊、釺焊等。 所屬學科: 機械工程(一級學科) ;焊接與切割(二級學科) ;一般焊接與切割名詞(三級學科) 定義3:利用連接件之間的金屬分子在高溫下互相滲透而結合成整體的一種金屬結構構件連接方法。 所屬學科: 水利科技(一級學科) ;工程力學、工程結構、建築材料(二級學科) ;工程結構(水利)(三級學科)
焊接焊接是被焊工件的材質(同種或異種),通過加熱或加壓或兩者並用,並且用或不用填充材料,使工件的材質達到原子間的建和而形成永久性連接的工藝過程。
1.焊接過程的物理本質焊接分類焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結合和擴散連接成一體的工藝過程. 促使原子和分子之間產生結合和擴散的方法是加熱或加壓,或同時加熱又加壓. 2.焊接的分類 金屬的焊接,按其工藝過程的特點分有熔焊,壓焊和釺焊三大類. 熔焊是在焊接過程中將工件介面加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件介面處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻後形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。 在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨後冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能。 為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條葯皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免於氧化而進入熔池,冷卻後獲得優質焊縫。 壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態時,在軸向壓力作用下連接成為一體。台式冷焊機各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損,和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛生條件。同時由於加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。 釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料,將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度,利用液態釺料潤濕工件,填充介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散,從而實現焊接的方法。 焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用,而發生組織和性能變化,這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同,焊後在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象,也使焊件性能下降,惡化焊接性。這就需要調整焊接條件,焊前對焊件介面處預熱、焊時保溫和焊後熱處理可以改善焊件的焊接質量。 另外,焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程,焊接區由於受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻後在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊後都需要消除焊接應力,矯正焊接變形。 現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械性能等於甚至高於被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭,接頭處的強度除受焊縫質量影響外,還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。 對接接頭焊縫的橫截面形狀,決定於被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時,為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口,以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時,除保證焊透外還應考慮施焊方便,填充金屬量少,焊接變形小和坡口加工費用低等因素。 厚度不同的兩塊鋼板對接時,為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中,常把較厚的板邊逐漸削薄,達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯接,常優先採用對接接頭的焊接。 搭接接頭的焊前准備工作簡單,裝配方便,焊接變形和殘余應力較小,因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常採用。一般來說,搭接接頭不適於在交變載荷、腐蝕介質、高溫或低溫等條件下工作。 採用丁字接頭和角接頭通常是由於結構上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。當焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫,這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應力集中;焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。 角接頭承載能力低,一般不單獨使用,只有在焊透時,或在內外均有角焊縫時才有所改善,多用於封閉形結構的拐角處。 焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕,對於交通運輸工具來說可以減輕自重,節約能量。焊接的密封性好,適於製造各類容器。發展聯合加工工藝,使焊接與鍛造、鑄造相結合,可以製成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構,經濟效益很高。採用焊接工藝能有效利用材料,焊接結構可以在不同部位採用不同性能的材料,充分發揮各種材料的特長,達到經濟、優質。焊接已成為現代工業中一種不可缺少,而且日益重要的加工工藝方法。 在近代的金屬加工中,焊接比鑄造、鍛壓工藝發展較晚,但發展速度很快。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%,鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。 未來的焊接工藝,一方面要研製新的焊接方法、焊接設備和焊接材料,以進一步提高焊接質量和安全可靠性,如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源;運用電子技術和控制技術,改善電弧的工藝性能,研製可靠輕巧的電弧跟蹤方法。 另一方面要提高焊接機械化和自動化水平,如焊機實現程序控制、數字控制;研製從准備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機;在自動焊接生產線上,推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人,可以提高焊接生產水平,改善焊接衛生安全條件。
焊接作業中發生火災、爆炸事故的原因
(1)焊接切割作業時,尤其是氣體切割時,由於使用壓縮空氣或氧氣流的噴射,使火星、熔珠和鐵渣四處飛濺(較大的熔珠和鐵渣能飛濺到距操作點5m以外的地方),當作業環境中存在易燃、易爆物品或氣體時,就可能會發生火災和爆炸事故。 (2)在高空焊接切割作業時,對火星所及的范圍內的易燃易爆物品未清理干凈,作業人員在工作過程中亂扔焊條頭,作業結束後未認真檢查是否留有火種。 (3)氣焊、氣割的工作過程中未按規定的要求放置乙炔發生器,工作前未按要求檢查焊(割)炬、橡膠管路和乙炔發生器的安全裝置。 (4)氣瓶存在制定方面的不足,氣瓶的保管充灌、運輸、使用等方面存在不足,違反安全操作規程等。 (5)乙炔、氧氣等管道的制定、安裝有缺陷,使用中未及時發現和整改其不足。 (6)在焊補燃料容器和管道時,未按要求採取相應措施。在實施置換焊補時,置換不徹底,在實施帶壓不置換焊補時壓力不夠致使外部明火導入等。
[編輯本段]焊接作業中發生火災、爆炸事故的防範措施
(1)焊接切割作業時,將作業環境l Om范圍內所有易燃易爆一380. 物品清理干凈,應注意作業環境的地溝、下水道內有無可燃液體和可燃氣體,以及是否有可能泄漏到地溝和下水道內可燃易爆物質,以免由於焊渣、金屬火星引起災害事故。
(2)高空焊接切割時,禁止亂扔焊條頭,對焊接切割作業下方應進行隔離,作業完畢應做到認真細致的檢查,確認無火災隱患後方可離開現場。
(3)應使用符合國家有關標准、規程要求的氣瓶,在氣瓶的貯存、運輸、使用等環節應嚴格遵守安全操作規程。
(4)對輸送可燃氣體和助燃氣體的管道應按規定安裝、使用和管理,對操作人員和檢查人員應進行專門的安全技術培訓。
(5)焊補燃料容器和管道時,應結合實際情況確定焊補方法。實施置換法時,置換應徹底,工作中應嚴格控制可燃物質的含影實施帶壓不置換法時,應按要求保持一定的電壓。工作中應嚴格控制其含氧量。要加強檢測,注意監護,要有安全組織措施。
焊接注意事項:
一、電弧的長度
電弧的長度與焊條塗料種類和葯皮厚度有關系。但都應盡可能採取短弧,特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬,形成氧化物等不良雜質而影響焊縫質量。
二、焊接速度
適宜的焊接速度是以焊條直徑、塗料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結構開頭等條件有其相應變化,不能作出標準的規定。保持適宜的焊接速度,熔渣能很好的覆蓋著熔潭。使熔潭內的各種雜質和氣體有充分浮出時間,避免形成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快,焊接部位冷卻時,收縮應力會增大,使焊縫產生裂縫。
焊絲選用的要點
焊絲的選擇要根據被焊鋼材種類、焊接部件的質量要求、焊接施工條件(板厚、坡口形狀、焊接位置、焊接條件、焊後熱處理及焊接操作等待)、成本等綜合考慮。
焊絲選用要考慮的順序如下:
①根據被焊結構的鋼種選擇焊絲 對於碳鋼及低合金高強鋼,主要是按「等強匹配」的原則,選擇滿足力學性能要求的焊絲。對於耐熱鋼和耐候鋼,主要是側重考慮焊縫金屬與母材化學成分的一致相似,以滿足耐熱性和耐腐蝕性等方面的要求。
②根據被焊部件的質量要求(特別是沖擊韌性)選擇焊絲 與焊接條件、坡口形狀、保護氣體混合比等工藝條件有關,要在確保焊接接頭性能的前提下,選擇達到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。
③根據現場焊接位置 對應於被焊工件的板厚選擇所使用的焊絲直徑,確定所使用的電流值,參考各生產廠的產品介紹資料及使用經驗,選擇適合於焊接位置及使用電流的焊絲牌號。
焊接工藝性能包括電弧穩定性、飛濺顆粒大小及數量、脫渣性、焊縫外觀與形狀等。對於碳鋼及低合金鋼的焊接(特別是半自動焊),主要是根據焊接工藝性能來選擇焊接方法及焊接材料。
2、 實芯焊絲的選用
⑴埋弧焊焊絲
焊絲和焊劑是埋弧焊的消耗材料,從碳素鋼到高鎳合金多種金屬材料的焊接都可以選用焊絲和焊劑配合進行埋弧焊接.。埋弧焊焊絲的選用既要考慮焊劑成分的影響,又要考慮母材的影響。為了得到不同的焊縫成分和力學性能,可以採用一種焊劑(主要是熔煉焊劑)與幾種焊絲配合,也可以採用一種焊絲與幾種焊劑(主要是燒結焊劑)配合。
高鉻鑄鐵堆焊焊絲(HS101)A、 低碳鋼和低合金鋼用焊絲
低碳鋼和低合金鋼埋弧焊常用焊絲有如下三類:
①低錳焊絲(如H08A)常配合高錳焊劑用於低碳鋼用強度較低的低合金鋼焊接。
②中錳焊絲(如H08MnA H10MnSi)主要用於低合金鋼焊接,也可配合低錳焊劑用於低碳鋼焊接。
③高錳焊絲(H10Mn2 H08Mn2Si)用於低合金鋼焊接。
B、低合金高強鋼用焊絲
低合金高強鋼用焊絲含Mn 1%以上,含Mo 0.3%-0.8%,如H08MnMoA、H08Mn2MoA,用於強度較高的低合金高強鋼焊接。此外,根據低合金高強鋼的成分用使用性能要求,還可在焊絲中加入Ni、Cr、V及RE等元素,提高焊縫性能。
強度級別590Mpa級的焊縫金屬多採用Mn- Mo系焊絲,如H08MnMoA、H08Mn2MoA、H10Mn2Mo等。
C、不銹鋼用焊絲
不銹鋼焊接時,採用的焊絲成分要與被焊接的不銹鋼成分基本一致。焊接鉻不銹鋼時可採用H0Cr14 H1Cr13 H1Cr17等焊絲,焊接鉻鎳不銹鋼時,可採用H0Cr19Ni9 H0Cr19Ni9Ti等焊絲;焊接超低碳不銹鋼時,應採用相應的超低碳焊絲,如H00Cr19Ni9等。焊劑可採用熔煉型或燒結型,要求焊劑的氧化性要小,以減少合金元素的燒損。
D.焊條(電焊)
焊接種類
1、焊條電弧焊:
原理——用手工操作焊條進行焊接的電弧焊方法。利用焊條與焊件之間建立起來的穩定燃燒的電弧,使焊條和焊件熔化,從而獲得牢固的焊接接頭。屬氣-渣聯合保護。 主要特點——操作靈活;待焊接頭裝配要求低;可焊金屬材料廣;焊接生產率低;焊縫質量依賴性強(依賴於焊工的操作技能及現場發揮)。 應用——廣泛用於造船、鍋爐及壓力容器、機械製造、建築結構、化工設備等製造維修行業中。適用於(上述行業中)各種金屬材料、各種厚度、各種結構形狀的焊接。
2、埋弧焊(自動焊):
原理——電弧在焊劑層下燃燒。利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧產生的熱量,熔化焊絲、焊劑和母材(焊件)而形成焊縫。屬渣保護。 主要特點——焊接生產率高;焊縫質量好;焊接成本低;勞動條件好;難以在空間位置施焊;對焊件裝配質量要求高;不適合焊接薄板(焊接電流小於100A時,電弧穩定性不好)和短焊縫。 應用——廣泛用於造船、鍋爐、橋梁、起重機械及冶金機械製造業中。凡是焊縫可以保持在水平位置或傾斜角不大的焊件,均可用埋弧焊。板厚需大於5毫米(防燒穿)。焊接碳素結構鋼、低合金結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、復合鋼材等。
3、二氧化碳氣體保護焊(自動或半自動焊):
原理:利用二氧化碳作為保護氣體的熔化極電弧焊方法。屬氣保護。 主要特點——焊接生產率高;焊接成本低;焊接變形小(電弧加熱集中);焊接質量高;操作簡單;飛濺率大;很難用交流電源焊接;抗風能力差;不能焊接易氧化的有色金色。 應用——主要焊接低碳鋼及低合金鋼。適於各種厚度。廣泛用於汽車製造、機車和車輛製造、化工機械、農業機械、礦山機械等部門。 4、MIG/MAG焊(熔化極惰性氣體保護焊):
原理——採用惰性氣體作為保護氣,使用焊絲作為熔化電極的一種電弧焊方法。
保護氣通常是氬氣或氦氣或它們的混合氣。MIG用惰性氣體,MAG在惰性氣體中加入少量活性氣體,如氧氣、二氧化碳氣等。
主要特點——焊接質量好;焊接生產率高;無脫氧去氫反應(易形成焊接缺陷,對焊接材料表面清理要求特別嚴格);抗風能力差;焊接設備復雜。
應用——幾乎能焊所有的金屬材料,主要用於有色金屬及其合金,不銹鋼及某些合金鋼(太貴)的焊接。最薄厚度約為1毫米,大厚度基本不受限制。
5、TIG焊(鎢極惰性氣體保護焊)
原理——在惰性氣體保護下,利用鎢極與焊件間產生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(也可不加填充焊絲),形成焊縫的焊接方法。
主要特點——適應能力強(電弧穩定,不會產生飛濺);焊接生產率低(鎢極承載電流能力較差(防鎢極熔化和蒸發,防焊縫夾鎢));生產成本較高。 應用——幾乎可焊所有金屬材料,常用於不銹鋼,高溫合金,鋁、鎂、鈦及其合金,難熔活潑金屬(鋯、鉭、鉬、鈮等)和異鍾金屬的焊接。焊接厚度一般在6毫米以下的焊件,或厚件的打底焊。
6、等離子弧焊
原理——藉助水冷噴嘴對電弧的拘束作用,獲得高能量密度的 等離子弧進行焊接的方法。
主要特點(與氬弧焊比)——(1)能量集中、溫度高,對大多數金屬在一定厚度范圍內都能獲得小孔效應,可以得到充分熔透、反面成形均勻的焊縫。(2)電弧挺度好,等離子弧基本是圓柱形,弧長變化對焊件上的加熱面積和電流密度影響比較小。所以,等離子弧焊的弧長變化對焊縫成形的影響不明顯。(3)焊接速度比氬弧焊快。(4)能夠焊接更細、更薄加工件。(4)設備復雜,費用較高。
焊接溫度控制
熔池溫度,直接影響焊接質量,熔池溫度高、熔池較大、鐵水流動性好,易於熔合,但過高時,鐵水易下淌,單面焊雙面成形的背面易燒穿,形成焊瘤,成形也難控制,且接頭塑性下降,彎曲易開裂。熔池溫度低時,熔池較小,鐵水較暗,流動性差,易產生未焊透,未熔合,夾渣等缺陷。 熔池溫度與焊接電流、焊條直徑、焊條角度、電弧燃燒時間等有著密切關系,針對有關因素採取以下措施來控制熔池溫度。
1、焊接電流與焊條直徑:根據焊縫空間位置、焊接層次來選用焊接電流和焊條直徑,開焊時,選用的焊接電流和焊條直徑較大,立、橫仰位較小。如12mm平板對接平焊的封底層選用φ3.2mm的焊條,焊接電流:80-85A,填充,蓋面層選用φ4.0mm的焊條,焊接電流:165-175A,合理選擇焊接電流與焊條直徑,易於控制熔池溫度,是焊縫成形的基礎。
2、運條方法,圓圈形運條熔池溫度高於月牙形運條溫度,月牙形運條溫度又高於鋸齒形運條的熔池溫度,在12mm平焊封底層,採用鋸齒形運條,並且用擺動的幅度和在坡口兩側的停頓,有效的控制了熔池溫度,使熔孔大小基本一致,坡口根部未形成焊瘤和燒穿的機率有所下降,未焊透有所改善,使乎板對接平焊的單面焊接雙面成形不再是難點。
3、焊條角度,焊條與焊接方向的夾角在90度時,電弧集中,熔池溫度高,夾角小,電弧分散,熔池溫度較低,如12mm平焊封底層,焊條角度:50-70度,使熔池溫度有所下降,避免了背面產生焊瘤或起高。又如,在12mm板立焊封底層換焊條後,接頭時採用90-95度的焊條角度,使熔池溫度迅速提高,熔孔能夠順利打開,背面成形較平整,有效地控制了接頭點內凹的現象。
4、電弧燃燒時間,φ57×3.5管子的水平固定和垂直固定焊的實習教學中,採用斷弧法施焊,封底層焊接時,斷弧的頻率和電弧燃燒時間直接影響著熔池溫度,由於管壁較薄,電弧熱量的承受能力有限,如果放慢斷弧頻率來降低熔池溫度,易產生縮孔,所以,只能用電弧燃燒時間來控制熔池溫度,如果熔池溫度過高,熔孔較大時,可減少電弧燃燒時間,使熔池溫度降低,這時,熔孔變小,管子內部成形高度適中,避免管子內部焊縫超高或產生焊瘤。
______摘抄,希望對你有用
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宋代的科學技術成就
九三學社開封市委員會
宋朝是當時世界上經濟最繁榮、科技最發達、文化最昌盛、藝術最高深、人民生活水平最富裕的王朝之一,既是當時世界上發明創造最多的國家,也是中國為世界貢獻最大的時期,中國歷史上的重要發明一半以上都出現在宋朝。
英國學者李約瑟在其著作《中國科學技術史》導論中提到:「每當人們在中國的文獻中查找一種具體的科技史料時,往往會發現它的焦點在宋代,不管在應用科學方面或純粹科學方面都是如此。」馬克思對宋代的三大發明也給予了高度評價:「火葯、羅盤、印刷術——這是預兆資產階級社會到來的三項偉大發明。火葯把騎士階層炸得粉碎,羅盤打開了世界市場並建立了殖民地,而印刷術卻變成了宗教的工具,並且一般地說變成科學復興的手段,變成創造精神發展的必要前提的最強大的推動力。」據不完全統計,宋代在世界上處於領先的科學技術達百項以上(詳見附錄),內容涉及活字印刷、火葯、指南針、天文學、數學、醫葯、生物學、建築技術等領域,這些科學技術廣泛應用於文化傳播、軍事戰爭、農業和手工業等生產領域和生活領域,為宋代的經濟繁榮和社會進步提供了可靠的保障。
宋代的許多科技成果涉及農業領域,提高了勞動生產率,創造了大量的社會財富,並為社會提供了大量的剩餘勞動力,從而導致許多剩餘勞動力投身於手工業、商業和社會服務業各個領域,使得宋代社會手工業、商業異常活躍,呈現出異於傳統農業社會的社會風貌。有人估算,北宋時期的GDP產值占據當時世界的50%,真可謂富甲天下。
飲譽世界的四大發明中的三項始於宋朝,其中,活字印刷術是宋代發明,雕版印刷術在宋代始大量應用,國子監、全國四大刻書中心及各地書鋪書坊異常活躍,宋代雕版印刷書籍在社會上普遍流通,為文化的傳播和繁榮奠定了良好的基礎。火葯和火器在宋代開始大規模使用,促進了宋代兵器製作業獲得突飛猛進的發展,各種火器應運而生,促進了當時的攻城、守城戰役的不斷變化。指南針在宋代開始大量裝備遠洋船舶。宋朝擁有人類歷史上最龐大的帆船艦隊和商船隊,頻繁遠航至阿拉伯、東非、印度、東南亞和東亞的日本與朝鮮。南北統一和經濟中心的南移促進了南北方物質、文化的交流,把造船數量、質量及各種技術的應用都推向了世界頂峰。
宋代商品經濟的發展也對推進城市的發展產生了積極的作用。與唐朝相比,宋朝十萬戶以上的城市由唐代的十餘個增加到40個,汴京和臨安繼長安、洛陽和南京之後成為世界上第4個和第5個人口超百萬的城市。與漢唐都城相比,宋代都城面積狹小,但城市的商業化和繁榮程度遠遠超出唐朝。另外,當時的城市規劃、水陸交通、文化娛樂體育活動、醫療衛生及社會保障體制也相對完善。宋代的科技成果滲透於人們的日常生活之中,宋朝人的生活水準相當高,司馬光曾經上書指出:由於商品經濟的發達,原有的尊卑等級觀念遭到了嚴重的破壞,「世風日下,販夫走卒接著絲襪」,市民們的生活方式也發生著巨大改變,如,「汴都數百萬戶,盡仰石炭,無一家燃薪者」。宋朝商人使用了世界上首次出現的紙幣,類似於現代的銀行,信用業也相當發達。
宋代百項科技成果
1、指南針:指南針的製造技術在《夢溪筆談》中最早提出。有了指南針,遠洋航行才成了可能。
2、活字印刷術:畢升發明活字印刷術,他是世界上第一個發明人,比德國J.谷登堡活字印書早約400年。是文明發展的必要前提。
3、大炮:使人類戰爭史進入到熱兵器時代,炮身鐵鑄造,射生鐵鑄造的球型爆炸炮彈。1126年,金人圍攻汴京,李綱在守城時曾用霹靂炮擊退金兵,「夜發霹靂炮以擊賊,軍皆驚呼」。
4、鑽探深井技術:卓筒井是直立粗大的竹筒以吸鹵的鹽井,「鑿地植竹,為之卓筒井發明於北宋慶歷年間(公元1041年-1048年),比西方早800多年。其口徑僅有竹筒大小,然而能打井深達數十丈,被稱為「中國古代第五大發明」、「世界石油鑽井之父」。科技界對卓筒井有一個很形象的比喻:「沒有卓筒井,就沒有海灣戰爭」。
5、紙幣:交子是世界最早使用的紙幣,發行於北宋1023年的成都。歐洲使用的紙幣是1661年由瑞典銀行發行的,不過那時發行紙幣只是權宜之計,並不是作為真正的貨幣。
6、水密艙壁:宋代的戰船已普遍採用水密艙壁技術,提高了不沉性。可以保護船隻,免得進水而沉沒,至今仍是船舶設計中重要的結構形式。南海一號的發現,證明了中國是最早發明這項技術的國家。
7、復閘形式的運河船閘:984年,淮南轉運使喬維岳負責治理淮河,創建的二斗門,是復閘形式的運河船閘,從而提高了河運能力。後影響世界。
8、算盤:張擇端在《清明上河圖》中畫有一算盤,可見,早在北宋我國就已普遍使用算盤這一計算工具了。珠算的正式出現並推廣應用是在宋元時期。
9、火槍:最早發源、改進於中國,傳承於阿拉伯世界,發揚光大於歐洲。世界上已知最早的火槍是宋朝的竹製槍管的突火槍,在明朝焦玉所著的《火龍經》中就有記載。13世紀元朝出現了鐵制槍管與最早的手槍(手銃、手炮)。)
10、太極圖:古《太極圖》繪在3000多年前的夏商之際或更早的陶器上。圓圈內畫有S型曲線,黑白陰陽點是以後添上的。如今的《太極圖》,一般認為是北宋周敦頤所制。
11、商標:據載北宋濟南有家劉氏鋼針店鋪,該店鋪產的鋼針質優價廉,在當地頗負盛名,店主為了使生意能夠持續紅火,別出心裁地制了一種「白兔兒」銅板,銅板上有畫也有字,銅板呈方形,中間繪有白兔搗葯圖。畫兩側書有店名「濟南劉家針鋪」以及宣傳語「認門前白兔兒為記」這是中國歷史上最早的專用商標。宋朝人在各個行業都有名牌商標,如制墨業有名震一時的「潘谷墨」。
12、廣告:在宋朝的商業運作中還出現了銅板印刷的廣告,比西方的廣告要早三百多年。
13、足球:蹴就是「踢」,鞠是「球」。蹴鞠就是用腳踢球,被認為是現在足球的雛形,國際足球協會(FIFA)在2004年初公開確認足球起源於中國。
14、煙花:主要用於軍事、盛大典禮或表演,而現代全球能在同天同活動里施放煙花的活動大致則為跨年(除夕夜)活動。
15、象棋:宋代開始定型,除了因火葯的發明增加了「炮」之外,還增加了「士」、「象」。宋代的《事林廣記》里記載著中國目前所能看到的最早的象棋譜,比西方的國際象棋譜早200多年。
武器、火葯武器的發明改造:
16、雙節棍(宋太祖趙匡胤創始的,原稱大盤龍棍(近代北方又稱大掃子)和小盤龍棍(小掃子)。但當時的大盤龍棍一端較短,一端較長,專用來掃擊敵軍馬腳,破甲兵或硬兵器類,使之喪失戰鬥力。後來這種兵器由南傳至菲律賓,由東傳至日本。由於歷史的變遷,雙節棍被改為現在的樣子)
17、救生圈(宋代韓忠武曾派部將王權到金山去,同時命令他不要用船渡江。於是王權就給每一個士兵發一個「浮環」,讓他們渡過江去,終於完成了這一任務。當時王權所用的這種「浮環」,就是現代救生圈的前身。 )
18、地雷(地雷被應用在1277年宋人與蒙古人的戰爭中,宋軍使用埋設於地面的「火葯炮」(即鐵殼地雷),後來在元朝進一步發展。)
19、手榴彈(最早發明於中國,公元1000年,宋朝出現了稱為「火球」或「火炮」的火器,其原理與現代手榴彈相同,1044年出版的兵書《武經總要》中,已載有霹靂火球、蔟藜火球、毒葯火球、煙球、引火球等多種可手投彈葯,這可以看作是最早的手榴彈雛形。13世紀,中國軍隊中已出現了鐵殼制爆炸武器「震天雷」,這與現代手榴彈已相差無幾。)
20、毒氣彈(毒葯煙毬,由於此煙毬的主要作用在以毒氣熏炙敵人,故配方中除了可以達到爆炸燃燒效果的硫黃、焰硝、木炭末外,滲入了多種有毒的物質如芭豆、狼毒、砒霜等以見其效。)
21、火焰噴射器(宋人將雙活塞應用到油泵中,以連續噴射火焰。武經總要有記載火焰噴射器的構造圖)
22、炸彈(公元1000年,一個名叫唐福的人發明了火蒺藜,在黑火[河蟹]葯方子里加入砒霜、瀝青、鐵蒺藜等製成原始的炸彈。)
23、火箭:開寶三年(970年),兵部令史馮繼升獻火箭法,五年後,火箭就用於與南唐的戰爭。
24、三弓床弩:又稱「八弩」,需百餘人絞軸張弦,箭矢「木干鐵翎」世稱「一槍三劍箭」,大概狀如標槍,三片鐵翎就像三把劍一樣。床弩也可發射「踏橛箭」,成排成行地釘在城牆上。攻城兵士藉以攀緣而上。魏丕曾對床弩作了改進,射程又大為提高。《宋史•魏丕傳》記:「舊床子弩射止七百步,令丕增造至千步。」宋代一步合1.536米,千步有1536米,這是古代射遠武器所達到的射程最高記錄之一。)
手工業生產技術:
25、套版彩色印刷術:套版彩色印刷術是世界上最早的彩色印刷術,它是在雕版印刷術的基礎上發展起來的一種復雜、高精度的印刷技術。根據歷史記載,北宋時期已出現了銅版印刷的青、藍、紅三色。
26、報時機器人:銅壺漏刻令人最神奇的是有一個會報時的機器人(鐃神),它每隔一刻鍾會自動擊鐃8下報時。雖然銅漏刻在中國已有數千年的發明與應用歷史,形狀大小不一,計時方法和原理卻相同。
27、水晶透鏡:蘇洵的同鄉和朋友史沆在擔任執法官處理案卷的時候就曾使用水晶放大鏡。)
28、銀鹽變黑顯影技術:定影原理的發現,最早就見於蘇軾的《物類相感志》:「鹽鹵窗紙上,烘之字顯。」
29、旋作(「旋作」中裝備的簡易車床,專事金屬切削和加工。北宋初年機床使用已經比較普遍機床的使用,是機械加工史上具有里程碑性質的重大進步。)
30、鏈式傳動裝置(中國人於976年發明了鏈式傳動裝置――鏈式傳動帶;歐洲人到1770年才開始使用鏈式傳動帶,比中國晚了800年左右。 )
31、煉焦(南宋時期,中國發明了煉焦和用焦炭冶煉金屬,這樣冶煉成的金屬純度大大提高。歐洲人直到18世紀初才知道煉焦並把焦炭用於冶金,比中國晚了400多年。)
32、膽土煎銅法(此法僅見於信州鉛山場。據《宋會要輯稿•食貨》卷33刪載:鉛山場「古坑……無水處為膽土。膽土煎銅,工多利少,其土無窮」。這是指先採取膽土,再引水淋土,從而獲得膽水。由於淋出的膽水濃度很低,必須烹煎濃縮後才能用來浸銅。 )
33、凸輪(中國人於公元983年發明凸輪,並應用於借水力提升的重型鏈。同一時間,在西方義大利塔斯坎民的一座漿洗作坊中應用了凸輪。)
34、軸架整經法(較之唐代耙式整經法效率更高,並導致織物結構從平紋向斜紋、從經顯花向緯顯花的過渡。)
35、拉桿活塞式風箱:據李約瑟博士考證,成書於1280年的一本題為《演禽斗數三世相書》卷二中有拉桿活塞式風箱的最早的圖畫。這種風箱輕便省力而且功效高,很快得到普及和發展。活塞式風箱正逆行程都作有用功,每行程中一端排氣鼓風,一端同時吸取等量空氣,因而能提供連續風流,提高鼓風效率,是鼓風技術上的重大進步。
36、大紡車:結構由加捻卷繞、傳動和原動3部分組成,原動機構是一個和手搖紡車繩輪相似的大圓輪,輪軸裝有曲柄,需專人用雙手來搖動。
37、水轉大紡車:南宋後期出現以水為動力驅動的水轉大紡車,元代盛行於中原地區,主要用於加工麻紗和蠶絲,是當時世界上先進的紡織機械。一晝夜可紡紗100多斤,比西方水力紡織機械約早400多年。
38、繅車:11世紀的中國人已經開始使用皮帶驅動的紡織機。秦觀的著作《蠶書》中詳細記載了繅車的結構、幾個關鍵部件及用法,通過腳踏板產生動力,絲被纏繞在線軸上。該書是有關繅車的最早記載。
39、高爐煉鐵:是現鋼熔爐的前身,通過鼓冷風反復鍛造,來達到脫碳的目的。)
數學成就:
40、數學九章:秦九韶著《數學九章》,提出「大衍求一術」,創「聯立一次同餘式」解法,比歐洲數學家尤拉和高斯的相關研究要早500年
41、隙積術:隙積術是求解垛積問題的方法,解決的是高階等差級數的求和問題。
42、開方作法本源圖:是一個三角形數表,實際上就是指數為正整數的二項式定理的系數表,比西方阿爾•卡西的同類成果約早四百年,數學史上稱為賈憲三角(因出現在楊輝書中,也稱楊輝三角)。賈憲根據開方作法本源圖,創建了增乘開放法,提供了求解任何告辭彌合高次方程正實根近似值的方法。)
43、增乘開方法:賈憲的「增乘開方法」的提出比義大利的魯尼和英國的霍納要早800年。
44、九歸捷法:珠算乘除的各種運演算法。
45、天元術:李冶著《測圓海鏡》和《益古演段》,是率先系統論述「天元術」即一元高次方程)的著作,同樣領先歐洲數百年。
46、垛積術:楊輝在沈括「隙積術」的基礎上提出了「垛積術」,推動了高階等差級數的研究。
47、組合數學中高階縱橫圖的構成規律(楊輝)
48、籌算演算法歌訣:有助於捷演算法的應用與推廣。
天文歷法:
49、蓮花漏:燕肅在1030年發明的蓮花漏,首次使用了漫流系統,前所未有的提高了漏壺的計時精度。
50、水運儀象台:蘇頌在1092年研製成功的水運儀象台,實現了渾儀、渾象與報時三位一體、協調運作的構想,既能觀察天象、演示天象,又能計時、報時,已具有近世天文台開啟式圓頂、望遠鏡轉儀鍾與機械鍾的科學結構原理。堪稱世界上最早的「天文鍾」。
51、新儀象法要:星圖繪制上,蘇頌有傑出的貢獻。他的天文學名著《新儀象法要》附有五篇星圖,首次採用了較科學的全天星空表示法。
52、靈台秘苑:1049-1054年,天文學家周琮主持了重測二十八星宿與周天恆星的工作,這次實驗的結果,編制了三百四十五個星官距星的入宿度與去極度,這一星表收入《靈台秘苑》,所收星數超過了前代。
53、恆星圖:1078-1085年的恆星測量精度更高,其星圖以刻石形式保存下來,此即現存蘇州博物館的石刻《天文圖》,上半部為星圖,下半部為碑文,是研究宋代全天星空的珍貴文物。
54、統天歷:寧宗時,楊忠輔主持修成的《統天歷》所測定的回歸年長度為365.2425日,與現行公歷所用之完全一致,但比西方格列高利早了將近400年。)
55、十二氣歷:沈括重修了歷法,提出了比較科學的新歷法,即以《十二氣歷》代替農歷,這比英國天文學家肖納伯制定的與《十二氣歷》類似的歷法要早900多年。
56、麥卡托投影:是一種等角的圓柱形地圖投影法。940年,中國人發明了麥卡托投影,1568年英國才有人用麥卡托投影,比中國晚了600年左右。
57、賈憲三角形:又稱楊輝三角形,帕斯卡三角形,是二項式系數在三角形中的一種幾何排列。
58、二十四節氣定年法:此種農時以正四序調勻的二十四節氣新歷法,對於農事耕作方面又極為有利。
59、地磁偏角(沈括通過精確測量子午圈,發現了地磁偏角的存在,比歐洲早了四百年。)
60、生物固基技術(利用海洋生物獨有的生態特徵,建造了許多跨江、跨海的大橋。在福建省泉州市的洛陽江入海口建造的跨海石樑大橋寬5米,長1000米。這座氣勢恢弘的大橋已有950年歷史,至今人們還在上面行走。)
造船:
61、車船:最大的長36丈(約110米),裝有24個轉輪和6具「拍竿」,載士卒1000餘人。
62、裝甲船:1203年,秦世輔造的載重 1000斛(約60噸)的「鐵壁鏵嘴平面海鶻」戰船,艙壁裝有鐵板,是裝甲的先河,船首裝有形似鏵嘴的犀利鐵尖,用以在水戰中沖擊犁沉敵船,較沖角破壞力更大。
63、低重心流體減震裝置:船在每個艙室底部都有一個帶蓋的小孔,船舶技術專家稱之為「水眼」,航行中,雨水或濺落在船上的浪花,可以通過「水眼」流入船底一個連通的夾層艙室,夾艙中的水降低了船體重心,使船行駛更加穩定。由於夾艙中水的慣性和內摩擦,會部分抵消由於風浪產生的船體起伏晃動。
64、虹橋:是無柱木樑拱橋(即壘梁拱)達到了我國古代木橋結構的最高水平。
65、船塢:指在岸邊以人工建設,作為造船和修理船舶的地方,亦可用作船隻的停泊。船塢可以分為干船塢、灌水船塢及浮水船塢等不同類別。船塢是中國宋朝人張平發明的。
66、藤舟:深廣沿海州軍,難得鐵釘桐油,造船皆空板穿藤約束而成。於藤縫中,以海上所生茜草,干而窒之,遇水則漲,舟為之不漏矣。其舟甚大,越大海商販皆用之。
67、中國帆船:浮南海而南,舟如巨室,帆若垂天之雲,柂長數丈,一舟數百人,中積一年糧,豢豕釀酒其中,置死生於度外。...又大食國更越西海,至木蘭皮國,則其舟又加大矣。一舟容千人,舟上有機杼市井,或不遇便風,則數年而後達,非甚巨舟,不可至也。」最大的中國船有12根桅桿,而小船則有3根。
68、模數制(木結構建築採用了「材」為標準的模數制和工料定額制,使建築設計施工達到了一定程序的規范化。)
農業生產技術、農副產品加工及其他:
69、泡菜:1178年 《嶺外代答》已記有用陶壇隔水密封儲藏的技術,是為泡菜壇儲藏食品見於記載始。
70、風磨:利用風力轉動的磨。
71、暗棚濾沙技術:增加了萬傾良田。
72、糖霜譜:王灼著,世界上第一部關於製糖術的專著。
73、踏犁:一種人力犁,減少了對牲畜的依賴。
74、犁鏡:給犁裝上犁鏡,便於翻土,從而提高了農業產量。
75、馬:新工具的出現也讓農作物產量大幅成長。
76、稻麥一年二熟制:所謂「稻麥二熟」即指在同一塊田中,水稻收獲之後種麥子,麥子收獲之後種水稻。它的實現,提高了土地利用率,還增加了農民的收入,是技術和經濟的一大進步。
77、架田:1149年 架田建造見於陳旉《農書》記載,是為 我國最早的人造耕地。使用深耕凍垡,熏土暖田的措施利用冷浸田。
78、肥料積制技術:1127年-1279年,石灰、硫黃、鍾乳粉等礦物已作肥料施用。1149年前出現漚肥、火糞、餅肥發酵等肥料積制技術。設置糞屋保存肥效。
79、培育水稻壯秧技術:1149年前南方水田耕作已採取深耕、曬垡、凍垡、田面重土等措施,促進土壤熟化。已出現培育水稻壯秧技術。 且懂得掌握氣候變化規律,適時播種,防止爛秧。
80、果樹遠緣嫁接技術:1067年 果樹遠緣嫁接獲得成功。
使用「竹蔑箍樹」、「食鹽塗樹」等方法採收銀杏、橄欖。茄秧嵌硫黃,蔬菜栽培開始使用微量元素。
81、桑樹嫁接技術:大約在北宋中晚期,兩浙地區發明了桑樹嫁接技術,這是桑樹栽培史上的一次革命,極大地推動了兩浙蠶桑業的發展。
82、摧花早放術:1232年-1298年 出現催花早放的「唐花」術。
83、家禽人工孵化技術:1174年 出現家禽人工孵化技術。鵪鶉已養為籠鳥。
84、獸醫院:1007年 設監養病馬,是為中國設立獸醫院的開端。
85、馴養金魚:1214年 金魚由野生轉向人工馴養。1243年 利用機械裝置運輸活魚。魚苗長途運輸技術已有詳細記載。
醫學方面:
86、《太平聖惠方》:收錄中醫處方16834個,比唐代《干金方》多出1萬多個。
87、人痘接種:北宋丞相王旦的長子死於天花,王丞相不希望別人再染上這種病,就從全國各地請來名醫、術士,試圖發現某種治療和預防的方法。一位從峨眉山來的道姑獻出一張處方:將一種毒性減弱了的人痘痘苗,通過鼻腔黏膜為健康人「接種」,從而使人獲得對天花的免疫能力。
88、醫學分科(醫學部亦增分為九科: 1. 內科 2. 風科 (如中風病)3. 兒科4. 眼科5. 耳鼻喉齒科 6. 皮膚及骨科 7. 產科 8. 針灸 9. 創傷及咒禁科 )
89、解剖存真圖:著名醫家及詩人楊介,總結對處死犯人的解剖經驗,描繪成圖譜《存真圖》,使到當時醫學生對解剖學的認識加深。
90、三因極病證方論:將復雜的病因歸為三類:內因、外因及不內外因。這種分類雖與漢代張仲景所述略同,但內容有所發展,即對各類病因概括得更具體,其范圍亦較全面,更符合臨床應用。三因分類的原則,一直為後世醫家遵循。
91、針灸圖:王惟一鑽研前人著作,結合自身經驗,詳定經穴位置,編成《針灸圖》,天聖五年(1027年),他奉命在此基礎上鑄造針灸用的銅人兩具,對針灸學的教學、臨床與考試都極為便利,他也將自己的著作改名為《銅人腧穴針灸圖經》。
92、《小兒葯證直訣》:被稱為「幼科之鼻祖」,對兒科醫學的形成與發展頗有影響。
93、《婦人大全良方》:南宋陳自明著,分婦科三門,產科五門論述了婦產科臨床與理論諸問題,中醫史上最系統最全面的婦科專著。
94、《聖濟總錄》:宋徽宗時期編纂,堪稱醫葯史上的一部網路全書,匯集了前代和宋世診斷、處方、用葯、針灸等方面的大量理論和實踐成果,其中刊載葯方近2萬個,為歷代之最。
95、區希范五臟圖:最早的人體局部解剖圖。
96、《洗冤錄》:南宋宋慈著,是世界上第一部系統的法醫學專著,宋慈被尊為法醫學之父。
97、金石學:近代考古學傳入中國前,以古代銅器和石刻為主要研究對象的學問。近似歐洲的銘刻學,被視為中國考古學的前身。形成於北宋,至清代正式有「金石之學」的命名。
98、太祖長拳:宋太祖長拳,古稱「宋太祖三十二勢長拳」,亦稱做「太祖拳」,為中國武術界六大名拳之一。
99、迷蹤拳: 原名燕青拳。由滄縣移居到河北省靜海縣的霍姓一族,稱此拳為迷蹤藝,子孫代代相傳,後出名於霍元甲,迷蹤藝遂聲名大振。
100、快遞:一種高速為軍事目的服務的快速軍郵制——急腳遞,就在這時應運而生。這種急腳遞,有步遞,有馬遞,有急腳遞。急腳遞最快,日行400里。遞鋪之間相距不一,有10里,有20里。)
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④ 鑄造與鍛造的區別``
板書本章主要內容
1)液態合金的充型能力、影響因素及對鑄件質量的影響
2)重點介紹鑄造合金的收縮;縮孔(縮松)的形成、位置的確定、防止措施
3)鑄造內應力及鑄件的變形、裂紋的形成、防止措施;熱應力的形成與應力狀態
4)砂型鑄造工藝過程;塗料與澆注系統的組成、作用
5)重點講述鑄造工藝圖中澆注位置和鑄型分型面的選擇,簡介主要工藝參數的確定
6)簡介常用的特種鑄造方法(熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造)的工藝過程、特點與應用
7)簡介常用合金鑄件生產特點
8)重點介紹鑄件結構設計(鑄造性能和鑄造工藝對鑄件結構的要求)
9)簡介其他現代鑄造方法(反壓鑄造、真空實型鑄造、磁型鑄造、擠壓鑄造、懸浮鑄造、氣沖造型法、快速成型與快速精密鑄造)
2、教學手段:掛圖、模型、電教片、多媒體教學軟體
3、本章小結
4、教學試驗
5、作業與答疑
第2章 壓力加工
1、板書本章主要內容
1)簡介壓力加工的主要方法(軋制、擠壓、拉拔、自由鍛造、模型鍛造、板料沖壓)
2)金屬的纖維組織與鍛造比
3)金屬的鍛造性能與影響因素、鍛造溫度范圍的確定
4)自由鍛造的設備、基本工序、自由鍛造工藝規程的制定
5)模型鍛造的特點與應用、鍛模結構、模鍛模膛的類別與作用、模鍛件圖的繪制
6)重點自由鍛造和模型鍛造的結構工藝性
7)其他模鍛方法簡介
8)板料沖壓的特點、應用、重點基本工序、沖模結構
9)簡介現代塑性加工技術
2、教學手段:掛圖、模型、電教片、多媒體教學軟體
3、本章小結
4、教學試驗
5、作業與答疑
第3章 焊 接
1、板書本章主要內容
1)簡介焊接電弧的實質、組成;焊接電弧的引燃;直流弧焊機的接法;焊接電弧的靜特性與焊接電源
2)焊接冶金特點簡介
3)重點電焊條的組成、作用;焊條的分類與型號(牌號);焊條的選用
4)重點焊接接頭的組成、組織與性能、熱影響區對性能的影響
5)重點焊接應力與變形的產生、防止措施
6)認識焊接缺陷的種類、形貌與防止措施
7)了解常用和新型焊接方法(手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊、電阻焊、摩擦焊、電渣焊、釺焊、激光焊、等離子弧焊、電子束焊)的設備、工藝特點與應用
8)常用金屬材料的焊接(焊接材料的焊接性、鋼材、鑄鐵、銅、鋁、難熔金屬與活性金屬的焊接)
9)重點焊接結構設計(焊接結構的選材、焊接材料和方法的選擇、坡口設計、重點焊接結構設計)
2、教學手段:掛圖、模型、電教片、多媒體教學軟體
3、本章小結
4、教學試驗
5、作業與答疑
第4章 非金屬及復合材料成型方法簡介
1、板書本章主要內容
1)塑料件成形(擠出成型、注射成型、壓延成型)
2)陶瓷件成形(干壓成型、等靜壓成型、注漿成型、熱壓成型、注射成型)
3)復合材料成型
①金屬基復合材料(MMC)成型方法(液態金屬浸潤法、擴散黏結法、粉末冶金法、噴霧共淀積法)
②樹脂基復合材料(RMC)成型方法(熱壓罐成型、對模模壓成型、熱成型工藝、纏繞成型、拉擠成型)
③陶瓷基復合材料(CMC)成型方法(漿體浸滲工藝、氣-液反應工藝、化學氣相滲透法、納米復合技術)
④碳/碳復合材料(C/C)成型方法(預成型體的成型工藝、C/C的緻密化工藝)
2、教學手段:掛圖、模型、電教片、多媒體教學軟體
3、本章小結
4、教學試驗
5、作業與答疑
(下冊)
第1章金屬切削加工的基礎知識
1、板書本章主要內容
1)切削運動(主運動、進給運動)與切削用量三要素(切削速度、進給量、切削深度)
2)常用的刀具材料(碳素工具鋼,合金工具鋼,高速鋼、硬質合金及陶瓷材料)
3)車刀的組成及結構形式、車刀的標注角度及其作用、車刀的工作角度及其與安裝的關系
4)切削過程及切屑種類(帶狀切屑、節狀切屑、崩碎切屑)
5)積屑瘤的產生條件與防止
6)切削力和切削功率、重點切削熱和切削溫度、切削液的種類與作用
7)刀具的磨損和刀具耐用度、刀具磨損的形式和過程、重點刀具耐用度及其影響因素
8)簡介加工質量(加工精度和表面質量)、生產率和經濟性的概念
9)切削用量的選擇(對加工質量的影響、粗加工、精加工)
10)工件材料的切削加工性(VT和相對加工性Kr)及其改善
2、教學手段:掛圖、模型、電教片、多媒體教學軟體
3、本章小結
4、教學試驗
5、作業與答疑
第2章 金屬切削機床的基礎知識
1、板書本章主要內容
1)機床的分類和型號(JB1838─1985)
2)機床的機械傳動(傳動帶與帶輪、齒輪、蝸桿蝸輪、齒輪齒條和絲杠螺母) 簡介
3)機床傳動鏈及其傳動比
4)機床上常見的傳動機構(變速機構、換向機構) 簡介
5)普通車床的傳動系統(C6132型普通車床)(傳動路線、傳動計算)
6)機床的液壓傳動的特點及應用
7) 機床的自動化的概念
2、教學手段:掛圖、模型、電教片、多媒體教學軟體
3、本章小結
4、作業與答疑
第3章 零件表面的加工方法
1、板書本章主要內容
1)車削加工的特點與應用、重點車床的裝夾方法(多媒體教學軟體)
2)重點車圓錐面(寬刀法、小刀架轉位法、偏移尾架法、靠模法)、簡介車成形面(雙手同時操作、成形車刀法、靠模法)、車螺紋
3)車床簡介(普通車床、六角(轉塔)車床、立式車床、多刀車床、自動和半自動車床及數控車床)(多媒體教學軟體)
4)鑽床(台式鑽床、立式鑽床及搖臂鑽床)及鑽削運動、鑽削加工應用及其特點、鑽頭結構、重點鑽孔的引偏與防止
5)擴孔與鉸孔應用及其特點、對孔軸線偏斜的校正
6)鏜削加工的特點與應用、鏜床認識、鏜刀(單刃鏜刀和多刃鏜刀)、鏜床的主要工作
7) 刨床(牛頭刨床、龍門刨床)及刨削運動(間歇進給、往復直線主運動)、刨床的主要工作、刨削的工藝特點及應用
8)簡介插削加工、拉削加工的工藝特點及應用
9)簡介銑床(卧式銑床、立式銑床、龍門銑床、工具銑床以及各種專用銑床)、銑削要素(銑削速度、進給量、銑削深度、切削厚度、切削寬度和切削麵積)、銑削力
10)重點銑削方式(端銑與周銑、逆銑與順銑)的特點與應用
11)銑削加工的工藝特點及應用、簡介分度方法(簡單分度法)
12)重點砂輪的組成與特性(磨料、粒度、結合劑、硬度、組織、形狀和尺寸)及其選擇
13)簡介砂輪的平衡與修整
14)磨削過程、重點砂輪的自銳性
15)磨削的工藝特點、重點普通磨削方法、先進磨削方法簡介
16)簡介光整加工(研磨、珩磨、超級光磨和拋光)的特點與應用(多媒體教學軟體)
17)簡介特種加工(電火花加工、電解加工、激光加工、超聲波加工、電子束加工、離子束加工)的特點與應用(多媒體教學軟體)
18)零件表面加工方法的選擇(外圓表面加工、孔的加工、平面的加工)
2、教學手段:掛圖、模型、電教片、多媒體教學軟體
3、本章小結
4、作業與答疑
第4章 切削加工零件的結構工藝性
1、板書本章主要內容
1)零件結構工藝性的概念
2)切削加工對零件結構工藝性的要求
3)重點切削加工零件結構的設計准則(多媒體教學軟體)
2、教學手段:掛圖、電教片、多媒體教學軟體
3、本章小結
4、作業與答疑
第5章 新工藝、新技術簡介
1、板書本章主要內容
1)數控機床的概念及發展(普通數控NC、計算機數控CNC、計算機群控、DNC)
2)計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助製造(CAM)、計算機輔助工藝過程設計(CAPP)、CAD/CAM/CAPP一體化的概念
3)柔性製造系統(FMS)的概念、構成、基本類型和應用(柔性製造單元FMC、柔性製造系統FMS、柔性生產線FML、)
4)簡介先進製造技術(虛擬製造VM、計算機集成製造系統CIMS、敏捷製造AM、並行工程CE、精益生產LP、綠色製造GM、智能製造技術IMT)的概念
5)納米技術與微機械的概念
2、教學手段:多媒體教學軟體
3、本章小結
⑤ 什麼是金屬工藝學
《金屬工藝學》教學大綱
Technology of Metals
課程編號:011C2050 適用專業:機械設計製造及其自動化 學時: 44 學分:2
一、內容簡介
本課程主要教學內容為熱加工工藝基礎,包括金屬材料的主要性能,常用工程材料的選擇,鑄、鍛、焊的基本原理與工藝特點,毛坯的選擇與結構工藝性分析,新材料、新技術、新工藝簡介等。
二、本課程的目的和任務
本課程是機械設計製造專業的一門重要技術基礎課。在金工實習的基礎上,通過本課程的學習,使學生獲得常用工程材料及材料成形的基礎知識,培養工藝分析的初步能力,並為學習其它有關課程及以後從事機械設計和加工製造工作奠定必要的基礎。
本課程的任務(1)熟悉常用工程材料的種類、牌號和性能,具有選用工程材料的初步能力;(2)掌握主要加工方法的基本原理和工藝特點,具有選擇毛坯及工藝分析的初步能力;(3)了解與本課程有關的新材料、新工藝、新技術及發展趨勢。
三、本課程與其它課程的關系
學生在學習本課程之前應學過下列課程:(1)大學化學概論;(2)大學物理;(3)機械制圖;並必須先完成金工實習。
本課程學習結束後,才能進入下列課程的學習階段;(1)機械工程材料:(2)機械設計;(3)機械製造技術基礎等。
本課程在培養學生綜合素質、實踐能力、創新意識和創新精神等方面發揮著其它課程不可替代的作用,學生應對本課程予以足夠的重視。
四、本課程的基本要求
通過對本課程的學習,使學生掌握金屬工藝學的基本理論及基本知識,初步具備應用金屬工藝學基本知識的能力,初步具備應用所學知識分析和解決實際問題的能力,並具有創新意識。
五、課程內容
●理論教學內容
緒 論(1學時)
第一章 工程材料(13學時)
熟悉金屬材料的主要性能;了解金屬和合金的晶體結構和結晶;熟悉鐵碳合金相圖;熟悉鋼的熱處理工藝;熟悉常用機械工程材料的種類、性能、特點及應用。
第二章 鑄造(10學時)
熟悉合金的鑄造性能及對鑄件質量影響;了解常用鑄造合金的熔煉及鑄造特點;掌握砂型鑄造和常用特種鑄造方法的特點和應用;具有鑄件結構設計的初步能力,了解鑄造新工藝、新技術及其發展趨勢。
第三章 壓力加工(8學時)
熟悉金屬的塑性變形規律及對組織和性能的影響;掌握自由鍛和模鍛的特點及應用;掌握板料沖壓的特點和基本工序;了解先進壓力加工方法及發展趨勢。
第四章 焊接(8學時)
熟悉熔焊及其它常用焊接方法的特點及應用;熟悉焊接應力、變形與裂紋的產生原因及對焊接質量的影響;了解常用金屬材料的焊接性能;熟悉焊接件結構設計的主要原則;了解焊接新技術、新工藝及其發展趨勢。
第五章 毛坯選擇(4學時)
熟悉各類毛坯的特點及應用;了解毛坯的成本及質量;具有選擇毛坯的初步能力。
●實踐教學內容
為配合理論教學需要,加強實踐性教學環節,將金工實驗與金工實習逐步融合,結合金工實習開設綜合性、設計性實驗。
六、教材與參考書
1、 教材
《金屬工藝學》 徐國義、沙桂英主編,哈爾濱工程大學出版社出版 1997年8月
2、主要參考書
《金屬工藝學》鄧文英主編,高等教育出版社出版,1998年6月
《金屬工藝學》 袁名炎等編,航空工業出版社出版,1993年6月
七、本課程的教學方式
本課程的特點是實踐性強,綜合性強,與專業課程聯系密切。其教學方式應注重啟發式,引導式,善於歸納總結並理論聯系實際,培養學生主動獲取知識和創新思維能力,在教學過程中要安排課堂討論,綜合性作業等,並充分利用影視教學手段,形象化教學和多媒體金工CAI等。
八、各教學環節課時分配
章節 課堂講授 課堂討論 小計
緒論 1 1
第一章 13 13
第二章 8 2 10
第三章 8 8
第四章 8 8
第五章 2 2 4
總計 40 4 44
九、執行大綱時應注意的問題
1、 本課程與生產實踐聯系密切,對學生的實踐基礎要求很高,為達到教學基本要求,學習本課程之前必須先完成金工實習。
2、 針對機械設計製造專業在後續專業課中要重點講授機械製造工藝基礎方面的內容,為避免重復,因此在本課程中主要講授工程材料和熱加工工藝基礎。
《機械製造基礎》教學大綱
Basis of Machine Building
課程編號:010C2040 適用專業:金屬材料工程 學時:28 學分:2
一、內容簡介
機械加工毛坯的選擇;金屬切削原理與刀具的基礎知識;金屬切削機床基礎;各種機械加工方法的工藝特點及應用;常用光整加工和特種加工方法簡介;切削加工的零件工藝性;制訂零件機械加工工藝過程的基礎知識。
二、本課程的目的和任務
機械製造基礎是高等學校工科專業的一門重要技術基礎課。它研究製造機械零件的工藝方法;各種工藝方法本身的規律性及其在機械製造中的應用和相互關系;機械零件的加工工藝過程和結構工藝性;常用材料的性能對加工工藝的影響及工藝方法的綜合比較等。它使學生了解機械製造的整個過程;常用加工工藝的基礎知識;為後續課程的學習、各種實踐性教學的實施及以後的工作打下良好的機械製造基礎。使培養的學生具有實際工作能力和開拓創新精神。
三、本課程與其他課程的關系
本課程是一門實踐性很強的技術基礎課,應在工程訓練之後講授。通過工程訓練使學生了解金屬機件的材料選擇、毛坯和零件的加工工藝過程、常用設備和工具的工作原理、並受到一定的操作技能訓練。學習本課程之前學生應具有物理學、理論力學、材料力學、機械設計基礎和材料學的基礎知識。作為技術基礎課,它為許多專業課打下良好的工藝和實踐基礎。
四、本課程的基本要求
通過本課程的學習,要求學生了解金屬切削過程中的一般現象和規律,具有按加工條件選擇刀具及切削用量的能力,並解決生產中的實際問題。了解各種機床的工作原理、結構及加工范圍。掌握各種加工方法的工藝特點。熟悉典型零件的技術要求、工藝過程。
具有判別一般零件結構工藝性和初步制訂工藝規程的能力。
五、課程內容
理論教學內容
第一章 緒論及毛坯選擇(3學時)
熟悉常用金屬材料的牌號與性能;各種毛坯的特點及應用;毛坯的成本與質量;毛坯選擇。
第二章 金屬切削加工的基礎知識 (8學時)
切削運動與切削要素;刀具材料與刀具結構;金屬切削過程;切削加工的經濟性。
第三章 金屬切削機床的基礎知識 (3學時)
機床的類型與結構;機床的傳動;普通車床傳動系統分析。
第四章 常用切削加工方法 (6學時)
車削加工;鑽削鏜削加工;刨削拉削加工;銑削加工; 磨削加工;齒輪齒形加工。
第五章 精密加工和特種加工 (2學時)
光整加工;特種加工。
第六章 切削加工零件的結構設計 (2學時)
結構設計的基本原理;對零件結構的要求。
第七章 機械加工工藝的基礎知識 (4學時)
制訂工藝過程的基礎知識;工件的安裝定位與夾具;制訂零件機械加工工藝過程示例。
六、教材與參考書
《金屬工藝學》(第四版)下冊 鄧文英主編 高等教育出版社
《機械製造工程學》 黃光宇主編
《金屬切削機床概論》 賈亞洲主編 機械工業出版社
七、本課程的教學方式
本課程以課堂教學為主,綜合運用CAI、錄像等先進教學手段。在傳授知識的同時,注重技能培養,以提高學生的實際工作能力。
八、各教學環節學時分配
章 節 授 課 小 計
緒論,第一章 3 3
第二章 8 8
第三章 3 3
第四章 6 6
第五章 2 2
第六章 2 2
第七章 4 4
總計 28 28
九、 執行大綱時應注意的問題
由於學時較少,講課時要精練,給學生指出多本參考書,供課外閱讀,有些內容可讓學生自學完成。
《工程訓練》教學大綱
Engineering Practice
課程編號: 適用專業: 機械類專業學時: 學分:
一、課程的性質和任務:
1. 課程的性質
工程訓練是一門實踐性的技術基礎課,是機械類各專業學生學習機械製造的基本工藝方法,完成工程基本訓練,培養工程素質的重要必修課。工程訓練以實踐教學為主,學生必須進行獨立操作,在保證貫徹教學基本要求的前提下,教學盡可能結合生產進行。
2 .課程的任務
了解機械製造的一般過程。熟悉機械零件的常用加工方法、所用主要設備的工作原理和典型機構、工夾量具以及安全操作技術。了解機械製造的基本工藝知識和一些新工藝、新技術在機械製造中的應用;對簡單零件初步具有進行工藝分析和選擇加工方法的能力。在主要工種上應具有獨立完成簡單零件加工製造的實踐能力;培養勞動觀點、創新精神和理論聯系實際的科學作風。初步建立市場、信息、質量、成本、效益、安全、環保等工程意識。
二、教學基本內容:
(一)鑄造
1、基本知識
熟悉鑄造生產工藝過程、特點和應用;了解型砂、芯砂、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理及常見鑄造缺陷。熟悉鑄件分型面的選擇。掌握手工兩箱造型(整模、分模、挖砂、活塊等)的特點及應用。了解三箱造型及刮板造型的特點和應用。了解常用特種鑄造方法的特點和應用。了解鑄造生產安全技術、環境保護,並能進行簡單經濟分析。
2、基本技能
掌握手工兩箱造型的操作技能,並能對鑄件進行初步的工藝分析。
(二)鍛壓
1、基本知識
熟悉鍛壓生產工藝過程、特點和應用;了解坯料的加熱、非合金鋼的鍛造溫度范圍和自由鍛設備。掌握自由鍛基本工序的特點。了解軸類和盤套類鍛件自由鍛工藝過程。了解鍛件的冷卻及常見鍛造缺陷;了解胎模鍛的特點和胎模結構;了解沖床、沖模和常見沖壓缺陷。熟悉沖壓基本工序;了解鍛壓生產安全技術、環境保護,並能進行簡單經濟分析。
2、基本技能
初步掌握自由鍛和板料沖壓的操作技能,並能對自由鍛件和沖壓件進行初步的工藝分析。
(三)焊接
1、基本知識
熟悉焊接生產工藝過程、特點和應用;了解焊條電弧焊機的種類和主要技術參數、電焊條、焊接接頭型式、坡口型式及不同空間位置的焊接特點。熟悉焊接工藝參數及其對焊接質量的影響。了解常見的焊接缺陷;了解氣焊設備、氣焊火焰、焊絲機焊劑的作用;了解其它常用焊接方法的特點和應用;熟悉氧氣切割原理、過程和金屬氣割條件。了解等離子弧切割的特點和應用;了解焊接生產安全技術、環境保護,並能進行簡單經濟分析。
2、基本技能
能正確選擇焊接電流及調整火焰。掌握焊條電弧焊、氣焊的平焊操作。
(四)熱處理
了解鋼的熱處理作用、常用熱處理方法和設備。
(五)機械加工
1、基礎知識
了解金屬切削加工的基本知識;了解車床的型號、熟悉卧式車床的組成、運動、傳動系統及用途;熟悉常用車刀的組成和結構、車刀的主要角度及其作用。了解對刀具材料性能的要求和常用刀具材料;了解軸類、盤套類零件裝夾方法的特點及常用附件的大致結構和用途;掌握車外圓、車端面、鑽孔和車孔的方法;了解車槽、車斷和錐面、成型面、螺紋的車削方法;了解常用銑床、刨床和磨床的組成、運動和用途。了解其常用刀具和附件的大致結構、用途及簡單分度的方法;熟悉銑削、磨削的加工方法。了解刨削和常用齒形加工方法;了解常用特種加工方法的特點和應用;熟悉數控機床的組成、加工特點和應用;了解切削加工常用方法所能達到的尺寸公差等級、表面粗造度Ra值的范圍及其測量方法;了解機械加工安全技術,並能進行簡單經濟分析。
2、基本技能
掌握卧式車床的操作技能,能按零件的加工要求正確使用刀、夾、量具,獨立完成簡單零件的車削加工;熟悉銑床和磨床的操作方法;能進行數控線切割機床和數控車床的編程和操作;能對簡單的機械加工工件進行初步的工藝分析。
(六)鉗工
1、基本知識
熟悉鉗工工作在機械製造及維修中的作用;掌握劃線、鋸削、銼削、鑽孔、攻螺紋和套螺紋的方法和應用;了解刮削的方法和應用;了解鑽床的組成、運動和用途。了解擴孔、鉸孔和孔的方法;了解機械部件裝配的基本知識。
2、基本技能
掌握鉗工常用工具、量具的使用方法。能獨立完成鉗工作業件;具有裝拆簡單部件的技能。
三、大綱說明:
1、工程訓練時間的比例為:鑄造、鍛壓、焊接訓練時間佔1/3;車工訓練時間佔1/3;銑工、刨工、磨工訓練時間佔1/6;鉗工訓練時間佔1/6。
2、應積極創造條件,充實新工藝、新技術的教學內容。
3、在工程訓練過程中,可運用實驗、現場教學、參觀、多媒體教學、電化教學、討論、寫小論文、寫實習報告等多種方式和手段,豐富教學內容,培養學生分析和解決問題的能力和創新精神。
4、在教學基本要求中有關認知層次提法的說明:
了解:指對知識有初步和一般的認識。
熟悉:指對知識有較深入的認識,具有初步運用的能力。
掌握:指對知識有具體和深入的認識,具有一定的分析和運用能力。