材料與工藝培訓(xùn)課程模板

材料和工藝

二000年八月

第一章緒論

第一節(jié)引子

第二章金屬材料和工藝

第一節(jié)金屬材料工藝

（一）切削工藝

1.鋸削

2.車削

3.刨削

4.磨削

5.銃削

6.鉆削

7.其它切削工藝

（二）焊接工藝

1.電焊

2.氨弧焊

3.氣焊

4.點(diǎn)焊

（三）板金工藝

1.折板工藝

2.卷板工藝

3.拉伸工藝

（四）其它工藝

第三節(jié)金屬材料常規(guī)規(guī)格

1.板材

2.型材

3.管材

4.有色金屬

第三章非金屬材料和工藝

第一節(jié)木材和工藝

（一）木材結(jié)構(gòu)

（二）木材工藝

1.鋸

2.刨

3.鏟、鑿、砍

4.鉆

5.粘合

6.彎木

第二節(jié)陶瓷和工藝

（一）輪轉(zhuǎn)法

（二）注型法

（三）圈土法

（四）土片法

第三節(jié)塑料和工藝

（一）塑料種類

（二）塑料工藝

1.注射成型

2.擠出成型

3.壓延成型

4.壓制成型

5.差壓成型

6.對模成型

第四章材料結(jié)構(gòu)

第一節(jié)機(jī)械固件連接

1.螺絲固定連接

2.螺栓固定連接

3.鉀釘固定連接

4.樣抑固定連接

第二節(jié)材料特征配合連接

1.鉤扣式連接

2.按扣連接

3.錢鏈連接

第三節(jié)粘合連接

第五章材料表面處理

第一節(jié)機(jī)加工表面處理

第二節(jié)模具加工表面處理

第三節(jié)化學(xué)加工表面處理

第四節(jié)噴涂加工表面處理

馬丁發(fā)明平爐煉鋼以后，鋼鐵才成為關(guān)鍵工程材料。到2c世紀(jì)30年代，鋁、鎂等輕金屬逐步得

到應(yīng)用。二戰(zhàn)以后，科技進(jìn)步促進(jìn)了新材料發(fā)展，多種合金材料不停出現(xiàn)并形成系列。

和此同時(shí)，大家對非金屬材料開發(fā)和使用也得到了很大發(fā)展。尤其是石油化工工業(yè)發(fā)展，促

進(jìn)了合成材料興起，工程塑料、合成橡膠和膠粘劑等合成材料不僅品種日益增多，用途也越來越

廣泛，使用比重逐步提升。另外，玻璃和特種陶瓷等硅酸鹽材料應(yīng)用也逐步擴(kuò)大。

必需看到，大家對多種材料使用和對應(yīng)工藝是密不可分，這些工藝包含對多種金屬和非金屬

材料成形技術(shù)（如鑄造、鑄造、焊接、沖壓、注塑和熱處理技術(shù)）、切削加工技術(shù)（包含車削、

銃削、磨削、鉆削、成型切削等）、特種加工技術(shù)（包含電火花加工、電解加工、超聲波加工、

激光加工、電子束加工等）和裝配技術(shù)（包含測量技術(shù)、調(diào)整技術(shù)、檢驗(yàn)技術(shù)等）。伴隨科學(xué)技

術(shù)不停進(jìn)步，大家能采取工藝手段越來越豐富，制造產(chǎn)品也越來越精巧。

二、本課程地位及和工業(yè)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)關(guān)系

1、本課程是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)關(guān)鍵技術(shù)（專業(yè)）基礎(chǔ)課。

作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)候，必需了解材料和工藝知識和掌握相關(guān)技術(shù)。一定產(chǎn)品總

是和一定材料和工藝相關(guān)，不然你設(shè)計(jì)只能是紙上談兵。為了讓你設(shè)計(jì)為更多人接收，你還必需

含有制作模型（小樣）能力，日語中把此稱為“手辦”。經(jīng)過模型，你不僅能夠發(fā)覺、協(xié)調(diào)紙面

設(shè)計(jì)中問題，從而使設(shè)計(jì)更完善，還能夠用生動(dòng)直觀形象讓更多人（包含很多并不知道專業(yè)技術(shù)

人）了解并接收你設(shè)計(jì)。

2、本課程也是區(qū)分于藝術(shù)類院校其它專業(yè)關(guān)鍵標(biāo)志

.L業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)要學(xué)習(xí)美術(shù)專業(yè)很多基礎(chǔ)課，如色彩、素描、組成等，也要掌握表現(xiàn)技法、電

腦作圖等很多視覺傳達(dá)基礎(chǔ)技能，但并不等同于視覺傳達(dá)，工業(yè)設(shè)計(jì)側(cè)關(guān)鍵在產(chǎn)品，圍繞產(chǎn)品設(shè)

計(jì)我們不僅要處理視覺傳達(dá)問題，還必需處理諸如材料、制作工藝、功效和宜人（人機(jī)工程）等

具體技術(shù)問題，這就要求我們必需掌握比單純視覺傳達(dá)要多得多材料和工藝知識，非如此則不能

處理上述問題。

3、本課程也符合現(xiàn)代意義上工業(yè)設(shè)計(jì)要求

現(xiàn)代意義上工業(yè)設(shè)計(jì)，也不僅僅是畫出效果圖就算完事了。就產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，小到一個(gè)小工

具、一個(gè)小家電，大到一輛汽車、一架飛機(jī)，全部是工業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)果，極難設(shè)想一個(gè)不懂材料和工

藝設(shè)計(jì)師能很好地完成一件產(chǎn)品設(shè)計(jì)工

現(xiàn)代意義上工業(yè)設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)師使自己在成為專才同時(shí)，應(yīng)努力成為一個(gè)“全才”。只有

這么，才是一位符合時(shí)代時(shí)尚發(fā)展需要設(shè)計(jì)師，也才能在瞬息萬變設(shè)計(jì)大潮中把握每一點(diǎn)設(shè)計(jì)靈

感，設(shè)計(jì)出合乎時(shí)尚產(chǎn)品。

三、本課程關(guān)鍵內(nèi)容

在科技飛速發(fā)展今天，新材料、新工藝層出不窮、千變?nèi)f化，令人目不暇接。為了便于大家

在較短時(shí)間內(nèi)了解和掌握相關(guān)知識，我們把課程內(nèi)容分成四個(gè)階段來講。

1、金屬材料和工藝

2、非金屬材料和工藝

3、材料連接方法

4、材料表面處理

第一章金屬材料和工藝

第一節(jié)金屬材料

一、金屬材料概述

金屬材料是由礦石、礦砂等，經(jīng)過冶煉過程而生產(chǎn)出來?，F(xiàn)小料鐘

大一H

以鋼鐵材料生產(chǎn)為例，簡明介紹一下其冶煉過程。

大料鐘

1、煉鐵：自然界鐵是以多種化合物形式存在，把鐵從它化合

一爐光

物中還原出來過程就是煉鐵。煉鐵關(guān)鍵設(shè)備是高爐（參見圖一爐忖

1-1-1）,原料采取鐵礦石（砂）、焦炭（燃料）和熔劑，其關(guān)鍵

產(chǎn)品是生鐵。

2、煉鋼：生鐵中含有大量碳和雜質(zhì)，不能滿足加工和使用要

求，煉鋼就是經(jīng)過再次冶煉，將這些雜質(zhì)去除并降低碳含量，使滄口

一加底

之成為可使用鋼材。煉鋼設(shè)備由轉(zhuǎn)爐、平爐和電爐等。轉(zhuǎn)爐冶煉

、爐基

必需采取液態(tài)生鐵為原料?，不能采取廢鋼鐵作原料?，平爐煉鋼則可采取廢鋼鐵為原料，通常鋼鐵

材料可采取轉(zhuǎn)爐或平爐進(jìn)行冶煉。電爐采取電弧熱為熱源，冶煉溫度高，易于正確控制成份，是

合金鋼和優(yōu)質(zhì)鋼關(guān)鍵冶煉設(shè)備。

—、金屬力學(xué)性能圖1-17高爐

1、材料力學(xué)性能：大家在采取某種材料制造某一零件時(shí)，首先要考慮是該零件會(huì)否因材料

不能承受多種力作用而損壞，這就包含到這種材料性能。因?yàn)檫@些性能全部在材料受力后才表現(xiàn)

出來，所以將這種性能叫做材料力學(xué)性能。

2、金屬力學(xué)性能及期判據(jù)：因?yàn)榻饘俦皇褂脧V泛性和形式多樣性，大家對金屬材料力學(xué)性

能進(jìn)行了深入研究，發(fā)覺金屬在不一樣受力場所會(huì)表現(xiàn)出不一樣性能，如強(qiáng)度、塑性、硬度等等。

這些性能從本質(zhì)上來說，包含到材料在力作用下彈性和非彈性反應(yīng)和山此引發(fā)改變。

為了愈加好地把握這些性能，我們用部分指標(biāo)衡量它，這些指標(biāo)稱為金屬力學(xué)性能判據(jù)。金

屬力學(xué)性能判據(jù)是金屬構(gòu)件選材和設(shè)計(jì)關(guān)鍵依據(jù)。這些判據(jù)也用來判別非金屬材料力學(xué)性能，所

以含有普遍意義。因?yàn)檫@些判據(jù)包含到較多理化知識，所以本教材只就關(guān)鍵性能及其意義作一簡

單介紹。

3^關(guān)鍵性能及其意義：

1）強(qiáng)度：強(qiáng)度是指材料抵御永久變形和斷裂能力。通常說來，強(qiáng)度高材料比強(qiáng)度低材料能

承受更大外力；彈性材料比脆性材料有更高強(qiáng)度；相同材料受壓時(shí)比受拉時(shí)能表現(xiàn)出更高強(qiáng)度，

這些結(jié)論已被試驗(yàn)和工程實(shí)踐所證實(shí)。大家在選擇某一材料時(shí)，首先考慮是強(qiáng)度問題。

2）塑性：塑性是指材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形能力。通常說來，塑性好材料，具變形

能力也大；彈性材料全部含有一定塑性，脆性材料塑性極小；常見金屬材料在加熱到一定溫度后，

其塑性會(huì)提升。塑性好金屬材料才能實(shí)現(xiàn)成形加工（指壓延、拉伸等加工）。

3）硬度：硬度是指材料抵御局部變形，尤其是塑性變形、壓痕或劃痕能力。硬度是用專門

硬度計(jì)在材料表面來測定。通常說來，硬度高材料，其表面更耐磨。

4）沖擊韌性：韌性是指金屬斷裂前吸收變形能量能力，而沖擊韌性是指在沖擊力作用下斷

裂時(shí)吸收變形能量能力。前述強(qiáng)度、塑性和硬度，全部是在靜態(tài)試驗(yàn)力作用下力學(xué)性能，而多數(shù)

金屬零件并不是在靜力作用下工作，所以，金屬?zèng)_擊韌性在零件安全方面有極大意義。金屬?zèng)_擊

韌性和溫度相關(guān)系，通常說來，隨溫度降低，金屬?zèng)_擊韌性也會(huì)降低。

三、金屬材料分類

1、通常大家將金屬材料分成黑色金屬和有色金屬兩人類。

1）黑色金屬就是大家通常見鐵、鋼，因其材質(zhì)中含有大量碳（黑色），故得名。黑色金屬

是一個(gè)鐵碳合金，由含碳量多少，可分成工業(yè)純鐵、鋼和所謂白口鐵（不是白鐵皮），她們性能

各不相同。純鐵和白口鐵通常不能直接使用，必需經(jīng)過改造才能使用。

作為鐵碳合金鋼又稱為碳鋼，依據(jù)含碳量多少，又可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。碳鋼含

有很好力學(xué)性能，被大家廣泛使用，我們?nèi)粘Ｊ褂娩摬耐ǔＨ吭谶@一范圍中。尤其要指出是，

大家將碳鋼經(jīng)過合適加熱、保溫和冷卻處理（這種處理稱為熱處理），能夠依據(jù)我們需要來改造

它性能，這也是碳鋼被廣泛使用原因之一。

大家還發(fā)覺，在碳鋼中加入少許一些元素（加入元素關(guān)鍵有鎰、硅、珞、銀、鑰、鴇等）后,

會(huì)使原來碳鋼變得性能優(yōu)異，這么碳鋼被稱為合金鋼。合金鋼用來制造部分特殊用途零件，如彈

簧、軸承、切削刀具或耐熱、耐磨零件等。我們常見不銹鋼也是一個(gè)合金鋼。

大家常說鐵或生鐵（嚴(yán)格意義上生鐵是煉鐵爐生產(chǎn)產(chǎn)品，它關(guān)鍵用作煉鋼原料），實(shí)際上指

是鑄鐵一類材料。鑄鐵可用將白口鐵進(jìn)行改造等方法取得。鑄鐵是一類受壓性能極佳結(jié)構(gòu)材料，

在機(jī)械工業(yè)中常被用來制造床身、機(jī)架一類零件材料。

黑色金屬占人家使用金屬總量95%,是人家使用最早、范圍最廣一類金屬。

2）有色金屬因其表面或斷口含有金黃、銀白、玫瑰紅等色澤而得名，大部分稀貴金屬全部

是有色金屬，如金、銀等。有色金屬產(chǎn)量和用量遠(yuǎn)不及黑色金屬，但因?yàn)槠洫?dú)特征能，而成為現(xiàn)

代工業(yè)技術(shù)中不可缺乏關(guān)鍵金屬材料，用量最大有色金屬是銅和鋁。

銅含有良好塑性，它導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性僅次于銀，加之在空氣和水中含有良好抗蝕性，所以被

大量用來制作導(dǎo)線和多種電器元件。

鋁是一個(gè)輕金屬材料，具比重只有銅二分之一不到，熔點(diǎn)也只有銅二分之一。所以在很多場

所可用作銅替換品，用以減輕產(chǎn)品重量。純鋁強(qiáng)度較低，工業(yè)中多用鋁合金。

2、從金屬材料供給狀態(tài)（形狀）來看，我們能夠把金屬材料分成塊材、板材、棒材（包含

管材、型材）、線材等。

塊材可經(jīng)過冶煉過程或鍛煉過程得到，板材可經(jīng)過壓延過程得到，管材、線材則可經(jīng)過軋制、

擠出等過程得到。

1）冶煉過程:見前述。

2）鍛煉過程:將某形狀經(jīng)過一定加溫，使原材料軟化，然后經(jīng)機(jī)械鍛打形成塊體，

3）壓延過程：將塊體材料經(jīng)軸軸連續(xù)壓制使塊體按一定方向延伸，形成板材。

4）軋制過程:也是將塊體材料經(jīng)定型軋輯連續(xù)軋制而成，壓延和軋制又有冷軋和熱軋之分。

5）擠出過程:擠出是將塊材經(jīng)過加溫，使其軟化，然后置于一空腔內(nèi)，用強(qiáng)大壓力，使其在

一個(gè)模具中經(jīng)過，形成一定形狀管材、線材。

第二節(jié)金屬材料工藝

在制作產(chǎn)品時(shí)候還需要對材料進(jìn)行深入加工，這一過程也就是工藝過程。因?yàn)榻饘俨牧咸攸c(diǎn),

對它加工方法有多個(gè)多樣，通?？煞譃闊峒庸ず屠浼庸纱箢悺＃ɡ錈峒庸ざx因?yàn)榘浇饘?/p>

學(xué)部分知識，在此不再贅述）

一、熱加工工藝

熱加工通常包含鑄造、鑄造、焊接和熱處理。

1、鑄造：鑄造是毛坯成型關(guān)鍵工藝方法，俗稱“翻砂”。通常分為砂型鑄造和特種鑄造，

其中砂型鑄造應(yīng)用最為普遍，其工藝過程參見圖。

鑄造含有能夠生產(chǎn)形狀復(fù)雜（尤其是含有內(nèi)腔）零件、可使用多種合金進(jìn)行鑄造、加工余量

小和生產(chǎn)成本低等很多優(yōu)占,所以在牛產(chǎn)中被廣步伸用C

沖天爐

圖1-2-1鑄造工藝步既

2、鑄造：鑄造是使用外力使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，取得所需尺寸、形狀及性能要求零件

加工方法，俗稱“打鐵”。通常分為自由鑄造和模型鑄造。參見圖。

自由鍛模鍛徽限

圖1-2-2鑄造關(guān)鍵工藝

鑄造出了能取得所需形狀零件外，還可使材料內(nèi)部組織致密，有改善金屬力學(xué)性能作用，常

作為關(guān)鍵受力零件前道加工。

3、焊接：當(dāng)兩個(gè)以上工件需要固定連接或使之成為一體時(shí)候，能夠選擇焊接方法。焊接是

一個(gè)經(jīng)過加熱或加壓或二者并用方法，是兩部分金屬實(shí)現(xiàn)原子結(jié)合永久連接方法。焊接因焊件材

料和焊接原理不一樣，形成了不一樣焊接方法?，F(xiàn)將最常見焊接方法介紹以下。

圖1-2-3電焊原理圖圖1-2-4氣體保護(hù)焊原理U圖1-2-5氣焊原理囹

1）電弧焊：電焊（習(xí)慣上將電弧焊簡稱為電焊）是將被焊接件和焊條作為兩個(gè)巨極，用高

能量電弧產(chǎn)生高溫，使焊條溶于兩被連接件之間使其連接一個(gè)焊接方法。電焊是最常見焊接方法,

它適適用于通常鋼制零件連接，以中碳鋼焊接效果最好。通常電焊全部采取手工操作，所以焊接

質(zhì)量和操作者技術(shù)水平有很大關(guān)系。關(guān)鍵零件（如壓力容器，船體等）焊接在焊后要進(jìn)行X射

線檢測或拍片，以確保質(zhì)量，以防后患。參見圖1-2-3。

2）氫弧焊:氨弧焊是一個(gè)氣體保護(hù)焊。比如不銹鋼焊接，用一般電焊即使也能夠進(jìn)行焊接，

但在焊接時(shí)產(chǎn)生高溫影響下，多種有害氣體極輕易侵入焊縫，使焊接部位產(chǎn)生脆化從而影響焊接

質(zhì)量。為了預(yù)防焊接時(shí)有害氣體侵入，我們采取惰性氣體一一氨氣作為保護(hù)氣體，利用瀛氣不活

動(dòng)性，在焊接區(qū)形成一個(gè)保護(hù)氣罩，從而確保焊接質(zhì)量。參見圖

3）氣焊（也叫風(fēng)焊或銅岸）：用可燃性氣體乙快在純氧環(huán)境下燃燒所產(chǎn)生熱量使焊件和焊料

局部熔化和填充金屬一個(gè)焊接方法。因乙煥和氧氣均帶有壓力，焊接時(shí)發(fā)出呼呼如風(fēng)聲響故也稱

為風(fēng)焊,又因?yàn)樗锰畛浜噶隙酁殂~質(zhì)（這種焊接方法對干銅質(zhì)材料比較適宜），故又稱為銅焊0

氣焊適于薄鋼板、非鐵材料焊接，因其不用電，也適合野外操作。但焊出焊疤通常較顯著，不是

太美觀，而且焊接強(qiáng)度較低，不適于大型或關(guān)鍵零件焊接。參見圖l-2-5o

利用一些金屬能在純氧環(huán)境下燃燒特點(diǎn)，經(jīng)過調(diào)整焊槍氣量等技術(shù)（通常是換用專門叫做“割

炬”工具），可將氣焊變?yōu)闅飧睢飧铌P(guān)鍵用來分割純鐵、碳鋼和低合金鋼等材料。

J

下電極

圖1-2-6電阻壓力焊（點(diǎn)焊）原理圖圖1-2-7電阻壓力焊（縫焊）原理圖

4）點(diǎn)焊：電焊是一個(gè)電阻壓力焊（圖1-2-6）,同屬這類焊接原理還有縫焊（圖1-2-7）等

方法。它是利用電流經(jīng)過焊件接觸面時(shí)產(chǎn)生電阻熱對焊件局部快速加熱，使之達(dá)成塑性或局部熔

化狀態(tài)，然后快速加壓而實(shí)現(xiàn)連接一個(gè)焊接方法。這種方法對薄壁、網(wǎng)狀零件焊接尤其適宜，但

對較大零件焊接時(shí)要注意焊接次序，要從中間朝四面展開，因?yàn)楫?dāng)焊點(diǎn)多時(shí)候，焊接時(shí)會(huì)使材料

變形延伸，假如不按次序焊接，最終材料會(huì)延伸后無法焊接。點(diǎn)焊山專門點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行"

上述四種焊接方法因?yàn)椴僮鲿r(shí)全部帶有一定危險(xiǎn)性，必需有專門人員進(jìn)行操作。

5）釬焊：這是一類我們同學(xué)有可能接觸焊接方法，用電烙鐵（圖1-2-8）進(jìn)行焊接即為一

個(gè)軟釬焊。電烙鐵內(nèi)部電熱絲將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽衫予F頭提供給釬料和被焊接件；所用焊錫絲

就是所謂釬料，其熔點(diǎn)比作為母材被焊接件耍低，借助烙鐵頭提供熱量熔化，然后潤濕母材、填

充間隙從而實(shí)現(xiàn)焊接；此時(shí)所用松香或焊膏叫做釬劑，釬劑用來確保焊接順利進(jìn)行和取得致密接

頭。

/＞）

151i-2-a電箱被球凡A外疥〃

二、冷加工工藝

（一）切削工藝

0、概述：切削工藝通常稱為切削加工，又稱為金加工或機(jī)加工。切削加工必需采取專門設(shè)

備（機(jī)床）和刀具進(jìn)行，絕大多數(shù)情況采取電動(dòng)機(jī)提供切削動(dòng)力，同時(shí)對操作者技術(shù)也有較高要

求。切削加工采取方法是去除材料方法，立即零件表面多出材料“切”去，最終取得產(chǎn)品其體積

和重量全部比毛壞要小，通俗地說是對材料做“減法”。

1）傳統(tǒng)切削加工所用機(jī)床通常分為通用機(jī)床和專用機(jī)床兩大類，針對不一樣機(jī)床所能完成

工藝特點(diǎn)，習(xí)慣上把某種機(jī)床簡稱為（床，如車床，刨床，磨床等；中國要求各類機(jī)床代號可用

其漢語拼音第一個(gè)字母來表示，如車床位C,刨床為B,磨床為M等等。

2）切削加工所用刀具，多數(shù)由金屬制成，一些刀具也用非金屬或復(fù)合材料制成。金屬制造

刀具通常使用工具鋼或合金工具鋼為原料，由專門工廠制造；非金屬刀具可用陶瓷、金剛石等材

料制造o

3）切削加工是金屬加工工藝中形式最多樣、內(nèi)容最豐富一類方法。在金屬材料冷加工過程

中，切削加工是首選方法之一。

現(xiàn)將常見切削加工工藝簡單介紹以下。

1、鋸削：通常情況下金屬原材料全部很大（很長），

在加工過程中，不可能把整塊（整根）原材料直接進(jìn)行加

工，需耍把原材料先分成若干小塊削小段削再進(jìn)行加工行

這種分小塊（小段）工藝能夠選擇鋸削。鋸削是經(jīng)過直鋌

條往復(fù)運(yùn)動(dòng)或盤鋸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)鋸齒切入材料并削去材料

方法進(jìn)行割斷加工，有手動(dòng)和機(jī)動(dòng)二種形式。這種工藝方

法只適適用于割斷棒材或窄板材，常見于軸類零件毛坯準(zhǔn)

備。

2、車削：車削在金屬加工中是用得最多、工藝范圍較廣工藝方法之一。

1）車削加工所用設(shè)備叫做車床，依據(jù)車床主軸部署形1-2-9,鋸標(biāo)意圖

1-2-11）和立式車床，依據(jù)用途工藝范圍可分為萬能型和專用型。

圖1-2-10車床圖1-2-11自動(dòng)車床圖1-2-12立式車床

2）車削所用刀具稱為車刀（圖1-2T3）。車刀使用前必需進(jìn)行刃磨，依據(jù)操作者習(xí)慣和技

術(shù)，刃磨后可取得不一樣外形和不一樣用途刀具，從而完成不一樣內(nèi)容加工。

b)f)

圖1-2-13車刀

3）一般車床加工就是將工件固定在車床夾具上，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)使其旋轉(zhuǎn)，然后用車刀進(jìn)行

切削。經(jīng)過這種加工方法，通常能夠得到含有回轉(zhuǎn)體表面零件。但因?yàn)檐囅鞴に嚪秶卯?dāng)廣泛，

采取合適方法，也可取得其它類型表面。車削可用于粗、半精和精加工，關(guān)鍵工藝范圍參見圖

l-2-14o

3、包I］削：有些工件需要對大平面進(jìn)行加工，這時(shí)用車床加工就不太適合，我們可采取刨削

加工（圖1-2-15）o

1）刨削加工所用設(shè)備叫做刨床，通常中小型零件加工采取牛頭刨床（圖1-2-16）,大型工

件加工則采取龍門刨床（圖卜2-17）。

圖1-2-15刨削示意圖圖1-2-16牛頭刨床圖1-2-17龍門刨床

2）刨削所用刀具稱為刨刀，刨刀形狀和結(jié)構(gòu)全部較簡單。

3）刨床是經(jīng)過刀具往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)來切除材料，同時(shí)夾具帶動(dòng)工件作橫向移動(dòng)，使刀尖走過

整個(gè)被加工表面，從而達(dá)成加工平面要求。因?yàn)榕傧鞴ぜ砻鏁?huì)留下直線加工痕跡（接刀痕），

故多用作粗加工。有時(shí)也在產(chǎn)品局部留下接刀痕作為表面譏理，也可看作是對產(chǎn)品表面一個(gè)特殊

處理。

4、磨削：對于表面要求光潔、光亮產(chǎn)品，可采取磨床進(jìn)行磨削。

1）磨削加工所用設(shè)備叫做磨床，因加工表面不一樣，可分為平面磨床（圖1-2-18）、內(nèi)圓

磨床、外圓磨床（圖-279）和異形面磨床，按加工后表面光潔程度，又可分為一般磨床和鏡面

磨床。

圖1-2-18平面磨床圖1-2-19萬能外圓磨床

2）磨削所用刀具稱為砂輪，砂輪是一個(gè)微刃刀具，以由A1203（剛玉類）或改擊（碳化硅

類）為關(guān)鍵成份硬質(zhì)材料為微刃，用陶瓷或樹脂為結(jié)合劑將其制成輪形（圖L2-20）。

砂輪磨削能力和磨料顆粒粒度有很大關(guān)系，粒度又叫做“目”，表示粒度大小粒度號又叫做

“目數(shù)”。目數(shù)是指每英寸（25.4mm）長度內(nèi)能經(jīng)過該種顆?？籽蹟?shù)，比如60號粒度磨料表

示它能經(jīng)過在1英寸長度里有60個(gè)孔眼篩網(wǎng)，其號數(shù)越大，顆粒越小。通常粗顆粒砂輪用于

粗、半精加工，而細(xì)顆粒砂輪則用于精加工。常見砂紙也以此表示砂紙磨粒粗細(xì)。

圖1-2-20砂輪外形

3）磨削可對平面（圖1-2-21）、外圓表面（圖1-2-22）、內(nèi)孔表面（圖1-2-23）進(jìn)行精

加工，加工精度很高，如鏡面磨床能將金屬表面磨削得平滑如鏡、光可鑒人。因?yàn)樯拜喣チ：苡?

所以也可用來對刀具進(jìn)行刃磨。另外，砂輪還有一個(gè)所謂“自銳”特點(diǎn)。通常刀具切削刃假如磨

鈍或損壞，必需換刀或重磨才能繼續(xù)切削。而砂輪磨粒變鈍后，磨粒就會(huì)破碎，產(chǎn)生新較鋒利楂

角；或圓鈍磨粒從砂輪表面脫落，露出新鮮鋒利磨粒，繼續(xù)對工件進(jìn)行加工。砂輪這種本身推陳

圖1-2-21磨平面圖1-2-22磨外圓圖1-2-23磨內(nèi)圓

5、銃削：當(dāng)工件有臺階面或需要開槽時(shí)候，可使用銃削加工。銃削和車削一樣，也是一個(gè)工

藝范圍廣泛加工工藝。

1）銃床由主軸部署方法，可分為立式銃床和臥式銃床，常見是帶升降臺臥式萬能銃床（圖

1-2-24）n大型T件可詵徑龍門銃床（圖1-2-25）進(jìn)行加工。

懸梁

圖1-2-24萬能升降臺銃床511-2-25龍門銃床

2）銃削所用刀具稱為銃刀，閃為工藝范圍廣泛緣故，銃刀是一個(gè)由各式各樣外形刀具組成

一個(gè)系列，操作者應(yīng)依據(jù)不一樣加工要求選擇不一樣刀具。參見圖l-2-26o

圖1-2-26銃刀圖1-2-27跣削工藝

3）銃削不僅工藝范圍相當(dāng)廣泛，而且生產(chǎn)率很高。參見圖1-2-27.以平面加工為例，銃平

面速度是刨平面幾十乃至上百倍。但銃刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，刃磨需用專門設(shè)備，所以價(jià)格較貴，加工成

本局。

6、鉆削：當(dāng)對工件進(jìn)行孔加工時(shí)，最常見方法是鉆削。

1）鉆削加工所用設(shè)備叫做鉆床，鉆床通常全部立式部署，小型工件多用臺鉆（圖1-2-28）,

工廠通常使用搖臂鉆床（圖卜2-29）。

直M花帖

圖1-2-31組合機(jī)床

圖1-2-30鉆頭形式圖1-2-32加工中心

2）鉆削所用刀具稱為鉆頭，因大部分鉆頭含有麻花通常外形，所以稱為麻花鉆。另外常見

刀具還有擴(kuò)孔鉆、中心孔鉆和絞刀。鉆頭是一個(gè)定尺寸刀具，即多大鉆頭只能鉆出多大孔。

3）鉆削操作較簡單，但鉆孔時(shí)因?yàn)榕判祭щy、傳熱不良等原因，很輕易把鉆頭別斷；鉆小

孔或深孔時(shí)還輕易引偏，使鉆出孔和工作表面傾斜。

7、其它切削工藝：伴隨科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，現(xiàn)代加工技術(shù)也有了極大進(jìn)步。

1）組合機(jī)床：它是一個(gè)專用機(jī)床。顧名思義，組合機(jī)床就是將多道工序組合起來，用一次

加工來完成，所以是一個(gè)高效加工設(shè)備，多于孔加工。

2）加工中心：一個(gè)用計(jì)算機(jī)控制、帶有大型刀庫現(xiàn)代化自動(dòng)加工設(shè)備。在一臺加工中心上

能夠使用多個(gè)刀具、完成多個(gè)工藝，而且工件裝卸、測量和刀具更換完全用預(yù)先編好程序進(jìn)行控

制。是現(xiàn)代切削加工技術(shù)發(fā)展方向。

3）特種加工：關(guān)鍵是利用電能、光能、聲能、熱能、化學(xué)能來去除材料非傳統(tǒng)加工方法，

可對特殊表面、特殊形狀工件進(jìn)行加工。使用最普遍特種加工技術(shù)是電火花加工，包含電火花成

型和電火花線切割。它見長于異型孔、復(fù)雜型腔和復(fù)雜外形加工，使塑料模具加工最關(guān)鍵工藝設(shè)

備。

（二）板金工藝

很多產(chǎn)品是由薄板做成，如機(jī)器外殼、診療儀器等，其外殼多數(shù)是由薄板經(jīng)過折板工藝做成。

板金工藝是一個(gè)對薄板材料經(jīng)過剪切、彎折方法，改變材料尺寸、外形一個(gè)工藝。

1、折板T藝：折板T藝是經(jīng)過折板機(jī)將板折成所需形狀（圖1-273）,折板角度能夠多個(gè)

多樣。但通常彎折深度和寬度是有一定百分比，超出百分比加工則有些困難了。

2、卷板加工:有些產(chǎn)品需要用弧型板做，這就需要將板經(jīng)過卷板工藝使薄鋼板變成弧型，也

就是將薄板經(jīng)過卷板機(jī)軋輻，使薄鋼板轉(zhuǎn)彎為弧型板。

3、拉伸工藝:我們常常使用金屬飯盒、快餐盤及電筒均是用薄鋼板進(jìn)行沖板拉伸工藝，就是

經(jīng)過模具在沖床（一個(gè)壓力加工設(shè)備）上進(jìn)行拉伸（圖卜2-34）。這種拉伸通常不加溫，拉伸較

深工件需要二次或數(shù)次拉伸才能最終完成。拉伸加工拉伸比（表征拉伸深度一個(gè)參數(shù)）是有一定

限制，和鋼板厚薄及鋼板品種相關(guān)系。

（三）鉗工工藝

0、概述：鉗工工藝是一個(gè)以手工操作為主對產(chǎn)品進(jìn)行加工、修配工藝。鉗工常見設(shè)備包含

鉗工工作臺、臺虎鉗、鉆床等，基礎(chǔ)操作有劃線、鋸切、鏗削、鉆孔、攻螺紋、套螺紋等。鉗工

工藝在我們課程設(shè)計(jì)過程中有十分關(guān)鍵作用，同學(xué)們在制作模型過程中會(huì)大量使用鉗工工藝。

1、劃線：劃線是依據(jù)圖樣要求，在毛壞或半成品上劃出加工界線操作。其關(guān)鍵作用是確定

工件上各加工面加工位置，作為加工或安裝依據(jù)。

劃線時(shí)要使用多種量具，這些量具包含：鋼直尺、高度尺、直角尺、高度游標(biāo)尺等。劃線工

含有平板、劃針、劃卡、劃規(guī)、劃盤、高度游標(biāo)尺等。r

通常工件劃線時(shí)根據(jù)以下次序進(jìn)行：

1）清理工件：清除毛坯上毛刺、油污，雜質(zhì)，在劃線部位涂色，找出孔中心等。

2）選擇基準(zhǔn)：在工件上確定部分線或面，作為劃線時(shí)依據(jù)。這些線或面稱為基準(zhǔn)。

3）工件定位：用合適工具支承工件，將其放平、放穩(wěn)。通常采取三點(diǎn)支承或借助專用工具

（如平板,V型架）。

4）劃線：用劃線工具根據(jù)圖紙尺寸劃出基準(zhǔn)線和其它線，并檢驗(yàn)其正確性。參見羽l-2-38o

圖1-2-38劃線工藝

2、鋸斷：用手工鋸將材料割開或切除溝槽。鋸分為鋸弓和鋸條兩部分，鋸弓張口可調(diào)整以

適應(yīng)鋸條長度，鋸條采取工具鋼制造，有粗齒、中齒和細(xì)為三種，分別適適用于鋸軟材料或厚工

件。

1）工具：鋸斷用鉗工手鋸（弓鋸）進(jìn)行，將工件在臺鉗上夾緊進(jìn)行。參見圖1-2-39。

圖1-2-40鋸齒方向

2）鋸切方法：按選擇鋸條、安裝鋸條、裝夾工件、運(yùn)鋸次序進(jìn)行。

A、工件夾持一定要牢靠，伸出鋸口要短，通常應(yīng)盡可能安裝在臺虎鉗左邊。

B、運(yùn)鋸分為單于握鋸和雙手握鋸兩種方法；

單手握鋸：用于小斷面鋸斷。起鋸時(shí)，（以右手握鋸為例）應(yīng)左手拇指靠近鋸條，右手穩(wěn)推

手柄，起鋸角度稍小于15°,鋸弓往復(fù)速度應(yīng)慢、行程要小、壓力要小、運(yùn)鋸要平穩(wěn)，鋸條平

面和工件表面要垂直，鋸出切口后鋸弓逐步改為水平方向。

雙手握鋸：通常鋸斷多用雙手握鋸。此時(shí)左手握住鋸弓前端部，以使運(yùn)鋸更平穩(wěn)，便于加力。

因?yàn)槭咒忎彈l鋸齒為單向鋸齒（圖12-40）,所以安裝鋸條時(shí)全部將鋸齒按圖所表示方向安裝，

這么在運(yùn)鋸前推時(shí)要均勻加力，返回時(shí)從工件上輕輕滑過，速度通常為每分鐘20-40次?？熹?/p>

斷時(shí)，應(yīng)減力、減速，直至斷開。

鋸切鋼材時(shí)，應(yīng)使用機(jī)油潤滑。

往復(fù)足離應(yīng)短

3、鍥削：鋅削是用鋅刀對工件表面進(jìn)行加工操作。

1）工具：鋰削工具是鋅刀。鋅刀有錯(cuò)身（工作部分）和錦柄組成，按用途可分為鉗工鋰、

整形鋰和特種鏗三種。參見圖1-2-42。

切削方向

圖1-2-42挫刀圖1-2-43鋰刀外形

鉗工鋅：用于通常工件表面鏢削，因其斷面形狀不一樣，又分為多種鏗刀。參見青廠2-43。

整形神：又稱為什錦鋅，成組成套供給，用于細(xì)小部位及精密工件加工。

特種鋰：專門設(shè)計(jì)用于一些特殊表面加工鋰刀。

前兩類鏗刀應(yīng)用較廣，后一類不常見。

2）鏗削方法:

A、平面鋰削方法（圖1-2-44）：

圖1-2-44平面鋰削方法

B、曲面鏗削方法:

圖1-2-45曲面鋰削方法

4、攻螺紋和套螺紋：攻螺紋是用絲錐在孔壁上加工內(nèi)螺紋操作，套螺紋是用板牙在圓桿上

加工外螺紋操作。

1）攻螺紋：攻螺紋又稱為攻絲，用工具包含絲錐（圖1-2-47）和較杠。M6~M24絲錐由兩

支合成一套，成為頭錐,二錐。頭錐有一段錐度，第八牙以后才是全牙；二錐約二、三牙以后即

為全牙。M6以下及M24以上絲錐由頭錐，二錐，三錐三支絲錐組成一套，依次使用。參見圖

1-2-48o

切附部分

皎準(zhǔn)部分

工作部分槽柄方頭

圖1-2-47絲錐外形

2）套螺紋：套螺紋乂稱為套絲，用工具包含板牙和板牙架。板才有整體式（固定式）和開

縫式（可調(diào)式）兩種。

5、常見量具和測量方法:

掌握常見量具使用和正確進(jìn)行測量，對制造一件合格產(chǎn)品而言也是至關(guān)關(guān)鍵。

0）長度單位制：中國要求長度單位采取公制，其基礎(chǔ)單位為米（m）,采取千進(jìn)位，向下

千分之一米為毫米（公厘），千分之一毫米為微米（11而，向上為千米（km,俗稱公里），工

程上通常以亳米為基礎(chǔ)單位。在進(jìn)行修配或進(jìn)行管道等施工時(shí)，還會(huì)使用英制（時(shí)制），其基礎(chǔ)

單位為英寸（'、時(shí)），向下為英分（"）,采取八進(jìn)制，即一英寸為八英分；向上為英尺（90,

采取十二進(jìn)制，即一英尺為十二英寸。兩種長度單位基礎(chǔ)換算為一英寸等于25.4毫米。

1）常見量具：

A、鋼直尺：通常由不銹鋼制成，基礎(chǔ)刻度為毫米，也有（）.5毫米刻度。最短尺其量程為200

毫米，最長尺量程為1000毫米。超出1000毫米時(shí)，通常做成卷尺形式。鋼直尺用于通常測量

精度不高長度測量。

B、游標(biāo)卡尺：游標(biāo)卡尺是帶有測量卡爪并用游標(biāo)讀數(shù)量尺（圖1-2-51）。它含有結(jié)構(gòu)簡單、

使用方便、測量尺寸范圍較大等特點(diǎn)，可用來測量外徑、內(nèi)徑、長度、寬度、厚度、度和孔距等。

常見規(guī)格有0~125mm,0~200mm,0~300mm和0~500mm等。游標(biāo)卡尺按其

不同剜俄狀況讀數(shù)值為12.05mm

圖1-2-51游標(biāo)卡尺

a、游標(biāo)卡尺刻線原理及讀數(shù)方法：

刻線原理：游標(biāo)卡尺有主尺和游標(biāo)組成，以（）.02精度游標(biāo)尺為例，主尺每一格為1mm,當(dāng)

兩爪合并時(shí)主尺上49mm刻線恰好對正游標(biāo)上50刻線處，所以游標(biāo)每格是49?50=0.9Bmm。

讀數(shù)方法：讀數(shù)時(shí)有以下三個(gè)步驟①先讀出游標(biāo)上零線對正主尺上毫米整數(shù)，②再看游標(biāo)上

那一條線和主尺上刻線對齊，讀出游標(biāo)上尺寸，③然后把主尺和游標(biāo)上尺寸加起來，即為測量尺

寸。

b、使用游標(biāo)卡尺應(yīng)注意以下事項(xiàng)

a）檢驗(yàn)零線：使用前應(yīng)先擦凈卡尺，合攏卡腳，檢驗(yàn)尺身和游標(biāo)零線是否對齊。如未對齊,

應(yīng)記下誤差值，方便測量后修正讀數(shù)。

b）放正卡尺：測量內(nèi)外圓時(shí)，卡尺應(yīng)垂直于軸線；測量內(nèi)圓時(shí)，應(yīng)使兩量爪處于直徑處。

c）用力合適：量爪和測量面接觸時(shí)，用力不宜過長，以免量爪變形和磨損。

d）視線垂直：讀數(shù)時(shí)視線要對準(zhǔn)所讀刻線并垂直尺而，不然讀數(shù)不準(zhǔn)。

e）預(yù)防松動(dòng)：卡尺取出時(shí)，應(yīng)使固定量爪緊貼工件，輕輕取出，預(yù)防活動(dòng)量爪移動(dòng)。

f）勿測毛面：卡尺屬精密量具，不得用來測量毛坯表面。

C、千分尺:千分尺是用微分筒讀數(shù)示值為0.01mm或0.001mm量尺。按用途分有外徑千分

尺、內(nèi)徑千分尺、深度千分尺、公法線千分尺、螺紋千分尺和杠桿千分尺等。它們測量對象不一

樣，但基礎(chǔ)原理是基礎(chǔ)相同。現(xiàn)以使用最多外徑千分尺加以說明。圖1-2-52所表示為測量范圍為

0?25mm外徑千分尺。

固定左倚

圖1-2-52千分尺

a^r,分尺讀數(shù)原理和方法:

千分尺尺架左端裝有砧座（測量面），右端有固定套筒，上面沿軸向刻有格距為0.5mm刻

線（即尺身）。固定套筒內(nèi)孔是螺距為0.5mm螺孔，它和精密螺桿螺紋相配合。螺桿右端經(jīng)過

薪輪和微分筒（活動(dòng)套筒）相連，微分筒沿圓周刻有50格刻度（即游標(biāo)）。當(dāng)筒轉(zhuǎn)動(dòng)一周，螺

桿和微分筒沿軸向移動(dòng)一個(gè)螺距距離，即0.5mmo所以，微分筒每轉(zhuǎn)過一格，軸向移動(dòng)距離為

0.5mm/50=0.01mm。

千分尺讀數(shù)=微分筒所指固定套筒上整數(shù)（應(yīng)為0.5整倍數(shù)）+固定套筒基線所指微分筒

格數(shù)X0.01o

b、千分尺時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：

a）檢驗(yàn)零點(diǎn)：使用前將螺桿和砧座測量面擦凈并合攏，仔細(xì)檢驗(yàn)零點(diǎn)。若圓周零線和軸向

中線未對齊，應(yīng)記下誤差值，方便測量時(shí)修正讀數(shù)。

b）合理操作：測量時(shí)不應(yīng)先鎖緊螺桿，后用力卡工件。這么將會(huì)造成螺桿彎曲或測量面磨

損而影響測量正確度。當(dāng)測量頭靠近工件時(shí)，嚴(yán)禁再擰微分筒，而應(yīng)擰動(dòng)右端棘輪。當(dāng)棘輪發(fā)出

“嘎嘎”聲，則表示壓力適宜，即應(yīng)停止擰動(dòng)。

c）擦凈工件：工件測量面應(yīng)擦凈，不然將產(chǎn)生讀數(shù)誤差。

d）精心維護(hù)：千分尺只適于測量精度較高工件，不宜測量粗糙表面。千分尺使月后應(yīng)放回

盒中，嚴(yán)禁和硬物撞擊，以免磕傷或變形。

第三節(jié)金屬材料常見規(guī)格

通常情況金屬材料是以商品形式供給，為便利使用，生產(chǎn)廠家把它分成很多規(guī)格，如板材有

多少厚度，長、寬多少：棒材有多粗；型材截面形狀及幾何尺寸；管材規(guī)格等等。對此國家有耍

求（國家標(biāo)準(zhǔn)），具體內(nèi)容可查閱對應(yīng)材料手冊，不再贅述。

本章思索題：

1、金屬加工工藝；

2、熟記金屬材料品種、規(guī)格；

3、經(jīng)過參觀增強(qiáng)概念。

本章作業(yè):做一個(gè)自用工具

作業(yè)要求:尺寸標(biāo)準(zhǔn)，最少使用三種工藝手段

第二章非金屬材料和工藝

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)已和計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物工程一起成為現(xiàn)代科技三大支柱。而在材

料科學(xué)中，非金屬材料開發(fā)最為突出。非金屬材料種類相當(dāng)廣泛，能夠說除金屬材料以外全部材

料，全部屬于非金屬材料，如紙、木材、陶瓷和高分子聚合物等等。從60年到到70年代，高

分子材料每十二個(gè)月全部以14%速度增加（而金屬材料年增加速度是4%）,陶瓷材料因?yàn)樗?/p>

特殊性能，使之成為最右期望高溫結(jié)構(gòu)材料和多種功效材料。本書依據(jù)同學(xué)們可能用到材料，選

擇木材、陶瓷和高分子材料作簡單介紹。

第一節(jié)木材和工藝

。、概述

木材屬于有機(jī)非金屬材料。常見木材關(guān)鍵取自樹木樹干部分，樹干由樹皮、形成層、木質(zhì)部

（即木材）和髓心組成。木材因取得和加工輕易，所以木材使用由來已久。

1、木材種類：

木材可分為針葉樹材和闊葉樹材兩大類。杉木及多種松木、云杉和冷杉等是針葉樹材；柞木、

水曲柳、香樟、糕木及多種樺木、楠木和楊木等是闊葉樹材。針葉樹材通常樹干高大，紋理通直,

易加工，易干燥，開裂和變形較小，適于作結(jié)構(gòu)用材。一些闊葉樹材（橡木、楓木、樺木、胡桃

木等），質(zhì)地堅(jiān)硬、紋理色澤美觀，適于作裝修用材。

2、木材結(jié)構(gòu)：

木材有紋理特征，從不一樣方向鋸切木材，就會(huì)產(chǎn)生不一樣紋理特征切面，我們能夠依據(jù)這

些特點(diǎn)來研究多種不一樣切面性質(zhì)和用途。因?yàn)榻M成木材細(xì)胞是定向排列，形成順紋和橫紋差異。

橫紋又可區(qū)分為和木射線一致徑向；和木射線相垂直弦向，針葉樹材關(guān)鍵由管胞、木射線及軸向

薄壁組織等組成，排列規(guī)則，材質(zhì)較均勻。闊葉樹材關(guān)鍵由導(dǎo)管、木纖維、軸向薄壁組織、木射

線等組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

3、木材物理、力學(xué)性質(zhì)：

（1）密度。指單位體積木材重量。密度大木材，其力學(xué)強(qiáng)度通常較高。

（2）木材含水率八木材物理和力學(xué)性質(zhì)隨含水率而改變八木材平衡含水率隨地域、季節(jié)

及氣候等原因而改變，約在10-18%之間。

（3）脹縮性。木材吸收水分后體積膨脹，喪失水分則收縮。徑向和弦向脹縮左不一樣是

木材產(chǎn)生裂縫和翹曲關(guān)鍵原因。

（4）木材紋理方向。母材紋理對它力學(xué)性質(zhì)有較大影響，順紋方向和橫紋方向力學(xué)性質(zhì)

有很大差異。木材順紋抗拉和抗壓強(qiáng)度均較高，但橫紋抗拉和抗壓強(qiáng)度較低。

（5）硬木和軟木。木材按其質(zhì)地可分為硬木和軟木，通常認(rèn)為闊葉樹為硬木（雨林），針

葉為軟木。軟木因?yàn)橘|(zhì)地比較松軟，加工表面比較粗糙，要加工精細(xì)產(chǎn)品不太輕易，所以用軟木

做產(chǎn)品通常需進(jìn)行表面涂飾，它優(yōu)點(diǎn)是加工比較輕易；硬木木質(zhì)比較堅(jiān)硬，釘子難于釘入，強(qiáng)行

釘入會(huì)引發(fā)木材開裂，所以加工難度較大，通常采取機(jī)加工，但加工后產(chǎn)品表面光滑，紋理清楚。

二、木材加工

木材加工分為前期（材質(zhì)）加工和成形加工。

1、前期加工：

除直接使用原木外，木材全部加工成板方材或其它制品使用。為減小木材使用中發(fā)生變形和

開裂，通常板方材須經(jīng)自然干燥或人工干燥。

自然干燥是將木材堆垛進(jìn)行氣干。人工干燥關(guān)鍵用干燥窯法，亦可用簡易烘、烤方法。干燥

窯是一個(gè)裝有循環(huán)空氣設(shè)備干燥室，能調(diào)整和控制空氣溫度和濕度。經(jīng)干燥窯干燥木材質(zhì)量好，

含水可達(dá)10%以下。

使用中易于腐朽木材應(yīng)事優(yōu)異行防腐處理（見竹材和木材耐久性）。

用膠合方法能將板材膠合成為大構(gòu)件，用于木結(jié)構(gòu)、木樁等。木材還可加工成膠合板、碎木

板、纖維板等。

2、成形加工：

要使木材變成產(chǎn)品，須經(jīng)過分割、加工、組裝過程，這個(gè)過程我們稱之為工藝過程。

1）鋸：這個(gè)工藝過程多少有點(diǎn)象金屬工藝中鋸削有點(diǎn)相同，它也是材料加工中最基礎(chǔ)、最

常見加，方法之一。它是基礎(chǔ)原埋就是利用鋸齒對木材進(jìn)行分解，使材料變短、變小、變薄。因

為被鋸物目標(biāo)、要求不一樣，對鋸要求也不間，這么就產(chǎn)生了很多個(gè)不一樣類型鋸子，如木框鋸、

板鋸、側(cè)鋸、尖戳鋸、鋼絲鋸，還有多種電鋸，如帶鋸、盤鋸、線鋸等。修牌

安全闿精

后工作臺

圖2-1-1木工圓盤鋸木工平刨機(jī)

2）包IJ:刨也是木材加工最常見一個(gè)工藝。因?yàn)槟静募y理和鋸子加工后表面粗糙不平整，這就

需要經(jīng)過刨工藝使木材表面光潔、平整，也可使尺寸正確。

在刨削過程中，應(yīng)注意到木材紋理對刨削影響，順紋刨削就是按木紋肌理進(jìn)行，這么刨削面

輕易平整、光潔，逆紋刨削則易使刨面毛糙、起刺，橫紋刨削也存在這么問題。

木工刨種類有很多，有平刨、特型刨之分。平刨又有很多規(guī)格，有長平刨、中平刨、短平刨、

粗刨、細(xì)刨（粗刨刨刀和刨面傾角較小，而細(xì)刨刨刀和刨面傾角則較大，另外和刀刃外露程度也

相關(guān)系）；特型刨有邊刨、平底軸刨、圓底釉刨、球面包等。刨大平面時(shí)也采取電刨、壓刨等。

參見圖2-l-2o

3）鏟、鑿、砍：在制作物品過程中，鏟削加工用得較多，通常不能用刨削加工部位全部能

夠用鏟削來加工。鏟能夠用在不一樣紋理面上進(jìn)行，它能夠加工平面，也能夠加工曲面。鏟削時(shí)

通常見肩腳部位壓住鏟柄推進(jìn)鏟子，用手把握切削力和切削方向。鏟子也有平口鏟、斜口鏟、圓

鏟等樣式。

比鏟刀口相對小一點(diǎn)且原一點(diǎn)我們稱之為鑿，它作用關(guān)鍵是鑿樺眼（褲洞），要依據(jù)洞口寬

度選擇適宜鑿刀，在木材上開口。也有將鏟、鑿一并稱為鑿。

砍削又稱劈裂，通常見來粗加工或是追求一個(gè)特殊效果加工，關(guān)鍵工具是斧。有時(shí)使用現(xiàn)代

電動(dòng)工具極難達(dá)成這些要求。

4）鉆:在制作產(chǎn)品過程中，有時(shí)也要常常使用鉆加工方法，木材用鉆削工含有牽鉆、手搖鉆、

電鉆等，鉆孔關(guān)鍵靠是鉆頭，鉆頭有扁尖鉆、麻花鉆等多種樣式。

5）膠合:為了充足利用木材原材料，大家把大樹經(jīng)過特殊切削工藝，使大樹變成薄皮，然后

再經(jīng)過熱膠、熱壓形成多層膠合板，充足利用了木材，繼而又發(fā)明了利用模具熱壓，使薄板直接

熱壓成有一定造型產(chǎn)品，形成了今天曲木家俱。

6）零木:利用加熱手段使實(shí)木彎曲做成所需物體，如提琴、彎木家俱等。當(dāng)然在進(jìn)行彎木工

藝時(shí)，需要有理想材料，熟練技術(shù)和特殊設(shè)備。

第二節(jié)陶瓷工藝

Ox概述

陶瓷屬于無機(jī)非金屬材料，屬于化學(xué)材料中硅酸鹽材料，是一類硬度、耐溫材料，

1、陶瓷歷史：人類對陶瓷使用歷史可謂長久，在中國，陶器在史前已被廣泛用來制作多種

器皿（盛器、酒器等）。從出土文物來看，其精品至今仍不失實(shí)用性和藝術(shù)性。其中藝術(shù)性是造

型研究關(guān)鍵，這是因?yàn)橹袊沾删凡粌H有著十分大膽和優(yōu)美曲線，而且十分重視造型材料本質(zhì)

之美，沒有些人為矯飾。中國陶瓷最高境界產(chǎn)生在宋朝，因?yàn)楫?dāng)初作品最能在材料和技巧之間、

胎和種之間取得最充足平衡，有時(shí)甚至材料特質(zhì)勝于花紋專題。以歷史眼光來看，中國陶瓷藝術(shù)

在世界上是無出其右。意大利著名旅行家馬可波羅將瓷器稱為中國，即是最有力佐證。

圖2-27唐三彩（陶）圖2-2-2青花澆（咖啡具）

2、陶瓷區(qū)分：其實(shí)陶瓷是兩種不一樣材料。從原料上來看，陶采取陶土（粘土質(zhì)）為原料,

而瓷采取高嶺土（一個(gè)以粘土、長石、石英為關(guān)鍵成份瓷土材料）為原料；從燒成溫度上來看，

套燒成溫度較低，而瓷燒成溫度要高得多；從制成品來看，陶器較粗糙，含有大量氣孔，有一定

吸水性，機(jī)械強(qiáng)度較差，制件多為厚壁，而瓷器表面光滑、質(zhì)地堅(jiān)硬致密，無吸水性，敲擊是聲

音清脆，可制作薄壁制件。因?yàn)樘?、瓷全部采取硅酸鹽材料制造、其工藝過程大致相同，故常常

合稱為陶瓷。

一、陶瓷工藝過程

1、原料處理：關(guān)鍵有原料凈化、配料、粉碎和練泥等工序組成。

1）原料凈化采取挑選、淘洗、強(qiáng)磁除鐵等方法使原料凈化，以確保原料成份正確、統(tǒng)一。

2）將待制產(chǎn)品成份配比換算成原材料重量比，進(jìn)行稱重配合。

3）通常多采取濕式球磨粉碎，使用設(shè)備是球磨機(jī)（圖2-2-3）o球磨機(jī)是一個(gè)專門粉碎設(shè)

備，大型球磨機(jī)是一個(gè)直徑一米以上水平放置鋼制圓柱筒，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)后能作繞圓柱軸線滾動(dòng)

裝置.用于陶詫材料粉碎球磨機(jī)用花崗巖作襯里,內(nèi)有一定數(shù)量卵石.T作時(shí)將待磨原材料裝入.

加水后密封，滾動(dòng)時(shí)靠卵石沖擊將原材料粉碎并伴和。參見圖2-2-4。

閨體統(tǒng)■介*

圖2-2-3球磨機(jī)圖2-2-3球磨原理

4）練泥就是將經(jīng)球磨、玉榨（去除多出水分）后泥段，經(jīng)過真空練泥機(jī)排除夾入氣泡和使

水分均勻。注漿成型所用漿料無須真空練泥。

2、產(chǎn)品成型：參見下一段。

3、干燥：采取自然陰干或烘房干燥方法，去除毛坯中水分，便于整形、修光和上釉?，F(xiàn)多

采取烘房干燥。

4、施釉：通常陶瓷產(chǎn)品表面有一層光亮、堅(jiān)硬材料，是上了一層釉水（釉）緣故。釉料以

粘土、長石和石英為關(guān)鍵成份，但石英配比較大，使其在高溫中熔融成半流動(dòng)體玻璃態(tài)物質(zhì)，冷

卻后形成光亮、堅(jiān)硬玻璃質(zhì)薄層（釉層）。也可加入其它氧化物、碳酸鹽類物質(zhì)。因釉料在使用

時(shí)做成漿狀液體，故俗稱為釉水。施釉方法關(guān)鍵有漂釉和噴釉等。施釉后坯料還必需干燥，使釉

和坯料結(jié)合更緊密。

5、燒成：將上好釉壞料放入窯爐中，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，從而取得產(chǎn)品。燒成是陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)

一個(gè)十分關(guān)鍵步驟，因?yàn)榘^多專業(yè)知識，本處不再介紹。

二、陶瓷成形工藝

關(guān)鍵有可塑法和注漿法，也可使用濕壓制法。

（-）旋坯成型（也叫輪袋法、轆希法）

將陶土或瓷土置于一個(gè)能旋轉(zhuǎn)平臺上，在旋轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行成型方法。旋坯成型通常有兩種方

法：拉坯、旋壓和滾壓。

1、拉坯：在轆轉(zhuǎn)車上用手工拉制出坯體方法，這是一個(gè)古老制坯方法，純系手工操作，，

不用模型，要求操作者有熟練技術(shù)?，F(xiàn)在在工業(yè)化生產(chǎn)中使用不多，但在制作部分含有個(gè)性作品

時(shí)仍然使用。

2、旋壓：用型刀使放在石膏模型中可塑性壞料受到擠壓、刮削和剪切作用而形成壞體方法,

多用于杯、碗成形。但因?yàn)榕髁显谥谱鬟^程中因受擠壓而造成排列混亂，所以產(chǎn)品易變形。

3、滾壓：是一個(gè)使用滾玉機(jī)成型機(jī)械化成型方法，多用于盤、碟、碗制作，生產(chǎn)效率高，

但在個(gè)性制作中不能使用。

（二）注漿成型（也稱澆注法）

注型法是用泥漿向一個(gè)含有一定吸水能力模型（通常見石膏制作，并在注漿前烘熱）型腔進(jìn)

行灌注，等上若干時(shí)間，當(dāng)型腔內(nèi)壁附著部分泥漿水份被吸干而成一定厚度外殼時(shí)，將剩下漿料

到出型腔，然后打開模具。這時(shí)附著于腔壁陶瓷土結(jié)成和型腔內(nèi)壁一模一樣陶瓷胎膜，干燥后再

進(jìn)行其它加工。從工業(yè)設(shè)計(jì)角度來說注型是屬于工業(yè)生產(chǎn)層次，它即使缺乏個(gè)性，但有正確性、

統(tǒng)一性優(yōu)點(diǎn)，一個(gè)模具可產(chǎn)生出大量一樣產(chǎn)品。

（三）盤條成型（也稱圈土法）

所謂圈土法就是將陶土做成繩狀，然后將其盤起來，做成一定形狀，用這種方法做成產(chǎn)品、

個(gè)性和藝術(shù)性全部很強(qiáng)，但缺乏工業(yè)性。作為藝術(shù)創(chuàng)作，這種方法不失是個(gè)好方法，但作為工業(yè)

批量生產(chǎn)，這種產(chǎn)品缺乏統(tǒng)一性，極少為規(guī)模生產(chǎn)所提倡。

（四）壓制成型：

利用壓力將粉狀坯料壓入模具中，制成致密坯體方法。有干壓、濕壓等方法。日常使用釉面

磚（瓷磚）即使用壓制成型。

（五）井片法：

把陶土打成薄片狀，然后進(jìn)行切割、裁剪、拼接做成一定造型，再作后期加工。如雕刻、掛

粕等制成成品。

第三節(jié)塑料和工藝

概述

塑料屬于有機(jī)非金屬材料中高分子合成材料，在常溫下呈玻璃態(tài)。其以合成樹脂為關(guān)鍵成份，

在加工狀態(tài)下，它可塑性好、造型自由度大、加之種類多，己廣泛地被大家用作產(chǎn)品主材之一，

是一個(gè)最經(jīng)濟(jì)、最輕便材料。在生產(chǎn)生活使用中己被大家所接收。

一、塑料分類

塑料有多種分類方法，現(xiàn)簡述以下。

（一）按使用范圍分：分成工程塑料和日用塑料，工程塑料適于制造多種工程構(gòu)件，我們以

介紹工程塑料為主C

（二）按加工方法分：分成熱熔性塑料和熱固性塑料。

1、熱熔性塑料：常溫下呈顆粒狀，加工時(shí)用加熱方法使其熔化，熔化后含有流動(dòng)性，經(jīng)過

壓力注入成型模具型腔，形成產(chǎn)品。熱熔性塑料加工過程可逆，即可將用熱熔性塑料制作產(chǎn)品經(jīng)

過再次加熱方法熔化，制成含有其它外形產(chǎn)品。所以，熱熔性塑料也不耐熱。

2、熱固性塑料：常溫下成粉末狀，加工時(shí)將粉末填入模具型腔，經(jīng)過加熱方法使其固形。

熱固性塑料加工過程不可逆，一旦制成產(chǎn)品，就不能經(jīng)過再加熱方法來改變它形狀。所以，熱固

性塑料耐熱。多數(shù)熱固性塑料（樹脂）全部是良好膠粘劑。

（三）按材料強(qiáng)度分：分成一般塑料和增強(qiáng)塑料比如在一般塑料中加入玻璃纖維，形成玻

璃纖維增強(qiáng)塑料，即玻璃鋼。

另外還有多個(gè)分類方法，此處不再贅述。

二、常見塑料及性能介紹

1,聚乙?。≒E）：由低分子乙烯單體聚合而得熱熔性塑料。依據(jù)聚合條件不一樣，可得高、

中、低三種密度聚乙烯，通常單說聚乙烯是指中密度聚乙烯。高密度聚乙?。‥DPE）又稱低壓

聚乙烯?，其分子量高，質(zhì)地堅(jiān)硬，強(qiáng)度高；低密度聚乙?。↙DPE）又稱高壓聚乙烯，分子量較

低，質(zhì)地柔軟。

聚乙稀是一個(gè)無毒、無味塑料，含有良好化學(xué)穩(wěn)定性、耐寒性和電絕緣性，但耐熱性和耐老

化性較差。可用吹塑、擠出和注塑等多個(gè)方法成型，制造薄膜、包裝容器等產(chǎn)品。食品包裝盒、

包裝袋多用此制成。

2,聚氯乙?。╬vc）：由氯乙烯聚合而得熱熔性塑料。聚氯乙烯含有良好電絕緣性和耐化

學(xué)腐蝕性，但熱穩(wěn)定性差，遇熱分解出氯化氫，氯化氫有毒，故聚氯乙烯不能用來制造食品包裝

容器。工業(yè)上通常見來制造排水管、電線管、殼體、板材等。

3,聚丙?。≒P）：由丙烯單體聚合而得熱熔性塑料。無度、無味，質(zhì)輕，化學(xué)穩(wěn)定性和電

絕緣性好，但機(jī)械強(qiáng)度較低，耐溫性也差，用來制造通常塑料制品。

4,聚苯乙烯（PS）：由氯苯烯聚合而得熱熔性塑料。此材料為透明材料，表面硬度高，電

絕緣性和耐腐蝕性全部好，但質(zhì)脆、不耐沖擊，耐熱性也差。多用于制造電器透明窗、蓋，多種

透明裝飾材料等。用聚苯乙烯為主材生產(chǎn)發(fā)泡塑料，含有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、隔熱性和電絕緣性良好

及抗沖擊等特點(diǎn)，可用作隔熱、隔聲和防震包裝材料。

5,聚甲基丙稀酸甲酯（PMMA）：由甲基丙稀酸甲酯聚合而得熱塑性塑料。因其透明度高（透

光率高達(dá)92%）,不易破碎，故俗稱為有機(jī)玻璃。有機(jī)玻璃可制成板材、管材和棒材，基礎(chǔ)材

質(zhì)是透明，但也可制成彩色、珠光、鏡面等材質(zhì)。有機(jī)玻漓因?yàn)楹辛己脽崴苄?，可?jīng)過熱成形

加工成多種形狀，還可采取切削、鉆孔、拋光等機(jī)加工手段進(jìn)行加工，同時(shí)也能進(jìn)行粘接、印刷、

熱壓印花、燙金等二次加工制成多種制品。有機(jī)玻璃被廣泛用于廣告標(biāo)牌、照明燈具、光學(xué)儀器、

安全防護(hù)罩、日用器具及汽車、飛機(jī)等交通工具側(cè)窗玻璃等。

6,丙烯庸一丁二烯一苯乙烯（ABS）：是丙烯睛一丁二烯一苯乙烯三元共聚物，簡稱ABS。

ABS是一個(gè)綜合性能良好工程材料，此種材料兼具多種材料優(yōu)點(diǎn)，可采取多種加工方法（甚至電

飯）進(jìn)行加工，所以被廣泛，大量地使用。很多產(chǎn)品外殼（如電視機(jī)、隨身聽、吸塵罌、電冰箱

等）全部用它制造。

7,聚酰胺（PA）：一個(gè)含有酰胺基熱塑性高分子聚合物，俗稱尼龍。白色或透明，無毒、

無味，機(jī)械強(qiáng)度高、堅(jiān)韌、抗拉，耐磨性、耐溶劑型、電絕緣性、潤滑性能良好，易戊型加工但

尺寸穩(wěn)定性差。尼龍是一大類材料，常見包含尼龍6、尼龍66、尼龍610和尼龍1010o可

用來制造軸承、齒輪、葉片、密封圈、電纜接頭等，還可制造包裝袋、食品薄膜。

8,聚氨酯（PU）：一個(gè)含有氨基甲酸酯基高分子聚合物，可分為熱塑性聚氨酯和熱固性聚

氨酯兩大類。聚氨酯含有很好耐磨性和耐老化性、良好耐化學(xué)腐蝕性和耐油性，富有彈性和強(qiáng)韌

性。廣泛用于制造橡膠、合成革、纖維、涂料和膠粘劑等,聚氨酯也可制造發(fā)泡塑料，軟質(zhì)聚氨

酯發(fā)泡塑料彈性好，抗沖擊性高，是極好緩沖材料?

9,聚四氟乙?。≒TEE或F4）：由四氟乙烯聚合而成粉末狀固體，用冷壓燒結(jié)法制成板材,

棒材，管材,薄膜及零件。制品雪白，有臘狀感。聚四氟乙烯含有優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性、耐高低溫性

和電絕緣性，還含有不燃、不粘及摩擦系數(shù)低特點(diǎn)，是優(yōu)良耐高溫材料和絕緣材料。尤其應(yīng)該指

出是，聚四氟乙烯不溶于濃酸、濃堿、強(qiáng)氧化劑和有機(jī)溶劑，有“塑料王”之稱。多用來制造對

性能要求高耐腐蝕零件，如管道、容器、閥門等。

10,聚碳酸酯（個(gè)人計(jì)算機(jī)）：分子中含有碳酸酯基團(tuán)熱塑性高分子聚合物。無度、無味，

含有良好機(jī)械和介電性能，耐沖擊強(qiáng)度高，耐熱性、耐寒性好，綜合性能良好，是和聚四氟乙烯

冬領(lǐng)風(fēng)騷“塑料王”。除了能制造多種精度高、外形復(fù)雜制品外，還能制造耐熱食品包裝物，如

包裝袋、飲料杯等。

11、環(huán)氧樹脂：一個(gè)含有兩個(gè)獲兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)熱固性樹脂。是制造“玻璃鋼”關(guān)鍵原料,

固化后機(jī)械性能高，化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性良好，有良好加工性能。是一個(gè)著名膠粘劑。

12、酚醛樹脂：一個(gè)用來制造俗稱為“電木”塑料原料，含有很高機(jī)械強(qiáng)度。也是一個(gè)膠粘

齊J。

塑料是一個(gè)品類眾多大家族，各有各用途，在很多場所已成為金屬和其它天然材料最好替換

品，有著不可限量發(fā)展前景。同學(xué)們應(yīng)在學(xué)習(xí)和實(shí)踐過程中努力掌握眾多塑料性能和用途。

三、塑料工藝

塑料原材料大多是顆粒狀或粉末狀，經(jīng)過加溫使其變成糊狀，然后經(jīng)過多種加工機(jī)械使之成

為所需產(chǎn)品和部件。

1、注射成型:注射成型又稱注射成型，是一個(gè)最早出現(xiàn)又是最普遍使用成型方法，它廣泛到

用于熱塑性塑料成型加工。注射成型原理系將顆粒狀塑料置于料筒內(nèi)加熱使其熔融塑化后，經(jīng)過

螺桿或柱塞施加壓力，使料筒內(nèi)物料經(jīng)料筒末端噴嘴注射到含有所需產(chǎn)品形狀型腔模具中，然后

冷卻脫模即可得到所需形狀制品。

1）注射原理:

圖2-3-1注射原理

2）注射模具:模具是注射成型關(guān)鍵工具，它設(shè)計(jì)和制造在很大程度上影響著產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量,

假如模具結(jié)構(gòu)不合理或精度不高，即使采取最好工藝條件，也不能取得滿意制品，所以作為注射

成型，模具應(yīng)含有下列關(guān)鍵條件：

A、有充足強(qiáng)度，剛性及耐久性；

B、尺寸精度高；

C、成型品冷卻效率高：

D、輕易取出成型品；

E、盡可能降低后加工工作量；

F、價(jià)格廉價(jià)，加工方便.

由此注射模具加工難度比通常金屬?zèng)_壓模具要大得多、也復(fù)雜得多。所以注塑模具價(jià)格也相

當(dāng)昂貴。

要得到一個(gè)好注塑產(chǎn)品，在操作時(shí)還包含到操作人員技術(shù)素質(zhì)、材料品