模块十二 铆接与粘接（教案）《钳工工艺与技能训练》同步精品课堂（机工版·第4版）

《钳工工艺与技能训练》教案 课 题 模块十二 铆接与粘接 课 型 新授 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本教材以模块为单位组织内容，将理论知识与实际操作相结合，通过实训使读者充分掌握钳工实际工作中的各项基本技能。相比传统教材，本书更突出实际工作能力的培养和职业素养的提升。同时，本书也弥补了项目式教材理论知识不足且体系性差的弊端，尝试了一种折中的知识与技能的组织方式。 学情分析 学生在生活实际中接触过很多铆接和粘接的应用实例，有了这样的感性认识，对学习相关技能有一定的帮助。 学习目标 知识目标 1.了解铆接的种类和铆接件的接合形式。 2.掌握铆钉种类和铆接工具的相关内容。 3.了解粘合剂的种类。 4.掌握粘合剂的特点和应用。 技能目标 1.能进行铆接操作。 2.会进行铆接的有关计算。 3.能正确选择粘合剂。 4.掌握粘接工艺。 5.掌握钻孔、铆接和粘接的安全文明生产常识。 6.具备知识技能拓展能力及适应发展的能力。 素养目标 1.培养具备将铆接、粘接知识技能应用于具体工作领域的能力，具有一定的分析问题和解决问题的能力。 2.培养节能环保意识、安全意识。能正确遵守个人和车间安全作业要求，注重个人安全防护。 学习重难点 重点：铆接操作 难点：铆接的有关计算 教学方法 讲授法、演示法、参观法、练习法 课前准备 课件、各种钳工加工工具、量具 教学媒体 多媒体 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 课题引入：通过视频和图片展示一些生活实例，如桥梁的钢结构连接、飞机的机翼、人造卫星上的太阳能电池等，引入本课题内容。 认真观看，仔细观察，讨论并回答问题 激发学生的学习兴趣 活动二： 调动思维 探究新知 活动二： 调动思维 探究新知 活动二： 调动思维 探究新知 活动二： 调动思维 探究新知 活动二： 调动思维 探究新知 活动三： 调动思维 探究新知 活动三： 调动思维 探究新知 活动三： 调动思维 探究新知 一、铆接 （一）铆接概述 用铆钉连接两个或两个以上的零件或构件的操作方法称为铆接。 铆接的过程是：将铆钉插入被铆接工件的孔内，将铆钉头紧贴工件表面，然后将铆钉杆的一端镦粗成为铆合头。 目前，在很多零件连接中，铆接已被焊接代替。但因铆接具有使用方便、操作简单、连接可靠、抗振和耐冲击等特点，所以在桥梁、机车、船舶和工具制造等方面仍有较多的应用。 （二）铆接种类 1．按使用要求分类 （1）活动铆接（铰链铆接）：活动铆接的结合部分可以方法相互转动，如内外卡钳、划规、剪刀等。 （2）固定铆接：固定铆接的结合部分是固定不动的。这种铆接按用途和要求不同，还可分为强固铆接、紧密铆接和强密铆接。 1）强固铆接（坚固铆接）：应用于结构需要有足够的强度，承受强大作用力的地方。 2）紧密铆接：应用于低压容器装置，这种铆接只能承受很小的均匀压力，但要求接缝处非常严密，以防止渗漏。 3）强密铆接（坚固紧密铆接）：这种铆接不但要承受很大的压力，而且要求接缝非常紧密，即使在较大压力下，液体或气体也不能渗漏。 2．按铆接方法不同分类 （1）冷铆：冷铆是指在铆接时，铆钉无须加热，直接镦出铆合头。直径在8mm以下的钢制铆钉都可以用冷铆方法铆接。采用冷铆时，铆钉的材料必须具有较好的塑性。 （2）热铆：热铆是指先把整个铆钉加热到一定温度，再铆接。因铆钉受热后塑性好，容易成形，而且冷却后铆钉杆收缩，故可加大结合强度。热铆时，要把铆钉孔直径放大0.5～1mm，使铆钉在热态时容易插入。直径大于8mm的钢铆钉多用热铆。 （3）混合铆：混合铆是指在铆接时，只把铆钉形成铆合头的一端加热。对于细长的铆钉，采用这种方法可以避免铆接时铆钉杆的弯曲。 （三）铆接件的接合 1．铆接的基本形式 铆接连接的基本形式是由零件相互接合的位置所决定的，主要有以下三种： （1）搭接连接：图a所示为两块平板搭接，搭接后两块板料错位。图b所示为一块板折边后搭接，此种搭接方式除铆接处外，其余各处平整。 （2）对接连接：图a所示为单盖板式连接，只在一边加盖板。图b所示为双盖板式连接，在两边均加上盖板，连接强度要高于前者。 （3）角接连接：图a所示为单角钢式，在一个方向加上角钢组成角度连接，连接角度可由角钢的角度决定。图b所示为双角钢式，在两个方向均加有角钢，此种连接方式一般只用于90°，连接强度要高于前者。 2．铆道 铆道是指铆钉的排列形式。根据铆接强度和密封的要求，铆钉的排列有多种形式，如下图所示。 3．铆距 铆距是指铆钉与铆钉间或铆钉与铆接板边缘的距离。 （四）铆钉种类 铆钉可按形状、用途和材料不同进行分类。 1．按铆钉的形状分类 （1）半圆头铆钉（图a）常应用于钢结构的屋架、桥梁、车辆、船舶及起重机等强固铆接。 （2）沉头铆钉（图b）常用于制件表面要求平整，不允许有外露部分的铆接。 （3）平头铆钉（图c）常用于一般无特殊要求的铁皮箱、防护罩及其他结合件中的铆接。 （4）半圆沉头铆钉（图d）常用于要求铆接处表面有微小的凸起，防止滑跌的地方，如踏脚板和楼梯板等的铆接。 （5）空心铆钉（图e）常用于铆接处有空心要求的地方，如电器组件的铆接。 （6）传动带铆钉（图f）常用于传动带的铆接。 除了以上常规的铆钉外，还有抽芯铆钉（图a）和击芯铆钉（图b），它们又各有扁圆头和埋头两种形状。 2．按铆钉的材料分类 制造铆钉的材料要有好的塑性，常用铆钉的材料有钢、黄铜、纯铜和铝等。 铆钉材料应尽量和铆接件的材料相近。 （五）铆接工具 铆接时的主要工具有以下几种： 1．锤子 常用的有圆头锤子和方头锤子，以圆头锤子应用较多。锤子的大小应根据铆钉直径的大小来选用，通常适用的重量是250～500g。 2．压紧冲头 当铆钉插入孔内后，用它使被铆合的工件互相压紧。 3．罩模和顶模 罩模和顶模都有半圆形的凹球面，经淬火和抛光，按照铆钉的半圆头尺寸制成。罩模用于铆接时制作出完整的铆合头，柄部常制成圆柱形。顶模夹在台虎钳上，铆接时顶住铆钉的头部，以便进行铆接工作而不损伤铆钉头。 （六）铆钉直径、长度及通孔直径的确定 铆接时，为了保证铆接的质量，需要进行铆钉尺寸的计算，计算内容包括铆钉直径、长度及通孔直径等。 1．铆钉直径的确定 铆钉在工作中承受剪力，它的直径是由铆接强度决定的，其直径大小与被连接件的厚度、连接形式，以及被连接件的材料等多种因素有关。当被连接件厚度相同时，铆钉直径等于板厚的1.8倍；当被连接件厚度不同，采取搭接连接时，铆钉直径等于最小板厚的1.8倍。标准铆钉直径可在计算后按下表所列数值圆整。 2．铆钉长度的确定 铆接时，铆钉所需长度L，除了被铆接件的总厚度s外，还要为铆合头留出足够的长度l（如图）。因此，半圆头铆钉铆合头所需长度应为圆整后铆钉直径的1.25～1.5倍；沉头铆钉铆合头所需长度应为圆整后铆钉直径的0.8～1.2铆钉长度的计算倍；击芯铆钉的伸出部分长度应为2～3mm；抽芯铆钉的伸出部分长度应为3～6mm。 3．通孔直径的确定 在铆接连接中，通孔的大小，应随着连接要求的不同而有所变化。如孔径过小，使铆钉插入困难；过大，则铆合后的工件容易产生松动。 （七）铆接方法 1．半圆头铆钉的铆接 先把铆合件彼此贴合，划线、钻孔、倒角、去毛刺，然后插入铆钉，把铆钉原头放在顶模中，用压紧冲头压紧板料（图a），再用锤子镦粗铆钉伸出部分（图b），并将四周锤击成形（图c），最后用罩模修整（图d）。 2．沉头铆钉的铆接 沉头铆钉的铆接同半圆头铆钉的铆接一样，是将几个零件通过铆接连接起来，铆接铆头不突出于工件表面，故常用于表面要求平整光洁的场合，其铆接过程如图标示。如果用现成的埋头铆钉铆接，只要将铆合头一端的材料，经锤击填平埋头座即可。 3．空心铆钉的铆接 将铆钉插入孔内后，先用样冲冲压一下，使铆钉孔口张开，与工孔口贴紧（图a），再用特制冲头使翻开的铆钉孔口贴平于工件孔口（图b）。 4．击芯铆钉的铆接 将击芯铆钉插入铆件孔后，用锤子敲击钉芯（图a），当钉芯敲到与铆钉头相平时，钉芯即被击到铆钉杆的底部（图b）。由于钉芯的一端呈四棱锥形，故铆钉伸出件的部分沿印痕向四面胀开，这样工件就被铆合。 5．抽芯铆钉的铆接 先将抽芯铆钉插入铆件孔内，并将伸出铆钉头的钢钉（即钉芯）插入拉铆枪（图a）头部的孔内，然后启动拉铆枪，由于钉芯的一端是制成凸缘形的，随着钉芯的抽出，伸出铆件的铆钉杆在凸缘的作用下自行膨胀形成铆合头，待工件铆牢后，钉芯即在凹槽处断开而被抽出（图b）。 (a) (b) 二、粘接 （一）粘接概述 粘接是指用粘合剂把不同或相同材料牢固地连接在一起。 （二）粘合剂 1．粘合剂的分类 （1）按化学成分分类：粘合剂是以某些粘性物质为基料，加入各种添加剂构成的。按基料的化学成分，粘合剂可以分为有机粘合剂和无机粘合剂两大类。 （2）按用途分类：粘合剂按用途可分为结构粘合剂和非结构粘合剂两大类。 2．常用结构粘合剂的特点和应用范围 （1）环氧树脂胶：简称环氧胶，是目前使用量最大、使用面最广泛的一种结构粘合剂。环氧胶的粘接强度高，可粘材料的范围广，施工工艺性能良好，配制使用方便，固化后体积收缩率较小，产品尺寸稳定，使用温度范围广，且对人体无毒性。环氧胶的主要缺点是耐热性不够高，产品接头的脆性较大。 （2）聚氨酯胶：具有与环氧胶类似的优点，如价廉、工艺简便、可粘材料范围广等，但它的交联度比环氧胶小，性能上接近于热塑性树脂。 （3）酚醛树脂胶：酚醛结构粘合剂的特点是粘接力强，适用材料范围广，耐热性和耐湿热老化性能好。酚醛树脂胶的刚性较大，因此粘接结构的长时使用尺寸稳定性好，但疲劳强度相对较差，产品收缩较大。 （4）聚酰亚胺胶、双马来酰亚胺胶：二者均属航空航天用高温结构粘合剂，一般较贵，通常必须低温储存，室温下开放储存的寿命仅几个小时。 （5）丙烯酸酯胶：既包括甲基丙烯酸酯类的厌氧胶，也包括α-氰基丙烯酸酯类的各种快干胶或瞬间胶，它们共同的优点是单液型，低粘度，固化温度低而固化速度快，粘接强度高，毒性小等。 3．粘合剂的选择 正确地选择粘合剂一般应遵循以下几项原则： 1）粘合剂必须能与被粘材料的种类和性质相容。 2）粘合剂的一般性能应能满足粘接接头使用性能（力学条件和环境条件）的要求，并需注意，同一种胶所得的接头性能会因固化条件不同而有较大差异。 3）考虑粘接工艺的可行性、经济性，以及性能与费用的平衡。 （三）粘接工艺 1．表面处理：粘接前要对粘接面进行表面处理。金属件的表面处理包括清洗、脱脂、机械处理和化学处理等。非金属件一般只进行机械处理和溶剂清洗。 2．预装：表面处理后，应对粘接件进行预装检查，主要检查粘接件之间的接触情况。 3．配胶与涂胶：粘合剂应按其配方配制。在室温下固化的粘合剂，还应考虑其固化时间。 4．合拢和固化：合拢后应适当按、锤、滚压，以挤出微小胶圈为宜。固化温度、压力和时间是最重要的质量控制参数，皆须视粘合剂组分而定。 5．质量检验：早期主要采用敲击法和超声波检验，现在还可采用C扫描、多层C扫描、电磁检验法等。 认真听讲，适时讨论并归纳总结出知识点 认真听讲，适时讨论并归纳总结出知识点 认真听讲，仔细观察，适时讨论并归纳总结出铆接的基本形式 认真听讲，仔细体会，了解铆钉种类及铆接工具 认真听讲，适时讨论并归纳总结出铆钉直径及长度的确定方法 认真听讲，仔细体会，掌握各种铆接方法及动作要领 认真听讲，仔细体会，了解粘接概述及粘合剂的分类 认真听讲，仔细体会，掌握粘合剂的选择及粘接技术 通过实物展示或多媒体演示，帮助学生直观了解铆接的概念及分类 通过实物展示或多媒体演示，帮助学生直观了解铆接的基本形式 通过实物示范或多媒体演示，帮助学生直观了解铆接的基本形式 通过实物或多媒体演示，帮助学生掌握铆钉种类及铆接工具 培养学生自主学习、归纳总结能力 现场示范，帮助学生掌握各种铆接方法及动作要领 锻炼学生分组讨论，自主探究的学习能力 锻炼学生分组讨论，自主探究的学习能力 活动四： 巩固练习 素质提升 1.什么是铆接？铆接如何分类？ 2.用沉头铆钉铆接厚度为4mm的两块钢板，求铆钉直径和长度。 3.什么是粘接？粘接技术有何应用？ 4.粘接工艺包含哪些内容？ 认真思考，组内讨论并得出答案 及时反馈，促进知识迁移 课堂小结 作业布置 •学生分享：邀请几位学生分享自己在学习中的体会和遇到的问题，鼓励大家相互学习、共同进步。 •教师总结：回顾本节课的重点内容，强调铆接及粘接技术的关键点和注意事项。激励学生不断追求技能提升和职业素养的完善。 •布置作业：完成模块十一同步练习。 板书设计 模块十二 铆接与粘接 一、铆接 （一）铆接概述 （二）铆接种类 （三）铆接件的接合 （四）铆钉种类 （五）铆接工具 （六）铆钉直径、长度及通孔直径的确定 （七）铆接方法 二、粘接 （一）粘接概述 （二）粘合剂 （三）粘接工艺 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $