1.4 编制数控加工工艺（教案）《数控车削加工技术与技能》（高教版·第2版）同步精品课堂

《数控车削加工技术与技能》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.4 编制数控加工工艺 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 本节课的教学对象为职高数控专业学生，已掌握数控车床基本操作和简单零件识图能力，对刀具、夹具等有初步认知，但缺乏“工艺规划”的系统思维。学生擅长具象化学习，对纯理论讲解兴趣较低，更关注知识的实操应用；同时，部分学生对零件精度要求、加工顺序逻辑的理解存在薄弱点，易出现“重操作、轻规划”的误区。教学中需结合具体零件案例，通过任务驱动降低抽象概念难度，兼顾基础薄弱学生的理解需求，同时引导学生建立“先规划后加工”的职业意识。 背景分析 在现代制造业中，数控加工工艺编制是决定生产效率、零件质量的核心环节，直接影响企业生产成本与市场竞争力。当前企业对数控技术人才的需求，已从“会操作机床”升级为“能独立编制合理工艺”。本节课内容对接《数控车工国家职业技能标准》中“工艺准备”模块要求，是学生从“操作型”向“技术型”转型的关键知识点。同时，工艺编制能力也是学生后续学习编程、参与技能竞赛及上岗就业的必备基础，具有极强的岗位实用性和职业导向性。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 培养严谨的工艺思维与质量意识，树立“先规划后加工”的职业习惯，增强团队协作中工艺方案的沟通表达能力。 掌握数控车削零件工艺性分析要点，理解刀具/夹具选择原则、加工顺序与路线确定方法，熟记核心工艺文件的组成。 能独立完成简单轴类零件的工艺性分析，初步具备选择适配刀具/夹具、规划加工顺序的能力，可协助填写基础工艺文件。 学习任务 描述 给定一个带外圆、台阶、退刀槽的简单轴类零件图，小组合作完成工艺性分析：标注出关键尺寸精度要求，判断哪些结构需要调整以适配数控车削，15分钟后派代表汇报。 针对上述轴类零件，独立选择加工刀具（外圆刀、切槽刀）和通用夹具（三爪卡盘），说明选择理由（如刀具材质适配工件材料、夹具定心精度），完成《刀具夹具选择表》。 结合前两项任务结果，个人规划该零件的加工顺序（如先粗车外圆→粗车台阶→切退刀槽→精车）和加工路线（确定起点、走刀路径），绘制简单路线示意图，同桌间互相点评优化。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 数控加工零件工艺性分析的核心要点 加工顺序与加工路线的确定原则。 教学难点 加工路线规划（需兼顾安全、精度与效率）。 教学难点突破方法 用“错误案例对比”（如不合理路线导致碰撞/报废）直观展示问题；提供轴类零件实物与简化路线图，让学生分组“走刀模拟”；结合仿真软件演示不同路线的加工效果，帮学生建立空间认知。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《数控车削加工技术与技能》，主编：王岗，第2版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：同学们，咱们学校实训车间接到一个任务：加工50件45钢轴类零件（展示零件图，标注外圆、台阶、退刀槽），要求2天内完成且合格率不低于98%。但上次有同学直接上机加工，出现了“刀具崩刃”“台阶尺寸超差”的问题。大家想想，问题出在哪？其实是没做好“工艺规划”。今天咱们就以这个零件为任务，一起学怎么分析零件、选工具、定路线，确保下次加工又快又好，大家有信心完成这个任务吗？ 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 一、数控加工零件工艺性分析 当选择并决定数控加工零件及其加工内容后,应对零件的数控加工工艺进行全面、认真、仔细的分析。 (1)零件图样分析 分析零件图样是工艺准备中的首要工作,直接影响零件加工程序的编制及加工结果。首先,要熟悉零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件:搞清各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响,找出主要和关键的加工工艺基准。 其次,分析、了解零件的外形、结构,零件上需加工的部位及其形状、尺寸精度和表面结构要求;了解各加工部位之间的相对位置和尺寸精度了解工件材料、坯料尺寸、相关技术要求及工件的加工数量。最后,分析零件精度与各项技术要求是否齐全、合理;分析工序中的数控加工精度能否达到图样要求;找出零件图中有较高位置精度要求的表面,决定这些表面能否在一次装夹中完成加工;对零件表面结构要求较高的表面,确定是否使用恒线速度功能进行加工。 (2)工作点的设定 设定数控机床的工作点,主要是确定工件原点、换刀点与起刀点。数控车床的工作点如图 1-23 所示。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） 二、选择刀具、夹具 合理选择数控加工用的刀具、夹具是工艺处理工作中的重要内容。在数控加工中,产品的加工质量和劳动生产率在很大程度上受刀具、夹具的制约。虽然数控加工中所用的大多数刀具、夹具与普通加工中所用的刀具、夹具基本相同,但对于一些工艺难度较大或其轮廓、形状等方面较特殊零件的加工,所选用的刀具、夹具必须具有较高的要求,或需做进一步的特殊处理,以满足数控加工的需要。 (1)刀具的选择 选择数控车削刀具通常要考虑数控车床的加工能力、工序内容及工件材料等因素。与普通车削相比,数控车削对刀具的要求更高,不仅要求精度高、刚度好、耐用度高,而且要求尺寸稳定、安装调整方便。 (2)夹具的选择 在数控车床上用于装夹零件的装置称为车床夹具。车床夹具可分为通用夹具和专用夹具两大类。 通用夹具是指能够装夹两种或两种以上零件的夹具,例如车床上的三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、弹簧卡套和通用心轴等;专用夹具是专门为加工某一特定零件的某一工序而设计的夹具。 车床夹具安装在车床主轴上,带动零件一起随主轴旋转。 主要讲解选择刀具、夹具。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 三爪自定心卡盘 如图1-24所示,三爪自定心卡盘是一种常用的自动定心夹具,适用于装夹轴类、盘套类零件。 四爪单动卡盘如图1-25所示,适用于装夹外形不规则、非圆柱形、偏心及位置与埯效尺寸精度要求高的零件。 花盘如图1-26所示,需与其他车床附件配合使用,适用于弹形不规则、偏心及需要端面定位夹紧的零件。 心轴常用的心轴有圆柱心轴、圆锥心轴和花键心轴。圆柱心轴主要用于套类和盘类零件的装夹;圆锥心轴的定心精度高,但零件的轴向位移误差较大,用于以孔为定位基准的零件;花键心轴用于以花键孔定位的零件。 在数控车削加工过程中,夹具是用来装夹被加工零件的,因此必须保证被加工零件的定趕答位精度,并尽可能做到装卸方便、快捷。 选择夹具时应优先考虑通用夹具。使用通用夹具无法装夹,或者不能保证被加工零件与加工工序的定位精度时,才采用专用夹具。专用夹具的定位精度较高,成本也较高。 教师根据课本内容讲解三爪自定心卡盘。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 三、加工顺序的确定 如图1-27a所示的手柄零件,批量生产,用数控车床加工,加工所用坯料为φ32 mm的棒料。加工顺序如下: 第一道工序:如图1-27b所示,将一批工件全部车出。先车φ12 mmφ20 mm 圆柱面及20°圆锥面(粗车R42mm圆弧的部分余量),然后按总长要求留下加工余量后切断。 第二道工序(调头):如图1-27c所示,用φ12 mm 外圆及 φ20 mm 端面装夹工件,濾芸先车削包络SR7mm球面的30°圆锥面,然后对全部圆弧表面进行半精车(留少量的精车余量),最后换精车刀,将全部圆弧表面一刀精车成形。 在分析了零件图样和确定了加工工序、装夹方式后,接下来即要确定零件的加工顺序。制订零件车削加工顺序一般遵循下列原则: （1）先粗后精——按照粗车→半精车一精车的顺序,逐步提高加工精度。粗车是在较短的时间内将工件表面上的大部分加工余量(图1-28中的细双点画线内所示部分)切掉,一方面提高金属切除率,另一方面满足精车余量均匀性的要求。若粗车后所留余量的均匀性满足不了精加工的要求,则要安排半精车加工,为精车做准备。精车要保证加工精度,按图样尺寸一刀车出零件轮廓。 （2）先近后远——这里所说的远和近是按加工部位相对于对刀点的距离而言的。 教师讲解加工顺序的确定，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：简述数控车削中“粗加工→半精加工→精加工”的顺序安排，对保证零件质量有何作用？ 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 今天咱们围绕“数控加工工艺编制”，拆解了四大核心：先通过零件工艺性分析找“加工难点”，再根据工件材料选“趁手工具”（刀具/夹具），接着按“粗到精、外到内”原则排顺序、定路线，最后把这些内容整理成工艺文件。要记住，工艺编制不是“纸上谈兵”，每一步都影响加工效率和零件质量。课上大家在分析轴类零件、规划路线时都很积极，但部分同学对刀具材质选择还不熟练，课后可以结合作业再巩固。下节课咱们会结合机床操作，把今天的工艺方案落到实处！ 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） (1) 给定一个简单套类零件（需车内孔、端面），画出其加工路线的简易示意图（标注起点、走刀方向）。 (2)搜集一份企业实际的《数控加工工艺卡》，指出其中包含的5项核心信息（如零件名称、刀具型号）。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课通过任务驱动将理论知识点与实操需求结合，学生参与分组分析、路线规划的积极性较高，多数学生能掌握工艺性分析和加工顺序的核心原则。但仍存在不足：一是部分学生对刀具材质与工件材料的匹配逻辑理解不深，需后续结合实物刀具加强对比；二是加工路线规划中，少数学生仍忽略“安全距离”，需增加仿真操作环节强化认知。下次教学可引入企业真实工艺卡案例，进一步拉近课堂与岗位的距离，同时增加个性化辅导，帮助基础薄弱学生攻克难点。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 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 $