项目8 成型面的加工（教学设计）湖北省机械类专业技能考试

成形面的（手动）加工 教学设计 项 目 内 容 省份与专业 湖北省机械类专业 项目名称 成形面的（手动）加工 授课时数 3课时 教学目标 能复述出三种常用的成型面加工方法：双手控制法、成型刀法、靠模法。 理解双手控制法车成型面的动作要领和双手的配合关系。 掌握使用样板对成型面进行检测的方法，并能判断其合格性。 能独立、安全地完成车床的启动、装夹工件、装夹刀具等准备工作。 能初步运用“双手控制法”车削出简单的成型面（如单球手柄）。 能正确使用样板和表面粗糙度对比块，对加工工件进行检测和评价。 教学重难点 教学重点： 1. 双手控制法的操作要领：双手（中、小滑板）的协调配合与进给速度的控制。 2. 成型面的检测与质量控制：使用样板正确检测曲面轮廓，并能根据间隙进行修整。 3. 安全操作规程：高速旋转下对不规则曲面加工的安全防范。 教学难点： 1. 双手的协调配合与“手感”培养：如何将抽象的双手同步、匀速运动，转化为具体、均匀的曲面轨迹。这是技能形成的核心，需要通过大量练习来形成肌肉记忆。 1. 曲面轮廓的精度控制：保证加工出的曲面与样板吻合，避免出现“棱角”或不对称等缺陷。 1. 加工过程中的排屑与刀痕控制：如何通过合理选择切削用量（转速、进给量）来获得较好的表面质量。 场地与器材 教学场地：理实一体化教室或“车工实训车间” · 理论区：配备多媒体投影、白板、可展示实物和图纸的讲台。 · 实操区：整齐排列的普通车床（如C6140或C616），保证每台机床有足够的操作空间，照明充足，通风良好。 器材与耗材： 1. 设备：普通车床（生均1台或2人1台）。 2. 工量刃具： · 刀具：45°外圆车刀、90°外圆车刀、圆弧车刀或磨有R刃的硬质合金车刀、切断刀。 · 量具：游标卡尺、千分尺、R规（样板）、表面粗糙度对比块。 · 夹具：三爪卡盘、垫铜皮。 3. 材料：45钢棒料，尺寸为 Φ30mm × 100mm（每人一根，可预先车好工艺台阶）。 4. 辅具：划线盘、刷子、油石、活动扳手等。 5. 安全防护：防护眼镜、工作服、安全鞋。灭火器、急救箱放置在醒目位置。 教学方法 任务驱动法： 核心：以“加工一个合格的单球手柄”为总任务，贯穿整个教学过程。将总任务分解为“知识准备→工艺制定→粗车成型→精车修整→检测评估”等子任务，引导学生步步为营，完成学习。 项目实施 过程步骤 球面车削加工详解 一、 加工前准备 1. 图纸与工艺分析 · 识图：拿到工件图纸，明确球的直径 D、柄部直径 d、以及球的中心位置。 · 计算：这是关键一步！ 需要计算出球状部分的长度 L。公式为： L = (D/2) + √( (D/2)² - (d/2)² ) · 简化记忆：对于整球或大部分常见的球柄，可以用经验公式或绘图确定。核心是知道车削的起点和终点。 · 工艺规划：确定加工步骤：先车圆柱→再车球面→最后修光、切断。 2. 工件装夹 · 使用三爪卡盘夹持棒料的一端，伸出长度应大于工件总长加上切断刀宽度，并留有安全余量。 · 为保证刚性，先用90°外圆车刀在需要切断的位置附近车出一个工艺台阶，这样可以用顶尖顶住，防止车削时工件弯曲振动。 3. 刀具选择与刃磨 · 刀具：优先选用圆弧车刀或尖头精车刀。 · 圆弧车刀：刀尖具有与球面曲率相近或更小的圆弧，能获得更好的表面质量。 · 尖头精车刀：通用性更强，便于控制轨迹，但对操作者手法要求更高。 · 刃磨要求：刀尖要锋利，前角、后角要合适，以保证切削轻快，排屑顺畅。 4. 车床调整 · 转速选择： · 粗车：中低速（300-450 rpm），保证切削力足够。 · 精车：较高转速（600-900 rpm），易于获得光洁表面。 · 润滑：如果是钢件，需要使用切削液进行冷却和润滑。 二、 加工步骤（双手控制法核心） 步骤一：车圆柱体 1. 用45°或90°车刀，将棒料待加工部分粗车和精车至球的直径D。这一步非常重要，一个精确的圆柱是车出正确球面的基础。 2. 用卡尺测量，确保圆柱直径等于D。 步骤二：车槽定界（确定球面边界） 1. 用切断刀或尖头刀，在圆柱体上车出两个浅窄的槽，标记出球面的起点和终点（即计算出的长度 L 的两端）。 2. 槽的深度略小于(D - d)/2，目的是为了在后续车削时有一个清晰的界限，并减少车削余量。 步骤三：粗车成型 1. 启动车床，主轴正转。 2. 移动刀具到工件右端（操作者方向）的槽处。 3. 双手配合开始： · 主导手（右手）：摇动中滑板手柄，控制刀具的径向进给（吃刀深度）。 · 辅助手（左手）：摇动小滑板手柄，控制刀具的轴向进给（左右移动）。 4. 动作要领：从右端开始，双手同时、均匀、协调地摇动手柄。可以想象在画四分之一圆弧：开始时，中滑板进给慢，小滑板退出快；到球体中部（顶点）时，两滑板进给速度基本相等；到左端时，中滑板退出快，小滑板进给慢。 5. 采用“分层切削法”，从左到右，再从右到左，一层层地将多余材料切除，使工件初步呈现球形。注意留出0.5~1mm的精车余量。 步骤四：精车修光 1. 提高主轴转速。 2. 换用更锋利的圆弧精车刀。 3. 重复双手配合动作，但这次切削深度要非常小（0.1-0.2mm），进给速度要更均匀、缓慢。 4. 关键点是“宁慢勿停，力求连贯”，一个连贯、匀速的运动轨迹是获得光滑球面的保证。如果中途停顿，就会在球面上留下凹坑或棱线。 步骤五：检测与修整 1. 使用样板检测：停车（或低速旋转），将专用的球面样板卡在工件球面上。 2. 观察透光缝隙： · 如果缝隙均匀，说明球面正确。 · 如果中间有缝，说明车瘦了（成了橄榄形），需要修整球面中部。 · 如果两边有缝，说明车肥了（成了鼓形），需要修整球面两侧。 3. 针对性修整：根据样板的指示，用精车刀局部修磨凸起部分，直到样板与球面贴合，透光均匀。 步骤六：清根与切断 1. 球面合格后，用尖头刀或切断刀将球面与柄部连接处的“清根”处理好，保证过渡清晰。 2. 用切断刀在预留的工艺台阶处将工件切断。 3. 如果必要，可以对切断面进行倒角处理。 三、 操作技巧与注意事项 培养“手感”： 双手控制法的核心是“手感”，这需要通过反复练习来积累。初学者可以先在木棒或塑料棒上练习。 目测与预判： 眼睛要时刻观察刀尖与已加工表面的关系，预判双手下一步的动作。 切削用量： · 粗车：切削深度 ap 可大些（1-2mm），进给量 f 快些。 · 精车：切削深度 ap 要小（<0.5mm），进给量 f 要慢且均匀。 安全第一： · 工件必须夹紧，防止飞出。 · 不规则球面在旋转时易勾住衣物，袖口要扎紧，严禁戴手套。 · 车削时产生的带状切屑温度很高，严禁用手直接清除，必须使用铁钩或刷子。 常见问题及原因： · 表面有棱线：双手配合不连贯，进给速度不均匀，有停顿。 · 球面不对称：球面中心找得不准确，或双手左右动作不一致。 · 表面粗糙度差：刀具不锋利、转速过低、进给量过大、或没有使用切削液。 四、 教学口诀（便于学生记忆） 先算长度再车圆， 切槽定界省时间。 双手联动要均匀， 中板小板配合巧。 左快右慢到中间， 两速相等弧线圆。 勤看样板勤测量， 安全规程记心间。 通过以上详细的步骤分解、图文示意和口诀总结，中职学生可以形成一个清晰、完整的球面加工思路，再通过教师的示范和自己的反复练习，就能逐步掌握这项核心技能。 教学小结 本次课我们重点学习了在车床上使用“双手控制法”加工球面。掌握这项技能的关键在于双手的协调配合——通过中、小滑板的匀速、合成运动，控制刀具走出光滑的圆弧轨迹。操作中务必牢记“低速匀进、勤测勤检”，使用样板反复比对修正，才能保证球面轮廓的精度。更重要的是，必须始终将安全规范放在首位，养成严谨细致的职业习惯。望大家通过反复练习，用心体会，逐步培养出精湛的“手感”，为成为一名优秀的技能人才奠定坚实基础。 教学反思 学生掌握情况：反思学生是否能够掌握成型面的加工，是否存在普遍性问题。 教学改进：根据学生的反馈和表现，调整教学方法和内容，提高教学效果。 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 $