1.4 铸铁（教案）《数控加工机械基础（第3版）》上好课（高教版）

《数控加工机械基础（第3版）》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 1.4 铸铁 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 职高数控专业学生已掌握金属材料基础认知，动手实操兴趣高，但抽象的牌号含义、性能与用途对应关系理解能力较弱。学生对机床零件等实物接触较多，可借助实例降低学习难度，需通过具象化教学激发其主动探究的积极性。 背景分析 铸铁是数控加工中常用的基础材料，机床床身、夹具底座等核心部件多由铸铁制成。学好铸铁知识，是学生后续识别加工材料、合理选择加工工艺的前提，对提升数控零件加工质量与效率具有重要的实践指导意义。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 培养严谨的材料认知态度，激发对数控加工材料领域的探究兴趣，增强职业素养 掌握铸铁的分类、牌号含义，熟知常用铸铁的性能特点及应用场景 能准确识别常用铸铁牌号，根据性能合理匹配其数控加工应用场景 学习任务 描述 1. 分组查阅资料，梳理各类铸铁的牌号、性能及对应数控零件实例，完成材料卡片制作 2. 结合机床零件实物，辨析不同铸铁的适用场景，阐述选择依据 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 1. 铸铁的分类及常用铸铁的性能特点。 2. 铸铁牌号的构成及含义解读。 教学难点 1. 不同铸铁的性能与数控加工用途的对应关系。 2. 复杂铸铁牌号的快速识别与含义理解。 教学难点突破方法 1. 实物教学法：展示机床床身、齿轮等铸铁零件，结合零件加工要求讲解性能与用途的关联。 2. 口诀记忆法：提炼牌号构成规律口诀，通过课堂抢答巩固牌号识别技巧。 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 《数控加工机械基础（第3版）》，主编：崔陵、娄海滨，2019年7月第3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 新课导入（2分钟） [引入主题]（2分钟） 同学们，咱们数控车间里的机床床身、夹具底座用的是什么材料？它为啥能承受机床运转的重压？今天咱们就来学习这种常用材料——铸铁，揭开它的神秘面纱。 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。 探索 新知（20分钟） 铸铁的基础定义 一、铸铁的基础定义 含碳量＞2.11% 的铁碳合金，工业用铸铁碳含量多为 2.5%~4%，碳以石墨 / 渗碳体形式存在；还含 1%~3% 的硅及锰、磷等元素。 二.合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁性能的主要元素。 三.铸铁种类很多,常见的有白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等。 四、典型应用实例 空气压缩机箱体→灰铸铁； 风机叶轮→球墨铸铁； 水暖管连接件→可锻铸铁； 发动机箱体→蠕墨铸铁。 教师先展示铸铁零件实物（如机床床身、水管接头），结合生活案例引出 “铸铁” 概念，再通过铁碳合金成分对比图，明确铸铁含碳量＞2.11% 的核心定义，帮助学生区分铸铁与钢。 教师利用表格梳理白口、灰、可锻等铸铁类型，结合成分（碳、硅）与石墨形态的关系，讲解不同铸铁的性能差异，同时展示典型应用实例的图片，将类型、性能与用途对应起来。 教师设置 “材料选型小任务”，给出 “制造风机叶轮” 等场景，引导学生结合知识点分析应选哪种铸铁，并追问选择理由，深化学生对 “成分 - 性能 - 用途” 逻辑的理解。 学生观察教师展示的铸铁实物，对比课前预习的钢的成分，自主总结铸铁的基础定义，尝试说出铸铁与钢的核心区别，完成初步认知。 学生分组整理不同铸铁的类型、成分特点，结合教师给出的性能描述，讨论各类铸铁的适用场景，并用连线的方式将 “铸铁类型” 与 “典型应用” 对应起来，完成知识梳理。 学生参与 “材料选型小任务”，独立分析场景需求，选择对应铸铁并阐述理由，组内互相点评补充，修正对铸铁用途的认知偏差。 通过实物 + 案例导入，将抽象的 “铸铁定义” 转化为具象认知，降低职高学生的理解门槛，同时激发学生的学习兴趣，快速进入课程主题。 借助表格梳理、分组讨论等活动，让学生主动构建 “类型 - 成分 - 性能 - 用途” 的知识框架，培养其归纳总结与合作学习的能力，契合职高学生的实操性学习特点。 设计材料选型任务，引导学生将理论知识应用于实际场景，强化 “按需选材料” 的工程思维，为后续数控加工中材料选择的学习奠定基础。 学 习 新 知（20分钟） 铸铁的主要类型及特点 1. 白口铸铁 碳、硅含量低，碳以渗碳体形式存在，断口银白色；性能、用途。 2. 灰铸铁 碳含量 2.7%~4.0%，碳以片状石墨存在，断口灰色，产量占铸铁 80% 以上； 性能：熔点低、铸造性能好，强度/塑性/韧性差，但减振性、耐磨性、切削加工性优良； 用途：机床床身、气缸、箱体。 3. 可锻铸铁 由白口铸铁退火得到，石墨呈团絮状，不可锻压； 用途：形状复杂、承受冲击的中小型零件。 4. 球墨铸铁 灰铸铁铁水经球化处理，石墨呈球状； 5. 蠕墨铸铁 20 世纪 60 年代新型材料，石墨呈蠕虫状； 性能：铸造性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间，力学性能接近球墨铸铁 教师以 “石墨形态决定性能” 为核心主线，通过实物标本或高清图片展示白口、灰、可锻、球墨、蠕墨铸铁的断口特征与石墨形态，结合成分数据讲解各类铸铁的核心成分差异，帮助学生建立 “成分 — 石墨形态” 的关联认知。 教师针对每类铸铁，采用对比教学法梳理性能特点，重点突出灰铸铁的高产量与优良铸造 / 减振性、白口铸铁的高硬度脆性等核心差异，同时结合机床床身、耐磨零件等实例，讲解性能与用途的匹配逻辑。 教师设计 “特征匹配任务”，给出各类铸铁的石墨形态、性能关键词，引导学生分组对应到具体铸铁类型及用途，并邀请小组代表展示成果，针对可锻铸铁 “不可锻压”、球墨铸铁 “球化处理” 等易混点进行重点答疑。 学生观察教师展示的铸铁标本与图片，记录不同铸铁的断口颜色、石墨形态，结合教师讲解的成分数据，自主归纳各类铸铁的成分与外观特征，完成基础信息梳理。 学生分组参与 “特征匹配任务”，通过讨论将石墨形态、性能、用途与铸铁类型对应，重点辨析可锻铸铁的形成过程、球墨铸铁的处理工艺等关键知识点，修正自身认知偏差。 学生结合所学完成 “用途推测练习”，针对 “制造形状复杂的小型冲击零件”“批量生产的机床床身” 等场景，自主选择对应铸铁类型并写下选择依据，主动向教师或小组提问解决困惑。 借助实物观察与可视化展示，将抽象的 “石墨形态”“成分差异” 转化为具象认知，降低职高学生对理论知识的理解门槛，同时强化 “形态 — 性能” 的核心逻辑，帮助学生建立系统的知识框架。 通过分组匹配、用途推测等互动任务，调动学生主动参与的积极性，培养其归纳对比、合作探究的能力，契合职高学生 “实操性、具象化” 的学习特点。 针对易混知识点设计答疑与练习环节，帮助学生精准区分各类铸铁的核心差异，强化 “性能决定用途” 的工程思维，为后续数控加工中铸铁零件的加工工艺选择奠定基础。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 今天我们系统学习了铸铁的相关知识，首先明确了铸铁按石墨形态可分为灰铸铁、球墨铸铁等几大类。接着重点掌握了铸铁牌号的含义，比如灰铸铁HT200中，HT代表灰铸铁，200代表抗拉强度值。然后了解了不同铸铁的性能特点，像灰铸铁耐磨性好、球墨铸铁强度高。最后结合数控加工实例，知道了灰铸铁常用于机床床身，球墨铸铁可制作齿轮等零件。希望大家能把知识和实操结合，准确识别和选用铸铁材料。 布置下节课任务（1分钟） 布置下节课任务（1分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（1分钟） 1. 写出灰铸铁、球墨铸铁各一个典型牌号并解读含义。 2. 举例说明两种常用铸铁在数控加工领域的具体应用。 3. 对比灰铸铁和球墨铸铁的核心性能差异。 板书 设计 一、铸铁的基础定义 1.含碳量＞2.11% 的铁碳合金，工业用铸铁碳含量多为 2.5%~4%，碳以石墨 / 渗碳体形式存在；还含 1%~3% 的硅及锰、磷等元素，硅是影响性能的主要元素。 2.典型应用实例 空气压缩机箱体→灰铸铁； 风机叶轮→球墨铸铁； 水暖管连接件→可锻铸铁； 发动机箱体→蠕墨铸铁。 二、铸铁的主要类型及特点 1. 白口铸铁 碳、硅含量低，碳以渗碳体形式存在，断口银白色；性能以及用途 2. 灰铸铁 碳含量 2.7%~4.0%，碳以片状石墨存在，断口灰色，产量占铸铁 80% 以上； 性能以及用途。 3. 可锻铸铁 由白口铸铁退火得到，石墨呈团絮状，不可锻压；性能以及用途。 4. 球墨铸铁 灰铸铁铁水经球化处理，石墨呈球状；性能以及用途。 5. 蠕墨铸铁 20 世纪 60 年代新型材料，石墨呈蠕虫状；性能以及用途。 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课通过实物展示和分组活动，有效调动了学生的积极性，多数学生能掌握铸铁分类和牌号解读。但在性能与用途的关联讲解上，理论性稍强，部分学生理解较慢。后续教学应增加数控加工案例的分析时长，让学生结合零件加工需求，自主归纳材料选用原则。同时，可引入更多生活中的铸铁制品，拉近知识与实际的距离，提升教学效果。 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 学科网（北京）股份有限公司 $