1-3 特种铸造及铸造新技术（教案）《机械制造工艺基础》上好课（劳动版·第八版）

《机械制造工艺基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 1-3 特种铸造及铸造新技术 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 二、设计意图 学情分析 本节课选自《机械制造工艺基础》第一章“铸造”中的1-3“特种铸造及铸造新技术”。学生已学习砂型铸造，对铸造工艺有一定了解，具备基本的机械常识。学生形象思维较好，动手能力强，但抽象概念理解较慢，对工艺流程的记忆较为困难。部分学生对专业术语容易混淆，需通过图示、互动和反复背诵加以强化。 背景分析 本节内容是砂型铸造的延伸与拓展，介绍了多种特种铸造方法及新技术。教材内容丰富、图示清晰，具有较强的直观性和实用性。通过学习，学生能够了解铸造工艺的多样性和先进性，为今后学习其他制造工艺奠定基础。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 1. 培养规范操作、严谨细致的职业意识 2. 养成认真背诵、主动参与、积极思考的学习习惯 1. 能说出特种铸造的常见方法名称 2. 能描述熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造的基本原理 3. 能说出陶瓷型铸造、实型铸造的工艺特点 1. 能根据教材图示，正确说出熔模铸造各工艺环节名称 2. 能区分绕立轴与绕水平轴离心铸造的适用铸件类型 学习任务 描述 1.掌握五种特种铸造方法的名称与基本原理 2.掌握熔模铸造的完整工艺过程 3.掌握离心铸造的两种旋转方式及适用铸件 4.掌握陶瓷型铸造与实型铸造的基本特点 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. 五种特种铸造方法的名称与基本原理 2. 熔模铸造的完整工艺过程 3. 离心铸造的两种旋转方式及适用铸件 4. 陶瓷型铸造与实型铸造的基本特点 教学难点 1.熔模铸造各工艺环节的先后顺序及作用 2.离心铸造绕立轴与绕水平轴的区别与适用场景 教学难点突破方法 1. 图示分析法 2. 类比教学法 3. 分步引导法 4. 案例诊断法 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、问答法； 学法 观察归纳法、练习巩固法、背诵记忆法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械制造工艺基础》，人力资源社会保障部教材办公室组织编写。 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） 展示图片：一枚精致的戒指、一个精密的小齿轮、一根无缝钢管。引导学生思考：砂型铸造精度低、表面粗糙，无法满足高精度零件的要求 引出课题：那么这些零件是用什么方法制造出来的呢？今天我们就来学习——特种铸造及铸造新技术 （1）展示图片 （2）提问：这些形状复杂、表面光洁的金属零件，用我们之前学的砂型铸造能制造出来吗？ （3）引导学生思考 （4）引出课题 观察图片，思考问题，明确本节学习内容 通过生活化情境引发好奇心和求知欲，自然过渡到新课 探索 新知（20分钟） 一、特种铸造 1 特种铸造概述 （1）特种铸造的定义：有别于砂型铸造方法的其他铸造工艺 （2）特种铸造的发展背景：为解决砂型铸造精度低、效率低等问题而发展 （3）常用特种铸造方法：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造 （4）特种铸造的应用领域：航空航天、汽车制造、精密机械等 2 熔模铸造——概述（1）熔模铸造的定义：利用易熔材料制成模样，涂覆耐火涂料制成型壳，熔化排出模样后浇注 （2）熔模铸造的特点：无分型面，精度高，表面光洁 （3）展示教材图1-17（哑铃形状） （4）熔模铸造的典型应用：哑铃、精密零件等 3熔模铸造——工艺过程（一） 第一步：压型——将熔模料用压蜡机压入压型腔。 -熔模料成分：50%石蜡加50%硬脂酸（低熔点蜡基模料）。 第二步：制作单个蜡模——凝固后取出，得到蜡模。 第三步：制作蜡模组——在铸造小型工件时，将多个蜡模粘在蜡质浇注系统上组成蜡模组。 第四步：制作型壳——将蜡模组浸入涂料，取出后撒硅砂，再放入硬化剂中硬化。 -涂料成分：石英粉加水玻璃粘结剂。 -硬化剂：氯化铵溶液。 -反复进行挂涂料、撒砂、硬化4-10次，形成坚硬型壳。 第五步：型壳脱蜡——将带有蜡模组的型壳放入80-90℃热水或蒸汽中。 -蜡模熔化并从浇注系统流出，得到无分型面的型壳。 -再经过烘干、焙烧，去除水分及残蜡，提高型壳强度。 -关键数据：脱蜡温度80~90℃。 第六步：填砂填实——将型壳放入砂箱，四周填入干砂填实。 第七步：浇注——装炉熔炼。（800~1000℃），将型壳从炉中取出后趁热（600~700℃）进行浇注。 第八步：得到铸件——冷却凝固后清除型壳，得到一组带有浇注系统的铸件。 再经清理、检验，得到合格铸件。 4金属型铸造——概述 （1）金属型铸造的定义：将液体金属浇入金属铸型，在重力作用下充填铸型获得铸件 （2）又称：硬模铸造 （3）展示教材图1-18（垂直分型式金属型） （4）结构组成：定型和动型两个半型，分型面位于垂直位置 5金属型铸造——工艺特点 （1）金属型铸造的工作原理：浇注时合紧两半型，凝固后分离取出铸件 （2）铸型材料：铸铁、非合金钢、低合金钢 （3）材料要求：高的耐热性、导热性、强度、韧性、耐磨性、良好的切削加工性能 （4）工艺特点：导热性好，冷却速度快，浇注温度比砂型铸造高 （5）关键要点：铸造前必须预热铸型，否则易产生冷隔、浇不足、夹杂、气孔等缺陷 6压力铸造 （1）压力铸造的定义：利用高压使液态或半液态金属以较高的速度充填金属型腔，在压力下成型和凝固 （2）简称：压铸 （3）压铸机种类：多种，工作原理基本相同 （4）展示教材图1-19（卧式冷压室压铸机工作示意图） （5）关键特点：高压、高速 7离心铸造——概述（1）离心铸造的定义：将熔融金属注入绕水平轴、立轴或倾斜轴旋转的铸型内，在离心力作用下凝固成型 （2）铸型类型：金属型或砂型 （3）设备：在离心铸造机上进行 （4）展示教材图1-20（离心铸造机） 8离心铸造——工作原理 （1）绕立轴旋转的离心铸造（图1-21a）：铸件内表面呈抛物线面，铸件壁厚上下不均匀，随铸件高度增大而愈加严重 （2）绕立轴旋转的适用范围：高度较小的环类、盘类铸件 （3）绕水平轴旋转的离心铸造（图1-21b）：铸件壁厚均匀 （4）绕水平轴旋转的适用范围：管、筒、套（包括双金属衬套）及辊轴等铸件 9低压铸造 （1）低压铸造的定义：在低压作用下使金属液充填铸型 （2）工艺特点：充型平稳，适用于精密铸件 （3）应用领域：铝合金铸件、精密零件等 1.讲解特种铸造定义及五种常用方法。按教材表1-2分步讲解熔模铸造8步工艺，强调脱蜡80-90℃、浇注800-1000℃。讲解金属型铸造定义、材料及需预热的要点。讲解压力铸造高压高速特点。对比讲解离心铸造绕立轴（环类、盘类）和绕水平轴（管、筒、套）两种方式。简要讲解低压铸造。 1.听讲、记录定义、勾画方法名称。观察图示、记录工艺步骤和关键数据。记录铸型材料、需预热要点、高压高速关键词。记录离心铸造两种方式的适用铸件。 1.增强学习目的性。建立整体框架。掌握熔模铸造完整流程。突出金属型铸造核心区别。了解压力铸造。突破离心铸造难点。了解低压铸造。 学 习 新 知（20分钟） 一、铸造新技术和新工艺 1.陶瓷型铸造（概述）（1）陶瓷型铸造的定义：用陶瓷浆料制成铸型以生产铸件 （2）展示教材图1-22（陶瓷型的生产工艺过程） （3）陶瓷型铸造与熔模铸造的对比：型壳材料相似，精度和表面质量相当 （4）陶瓷型铸造的优势：工艺简单，投资少，生产周期短，铸件大小基本不受限制 2. 陶瓷型铸造（工艺过程） （1）第一步：固定模件（图1-22a）——将模样固定于模板上 （2）第二步：套砂箱（图1-22b）——套上砂箱 （3）第三步：灌浆（图1-22c）——将调好的陶瓷浆料倒入砂箱 （4）第四步：结胶（图1-22d）——将上表面刮平，等待结胶硬化 （5）第五步：起模（图1-22e）——待浆料出现弹性即可起模 （6）第六步：喷烧（图1-22f）——点火喷烧，吹压缩空气助燃，火焰灭后移入高温炉中焙烧 3. 陶瓷型铸造（特点与应用） （1）陶瓷型铸造的局限性：原材料价格高，有灌浆工序，不适合大批量、形状复杂的铸件 （2）生产过程难以实现自动化和机械化 （3）适用范围：小批量、较大尺寸的精密铸件 （4）主要应用领域：各种模具的生产 4.实型铸造（概述）（1）实型铸造的定义：使用泡沫聚苯乙烯塑料制造模样（包括浇注系统） （2）工作原理：浇注时模样燃烧汽化直到消失，金属液填充原来模样的位置 （3）展示教材图1-23a（泡沫塑料模样） （4）展示教材图1-23b（浇注的铸型） 5实型铸造（工艺过程） （1）第一步：制作泡沫塑料模样（图1-23a） （2）第二步：制作浇注的铸型（图1-23b） （3）第三步：浇注过程（图1-23c）——浇注时模样迅速燃烧汽化消失 （4）第四步：得到铸件（图1-23d）——冷却凝固后即成铸件 （5）核心原理：模样燃烧汽化，金属液填充原位置 1.讲解陶瓷型铸造6步工艺及多用于模具的特点。讲解实型铸造4步工艺及泡沫塑料模样燃烧汽化原理。 2.知识背诵 （1）五种特种铸造方法： 熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造 低压铸造 （2）两种新技术的核心特点： 陶瓷型铸造：精度高、工艺简单、多用于模具生产 实型铸造：使用泡沫聚苯乙烯塑料模样，浇注时燃烧汽化 3.师生互动： 出示题目：金属型铸造为什么要对铸型进行预热？如果不预热会产生哪些缺陷？ 教师总结：金属铸型导热性好，冷却速度快。 不预热会使金属液流动性降低快。 容易产生冷隔、浇不足、夹杂、气孔等缺陷。 还会使铸型受到强烈热冲击，应力倍增，易损坏。 1.记录陶瓷型铸造和实型铸造的定义及特点。 2.背诵五种特种铸造方法和两种新技术。 3.独立思考或小组讨论，举手回答，对照答案订正。跟随回顾，查漏补缺。 1.掌握陶瓷型铸造工艺。掌握实型铸造原理。 2.强化记忆。 3.通过案例诊断形式，检验学生对金属型铸造预热的掌握情况。梳理知识结构，明确重点。 课堂 总结（2分钟） 1. 特种铸造包括五种方法：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造 2. 熔模铸造8步工艺：压型→蜡模→组模→制壳→脱蜡→填砂→浇注→铸件 3. 金属型铸造导热快、需预热 4. 离心铸造分两种：绕立轴（环类、盘类）、绕水平轴（管、筒、套） 5. 陶瓷型铸造精度高，多用于模具；实型铸造模样汽化 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. 背诵作业：背诵五种特种铸造方法名称，下节课课前抽查提问 2. 书面作业：按顺序写出熔模铸造的8个工艺环节 3. 预习作业：预习下一节内容 板书 设计 text 第一章 铸造 1-3 特种铸造及铸造新技术 一、特种铸造 1. 熔模铸造：压型→蜡模→组模→制壳→脱蜡→填砂→浇注→铸件 脱蜡：80~90℃ 浇注：800~1000℃ 2. 金属型铸造：导热快、需预热、浇注温度高 3. 压力铸造：高压高速 4. 离心铸造： - 绕立轴 → 壁厚不均匀 → 环类、盘类 - 绕水平轴 → 壁厚均匀 → 管、筒、套 5. 低压铸造 二、铸造新技术 1. 陶瓷型铸造：精度高、工艺简单、多用于模具 2. 实型铸造：泡沫塑料模样、燃烧汽化 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 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 $